JP6641825B2 - Negative resist composition, method for producing resist pattern, and electronic component - Google Patents

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本発明は、微細加工に有用な化学増幅型レジストを形成するためのネガ型レジスト組成物、並びに、当該ネガ型レジスト組成物を用いたレジストパターンの製造方法及び電子部品に関する。   The present invention relates to a negative resist composition for forming a chemically amplified resist useful for microfabrication, a method for producing a resist pattern using the negative resist composition, and an electronic component.

近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでおり、例えば寸法幅50nm以下の高解像力が求められている。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われており、現在用いられているKrFエキシマレーザー光に加え、ArF、F2、EUV、X線、電子線やその他の荷電粒子線等を露光光として用いたリソグラフィーが提案されている。
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, patterns have been rapidly miniaturized due to advances in lithography technology, and, for example, high resolution with a dimension width of 50 nm or less has been required.
As a method of miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. In addition to the currently used KrF excimer laser light, ArF, F2, EUV, X-ray, electron beam, and other charged particle beams are used. Lithography using such as exposure light has been proposed.

特に電子線およびEUV露光によるパターン形成は、次世代もしくは次々世代リソグラフィー技術として位置づけられており、半導体集積回路のゲート層作成用やガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用として高感度、且つ高解像の要求を満たすレジストの開発が望まれている。これらに対するレジスト材料としては、感度の向上を目的として、酸の触媒反応を利用した化学増幅型感光性組成物が用いられている。ネガ型の化学増幅型感光性組成物は、通常、アルカリ可溶性樹脂と光の照射によって酸を発生する酸発生剤成分と架橋性化合物、塩基性化合物等を含有している。かかる感光性組成物は、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により樹脂と架橋性化合物との間で架橋が生じ、アルカリ可溶性からアルカリ不溶性に変化する。また、架橋反応の際に生じる酸が触媒的に反応を繰り返すことで、より少ない露光量でのパターン露光が可能となる。一方、ポジ型の化学増幅型感光性組成物は、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により、例えば、酸解離性保護基の脱離等が行われ、現像液に対する溶解性が増大する。   Particularly, pattern formation by electron beam and EUV exposure is regarded as a next-generation or next-next-generation lithography technology, and has high sensitivity and high sensitivity for forming a gate layer of a semiconductor integrated circuit and processing a mask pattern formed on a glass substrate. There is a demand for development of a resist that satisfies resolution requirements. As a resist material for these, a chemically amplified photosensitive composition utilizing a catalytic reaction of an acid is used for the purpose of improving sensitivity. The negative chemically amplified photosensitive composition usually contains an alkali-soluble resin, an acid generator component that generates an acid upon irradiation with light, a crosslinkable compound, a basic compound, and the like. In the photosensitive composition, crosslinking occurs between the resin and the crosslinking compound due to the action of an acid generated from the acid generator component upon exposure, and the composition changes from alkali-soluble to alkali-insoluble. Further, the acid generated at the time of the cross-linking reaction catalytically repeats the reaction, thereby enabling pattern exposure with a smaller exposure amount. On the other hand, a positive chemically amplified photosensitive composition has an increased solubility in a developer due to, for example, elimination of an acid dissociable protecting group due to the action of an acid generated from an acid generator component upon exposure. I do.

従来、半導体のリソグラフィーには、重量平均分子量が約5000以上の高分子をベースとしたレジスト材料が使用されてきた。
しかしながら、このような高分子材料は分子量が大きく且つ分子量分布が広いため、解像力やラインエッジラフネス(Line Edge Roughness、LER)の低減には限界がある。
Conventionally, a resist material based on a polymer having a weight average molecular weight of about 5,000 or more has been used for lithography of a semiconductor.
However, since such a polymer material has a large molecular weight and a wide molecular weight distribution, there is a limit in reducing the resolving power and the line edge roughness (LER).

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

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

特許文献4では、レジストの膜減り防止効果が高く、解像性とフォーカスマージン拡大効果が高いレジスト材料を得ることを目的として、特定のベンズイミダゾール骨格及びエステル基、アセタール基、又は、シアノ基などの極性官能基を有する塩基性化合物を含有することを特徴とするレジスト材料が記載されている。
しかしながら、解像性を課題としている特許文献4においても160nmのラインアンドスペースを形成しているにすぎず、特許文献1〜4及び非特許文献1、2のフォトレジストはいずれも解像力が不十分であり、さらなる微細化パターンを形成可能なレジストが求められていた。
Patent Document 4 discloses a specific benzimidazole skeleton and an ester group, an acetal group, or a cyano group for the purpose of obtaining a resist material having a high effect of preventing the film from being reduced in the resist and having a high resolution and a focus margin expanding effect. The resist composition described above contains a basic compound having a polar functional group.
However, Patent Literature 4 which has a problem of resolution only forms a 160 nm line and space, and the photoresists of Patent Literatures 1 to 4 and Non-Patent Literatures 1 and 2 have insufficient resolution. Therefore, a resist capable of forming a further miniaturized pattern has been demanded.

そこで、本発明者らは、特許文献5において、活性エネルギー線の照射によるパターン形成において、化学増幅レジスト特有の高感度を維持しつつ解像力に優れるネガ型レジスト組成物として、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の塩基性含窒素化合物(C)とを含有する、レジスト組成物を開示している。   In view of this, the present inventors have disclosed in Patent Document 5 a phenolic compound (A) as a negative resist composition having excellent resolution while maintaining high sensitivity peculiar to a chemically amplified resist in pattern formation by irradiation with active energy rays. And an acid generator (B) and a base having at least one aromatic ring in one molecule and having at least one phenolic hydroxyl group and / or oxy group (-O-) in one molecule and having a molecular weight of 400 or more. A resist composition containing a neutral nitrogen-containing compound (C) is disclosed.

特開平10−239843号公報JP-A-10-239843 特開平11−153863号公報JP-A-11-153863 特開平9−236923号公報JP-A-9-236923 特開2004−347738号公報JP-A-2004-337738 特開2012−220850号公報JP 2012-220850 A

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

近年、レジストパターンの微細化はますます進み、高解像性の要望がさらに高まるにつれ、種々のリソグラフィー特性の向上が求められている。なかでも、電子線の設計寸法やマスクサイズに忠実な寸法でレジストパターンを形成できる寸法忠実性(リニアリティとも呼称される)は重要な特性であり、その向上が求められている。また、現像後にレジスト残渣が発生しないこと等も求められる。   In recent years, as the miniaturization of resist patterns has progressed further and the demand for high resolution has further increased, various lithography characteristics have been required to be improved. Above all, dimensional fidelity (also called linearity) for forming a resist pattern with dimensions faithful to the design dimensions and mask size of an electron beam is an important characteristic, and its improvement is required. It is also required that no resist residue is generated after development.

本発明は、このような状況下になされたものであり、寸法忠実性及びレジスト残渣抑制が向上したレジスト組成物、及び当該レジスト組成物を用いたレジストパターンの製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made under such circumstances, and provides a resist composition having improved dimensional fidelity and suppression of resist residue, a method of manufacturing a resist pattern using the resist composition, and an electronic component. With the goal.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、フェノール性化合物と、酸発生剤に、特定の架橋性基とフェノール性水酸基とを有する塩基性含窒素化合物を組み合わせて用いることにより、感度や、その他の特性を損なうことなく、寸法忠実性及びレジスト残渣抑制が向上したレジスト組成物が得られることを見出した。
本発明は係る知見に基づいて完成したものである。
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, combined a phenolic compound and an acid generator with a basic nitrogen-containing compound having a specific crosslinkable group and a phenolic hydroxyl group. It has been found that by using the resist composition, a resist composition having improved dimensional fidelity and resist residue suppression can be obtained without impairing sensitivity or other properties.
The present invention has been completed based on such findings.

本発明は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜3000の塩基性含窒素化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよい、ネガ型レジスト組成物を提供する。   The present invention relates to a phenolic compound (A), an acid generator (B), an aromatic ring having at least one phenolic hydroxyl group in one molecule and having a phenolic hydroxyl group, a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. A basic nitrogen-containing compound (C) having a molecular weight of 400 to 3,000 having at least one substituent selected from the group consisting of one or more substituents per molecule, and a crosslinkable compound (D); The present invention provides a negative resist composition wherein the reactive compound (A) and the crosslinkable compound (D) may be the same compound.

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

本発明に係るレジスト組成物においては、前記塩基性含窒素化合物(C)が下記式(1)で表される部分構造を有することが、寸法忠実性及びレジスト残渣抑制が向上する点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, it is preferable that the basic nitrogen-containing compound (C) has a partial structure represented by the following formula (1) from the viewpoint of improving dimensional fidelity and resist residue suppression.

(上記式(1)において、Rは、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、Baseは、下記式(1−a)で表される基、又は、置換基を有していても良い塩基性含窒素複素環基を表す。Rは置換基であり、sは置換基の数を表し、0〜4である。) In (the above formula (1), R a represents a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, Base is a group represented by the following formula (1-a), or, may have a substituent Represents a good basic nitrogen-containing heterocyclic group, R d is a substituent, and s is the number of substituents, and is 0 to 4.)

(上記式(1−a)において、R及びRは、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良い。) (In the formula (1-a), R b and R c each independently represent a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, and R b and R c may be the same or different from each other. .)

本発明は、(i)前記本発明に係るレジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むレリーフパターンの製造方法を提供する。
また、本発明は、前記本発明に係るレジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品をも提供する。
The present invention provides (i) a step of applying the resist composition according to the present invention on a substrate and then performing a heat treatment to form a resist film; and (ii) exposing, heating and developing the resist film. And a method for manufacturing a relief pattern.
The present invention also provides an electronic component at least partially formed of the resist composition according to the present invention or a cured product thereof.

本発明によれば、寸法忠実性及びレジスト残渣抑制が向上したレジスト組成物、及び当該レジスト組成物を用いたレジストパターンの製造方法及び電子部品を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a resist composition in which dimensional fidelity and resist residue suppression are improved, a method for producing a resist pattern using the resist composition, and an electronic component.

以下、本発明に係るレジスト組成物、レジストパターンの製造方法及び電子部品について順に説明する。
なお本発明において、活性エネルギー線とは、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びFエキシマレーザー等の遠赤外線、電子線、イオンビーム、EUV、X線等を意味する。
また、本発明における基(原子団)の表記において、置換及び非置換を記していない表記は、置換基を有しないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。アルキレン基の2価の結合は、異なる炭素原子からの場合(例えば、−CH−CH−)の他、同一の炭素原子からの2価の結合も含む(例えば、−CH−)。また、アルキル基、シクロアルキル基は、飽和炭化水素の他、二重結合、三重結合等を有する不飽和炭化水素を含む。シクロアルキル基は、単環式の他、2環性、3環性等の多環性炭化水をも含む。
Hereinafter, the resist composition, the method for producing a resist pattern, and the electronic component according to the present invention will be described in order.
In the present invention, the active energy ray, KrF excimer laser, ArF excimer laser, and F 2 far infrared excimer laser, electron beam, means an ion beam, EUV, X-rays or the like.
In addition, in the notation of the group (atomic group) in the present invention, the notation that does not denote substituted or unsubstituted includes those having a substituent as well as those having no substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). Divalent linking alkylene groups can optionally from different carbon atoms (e.g., -CH 2 -CH 2 -) Other, also divalent bonds from the same carbon atom (e.g., -CH 2 -). The alkyl group and the cycloalkyl group include unsaturated hydrocarbons having a double bond, a triple bond, and the like, in addition to saturated hydrocarbons. The cycloalkyl group includes monocyclic and bicyclic, tricyclic, and other polycyclic hydrocarbons.

[レジスト組成物]
本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜3000の塩基性含窒素化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよい、ことを特徴とする。
[Resist composition]
The resist composition according to the present invention comprises a phenolic compound (A), an acid generator (B), and an aromatic ring having at least one phenolic hydroxyl group in one molecule and having a phenolic hydroxyl group. A basic nitrogen-containing compound (C) having a molecular weight of 400 to 3,000 having one or more substituents per molecule selected from a group consisting of a group and an alkoxymethyl group, and a crosslinkable compound (D). The phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) may be the same compound.

本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と酸発生剤(B)と、上記特定の架橋性基とフェノール性水酸基とを有する塩基性含窒素化合物(C)を組み合わせて用いることにより、電子線の設計寸法やマスクサイズに忠実な寸法でレジストパターンを形成できる寸法忠実性及びレジスト残渣抑制が向上したレジスト組成物を形成することができる。   The resist composition according to the present invention uses a combination of the phenolic compound (A), the acid generator (B), and the basic nitrogen-containing compound (C) having the specific crosslinkable group and the phenolic hydroxyl group. Accordingly, it is possible to form a resist composition having improved dimensional fidelity capable of forming a resist pattern with a dimension faithful to a design dimension or a mask size of an electron beam and suppression of resist residue.

フェノール性化合物(A)と酸発生剤(B)に、上記特定の塩基性含窒素化合物(C)を組み合わせて用いることにより、上記のような効果を発揮する作用としては未解明ではあるが以下のように推定される。
化学増幅型のレジスト組成物は、通常、活性エネルギー線の照射(以下、露光という場合がある)によって酸を発生する酸発生剤成分を含有している。露光により酸発生剤から酸が発生すると、当該酸が触媒として作用して、ネガ型レジスト組成物の場合、アルカリ可溶性樹脂と架橋性化合物との間で多くの架橋が生じ、アルカリ可溶性からアルカリ不溶性に変化する。そのため、レジストパターン形成において、化学増幅型のレジスト組成物からなるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部と未露光部の間で、アルカリ溶解性に差が生じ、アルカリ現像することにより、レジストパターンを形成することができる。
ところで、例えば、ネガ型レジスト組成物を塗膜とした場合、レジスト組成物の各成分や、前記酸発生剤より発生した酸は、PEB中加熱されることにより当該塗膜中で拡散するものと推定される。中でも、発生した酸が塗膜中で動き、未露光部に拡散した場合には、パターンが形成されてはいけない未露光部にパターンが形成されてしまい、レジストパターンの解像力を悪化させるものと推定される。そのため、従来より、このような酸の拡散を抑えるために、有機塩基性化合物等を用いることが知られている。しかしながら、従来の有機塩基性化合物を用いたネガ型レジスト組成物は、寸法忠実性が不十分であった。また、従来の有機塩基性化合物を用いたネガ型レジスト組成物を用いてパターンを形成すると、基板上のスペース部分にレジスト残渣が存在する問題が発生し易かった。
By using the above-mentioned specific basic nitrogen-containing compound (C) in combination with the phenolic compound (A) and the acid generator (B), the effect of exhibiting the above-mentioned effects has not been elucidated yet, but is as follows. It is estimated as follows.
A chemically amplified resist composition usually contains an acid generator component that generates an acid by irradiation with active energy rays (hereinafter, sometimes referred to as exposure). When an acid is generated from the acid generator by exposure, the acid acts as a catalyst, and in the case of a negative resist composition, many crosslinks occur between the alkali-soluble resin and the crosslinkable compound, and the alkali-soluble to alkali-insoluble Changes to Therefore, in the formation of a resist pattern, when selectively exposing a resist film made of a chemically amplified resist composition, a difference in alkali solubility occurs between an exposed portion and an unexposed portion. A pattern can be formed.
Incidentally, for example, when a negative resist composition is used as a coating film, each component of the resist composition and the acid generated from the acid generator diffuse in the coating film when heated in PEB. Presumed. Above all, if the generated acid moves in the coating film and diffuses into the unexposed area, it is presumed that the pattern is formed in the unexposed area where the pattern should not be formed, which deteriorates the resolution of the resist pattern. Is done. Therefore, it has been conventionally known to use an organic basic compound or the like in order to suppress such acid diffusion. However, a negative resist composition using a conventional organic basic compound has insufficient dimensional fidelity. Further, when a pattern is formed using a negative resist composition using a conventional organic basic compound, a problem that a resist residue is present in a space portion on a substrate is likely to occur.

それに対して、本発明で用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。
フェノール性水酸基を分子中に有することから、本発明で用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、未露光部でアルカリ可溶性を有する。そのため、本発明の塩基性含窒素化合物(C)を用いたネガ型レジスト組成物を用いてパターンを形成すると、未露光部はアルカリ現像液に対して溶解性が向上し、未露光部にレジスト残渣が残り難くなり、基板上のスペース部分にレジスト残渣の発生が抑制されると推定される。
また、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を有することから、本発明で用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、露光部で架橋性を有する。そのため、本発明の塩基性含窒素化合物(C)を用いたネガ型レジスト組成物を用いてパターンを形成すると、露光部においては架橋性が向上し、露光部で膜減りがより抑制され、電子線の設計寸法やマスクサイズに忠実な寸法でレジストパターンを形成できる寸法忠実性が向上すると推定される。
On the other hand, the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group has a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. It has one or more substituents selected from the group consisting of one or more in one molecule.
Since the molecule has a phenolic hydroxyl group, the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has alkali solubility in the unexposed area. Therefore, when a pattern is formed using the negative resist composition using the basic nitrogen-containing compound (C) of the present invention, the unexposed portion has improved solubility in an alkali developing solution, and the unexposed portion has a resist. It is presumed that the residue hardly remains and the generation of the resist residue in the space on the substrate is suppressed.
Further, since the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group has one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group, the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention is And crosslinkability in the exposed area. Therefore, when a pattern is formed using the negative resist composition using the basic nitrogen-containing compound (C) of the present invention, the cross-linking property is improved in the exposed area, the film loss is further suppressed in the exposed area, and the electron It is presumed that dimensional fidelity for forming a resist pattern with dimensions faithful to the line design dimensions and mask size is improved.

また、本発明で用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有することから、フェノール性化合物(A)との相溶性が高く、分子量が400以上とある程度大きな分子である。そのため、本発明では、レジスト塗膜中の均一性が高まるとともに、当該塩基性含窒素化合物(C)の拡散性が低下するものと推定される。上記のように本発明においては、露光部に拡散する有機塩基性化合物を抑制することにより、露光部では、発生した酸が想定された以上に中和されることが抑制され、未露光部では、露光部から発生した酸が拡散してくることを防ぐことから、露光部では酸が高濃度で存在し、未露光部では酸が存在しない、すなわち露光部と未露光部の境界部における酸の濃度差がはっきりする。そのため、本発明の塩基性含窒素化合物(C)を含むネガ型レジスト組成物は、化学増幅レジスト特有の高感度を維持しつつ、解像力に優れるものとなる。   Further, the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has at least one phenolic hydroxyl group in one molecule, and a group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. The compound has at least one substituent selected from the group consisting of at least one in one molecule, and thus has a high compatibility with the phenolic compound (A) and a relatively large molecular weight of 400 or more. Therefore, in the present invention, it is presumed that the uniformity in the resist coating film is increased and the diffusivity of the basic nitrogen-containing compound (C) is reduced. As described above, in the present invention, by suppressing the organic basic compound that diffuses to the exposed portion, in the exposed portion, the generated acid is suppressed from being neutralized more than expected, and in the unexposed portion, In order to prevent the acid generated from the exposed part from diffusing, the acid is present at a high concentration in the exposed part and the acid is not present in the unexposed part, that is, the acid at the boundary between the exposed part and the unexposed part. The density difference becomes clear. Therefore, the negative resist composition containing the basic nitrogen-containing compound (C) of the present invention has excellent resolution while maintaining the high sensitivity characteristic of a chemically amplified resist.

本発明のレジスト組成物は、少なくとも、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、特定の塩基性含窒素化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよく、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
以下、このような本発明のレジスト組成物の各成分について順に説明する。
The resist composition of the present invention contains at least a phenolic compound (A), an acid generator (B), a specific basic nitrogen-containing compound (C), and a crosslinkable compound (D). The phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) may be the same compound, and may contain other components as needed.
Hereinafter, each component of the resist composition of the present invention 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有する化合物である。なお、本発明において、「フェノール性水酸基」とは、ベンゼン環等の芳香環に直接結合された水酸基を意味する。
<Phenolic compound (A)>
The phenolic compound (A) used in the present invention is a compound having a phenolic hydroxyl group. In the present invention, the “phenolic hydroxyl group” means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring such as a benzene ring.

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

本発明において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量は特に限定されない。中でも、パターンの高解像力化が図れる点から、分子量300〜3000のフェノール性化合物であることが好ましい。
分子量が300以上であれば、レジスト膜を形成する能力やパターンを形成する能力に優れる。また、分子量が3000以下であれば、レジスト組成物に用いられる溶剤による膨潤が生じにくくなり、パターン倒れが起こりにくく、また、パターンの形状を良好なものとすることができる。本発明における分子量は、その分子を構成する原子の原子量の和をいう。また、分子量分布を有するオリゴマーである場合には、GPC(ポリスチレン換算)を用いた重量平均分子量で表される。
本発明において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量としては、中でも、500〜2500であることが好ましく、更に600〜2000であることが、成膜性および解像性の点から好ましい。
The molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present invention is not particularly limited. Above all, a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3000 is preferred from the viewpoint of achieving high resolution of the pattern.
When the molecular weight is 300 or more, the ability to form a resist film and the ability to form a pattern are excellent. When the molecular weight is 3,000 or less, swelling due to the solvent used in the resist composition is less likely to occur, pattern collapse is less likely to occur, and a good pattern shape can be obtained. The molecular weight in the present invention refers to the sum of the atomic weights of the atoms constituting the molecule. In the case of an oligomer having a molecular weight distribution, it is represented by a weight average molecular weight using GPC (in terms of polystyrene).
The molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present invention is preferably from 500 to 2500, and more preferably from 600 to 2,000 from the viewpoint of film-forming properties and resolution.

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

また、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上、更に90℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が60℃以上であると、塗膜を形成する際に、脱濡れ現象(dewetting)が起こり難くなり、均一な膜が得られやすくなる。なお、脱濡れ現象とは、塗り広げた塗膜がプリベーク時に溶解して、はじきが生じ、均一に膜が形成されない現象をいう。
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 is less likely to occur when forming a coating film, and a uniform film is easily obtained. Note that the dewetting phenomenon refers to a phenomenon in which a spread coating film is dissolved during prebaking, repelling occurs, and a uniform film is not formed.
Here, the glass transition temperature is measured by a differential scanning calorimeter (DSC).

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

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

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、パターン形状の向上及び高感度化の点から、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度が10〜80nm/secであるものを選択して用いることが好ましく、更に15〜35nm/secであるものを選択して用いることが好ましい。
なお、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度は、例えば、フェノール性化合物(A)を30重量%の溶液とし、シリコンウエハ上に乾燥後の膜厚が1μm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(水溶液温度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 phenolic compound (A) used in the present invention has a development rate of 10 to 80 nm in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) from the viewpoint of improving the pattern shape and increasing the sensitivity. / Sec is preferably selected and used, and more preferably 15 to 35 nm / sec.
The developing rate for a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is, for example, a 30% by weight solution of the phenolic compound (A), and the film thickness after drying on a silicon wafer is 1 μm. After forming the coating film so as to obtain, the film was immersed in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (aqueous solution temperature: 23 ° C.), and the time until the coating film was completely dissolved was measured. Can be calculated.

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

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

(化学式(3)中、R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Qは、アリール基又はシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)
は、各々独立に、水素原子又は有機基であり、複数あるRのうち1分子中少なくとも2つは水素原子である。Rは、ハロゲン原子又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる基である。上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基はそれぞれ置換基を有していても良い。
n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表す。但し、n1+n2≦4となる組み合わせをn1及びn2の数値範囲から選択するものとする。x1は3〜12の整数を表す。また、化学式(2)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
(In the chemical formula (3), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Q is an aryl group or a cycloalkyl group, and m is 1 or 2. Represents.)
R 2 is independently a hydrogen atom or an organic group, and at least two of a plurality of R 2 in one molecule are hydrogen atoms. R 3 is a halogen atom or a group selected from the group consisting of an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and a nitro group. The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group each may have a substituent.
n1 represents an integer of 1 to 3, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, a combination that satisfies n1 + n2 ≦ 4 is selected from the numerical range of n1 and n2. x1 represents an integer of 3 to 12. In addition, the groups represented by the same symbol included in the chemical formula (2) may be the same or different from each other. ]

(化学式(4)中、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基、或いは、これらの組み合わせからなる基を表す。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。また、複数あるR、R及びRは互いに同じであっても異なっていても良い。
10及びR11は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、複数あるR10及びR11は互いに同じであっても異なっていても良い。また、複数あるR10及びR11のうち少なくとも2つは水素原子である。更に、R及び/又はRにおいて、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を有していてもよい。
Wは単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、又はヘテロ原子を含んでいてもよい、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はアリーレン基、或いは、これらの任意の組み合わせからなる基を表す。複数あるWは互いに同一であっても異なっていてもよい。
x2は正の整数を表す。
x2が1の場合、Rは、Rと同様であってよく、x2が2以上の場合、Rは、(X2)価の基であって、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。
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 (4), R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group, or a combination thereof. A plurality of R 7 may combine to form a ring, a plurality of R 8 may combine to form a ring, and a plurality of R 9 may combine to form a ring The plurality of R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different from each other.
R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and a plurality of R 10 and R 11 may be the same or different. Further, at least two of the plurality of R 10 and R 11 are hydrogen atoms. Further, R 7 and / or R 9 may have 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.
W represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, or an alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group which may contain a hetero atom, or a group composed of any combination thereof. A plurality of W may be the same or different from each other.
x2 represents a positive integer.
When x2 is 1, R 6 may be the same as R 7, and when x2 is 2 or more, R 6 is a (X2) -valent group, and has an ether bond, a thioether bond, or a hetero atom. Represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group, or a group composed of any combination of these;
y1 represents an integer of 0 or more, and 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 a positive integer.
k2, k3, and k5 each independently represent an integer of 0 or more. However, k1 + k2 + z = 5, k3 + v = 3, k4 + k5 = 5, and k2 + k5 ≧ 2 are satisfied. )

上記化学式(2)で表される化合物において、Rのアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。当該アルキル基は、直鎖でも、分岐状でも良い。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していても良い。 In the compound represented by the chemical formula (2), the alkyl group for R 1 is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched. Examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an i-propyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, an i-pentyl group, a t-pentyl group, and a hexadecyl group. Further, it may have an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond.

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

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

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。   The alkoxyalkyl group is not particularly limited, but is preferably an alkoxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, and a methoxypropyl group.

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, chloromethyl group, dichloromethyl group, trichloromethyl group, bromomethyl group, dibromomethyl group, tribromomethyl group, Fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 1-chloroethyl group, 1-bromoethyl group, 1-fluoroethyl group, 1,2-dichloroethyl group, 1,1,2,2-tetrachloroethyl group and the like. No.

のアリール基としては、特に制限はないが、好ましくは炭素数6〜14、更に好ましくは炭素数6〜12、より更に好ましくは炭素数6〜10であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル、アントリル基等が挙げられる。 The aryl group represented by R 1 is not particularly limited, but preferably has 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and still more preferably 6 to 10 carbon atoms. For example, a phenyl group, a naphthyl group , Biphenyl, anthryl group and the like.

また、アリール基が有する置換基としては、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、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。
アリール基が有する置換基としての炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、及びハロゲノアルキル基は、上記シクロアルキル基で示したとおりである。
Examples of the substituent of the aryl group include 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.
Examples of the cycloalkyl group as a substituent of the aryl group include the same as the above-described cycloalkyl group. Further, 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.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, the alkoxy group, the alkoxyalkyl group, the halogen atom, and the halogenoalkyl group as the substituents of the aryl group are as described above for the cycloalkyl group.

上記化学式(3)中、R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。炭素数1〜3のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のいずれでもよいが、中でもメチル基、エチル基が、高感度と溶剤溶解性を両立させる点から好ましい。mが2の場合、2つのR及びRはそれぞれ、同一であっても異なっていても良い。
上記化学式(3)中、R及びRのいずれも水素原子である場合が好適に用いられる。
In the above chemical formula (3), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 3 carbon atoms may be linear or branched, and among them, a methyl group and an ethyl group are preferred from the viewpoint of achieving both high sensitivity and solvent solubility. When m is 2, two R 4 and R 5 may be the same or different.
In the above chemical formula (3), the case where both R 4 and R 5 are hydrogen atoms is preferably used.

上記化学式(3)中のQのアリール基としては、上記アリール基と同様のものが挙げられる。Qのアリール基が有する置換基は、上記アリール基が有する置換基と同様のものが挙げられる。また、上記化学式(3)中のQのシクロアルキル基としては、上記シクロアルキル基と同様のものが挙げられる。Qのシクロアルキル基が有する置換基は、上記シクロアルキル基が有する置換基と同様のものが挙げられる。   As the aryl group for Q in the above chemical formula (3), the same as the above aryl group can be mentioned. The substituent which the aryl group of Q has is the same as the substituent which the aryl group has. In addition, as the cycloalkyl group of Q in the above chemical formula (3), the same as the above cycloalkyl group can be mentioned. The substituent which the cycloalkyl group of Q has is the same as the substituent which the above-mentioned cycloalkyl group has.

の有機基としては、特に制限はないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。 The organic group for R 2 is not particularly limited, and includes an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

のアルキル基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。Rのアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものが挙げられる。 As the alkyl group for R 2 , those similar to the aforementioned R 1 can be mentioned. As the substituent of the alkyl group for R 2, the same substituents as those described above for R 1 can be mentioned.

のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。Rのアリール基、及びアリール基が有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。 The cycloalkyl group of R 2 and the substituent of the cycloalkyl group may be the same as those of R 1 described above. The aryl group for R 2 and the substituents on the aryl group can be the same as those for R 1 above.

のハロゲン原子、及びアルキル基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。
としてのアルキル基が有する置換基は、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
As the halogen atom and the alkyl group for R 3 , those similar to the aforementioned R 1 can be mentioned.
The substituent of the alkyl group as R 3 is a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, an acyl group, an acyloxy group. , An alkoxycarbonyl group, a cyano group, a nitro group and the like.

のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。Rのアリール基、及びアリール基が有する置換としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。
また、Rのアルコキシ基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。
The cycloalkyl group of R 3 and the substituents of the cycloalkyl group can be the same as those of R 1 described above. The aryl group of R 3 and the substitution of the aryl group can be the same as those of the above R 1 .
As the alkoxy group for R 3 , those similar to the aforementioned R 1 can be mentioned.

のアシル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアシル基が好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。 The acyl group for R 3 is not particularly limited, but is preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, a pivaloyl group, and a benzoyl group. Can be

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 to 12, preferably an integer of 4 to 12, and more preferably an integer of 4 to 8.

前記化学式(2)で表される化合物は、フェノール性水酸基を2つ以上有すれば、各繰り返し単位の同一符号で示される置換基はそれぞれ、同じであっても異なっていても良い。各繰り返し単位におけるOR及びRの位置が同じであっても異なっていても良い。また、各繰り返し単位におけるn1及n2の数がそれぞれ、同じであっても異なっていても良い。例えば、化学式(2)で表される化合物において、x1が4の場合、下記化学式(5)のように全ての繰り返し単位が同じであっても良いし、下記化学式(6)のように全ての繰り返し単位が異なっていても良い。 As long as the compound represented by the chemical formula (2) has two or more phenolic hydroxyl groups, the substituents represented by the same symbol in each repeating unit may be the same or different. The positions of OR 2 and R 3 in each repeating unit may be the same or different. Further, the numbers of n1 and n2 in each repeating unit may be the same or different. For example, in the compound represented by the chemical formula (2), when x1 is 4, all the repeating units may be the same as in the following chemical formula (5), or all the repeating units as in the following chemical formula (6). The repeating units may be different.

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

一方、上記化学式(4)で表される化合物において、R、R及びRにおけるアルキル基は、直鎖でも分岐状でもよく、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数1〜10個のものが挙げられる。
、R及びRにおけるシクロアルキル基としては、単環、多環どちらでもよい。例えば、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基等を挙げることができる。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
、R及びRにおけるアリール基としては、上記Rと同様であって良い。
なお、上記化学式(4)で表される化合物において、(x2)が1の場合、Rは、上記Rと同様であって良い。(x2)が2以上の場合、Rは、(x2)価の基であって、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。Rにおけるエーテル結合、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は、後述するWと同様であって良い。
On the other hand, in the compound represented by the chemical formula (4), the alkyl group in R 7 , R 8 and R 9 may be linear or branched, and is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isobutyl group. And a hexyl group, an octyl group and the like having 1 to 10 carbon atoms.
The cycloalkyl group for R 7 , R 8 and R 9 may be either monocyclic or polycyclic. For example, a group having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms can be mentioned. The number of carbon atoms is preferably from 6 to 30, particularly preferably from 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 7 , R 8 and R 9 may be the same as R 1 described above.
When (x2) is 1 in the compound represented by the chemical formula (4), R 6 may be the same as R 7 . When (x2) is 2 or more, R 6 is a (x2) -valent group, which may contain an ether bond, a thioether bond, or a hetero atom, an alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group; Alternatively, it represents a group consisting of any combination of these. An alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group, which may contain an ether bond, a thioether bond, or a hetero atom in R 6 , or a group composed of any combination thereof is the same as W described later. good.

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、アルコキシ基等を挙げることができる。これらは、上記Rのものと同様のものとすることができる。 Examples of the substituent which the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group may have include a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. These may be similar to those described above R 1.

10及びR11における有機基とは炭素原子を1つ以上含む基であり、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。 The organic group in R 10 and R 11 is a group containing one or more carbon atoms, and examples thereof 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、シクロアルキレン基、及びアリーレン基は、さらに置換基を有していてよく、置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
The alkylene group for W may be linear or branched and preferably has 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and an isobutylene group.
The cycloalkylene group for W may be either monocyclic or polycyclic, and examples of the alkylene group forming a ring include cycloalkylene groups having 3 to 8 carbon atoms (for example, cyclopentylene group, cyclohexylene group). be able to.
The alkylene group, cycloalkylene group, and arylene group in W may further have a substituent. As the substituent, an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a 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 1 carbon atoms) 4, for example, 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、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。
Further, the alkylene chain and the cycloalkylene chain are represented by -O-, -OC (= O)-, -OC (= O) O-, -N (R) -C (= O)-, -N (R) -C (= O) O -, - S -, - SO -, - SO 2 - may contain. Here, R is a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl) Group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, etc.).
As the cyclic arylene group for W, those having 6 to 15 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group and a naphthylene group are preferred.

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

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

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

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

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

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

本発明において用いられるフェノール性化合物(A’)は、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有すれば良い。フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基は、フェノール性化合物の架橋性基として機能する。
本発明において用いられるフェノール性化合物(A’)は、中でも、フェノール性水酸基を有する芳香環にヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を、1分子中に2個以上有することが好ましく、1分子中に3個以上有することがより好ましく、更に1分子中に4個以上有することが、架橋性を高くする点から、より好ましい。
The phenolic compound (A ′) used in the present invention is characterized in that one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are added to an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group in one molecule. You only need to have more than one. At least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group functions as a crosslinkable group of the phenolic compound.
The phenolic compound (A ′) used in the present invention includes, in one molecule, one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. It preferably has two or more, more preferably three or more in one molecule, and more preferably four or more in one molecule from the viewpoint of increasing the crosslinkability.

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

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

架橋性基としては、中でも、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、及びエトキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基であることが、反応性が高く、感度が良好になる点から好ましい。   Among the crosslinkable groups, among them, at least one substituent 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 has high reactivity, It is preferable because the sensitivity is improved.

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

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

本発明に用いられるフェノール性化合物(A’)は、フェノール性化合物の母核化合物において、フェノール性水酸基を有する芳香環にヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を導入することに得ることができる。上記架橋性基として機能する置換基をフェノール性化合物の母核化合物に導入する方法としては、例えば、対応するヒドロキシメチル基を有し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 obtained by substituting at least one kind selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group in a phenolic compound core compound. Can be obtained by introducing groups. As a method for introducing a substituent functioning as a crosslinkable group into a core compound of a phenolic compound, for example, a method of reacting a phenol compound having no corresponding hydroxymethyl group with formaldehyde in the presence of a base catalyst. Can be. At this time, in order to prevent a side reaction such as gelation, the reaction is preferably performed at a temperature of 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 under an acid catalyst. At this time, in order to prevent side reactions such as gelation, the reaction is preferably performed at a temperature of 100 ° C. or lower.

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

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

当該フェノール性化合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、30〜95重量%であることが好ましく、50〜93重量%であることがより好ましい。
また、フェノール性化合物(A’)に属する化合物である場合、その含有量はレジスト組成物の全固形分に対して、70〜98重量%であることが好ましく、80〜96重量%以上であることがより好ましい。
なお、本発明において、固形分とは、レジスト組成物中に含まれる成分のうち有機溶剤以外のものを意味する。
The content of the phenolic compound (A) is preferably from 30 to 95% by weight, more preferably from 50 to 93% by weight, based on the total solids of the resist composition.
When the compound belongs to the phenolic compound (A '), its content is preferably from 70 to 98% by weight, and more preferably from 80 to 96% by weight, based on the total solids of the resist composition. Is more preferable.
In the present invention, the solid content means components other than the organic solvent among the components contained in the resist composition.

<酸発生剤(B)>
本発明において、酸発生剤(B)は、従来の化学増幅型レジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤から特に限定せずに用いることができる。中でも、波長248nm以下の活性エネルギー線を照射することで直接又は間接的に酸を発生する酸発生剤であることが好ましい。
<Acid generator (B)>
In the present invention, the acid generator (B) can be used without particular limitation from known acid generators used in conventional chemically amplified resist compositions. Among them, an acid generator that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less is preferable.

上記酸発生剤(B)としては、下記化学式(7)〜(12)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種類であることが好ましい。   The acid generator (B) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formulas (7) to (12).

(化学式(7)中、R12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分枝状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、炭素数5〜10の分岐アルコキシカルボニルアルコキシ基、水酸基、又はハロゲン原子であり、Xは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のハロゲン置換アルキル基、若しくは炭素数6〜12のハロゲン置換アリール基を有するスルホン酸イオン、又はハロゲン化物イオンである。nは0〜5の整数である。) (In the chemical formula (7), R 12 may be the same or different, and each is independently a straight-chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, 12 cyclic alkyl groups, a linear alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms, a branched alkoxycarbonyl alkoxy having 5 to 10 carbon atoms group, a hydroxyl group, or a halogen atom, X - represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms A sulfonate ion having a halogen-substituted aryl group or a halide ion, and n is an integer of 0 to 5.)

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

(化学式(9)中、Aは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、又は炭素数1〜12のアルキレンオキシ基(−R’−O−、但し、R’は炭素数1〜12のアルキレン基)であり、R14は炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のハロゲン置換アルキル基、又は炭素数6〜12のハロゲン置換アリール基である。) (In the chemical formula (9), A is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 12 carbon atoms (-R'-O-, wherein R 'is R 14 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms. Is a halogen-substituted aryl group.)

(化学式(10)中、R15は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。前記各置換基は、炭素数1〜12のアルキル基、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜12のハロアルキル基で置換されていてもよい。) (In the chemical formula (10), R 15 may be the same or different, and each is independently a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, A cyclic alkyl group having 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 hydroxyl group, a halogen atom, or a haloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms.)

(化学式(11)中、R16は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。前記各置換基は、炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。) (In the chemical formula (11), R 16 may be the same or different and are each independently a straight-chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, A cyclic alkyl group having 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. Group, a halogen atom, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.)

(化学式(12)中、R17は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、1以上の塩素原子及び1以上の臭素原子を有するハロゲン化アルキル基である。)
ハロゲン化アルキル基の炭素数は1〜5が好ましい。
(In the chemical formula (12), R 17 may be the same or different, and each is independently a halogenated alkyl group having one or more chlorine atoms and one or more bromine atoms.)
The halogenated alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.

上記化学式(7)で表される化合物、上記化学式(8)で表される化合物、上記化学式(9)で表される化合物、上記化学式(10)で表される化合物、上記化学式(11)で表される化合物、上記化学式(12)で表される化合物、その他の酸発生剤の具体例としては、特開2012−220850号公報段落0114、0117、0120、0123、0126、0129、0130に記載されている化合物が挙げられる。   The compound represented by the chemical formula (7), the compound represented by the chemical formula (8), the compound represented by the chemical formula (9), the compound represented by the chemical formula (10), and the compound represented by the chemical formula (11) Specific examples of the compound represented, the compound represented by the chemical formula (12), and other acid generators are described in paragraphs 0114, 0117, 0120, 0123, 0126, 0129, and 0130 of JP-A-2012-220850. Compounds that have been used.

これらの酸発生剤(B)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物において、酸発生剤(B)の含有量は、前記フェノール性化合物(A)100重量部に対し、好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは1〜25重量部、よりさらに好ましくは5〜20重量部である。この範囲よりも少なくなると像形成ができず、多くなると、均一な溶液とならず、均一な塗膜が得られない恐れがある。
従って、当該酸発生剤(B)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、2〜30重量%であることが好ましく、更に4〜20重量%であることが好ましい。
One of these acid generators (B) may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
In the resist composition of the present invention, the content of the acid generator (B) is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the phenolic compound (A). More preferably, it is 5 to 20 parts by weight. When the amount is less than this range, image formation cannot be performed. When the amount is too large, a uniform solution is not obtained, and a uniform coating film may not be obtained.
Therefore, the content of the acid generator (B) is preferably from 2 to 30% by weight, and more preferably from 4 to 20% by weight, based on the total solid content of the resist composition.

<塩基性含窒素化合物(C)>
本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量300〜3000の有機塩基性化合物である。
塩基性含窒素化合物(C)は、露光前後に前記酸発生剤(B)から発生した酸が拡散して組成を変化させることを抑制する機能を果たし、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。本発明においては、上記特定の塩基性含窒素化合物(C)を用いることにより、塩基性化合物が拡散することを抑制できるため、感度を悪化させることなく、解像力に優れたものとすることができる。
また、塩基性含窒素化合物(C)は、フェノール性水酸基を有することから、未露光部ではアルカリ現像性を有し、未露光部のレジスト残渣を低減する役割を果たす。
更に、塩基性含窒素化合物(C)は、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を有することから、当該置換基が露光部において架橋性基として機能する。当該塩基性含窒素化合物(C)も露光部で架橋することにより、現像時に露光部から溶出する成分がより少なくなり、露光部の膜減りが抑制され、寸法忠実性が向上する。
<Basic nitrogen-containing compound (C)>
The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has at least one phenolic hydroxyl group in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. It is an organic basic compound having a molecular weight of 300 to 3000 and having one or more substituents in one molecule.
The basic nitrogen-containing compound (C) has a function of suppressing the acid generated from the acid generator (B) from diffusing and changing the composition before and after exposure, and has a resist pattern shape and stable with time in a storage state. Improve the properties. In the present invention, the use of the specific basic nitrogen-containing compound (C) can suppress the diffusion of the basic compound, so that the resolution can be improved without deteriorating the sensitivity. .
Further, since the basic nitrogen-containing compound (C) has a phenolic hydroxyl group, it has an alkali developing property in an unexposed portion and plays a role of reducing a resist residue in an unexposed portion.
Furthermore, since the basic nitrogen-containing compound (C) has at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group, the substituent is It functions as a crosslinkable group in the exposed part. The basic nitrogen-containing compound (C) is also crosslinked at the exposed portion, whereby components eluted from the exposed portion at the time of development are further reduced, and the film loss at the exposed portion is suppressed, and dimensional fidelity is improved.

前記フェノール性水酸基は、塩基性含窒素化合物(C)1分子中に1個以上有すればよい。中でも、フェノール性化合物(A)との相溶性が向上するとともに、レジスト塗膜中での不均一な分布が抑制され、且つ、アルカリ可溶性が良好になる点から、塩基性含窒素化合物(C)1分子中にフェノール性水酸基を2個以上有することがより好ましい。   The phenolic hydroxyl group may have one or more in one molecule of the basic nitrogen-containing compound (C). Above all, the basic nitrogen-containing compound (C) is preferred because the compatibility with the phenolic compound (A) is improved, the uneven distribution in the resist coating is suppressed, and the alkali solubility is improved. More preferably, one molecule has two or more phenolic hydroxyl groups.

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

本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、露光後に架橋性基が反応してアルカリ現像時に露光部からの溶出を抑制するためには、フェノール性水酸基を有する芳香環にヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を、1分子中に1個有すればよい。前記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個以上有する場合には、他の分子との架橋剤になり得る点から好ましい。   The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has a hydroxymethyl group on the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group in order that a crosslinkable group reacts after exposure and suppresses elution from an exposed portion during alkali development. And one or more substituents selected from the group consisting of an alkoxymethyl group and an alkoxymethyl group. When one or more substituents selected from the group consisting of the hydroxymethyl group and the alkoxymethyl group have two or more substituents in one molecule, it is preferable because they can be a crosslinking agent with other molecules.

また、前記フェノール性水酸基を有する芳香環上における、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基の置換位置は特に限定されないが、前記フェノール性化合物(A’)の場合と同様に、フェノール性水酸基を基準として、オルト位又はパラ位に置換されていることが好ましく、オルト位に置換されていることがより好ましい。   Further, the substitution position of the hydroxymethyl group and the alkoxymethyl group on the aromatic ring having the phenolic hydroxyl group is not particularly limited, but, as in the case of the phenolic compound (A ′), based on the phenolic hydroxyl group, It is preferably substituted at the ortho or para position, more preferably at the ortho position.

本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)には、含窒素塩基性基が含まれる。化合物全体として塩基性とするために、通常、酸性基を有しないものである。
含窒素塩基性基としては、アミノ基塩基性含窒素複素環基が挙げられる。塩基性含窒素複素環基を構成する含窒素複素環としては、イミダゾール、ピリジン、ピペリジン、ピロリジン、モルホリン、ピペラジン、ベンゾイミダゾール、フェノチアジン、フェノキサジン、フェナジン等が挙げられる。
本発明においては、アミノ基及び塩基性含窒素複素環基の少なくとも1つを有することが好ましく、中でも第3級アミノ基及び塩基性含窒素複素環基の少なくとも1つを有することが好ましく、更に第3級アミノ基を有することが好ましい。
The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention contains a nitrogen-containing basic group. In order to make the compound as a whole basic, it usually has no acidic group.
Examples of the nitrogen-containing basic group include an amino group and a basic nitrogen-containing heterocyclic group. Examples of the nitrogen-containing heterocyclic ring constituting the basic nitrogen-containing heterocyclic group include imidazole, pyridine, piperidine, pyrrolidine, morpholine, piperazine, benzimidazole, phenothiazine, phenoxazine, phenazine and the like.
In the present invention, it preferably has at least one of an amino group and a basic nitrogen-containing heterocyclic group, and particularly preferably has at least one of a tertiary amino group and a basic nitrogen-containing heterocyclic group. It preferably has a tertiary amino group.

本発明に用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、1分子中に少なくとも1個の含窒素塩基性基を有するが、1分子中に2個以上有しても良い。   The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has at least one nitrogen-containing basic group in one molecule, but may have two or more nitrogen-containing basic groups in one molecule.

また、本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、寸法忠実性及びレジスト残渣抑制の点から、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度が5〜150nm/secとなるように、フェノール性水酸基の個数、含窒素塩基性基の個数、芳香環を含む骨格等の構造を適宜調整して用いることが好ましい。   The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention has a developing rate of 5.38% by weight of a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution of 5 to 5% in view of dimensional fidelity and suppression of resist residue. It is preferable that the number of phenolic hydroxyl groups, the number of nitrogen-containing basic groups, and the structure such as a skeleton containing an aromatic ring be appropriately adjusted and used so as to be 150 nm / sec.

本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)の分子量は、400〜3000である。分子量が400以上3000以下であることにより、当該塩基性含窒素化合物(C)を用いたレジスト組成物は、高感度を維持しつつ、解像力に優れたものとすることができる。分子量が小さすぎると塩基性含窒素化合物(C)が塗膜中を拡散し易い恐れがある。また、分子量が小さすぎると塩基性含窒素化合物(C)が揮発し易くなり、装置内を汚染したり、感度が経時変化して所定の線幅を保持できない恐れがある。一方、分子量が大きすぎると、膨潤しやすい恐れがある点から、塩基性含窒素化合物(C)の分子量は、中でも、2000以下であることが好ましく、1500以下であることがより好ましい。   The molecular weight of the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention is from 400 to 3,000. When the molecular weight is 400 or more and 3000 or less, a resist composition using the basic nitrogen-containing compound (C) can have excellent resolution while maintaining high sensitivity. If the molecular weight is too small, the basic nitrogen-containing compound (C) may easily diffuse in the coating film. On the other hand, if the molecular weight is too small, the basic nitrogen-containing compound (C) tends to volatilize, which may contaminate the inside of the apparatus or change the sensitivity over time, so that a predetermined line width may not be maintained. On the other hand, when the molecular weight is too large, the molecular weight of the basic nitrogen-containing compound (C) is preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, since swelling is likely to occur.

本発明において塩基性含窒素化合物(C)としては、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する前記フェノール性化合物(A’)のフェノール性水酸基の少なくとも1個に、ウイリアムソン合成反応、エステル合成反応等を用いて3級アミノ基及び塩基性含窒素複素環基の少なくとも1つを、フェノール性水酸基が1分子中に少なくとも1個は残るように導入することにより得ることが好ましい。   In the present invention, the basic nitrogen-containing compound (C) has at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. A tertiary amino group to at least one of the phenolic hydroxyl groups of the phenolic compound (A ′) having one or more substituents in one molecule by using a Williamson synthesis reaction, an ester synthesis reaction or the like. It is preferable to obtain at least one of the basic nitrogen-containing heterocyclic groups by introducing at least one phenolic hydroxyl group in one molecule.

より具体的には、下記に示すように、前記フェノール性化合物(A’)のフェノール性水酸基と、下記式(A)で表される塩基性基を有するハロゲン化アルキルとをウイリアムソン合成反応を用いて反応させることにより、前記フェノール性化合物(A’)のフェノール性水酸基の少なくとも1個の水素原子と、下記式(A)の−R−Baseとが置換された、下記式(1)で表される部分構造を有する塩基性含窒素化合物(C)であることが好ましい。このような場合、塩基性含窒素化合物(C)は、前記フェノール性化合物(A)と相溶性の高い構造を種々選択して、前記フェノール性化合物(A)と組み合わせることが可能であり、レジスト組成の均一性が高まり、感度が低下することなく解像力を向上することができる。 More specifically, as shown below, the phenolic hydroxyl group of the phenolic compound (A ′) is reacted with an alkyl halide having a basic group represented by the following formula (A) by a Williamson synthesis reaction. The following formula (1) wherein at least one hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the phenolic compound (A ') is substituted with -R a -Base of the following formula (A) Is preferably a basic nitrogen-containing compound (C) having a partial structure represented by In such a case, the basic nitrogen-containing compound (C) can be selected from various structures having high compatibility with the phenolic compound (A) and can be combined with the phenolic compound (A). The uniformity of the composition is improved, and the resolution can be improved without lowering the sensitivity.

(上記式において、Rは、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、Baseは、下記式(1−a)で表される基、又は、置換基を有していても良い塩基性含窒素複素環基を表す。Rは置換基であり、sは置換基の数を表し、0〜4である。Xはハロゲン原子である。) (In the above formulas, R a represents a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, Base is a group represented by the following formula (1-a), or, better basic may have a substituent Represents a nitrogen-containing heterocyclic group, R d is a substituent, s represents the number of substituents, and is 0 to 4. X is a halogen atom.

(上記式において、R及びRは、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良い。) (In the above formula, R b and R c each independently represent a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, and R b and R c may be the same or different.)

におけるヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基としては、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、アリーレン基及びこれらの組み合わせの基が挙げられ、前記式(4)におけるWの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、アリーレン基及びこれらの組み合わせの基と同様のものとすることができる。
は、屈曲性やレジスト溶剤溶解性の点から、中でもアルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及びこれらの組み合わせの基であることが好ましく、更にアルキレン基であることが好ましい。
Examples of the hydrocarbon group which may contain a hetero atom in Ra include an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group and a combination thereof which may contain a hetero atom, and W in the above formula (4) And an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, and a combination thereof, which may contain a hetero atom.
Ra is preferably an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or a combination thereof, and more preferably an alkylene group, in view of flexibility and solubility in a resist solvent.

及びRにおけるヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基としては、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、及びこれらの組み合わせの基(アラルキル基、アルキルアリール基等)が挙げられる。これらの炭化水素基は、当該炭化水素基中にヘテロ原子の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも良い。炭化水素基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合は、前記式(4)におけるWにおけるアルキレン基やシクロアルキレン基に含まれるヘテロ原子の結合と同様であって良い。 Examples of the hydrocarbon group which may include a hetero atom in R b and R c include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, and a combination thereof (such as an aralkyl group and an alkylaryl group). ). These hydrocarbon groups may contain a bond of a hetero atom or a substituent in the hydrocarbon group, and they may be linear or branched. The bond other than the hydrocarbon group such as a hetero atom in the hydrocarbon group may be the same as the bond of the hetero atom contained in the alkylene group or the cycloalkylene group in W in the formula (4).

置換基を有していても良い塩基性含窒素複素環基の環状構造は、例えば、前記塩基性含窒素複素環が挙げられる。当該環状構造が有していても良い置換基としては、下記Rと同様であって良い。 Examples of the cyclic structure of the basic nitrogen-containing heterocyclic group which may have a substituent include the aforementioned basic nitrogen-containing heterocyclic ring. The substituent that may be the cyclic structure has, may be similar to the following R d.

及びRにおけるアルキル基は、炭素数1〜10のアルキル基又はシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルキルアリール基は、炭素数7〜20のアルキルアリール基が好ましく、各種アルキルフェニル基や各種アルキルナフチル基等が挙げられる。 The alkyl group in R b and R c is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, -Ethylhexyl, octyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclohexyl, adamantyl and the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkylaryl group is preferably an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, and examples thereof include various alkylphenyl groups and various alkylnaphthyl groups.

、R及びRにおける炭化水素基は置換基を有していても良く、当該置換基としては、特に限定されず、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、アルコキシ基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基等が挙げられる。 The hydrocarbon group for R a , R b and R c may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, and may be a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, a silyl group, an alkoxy group. , A nitro group, an acyl group, an acyloxy group, an amino group and the like.

は置換基であり、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、アルコキシメチル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、ニトロ基、水酸基、或いは、これらの組み合わせからなる基が挙げられる。
は、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であることが好ましい。
の具体例としては、前記RやRと同様であって良い。
R d is a substituent, and is composed of an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, or a combination thereof. Groups.
R d is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, or a group composed of a combination thereof.
Specific examples of R d may be the same as those of R 3 and R 7 .

本発明においては、Rの少なくとも1つが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、下記式(1’)で表される部分構造を有する前記塩基性含窒素化合物(C)が、好適な構造として挙げられる。 In the present invention, the base having a partial structure represented by the following formula (1 ′), wherein at least one of R d is one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. The nitrogen-containing compound (C) is a preferred structure.

(上記式において、R、Base、及びRは、式(1)と同様である。s’は置換基の数を表し、0〜3である。L’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る。) (In the above formula, R a , Base and R d are the same as in formula (1). S ′ represents the number of substituents and is 0 to 3. L ′ is a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. One or more substituents selected from the group consisting of :)

本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)としては、下記(1−1)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention include compounds represented by the following (1-1).

(上記式(1−1)において、R、及びBaseは、式(1)と同様である。Arは、芳香環を有するn価の有機基であり、nは1以上の整数である。但し、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。) (In the formula (1-1), R a and Base are the same as those in the formula (1). Ar is an n-valent organic group having an aromatic ring, and n is an integer of 1 or more.) However, one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are contained in one molecule of the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group and one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. It has one or more.)

Arの芳香環を有するn価の有機基は、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する限り特に限定されるものではなく、芳香環に更に置換基を有するものであってもよく、芳香環と飽和又は不飽和アルキル基や飽和又は不飽和シクロアルキル基との組み合わせであってもよい。芳香環の置換基としては、前記Rと同様であってよい。 The n-valent organic group having an aromatic ring of Ar has at least one phenolic hydroxyl group in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. The substituent is not particularly limited as long as it has one or more substituents in one molecule, and may further have a substituent on the aromatic ring. Or it may be a combination with an unsaturated cycloalkyl group. The substituent of the aromatic ring may be the same as Rd described above.

芳香環と飽和又は不飽和アルキル基や飽和又は不飽和シクロアルキル基との組み合わせとしては、例えば前記フェノール性化合物(A)の例で挙げた化学式(A−1)〜(A−36)や化学式(a−1)〜(a−47)のような様々な炭素骨格が挙げられる。
本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)の例としては、前記フェノール性化合物(A’)の例で挙げた化学式(a−1)〜(a−47)の少なくとも1つのフェノール性水酸基の水素原子と、前記−R−Baseとが置換された構造が挙げられる。
−R−Baseとしては、例えば、下記式で表される基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、フェノール性化合物との構造類似性の点から、R及びRの少なくとも1つがアラルキル基であることが好ましい。
なお、下記式においては、Xの部分が酸素原子と結合する部分を表す。
Examples of the combination of an aromatic ring with a saturated or unsaturated alkyl group or a saturated or unsaturated cycloalkyl group include the chemical formulas (A-1) to (A-36) and the chemical formulas described in the examples of the phenolic compound (A). Various carbon skeletons such as (a-1) to (a-47) are exemplified.
Examples of the basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention include at least one phenolic hydroxyl group represented by any one of the chemical formulas (a-1) to (a-47) described in the example of the phenolic compound (A ′). And the above-mentioned —R a —Base is substituted.
The -R a -base, for example, there may be mentioned groups represented by the following formula, but is not limited thereto. Among them, it is preferable that at least one of R b and R c is an aralkyl group from the viewpoint of structural similarity with the phenolic compound.
In the following formula, X represents a part that bonds to an oxygen atom.

本発明において用いられる塩基性含窒素化合物(C)は、組み合わせて用いられる前記フェノール性化合物(A)と同じ炭素骨格を有することが相溶性を向上する点から好ましい。ここで、フェノール性化合物と同じ炭素骨格とは、フェノール性化合物のうち水酸基及びその他置換基を除いた部分をいう。   The basic nitrogen-containing compound (C) used in the present invention preferably has the same carbon skeleton as the phenolic compound (A) used in combination from the viewpoint of improving compatibility. Here, the same carbon skeleton as the phenolic compound refers to a portion of the phenolic compound from which a hydroxyl group and other substituents have been removed.

これらの塩基性含窒素化合物(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。塩基性含窒素化合物(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、0.01〜15重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。0.01重量部未満ではその添加の効果が得られない恐れがある。一方、15重量部を超えると感度が低下する傾向がある。   These basic nitrogen-containing compounds (C) can be used alone or in combination of two or more. The compounding amount of the basic nitrogen-containing compound (C) is 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the phenolic compound (A). If the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of the addition may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 15 parts by weight, the sensitivity tends to decrease.

<架橋性化合物(D)>
本発明において用いられる架橋性化合物(D)は、酸の作用により前記フェノール性化合物(A)を架橋し、アルカリ難溶性とする化合物である。このため、架橋性化合物(D)を用いたレジスト組成物は、ネガ型レジスト組成物として用いることができる。
なお、前記フェノール性化合物(A’)を用いる場合には、別途架橋性化合物を含む必要はない。しかしながら、この場合にも少量添加して高感度化やパターン強度の向上に伴う解像力の改善を行っても良い。
本発明に用いられる架橋性化合物(D)は、特に限定されない。従来の化学増幅型のレジスト組成物において使用されている公知の架橋性化合物の中から任意に選択して用いることができる。
具体例としては、特開2012−220850号公報段落0151〜0156に記載されている化合物が挙げられる。
<Crosslinkable compound (D)>
The crosslinkable compound (D) used in the present invention is a compound which crosslinks the phenolic compound (A) by the action of an acid to make it hardly soluble in alkali. Therefore, a resist composition using the crosslinkable compound (D) can be used as a negative resist composition.
When the phenolic compound (A ′) is used, it is not necessary to separately include a crosslinkable compound. However, also in this case, a small amount may be added to improve the sensitivity and the resolving power accompanying the improvement in the pattern strength.
The crosslinkable compound (D) used in the present invention is not particularly limited. It can be arbitrarily selected from known cross-linkable compounds used in conventional chemically amplified resist compositions.
Specific examples include compounds described in paragraphs 0151 to 0156 of JP-A-2012-220850.

本発明において架橋性化合物(D)は1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
架橋性フェノール性化合物(A’)を用いない場合、架橋性化合物(D)の配合量は、前記フェノール性化合物(A)100重量部に対し、3〜40重量部、好ましくは3〜30重量部である。架橋性化合物(D)の配合量が、3重量部未満では架橋形成が十分に進行せず、良好なレジストパターンが得られない恐れがある。また、40重量部を超えると、レジスト溶液の保存安定性が低下し、感度が経時的に劣化する恐れがある。
In the present invention, the crosslinkable compound (D) can be used alone or in combination of two or more.
When the crosslinkable phenolic compound (A ′) is not used, the compounding amount of the crosslinkable compound (D) is 3 to 40 parts by weight, preferably 3 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic compound (A). Department. If the compounding amount of the crosslinkable compound (D) is less than 3 parts by weight, the crosslinking may not proceed sufficiently, and a good resist pattern may not be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 40 parts by weight, the storage stability of the resist solution is reduced, and the sensitivity may be deteriorated with time.

<化学式(13)で表される繰り返し単位を有し、アルカリ現像液への溶解性を有する樹脂(E)>
本発明のレジスト組成物は、更に、下記化学式(13)で表される繰り返し単位を有し、アルカリ現像液への溶解性を有する樹脂(E)(以下、アルカリ可溶性ポリマー(E)ともいう)を含有していてもよい。
<A resin (E) having a repeating unit represented by the chemical formula (13) and having solubility in an alkali developing solution>
The resist composition of the present invention further comprises a resin (E) having a repeating unit represented by the following chemical formula (13) and having solubility in an alkali developing solution (hereinafter, also referred to as an alkali-soluble polymer (E)). May be contained.

(化学式(13)中、Zは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アシル基、アシロキシ基、アルキルスルホニル基、又はアルコキシ基である。Zが複数個ある場合、当該Zは同じでも異なっていてもよい。R18は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はトリフルオロ基である。pは2〜4の整数、qは1〜3の整数を表し、p+q=5である。) (In the chemical formula (13), Z is a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, an acyl group, an acyloxy group, an alkylsulfonyl group, or an alkoxy group. When there are a plurality of Zs, even if the Zs are the same, R 18 is a hydrogen atom, a methyl group, a halogen atom, a cyano group, or a trifluoro group, p represents an integer of 2 to 4, q represents an integer of 1 to 3, and p + q = 5. Is.)

化学式(13)における、Z及びR18の具体例としては、特開2012−220850号公報段落0160に記載されているものと同様であって良い。
また、化学式(13)で表される繰り返し単位の具体例としては、特開2012−220850号公報段落0162に記載されている繰り返し単位が挙げられる。
Specific examples of Z and R 18 in the chemical formula (13) may be the same as those described in paragraph 0160 of JP-A-2012-220850.
Further, as a specific example of the repeating unit represented by the chemical formula (13), a repeating unit described in Paragraph 0162 of JP-A-2012-220850 can be mentioned.

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

このような繰り返し単位としては、下記単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。例えば、アクリル酸及びエステル類、メタクリル酸及びエステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等が挙げられる。これらの具体例としては、特開2012−220850号公報段落0165〜172に記載されている単量体が挙げられる。
その他にも、上記種々の繰り返し単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。また、共重合させる単量体は、更に置換基を有していてもよい。
Examples of such a repeating unit include repeating structural units corresponding to the following monomers, but are not limited thereto. Examples include compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid and esters, methacrylic acid and esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like. Specific examples thereof include monomers described in paragraphs 0165 to 172 of JP-A-2012-220850.
In addition, as long as it is an addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the monomer corresponding to the above various repeating units, it may be copolymerized. Further, the monomer to be copolymerized may further have a substituent.

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

また、アルカリ可溶性ポリマー(E)の重量平均分子量は、2000〜80000とすることが好ましく、更に2500〜8000とすることが好ましい。   Further, the weight average molecular weight of the alkali-soluble polymer (E) is preferably from 2,000 to 80,000, and more preferably from 2,500 to 8,000.

アルカリ可溶性ポリマー(E)の含有量は、全固形分に対して0.5〜70重量%とすることが好ましく、更に1〜50重量%とすることが好ましい。   The content of the alkali-soluble polymer (E) is preferably from 0.5 to 70% by weight, more preferably from 1 to 50% by weight, based on the total solid content.

<その他の成分>
本発明のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。
<Other ingredients>
The resist composition of the present invention may further contain additives that are optionally miscible, such as an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coating properties, a dissolution inhibitor, and a plasticizer. , A stabilizer, a coloring agent, an antihalation agent and the like can be appropriately added and contained.

<ネガ型レジスト組成物の調製>
本発明に係るネガ型レジスト組成物は、通常、有機溶剤(F)に上記のフェノール性化合物(A)、酸発生剤(B)、塩基性含窒素化合物(C)、架橋性化合物(D)及び必要に応じてその他の添加剤を均一に混合することにより調製される。
<Preparation of negative resist composition>
The negative resist composition according to the present invention is usually prepared by adding the above-mentioned phenolic compound (A), acid generator (B), basic nitrogen-containing compound (C) and crosslinkable compound (D) to an organic solvent (F). And, if necessary, by uniformly mixing other additives.

有機溶剤(F)としては、化学増幅型レジストの溶剤として一般に用いられているものが使用できる。具体例としては、特開2012−220850号公報段落0179に記載されている有機溶剤が挙げられる。本発明では、これらの有機溶剤(F)の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジメチルエーテルやシクロヘキサノン、シクロペンタノン、1−エトキシ−2−プロパノール、乳酸エチルの他、安全溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。
レジスト組成分中の溶剤量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には、溶剤は、レジスト組成物の固形分濃度が好ましくは0.5〜20重量%、より好ましくは0.5〜15重量%の範囲内となる様に用いられる。
As the organic solvent (F), those generally used as a solvent for a chemically amplified resist can be used. Specific examples include an organic solvent described in paragraph 0179 of JP-A-2012-220850. In the present invention, among these organic solvents (F), in addition to diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 1-ethoxy-2-propanol, and ethyl lactate, which have the highest solubility of the acid generator in the resist component, Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and their mixed solvents, which are safe solvents, are preferably used.
The amount of the solvent in the resist composition is not particularly limited, and is appropriately set at a concentration that can be applied to a substrate or the like and according to the applied film thickness. Generally, the solvent is used so that the solid content concentration of the resist composition is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight.

本発明のレジスト組成物は、半導体集積回路のゲート層作成用、ガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用などの微細化された電子部品を製造するためのマイクロリソグラフィプロセスに好適に使用することができる。   The resist composition of the present invention can be suitably used in a microlithography process for manufacturing a miniaturized electronic component 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.

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

[レジストパターンの製造方法]
本発明に係るレジストパターンの製造方法は、
(i)本発明に係るネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むことを特徴とする。
[Method of manufacturing resist pattern]
The method of manufacturing a resist pattern according to the present invention,
(I) a step of applying a negative resist composition according to the present invention on a substrate and then performing a heat treatment to form a resist film; and (ii) exposing, heating and developing the resist film. It is characterized by including.

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

以下、各工程についてそれぞれ説明する。
(i)本発明に係るレジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程
本工程においては、まず、上記のレジスト組成物を基板上に塗布する。
塗布方法は、基板表面に当該レジスト組成物を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、スプレー法、ロールコート法、スリットコート法、回転塗布等の各種方法を用いることができる。
Hereinafter, each of the steps will be described.
(I) A step of applying a resist composition according to the present invention onto a substrate and then performing a heat treatment to form a resist film In this step, first, the above-described resist composition is applied onto the substrate.
The application method is not particularly limited as long as the method can uniformly apply the resist composition on the substrate surface, and various methods such as a spray method, a roll coating method, a slit coating method, and a spin coating method are used. be able to.

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

(ii)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程
本工程においては、まず、前記レジスト膜を、例えば、波長248nm以下の活性エネルギー線で露光する。例えば、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、前記レジスト膜を、所定のパターン形状を有するマスクを介した露光、又は当該マスクを介さない電子線の直接照射による描画等により、選択的に露光する。
露光光源は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(Extreme Ultraviolet:極紫外線)、電子線、X線等を用いて行うことができる。
次いで露光後に、露光後加熱(Post Exposure Bake、PEB)を行う。PEB処理の条件は、通常、70〜160℃、好ましくは90〜130℃で、0.1〜15分程度の時間である。
次に、上記でPEB処理された基板をアルカリ現像液を用いて現像処理し、未露光部を除去する。
現像方法としては、スプレー法、スリット法、液盛り法、ディッピング法、揺同浸漬法等が挙げられる。
また、本発明のレジスト組成物のアルカリ現像液としては、従来公知のアルカリ現像液を用いることができ、例えば、特開2012−220850号公報段落0186に記載されているアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらのアルカリ現像液の中で、好ましくは第四級アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンの水溶液である。
(Ii) Step of Exposing, Heating, and Developing the Resist Film In this step, first, the resist film is exposed to, for example, an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less. For example, by using an exposure apparatus such as an electron beam lithography apparatus or an EUV exposure apparatus, the resist film is exposed through a mask having a predetermined pattern shape, or drawn by direct irradiation of an electron beam without passing through the mask. And selectively exposing.
The exposure light source is not particularly limited, ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (Extreme Ultraviolet: extreme ultraviolet), electron beam, can be performed using X-rays.
Next, after exposure, post-exposure bake (Post Exposure Bake, PEB) is performed. The conditions of the PEB treatment are usually 70 to 160 ° C., preferably 90 to 130 ° C., for about 0.1 to 15 minutes.
Next, the substrate that has been subjected to the PEB processing is developed using an alkaline developer to remove unexposed portions.
Examples of the developing method include a spray method, a slit method, a liquid filling method, a dipping method, and a shaking dipping method.
As the alkali developer of the resist composition of the present invention, a conventionally known alkali developer can be used. For example, an aqueous solution of an alkali described in paragraph 0186 of JP-A-2012-220850 is used. be able to. Further, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a surfactant such as a nonionic surfactant may be added to an aqueous solution of the above alkalis. Among these alkali developing solutions, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are 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 an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is used as the alkali developer, the concentration of the aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is preferably 0.1% to 5%, more preferably 0.5%. 33%, particularly preferably 1.19% to 2.38%. A 2.38% strength aqueous tetramethylammonium hydroxide solution is generally the most readily available in the semiconductor industry. Further, 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, and it is difficult to obtain a stable 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 developing solution on the substrate and the resist composition dissolved by the alkali developing solution are washed away and dried to obtain a resist pattern.

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

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、下記製造例における、構造及び物性の確認は以下の装置を用いて行った。
・MALDI−TOF MS:BRUKER社製、REFLEX II 1,8,9−トリヒドロキシアントラセンをマトリックスとして測定を行った。
H‐NMR:BRUKER社製、AVANCE 400
・高速液体クロマトグラフィー(HPLC):島津製作所製、LC−10ADvp
温度:40℃、流速:0.5mL/分、カラム:VP−ODS(4.7mm×150mm)、検出器SPD−M10Avp、移動相:アセトニトリル/水=8/2の測定条件で測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. The description is not intended to limit the invention.
The structure and physical properties in the following production examples were confirmed using the following apparatus.
-MALDI-TOF MS: The measurement was performed using REFLEX II 1,8,9-trihydroxyanthracene as a matrix, manufactured by BRUKER.
· 1 H-NMR: BRUKER Co., AVANCE 400
・ High performance liquid chromatography (HPLC): LC-10ADvp, manufactured by Shimadzu Corporation
Temperature: 40 ° C., flow rate: 0.5 mL / min, column: VP-ODS (4.7 mm × 150 mm), detector SPD-M10Avp, mobile phase: acetonitrile / water = 8/2. .

(フェノール性化合物、塩基性含窒素化合物の準備)
<フェノール性化合物(A−1)>
下記化学式(14)で表されるフェノール性化合物(A−1)(商品名TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社)を入手した。
(Preparation of phenolic compounds and basic nitrogen-containing compounds)
<Phenolic compound (A-1)>
A phenolic compound (A-1) (trade name TekOC-4HBPA: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following chemical formula (14) was obtained.

<製造例1:フェノール性化合物(A−2)の合成>
下記化学式(15)で表されるフェノール性化合物(A−2)を、特開2012−22050号公報の段落0210〜0211を参照して合成した。
<Production Example 1: Synthesis of phenolic compound (A-2)>
The phenolic compound (A-2) represented by the following chemical formula (15) was synthesized with reference to paragraphs 0210 to 0211 of JP-A-2012-22050.

<製造例2:フェノール性化合物(A−3)の合成>
10重量%水酸化カリウム水溶液20mLとエタノール20mLからなる溶液に、下記化学式(16)で表されるフェノール性化合物(TEOC−DF:旭有機材工業株式会社)4.5g(10mmol)を加え、室温で攪拌、溶解した。この溶液に37%ホルマリン水溶液14.0mL(160mmoL)を室温下でゆっくりと加えた。更に、窒素雰囲気下、40℃で24時間攪拌した後、ビーカー中の水200mLに投入した。これを氷浴にて冷却しながら2.0wt%酢酸水溶液をpH5.0になるまでゆっくりと加えた。析出物をろ別し、十分に水洗浄した後、乾燥し、ヒドロキシメチル基の数が1〜4個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(17)で表されるフェノール性化合物(A−3)を得た。
<Production Example 2: Synthesis of phenolic compound (A-3)>
To a solution consisting of 20 mL of a 10% by weight aqueous potassium hydroxide solution and 20 mL of ethanol, 4.5 g (10 mmol) of a phenolic compound (TEOC-DF: Asahi Organic Materials Co., Ltd.) represented by the following chemical formula (16) was added, and the mixture was stirred at room temperature. To dissolve. To this solution, 14.0 mL (160 mmol) of a 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 in an ice bath, a 2.0 wt% acetic acid aqueous solution was slowly added until the pH reached 5.0. The precipitate was separated by filtration, sufficiently washed with water, and then dried to obtain a mixture of phenolic compounds into which 1 to 4 hydroxymethyl groups had been introduced. Purification was performed by high performance liquid chromatography to obtain a phenolic compound (A-3) represented by the following chemical formula (17).

<製造例3:フェノール性化合物(A−4)の合成>
前記フェノール性化合物(A−3)の合成において、化学式(16)で表されるフェノール性化合物を用いる代わりに、前記フェノール性化合物(A−1)(TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社)6.3g(10mmol)を用い、37%ホルマリン水溶液の添加量を7.0mL(80mmoL)に変更した以外は、前記フェノール性化合物(A−3)の合成と同様にして、下記化学式(18)で表されるフェノール性化合物(A−4)を合成した。
<Production Example 3: Synthesis of phenolic compound (A-4)>
In the synthesis of the phenolic compound (A-3), instead of using the phenolic compound represented by the chemical formula (16), the phenolic compound (A-1) (TekOC-4HBPA: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 6 0.3 g (10 mmol) and the addition amount of the 37% formalin aqueous solution was changed to 7.0 mL (80 mmol) in the same manner as in the synthesis of the phenolic compound (A-3). The phenolic compound (A-4) represented was synthesized.

<製造例4:フェノール性化合物(A−5)の合成>
窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、1,3−ジエトキシベンゼン16.6g(0.1mol)をエタノール400mLに溶解した。これを氷浴下で冷却しながら4−ヒドロキシベンズアルデヒド12.2g(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、乾燥した。N,N−ジメチルホルムアミドを溶剤とした再結晶により精製を行い、淡黄色の下記化学式(19)で表されるフェノール性化合物を9.6g得た。
前記フェノール性化合物(A−3)の合成において、化学式(16)で表されるフェノール性化合物を用いる代わりに、下記化学式(19)で表されるフェノール性化合物1.1g(1mmol)を用いた以外は、前記フェノール性化合物(A−3)の合成と同様にして、下記化学式(20)で表されるフェノール性化合物(A−5)を合成した。
<Production Example 4: Synthesis of phenolic compound (A-5)>
In a 300 mL three-necked flask, 16.6 g (0.1 mol) of 1,3-diethoxybenzene was dissolved in 400 mL of ethanol under a nitrogen atmosphere. While cooling this in an ice bath, 12.2 g (0.1 mol) of 4-hydroxybenzaldehyde was added, and then 20 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise, followed by reaction at 75 ° C. for 12 hours. After the reaction, the reaction solution was cooled in an ice bath, and the precipitated crystals were separated by filtration, washed with distilled water until neutral, and dried. Purification was performed by recrystallization using N, N-dimethylformamide as a solvent to obtain 9.6 g of a pale yellow phenolic compound represented by the following chemical formula (19).
In the synthesis of the phenolic compound (A-3), 1.1 g (1 mmol) of a phenolic compound represented by the following chemical formula (19) was used instead of using the phenolic compound represented by the chemical formula (16). Except for the above, a phenolic compound (A-5) represented by the following chemical formula (20) was synthesized in the same manner as in the synthesis of the phenolic compound (A-3).

<製造例5:塩基性含窒素化合物(C−1)の合成>
前記化学式(17)で表されるフェノール性化合物(A−3)(2.3g;4.0mmol)、N―(2―クロロエチル)ジベンジルアミン塩酸塩(0.6g;2.2mmol)、炭酸カリウム(1.5g;10.1mmol)をアルゴン雰囲気下中、アセトン(30ml)中にて、24時間加熱還流して反応を行った。酢酸エチル(50ml)−水(150ml)にて抽出、得られた有機層を水(150ml)にて洗浄、無水硫酸マグネシウムにて乾燥、ろ別後に得られたろ液を濃縮した。続いてシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液: クロロホルム-メタノール(85:15(v/v))にて予備精製を行った。
得られた化合物(混合物)はHPLC分析の結果、アミノ基の1置換体(C−1a)および2置換体(C−1b)の混合物(C−1m)であることが分かった。混合体の比率は1置換体:72%、2置換体:28%であった。
得られた混合物;塩基性含窒素化合物(C−1m)を、続いて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により精製することにより、化学式(21)で表されるアミノ基の1置換体;塩基性含窒素化合物(C−1a)と、化学式(22)で表される2置換体;塩基性含窒素化合物(C−1b)をそれぞれ得た。
塩基性含窒素化合物(C−1a)と塩基性含窒素化合物(C−1b)の構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。結果を表1に示す。
<Production Example 5: Synthesis of basic nitrogen-containing compound (C-1)>
The phenolic compound (A-3) represented by the chemical formula (17) (2.3 g; 4.0 mmol), N- (2-chloroethyl) dibenzylamine hydrochloride (0.6 g; 2.2 mmol), carbonic acid The reaction was carried out by heating and refluxing potassium (1.5 g; 10.1 mmol) in acetone (30 ml) under an argon atmosphere for 24 hours. The mixture was extracted with ethyl acetate (50 ml) -water (150 ml), and the obtained organic layer was washed with water (150 ml), dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the obtained filtrate was concentrated. Subsequently, preliminary purification was performed by silica gel column chromatography (developing solution: chloroform-methanol (85:15 (v / v)).
As a result of HPLC analysis, the obtained compound (mixture) was found to be a mixture (C-1m) of monosubstituted (C-1a) and disubstituted (C-1b) amino groups. The ratio of the mixture was 72% for 1-substituted product and 28% for 2-substituted product.
The resulting mixture; the basic nitrogen-containing compound (C-1m) was subsequently purified by high performance liquid chromatography (HPLC) to obtain a monosubstituted amino group represented by the chemical formula (21); A nitrogen compound (C-1a) and a disubstituted compound represented by the chemical formula (22); a basic nitrogen-containing compound (C-1b) were obtained.
The structures of the basic nitrogen-containing compound (C-1a) and the basic nitrogen-containing compound (C-1b) were confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Table 1 shows the results.

(上記式中、3つのAのうち、2つは水素原子であり、1つが化学式(23)で表される置換基である。) (In the above formula, two of the three A's are hydrogen atoms, and one is a substituent represented by the chemical formula (23).)

<製造例6:塩基性含窒素化合物(C−2)の合成>
製造例5において、N―(2―クロロエチル)ジベンジルアミン塩酸塩(0.6g;2.2mmol)を用いた代わりに、N―(2―クロロエチル)ジエチルアミン塩酸塩(0.3g;2.2mmol)を用いた以外は、製造例5と同様にして、化学式(24)で表される塩基性含窒素化合物(C−2)を合成した。塩基性含窒素化合物(C−2b)の構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。結果を表1に示す。
<Production Example 6: Synthesis of basic nitrogen-containing compound (C-2)>
In Preparation Example 5, N- (2-chloroethyl) dibenzylamine hydrochloride (0.6 g; 2.2 mmol) was used instead of N- (2-chloroethyl) diethylamine hydrochloride (0.3 g; 2.2 mmol). ) Was used in the same manner as in Production Example 5 to synthesize a basic nitrogen-containing compound (C-2) represented by the chemical formula (24). The structure of the basic nitrogen-containing compound (C-2b) was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Table 1 shows the results.

<製造例7:塩基性含窒素化合物(C−3)の合成>
製造例5において、N―(2―クロロエチル)ジベンジルアミン塩酸塩(0.6g;2.2mmol)を用いた代わりに、N―(クロロメチル)ピペリジン塩酸塩(0.3g;2.2mmol)を用いた以外は、製造例5と同様にして、化学式(25)で表される塩基性含窒素化合物(C−3)を合成した。塩基性含窒素化合物(C−3)の構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。結果を表1に示す。
<Production Example 7: Synthesis of basic nitrogen-containing compound (C-3)>
Instead of using N- (2-chloroethyl) dibenzylamine hydrochloride (0.6 g; 2.2 mmol) in Production Example 5, N- (chloromethyl) piperidine hydrochloride (0.3 g; 2.2 mmol) In the same manner as in Production Example 5 except that was used, a basic nitrogen-containing compound (C-3) represented by the chemical formula (25) was synthesized. The structure of the basic nitrogen-containing compound (C-3) was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Table 1 shows the results.

<製造例8:塩基性含窒素化合物(C−4)の合成>
製造例5において、前記化学式(17)で表されるフェノール性化合物(A−3)(2.3g;4.0mmol)を用いた代わりに、前記化学式(18)で表されるフェノール性化合物(A−4)(3.1g;4.0mmol)を用いた以外は、製造例5と同様にして、化学式(26)で表される塩基性含窒素化合物(C−4)を合成した。塩基性含窒素化合物(C−4)の構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。結果を表1に示す。
<Production Example 8: Synthesis of basic nitrogen-containing compound (C-4)>
In Preparation Example 5, instead of using the phenolic compound (A-3) represented by the chemical formula (17) (2.3 g; 4.0 mmol), a phenolic compound represented by the chemical formula (18) ( A-4) (3.1 g; 4.0 mmol) was used in the same manner as in Production Example 5 to synthesize a basic nitrogen-containing compound (C-4) represented by the chemical formula (26). The structure of the basic nitrogen-containing compound (C-4) was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Table 1 shows the results.

<製造例9:塩基性含窒素化合物(C−5)の合成>
製造例5において、前記化学式(17)で表されるフェノール性化合物(A−3)(2.3g; 4.0mmol)を用いた代わりに、前記化学式(20)で表されるフェノール性化合物(A−5)(5.3g; 4.0mmol)を用いた以外は、製造例5と同様にして、化学式(27)で表される塩基性含窒素化合物(C−5)を合成した。塩基性含窒素化合物(C−5)の構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。結果を表1に示す。
<Production Example 9: Synthesis of basic nitrogen-containing compound (C-5)>
In Preparation Example 5, instead of using the phenolic compound (A-3) represented by the chemical formula (17) (2.3 g; 4.0 mmol), a phenolic compound represented by the chemical formula (20) ( A-5) (5.3 g; 4.0 mmol) was used in the same manner as in Production Example 5 to synthesize a basic nitrogen-containing compound (C-5) represented by the chemical formula (27). The structure of the basic nitrogen-containing compound (C-5) was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Table 1 shows the results.

<比較塩基性化合物(RC−1)>
下記化学式(28)で表される比較塩基性化合物(RC−1)(分子量:353.7)は、(製品名トリオクチルアミン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparative basic compound (RC-1)>
As the comparative basic compound (RC-1) (molecular weight: 353.7) represented by the following chemical formula (28), (product name: trioctylamine) was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

<比較塩基性化合物(RC−2)>
下記化学式(29)で表される比較塩基性化合物(RC−2)(分子量:287,4)は、(製品名トリベンジルアミン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparative basic compound (RC-2)>
As a comparative basic compound (RC-2) (molecular weight: 287, 4) represented by the following chemical formula (29), (product name: tribenzylamine) was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

<比較塩基性化合物(RC−3)>
下記化学式(30)で表される比較塩基性化合物(RC−3)(分子量:191.3)は、(製品名1−(3−ヒドロキシベンジル)ピペリジン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparative basic compound (RC-3)>
As the comparative basic compound (RC-3) (molecular weight: 191.3) represented by the following chemical formula (30), (product name 1- (3-hydroxybenzyl) piperidine) was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

<比較塩基性化合物(RC−4)>
製造例5において、前記化学式(17)で表されるフェノール性化合物(A−3)(2.3g;4.0mmol)を用いた代わりに、前記化学式(14)で表されるフェノール性化合物(A−1)(商品名TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社)(2.5g;4.0mmol)を用いた以外は、製造例5と同様にして、化学式(31)で表される塩基性含窒素化合物(RC−4)を合成した。
<Comparative basic compound (RC-4)>
In Preparation Example 5, instead of using the phenolic compound (A-3) represented by the chemical formula (17) (2.3 g; 4.0 mmol), a phenolic compound represented by the chemical formula (14) ( A-1) A basic compound represented by a chemical formula (31) in the same manner as in Production Example 5 except that TekOC-4HBPA (trade name: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) (2.5 g; 4.0 mmol) was used. A nitrogen-containing compound (RC-4) was synthesized.

<酸発生剤>
下記化学式で表される酸発生剤ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート(B−1)は、和光純薬工業株式会社から入手した。
<Acid generator>
The acid generator diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate (B-1) represented by the following chemical formula was obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

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

(実施例1〜11、比較例1〜6:ネガ型レジスト組成物の調製)
各成分を表2のような配合量でプロピレングリコールモノメチルエーテル(F−1)に溶解し、12時間攪拌した後、0.2μmPTFEフィルターでろ過し、実施例1〜11及び比較例1〜6のネガ型レジスト組成物を調製した。
なお、塩基性含窒素化合物の重量部が異なるのは、実施例及び比較例に用いる塩基性化合物のモル数を合わせたためである。
(Examples 1 to 11, Comparative Examples 1 to 6: Preparation of negative resist composition)
Each component was dissolved in propylene glycol monomethyl ether (F-1) in a blending amount as shown in Table 2, stirred for 12 hours, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter, to obtain Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6. A negative resist composition was prepared.
The reason for the difference in parts by weight of the basic nitrogen-containing compound is that the number of moles of the basic compound used in Examples and Comparative Examples was adjusted.

<評価:レジストパターンの形成>
上記実施例1〜11、及び比較例1〜6のレジスト組成物を用いて、以下に示す方法でレジストパターンを作成し、評価を行った。なお、結果を表3に示す。
<Evaluation: Formation of resist pattern>
Using the resist compositions of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6, resist patterns were formed by the following method and evaluated. Table 3 shows the results.

(1)レジストの塗布
実施例及び比較例の各レジスト組成物を、6インチシリコン基板上にスピンナーを用いて、均一に塗布し、100℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚70nmのレジスト膜を形成した。
(1) Application of Resist Each of the resist compositions of Examples and Comparative Examples was uniformly applied on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and prebaked (PAB) at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 70 nm. Was formed.

(2)レジストパターンの形成
上記のレジスト塗布基板に対し、電子線描画装置(加速電圧100KV)を用いて描画を行った。描画終了後、100℃もしくは110℃で60秒間ベーク処理(PEB)を施し、2.38%のTMAH水溶液(23℃)で60秒間現像処理し、さらに純水にて60秒間リンス処理を行い、ラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
(2) Formation of resist pattern The above resist-coated substrate was drawn using an electron beam drawing apparatus (acceleration voltage: 100 KV). After the drawing, baking (PEB) is performed at 100 ° C. or 110 ° C. for 60 seconds, development is performed with a 2.38% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds, and rinsing is performed with pure water for 60 seconds. A line and space (L / S) pattern was formed.

<評価>
(1)感度、解像力
感度は100nmのL/Sパターンが1:1に形成される最少照射量を感度としてμC/cm単位で測定した。また、その照射量における限界解像力(ライン及びスペースが分離解像)を解像力とした。解像性の確認は、ホロン製の測長SEMにより判断した。
<Evaluation>
(1) Sensitivity and Resolution The sensitivity was measured in μC / cm 2 with the minimum irradiation dose at which a 100 nm L / S pattern was formed at a ratio of 1: 1. In addition, the limiting resolving power (line and space are separated and resolving) at the irradiation dose was defined as the resolving power. Confirmation of the resolution was determined by a length measuring SEM manufactured by Holon.

(2)寸法忠実性
感度として測定された上記照射量で設計線幅(50nmおよび30nm)のラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。電子線の設計線幅(50nmおよび30nm)に対する実際のラインパターンの線幅の割合(実際の線幅/電子線の設計線幅)を算出して、下記評価基準により評価した。
[評価基準]
A:実際のラインパターンの線幅の割合が97%以上
B:実際のラインパターンの線幅の割合が95%以上97%未満
C:実際のラインパターンの線幅の割合が95%未満
(2) Dimensional fidelity A line-and-space (L / S) pattern having a designed line width (50 nm and 30 nm) was formed at the above-mentioned dose measured as the sensitivity. The ratio of the line width of the actual line pattern to the design line width (50 nm and 30 nm) of the electron beam (actual line width / design line width of the electron beam) was calculated and evaluated according to the following evaluation criteria.
[Evaluation criteria]
A: The ratio of the line width of the actual line pattern is 97% or more B: The ratio of the line width of the actual line pattern is 95% or more and less than 97% C: The ratio of the line width of the actual line pattern is less than 95%

(3)レジスト残渣
前記寸法忠実性評価に用いられた感度として測定された設計線幅50nmのスペースパターンの基板表面に残渣の有無により評価した。
[評価基準]
A:残渣がない
C:残渣がある
(3) Resist Residue Evaluation was made based on the presence or absence of a residue on the substrate surface of a space pattern having a designed line width of 50 nm, which was measured as the sensitivity used in the dimensional fidelity evaluation.
[Evaluation criteria]
A: No residue
C: There is a residue

<結果のまとめ>
上記表3に示す結果から、実施例1〜11では、感度を損なうことなく、解像力に優れ、電子線の設計線幅に対する寸法忠実性に優れ、且つ、レジスト残渣が抑制された所望の微細パターンを形成できた。
それに対して、比較例1〜6では、寸法忠実性に劣り、また、比較例1〜3ではレジスト残渣も劣ることが明らかにされた。
<Summary of results>
From the results shown in Table 3, in Examples 1 to 11, the desired fine patterns excellent in resolution, excellent in dimensional fidelity to the designed line width of the electron beam, and in which the resist residue was suppressed were obtained without impairing the sensitivity. Could be formed.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 6 were inferior in dimensional fidelity, and Comparative Examples 1 to 3 were also inferior in resist residue.

Claims (5)

フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有し、第3級アミノ基を有する分子量400〜3000の塩基性含窒素化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよい、ネガ型レジスト組成物。 A phenolic compound (A), an acid generator (B), an aromatic ring having at least one phenolic hydroxyl group in one molecule and having a phenolic hydroxyl group, and a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. one or more substituents selected possess one or more in one molecule, a basic nitrogen-containing compound having a molecular weight of 400 to 3000 which have a tertiary amino group (C), and the crosslinkable compound (D) And the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) may be the same compound. フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、フェノール性水酸基を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜3000の塩基性含窒素化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよく、前記塩基性含窒素化合物(C)が下記式(1)で表される部分構造を有する、ネガ型レジスト組成物。
(上記式(1)において、R は、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、Baseは、下記式(1−a)で表される基、又は、置換基を有していても良い塩基性含窒素複素環基を表す。R は置換基であり、sは置換基の数を表し、0〜4である。)
(上記式(1−a)において、R 及びR は、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基を表し、R 及びR は互いに同一であっても異なっていても良い。)
A phenolic compound (A), an acid generator (B), an aromatic ring having at least one phenolic hydroxyl group in one molecule and having a phenolic hydroxyl group, and a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group. A phenolic compound (A) containing a basic nitrogen-containing compound (C) having a molecular weight of 400 to 3,000 having at least one selected substituent in one molecule and a crosslinkable compound (D); ) and the crosslinkable compound (D) is rather good even with the same compound, the basic nitrogen-containing compound (C) having a partial structure represented by the following formula (1), the negative resist composition.
In (the above formula (1), R a represents a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, Base is a group represented by the following formula (1-a), or, may have a substituent Represents a good basic nitrogen-containing heterocyclic group, R d is a substituent, and s is the number of substituents, and is 0 to 4.)
(In the formula (1-a), R b and R c each independently represent a hydrocarbon group which may contain a hetero atom, and R b and R c may be the same or different from each other. .)
前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であって、当該同一の化合物が、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物(A’)である、請求項1又は2に記載のネガ型レジスト組成物。 The phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) are the same compound, and the same compound has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and has an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. to a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3000 with one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group 1 or more in one molecule (a '), according to claim 1 or 3. The negative resist composition according to item 2. (i)請求項1乃至3のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むレジストパターンの製造方法。
(I) a step of applying the negative resist composition according to any one of claims 1 to 3 on a substrate, followed by heat treatment to form a resist film, and (ii) exposing the resist film to light. And a step of heating and developing the resist pattern.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品。   An electronic component, at least a part of which is formed from the negative resist composition according to any one of claims 1 to 3 or a cured product thereof.
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