WO2013073582A1 - 環状化合物、その製造方法、感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法 - Google Patents

環状化合物、その製造方法、感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法 Download PDF

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WO2013073582A1
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unsubstituted
carbon atoms
aliphatic hydrocarbon
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越後 雅敏
雅子 山川
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三菱瓦斯化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cyclic compound represented by a specific chemical structural formula, a radiation-sensitive composition containing the same, and a resist pattern forming method using the composition.
  • the conventional general resist material is a polymer resist material capable of forming an amorphous thin film.
  • examples thereof include polymer resist materials such as polymethyl methacrylate, polyhydroxystyrene having an acid dissociable reactive group, and polyalkyl methacrylate.
  • a resist thin film prepared by applying such a solution of a polymer resist material onto a substrate is irradiated with ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, extreme ultraviolet rays (EUV), X-rays, etc., so that the thickness is 45 to 100 nm. About a line pattern is formed.
  • the polymer resist material has a large molecular weight of about 10,000 to 100,000 and a wide molecular weight distribution
  • roughness is generated on the surface of the fine pattern, and the pattern dimension can be controlled. It becomes difficult and the yield decreases. Therefore, there is a limit to miniaturization in conventional lithography using a polymer resist material.
  • various low molecular weight resist materials have been proposed.
  • the alkali-developable negative radiation-sensitive compositions described in Patent Documents 1 and 2 have insufficient heat resistance and may not form a resist pattern with a good shape.
  • the alkali-developable negative radiation-sensitive composition described in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 has a low molecular weight and a low molecular weight, so that the molecular size is small and the resolution is low. It is expected to provide a resist pattern with high roughness and low roughness.
  • the low molecular weight cyclic polyphenol compound has a rigid cyclic structure in its skeleton, and thus provides high heat resistance despite its low molecular weight.
  • currently known low molecular weight cyclic polyphenol compounds have low solubility in safety solvents used in semiconductor manufacturing processes.
  • the radiation-sensitive composition containing a low molecular weight cyclic polyphenol compound and a safety solvent has low sensitivity and may not form a resist pattern with a good shape.
  • improvement of a low molecular weight cyclic polyphenol compound is desired.
  • an object of the present invention is to provide a cyclic compound capable of forming a radiation-sensitive composition having high solubility in a safe solvent, high sensitivity, low roughness, and a good resist pattern shape, a method for producing the same,
  • the object is to provide a radiation-sensitive composition containing the same and a resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition.
  • the inventors of the present invention provide a cyclic compound having a specific structure with high solubility in a safe solvent, high sensitivity, low roughness, and good resist pattern shape.
  • the present inventors have found that a radiation-sensitive composition can be formed and have reached the present invention.
  • each R 0 independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 20 carbon atoms.
  • Linear aliphatic hydrocarbon group substituted or unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted An aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted amino group having 0 to 20 carbon atoms Group, substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted acyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted alkyl
  • a valent group (one or more groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group and an ether group), At least one of R 0 is a monovalent group containing a (meth) acryloyl group. ) 2.
  • each R 1 independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 2 each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number of 3 to 20 branched aliphatic hydrocarbon groups, substituted or unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon groups having 3 to
  • each R 4 independently represents a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted carbon number of 1 to 20 Linear aliphatic hydrocarbon group, substituted or unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted A substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, and p is an integer of 0 to 5 Yes, At least one
  • each R 1 independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 4 each independently represents a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
  • each R 4 independently represents a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted linear aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Hydrocarbon group substituted or unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted 6 to 6 carbon atoms 20 aryl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, or substituted or unsubstituted alkylsilyl groups having 1 to 20 carbon atoms, p is an integer from 0 to 5, R 5 is a (meth) acryloyl group. ) 5.
  • a method for producing the cyclic compound according to any one of items 1 to 4 A step of subjecting one or more aldehyde compounds (A1) and one or more phenolic compounds (A2) to a condensation reaction to obtain a cyclic compound (A); A process for producing a cyclic compound, comprising a step of dehydrohalogenating the cyclic compound (A) and one or more (meth) acryloyl halides. 6).
  • the aldehyde compound (A1) has 1 to 4 formyl groups and has 1 to 59 carbon atoms; 6.
  • a radiation-sensitive composition comprising a solid component containing the cyclic compound according to any one of items 1 to 4 and a solvent. 8).
  • Acid generator (C) that generates acid directly or indirectly by irradiation with any radiation selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray and ion beam 10.
  • the solid component is a cyclic compound of 50 to 99.4% by weight, an acid generator (C) of 0.001 to 49% by weight, an acid crosslinking agent (G) of 0.5 to 49% by weight, and an acid diffusion controller (E 13)
  • the dissolution rate of the amorphous film after irradiation with KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray, or the amorphous film after heating at 20 to 250 ° C. is 5 ⁇ / sec or less.
  • the radiation sensitive composition of 14 or 15. 17 Applying the radiation-sensitive composition according to any one of items 7 to 16 on a substrate to form a resist film; Exposing the resist film; And a step of developing the exposed resist film.
  • a cyclic compound having high solubility in a safe solvent, high sensitivity, low roughness, and capable of forming a radiation-sensitive composition that gives a good resist pattern shape, and a method for producing the same, including the same A radiation-sensitive composition and a method for forming a resist pattern using the radiation-sensitive composition can be provided.
  • the cyclic compound of this embodiment is a cyclic compound represented by the following formula (1) having a molecular weight of 500 to 5,000.
  • the cyclic compound of this embodiment is useful as a resist material.
  • each R 0 independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • Chain aliphatic hydrocarbon group substituted or unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted Aryl group having 6 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted amino group having 0 to 20 carbon atoms Substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted acyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted Having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted
  • a group (one or more groups selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group and an ether group), and at least one of R 0 is (meta ) A monovalent group containing an acryloyl group.
  • R 0 is a monovalent group containing a (meth) acryloyl group
  • anionic polymerization of cyclic compounds with an acid becomes possible.
  • the radiation-sensitive composition containing the cyclic compound of this embodiment The sensitivity of (resist) can be further increased.
  • EUV extreme ultraviolet
  • substituted means that one or more hydrogen atoms in the functional group are a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a heterocyclic group, a carbon number of 1 to 20 Linear aliphatic hydrocarbon group, branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and 7 to 7 carbon atoms 30 aralkyl groups, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, amino groups having 0 to 20 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, acyl groups having 1 to 20 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 20 carbon atoms Means substituted with an alkyloyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloyloxy group having 7 to 30 carbon
  • the unsubstituted heterocyclic group is not particularly limited.
  • a triazole group, a tetrazole group, etc. are mentioned.
  • substituted heterocyclic group is not particularly limited, for example, N-methylpyridyl group, N-fluoropyridyl group, N-hydroxypyridyl group, N-cyanopyridyl group, methylbipyridyl group, methylpyrrolidyl group, methylpyrazolyl group Methylimidazolyl group, methylisoxazolyl group, methylisothiazolyl group, methylpiperidyl group, methylpiperazyl group, methylmorpholyl group, methylthiomorpholyl group, methyltriazole group, and methyltetrazole group.
  • the unsubstituted straight-chain aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and a decyl group. , Dodecyl group, hexadecyl group, octadecyl group and the like.
  • the substituted linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a fluoromethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 3-cyanopropyl group, and a 20-nitrooctadecyl group. It is done.
  • the unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited.
  • isopropyl group, isobutyl group, tertiary butyl group, neopentyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group examples include 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group and the like.
  • the substituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include 1-fluoroisopropyl group and 1-hydroxy-2-octadecyl group.
  • the unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecyl group, a cyclododecyl group, a cyclohexyl group, and the like.
  • a sadecyl group, a cyclooctadecyl group, etc. are mentioned.
  • the substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a 2-fluorocyclopropyl group and a 4-cyanocyclohexyl group.
  • the unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a 4-methylphenyl group and a 6-fluoronaphthyl group.
  • the unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a methylnaphthyl group, and a dimethylnaphthyl group.
  • the substituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a 4-fluoro-3-methylphenyl group.
  • the unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group, and a dodecyloxy group.
  • a methoxy group an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group, and a dodecyloxy group.
  • the substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloromethoxy group and a bromoethoxy group.
  • the unsubstituted amino group having 0 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, an ethylamino group, a diethylamino group, a dipropylamino group, and a dibutylamino group. It is done.
  • the substituted amino group having 0 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloromethylamino group and a dibromomethylamino group.
  • the unsubstituted alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited.
  • the substituted alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloropropynyl group.
  • the unsubstituted acyl group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, in addition to the above-mentioned (meth) acryloyl group.
  • the substituted acyl group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloroacetyl group.
  • the unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a pentyloxycarbonyl group, a hexyloxycarbonyl group, and an octyloxy group. Examples include carbonyl group, decyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, hexadecyloxycarbonyl group and the like.
  • the substituted alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloromethoxycarbonyl group.
  • the unsubstituted alkyloyloxy group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited.
  • methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, propoxycarbonyloxy group, butoxycarbonyloxy group, pentyloxycarbonyloxy group, hexyl examples include oxycarbonyloxy group, octyloxycarbonyloxy group, decyloxycarbonyloxy group, dodecyloxycarbonyloxy group, hexadecyloxycarbonyloxy group and the like.
  • the substituted alkyloyloxy group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloromethoxycarbonyloxy group.
  • the unsubstituted aryloyloxy group having 7 to 30 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a benzoyloxy group and a naphthylcarbonyloxy group.
  • the substituted aryloyloxy group having 7 to 30 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chlorobenzoyloxy group.
  • the unsubstituted alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methylsilyl group, an ethylsilyl group, a propylsilyl group, a butylsilyl group, a pentylsilyl group, a hexylsilyl group, an octylsilyl group, a decylsilyl group, A dodecylsilyl group, a hexadecylsilyl group, an octadecylsilyl group, etc. are mentioned.
  • the substituted alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a chloromethylsilyl group.
  • the monovalent group containing a (meth) acryloyl group is not particularly limited.
  • the cyclic compound represented by the formula (1) is preferably a compound represented by the formula (2).
  • each R 1 independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • the compound represented by the formula (2) is more preferably a compound represented by the formula (4).
  • the compound represented by the formula (4) has a high solubility in a safe solvent, and can form a radiation-sensitive composition having high sensitivity, low roughness, and giving a resist pattern having a good shape.
  • R 1 , R 4 and p are the same as described above.
  • the compound represented by the formula (4) is more preferably a compound represented by the formula (5).
  • the compound represented by the formula (5) can form a radiation-sensitive composition having high solubility in a safe solvent, high sensitivity, low roughness, and giving a resist pattern having a good shape.
  • R 4 and p are the same as described above, and R 5 is a (meth) acryloyl group. More preferably, the compound represented by the formula (4) is a compound represented by the formula (6) or the formula (7).
  • R 5 is the same as described above.
  • R 5 is the same as described above.
  • the compound represented by the formula (6) or the formula (7) has a higher solubility in a safe solvent, a higher sensitivity, a lower roughness, and a feeling that gives a resist pattern having a better shape.
  • a radiation composition can be formed.
  • the molecular weight of the cyclic compound represented by the above formula (1) is 500 to 5000, preferably 800 to 2000, more preferably 1000 to 2000. By setting it as the said range, when forming a resist, resolution can be improved, maintaining required film formability.
  • the cyclic compound of the present embodiment can take a cis isomer and a trans isomer, but may have any structure or mixture.
  • the cyclic compound of this embodiment is used as a resist component of a radiation-sensitive composition, it is preferable to use only one of a cis isomer and a trans isomer because the uniformity of the components in the resist film is high.
  • a method for obtaining a cyclic compound consisting of only one of a cis isomer and a trans isomer can be performed by a known method such as separation by column chromatography or preparative liquid chromatography or optimization of a reaction solvent and a reaction temperature during production.
  • the cyclic compound of this embodiment includes a step of obtaining a cyclic compound (A) by subjecting one or more aldehyde compounds (A1) and one or more phenolic compounds (A2) to a condensation reaction; And a step of dehydrohalogenating one or more (meth) acryloyl halides.
  • the cyclic compound of this embodiment is a condensation of one or more compounds selected from various aromatic aldehyde compounds (A1A) and one or more compounds selected from various phenolic compounds (A2). It can be obtained by dehydrohalogenation reaction between the cyclic compound (A) obtained by the reaction and one or more compounds selected from various (meth) acryloyl halides (A3).
  • the cyclic compound of this embodiment is a dehalogenation of one or more compounds selected from various phenolic compounds (A2) and one or more compounds selected from various (meth) acryloyl halides (A3). It can also be obtained by a condensation reaction between a phenolic compound (A2A) obtained by a hydrogen reaction and one or more compounds selected from various aldehyde compounds (A1).
  • the aldehyde compound (A1) preferably has 1 to 59 carbon atoms, and preferably has 1 to 4 formyl groups.
  • the aldehyde compound (A1) is selected from an aromatic aldehyde compound (A1A) and an aliphatic aldehyde compound (A1B).
  • the aromatic aldehyde compound (A1A) is preferably a benzaldehyde compound having 7 to 24 carbon atoms.
  • the aromatic aldehyde compound (A1A) is not particularly limited, and examples thereof include benzaldehyde, methylbenzaldehyde, dimethylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, propylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, ethylmethylbenzaldehyde, isopropylmethylbenzaldehyde, diethylbenzaldehyde, anisaldehyde, naphthoaldehyde.
  • the aromatic aldehyde compound (A1A) may have a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, a hydroxyl group, a halogen or the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the aromatic aldehyde compound (A1A) may be used alone or in combination of two or more.
  • the aliphatic aldehyde compound (A1B) is preferably a compound having 1 to 24 carbon atoms.
  • the aliphatic aldehyde compound (A1B) is not particularly limited.
  • Carboxymethyl aldehydes are preferred, octanal, decanal, dodecanal, cyclohexane carboxaldehyde more preferable.
  • the aliphatic aldehyde compound (A1B) may have a cyano group, a hydroxyl group, a halogen or the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the aliphatic aldehyde compound (A1B) may be used alone or in combination of two or more.
  • the phenolic compound (A2) preferably has 6 to 15 carbon atoms, and preferably has 1 to 3 phenolic hydroxyl groups. Although it does not specifically limit as a phenolic compound (A2), For example, a phenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol etc. are mentioned, Resorcinol and pyrogallol are preferable and resorcinol is more preferable.
  • the phenolic compound (A2) may have a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, a hydroxyl group, a halogen or the like as long as the effects of the present invention are not impaired. You may use a phenolic compound (A2) individually or in combination of 2 or more types.
  • (Meth) acryloyl halide (A3) is preferably, for example, (meth) acryloyl chloride, (meth) acryloyl bromide, or (meth) acryloyl iodide.
  • the (meth) acryloyl halide (A3) may have a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, a hydroxyl group, a halogen or the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the (meth) acryloyl halide (A3) may be used alone or in combination of two or more.
  • the cyclic compound of the present embodiment can be produced, for example, by the following method.
  • an acid catalyst hydroochloric acid, sulfuric acid, paratoluenesulfonic acid, etc.
  • organic solvent such as methanol or ethanol
  • 0.1 mol of the phenolic compound (A2) is added to 1 mol of the aldehyde compound (A1).
  • ⁇ 10 mol is reacted at 60 to 150 ° C. for about 0.5 to 20 hours.
  • filtration, washing with an alcohol such as methanol, washing with water, separation by filtration, and drying are performed to obtain a cyclic compound (A) having a molecular weight of preferably 700 to 5000.
  • a basic catalyst sodium hydroxide, barium hydroxide or 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 etc.
  • the cyclic compound (A) Is obtained.
  • the cyclic compound (A) can also be produced by converting the aldehyde compound (A1) into a dihalide with hydrogen halide or halogen gas, and reacting the isolated dihalide with the phenolic compound (A2).
  • (meth) acryloyl halide (A3) is added to 1 mol of the cyclic compound (A).
  • a base catalyst such as triethylamine, ammonia or sodium hydroxide
  • organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone
  • (meth) acryloyl halide (A3) is added to 1 mol of the cyclic compound (A).
  • 0.1-100 mol is reacted at 0-150 ° C. for about 0.5-20 hours.
  • the phenolic hydroxyl group in the cyclic compound (A) can be converted into a (meth) acryloyl group.
  • the cyclic compound shown by Formula (1) is obtained by drying after filtration, washing with alcohols such as methanol, washing with water, and separation by filtration.
  • the solubility of the obtained cyclic compound in the semiconductor safety solvent is improved, it is more preferable to use at least one of the aldehyde compound (A1) or the phenolic compound (A2).
  • a purification step may be performed as necessary in order to improve the purity in the cyclic compound and reduce the amount of remaining metal. Further, if the acid catalyst and the co-catalyst remain, generally the storage stability of the radiation-sensitive composition is lowered, and if the basic catalyst remains, the sensitivity of the radiation-sensitive composition is generally lowered. Purification may be performed.
  • the purification method can be performed by a known method as long as the cyclic compound is not denatured, and is not particularly limited.
  • a method of washing with water a method of washing with an acidic aqueous solution, a method of washing with a basic aqueous solution, ion exchange Examples include a method of treating with a resin and a method of treating with silica gel column chromatography.
  • These purification methods are more preferably performed in combination of two or more.
  • acidic aqueous solution, basic aqueous solution, ion exchange resin, and silica gel column chromatography select the optimal one according to the metal to be removed, the amount and type of acidic compound and basic compound, the type of cyclic compound to be purified, etc.
  • Amberlyst 15J-HG Dry made by Organo can be mentioned. You may dry after refinement
  • cyclic compound of this embodiment When the cyclic compound of this embodiment is used as a component of a radiation sensitive composition, an amorphous film can be formed by spin coating. Moreover, the cyclic compound of this embodiment can be applied to a general semiconductor manufacturing process.
  • the cyclic compound of the present embodiment is useful as a negative resist material that becomes a compound that is hardly soluble in a developer by irradiation with a KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam, or X-ray.
  • the mechanism by which the cyclic compound of the present embodiment becomes a compound that is hardly soluble in the developer is not clear, but the cyclic reaction between the compounds by irradiating the cyclic compound with KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray. Is considered to be a compound that is hardly soluble in an alkaline developer.
  • the resist pattern obtained using the cyclic compound of this embodiment has a very small line edge roughness (LER).
  • the cyclic compound of the present embodiment can be used as a main component of a negative radiation-sensitive composition, and can be added to the radiation-sensitive composition as an additive for improving sensitivity and etching resistance, for example. it can.
  • the use amount of the cyclic compound of the present embodiment as an additive is preferably 1 to 49.999% by weight based on the total solid component weight of the radiation-sensitive composition.
  • the glass transition temperature of the cyclic compound of the present embodiment is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, still more preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher.
  • the semiconductor lithography process has heat resistance capable of maintaining a pattern shape, and performance such as high resolution is improved.
  • the crystallization calorific value obtained by differential scanning calorimetric analysis of the glass transition temperature of the cyclic compound of the present embodiment is preferably less than 20 J / g.
  • (crystallization temperature) ⁇ (glass transition temperature) is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, further preferably 100 ° C. or higher, particularly preferably 130 ° C. or higher. is there.
  • the crystallization heat generation amount is less than 20 J / g, or (crystallization temperature) ⁇ (glass transition temperature) is within the above range, an amorphous film can be easily formed by spin coating the radiation-sensitive composition.
  • the film formability required for the resist can be maintained for a long time, and the resolution can be improved.
  • the crystallization calorific value, the crystallization temperature, and the glass transition temperature can be determined as follows by differential scanning calorimetry using DSC / TA-50WS manufactured by Shimadzu Corporation.
  • About 10 mg of a sample is put in an aluminum non-sealed container and heated to a melting point or higher at a temperature rising rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream (50 mL / min).
  • the temperature is raised to the melting point or higher at a heating rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream (30 mL / min) again. Further, after rapid cooling, the temperature is increased again to 400 ° C.
  • the temperature at the midpoint of the step difference of the baseline that has changed in a step shape (where the specific heat has changed to half) is the glass transition temperature (Tg), and the temperature of the exothermic peak that appears thereafter is the crystallization temperature.
  • Tg glass transition temperature
  • the calorific value is obtained from the area of the region surrounded by the exothermic peak and the baseline, and is defined as the crystallization calorific value.
  • the cyclic compound of the present embodiment preferably has low sublimation property under normal pressure at 100 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower, further preferably 140 ° C. or lower, particularly preferably 150 ° C. or lower.
  • the low sublimation property means that in thermogravimetric analysis, the weight loss when held at a predetermined temperature for 10 minutes is 10%, preferably 5%, more preferably 3%, still more preferably 1%, particularly preferably. It shows that it is 0.1% or less. Since the sublimation property is low, it is possible to prevent exposure apparatus from being contaminated by outgas during exposure. Moreover, a favorable pattern shape can be obtained with low LER.
  • the cyclic compound of the present embodiment is preferably F ⁇ 3.0 (F represents the total number of atoms / (total number of carbon atoms ⁇ total number of oxygen atoms)), and more preferably F ⁇ 2.5. is there.
  • the cyclic compound of this embodiment is excellent in dry etching resistance by satisfying the above conditions.
  • the cyclic compound of the present embodiment includes propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (CHN), cyclopentanone (CPN), 2-heptanone, anisole, butyl acetate, ethyl propionate and In a solvent selected from ethyl lactate and exhibiting the highest solubility for cyclic compounds, it is preferably dissolved at 23 ° C., preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, and even more preferably 10% by weight or more.
  • cyclic compound of this embodiment can be used in a semiconductor manufacturing process in actual production by satisfying the above conditions.
  • a nitrogen atom may be introduced into the cyclic compound of the present embodiment as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of constituent atoms of the cyclic compound is preferably 0.1 to 40%, more preferably 0.1 to 20%, and preferably 0.1 to 10%. Further preferred is 0.1 to 5%.
  • transduced into the cyclic compound of this embodiment is a secondary or tertiary nitrogen atom, and it is more preferable that it is a tertiary nitrogen atom.
  • the cyclic compound of the present embodiment is irradiated with visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray and ion beam, or a chemical reaction induced thereby.
  • a crosslinking reactive group that causes a crosslinking reaction may be introduced. Introduction of the crosslinking reactive group into the cyclic compound of the present embodiment is performed, for example, by reacting the cyclic compound and the crosslinking reactive group introduction reagent in the presence of a base catalyst.
  • the crosslinking reactive group is not particularly limited, and examples thereof include a carbon-carbon multiple bond, an epoxy group, an azide group, a halogenated phenyl group, and a chloromethyl group.
  • the crosslinking reactive group introduction reagent is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acid derivatives such as acids, acid chlorides, acid anhydrides, dicarbonates, and alkyl halides having such a crosslinking reactive group.
  • a radiation-sensitive composition containing a cyclic compound having a crosslinking reactive group is also useful as a non-polymeric radiation-sensitive composition having high resolution, high heat resistance and solvent solubility.
  • a non-acid-dissociable functional group may be introduced into at least one of the phenolic hydroxyl groups as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the non-acid-dissociable functional group refers to a characteristic group that does not cleave in the presence of an acid and does not generate an alkali-soluble group.
  • Non-acid-dissociable functional groups include, for example, C1-20 alkyl groups, C3-20 cycloalkyl groups, C6-20 aryl groups, C1-20 alkoxyl groups that are not decomposed by the action of an acid, Examples thereof include a functional group selected from the group consisting of a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, a heterocyclic group, a halogen, a carboxyl group, a C1-20 alkylsilane, and derivatives thereof.
  • a naphthoquinone diazide ester group may be introduced into at least one of the phenolic hydroxyl groups as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a cyclic compound having a naphthoquinonediazide ester group introduced into at least one phenolic hydroxyl group can be used as a main component of a negative radiation-sensitive composition as a main component, or as a main component of a positive radiation-sensitive composition. It can be used or added to the radiation sensitive composition as an acid generator or additive.
  • an acid-generating functional group that generates an acid upon irradiation with radiation may be introduced into at least one of the phenolic hydroxyl groups in the cyclic compound of the present embodiment.
  • a cyclic compound in which an acid-generating functional group is introduced into at least one phenolic hydroxyl group can be used as a main component of a negative radiation-sensitive composition by itself as a main component, and a radiation-sensitive composition as an additive. Can be added to.
  • the radiation-sensitive composition according to this embodiment contains a solid component containing the aforementioned cyclic compound and a solvent.
  • the solid component is preferably 1 to 80% by weight, and the ratio of the cyclic compound to the total weight of the solid component is 50 to 99.999% by weight. More preferably.
  • the radiation sensitive composition of the present embodiment can form an amorphous film by spin coating.
  • the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developer at 23 ° C. is preferably 10 ⁇ / sec or more, more preferably 10 to 10000 ⁇ / sec. More preferably, it is 100 to 1000 kg / sec.
  • the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment can be dissolved in a developer and used as a resist.
  • the resolution of the radiation-sensitive composition of the present embodiment may be improved when the dissolution rate is 10,000 kg / sec or less.
  • the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developer at 23 ° C. at a portion exposed by radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray is It is preferably 5 K / sec or less, more preferably 0.05 to 5 K / sec, and further preferably 0.0005 to 5 K / sec.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment is insoluble in a developer when the dissolution rate is 5 kg / sec or less, and can be used as a resist. Further, when the dissolution rate of the radiation-sensitive composition of the present embodiment is 0.0005 K / sec or more, the resolution may be improved. This is presumed to be because the micro surface portion of the cyclic compound is dissolved and LER is reduced. There is also an effect of reducing defects.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment is preferably 1 to 80% by weight of the solid component and 20 to 99% by weight of the solvent, more preferably 1 to 50% by weight of the solid component, and 50% of the solvent. It is ⁇ 99 wt%, more preferably 2 to 40 wt% solid component and 60 to 98 wt% solvent, particularly preferably 2 to 10 wt% solid component and 90 to 98 wt% solvent.
  • the amount of the above-mentioned cyclic compound is the total weight of the solid component (the above-mentioned cyclic compound, the acid generator (C), the acid cross-linking agent (G), and the acid diffusion controller described later). 50 to 99.4% by weight, more preferably 55 to 90% by weight of (E) and the sum of solid components optionally used such as other components (F), and so on)
  • the amount is preferably 60 to 80% by weight, particularly preferably 60 to 70% by weight.
  • the radiation-sensitive composition of this embodiment is an acid directly or indirectly by irradiation with radiation selected from visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray and ion beam. It is preferable to include one or more acid generators (C) that generate water.
  • the content of the acid generator (C) is preferably 0.001 to 49% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, still more preferably 3 to 30% by weight, and more preferably 10 to 25% by weight based on the total weight of the solid components. Particularly preferred.
  • a pattern profile with high sensitivity and low edge roughness can be obtained when the content of the acid generator (C) is within the above range.
  • the acid generation method is not limited as long as the acid is generated in the system. If excimer laser is used instead of ultraviolet rays such as g-line and i-line, finer processing is possible, and if high-energy rays are used electron beams, extreme ultraviolet rays, X-rays, ion beams, further fine processing is possible. Is possible.
  • the acid generator (C) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (7-1) to (7-8).
  • R 13 may be the same or different, and each independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, A hydroxyl group or a halogen atom;
  • X ⁇ is a sulfonate ion or a halide ion having an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group or a halogen-substituted aryl group.
  • the compound represented by the formula (7-1) includes triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyltolylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n- Octane sulfonate, diphenyl-4-methylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, di-2,4,6-trimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-4-t-butoxyphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-4-t-butoxyphenyl Sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium trifluoromethane Sulfon
  • R 14 s may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, Represents a hydroxyl group or a halogen atom, X ⁇ is as defined above.
  • the compound represented by the formula (7-2) includes bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t -Butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium-p-toluenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodoniumbenzenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) ) Iodonium-2-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium-2,4-
  • Q represents an alkylene group, an arylene group or an alkoxylene group
  • R 15 represents an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group or a halogen-substituted aryl group.
  • the compound represented by the formula (7-3) includes N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- ( Trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) Succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2 , 3-Dicarboximide, N (10-camphorsulfonyloxy) naph
  • R 16 may be the same or different, and each independently represents an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, and optionally substituted. A heteroaryl group or an optionally substituted aralkyl group.
  • the compound represented by the formula (7-4) is diphenyl disulfone, di (4-methylphenyl) disulfone, dinaphthyl disulfone, di (4-tert-butylphenyl) disulfone, di (4-hydroxyphenyl) disulfone. At least one selected from the group consisting of di (3-hydroxynaphthyl) disulfone, di (4-fluorophenyl) disulfone, di (2-fluorophenyl) disulfone and di (4-trifluoromethylphenyl) disulfone It is preferable.
  • R 17 may be the same or different and each independently represents an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, and optionally substituted. A heteroaryl group or an optionally substituted aralkyl group.
  • the compound represented by the formula (7-5) is ⁇ - (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, ⁇ - (methylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenylacetonitrile, ⁇ - (trifluoromethylsulfonyloxyimino).
  • R 18 may be the same or different and each independently represents a halogenated alkyl group having one or more chlorine atoms and one or more bromine atoms.
  • the halogenated alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • R 19 and R 20 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, or cyclopentyl.
  • Group, cycloalkyl group such as cyclohexyl group, alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, or aryl group such as phenyl group, toluyl group, naphthyl group, preferably 6 carbon atoms ⁇ 10 aryl groups.
  • L 19 and L 20 are each independently an organic group having a 1,2-naphthoquinonediazide group.
  • Specific examples of the organic group having a 1,2-naphthoquinonediazide group include a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, and a 1,2-naphthoquinonediazide- Preferred examples include 1,2-quinonediazidosulfonyl groups such as a 6-sulfonyl group.
  • 1,2-naphthoquinonediazido-4-sulfonyl group and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group are preferable.
  • p is an integer of 1 to 3
  • q is an integer of 0 to 4
  • 1 ⁇ p + q ⁇ 5 is preferable.
  • J 19 is a single bond, a polymethylene group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkylene group, a phenylene group, a group represented by the following formula (7-7-1), a carbonyl group, an ester group, an amide group or an ether group.
  • Y 19 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group
  • X 20 each independently represents a group represented by the following formula (7-8-1).
  • Z 22 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, R 22 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkoxyl group, and r represents 0 to 3 Is an integer.
  • Examples of other acid generators include, but are not limited to, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, 1,3-bis (cyclohexylsulfonylazomethyl) Sulfonyl) propane, 1,4-bis (phenylsulfonylazomethylsulfony
  • acid generators having an aromatic ring are preferable, and acid generators represented by formula (7-1) or (7-2) are more preferable.
  • An acid generator having a sulfonate ion having X ⁇ in formula (7-1) or (7-2) having an aryl group or a halogen-substituted aryl group is more preferred, and an acid generator having a sulfonate ion having an aryl group are particularly preferable, and diphenyltrimethylphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate are particularly preferable.
  • the acid generator (C) can be used alone or in combination of two or more.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment preferably contains one or more acid crosslinking agents (G).
  • the acid cross-linking agent (G) is a compound that can cross-link the above-mentioned cyclic compound within a molecule or between molecules in the presence of an acid generated from the acid generator (C).
  • Examples of such an acid crosslinking agent (G) include compounds having one or more groups (hereinafter referred to as “crosslinkable groups”) capable of crosslinking the cyclic compound of the formula (1).
  • crosslinkable group examples are not particularly limited. For example, (i) hydroxy (C1-C6 alkyl group), C1-C6 alkoxy (C1-C6 alkyl group), acetoxy (C1-C6 alkyl group) ) Or a group derived therefrom; (ii) a carbonyl group such as formyl group or carboxy (C1-C6 alkyl group) or a group derived therefrom; (iii) dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl Group, nitrogen-containing group such as dimethylolaminomethyl group, diethylolaminomethyl group, morpholinomethyl group; (iv) glycidyl group-containing group such as glycidyl ether group, glycidyl ester group, glycidylamino group; (v) benzyl C1-C6 allyloxy (C1-C) such as oxymethyl group and benzoyloxymethyl group
  • the acid crosslinking agent having a crosslinkable group (G) is not particularly limited.
  • the acid crosslinking agent (G) compounds having phenolic hydroxyl groups, and compounds and resins imparted with crosslinking properties by introducing the crosslinking groups into acidic functional groups in the alkali-soluble resin can be used.
  • the introduction ratio of the crosslinkable group is usually 5 to 100 mol%, preferably 10 to 60 mol%, more preferably based on the total acidic functional group in the compound having a phenolic hydroxyl group and the alkali-soluble resin. Is adjusted to 15-40 mol%. It is preferable for the introduction rate of the crosslinkable group to be in the above-mentioned range since a sufficient crosslinking reaction occurs and a decrease in the remaining film rate, a pattern swelling phenomenon, meandering, and the like are avoided.
  • the acid crosslinking agent (G) is preferably an alkoxyalkylated urea compound or a resin thereof, or an alkoxyalkylated glycoluril compound or a resin thereof.
  • Particularly preferred acid crosslinking agents (G) include compounds represented by the following formulas (8-1) to (8-3) and alkoxymethylated melamine compounds (acid crosslinking agent (G1)).
  • R 7 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group
  • R 8 to R 11 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group
  • And represents an alkyl group or an alkoxyl group
  • X 2 represents a single bond, a methylene group or an oxygen atom.
  • the alkyl group represented by R 7 preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the acyl group represented by R 7 preferably has 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, and examples thereof include an acetyl group and a propionyl group.
  • the alkyl group represented by R 8 to R 11 preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the alkoxyl group represented by R 8 to R 11 preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group.
  • X 2 is preferably a single bond or a methylene group.
  • R 7 to R 11 and X 2 may be substituted with an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, an alkoxy group such as a methoxy group or an ethoxy group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
  • the plurality of R 7 and R 8 to R 11 may be the same or different.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (8-2) include, but are not limited to, N, N, N, N, N-tetra (methoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra ( Ethoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (n-propoxymethyl) glycoluril, N, N, N-tetra (isopropoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (N-Butoxymethyl) glycoluril, N, N, N, N-tetra (t-butoxymethyl) glycoluril and the like can be mentioned. Of these, N, N, N, N-tetra (methoxymethyl) glycoluril is particularly preferable.
  • alkoxymethylated melamine compounds include N, N, N, N, N, N-hexa (methoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N-hexa (ethoxymethyl) melamine N, N, N, N, N-hexa (n-propoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N-hexa (isopropoxymethyl) melamine, N, N, N, N, Examples thereof include N, N-hexa (n-butoxymethyl) melamine, N, N, N, N, N-hexa (t-butoxymethyl) melamine and the like. Among these, N, N, N, N, N, N-hexa (methoxymethyl) melamine is particularly preferable.
  • the acid cross-linking agent (G1) is obtained by, for example, condensing a urea compound or glycoluril compound and formalin to introduce a methylol group, and then ether with lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol. Then, the reaction solution is cooled and the precipitated compound or its resin is recovered.
  • the acid cross-linking agent (G1) can also be obtained as a commercial product such as CYMEL (trade name, manufactured by Mitsui Cyanamid) or Nicalac (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
  • the molecule has 1 to 6 benzene rings, and has at least two hydroxyalkyl groups and / or alkoxyalkyl groups in the molecule. And / or a phenol derivative in which an alkoxyalkyl group is bonded to any one of the benzene rings (acid crosslinking agent (G2)).
  • the molecular weight is 1500 or less
  • the molecule has 1 to 6 benzene rings
  • the hydroxyalkyl group and / or alkoxyalkyl group has 2 or more in total
  • the hydroxyalkyl group and / or alkoxyalkyl group is the benzene ring.
  • Mention may be made of phenol derivatives formed by bonding to any one or a plurality of benzene rings.
  • hydroxyalkyl group bonded to the benzene ring those having 1 to 6 carbon atoms such as hydroxymethyl group, 2-hydroxyethyl group, and 2-hydroxy-1-propyl group are preferable.
  • the alkoxyalkyl group bonded to the benzene ring is preferably one having 2 to 6 carbon atoms. Specifically, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, n-propoxymethyl group, isopropoxymethyl group, n-butoxymethyl group, isobutoxymethyl group, sec-butoxymethyl group, t-butoxymethyl group, 2-methoxyethyl Group or 2-methoxy-1-propyl group is preferred.
  • L 1 to L 8 may be the same or different and each independently represents a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group or an ethoxymethyl group.
  • a phenol derivative having a hydroxymethyl group is obtained by reacting a phenol compound not having a corresponding hydroxymethyl group (a compound in which L 1 to L 8 are hydrogen atoms in the above formula) with formaldehyde in the presence of a base catalyst. Can do.
  • the reaction temperature is preferably 60 ° C. or lower. Specifically, it can be synthesized by the methods described in JP-A-6-282067, JP-A-7-64285 and the like.
  • a phenol derivative having an alkoxymethyl group can be obtained by reacting a corresponding phenol derivative having a hydroxymethyl group with an alcohol in the presence of an acid catalyst.
  • the reaction temperature is preferably 100 ° C. or lower. Specifically, it can be synthesized by the method described in EP632003A1 and the like.
  • a phenol derivative having a hydroxymethyl group and / or an alkoxymethyl group synthesized in this manner is preferable in terms of stability during storage, but a phenol derivative having an alkoxymethyl group is particularly preferable from the viewpoint of stability during storage.
  • the acid crosslinking agent (G2) may be used alone or in combination of two or more.
  • Another particularly preferable acid crosslinking agent (G) is a compound having at least one ⁇ -hydroxyisopropyl group (acid crosslinking agent (G3)).
  • the structure is not particularly limited as long as it has an ⁇ -hydroxyisopropyl group.
  • the hydrogen atom of the hydroxyl group in the ⁇ -hydroxyisopropyl group is one or more acid dissociable groups (R—COO— group, R—SO 2 — group, etc., R is a straight chain having 1 to 12 carbon atoms)
  • R—COO— group, R—SO 2 — group, etc. R is a straight chain having 1 to 12 carbon atoms
  • a hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a 1-branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms (Represents a substituent selected from the group).
  • the compound having an ⁇ -hydroxyisopropyl group is not particularly limited, and examples thereof include substituted or unsubstituted aromatic compounds containing at least one ⁇ -hydroxyisopropyl group, diphenyl compounds, naphthalene compounds, and furan compounds. 1 type or 2 types or more are mentioned.
  • benzene compound (1) (hereinafter referred to as “benzene compound (1)”), represented by the following general formula (9-2): Compound (hereinafter referred to as “diphenyl compound (2)”), a compound represented by the following general formula (9-3) (hereinafter referred to as “naphthalene compound (3)”), and the following general formula And a compound represented by (9-4) (hereinafter referred to as “furan compound (4)”).
  • benzene compound (1) represented by the following general formula (9-2): Compound (hereinafter referred to as “diphenyl compound (2)”), a compound represented by the following general formula (9-3) (hereinafter referred to as “naphthalene compound (3)”), and the following general formula And a compound represented by (9-4) (hereinafter referred to as “furan compound (4)”).
  • each A 2 independently represents an ⁇ -hydroxyisopropyl group or a hydrogen atom, and at least one A 2 is an ⁇ -hydroxyisopropyl group.
  • R 51 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkylcarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a linear or branched structure having 2 to 6 carbon atoms. An alkoxycarbonyl group is shown.
  • R 52 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, —O—, —CO— or —COO—.
  • R 53 and R 54 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • benzene compound (1) examples include, but are not limited to, ⁇ -hydroxyisopropylbenzene, 1,3-bis ( ⁇ -hydroxyisopropyl) benzene, 1,4-bis ( ⁇ -hydroxyisopropyl).
  • ⁇ -hydroxyisopropylbenzenes such as benzene, 1,2,4-tris ( ⁇ -hydroxyisopropyl) benzene, 1,3,5-tris ( ⁇ -hydroxyisopropyl) benzene; 3- ⁇ -hydroxyisopropylphenol, 4- ⁇ -hydroxyisopropylphenols such as ⁇ -hydroxyisopropylphenol, 3,5-bis ( ⁇ -hydroxyisopropyl) phenol, 2,4,6-tris ( ⁇ -hydroxyisopropyl) phenol; 3- ⁇ -hydroxyisopropylphenyl Methyl ketone, 4- ⁇ -hy Roxyisopropylphenyl methyl ketone, 4- ⁇ -hydroxyisopropylphenyl ethyl ketone, 4- ⁇ -hydroxyisopropylphenyl n-propyl ketone, 4- ⁇ -hydroxyisopropylphenyl isopropyl ketone, 4- ⁇ -hydroxyisopropylphenyl n- But
  • diphenyl compound (2) is not particularly limited, but examples thereof include 3- ⁇ -hydroxyisopropylbiphenyl, 4- ⁇ -hydroxyisopropylbiphenyl, 3,5-bis ( ⁇ -hydroxyisopropyl) biphenyl.
  • the naphthalene-based compound (3) is not specifically limited.
  • the furan compound (4) is not particularly limited, but examples thereof include 3- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-methyl-3- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-methyl- 4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-ethyl-4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-n-propyl-4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-isopropyl-4- ( ⁇ -hydroxy) Isopropyl) furan, 2-n-butyl-4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-t-butyl-4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2-n-pentyl-4- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) Furan, 2,5-dimethyl-3- ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 2,5-diethyl-3- ( ⁇ -hydroxy) Cyisopropyl) furan, 3,4-bis ( ⁇ -hydroxyisopropyl) furan, 3,
  • the acid crosslinking agent (G3) is preferably a compound having two or more free ⁇ -hydroxyisopropyl groups, the benzene compound (1) having two or more ⁇ -hydroxyisopropyl groups, and two or more ⁇ -hydroxyisopropyl groups. More preferably, the diphenyl compound (2) having two or more ⁇ -hydroxyisopropyl groups, and the naphthalene compound (3) having two or more ⁇ -hydroxyisopropyl groups, ⁇ -hydroxyisopropylbiphenyls having two or more ⁇ -hydroxyisopropyl groups, ⁇ -hydroxy A naphthalene compound (3) having two or more isopropyl groups is particularly preferred.
  • the acid cross-linking agent (G3) is usually obtained by a method in which a acetyl group-containing compound such as 1,3-diacetylbenzene is reacted with a Grignard reagent such as CH 3 MgBr to be methylated and then hydrolyzed. It can be obtained by a method in which an isopropyl group-containing compound such as diisopropylbenzene is oxidized with oxygen or the like to generate a peroxide and then reduced.
  • the content of the acid crosslinking agent (G) is preferably 0.5 to 49% by weight, more preferably 0.5 to 40% by weight, based on the total weight of the solid component, 1 to 30% by weight is more preferred, and 2 to 20% by weight is particularly preferred.
  • the content of the acid crosslinking agent (G) is 0.5% by weight or more, the radiation-sensitive composition of the present embodiment improves the effect of suppressing the solubility of the resist film in an alkaline developer, and the remaining film ratio
  • the content of the acid cross-linking agent (G) is 50% by weight or less. It is preferable because the decrease can be suppressed.
  • the blending ratio of at least one compound selected from the acid crosslinking agent (G1), the acid crosslinking agent (G2) and the acid crosslinking agent (G3) in the acid crosslinking agent (G) is not particularly limited. Various ranges can be used depending on the type of substrate used when forming the pattern.
  • the content of the alkoxymethylated melamine compound and / or the compound represented by (9-1) to (9-3) is 50 to 99% by weight, preferably 60 to 99% by weight, More preferred is 70 to 98% by weight, and still more preferred is 80 to 97% by weight.
  • the content of the alkoxymethylated melamine compound and / or the compounds represented by (9-1) to (9-3) is 50% by weight or more of the total acid crosslinking agent component. Therefore, the resolution can be improved, and it is preferable to set it to 99% by weight or less because it is easy to obtain a rectangular cross-sectional shape as the pattern cross-sectional shape.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment may further contain an acid diffusion controller (E).
  • the acid diffusion control agent (E) is a compound having a function of controlling an undesired chemical reaction in an unexposed region by controlling diffusion of an acid generated from an acid generator by irradiation in a resist film. .
  • the radiation sensitive composition of this embodiment improves storage stability by containing such an acid diffusion controller (E). In addition, the resolution is improved, and a change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time before irradiation and the holding time after irradiation can be suppressed, and the process stability is extremely excellent.
  • the acid diffusion controller (E) is not particularly limited, and examples thereof include radiolytic decomposable basic compounds such as nitrogen atom-containing basic compounds, basic sulfonium compounds, and basic iodonium compounds.
  • the acid diffusion controller (E) can be used alone or in combination of two or more.
  • the acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen-containing organic compounds and basic compounds that are decomposed by exposure.
  • examples of the nitrogen-containing organic compound include the following general formula (10):
  • nitrogen-containing compound (I) a diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule
  • nitrogen-containing compound (II) a diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule
  • nitrogen-containing compound (II) a diamino compound having two nitrogen atoms in the same molecule
  • nitrogen-containing compound (III) polyamino compounds and polymers having three or more compounds
  • nitrogen-containing compound (III) examples thereof include polyamino compounds and polymers having three or more compounds
  • amide group-containing compounds amide group-containing compounds
  • urea compounds urea compounds
  • nitrogen-containing heterocyclic compounds nitrogen-containing heterocyclic compounds
  • an acid diffusion control agent (E) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • R 61 , R 62 and R 63 each independently represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
  • the alkyl group, aryl group or aralkyl group may be unsubstituted or substituted with a hydroxyl group or the like.
  • the linear, branched or cyclic alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include those having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the aryl group is not particularly limited, and examples thereof include those having 6 to 12 carbon atoms.
  • aralkyl group is not particularly limited, and examples thereof include those having 7 to 19 carbon atoms, preferably 7 to 13 carbon atoms.
  • Specific examples include benzyl group, ⁇ -methylbenzyl group, phenethyl group, naphthyl group. A methyl group etc. are mentioned.
  • nitrogen-containing compound (I) examples include, but are not particularly limited to, for example, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, cyclohexylamine.
  • Mono- (cyclo) alkylamines such as: di-n-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, Di (cyclo) alkylamines such as di-n-decylamine, methyl-n-dodecylamine, di-n-dodecylmethyl, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine , Tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri- Tri (cyclohexylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, dimethyl-n-dodecylamine, di-n-dodecylmethylamine
  • Alkylamines Alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4 -Aromatic amines such as nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, 1-naphthylamine and the like.
  • nitrogen-containing compound (II) examples include, but are not limited to, ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2- Hydroxypropyl) ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4 -Aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1 (4-aminophenyl)
  • the nitrogen-containing compound (III) is not particularly limited, and examples thereof include polyethyleneimine, polyallylamine, N- (2-dimethylaminoethyl) acrylamide polymer, and the like.
  • amide group-containing compound examples include, but are not particularly limited to, for example, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide Pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like.
  • urea compound examples include, but are not limited to, urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3- Examples thereof include diphenylurea and tri-n-butylthiourea.
  • nitrogen-containing heterocyclic compound examples include, but are not limited to, imidazoles such as imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 2-phenylbenzimidazole; 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline Pyridines such as 8-oxyquinoline and acridine; and pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [ 2 2.2] octane and the like can be mentioned.
  • imidazoles such as imidazole,
  • radiolytic basic compound is not particularly limited, but for example, the following general formula (11-1): A sulfonium compound represented by the general formula (11-2): The iodonium compound etc. which are represented by these can be mentioned.
  • R 71 , R 72 , R 73 , R 74 and R 75 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 carbon atom.
  • Z ⁇ represents HO ⁇ , R—COO ⁇ (wherein R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, or an alkaryl group having 7 to 12 carbon atoms) or the following general formula (11-3):
  • the radiation-decomposable basic compound include, but are not limited to, triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl- 4-hydroxyphenylsulfonium acetate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-tert-butyl) Phenyl) iodonium hydroxide, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium salicylate, -t- butylphenyl-4-hydroxyphenyl iodonium hydroxide, 4-t
  • the content of the acid diffusion control agent (E) is preferably 0.001 to 49% by weight, more preferably 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of the solid component, and 0 0.01 to 5% by weight is more preferable, and 0.01 to 3% by weight is particularly preferable.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment can prevent degradation of resolution, pattern shape, dimensional fidelity, and the like. Furthermore, even if the holding time from electron beam irradiation to heating after radiation irradiation becomes longer, the shape of the pattern upper layer portion does not deteriorate.
  • the radiation sensitive composition of this embodiment can prevent a fall of a sensitivity, the developability of an unexposed part, etc. as content of an acid diffusion control agent (E) is 10 weight% or less.
  • an acid diffusion controller (E) by using such an acid diffusion controller (E), the storage stability of the radiation-sensitive composition is improved, the resolution is improved, the holding time before irradiation, and the pulling time after irradiation. Changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in placement time can be suppressed, and the process stability is extremely excellent.
  • a dissolution accelerator such as organic carboxylic acids or phosphorus oxo acids or derivatives thereof can be added.
  • Dissolution Accelerator when the solubility of the cyclic compound in the developer is too low, the dissolution accelerator increases its solubility and moderately increases the dissolution rate of the cyclic compound during development. It can be used in the range which does not impair the effect of this invention. Although it does not specifically limit as said dissolution promoter, For example, a low molecular weight phenolic compound can be mentioned, Specifically, bisphenols, a tris (hydroxyphenyl) methane, etc. can be mentioned, for example. These dissolution promoters can be used alone or in admixture of two or more.
  • the content of the dissolution accelerator is appropriately adjusted according to the type of cyclic compound to be used, but is preferably 0 to 49% by weight based on the total weight of the solid component, and 0 to 5 % By weight is more preferred, 0 to 1% by weight is more preferred, and 0% by weight is particularly preferred.
  • Solubility control agent for example, has a function of controlling the solubility to moderately reduce the dissolution rate during development when the cyclic compound described above is too soluble in the developer. It is.
  • a dissolution control agent those that do not chemically change in steps such as baking of resist film, irradiation with radiation, and development are preferable.
  • dissolution control agent for example, aromatic hydrocarbons, such as phenanthrene, anthracene, and acenaphthene; Ketones, such as acetophenone, benzophenone, and phenyl naphthyl ketone; Examples include sulfones.
  • aromatic hydrocarbons such as phenanthrene, anthracene, and acenaphthene
  • Ketones such as acetophenone, benzophenone, and phenyl naphthyl ketone
  • examples include sulfones.
  • the content of the dissolution control agent is appropriately adjusted according to the type of cyclic compound to be used, but is preferably 0 to 49% by weight of the total weight of the solid component, and 0 to 5 % By weight is more preferred, 0 to 1% by weight is more preferred, and 0% by weight is particularly preferred.
  • Sensitizer absorbs the energy of the irradiated radiation and transmits the energy to the acid generator (C), thereby increasing the amount of acid generated. It is a component that improves the apparent sensitivity.
  • a sensitizer is not particularly limited, and examples thereof include benzophenones, biacetyls, pyrenes, phenothiazines, and fluorenes. These sensitizers can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the sensitizer is appropriately adjusted according to the type of the cyclic compound to be used, but is preferably 0 to 49% by weight based on the total weight of the solid component, and 0 to 5 % By weight is more preferred, 0 to 1% by weight is more preferred, and 0% by weight is particularly preferred.
  • the surfactant is a component having an action of improving the coating property and striation of the radiation-sensitive composition of the present embodiment, the developability of the resist, and the like.
  • a surfactant may be anionic, cationic, nonionic or amphoteric.
  • a preferred surfactant is a nonionic surfactant.
  • Nonionic surfactants have better affinity with the solvent used in the production of the radiation-sensitive composition and are more effective.
  • Examples of the nonionic surfactant are not particularly limited, and examples thereof include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, and polyethylene glycol higher fatty acid diesters.
  • Ftop made by Gemco
  • Megafuck made by Dainippon Ink and Chemicals
  • Florard made by Sumitomo 3M
  • Asahi Guard Surflon
  • Pepol manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.
  • KP manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Polyflow manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.
  • the content of the surfactant is appropriately adjusted according to the kind of the cyclic compound to be used, but is preferably 0 to 49% by weight based on the total weight of the solid component, and 0 to 5 % By weight is more preferred, 0 to 1% by weight is more preferred, and 0% by weight is particularly preferred.
  • Organic carboxylic acid or phosphorous oxo acid or derivative thereof is further used as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration or improving the resist pattern shape, retention stability, etc.
  • Organic carboxylic acids or phosphorus oxo acids or their derivatives can be included. In addition, it can use together with an acid diffusion control agent, and may be used independently. Although it does not specifically limit as organic carboxylic acid, For example, malonic acid, a citric acid, malic acid, a succinic acid, a benzoic acid, a salicylic acid etc. are suitable.
  • Phosphorus oxoacids or derivatives thereof are not particularly limited.
  • phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid Phosphonic acid such as dimethyl ester, phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester or derivatives thereof, phosphinic acid, phosphinic acid such as phenylphosphinic acid, and the like And derivatives thereof such as phosphonic acid are particularly preferred.
  • Organic carboxylic acids or phosphorus oxo acids or derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or derivative thereof is appropriately adjusted according to the type of cyclic compound to be used, but 0 to 49 of the total weight of the solid component. % By weight is preferable, 0 to 5% by weight is more preferable, 0 to 1% by weight is further preferable, and 0% by weight is particularly preferable.
  • the radiation-sensitive composition of this embodiment includes the present invention. As long as it does not impede the purpose, one or more additives other than the above-mentioned dissolution control agent, sensitizer, and surfactant can be contained. Such additives are not particularly limited, and examples thereof include dyes, pigments, and adhesion aids.
  • the radiation-sensitive composition of this embodiment is preferable to contain, for example, a dye or a pigment because it can visualize the latent image in the exposed area and reduce the influence of halation during exposure.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment contains an adhesion assistant because adhesion with the substrate can be improved.
  • examples of other additives include an antihalation agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, a shape improving agent, and the like, specifically 4-hydroxy-4′-methylchalcone.
  • the total content of the optional component (F) is preferably 0 to 49% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, and more preferably 0 to 1% by weight based on the total weight of the solid component. More preferred is 0% by weight.
  • the content ratio of each component cyclic compound / acid generator (C) / acid crosslinking agent (G) / acid diffusion controller (E) / optional component (F)) %
  • solid component preferably 50-99.4 / 0.001-49 / 0.5-49 / 0.001-49 / 0-49, more preferably 55-90 / 1-40 / 0 5 to 40 / 0.01 to 10/0 to 5, more preferably 60 to 80/3 to 30/1 to 30 / 0.01 to 5/0 to 1, particularly preferably 60 to 70/10 to 25 / 2 to 20 / 0.01 to 3/0.
  • the content ratio of each component is selected from each range so that the sum is 100% by weight.
  • the radiation sensitive composition of this embodiment is excellent in performance, such as sensitivity, resolution, developability, etc., when the content ratio of each of the above components is used.
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment is usually obtained by dissolving each solid component in a solvent at the time of use to obtain a uniform solution, and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 ⁇ m as necessary. Prepared.
  • the solvent used for the preparation of the radiation-sensitive composition of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate; ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, Propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as ether acetate; Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl
  • the radiation-sensitive composition of the present embodiment can contain a resin as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the resin is not particularly limited, and includes, for example, novolac resin, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resin, and acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as monomer units. Examples thereof include polymers and derivatives thereof.
  • the content of the resin is appropriately adjusted according to the type of the above-described cyclic compound to be used, but is preferably 30 parts by weight or less per 100 parts by weight of the cyclic compound.
  • the amount is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, and particularly preferably 0 part by weight.
  • the resist pattern forming method of the present embodiment includes a step of coating the radiation sensitive composition on a substrate to form a resist film, a step of exposing the resist film, and developing the exposed resist film. Forming a resist pattern.
  • the resist pattern of this embodiment can also be formed as an upper layer resist in a multilayer process.
  • a resist film is formed by applying the radiation-sensitive composition on a conventionally known substrate by a coating means such as spin coating, cast coating, roll coating or the like.
  • the conventionally known substrate is not particularly limited, and examples thereof include a substrate for electronic parts and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, although not particularly limited, for example, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given.
  • the material for the wiring pattern is not particularly limited, and examples thereof include copper, aluminum, nickel, and gold. If necessary, an inorganic and / or organic film may be provided on the substrate.
  • an inorganic antireflection film inorganic BARC
  • organic film is not particularly limited, and examples thereof include an organic antireflection film (organic BARC). Surface treatment with hexamethylene disilazane or the like may be performed.
  • the coated substrate is heated as necessary.
  • the heating temperature varies depending on the composition of the radiation sensitive composition, but is preferably 20 to 250 ° C, more preferably 20 to 150 ° C.
  • the adhesion of the radiation-sensitive composition (resist) to the substrate may be improved, which is preferable.
  • the resist film is exposed to a desired pattern with any radiation selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray, and ion beam.
  • the exposure conditions and the like are appropriately selected according to the composition of the radiation sensitive composition.
  • the heating temperature varies depending on the composition of the radiation sensitive composition, but is preferably 20 to 250 ° C, more preferably 20 to 150 ° C.
  • a predetermined resist pattern is formed by developing the exposed resist film with a developer (development process).
  • a developer it is preferable to select a solvent having a solubility parameter (SP value) close to that of the above-mentioned cyclic compound to be used.
  • SP value solubility parameter
  • ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ethers A polar solvent such as a solvent, a hydrocarbon solvent, or an alkaline aqueous solution can be used.
  • the ketone solvent is not particularly limited.
  • the ester solvent is not particularly limited.
  • the alcohol solvent is not particularly limited.
  • the ether solvent is not particularly limited, and examples thereof include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
  • the amide solvent is not particularly limited.
  • N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2- Imidazolidinone can be used.
  • the hydrocarbon solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.
  • the water content of the developer as a whole is less than 70% by mass, preferably less than 50% by mass, and more preferably less than 30% by mass.
  • it is more preferably less than 10% by mass, and it is particularly preferable that it contains substantially no water.
  • the content of the organic solvent with respect to the developer is 30% by mass to 100% by mass, preferably 50% by mass to 100% by mass, and preferably 70% by mass to 100% by mass with respect to the total amount of the developer. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 90 mass% or more and 100 mass% or less, It is especially preferable that it is 95 mass% or more and 100 mass% or less.
  • the alkaline aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include mono-, di- or trialkylamines, mono-, di- or trialkanolamines, heterocyclic amines, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), choline. And alkaline compounds such as
  • a developing solution containing at least one solvent selected from a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent is used. It is preferable for improving the resist performance.
  • the vapor pressure of the developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C.
  • Specific examples of the developer having a vapor pressure of 5 kPa or less at 20 ° C. are not particularly limited.
  • 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2- Ketone solvents such as hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylisobutylketone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether Acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl formate, propionic acid Ester solvents such as ethyl lactate, but
  • the developer having a vapor pressure of 2 kPa or less which is a particularly preferable range, are not particularly limited.
  • 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2 -Ketone solvents such as hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl -3-Ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, etc.
  • Steal solvent n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, etc.
  • Alcohol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc., ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono Glycol ether solvents such as ethyl ether and methoxymethylbutanol, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N Dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide amide solvents, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, octane, aliphatic hydrocarbon solvents decane.
  • An appropriate amount of a surfactant can be added to the developer as necessary.
  • the surfactant is not particularly limited.
  • ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used.
  • fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, US Pat. No. 5,405,720, The surfactants described in US Pat. Nos.
  • Nonionic surfactant it is a nonionic surfactant.
  • a nonionic surfactant it does not specifically limit as a nonionic surfactant,
  • the amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.
  • the development method is not particularly limited.
  • the substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), and the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and left stationary for a certain period of time.
  • Development method (paddle method), spraying developer solution onto the substrate surface (spray method), developing solution is continuously applied to the substrate rotating at a constant speed while scanning the developer application nozzle at a constant speed.
  • a method (dynamic dispensing method) or the like can be applied.
  • the time for developing the pattern is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.
  • a step of stopping the development may be performed while substituting with another solvent.
  • a cleaning step (rinsing step) using a rinsing solution containing an organic solvent is included after the development step.
  • the rinsing solution used in the rinsing step after the development step is not particularly limited as long as the resist pattern cured by crosslinking is not dissolved, and a solution or water containing a general organic solvent can be used.
  • the rinsing liquid is not particularly limited, and includes, for example, at least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. It is preferable to use a rinse solution. More preferably, after the development step, a washing step is performed using a rinse solution containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, and amide solvents. .
  • a washing step using a rinse solution containing an alcohol solvent or an ester solvent is performed. Even more preferably, after the development step, a step of washing with a rinsing liquid containing a monohydric alcohol is performed. Particularly preferably, after the development step, a washing step is performed using a rinse solution containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms.
  • the time for rinsing the pattern is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.
  • the monohydric alcohol used in the rinsing step after the development step is not particularly limited, and examples thereof include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. Specific examples include 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2- Hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol and the like can be used, and particularly preferable monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include Without limitation, for example, 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pen Nord, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol and the like can be
  • a plurality of the above components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.
  • the water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content in the rinse liquid to 10% by mass or less, better development characteristics can be obtained.
  • the vapor pressure of the rinsing liquid used after the development step is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and further preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa or less at 20 ° C.
  • An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinse solution.
  • the wafer that has been subjected to the developing step is cleaned using a rinsing solution containing the organic solvent.
  • the method of the cleaning treatment is not particularly limited. For example, a method of continuously applying a rinse liquid onto a substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid onto the substrate surface (spray method), etc. can be applied.
  • a cleaning process is performed by a spin coating method, and after cleaning, the substrate is rotated at a speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate.
  • the pattern wiring board is obtained by etching.
  • the etching method include known methods such as dry etching using plasma gas and wet etching using an alkali solution, a cupric chloride solution, a ferric chloride solution, or the like.
  • plating after forming the resist pattern.
  • plating method for example, there exist copper plating, solder plating, nickel plating, gold plating, etc.
  • the residual resist pattern after etching can be stripped with an organic solvent.
  • organic solvent For example, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGME (propylene glycol monomethyl ether), EL (ethyl lactate) etc. are mentioned.
  • peeling method For example, the immersion method, a spray system, etc. are mentioned.
  • the wiring board on which the resist pattern is formed may be a multilayer wiring board or may have a small diameter through hole.
  • the wiring board can also be formed by a method of depositing a metal in a vacuum after forming a resist pattern and then dissolving the resist pattern with a solution, that is, a lift-off method.
  • this compound showed a molecular weight 960 of the target compound represented by the following formula (CR-1A).
  • the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 1.1 to 1.2 (m, 24H), 2.6 to 2.7 ( m, 4H), 5.5 (s, 4H), 6.0 to 6.8 (m, 24H), and 8.4 to 8.5 (d, 8H).
  • the compound obtained from these results was identified as the target compound (hereinafter also referred to as “CR-1A”) represented by the following formula (CR-1A) (yield 95%).
  • Synthesis Example 2 Synthesis of CR-2A (Cyclic Compound (A)) Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 4-isopropylbenzaldehyde was replaced with 4-cyclohexylbenzaldehyde (46.0 g, 0.2 mol), and 50 g To give a compound. As a result of analysis by LC-MS, this compound showed a molecular weight 1121 of the target compound represented by the following formula (CR-2A).
  • the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 0.8 to 1.9 (m, 44H), 5.5 to 5.6 ( d, 4H), 6.0 to 6.8 (m, 24H), and 8.4 to 8.5 (m, 8H).
  • the compound obtained from these results was identified as the target compound represented by the following formula (CR-2A) (hereinafter also referred to as “CR-2A”) (yield 91%).
  • the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 1.1 to 1.2 (m, 24H), 2.6 to 2.7 (m, 4H), 5.5 (m, 4H), 5.7 (m, 4H), 6.0 to 6.8 (m, 32H), and 8.4 to 8.5 (m, 4H).
  • the compound obtained from these results was converted to a compound represented by the following formula (CR-1) in which 50 mol% of the hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group of CR-1A were substituted with an acryloyl group (hereinafter referred to as “CR-1”). Also identified).
  • Synthesis Example 2 Synthesis of CR-2 (Cyclic Compound) Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that CR-1A was replaced with CR-2A (11.2 g, 10 mmol). Obtained. Further, the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 0.8 to 1.9 (m, 44H), 5.5 to 5.6 ( d, 4H), 5.7 (s, 4H), 6.0 to 6.8 (m, 32H), and 8.4 to 8.5 (m, 4H).
  • CR-2 a compound represented by the following formula (CR-2) in which 50 mol% of the hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group of CR-2A were substituted with an acryloyl group (hereinafter referred to as “CR-2”). Also identified).
  • Synthesis Example 3 Synthesis of CR-3 (Cyclic Compound) Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of acryloyl chloride was changed from 3.6 g (40 mmol) to 10.8 g (120 mmol). 0 g of compound was obtained. As a result of analysis by LC-MS, this compound showed a molecular weight of 1393 of the target compound represented by the following formula (CR-3).
  • the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 1.1 to 1.2 (m, 24H), 2.6 to 2.7 ( m, 4H), 5.5 (s, 4H), 5.7 (s, 8H), and 6.0 to 6.8 (m, 40H).
  • the compound obtained from these results was converted to a compound represented by the following formula (CR-3) (hereinafter referred to as “CR-3”) in which 100 mol% of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of CR-1A was substituted with an acryloyl group. Also identified).
  • Synthesis Example 4 Synthesis of CR-4 (Cyclic Compound) Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the amount of acryloyl chloride was changed from 3.6 g (40 mmol) to 10.8 g (120 mmol). 4 g of compound was obtained. As a result of analysis by LC-MS, this compound showed a molecular weight 1553 of the target compound represented by the following formula (CR-4).
  • the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 0.8 to 1.9 (m, 44H), 5.5 to 5.6 ( d, 4H), 5.7 (s, 8H), and 6.0 to 6.8 (m, 40H).
  • the compound obtained from these results was converted to a compound represented by the following formula (CR-4) (hereinafter referred to as “CR-4”) in which 100 mol% of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of CR-2A was substituted with an acryloyl group. Also identified).
  • Synthesis Example 5 Synthesis of CR-5 (Cyclic Compound) Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 3 except that 10.8 g (120 mmol) of acryloyl chloride was replaced with 12.48 g (120 mmol) of methacryloyl chloride. To give a compound. As a result of analysis by LC-MS, this compound showed a molecular weight 1521 of the target compound represented by the following formula (CR-5). Further, the chemical shift value ( ⁇ ppm, TMS standard) of 1 H-NMR in the heavy dimethyl sulfoxide solvent of the obtained compound is 1.1 to 1.2 (m, 24H), 1.9 (s, 12H).
  • CR-5 a compound represented by the following formula (hereinafter referred to as “CR-5”) in which 100 mol% of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of CR-1A was substituted with a methacryloyl group. Also identified).
  • Acid generator (C) P-1 Triphenylbenzenesulfonium trifluoromethanesulfonate (Midori Chemical Co., Ltd.) Acid crosslinking agent (G) C-1: Nikarac MW-100LM (Sanwa Chemical Co., Ltd.) Acid diffusion controller (E) Q-1: Trioctylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) Solvent S-1: Propylene glycol monomethyl ether (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • the patterning test was done as follows using the prepared radiation sensitive composition.
  • the prepared radiation sensitive composition was spin-coated on a clean silicon wafer and then pre-exposure baked (PB) in an oven at 110 ° C. to form a resist film having a thickness of 60 nm.
  • the resist film was irradiated with an electron beam with a 1: 1 line and space setting at intervals of 50 nm, 40 nm, and 30 nm using an electron beam drawing apparatus (ELS-7500, manufactured by Elionix Co., Ltd.). After irradiation, the resist film formed from the radiation-sensitive compositions prepared in Examples 7 and 8 was heated at 110 ° C.
  • the obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technology Corporation).
  • the resolution of the pattern was the minimum line width of the formed pattern.
  • the pattern shape was good if it was rectangular.
  • the line edge roughness was good when the pattern irregularities were less than 5 nm. Further to the dose at that time a ( ⁇ C / cm 2) and sensitivity, was considered good than 150 ⁇ C / cm 2.
  • the radiation sensitive compositions of Comparative Examples 3 and 4 were able to obtain a good resist pattern with a resolution of 40 nm, but could not obtain a good resist pattern with a resolution of 30 nm.
  • the composition containing the compound of the present embodiment (for example, CR-3 and CR-4) is more effective than the composition containing the corresponding comparative compound (for example, CR-1A and CR-2A). It was found that a resist pattern with high sensitivity, low roughness, and good shape can be formed. As long as the requirements of the present embodiment described above are satisfied, compounds other than those described in the examples also show the same effect.
  • the present invention relates to a cyclic compound represented by a specific chemical structural formula useful as an acid amplification type non-polymer resist material, a radiation sensitive composition containing the same, and a resist pattern forming method using the radiation sensitive composition. Preferably used.

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Abstract

 本発明の環状化合物は、分子量500~5000の、式(1)で示される環状化合物である。

Description

環状化合物、その製造方法、感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法
 本発明は、特定の化学構造式で示される環状化合物、これを含む感放射線性組成物及び該組成物を用いるレジストパターン形成方法に関する。
 これまでの一般的なレジスト材料は、アモルファス薄膜を形成可能な高分子系レジスト材料である。例えば、ポリメチルメタクリレート、酸解離性反応基を有するポリヒドロキシスチレン又はポリアルキルメタクリレート等の高分子系レジスト材料が挙げられる。そして、このような高分子レジスト材料の溶液を基板上に塗布することにより作製したレジスト薄膜に紫外線、遠紫外線、電子線、極端紫外線(EUV)、X線などを照射することにより、45~100nm程度のラインパターンを形成している。
 しかしながら、高分子系レジスト材料は分子量が1万~10万程度と大きく、分子量分布も広いため、高分子系レジスト材料を用いるリソグラフィでは、微細パターン表面にラフネスが生じ、パターン寸法を制御することが困難となり、歩留まりが低下する。従って、従来の高分子系レジスト材料を用いるリソグラフィでは微細化に限界がある。より微細なパターンを作製するために、種々の低分子量レジスト材料が提案されている。
 例えば、低分子量多核ポリフェノール化合物を主成分として用いるアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)が提案されている。
 低分子量レジスト材料の候補として、低分子量環状ポリフェノール化合物を主成分として用いるアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物(例えば、特許文献3~4及び非特許文献1参照)が提案されている。
特開2005-326838号公報 特開2008-145539号公報 特開2009-173623号公報 国際公開第2011/024916号
T.Nakayama,M.Nomura,K.Haga,M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,2979(1998)
 しかしながら、特許文献1及び2に記載のアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物は耐熱性が十分では無く、良好な形状のレジストパターンを形成できない場合がある。
 特許文献3及び4並びに非特許文献1に記載のアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物は、組成物中の低分子量環状ポリフェノール化合物が低分子量であるため、分子サイズが小さく、解像性が高く、ラフネスが小さいレジストパターンを与えることが期待される。また低分子量環状ポリフェノール化合物は、その骨格に剛直な環状構造を有することにより、低分子量ながらも高耐熱性を与える。しかしながら、現在知られている低分子量環状ポリフェノール化合物は、半導体製造プロセスに用いられる安全溶媒に対する溶解性が低い。そのため、低分子量環状ポリフェノール化合物及び安全溶媒を含む感放射線性組成物は、感度が低く、良好な形状のレジストパターンを形成できない場合がある。感度が高く、良好な形状のレジストパターンを形成するために、低分子量環状ポリフェノール化合物の改良が望まれている。
 そこで、本発明の目的は、安全溶媒に対する溶解性が高く、また、高感度で、ラフネスが小さく、かつ良好なレジストパターン形状を与える感放射線性組成物を形成可能な環状化合物、その製造方法、それを含む感放射線性組成物及び該感放射線性組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供することにある。
 本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定構造を有する環状化合物が安全溶媒に対する溶解性が高く、また、高感度で、ラフネスが小さく、かつ、良好なレジストパターン形状を与える感放射線性組成物を形成可能であることを見出し本発明に到った。
 すなわち、本発明はつぎの通りである。
1. 分子量500~5000の、式(1)で示される環状化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(1)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数0~20のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基、又はこれらの基と二価の基(置換若しくは無置換のアルキレン基、置換若しくは無置換のアリーレン基及びエーテル基からなる群より選択される1以上の基)とが結合した基であり、
 前記Rの少なくともひとつが(メタ)アクリロイル基を含む一価の基である。)
2. 前記式(1)で示される環状化合物が、式(2)で示される前項1に記載の環状化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(2)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基又は置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基であり、
 Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
 R’は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基又は下記式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
で表わされる基であり、式(3)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、pは0~5の整数であり、
 前記Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基である。)
3. 前記式(2)で示される環状化合物が、式(4)で示される前項2に記載の環状化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式(4)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基又は置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基であり、
 Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
 pは0~5の整数であり、
 前記Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基である。)
4. 前記式(4)で示される環状化合物が、式(5)で示される前項3に記載の環状化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式(5)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
 pは0~5の整数であり、
 Rは(メタ)アクリロイル基である。)
5. 前項1~4のいずれか1項に記載の環状化合物を製造する方法であって、
 1種以上のアルデヒド性化合物(A1)と1種以上のフェノール性化合物(A2)とを縮合反応させて環状化合物(A)を得る工程と、
 該環状化合物(A)と1種以上の(メタ)アクリロイルハライドとを脱ハロゲン化水素反応させる工程とを備える、環状化合物の製造方法。
6. 前記アルデヒド性化合物(A1)が、1~4個のホルミル基を有し、かつ炭素数1~59であり、
 前記フェノール性化合物(A2)が、1~3個のフェノール性水酸基を有し、かつ炭素数6~15である、前項5に記載の環状化合物の製造方法。
7. 前項1~4のいずれか1項に記載の環状化合物を含む固形成分及び溶媒を含有する、感放射線性組成物。
8. 前記固形成分の含有量が1~80重量%である、前項7に記載の感放射線性組成物。
9. 前記固形成分の全重量に占める前記環状化合物の割合が50~99.999重量%である、前項7又は8に記載の感放射線性組成物。
10. 可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビームからなる群から選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)をさらに含む、前項7~9のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
11. 酸架橋剤(G)をさらに含む、前項7~10のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
12. 酸拡散制御剤(E)をさらに含む、前項7~11のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
13. 前記固形成分が、環状化合物50~99.4重量%、酸発生剤(C)0.001~49重量%、酸架橋剤(G)0.5~49重量%、及び酸拡散制御剤(E)0.001~49重量%を含有する、前項7~12のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
14. スピンコートによりアモルファス膜を形成する、前項7~13のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
15. 前記アモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度が10Å/sec以上である、前項14に記載の感放射線性組成物。
16. KrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線若しくはX線を照射した後の前記アモルファス膜、又は20~250℃で加熱した後の前記アモルファス膜の、現像液に対する溶解速度が5Å/sec以下である、前項14又は15に記載の感放射線性組成物。
17. 前項7~16のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を、基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
 該レジスト膜を露光する工程と、
 該露光したレジスト膜を現像する工程とを備える、レジストパターン形成方法。
 本発明により、安全溶媒に対する溶解性が高く、また、高感度で、ラフネスが小さく、かつ、良好なレジストパターン形状を与える感放射線性組成物を形成可能な環状化合物、その製造方法、それを含む感放射線性組成物及び該感放射線性組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供することができる。
 以下、本発明の実施の形態(以下「本実施形態」とも記す。)について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。
(環状化合物及びその製造方法)
 本実施形態の環状化合物は、分子量500~5000の、下記式(1)で示される環状化合物である。本実施形態の環状化合物は、レジスト材料として有用である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式(1)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数0~20のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基、又はこれらの基と二価の基(置換若しくは無置換のアルキレン基、置換若しくは無置換のアリーレン基及びエーテル基からなる群より選択される1以上の基)とが結合した基であり、Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基を含む一価の基である。
 Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基を含む一価の基であることにより、酸による環状化合物同士のアニオン重合が可能となる結果、本実施形態の環状化合物を含む感放射線性組成物(レジスト)の感度をより高めることが可能となる。特に、極端紫外線(EUV)リソグラフィでは、半導体デバイスの生産性の向上のために、レジストの高感度化が必須であるとされ、本実施形態の環状化合物は極めて有用である。
 本明細書において、「置換」とは、別途の定義がない限り、官能基中の一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、複素環基、炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~30のアラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数0~20のアミノ基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアシル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、炭素数7~30のアリーロイルオキシ基又は炭素数1~20のアルキルシリル基で置換されていることを意味する。
 無置換の複素環基は、特に限定されないが、例えば、ピリジル基、ビピリジル基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ピペリジル基、ピペラジル基、モルフォリル基、チオモルフォリル基、トリアゾール基及びテトラゾール基等が挙げられる。
 置換の複素環基は、特に限定されないが、例えば、N-メチルピリジル基、N-フルオロピリジル基、N-ヒドロキシピリジル基、N-シアノピリジル基、メチルビピリジル基、メチルピロリジル基、メチルピラゾリル基、メチルイミダゾリル基、メチルイソオキサゾリル基、メチルイソチアゾリル基、メチルピペリジル基、メチルピペラジル基、メチルモルフォリル基、メチルチオモルフォリル基、メチルトリアゾール基及びメチルテトラゾール基等が挙げられる。
 無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
 置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、フルオロメチル基、2-ヒドロキシエチル基、3-シアノプロピル基及び20-ニトロオクタデシル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ネオペンチル基、2-ヘキシル基、2-オクチル基、2-デシル基、2-ドデシル基、2-ヘキサデシル基、2-オクタデシル基等が挙げられる。
 置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、1-フルオロイソプロピル基及び1-ヒドロキシ-2-オクタデシル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。
 置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、2-フルオロシクロプロピル基及び4-シアノシクロヘキシル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数6~20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 置換の炭素数6~20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、4-メチルフェニル基、6-フルオロナフチル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数7~30のアラルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチルフェニル基、エチルフェニル基、メチルナフチル基、ジメチルナフチル基等が挙げられる。
 置換の炭素数7~30のアラルキル基としては、特に限定されないが、例えば、4-フルオロ-3-メチルフェニル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数1~20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基等が挙げられる。
 置換の炭素数1~20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、クロロメトキシ基、ブロモエトキシ基等が挙げられる。
 無置換の炭素数0~20のアミノ基としては、特に限定されないが、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基等が挙げられる。
 置換の炭素数0~20のアミノ基としては、特に限定されないが、例えば、クロロメチルアミノ基、ジブロモメチルアミノ基等が挙げられる。
 無置換の炭素数2~20のアルケニル基としては、特に限定されないが、例えば、ビニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、オクチニル基、デシニル基、ドデシニル基、ヘキサデシニル基、オクタデシニル基等が挙げられる。
 置換の炭素数2~20のアルケニル基としては、特に限定されないが、例えば、クロロプロピニル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数1~20のアシル基としては、上述した(メタ)アクリロイル基の他、特に限定されないが、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、ヘキサデカノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
 置換の炭素数1~20のアシル基としては、特に限定されないが、例えば、クロロアセチル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、ヘキサデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
 置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基としては、特に限定されないが、例えば、クロロメトキシカルボニル基等が挙げられる。
 無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、プロポキシカルボニルオキシ基、ブトキシカルボニルオキシ基、ペンチルオキシカルボニルオキシ基、ヘキシルオキシカルボニルオキシ基、オクチルオキシカルボニルオキシ基、デシルオキシカルボニルオキシ基、ドデシルオキシカルボニルオキシ基、ヘキサデシルオキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
 置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基としては、特に限定されないが、例えば、クロロメトキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
 無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾイルオキシ基、ナフチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
 置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基としては、特に限定されないが、例えば、クロロベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
 無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基としては、特に限定されないが、例えば、メチルシリル基、エチルシリル基、プロピルシリル基、ブチルシリル基、ペンチルシリル基、ヘキシルシリル基、オクチルシリル基、デシルシリル基、ドデシルシリル基、ヘキサデシルシリル基、オクタデシルシリル基等が挙げられる。
 置換の炭素数1~20のアルキルシリル基としては、特に限定されないが、例えば、クロロメチルシリル基等が挙げられる。
 (メタ)アクリロイル基を含む一価の基としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイル基で置換された炭素数1~6の直鎖状脂肪族炭化水素基、(メタ)アクリロイル基で置換された炭素数3~6の分岐状脂肪族炭化水素基、(メタ)アクリロイル基で置換された炭素数3~6の環状脂肪族炭化水素基、又は(メタ)アクリロイル基で置換された炭素数6のアリール基が挙げられる。
 前記式(1)で示される環状化合物は、式(2)で示される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式(2)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基又は置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基であり、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、R’は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基又は下記式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
で表わされる基であり、式(3)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、pは0~5の整数であり、Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基である。
 また、前記式(2)で示される化合物は、式(4)で示される化合物であることがより好ましい。
 式(4)で示される化合物は、安全溶媒に対する溶解性が高く、また、高感度で、ラフネスが小さく、かつ、良好な形状のレジストパターンを与える感放射線性組成物を形成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式(4)中、R、R、pは前記と同じである。
 さらに、前記式(4)で示される化合物が、式(5)で示される化合物であることがさらに好ましい。
 式(5)で示される化合物は、安全溶媒に対する溶解性が高く、また、高感度で、ラフネスが小さく、かつ、良好な形状のレジストパターンを与える感放射線性組成物を形成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式(5)中、R、pは前記と同じであり、Rは(メタ)アクリロイル基である。
 前記式(4)で示される化合物が、式(6)又は式(7)で示される化合物であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(6)中、Rは前記と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(7)中、Rは前記と同じである。
 式(6)又は式(7)で示される化合物は、安全溶媒に対する溶解性がより一層高く、また、より高感度で、よりラフネスが小さく、かつ、より一層良好な形状のレジストパターンを与える感放射線性組成物を形成することができる。
 上記式(1)で示される環状化合物の分子量は、500~5000であり、好ましくは800~2000、より好ましくは1000~2000である。上記範囲とすることで、レジストを形成した際、必要な成膜性を保持しつつ、解像性が向上できる。
 本実施形態の環状化合物は、シス体及びトランス体を取りうるが、いずれかの構造若しくは混合物でもよい。本実施形態の環状化合物は、感放射線性組成物のレジスト成分として用いる場合は、シス体及びトランス体のいずれか一方のみを使用する方が、レジスト膜中成分の均一性が高いので好ましい。シス体及びトランス体の一方のみからなる環状化合物を得る方法は、カラムクロマトや分取液体クロマトグラフィによる分離や製造時における反応溶媒及び反応温度等の最適化等、公知の方法で行うことができる。
 本実施形態の環状化合物は、1種以上のアルデヒド性化合物(A1)と1種以上のフェノール性化合物(A2)とを縮合反応させて環状化合物(A)を得る工程と、該環状化合物(A)と1種以上の(メタ)アクリロイルハライドとを脱ハロゲン化水素反応させる工程とを備える、製造方法によって得られる。
 好ましくは、本実施形態の環状化合物は、各種の芳香族アルデヒド性化合物(A1A)より選ばれる1種以上の化合物と、各種のフェノール性化合物(A2)より選ばれる1種以上の化合物との縮合反応により得られる環状化合物(A)と、各種の(メタ)アクリロイルハライド(A3)より選ばれる1種以上の化合物との脱ハロゲン化水素反応により得られる。
 また、本実施形態の環状化合物は、各種のフェノール性化合物(A2)より選ばれる1種以上の化合物と各種の(メタ)アクリロイルハライド(A3)より選ばれる1種以上の化合物との脱ハロゲン化水素反応により得られるフェノール性化合物(A2A)と、各種のアルデヒド性化合物(A1)より選ばれる1種以上の化合物との縮合反応により得ることもできる。
 アルデヒド性化合物(A1)は、炭素数が1~59であることが好ましく、1~4個のホルミル基を有することが好ましい。アルデヒド性化合物(A1)は、芳香族アルデヒド性化合物(A1A)と脂肪族アルデヒド性化合物(A1B)とから選択される。芳香族アルデヒド性化合物(A1A)は、炭素数7~24のベンズアルデヒド化合物であるのが好ましい。芳香族アルデヒド性化合物(A1A)としては、特に限定されないが、例えば、ベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、エチルメチルベンズアルデヒド、イソプロピルメチルベンズアルデヒド、ジエチルベンズアルデヒド、アニスアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラアルデヒド、シクロプロピルベンズアルデヒド、シクロブチルベンズアルデヒド、シクロペンチルベンズアルデヒド、シクロヘキシルベンズアルデヒド、フェニルベンズアルデヒド、ナフチルベンズアルデヒド、アダマンチルベンズアルデヒド、ノルボルニルベンズアルデヒド、ラクチルベンズアルデヒド、イソプロピルベンズアルデヒド、ノルマルプロピルベンズアルデヒド、ブロモベンズアルデヒド、ジメチルアミノベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、トリヒドロキシベンズアルデヒド等が挙げられ、イソプロピルベンズアルデヒド、ノルマルプロピルベンズアルデヒド、シクロヘキシルベンズアルデヒド及びフェニルベンズアルデヒドが好ましく、シクロヘキシルベンズアルデヒド及び4-イソプロピルベンズアルデヒドがより好ましい。芳香族アルデヒド性化合物(A1A)は本発明の効果を損ねない範囲で炭素数1~4の直鎖又は分岐アルキル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン等を有していてもよい。芳香族アルデヒド性化合物(A1A)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
 脂肪族アルデヒド性化合物(A1B)は、炭素数1~24の化合物であるのが好ましい。脂肪族アルデヒド性化合物(A1B)としては、特に限定されないが、例えば、メタナール、エタナール、プロパナール、イソプロパナール、ブタナール、イソブタナール、t-ブタナール、ペンタナール、イソぺンタナール、ネオペンタナール、ヘキサナール、イソヘキサナール、オクタナール、デカナール、ドデカナール、ウンデセナール、シクロプロパンカルボキシアルデヒド、シクロブタンカルボキシアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド等が挙げられ、イソブタナール、t-ブタナール、ペンタナール、イソぺンタナール、ネオペンタナール、ヘキサナール、イソヘキサナール、オクタナール、デカナール、ドデカナール、シクロプロパンカルボキシアルデヒド、シクロブタンカルボキシアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒドが好ましく、オクタナール、デカナール、ドデカナール、シクロヘキサンカルボキシアルデヒドがより好ましい。脂肪族アルデヒド性化合物(A1B)は本発明の効果を損ねない範囲でシアノ基、水酸基、ハロゲン等を有していてもよい。脂肪族アルデヒド性化合物(A1B)は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
 フェノール性化合物(A2)は、炭素数が6~15であるのが好ましく、1~3個のフェノール性水酸基を有することが好ましい。フェノール性化合物(A2)としては、特に限定されないが、例えば、フェノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール等が挙げられ、レゾルシノール、ピロガロールが好ましく、レゾルシノールがより好ましい。フェノール性化合物(A2)は本発明の効果を損ねない範囲で炭素数1~4の直鎖又は分岐アルキル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン等を有していてもよい。フェノール性化合物(A2)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
 (メタ)アクリロイルハライド(A3)は、例えば、(メタ)アクリロイルクロライド、(メタ)アクリロイルブロマイド、(メタ)アクリロイルアイオダイドが好ましい。(メタ)アクリロイルハライド(A3)は本発明の効果を損ねない範囲で炭素数1~4の直鎖又は分岐アルキル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン等を有していてもよい。(メタ)アクリロイルハライド(A3)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。
 本実施形態の環状化合物は、具体的には、例えば、以下の方法によって製造できる。例えば、メタノール、エタノール等の有機溶媒中、酸触媒(塩酸、硫酸又はパラトルエンスルホン酸等)の存在下で、アルデヒド性化合物(A1)1モルに対し、フェノール性化合物(A2)を0.1~10モルを60~150℃で0.5~20時間程度反応させる。次いで、濾過、メタノール等のアルコール類での洗浄、水洗、濾過による分離後、乾燥させることにより分子量が好ましくは700~5000の環状化合物(A)が得られる。酸触媒の代わりに、塩基性触媒(水酸化ナトリウム、水酸化バリウム又は1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7等)を使用し、同様に反応することによっても環状化合物(A)は得られる。さらに環状化合物(A)は、上記アルデヒド性化合物(A1)をハロゲン化水素若しくはハロゲンガスでジハロゲン化物とし、単離したジハロゲン化物とフェノール性化合物(A2)とを反応させて製造することも出来る。
 続いて、N-メチル-2-ピロリドン等の有機溶媒中、塩基触媒(トリエチルアミン、アンモニア又は水酸化ナトリウム等)の存在下で、環状化合物(A)1モルに対し、(メタ)アクリロイルハライド(A3)0.1~100モルを0~150℃で0.5~20時間程度反応させる。この反応により、環状化合物(A)中のフェノール性水酸基を(メタ)アクリロイル基に変換することができる。次いで、濾過、メタノール等のアルコール類による洗浄、水洗、濾過による分離後、乾燥させることにより、式(1)で示される環状化合物が得られる。
 得られる環状化合物の半導体安全溶媒に対する溶解性が向上するので、アルデヒド性化合物(A1)又はフェノール性化合物(A2)の少なくともひとつを2種以上用いることがより好ましい。
 上記環状化合物の製造方法において、環状化合物中の純度を向上させるため、また、残存金属量を低減するため、必要に応じて精製工程を行ってもよい。また、酸触媒及び助触媒が残存すると、一般に感放射線性組成物の保存安定性が低下し、塩基性触媒が残存すると、一般に感放射線性組成物の感度が低下するので、それらの低減を目的とした精製を行ってもよい。
 精製方法としては、環状化合物が変性しない限り公知の方法により行うことができ、特に限定されないが、例えば、水で洗浄する方法、酸性水溶液で洗浄する方法、塩基性水溶液で洗浄する方法、イオン交換樹脂で処理する方法、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで処理する方法などが挙げられる。これら精製方法は、2種以上を組み合わせて行うことがより好ましい。酸性水溶液、塩基性水溶液、イオン交換樹脂及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーは、除去すべき金属、酸性化合物及び塩基性化合物の量や種類、精製する環状化合物の種類などに応じて、最適なものを適宜選択することが可能である。例えば、酸性水溶液として、濃度が0.01~10mol/Lの塩酸、硝酸、酢酸水溶液、塩基性水溶液として、濃度が0.01~10mol/Lのアンモニア水溶液、イオン交換樹脂として、カチオン交換樹脂、例えばオルガノ製Amberlyst 15J-HG Dryなどが挙げられる。精製後に乾燥を行ってもよい。乾燥は公知の方法により行うことができ、特に限定されないが、環状化合物が変性しない条件で真空乾燥、熱風乾燥する方法などが挙げられる。
 本実施形態の環状化合物は、感放射線性組成物の成分として用いられた場合、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。また、本実施形態の環状化合物は、一般的な半導体製造プロセスに適用することができる。
 また、本実施形態の環状化合物は、KrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線を照射することにより、現像液に難溶な化合物となるネガ型レジスト用材料として有用である。本実施形態の環状化合物が現像液に難溶な化合物となるメカニズムは明らかではないが、環状化合物に、KrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線を照射することにより、化合物同士の縮合反応が誘起され、アルカリ現像液に難溶な化合物となると考えられる。このようにして本実施形態の環状化合物を用いて得られたレジストパターンは、ラインエッジラフネス(LER)が非常に小さい。
 さらに、本実施形態の環状化合物は、ネガ型感放射線組成物の主成分として用いることができる他、例えば感度向上や耐エッチング耐性を向上するための添加剤として感放射線性組成物に加えることができる。この場合、本実施形態の環状化合物の添加剤としての使用量は感放射線性組成物の固形成分全重量の1~49.999重量%であることが好ましい。
 本実施形態の環状化合物のガラス転移温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上、特に好ましくは150℃以上である。該ガラス転移温度が上記範囲内であることにより、半導体リソグラフィープロセスにおいて、パターン形状を維持しうる耐熱性を有し、高解像度などの性能が向上する。
 本実施形態の環状化合物のガラス転移温度の示差走査熱量分析により求めた結晶化発熱量は、20J/g未満であることが好ましい。また、本実施形態の環状化合物において、(結晶化温度)-(ガラス転移温度)は、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、さらに好ましくは100℃以上、特に好ましくは130℃以上である。該結晶化発熱量が20J/g未満、又は、(結晶化温度)-(ガラス転移温度)が上記範囲内である場合、感放射線性組成物をスピンコートすることにより、アモルファス膜を形成しやすく、かつレジストに必要な成膜性が長期に渡り保持でき、解像性を向上することができる。
 本実施形態において、前記結晶化発熱量、結晶化温度及びガラス転移温度は、島津製作所製DSC/TA-50WSを用いた示差走査熱量分析により以下のとおり求めることができる。試料約10mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス気流中(50mL/min)、昇温速度20℃/minで融点以上まで昇温する。急冷後、再び窒素ガス気流中(30mL/min)、昇温速度20℃/minで融点以上まで昇温する。さらに急冷後、再び窒素ガス気流中(30mL/min)、昇温速度20℃/minで400℃まで昇温する。ステップ状に変化したベースラインの段差の中点(比熱が半分に変化したところ)の温度をガラス転移温度(Tg)、その後に現れる発熱ピークの温度を結晶化温度とする。発熱ピークとベースラインに囲まれた領域の面積から発熱量を求め、結晶化発熱量とする。
 本実施形態の環状化合物は、常圧下、100℃以下、好ましくは120℃以下、より好ましくは130℃以下、さらに好ましくは140℃以下、特に好ましくは150℃以下において、昇華性が低いことが好ましい。ここで、昇華性が低いとは、熱重量分析において、所定温度で10分保持した際の重量減少が10%、好ましくは5%、より好ましくは3%、さらに好ましくは1%、特に好ましくは0.1%以下であることを示す。昇華性が低いことにより、露光時のアウトガスによる露光装置の汚染を防止することができる。また低LERで良好なパターン形状を得ることができる。
 本実施形態の環状化合物は、好ましくはF<3.0(Fは、全原子数/(全炭素原子数-全酸素原子数)を表す。)であり、より好ましくはF<2.5である。本実施形態の環状化合物は、上記条件を満たしていることにより、耐ドライエッチング性が優れる。
 本実施形態の環状化合物は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン(CHN)、シクロペンタノン(CPN)、2-ヘプタノン、アニソール、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル及び乳酸エチルから選ばれ、かつ、環状化合物に対して最も高い溶解能を示す溶媒に、23℃で、好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、さらに好ましくは10重量%以上溶解し、中でも好ましくは、PGMEA、PGME、CHNから選ばれ、かつ、環状化合物に対して最も高い溶解能を示す溶媒に、23℃で、20重量%以上溶解し、特に好ましくはPGMEAに対して、23℃で、20重量%以上溶解する。本実施形態の環状化合物は、上記条件を満たしていることにより、実生産における半導体製造工程での使用が可能となる。
 本発明の効果を損ねない範囲で、本実施形態の環状化合物に窒素原子を導入してもよい。前記環状化合物の全構成原子数に対する窒素原子数の割合は0.1~40%であることが好ましく、0.1~20%であることがより好ましく、0.1~10%であることがさらに好ましく、0.1~5%であることが特に好ましい。前記環状化合物の全構成原子数に対する窒素原子数の割合が上記範囲内であると、得られるレジストパターンのラインエッジラフネスを減らすことができる。また本実施形態の環状化合物に導入される窒素原子は、二級又は三級窒素原子であることが好ましく、三級窒素原子であることがより好ましい。
 本発明の効果を損ねない範囲で、本実施形態の環状化合物に、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビーム照射あるいはこれにより誘起される化学反応により架橋反応を起こす架橋反応性基を導入してもよい。本実施形態の環状化合物への架橋反応性基の導入は、例えば、環状化合物と架橋反応性基導入試剤とを塩基触媒下で反応させることにより行う。架橋反応性基としては、特に限定されないが、例えば、炭素-炭素多重結合、エポキシ基、アジド基、ハロゲン化フェニル基及びクロロメチル基が挙げられる。架橋反応性基導入試剤としては、特に限定されないが、例えば、このような架橋反応性基を有する酸、酸塩化物、酸無水物、ジカーボネートなどのカルボン酸誘導体やアルキルハライド等が挙げられる。架橋反応性基を有する環状化合物を含む感放射線性組成物も、高解像度、高耐熱性かつ溶媒可溶性の非高分子系感放射線性組成物として有用である。
 本発明の効果を損ねない範囲で、本実施形態の環状化合物において、フェノール性水酸基の少なくとも1つに非酸解離性官能基を導入してもよい。非酸解離性官能基とは、酸の存在下で開裂せず、アルカリ可溶性基を生じない特性基をいう。非酸解離性官能基としては、例えば、酸の作用により分解することの無い、C1~20のアルキル基、C3~20のシクロアルキル基、C6~20のアリール基、C1~20のアルコキシル基、シアノ基、ニトロ基、水酸基、複素環基、ハロゲン、カルボキシル基、C1~20のアルキルシラン及びこれらの誘導体からなる群から選択される官能基等が挙げられる。
 本発明の効果を損ねない範囲で、本実施形態の環状化合物において、フェノール性水酸基の少なくとも1つにナフトキノンジアジドエステル基を導入してもよい。少なくとも1つのフェノール性水酸基にナフトキノンジアジドエステル基を導入した環状化合物は、それ自身を主成分としてネガ型感放射線組成物の主成分として用いることができる他、ポジ型感放射線組成物の主成分として用いることや、酸発生剤や添加剤として感放射線性組成物に加えることができる。
 本発明の効果を損ねない範囲で、本実施形態の環状化合物において、フェノール性水酸基の少なくとも1つに、放射線の照射により酸を発生する酸発生性官能基を導入してもよい。少なくとも1つのフェノール性水酸基に、酸発生性官能基を導入した環状化合物は、それ自身を主成分としてネガ型感放射線組成物の主成分として用いることができる他、添加剤として感放射線性組成物に加えることができる。
(感放射線性組成物)
 本実施形態による感放射線性組成物は、前記した環状化合物を含む固形成分と、溶媒とを含有する。また、本実施形態の感放射線性組成物は、その固形成分が1~80重量%であることが好ましく、さらに、該環状化合物の固形成分全重量に占める割合が50~99.999重量%であることがより好ましい。
 本実施形態の感放射線性組成物は、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましく、10~10000Å/secであることがより好ましく、100~1000Å/secであることがさらに好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、該溶解速度が10Å/sec以上であると、現像液に溶解し、レジストとすることができる。また、本実施形態の感放射線性組成物は、該溶解速度が10000Å/sec以下であると、解像性が向上する場合もある。これは、環状化合物の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する未露光部と、現像液に溶解しない露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。またLERの低減、ディフェクトの低減効果がある。
 本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の、KrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により露光した部分の23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下であることが好ましく、0.05~5Å/secであることがより好ましく、0.0005~5Å/secであることがさらに好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また本実施形態の感放射線性組成物は、該溶解速度が0.0005Å/sec以上であると、解像性が向上する場合もある。これは、前記環状化合物のミクロの表面部位が溶解し、LERを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。
 本実施形態の感放射線性組成物は、上述したように、好ましくは固形成分1~80重量%であり、溶媒20~99重量%であり、より好ましくは固形成分1~50重量%、溶媒50~99重量%であり、さらに好ましくは固形成分2~40重量%、溶媒60~98重量%であり、特に好ましくは固形成分2~10重量%、溶媒90~98重量%である。
 本実施形態の感放射線性組成物において、上述の環状化合物の量は、固形成分全重量(上述の環状化合物、後述の、酸発生剤(C)、酸架橋剤(G)、酸拡散制御剤(E)及び、その他の成分(F)などの任意に使用される固形成分の総和、以下同様)の50~99.4重量%であることが好ましく、より好ましくは55~90重量%、さらに好ましくは60~80重量%、特に好ましくは60~70重量%である。本実施形態の感放射線性組成物は、上述の環状化合物の含有量が上記範囲であると、高解像度が得られ、ラインエッジラフネスが小さくなる。
 本実施形態の感放射線性組成物は、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビームから選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)を一種以上含むことが好ましい。酸発生剤(C)の含有量は、固形成分全重量の0.001~49重量%が好ましく、1~40重量%がより好ましく、3~30重量%がさらに好ましく、10~25重量%が特に好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、酸発生剤(C)の含有量が上記範囲内であることにより、高感度でかつ低エッジラフネスのパターンプロファイルが得られる。本実施形態では、系内に酸が発生すれば、酸の発生方法は限定されない。g線、i線などの紫外線の代わりにエキシマレーザーを使用すれば、より微細加工が可能であるし、また高エネルギー線として電子線、極端紫外線、X線、イオンビームを使用すれば更に微細加工が可能である。
 前記酸発生剤(C)としては、下記式(7-1)~(7-8)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一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(7-1)中、R13は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状アルコキシ基、ヒドロキシル基又はハロゲン原子であり;X-は、アルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基若しくは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。)
 前記式(7-1)で示される化合物は、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジフェニルトリルスルホニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ジフェニル-4-メチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジ-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル-4-t-ブトキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル-4-t-ブトキシフェニルスルホニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4-フルオロフェニル)-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-フェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ(4-メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ(4-フルオロフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニル-p-トルエンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム-2-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム-4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム-2,4-ジフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニルナフチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム-10-カンファースルホネート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウム-10-カンファースルホネート及びシクロ(1,3-パーフルオロプロパンジスルホン)イミデートからなる群から選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式(7-2)中、R14は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状アルコキシ基、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を表す。X-は前記と同様である。)
 前記式(7-2)で示される化合物は、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-p-トルエンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-2-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-2,4-ジフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-10-カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム-p-トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム-10-カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム-2-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム-4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム-2,4-ジフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムへキサフルオロベンゼンスルホネート、ジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム-p-トルエンスルホネート、ジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート及びジ(4-トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム-10-カンファースルホネートからなる群から選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式(7-3)中、Qはアルキレン基、アリーレン基又はアルコキシレン基であり、R15はアルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基又はハロゲン置換アリール基である。)
 前記式(7-3)で示される化合物は、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(10-カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(10-カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N-(10-カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(10-カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(10-カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(n-オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(n-オクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(p-トルエンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(p-トルエンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(2-トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(4-トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(パーフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(パーフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(1-ナフタレンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(1-ナフタレンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(ノナフルオロ-n-ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(ノナフルオロ-n-ブタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(パーフルオロ-n-オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト-5-エンー2,3-ジカルボキシイミド及びN-(パーフルオロ-n-オクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミドからなる群から選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式(7-4)中、R16は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、任意に置換された直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基又は任意に置換されたアラルキル基である。)
 前記式(7-4)で示される化合物は、ジフェニルジスルフォン、ジ(4-メチルフェニル)ジスルフォン、ジナフチルジスルフォン、ジ(4-tert-ブチルフェニル)ジスルフォン、ジ(4-ヒドロキシフェニル)ジスルフォン、ジ(3-ヒドロキシナフチル)ジスルフォン、ジ(4-フルオロフェニル)ジスルフォン、ジ(2-フルオロフェニル)ジスルフォン及びジ(4-トルフルオロメチルフェニル)ジスルフォンからなる群から選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式(7-5)中、R17は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、任意に置換された直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、任意に置換されたアリール基、任意に置換されたヘテロアリール基又は任意に置換されたアラルキル基である。)
 前記式(7-5)で示される化合物は、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)-フェニルアセトニトリル、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニルアセトニトリル、α-(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)-フェニルアセトニトリル、α-(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニルアセトニトリル、α-(エチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニルアセトニトリル、α-(プロピルスルホニルオキシイミノ)-4-メチルフェニルアセトニトリル及びα-(メチルスルホニルオキシイミノ)-4-ブロモフェニルアセトニトリルからなる群から選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
式(7-6)中、R18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原子数は1~5が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(7-7)及び(7-8)中、R19及びR20はそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等の炭素原子数1~3のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素原子数1~3のアルコキシル基、又はフェニル基、トルイル基、ナフチル基等アリール基、好ましくは、炭素原子数6~10のアリール基である。L19及びL20はそれぞれ独立に1,2-ナフトキノンジアジド基を有する有機基である。1,2-ナフトキノンジアジド基を有する有機基としては、具体的には、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基、1,2-ナフトキノンジアジド-6-スルホニル基等の1,2-キノンジアジドスルホニル基を好ましいものとして挙げることができる。特に、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基及び1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基が好ましい。pは1~3の整数、qは0~4の整数、かつ1≦p+q≦5である。J19は単結合、炭素原子数1~4のポリメチレン基、シクロアルキレン基、フェニレン基、下記式(7-7-1)で表わされる基、カルボニル基、エステル基、アミド基又はエーテル基であり、Y19は水素原子、アルキル基又はアリール基であり、X20は、それぞれ独立に下記式(7-8-1)で示される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式(7-8-1)中、Z22はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、R22はアルキル基、シクロアルキル基又はアルコキシル基であり、rは0~3の整数である。)
 その他の酸発生剤として、特に限定されないが、例えば、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4-ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、1、3-ビス(シクロヘキシルスルホニルアゾメチルスルホニル)プロパン、1、4-ビス(フェニルスルホニルアゾメチルスルホニル)ブタン、1、6-ビス(フェニルスルホニルアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1、10-ビス(シクロヘキシルスルホニルアゾメチルスルホニル)デカンなどのビススルホニルジアゾメタン類、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-(ビストリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシナフチル)-4,6-(ビストリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、トリス(2,3-ジブロモプロピル)-1,3,5-トリアジン、トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレートなどのハロゲン含有トリアジン誘導体等が挙げられる。
 上記酸発生剤のうち、芳香環を有する酸発生剤が好ましく、式(7-1)又は(7-2)で示される酸発生剤がより好ましい。式(7-1)又は(7-2)のXが、アリール基若しくはハロゲン置換アリール基を有するスルホン酸イオンを有する酸発生剤がさらに好ましく、アリール基を有するスルホン酸イオンを有する酸発生剤が特に好ましく、ジフェニルトリメチルフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロメタンスルホナートが特に好ましい。該酸発生剤を用いることで、LERを低減することができる。
 上記酸発生剤(C)は、単独で又は2種以上を使用することができる。
 本実施形態の感放射線性組成物は、酸架橋剤(G)を一種以上含むことが好ましい。酸架橋剤(G)とは、酸発生剤(C)から発生した酸の存在下で、上述の環状化合物を分子内又は分子間架橋し得る化合物である。このような酸架橋剤(G)としては、例えば式(1)の環状化合物を架橋し得る1種以上の基(以下、「架橋性基」という。)を有する化合物を挙げることができる。
 このような架橋性基の具体例としては、特に限定されないが、例えば、(i)ヒドロキシ(C1-C6アルキル基)、C1-C6アルコキシ(C1-C6アルキル基)、アセトキシ(C1-C6アルキル基)等のヒドロキシアルキル基又はそれらから誘導される基;(ii)ホルミル基、カルボキシ(C1-C6アルキル基)等のカルボニル基又はそれらから誘導される基;(iii)ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル基等の含窒素基含有基;(iv)グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基等のグリシジル基含有基;(v)ベンジルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基等の、C1-C6アリルオキシ(C1-C6アルキル基)、C1-C6アラルキルオキシ(C1-C6アルキル基)等の芳香族基から誘導される基;(vi)ビニル基、イソプロペニル基等の重合性多重結合含有基等を挙げることができる。本実施形態に用いる酸架橋剤(G)の架橋性基としては、ヒドロキシアルキル基、及びアルコキシアルキル基等が好ましく、特にアルコキシメチル基が好ましい。
 前記架橋性基を有する酸架橋剤(G)としては、特に限定されないが、例えば、(i)メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール基含有ウレア化合物、メチロール基含有グリコールウリル化合物、メチロール基含有フェノール化合物等のメチロール基含有化合物;(ii)アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有ウレア化合物、アルコキシアルキル基含有グリコールウリル化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物等のアルコキシアルキル基含有化合物;(iii)カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル基含有ウレア化合物、カルボキシメチル基含有グリコールウリル化合物、カルボキシメチル基含有フェノール化合物等のカルボキシメチル基含有化合物;(iv)ビスフェノールA系エポキシ化合物、ビスフェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系エポキシ化合物、ノボラック樹脂系エポキシ化合物、レゾール樹脂系エポキシ化合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシ化合物等のエポキシ化合物等を挙げることができる。
 酸架橋剤(G)としては、さらに、フェノール性水酸基を有する化合物、並びにアルカリ可溶性樹脂中の酸性官能基に前記架橋性基を導入し、架橋性を付与した化合物及び樹脂を使用することができる。その場合の架橋性基の導入率は、フェノール性水酸基を有する化合物、及びアルカリ可溶性樹脂中の全酸性官能基に対して、通常、5~100モル%、好ましくは10~60モル%、さらに好ましくは15~40モル%に調節される。架橋性基の導入率が上記範囲であると、架橋反応が十分起こり、残膜率の低下、パターンの膨潤現象や蛇行等が避けられるので好ましい。
 本実施形態の感放射線性組成物において酸架橋剤(G)は、アルコキシアルキル化ウレア化合物若しくはその樹脂、又はアルコキシアルキル化グリコールウリル化合物若しくはその樹脂が好ましい。特に好ましい酸架橋剤(G)としては、下記式(8-1)~(8-3)で示される化合物及びアルコキシメチル化メラミン化合物を挙げることができる(酸架橋剤(G1))。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(上記式(8-1)~(8-3)中、Rはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアシル基を表し;R~R11はそれぞれ独立して、水素原子、水酸基、アルキル基又はアルコキシル基を示し;Xは、単結合、メチレン基又は酸素原子を示す。)
 Rが表すアルキル基は、炭素数1~6が好ましく、炭素数1~3がより好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。Rが表すアシル基は、炭素数2~6が好ましく、炭素数2~4がより好ましく、例えばアセチル基、プロピオニル基が挙げられる。R~R11が表すアルキル基は、炭素数1~6が好ましく、炭素数1~3がより好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。R~R11が表すアルコキシル基は、炭素数1~6が好ましく、炭素数1~3がより好ましく、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。Xは単結合又はメチレン基であるのが好ましい。R~R11、Xは、メチル基、エチル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子などで置換されていてもよい。複数個のR、R~R11は、各々同一でも異なっていてもよい。
 式(8-1)で表される化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、以下に示される化合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 式(8-2)で表される化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、N,N,N,N-テトラ(メトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N-テトラ(エトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N-テトラ(n-プロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N-テトラ(イソプロポキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N-テトラ(n-ブトキシメチル)グリコールウリル、N,N,N,N-テトラ(t-ブトキシメチル)グリコールウリル等を挙げることができる。この中で、特に、N,N,N,N-テトラ(メトキシメチル)グリコールウリルが好ましい。
 式(8-3)で表される化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、以下に示される化合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 アルコキシメチル化メラミン化合物として具体的には、例えば、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(メトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(エトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(n-プロポキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(イソプロポキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(n-ブトキシメチル)メラミン、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(t-ブトキシメチル)メラミン等を挙げることができる。この中で特に、N,N,N,N,N,N-ヘキサ(メトキシメチル)メラミンが好ましい。
 前記酸架橋剤(G1)は、例えば尿素化合物又はグリコールウリル化合物、及びホルマリンを縮合反応させてメチロール基を導入した後、さらにメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の低級アルコール類でエーテル化し、次いで反応液を冷却して析出する化合物又はその樹脂を回収することで得られる。また前記酸架橋剤(G1)は、CYMEL(商品名、三井サイアナミッド製)、ニカラック(三和ケミカル(株)製)のような市販品としても入手することができる。
 また、他の特に好ましい酸架橋剤(G)として、分子内にベンゼン環を1~6有し、ヒドロキシアルキル基及び/又はアルコキシアルキル基を分子内全体に2以上有し、該ヒドロキシアルキル基及び/又はアルコキシアルキル基が前記いずれかのベンゼン環に結合しているフェノール誘導体を挙げることができる(酸架橋剤(G2))。好ましくは、分子量が1500以下、分子内にベンゼン環を1~6有し、ヒドロキシアルキル基及び/又はアルコキシアルキル基を合わせて2以上有し、該ヒドロキシアルキル基及び/又はアルコキシアルキル基が前記ベンゼン環のいずれか一、又は複数のベンゼン環に結合してなるフェノール誘導体を挙げることができる。
 ベンゼン環に結合するヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、2-ヒドロキシエチル基、及び2-ヒドロキシ-1-プロピル基などの炭素数1~6のものが好ましい。ベンゼン環に結合するアルコキシアルキル基としては、炭素数2~6のものが好ましい。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、イソブトキシメチル基、sec-ブトキシメチル基、t-ブトキシメチル基、2-メトキシエチル基又は2-メトキシ-1-プロピル基が好ましい。
 これらのフェノール誘導体のうち、特に好ましいものを以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記式中、L~Lは、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ独立して、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基又はエトキシメチル基を示す。ヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物(上記式においてL~Lが水素原子である化合物)とホルムアルデヒドと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、樹脂化やゲル化を防ぐために、反応温度を60℃以下で行うことが好ましい。具体的には、特開平6-282067号公報、特開平7-64285号公報等に記載されている方法にて合成することができる。
 アルコキシメチル基を有する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フェノール誘導体とアルコールと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、樹脂化やゲル化を防ぐために、反応温度を100℃以下で行うことが好ましい。具体的には、EP632003A1等に記載されている方法にて合成することができる。
 このようにして合成されたヒドロキシメチル基及び/又はアルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は、保存時の安定性の点で好ましいが、アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は保存時の安定性の観点から特に好ましい。酸架橋剤(G2)は、単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 また、他の特に好ましい酸架橋剤(G)として、少なくとも一つのα-ヒドロキシイソプロピル基を有する化合物を挙げることができる(酸架橋剤(G3))。α-ヒドロキシイソプロピル基を有する限り、その構造に特に限定はない。また、上記α-ヒドロキシイソプロピル基中のヒドロキシル基の水素原子を1種以上の酸解離性基(R-COO-基、R-SO-基等、Rは、炭素数1~12の直鎖状炭化水素基、炭素数3~12の環状炭化水素基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数3~12の1-分岐アルキル基及び炭素数6~12の芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる置換基を表す)で置換されていてもよい。上記α-ヒドロキシイソプロピル基を有する化合物としては、特に限定されないが、例えば、少なくとも1つのα-ヒドロキシイソプロピル基を含有する置換又は非置換の芳香族系化合物、ジフェニル化合物、ナフタレン化合物、フラン化合物等の1種又は2種以上が挙げられる。具体的には、特に限定されないが、例えば、下記一般式(9-1)で表される化合物(以下、「ベンゼン系化合物(1)」という。)、下記一般式(9-2)で表される化合物(以下、「ジフェニル系化合物(2)」という。)、下記一般式(9-3)で表される化合物(以下、「ナフタレン系化合物(3)」という。)、及び下記一般式(9-4)で表される化合物(以下、「フラン系化合物(4)」という。)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 上記一般式(9-1)~(9-4)中、各Aは独立にα-ヒドロキシイソプロピル基又は水素原子を示し、かつ少なくとも1のAがα-ヒドロキシイソプロピル基である。また、一般式(9-1)中、R51は水素原子、ヒドロキシル基、炭素数2~6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルカルボニル基又は炭素数2~6の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。更に、一般式(9-2)中、R52は単結合、炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、-O-、-CO-又は-COO-を示す。また、一般式(9-4)中、R53及びR54は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示す。
 上記ベンゼン系化合物(1)として具体的には、特に限定されないが、例えば、α-ヒドロキシイソプロピルベンゼン、1,3-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、1,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、1,2,4-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、1,3,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン等のα-ヒドロキシイソプロピルベンゼン類;3-α-ヒドロキシイソプロピルフェノール、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェノール、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェノール、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェノール等のα-ヒドロキシイソプロピルフェノール類;3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・メチルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・メチルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・エチルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・n-プロピルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・イソプロピルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・n-ブチルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・t-ブチルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル・n-ペンチルケトン、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル・メチルケトン、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル・エチルケトン、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル・メチルケトン等のα-ヒドロキシイソプロピルフェニル・アルキルケトン類;3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸メチル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸メチル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸エチル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸n-プロピル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸イソプロピル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸n-ブチル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸t-ブチル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸n-ペンチル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸メチル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸エチル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸メチル等の4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸アルキル類等が挙げられる。
 また、上記ジフェニル系化合物(2)として具体的には、特に限定されないが、例えば、3-α-ヒドロキシイソプロピルビフェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピルビフェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、3,3’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、3,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、4,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、3,3’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、3,4’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、2,3’,4,6,-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、2,4,4’,6,-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、3,3’,5,5’-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、2,3’,4,5’,6-ペンタキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル、2,2’,4,4’,6,6’-ヘキサキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ビフェニル等のα-ヒドロキシイソプロピルビフェニル類;3-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルメタン、4-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルメタン、1-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-2-フェニルエタン、1-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-2-フェニルプロパン、2-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-2-フェニルプロパン、1-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-3-フェニルプロパン、1-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-4-フェニルブタン、1-(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)-5-フェニルペンタン、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルメタン、3,3’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、3,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、4,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、1,2-ビス(4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル)エタン、1,2-ビス(4-α-ヒドロキシプロピルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-α-ヒドロキシプロピルフェニル)プロパン、1,3-ビス(4-α-ヒドロキシプロピルフェニル)プロパン、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、3,3’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、3,4’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、2,3’,4,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、2,4,4’,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、2,3’,4,5’,6-ペンタキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン、2,2’,4,4’,6,6’-ヘキサキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルメタン等のα-ヒドロキシイソプロピルジフェニルアルカン類;3-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルエーテル、4-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルエーテル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、3,3’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、3,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、4,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、3,3’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、3,4’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,3’,4,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,4,4’,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、3,3’,5,5’-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,3’,4,5’,6-ペンタキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,2’,4,4’,6,6’-ヘキサキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルエーテル等のα-ヒドロキシイソプロピルジフェニルエーテル類;3-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルケトン、4-α-ヒドロキシイソプロピルジフェニルケトン、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、3,3’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、3,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、4,4’-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、3,3’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、3,4’,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、2,3’,4,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、2,4,4’,6-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、3,3’,5,5’-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、2,3’,4,5’,6-ペンタキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン、2,2’,4,4’,6,6’-ヘキサキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ジフェニルケトン等のα-ヒドロキシイソプロピルジフェニルケトン類;3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸フェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸フェニル、安息香酸3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、安息香酸4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸フェニル、3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、安息香酸3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸フェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、安息香酸2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸3-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸4-α-ヒドロキシイソプロピルフェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、3-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、4-α-ヒドロキシイソプロピル安息香酸2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、3,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル、2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)安息香酸2,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)フェニル等のα-ヒドロキシイソプロピル安息香酸フェニル類等が挙げられる。
 さらに、上記ナフタレン系化合物(3)として具体的には、特に限定されないが、例えば、1-(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、2-(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,3-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,5-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,6-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,7-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、2,6-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、2,7-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,3,5-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,3,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,3,7-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,4,6-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,4,7-トリス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、1,3,5,7-テトラキス(α-ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン等が挙げられる。
 また、上記フラン系化合物(4)として具体的には、特に限定されないが、例えば、3-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-メチル-3-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-メチル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-エチル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-n-プロピル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-イソプロピル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-n-ブチル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-t-ブチル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2-n-ペンチル-4-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2,5-ジメチル-3-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2,5-ジエチル-3-(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、3,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2,5-ジメチル-3,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン、2,5-ジエチル-3,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)フラン等を挙げることができる。
 上記酸架橋剤(G3)としては、遊離のα-ヒドロキシイソプロピル基を2以上有する化合物が好ましく、α-ヒドロキシイソプロピル基を2以上有する前記ベンゼン系化合物(1)、α-ヒドロキシイソプロピル基を2以上有する前記ジフェニル系化合物(2)、α-ヒドロキシイソプロピル基を2個以上有する前記ナフタレン系化合物(3)が更に好ましく、α-ヒドロキシイソプロピル基を2個以上有するα-ヒドロキシイソプロピルビフェニル類、α-ヒドロキシイソプロピル基を2個以上有するナフタレン系化合物(3)が特に好ましい。
 上記酸架橋剤(G3)は、通常、1,3-ジアセチルベンゼン等のアセチル基含有化合物に、CHMgBr等のグリニヤール試薬を反応させてメチル化した後、加水分解する方法や、1,3-ジイソプロピルベンゼン等のイソプロピル基含有化合物を酸素等で酸化して過酸化物を生成させた後、還元する方法により得ることができる。
 本実施形態の感放射線性組成物において、酸架橋剤(G)の含有量は、固形成分全重量に対して0.5~49重量%が好ましく、0.5~40重量%がより好ましく、1~30重量%がさらに好ましく、2~20重量%が特に好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、上記酸架橋剤(G)の含有量を0.5重量%以上とすると、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性の抑制効果を向上させ、残膜率が低下したり、パターンの膨潤や蛇行が生じたりするのを抑制することができるので好ましく、一方、上記酸架橋剤(G)の含有量を50重量%以下とすると、レジストとしての耐熱性の低下を抑制できることから好ましい。
 また、上記酸架橋剤(G)中の上記酸架橋剤(G1)、酸架橋剤(G2)及び酸架橋剤(G3)から選ばれる少なくとも1種の化合物の配合割合も特に限定はなく、レジストパターンを形成する際に使用される基板の種類等によって種々の範囲とすることができる。
 全酸架橋剤成分において、上記アルコキシメチル化メラミン化合物及び/又は上記(9-1)~(9-3)で示される化合物の含有量が50~99重量%、好ましくは60~99重量%、より好ましくは70~98重量%、更に好ましくは80~97重量%であることが好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、アルコキシメチル化メラミン化合物及び/又は(9-1)~(9-3)で示される化合物の含有量を全酸架橋剤成分の50重量%以上とすることにより、解像度を向上させることができるので好ましく、99重量%以下とすることにより、パターン断面形状として矩形状の断面形状とし易いので好ましい。
 本実施形態の感放射線性組成物は、酸拡散制御剤(E)をさらに含有してもよい。酸拡散制御剤(E)とは、放射線照射により酸発生剤から生じた酸のレジスト膜中における拡散を制御して、未露光領域での好ましくない化学反応を阻止する作用等を有する化合物である。本実施形態の感放射線性組成物は、この様な酸拡散制御剤(E)を含有することにより、貯蔵安定性が向上する。また解像度が向上するとともに、放射線照射前の引き置き時間、放射線照射後の引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。このような酸拡散制御剤(E)としては、特に限定されないが、例えば、窒素原子含有塩基性化合物、塩基性スルホニウム化合物、塩基性ヨードニウム化合物等の放射線分解性塩基性化合物が挙げられる。酸拡散制御剤(E)は、単独で又は2種以上を使用することができる。
 また、上記酸拡散制御剤(E)としては、特に限定されないが、例えば、含窒素有機化合物や、露光により分解する塩基性化合物等が挙げられる。上記含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(10): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有するジアミノ化合物(以下、「含窒素化合物(II)」という。)、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体(以下、「含窒素化合物(III)」という。)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環式化合物等を挙げることができる。尚、酸拡散制御剤(E)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 上記一般式(10)中、R61、R62及びR63はそれぞれ独立して水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、上記アルキル基、アリール基又はアラルキル基は、非置換でもよく、ヒドロキシル基等で置換されていてもよい。ここで、上記直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数1~15、好ましくは1~10のものが挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、テキシル基、n-へプチル基、n-オクチル基、n-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられる。また、上記アリール基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数6~12のものが挙げられ、具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、1-ナフチル基等が挙げられる。更に、上記アラルキル基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数7~19、好ましくは7~13のものが挙げられ、具体的には、ベンジル基、α-メチルベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
 上記含窒素化合物(I)として具体的には、特に限定されないが、例えば、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン、n-ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ-n-ブチルアミン、ジ-n-ペンチルアミン、ジ-n-ヘキシルアミン、ジ-n-ヘプチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、ジ-n-ノニルアミン、ジ-n-デシルアミン、メチル-n-ドデシルアミン、ジ-n-ドデシルメチル、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルアミン、トリ-n-ノニルアミン、トリ-n-デシルアミン、ジメチル-n-ドデシルアミン、ジ-n-ドデシルメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;アニリン、N-メチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、2-メチルアニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン、4-ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、1-ナフチルアミン等の芳香族アミン類等を挙げることができる。
 上記含窒素化合物(II)として具体的には、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノジフェニルアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2-(4-アミノフェニル)-2-(3-ヒドロキシフェニル)プロパン、2-(4-アミノフェニル)-2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ビス[1-(4-アミノフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン、1,3-ビス[1-(4-アミノフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン等を挙げることができる。
 上記含窒素化合物(III)として具体的には、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、N-(2-ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体等を挙げることができる。
 上記アミド基含有化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N-メチルピロリドン等を挙げることができる。
 上記ウレア化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、尿素、メチルウレア、1,1-ジメチルウレア、1,3-ジメチルウレア、1,1,3,3-テトラメチルウレア、1,3-ジフェニルウレア、トリ-n-ブチルチオウレア等を挙げることができる。
 上記含窒素複素環式化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール、2-フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2-メチルピリジン、4-メチルピリジン、2-エチルピリジン、4-エチルピリジン、2-フェニルピリジン、4-フェニルピリジン、2-メチル-4-フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8-オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;及び、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4-メチルモルホリン、ピペラジン、1,4-ジメチルピペラジン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等を挙げることができる。
 また、上記放射線分解性塩基性化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(11-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
で表されるスルホニウム化合物、及び下記一般式(11-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
で表されるヨードニウム化合物等を挙げることができる。
 上記一般式(11-1)及び(11-2)中、R71、R72、R73、R74及びR75はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシル基、ヒドロキシル基又はハロゲン原子を示す。ZはHO、R-COO(但し、Rは炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~11のアリール基若しくは炭素数7~12のアルカリール基を示す。)又は下記一般式(11-3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
で表されるアニオンを示す。
 上記放射線分解性塩基性化合物として具体的には、特に限定されないが、例えば、トリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート等が挙げられる。
 本実施形態の感放射線性組成物において、酸拡散制御剤(E)の含有量は、固形成分全重量の0.001~49重量%が好ましく、0.01~10重量%がより好ましく、0.01~5重量%がさらに好ましく、0.01~3重量%が特に好ましい。本実施形態の感放射線性組成物は、酸拡散制御剤(E)の含有量が上記範囲内であると、解像度の低下、パターン形状、寸法忠実度等の劣化を防止することができる。さらに、電子線照射から放射線照射後加熱までの引き置き時間が長くなっても、パターン上層部の形状が劣化することがない。また、本実施形態の感放射線性組成物は、酸拡散制御剤(E)の含有量が10重量%以下であると、感度、未露光部の現像性等の低下を防ぐことができる。またこの様な酸拡散制御剤(E)を使用することにより、感放射線性組成物の貯蔵安定性が向上し、また解像度が向上するとともに、放射線照射前の引き置き時間、放射線照射後の引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。
 本実施形態の感放射線性組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、その他の成分(F)として、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等の各種添加剤を1種又は2種以上添加することができる。
(1)溶解促進剤
 溶解促進剤は、例えば、上述の環状化合物の現像液に対する溶解性が低すぎる場合に、その溶解性を高めて、現像時の環状化合物の溶解速度を適度に増大させる作用を有する成分であり、本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。前記溶解促進剤としては、特に限定されないが、例えば、低分子量のフェノール性化合物を挙げることができ、具体的には、例えば、ビスフェノール類、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン等を挙げることができる。これらの溶解促進剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。本実施形態の感放射線性組成物において、溶解促進剤の含有量は、使用する環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
(2)溶解制御剤
 溶解制御剤は、例えば、上述の環状化合物が現像液に対する溶解性が高すぎる場合に、その溶解性を制御して現像時の溶解速度を適度に減少させる作用を有する成分である。このような溶解制御剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、現像等の工程において化学変化しないものが好ましい。
 溶解制御剤としては、特に限定されないが、例えば、フェナントレン、アントラセン、アセナフテン等の芳香族炭化水素類;アセトフェノン、ベンゾフェノン、フェニルナフチルケトン等のケトン類;メチルフェニルスルホン、ジフェニルスルホン、ジナフチルスルホン等のスルホン類等を挙げることができる。これらの溶解制御剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
 本実施形態の感放射線性組成物において、溶解制御剤の含有量は、使用する環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
(3)増感剤
 増感剤は、照射された放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(C)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、レジストの見掛けの感度を向上させる成分である。このような増感剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン類、ビアセチル類、ピレン類、フェノチアジン類、フルオレン類等を挙げることができる。これらの増感剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。本実施形態の感放射線性組成物において、増感剤の含有量は、使用する環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
(4)界面活性剤
 界面活性剤は、本実施形態の感放射線性組成物の塗布性やストリエーション、レジストの現像性等を改良する作用を有する成分である。このような界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系あるいは両性のいずれでもよい。好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。ノニオン系界面活性剤は、感放射線性組成物の製造に用いる溶媒との親和性がよく、より効果がある。ノニオン系界面活性剤の例としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類等が挙げられる。市販品としては、特に限定されないが、例えば、以下商品名で、エフトップ(ジェムコ社製)、メガファック(大日本インキ化学工業社製)、フロラード(住友スリーエム社製)、アサヒガード、サーフロン(以上、旭硝子社製)、ペポール(東邦化学工業社製)、KP(信越化学工業社製)、ポリフロー(共栄社油脂化学工業社製)等を挙げることができる。本実施形態の感放射線性組成物において、界面活性剤の含有量は、使用する環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
(5)有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体
 本実施形態の感放射線性組成物は、感度劣化防止又はレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体を含有させることができる。なお、酸拡散制御剤と併用することもできるし、単独で用いてもよい。有機カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、特に限定されないが、例えば、リン酸、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルなどの誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
 有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体は、単独で又は2種以上を使用することができる。本実施形態の感放射線性組成物において、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体の含有量は、使用する環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
(6)上記溶解制御剤、増感剤、界面活性剤、及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体以外のその他の添加剤
 更に、本実施形態の感放射線性組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、上記溶解制御剤、増感剤、及び界面活性剤以外の添加剤を1種又は2種以上含有することができる。そのような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、染料、顔料、及び接着助剤等が挙げられる。本実施形態の感放射線性組成物は、例えば、染料又は顔料を含有させると、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できるので好ましい。また、本実施形態の感放射線性組成物は、接着助剤を含有させると、基板との接着性を改善することができるので好ましい。更に、他の添加剤としては、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、形状改良剤等、具体的には4-ヒドロキシ-4’-メチルカルコン等を挙げることができる。
 本実施形態の感放射線性組成物において、任意成分(F)の合計含有量は、固形成分全重量の0~49重量%が好ましく、0~5重量%がより好ましく、0~1重量%がさらに好ましく、0重量%が特に好ましい。
 本実施形態の感放射線性組成物において、各成分の含有割合(環状化合物/酸発生剤(C)/酸架橋剤(G)/酸拡散制御剤(E)/任意成分(F))は、固形成分基準の重量%で、好ましくは50~99.4/0.001~49/0.5~49/0.001~49/0~49、より好ましくは55~90/1~40/0.5~40/0.01~10/0~5、さらに好ましくは60~80/3~30/1~30/0.01~5/0~1、特に好ましくは60~70/10~25/2~20/0.01~3/0である。各成分の含有割合は、その総和が100重量%になるように各範囲から選ばれる。本実施形態の感放射線性組成物は、上記各成分の含有割合にすると、感度、解像度、現像性等の性能に優れる。
 本実施形態の感放射線性組成物は、通常は、使用時に各固形成分を溶媒に溶解して均一溶液とし、その後、必要に応じて、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することにより調製される。
 本実施形態の感放射線性組成物の調製に使用される前記溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;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エチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル等の乳酸エステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸n-アミル、酢酸n-ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メトキシ-3-メチルプロピオン酸ブチル、3-メトキシ-3-メチル酪酸ブチル、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類;γ-ラクトン等のラクトン類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を使用することができる。
 本実施形態の感放射線組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、樹脂を含むことができる。前記樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びアクリル酸、ビニルアルコール、又はビニルフェノールを単量体単位として含む重合体あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。本実施形態の感放射線組成物において、前記樹脂の含有量は、使用する上述の環状化合物の種類に応じて適宜調節されるが、該環状化合物100重量部当たり、30重量部以下が好ましく、より好ましくは10重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下、特に好ましくは0重量部である。
(レジストパターンの形成方法)
 本実施形態のレジストパターンの形成方法は、上記の感放射線性組成物を、基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程及び前記露光したレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含む。本実施形態のレジストパターンは多層プロセスにおける上層レジストとして形成することもできる。
 レジストパターンを形成するには、まず、従来公知の基板上に前記の感放射線性組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって塗布することによりレジスト膜を形成する。従来公知の基板とは、特に限定されず、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、特に限定されないが、例えば、シリコンウェハー、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、特に限定されないが、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が挙げられる。また必要に応じて、前述基板上に無機系及び/又は有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。ヘキサメチレンジシラザン等による表面処理を行ってもよい。
 次いで、必要に応じ、塗布した基板を加熱する。加熱温度は、感放射線性組成物の配合組成等により変わるが、20~250℃が好ましく、より好ましくは20~150℃である。加熱することによって、感放射線性組成物(レジスト)の基板に対する密着性が向上する場合があり好ましい。次いで、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線、及びイオンビームからなる群から選ばれるいずれかの放射線により、レジスト膜を所望のパターンに露光する。露光条件等は、感放射線性組成物の配合組成等に応じて適宜選定される。本実施形態のレジストパターン形成方法においては、露光における高精度の微細パターンを安定して形成するために、放射線照射後に加熱するのが好ましい。加熱温度は、感放射線性組成物の配合組成等により変わるが、20~250℃が好ましく、より好ましくは20~150℃である。
 次いで、露光されたレジスト膜を現像液で現像すること(現像工程)により、所定のレジストパターンを形成する。前記現像液としては、使用する上述の環状化合物に対して溶解度パラメーター(SP値)の近い溶剤を選択することが好ましく、例えば、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤又はアルカリ水溶液を用いることができる。
 ケトン系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。
 エステル系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等を挙げることができる。
 アルコール系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール(2-プロパノール)、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチ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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
 エーテル系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
 アミド系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が使用できる。
 炭化水素系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
 上記の溶剤は、複数混合してもよいし、性能を有する範囲内で、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が70質量%未満であり、50質量%未満であることが好ましく、30質量%未満であることがより好ましく、10質量%未満であることがさらに好ましく、実質的に水分を含有しないことが特に好ましい。すなわち、現像液に対する有機溶剤の含有量は、現像液の全量に対して、30質量%以上100質量%以下であり、50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。
 アルカリ水溶液としては、特に限定されないが、例えば、モノ-、ジ-あるいはトリアルキルアミン類、モノ-、ジ-あるいはトリアルカノールアミン類、複素環式アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン等のアルカリ性化合物が挙げられる。
 特に、現像液としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液が、レジストパターンの解像性やラフネス等のレジスト性能を改善するため好ましい。
 現像液の蒸気圧は、20℃において、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。
 20℃において、5kPa以下の蒸気圧を有する現像液の具体的な例としては、特に限定されないが、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチ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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
 特に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する現像液の具体的な例としては、特に限定されないが、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチ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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
 現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
 界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62-36663号公報、特開昭61-226746号公報、特開昭61-226745号公報、特開昭62-170950号公報、特開昭63-34540号公報、特開平7-230165号公報、特開平8-62834号公報、特開平9-54432号公報、特開平9-5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
 界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%、好ましくは0.005~2質量%、更に好ましくは0.01~0.5質量%である。
 現像方法としては、特に限定されないが、例えば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。パターンの現像を行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒~90秒である。
 また、本実施形態のレジストパターン形成方法において、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。
 さらに、本実施形態のレジストパターン形成方法において、現像工程の後には、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程(リンス工程)を含むことが好ましい。
 現像工程後のリンス工程に用いるリンス液としては、架橋により硬化したレジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液又は水を使用することができる。前記リンス液としては、特に限定されないが、例えば、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。より好ましくは、現像工程の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。更により好ましくは、現像工程の後に、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。更により好ましくは、現像工程の後に、1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。特に好ましくは、現像工程の後に、炭素数5以上の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。パターンのリンスを行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒~90秒である。
 ここで、現像工程後のリンス工程で用いられる1価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1-ブタノール、2-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、シクロペンタノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ペンタノール、3-メチル-1-ブタノールなどを用いることができる。
 なお、前記各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。
 リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。リンス液中の含水率を10質量%以下にすることで、より良好な現像特性を得ることができる。
 現像工程後に用いるリンス液の蒸気圧は、20℃において0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下がより好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下がさらに好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性がより向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤がより抑制され、ウェハ面内の寸法均一性がより良化する。
 リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
 リンス工程においては、現像工程を行ったウェハを前記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理することが好ましい。洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm~4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。
 レジストパターンを形成した後、エッチングすることによりパターン配線基板が得られる。エッチングの方法はプラズマガスを使用するドライエッチング及びアルカリ溶液、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液等によるウェットエッチングなど公知の方法を挙げることができる。
 レジストパターンを形成した後、めっきを行うこともできる。上記めっき法としては、特に限定されないが、例えば、銅めっき、はんだめっき、ニッケルめっき、金めっきなどがある。
 エッチング後の残存レジストパターンは有機溶剤で剥離することができる。上記有機溶剤として、特に限定されないが、例えば、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、EL(乳酸エチル)等が挙げられる。上記剥離方法としては、特に限定されないが、例えば、浸漬方法、スプレイ方式等が挙げられる。またレジストパターンが形成された配線基板は、多層配線基板でもよく、小径スルーホールを有していてもよい。
 本実施形態において、配線基板は、レジストパターン形成後、金属を真空中で蒸着し、その後レジストパターンを溶液で溶かす方法、すなわちリフトオフ法により形成することもできる。
 以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定はされない。以下の合成例及び合成実施例において、化合物の構造はH-NMR測定で確認した。
(合成例1)CR-1A(環状化合物(A))の合成
 十分乾燥し、窒素置換した、滴下漏斗、ジム・ロート氏冷却管、温度計、攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)において、窒素気流下で、関東化学社製レゾルシノール(22g、0.2mol)と、4-イソプロピルベンズアルデヒド(29.6g,0.2mol)と、脱水エタノール(200mL)とを投入し、エタノール溶液を調製した。このエタノール溶液を攪拌しながらマントルヒーターで85℃まで加熱した。次いでこのエタノール溶液中に、濃塩酸(35%)75mLを、滴下漏斗により30分かけて滴下した後、引き続き85℃で3時間攪拌して反応を行った。反応終了後、得られた反応液を放冷し、室温に到達させた後、氷浴で冷却した。この反応液を1時間静置後、淡黄色粗結晶が生成した。生成した淡黄色粗結晶を濾別して粗結晶を得た。得られた粗結晶をメタノール500mLで2回洗浄し、濾別、真空乾燥させることにより45.6gの化合物を得た。この化合物は、LC-MS分析した結果、下記式(CR-1A)で表される目的化合物の分子量960を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は1.1~1.2(m,24H)、2.6~2.7(m,4H)、5.5(s,4H)、6.0~6.8(m,24H)、8.4~8.5(d,8H)であった。これらの結果から得られた化合物を下記式(CR-1A)で表される目的化合物(以下「CR-1A」とも記す。)と同定した(収率95%)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
(合成例2)CR-2A(環状化合物(A))の合成
 4-イソプロピルベンズアルデヒドを4-シクロヘキシルベンズアルデヒド(46.0g,0.2mol)に代えた以外は合成例1と同様に合成し、50gの化合物を得た。この化合物は、LC-MSで分析した結果、下記式(CR-2A)で表される目的化合物の分子量1121を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8~1.9(m,44H)、5.5~5.6(d,4H)、6.0~6.8(m,24H)、8.4~8.5(m,8H)であった。これらの結果から得られた化合物を下記式(CR-2A)で表される目的化合物(以下「CR-2A」とも記す。)と同定した(収率91%)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(合成実施例1)CR-1(環状化合物)の合成
 十分乾燥し、窒素置換した、滴下漏斗、ジム・ロート氏冷却管、温度計、攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)において、窒素気流下、氷浴で冷却した、合成例1で合成したCR-1A9.6g(10mmol)、トリエチルアミン4g(40mmol)及び300mLのTHFからなる溶液に、アクリロイルクロライド3.6g(40mmol)を滴下し、1時間室温で撹拌して反応を行った。反応終了後、得られた反応液を冷水1000mlに加え、析出した固体を濾別した。得られた固体を、カラムクロマトで精製し、10.6gの化合物を得た。
 得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は1.1~1.2(m,24H)、2.6~2.7(m,4H)、5.5(m,4H)、5.7(m,4H)、6.0~6.8(m,32H)、8.4~8.5(m,4H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-1Aのフェノール性水酸基の水素原子の50mol%がアクリロイル基で置換された、下記式(CR-1)で表される化合物(以下「CR-1」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(CR-1中、Rは50mol%がアクリロイル基で、50mol%が水素原子であった。)
(合成実施例2)CR-2(環状化合物)の合成
 CR-1AをCR-2A(11.2g,10mmol)に代えた以外は合成実施例1と同様に合成し、11.2gの化合物を得た。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8~1.9(m,44H)、5.5~5.6(d,4H)、5.7(s,4H)、6.0~6.8(m,32H)、8.4~8.5(m,4H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-2Aのフェノール性水酸基の水素原子の50mol%がアクリロイル基で置換された、下記式(CR-2)で表される化合物(以下「CR-2」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(CR-2中、Rは50mol%がアクリロイル基で、50mol%が水素原子であった。)
(合成実施例3)CR-3(環状化合物)の合成
 アクリロイルクロライドの量を3.6g(40mmol)から10.8g(120mmol)に代えた以外は合成実施例1と同様に合成し、11.0gの化合物を得た。この化合物は、LC-MSで分析した結果、下記式(CR-3)で表される目的化合物の分子量1393を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は1.1~1.2(m,24H)、2.6~2.7(m,4H)、5.5(s,4H)、5.7(s,8H)、6.0~6.8(m,40H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-1Aのフェノール性水酸基の水素原子の100mol%がアクリロイル基で置換された、下記式(CR-3)で表される化合物(以下「CR-3」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(合成実施例4)CR-4(環状化合物)の合成
 アクリロイルクロライドの量を3.6g(40mmol)から10.8g(120mmol)に代えた以外は合成実施例2と同様に合成し、11.4gの化合物を得た。この化合物は、LC-MSで分析した結果、下記式(CR-4)で表される目的化合物の分子量1553を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8~1.9(m,44H)、5.5~5.6(d,4H)、5.7(s,8H)、6.0~6.8(m,40H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-2Aのフェノール性水酸基の水素原子の100mol%がアクリロイル基で置換された、下記式(CR-4)で表される化合物(以下「CR-4」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(合成実施例5)CR-5(環状化合物)の合成
 アクリロイルクロライド10.8g(120mmol)をメタクリロイルクロライド12.48g(120mmol)に代えた以外は合成実施例3と同様に合成し、11.0gの化合物を得た。この化合物は、LC-MSで分析した結果、下記式(CR-5)で表される目的化合物の分子量1521を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は1.1~1.2(m,24H)、1.9(s,12H)、2.6~2.7(m,4H)、5.5(s,4H)、5.7(s,8H)、6.0~6.8(m,32H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-1Aのフェノール性水酸基の水素原子の100mol%がメタクリロイル基で置換された、下記式(CR-5)で表される化合物(以下「CR-5」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(合成実施例6)CR-6(環状化合物)の合成
 アクリロイルクロライド10.8g(120mmol)をメタクリロイルクロライド12.48g(120mmol)に代えた以外は合成実施例4と同様に合成し、11.0gの化合物を得た。この化合物は、LC-MSで分析した結果、下記式(CR-6)で表される目的化合物の分子量1681を示した。また、得られた化合物の重ジメチルスルホキシド溶媒中でのH-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8~1.9(m,44H)、2.0(s,24H)、5.5~5.6(d,4H)、5.7(s,8H)、6.0~6.8(m,32H)であった。これらの結果から得られた化合物を、CR-2Aのフェノール性水酸基の水素原子の100mol%がメタクリロイル基で置換された、下記式(CR-6)で表される化合物(以下「CR-6」とも記す。)と同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(実施例1~6及び比較例1~2)
・化合物の安全溶媒溶解度試験
 上記合成実施例1~6及び合成例1~2で得られた化合物のプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及びシクロヘキサノン(CHN)への溶解量を以下のとおり評価した。該評価結果を第1表に示す。
〔評価基準〕
 A:5.0質量% ≦ 溶解量
 B:3.0質量%≦ 溶解量 <5.0質量%
 C:溶解量 <3.0質量%
※溶解量(質量%)=23℃の溶媒100g中に溶解した化合物の質量(g)/(溶媒の質量100g+23℃の溶媒100g中に溶解した化合物の質量(g))×100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
 化合物の安全溶媒溶解度試験の結果、CR-1~6の化合物を用いた実施例1~6については、CR-1A及びCR-2Aを用いた比較例1及び比較例2に比べて、PGME及びCHNへの溶解量が大きく、良好な結果を示すことがわかった。
(実施例7~8及び比較例3~4)
(1)感放射線性組成物を調製
 第2表に記載の成分を調合し、均一溶液とした後、該溶液を孔径0.1μmのテフロン製メンブランフィルターで濾過して、感放射線性組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
酸発生剤(C)
P-1:トリフェニルベンゼンスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート(みどり化学(株))
酸架橋剤(G)
C-1:ニカラックMW-100LM(三和ケミカル(株))
酸拡散制御剤(E)
Q-1:トリオクチルアミン(東京化成工業(株))
溶媒
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業(株))
(2)パターニング試験
 上記調製した感放射線性組成物を用いて以下のとおりパターニング試験を行った。
 上記調製した感放射線性組成物を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(PB)して、厚さ60nmのレジスト膜を形成した。該レジスト膜を電子線描画装置(ELS-7500、(株)エリオニクス社製)を用いて、50nm、40nm及び30nm間隔の1:1のラインアンドスペース設定の電子線を照射した。照射後に、それぞれ110℃で、90秒間加熱し、実施例7及び8で調製した感放射線性組成物から形成されたレジスト膜は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート現像液に30秒間、比較例3及び4で調製した感放射線性組成物から形成されたレジスト膜は2.38質量%TMAH水溶液に浸漬して現像を行った。その後、該レジスト膜を超純水で30秒間洗浄し、乾燥して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
 得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800)により観察した。パターンの解像度は形成できたパターンの最小線幅のものとした。パターン形状は矩形であれば良好とした。ラインエッジラフネスはパターンの凹凸が5nm未満を良好とした。またその際のドーズ量(μC/cm)を感度とし、150μC/cm未満を良好とした。
 パターニング試験の結果、実施例7及び8の感放射線性組成物については、解像度30nmの良好なレジストパターンを、高感度で得られることがわかった。また、そのパターンのラフネスも小さく、形状も良好であることがわかった。
 一方、比較例3及び4の感放射線性組成物は、解像度40nmの良好なレジストパターンを得ることができたが、解像度30nmの良好なレジストパターンは得られなかった。
 上記のように、本実施形態の化合物(例えば、CR-3及びCR-4)を含む組成物は、対応する比較化合物(例えば、CR-1A及びCR-2A)を含む組成物に比べてより高感度で、ラフネスが小さく、かつ良好な形状のレジストパターンを形成することができることがわかった。上記した本実施形態の要件を満たす限り、実施例に記載したもの以外の化合物も同様の効果を示す。
 本発明は、酸増幅型非高分子系レジスト材料として有用な、特定の化学構造式で示される環状化合物、これを含む感放射線性組成物及び該感放射線性組成物を用いるレジストパターン形成方法に好適に使用される。

Claims (17)

  1.  分子量500~5000の、式(1)で示される環状化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数0~20のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基、又はこれらの基と二価の基(置換若しくは無置換のアルキレン基、置換若しくは無置換のアリーレン基及びエーテル基からなる群より選択される1以上の基)とが結合した基であり、
     前記Rの少なくともひとつが(メタ)アクリロイル基を含む一価の基である。)
  2.  前記式(1)で示される環状化合物が、式(2)で示される請求項1に記載の環状化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基又は置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基であり、
     Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアシル基、置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7~30のアリーロイルオキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
     R’は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基又は下記式(3)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    で表わされる基であり、式(3)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、pは0~5の整数であり、
     前記Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基である。)
  3.  前記式(2)で示される環状化合物が、式(4)で示される請求項2に記載の環状化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(4)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基又は置換若しくは無置換の炭素数2~20のアルケニル基であり、
     Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
     pは0~5の整数であり、
     前記Rの少なくともひとつが、(メタ)アクリロイル基である。)
  4.  前記式(4)で示される環状化合物が、式(5)で示される請求項3に記載の環状化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(5)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、置換若しくは無置換の炭素数6~20のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基又は置換若しくは無置換の炭素数1~20のアルキルシリル基であり、
     pは0~5の整数であり、
     Rは(メタ)アクリロイル基である。)
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の環状化合物を製造する方法であって、
     1種以上のアルデヒド性化合物(A1)と1種以上のフェノール性化合物(A2)とを縮合反応させて環状化合物(A)を得る工程と、
     該環状化合物(A)と1種以上の(メタ)アクリロイルハライドとを脱ハロゲン化水素反応させる工程とを備える、環状化合物の製造方法。
  6.  前記アルデヒド性化合物(A1)が、1~4個のホルミル基を有し、かつ炭素数1~59であり、
     前記フェノール性化合物(A2)が、1~3個のフェノール性水酸基を有し、かつ炭素数6~15である、請求項5に記載の環状化合物の製造方法。
  7.  請求項1~4のいずれか1項に記載の環状化合物を含む固形成分及び溶媒を含有する、感放射線性組成物。
  8.  前記固形成分の含有量が1~80重量%である、請求項7に記載の感放射線性組成物。
  9.  前記固形成分の全重量に占める前記環状化合物の割合が50~99.999重量%である、請求項7又は8に記載の感放射線性組成物。
  10.  可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビームからなる群から選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)をさらに含む、請求項7~9のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  11.  酸架橋剤(G)をさらに含む、請求項7~10のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  12.  酸拡散制御剤(E)をさらに含む、請求項7~11のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  13.  前記固形成分が、環状化合物50~99.4重量%、酸発生剤(C)0.001~49重量%、酸架橋剤(G)0.5~49重量%、及び酸拡散制御剤(E)0.001~49重量%を含有する、請求項7~12のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  14.  スピンコートによりアモルファス膜を形成する、請求項7~13のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  15.  前記アモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度が10Å/sec以上である、請求項14に記載の感放射線性組成物。
  16.  KrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線若しくはX線を照射した後の前記アモルファス膜、又は20~250℃で加熱した後の前記アモルファス膜の、現像液に対する溶解速度が5Å/sec以下である、請求項14又は15に記載の感放射線性組成物。
  17.  請求項7~16のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を、基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、
     該レジスト膜を露光する工程と、
     該露光したレジスト膜を現像する工程とを備える、レジストパターン形成方法。
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