WO2014123032A1 - レジスト組成物、レジストパターン形成方法及びそれに用いるポリフェノール誘導体 - Google Patents

レジスト組成物、レジストパターン形成方法及びそれに用いるポリフェノール誘導体 Download PDF

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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 resist composition and a resist pattern forming method using the same.
  • the present invention also relates to a polyphenol derivative that can be used in the resist composition and the like.
  • a general resist material known so far is a polymer material capable of forming an amorphous thin film.
  • a polymer resist material such as polymethyl methacrylate, polyhydroxystyrene having an acid-dissociable reactive group, or polyalkyl methacrylate
  • a line pattern of about 45 to 100 nm is formed by irradiation with ultraviolet rays, electron beams, extreme ultraviolet rays (EUV), X-rays and the like.
  • the polymer resist has a large molecular weight of about 10,000 to 100,000 and a wide molecular weight distribution. Therefore, in lithography using a polymer resist, roughness is generated on the surface of the fine pattern, making it difficult to control the pattern dimension and lowering the yield. Therefore, there is a limit to miniaturization in lithography using a conventional polymer resist material. Therefore, various low molecular weight resist materials have been proposed in order to produce finer patterns.
  • an alkali developing negative radiation sensitive composition using a low molecular weight polynuclear polyphenol compound as a main component has been proposed.
  • an alkali developing negative radiation-sensitive composition using a low molecular weight cyclic polyphenol compound as a main component has also been proposed. ing.
  • Non-Patent Document 2 a polyphenol compound as a base compound for a resist material is useful for imparting high heat resistance and improving resolution and roughness of a resist pattern while having a low molecular weight.
  • compositions described in Patent Documents 1 and 2 are not sufficient in heat resistance and have a drawback that the shape of the resulting resist pattern is deteriorated.
  • compositions described in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1 have problems such as low solubility in a safe solvent used in a semiconductor manufacturing process, low sensitivity, and poor resist pattern shape obtained. Further improvements in low molecular weight resist materials are desired.
  • Non-Patent Document 2 does not describe solubility, and the heat resistance of the described compound is not yet sufficient, and further improvements in various characteristics such as heat resistance, water resistance, chemical resistance, electrical characteristics, and mechanical characteristics. There is a need for improvement.
  • An object of the present invention is to provide a resist composition that is excellent in heat resistance, has high solubility in a safe solvent, is highly sensitive, and can impart a good resist pattern shape, and a resist pattern forming method using the resist composition. There is. Another object of the present invention is to provide a polyphenol derivative having excellent heat resistance and high solubility in a safe solvent.
  • the present inventors have found that the resist composition contains a compound having a specific structure, so that it has excellent heat resistance, high solubility in a safe solvent, high sensitivity, and The present inventors have found that a good resist pattern shape can be imparted and have completed the present invention.
  • R 1 is a single bond or a 2n-valent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • the hydrocarbon group is a cyclic hydrocarbon group (however, an aromatic group is May have a double bond, a hetero atom, or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms
  • each R 2 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a straight chain having 1 to 10 carbon atoms.
  • the structural formula of the repeating unit in formula (1) and formula (2) is Or different and are identical to have, in the formula (1), m 1 is independently an integer of 1-7, In the formula (2), X represents an oxygen atom or independently Each is a sulfur atom, m 2 is each independently an integer of 1 to 6, and q is each independently 0 or 1.)
  • the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (1-1), and the compound represented by the formula (2) is represented by the formula (2-1).
  • R 1 is a single bond or a 2n-valent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • the hydrocarbon group is a cyclic hydrocarbon group (provided that Except for an aromatic group.)
  • each R 3 independently represents a hydrogen atom, or a carbon atom having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 4 is each independently a hydrogen atom or an acid dissociable group, and at least one of R 4 is an acid dissociable group, and in formulas (1-1) and (2-1),
  • the structural formulas of the repeating units may be the same or different, and n is 1 to In Formula (1-1), m 3 is each independently an integer of 1 to 7, m 4 is each independently an integer of 0 to 6, and m 3 + m 4 is Each independently represents an integer of 1 to 7, and in formula (2-1), m 5 is each independently an integer of 1 to 6, m 6 is each independently an integer of 0 to 5, m 5 + m 6 are each independently an integer of 1 to 6, and q are each independently 0 or 1.) [3]
  • the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (1-2), and the compound represented by the formula (2) is represented by the following formula (2-2).
  • R 1 is a single bond or a 2n-valent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • the hydrocarbon group is a cyclic hydrocarbon group (provided that Except for an aromatic group.)
  • each R 3 independently represents a hydrogen atom, or a carbon atom having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 4 is independently a hydrogen atom or an acid-dissociable group, and at least one of R 4 is an acid-dissociable group, and in formulas (1-2) and (2-2),
  • the structural formulas of the repeating units may be the same or different, and n is 1 to In formula (1-2), each m 4 is independently an integer from 0 to 6, and in formula (2-2), m 6 is each independently an integer from 0 to 5. Each q is independently 0 or 1.)
  • the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (3), and the compound represented by the formula (2) is a compound represented by the formula (4).
  • X ′ is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 18 carbon atoms
  • R 0 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or A halogen atom, which may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring
  • each R 4 is independently a hydrogen atom or an acid dissociable group, and at least one of R 4 Are acid dissociable groups
  • p is each independently an integer of 0 to 5
  • q is 0 or 1.
  • X ′ is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 18 carbon atoms
  • R 0 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or A halogen atom, which may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring
  • each R 4 is independently a hydrogen atom or an acid dissociable group, and at least one of R 4 Are acid dissociable groups
  • p is each independently an integer of 0 to 5, and q is 0 or 1.
  • a resist composition that is excellent in heat resistance, has high solubility in a safe solvent, has high sensitivity, and can impart a good resist pattern shape, and a resist pattern forming method using the resist composition. Further, according to the present invention, a polyphenol derivative having excellent heat resistance and high solubility in a safe solvent can be provided.
  • the present embodiment is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
  • the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
  • the resist composition of the present embodiment contains a compound represented by the above formula (1) or (2).
  • the resist composition contains a compound represented by the following formula (1).
  • the chemical structure of the compound of this embodiment can be determined by 1 H-NMR analysis.
  • the compound represented by the above formula (1) is excellent in heat resistance mainly because it has a naphthalene skeleton.
  • R 1 is a single bond or a 2n-valent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • the hydrocarbon group is a cyclic hydrocarbon group (excluding an aromatic group), two It may have a heavy bond, a hetero atom or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms
  • each R 2 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a straight chain or branched chain having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 2 may be the same as or different from each other, and at least one of R 2 is a group in which a hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with an acid-dissociable group, and q is independently 0 or 1.
  • the structural formulas of the repeating units may be the same or different, and m 1 is each independently an integer of 1 to 7, and n is an integer of 1 to 4. From the viewpoint of resist properties such as heat resistance, resolution, and roughness, n is preferably 1 to 3. Further, q is preferably 1. That is, the compound represented by the above formula (1) is preferably one represented by the following formula (1-a). In formula (1-a), R 1 , R 2 , m 1 and n have the same meaning as in formula (1) above.
  • R 1 is a single bond or a carbon number of 1 to 30 (hereinafter, “carbon number k to l” (k and l are integers) may be referred to as “Ck to l”.)
  • the hydrocarbon group may have a cyclic hydrocarbon group, a double bond, a hetero atom, or a C6-30 aromatic group.
  • the 2n-valent hydrocarbon group examples include those having a linear, branched or cyclic structure.
  • the 2n-valent hydrocarbon group includes a cyclic hydrocarbon group (excluding an aromatic group), a double bond, a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom), or a C6-30 aromatic group. It may have a group (for example, a group having a benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring).
  • the cyclic hydrocarbon group includes a bridged cyclic hydrocarbon group, and specifically includes a group having an adamantane ring, a group having a norbornene ring, and a group having a tricyclodecane structure. .
  • R 1 preferably has a condensed polycyclic aromatic group (especially a condensed ring structure having 2 to 4 rings) from the viewpoint of heat resistance. From the viewpoint of solubility in a safety solvent and heat resistance, R 1 It preferably has a polyphenyl group.
  • Each R 2 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a C1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-10 aryl group, a C2-10 alkenyl group, a hydroxyl group or a hydroxyl group hydrogen;
  • An atom is a group substituted by an acid dissociable group, and may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring, and at least one of R 2 is a hydroxyl atom of a hydroxyl group
  • m 1 is each independently an integer of 1 to 7;
  • preferred R 2 is a hydrogen atom, a C1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-10 aryl group, a C2-10 alkenyl group, or It is a hydroxyl group.
  • the compound represented by the above formula (1) has high heat resistance due to its rigidity despite its low molecular weight, and can be used even under high temperature baking conditions. Further, since it has a low molecular weight and can be baked at a high temperature, it has high sensitivity and can provide a good resist pattern shape.
  • the compound represented by the above formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (1-1) from the viewpoints of solubility in a safe solvent and characteristics of a resist pattern. .
  • R 1 has the same meaning as in formula (1) above.
  • Each R 3 is independently a hydrogen atom, a C1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-10 aryl group, or a C2-10 alkenyl group, the same naphthalene ring or In the benzene ring, they may be the same or different from each other, and each R 4 is independently a hydrogen atom or an acid dissociable group, at least one of R 4 is an acid dissociable group,
  • the structural formulas of repeating units in 1-1) and formula (2-1) may be the same or different.
  • n is an integer of 1 to 4.
  • Each q is independently 0 or 1, but q is preferably 1. That is, the compound that is newly summed by the above formula (1-1) is preferably a compound represented by the following formula (1-1-a).
  • R 1 , R 3 , R 4 , n, m 3 and m 4 have the same meanings as in the above formula (1-1). That is, each R 4 is independently an acid dissociable group or a hydrogen atom, and at least one is an acid dissociable group.
  • the “acid-dissociable group” refers to a characteristic group that is cleaved in the presence of an acid to cause a change such as an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a hexafluoroisopropanol group.
  • a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group are preferable, and a phenolic hydroxyl group is particularly preferable.
  • the acid-dissociable group may be appropriately selected from those proposed for hydroxystyrene-based resins and (meth) acrylic acid-based resins used in chemically amplified resist compositions for KrF and ArF. it can.
  • the acid-dissociable group preferably has a property of causing a chain-breaking reaction in the presence of an acid in order to enable pattern formation with higher sensitivity and higher resolution.
  • the acid dissociable group examples include a substituted methyl group, 1-substituted ethyl group, 1-substituted-n-propyl group, 1-branched alkyl group, silyl group, acyl group, 1-substituted alkoxymethyl group, cyclic ether Groups, alkoxycarbonyl groups and alkoxycarbonylalkyl groups. It is preferable that the acid dissociable group does not have a crosslinkable functional group.
  • the substituted methyl group is usually a substituted methyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a substituted methyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably a substituted methyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • Specific examples of the substituted methyl group include methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, n-propoxymethyl group, isopropoxymethyl group, n-butoxymethyl group, t-butoxymethyl group, 2-methylpropoxymethyl group Ethylthiomethyl group, methoxyethoxymethyl group, phenyloxymethyl group, 1-cyclopentyloxymethyl group, 1-cyclohexyloxymethyl group, benzylthiomethyl group, phenacyl group, 4-bromophenacyl group, 4-methoxyphenacyl group, Examples include a piperonyl group and a substituent represented by the following formula (13-1).
  • examples of R 2 in the following formula (13-1) include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an n-propyl group, a t-butyl group, and an n-butyl group.
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the 1-substituted ethyl group is usually a 1-substituted ethyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted ethyl group having 5 to 18 carbon atoms, and more preferably a 1-substituted ethyl group having 7 to 16 carbon atoms. preferable.
  • Specific examples of the 1-substituted ethyl group include 1-methoxyethyl group, 1-methylthioethyl group, 1,1-dimethoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-ethylthioethyl group, 1,1-diethoxy.
  • R 2 has the same meaning as in formula (13-1) above.
  • the 1-substituted-n-propyl group is usually a 1-substituted-n-propyl group having 4 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted-n-propyl group having 6 to 18 carbon atoms, and having 8 to 8 carbon atoms. Sixteen 1-substituted-n-propyl groups are more preferred. Specific examples of the 1-substituted-n-propyl group include a 1-methoxy-n-propyl group and a 1-ethoxy-n-propyl group.
  • the 1-branched alkyl group is usually a 1-branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably a 1-branched alkyl group having 5 to 18 carbon atoms, and a 1-branched alkyl group having 7 to 16 carbon atoms. More preferred. Specific examples of the 1-branched alkyl group include isopropyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 2-methyladamantyl group. And 2-ethyladamantyl group.
  • the silyl group is usually a silyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a silyl group having 3 to 18 carbon atoms, and more preferably a silyl group having 5 to 16 carbon atoms.
  • Specific examples of the silyl group include trimethylsilyl group, ethyldimethylsilyl group, methyldiethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, tert-butyldiethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, tri-tert- A butyl silyl group and a triphenyl silyl group are mentioned.
  • the acyl group is usually an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably an acyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an acyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • Specific examples of the acyl group include acetyl group, phenoxyacetyl group, propionyl group, butyryl group, heptanoyl group, hexanoyl group, valeryl group, pivaloyl group, isovaleryl group, laurylyl group, adamantylcarbonyl group, benzoyl group and naphthoyl group. It is done.
  • the 1-substituted alkoxymethyl group is usually a 1-substituted alkoxymethyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted alkoxymethyl group having 4 to 18 carbon atoms, and a 1-substituted alkoxymethyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • a methyl group is more preferred.
  • Specific examples of the 1-substituted alkoxymethyl group include 1-cyclopentylmethoxymethyl group, 1-cyclopentylethoxymethyl group, 1-cyclohexylmethoxymethyl group, 1-cyclohexylethoxymethyl group, 1-cyclooctylmethoxymethyl group and 1-cyclopentylmethoxymethyl group.
  • the cyclic ether group is usually a cyclic ether group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a cyclic ether group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably a cyclic ether group having 6 to 16 carbon atoms.
  • Specific examples of the cyclic ether group include a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydrothiopyranyl group, a tetrahydrothiofuranyl group, a 4-methoxytetrahydropyranyl group, and a 4-methoxytetrahydrothiopyranyl group.
  • the alkoxycarbonyl group is usually an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxycarbonyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkoxycarbonyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • the alkoxycarbonylalkyl group is usually an alkoxycarbonylalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxycarbonylalkyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkoxycarbonylalkyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • R 3 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 4.
  • a substituted methyl group, a 1-substituted ethyl group, a 1-substituted alkoxymethyl group, a cyclic ether group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonylalkyl group are preferred, and a substituted methyl group, 1-substituted ethyl group Group, an alkoxycarbonyl group and an alkoxycarbonylalkyl group are more preferable because of high sensitivity, and have at least one structure selected from the group consisting of a cycloalkane having 3 to 12 carbon atoms, a lactone and an aromatic ring having 6 to 12 carbon atoms.
  • An acid dissociable group is more preferable.
  • the cycloalkane having 3 to 12 carbon atoms may be monocyclic or polycyclic, but is preferably polycyclic.
  • Specific examples of the cycloalkane having 3 to 12 carbon atoms include monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane and tetracycloalkane, and more specifically monocycloalkane such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane and cyclohexane.
  • Cycloalkanes; and polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane and tetracyclodecane.
  • adamantane, tricyclodecane and tetracyclodecane are preferable, and adamantane and tricyclodecane are particularly preferable.
  • the cycloalkane having 3 to 12 carbon atoms may have a substituent.
  • the lactone include butyrolactone and a cycloalkane group having 3 to 12 carbon atoms having a lactone group.
  • the 6 to 12 aromatic ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring and a pyrene ring.
  • a benzene ring and a naphthalene ring are preferable, and a naphthalene ring is particularly preferable.
  • an acid dissociable group selected from the group consisting of groups represented by the following formula (13-4) is particularly preferable because of its high resolution.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 6 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched chain group having 1 to 4 carbon atoms
  • n 1 is an integer of 0 to 4
  • n 2 is each independently an integer of 1 to 5
  • n 0 Are each independently an integer of 0-4.
  • the compound represented by the above formula (1-1) is preferably a compound represented by the following formula (1-2) from the viewpoint of sensitivity when a resist composition is used.
  • R 1 , R 3 , R 4 , m 4 , n and q are as defined in the above formula (1-1).
  • the compound represented by the above formula (1-2) is more preferably q is 1, that is, a compound represented by the following formula (1-2-a).
  • R 1 , R 3 , R 4 , m 4 and n have the same meanings as in formula (1-2) above.
  • the compound represented by the above formula (1-1) is a compound in which m 3 in the above formula (1-1) is 2. preferable.
  • the compound represented by the above formula (1-1) is a compound in which n in the above formula (1-1) is 1. preferable.
  • the compound represented by the above formula (1-1) is more preferably a compound represented by the following formula (1-3).
  • R 1 , R 3 , R 4 and m 4 have the same meaning as in formula (1-1).
  • the compound represented by the above formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (3).
  • X ′ is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 18 carbon atoms
  • R 0 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom, They may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring
  • R 4 has the same meaning as in formula (1-1)
  • p is independently an integer of 0 to 5
  • Q is 0 or 1.
  • the compound represented by the above formula (3) is preferably a compound represented by the following formula (3-1).
  • X ′ is a hydrogen atom or a C1-18 monovalent substituent
  • R 0 is each independently a C1-4 alkyl group or a halogen atom, and the same In the naphthalene ring, they may be the same or different from each other
  • R 4 has the same meaning as in formula (1-1) above
  • p is independently an integer of 0 to 5.
  • a monovalent hydrocarbon group which may have a heteroatom is preferable, and a monovalent hydrocarbon group which does not have a heteroatom. Also good.
  • This hydrocarbon group is preferably a monovalent hydrocarbon group having an aromatic ring, and examples of such a hydrocarbon group include a biphenyl group, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracene group, and a pyrene group ( The same applies below). Of these, a biphenyl group is preferred.
  • R 2 and m 1 have the same meaning as in the above formula (1).
  • the method for producing the compound represented by the above formula (1) in the present embodiment is not particularly limited.
  • a polyphenol compound is obtained by reacting naphthols or thionaphthols with a corresponding aldehyde or ketone in the presence of an acid catalyst, and at least one phenolic hydroxyl group of the polyphenol compound is acid dissociable by a known method.
  • the naphthols are not particularly limited, and examples thereof include naphthol, methyl naphthol, methoxy naphthol, and naphthalene diol. Among these, use of naphthalene diol is preferable in that a xanthene structure can be easily obtained.
  • the thionaphthols are not particularly limited, and examples thereof include naphthalene thiol, methyl naphthalene thiol, methoxynaphthalene thiol, and naphthalene dithiol.
  • the phenols are not particularly limited, and examples thereof include phenol, methylphenol, methoxybenzene, catechol, resorcinol, hydroquinone, and trimethylhydroquinone.
  • the thiophenols are not particularly limited, and examples thereof include benzenethiol, methylbenzenethiol, methoxybenzenethiol, benzenedithiol, and trimethylbenzenedithiol.
  • aldehydes are not particularly limited. For example, formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butyraldehyde, hexylaldehyde, decylaldehyde, undecylaldehyde, phenylacetaldehyde, phenylpropylaldehyde, furfural, benzaldehyde, hydroxy Benzaldehyde, fluorobenzaldehyde, chlorobenzaldehyde, nitrobenzaldehyde, methylbenzaldehyde, dimethylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, propylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, cyclohexylbenzaldehyde, biphenylaldehyde, naphthaldehyde, anthracenecarboxaldeh
  • benzaldehyde hydroxybenzaldehyde, fluorobenzaldehyde, chlorobenzaldehyde, nitrobenzaldehyde, methylbenzaldehyde, dimethylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, propylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, cyclohexylbenzaldehyde, biphenylaldehyde, naphthaldehyde, anthracenecarboxaldehyde, phenanthrenecarboxaldehyde , Pyrenecarboxaldehyde, glyoxal, glutaraldehyde, phthalaldehyde, naphthalene dicarboxyaldehyde, biphenyl dicarboxaldehyde, anthracene dicarboxaldehyde, bis (diformylphenyl) methane, bis (di
  • the ketones are not particularly limited, for example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclobutanone, cyclopentanone, cyclohexanone, norbornanone, tricyclohexanone, tricyclodecanone, adamantanone, fluorenone, benzofluorenone, acenaphthenequinone, acenaphthenone, and Anthraquinone is mentioned.
  • cyclopentanone, cyclohexanone, norbornanone, tricyclohexanone, tricyclodecanone, adamantanone, fluorenone, benzofluorenone, acenaphthenequinone, acenaphthenone, and anthraquinone are preferable in terms of providing high heat resistance.
  • the acid catalyst is not particularly limited, and can be appropriately selected from known inorganic acids and organic acids.
  • the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid and hydrofluoric acid; oxalic acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, Organic acids such as benzene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid and naphthalene disulfonic acid; Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride and boron trifluoride; and silicotungstic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid and phosphomolybdenum Examples include solid acids such as acids. From the viewpoint of production such as availability and ease of handling, the acid catalyst is preferably hydrochloric acid or sulfuric acid. An acid catalyst is used individually by 1
  • a reaction solvent When producing the compound represented by the above formula (1), a reaction solvent may be used.
  • the reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction between the aldehyde or ketone to be used and the naphthol or thionaphthol proceeds.
  • As the reaction solvent for example, water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran and dioxane, or a mixed solvent thereof can be used.
  • the amount of the reaction solvent used is not particularly limited and is, for example, in the range of 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material.
  • reaction temperature is not specifically limited, According to the reactivity of the reaction raw material, it can select suitably.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 10 to 200 ° C.
  • the lower the temperature, the higher the effect, and a more preferable range is 10 to 60 ° C.
  • the method for producing the polyphenol compound is not particularly limited. For example, naphthols or thionaphthols, aldehydes or ketones, and a method in which an acid catalyst is collectively charged, naphthols or thionaphthols in the presence of an acid catalyst, aldehyde And a method of dropping a ketone or a ketone.
  • the temperature of the reactor is increased to 130 to 230 ° C. to remove unreacted raw materials and acid catalyst existing in the system at about 1 to 50 mmHg. Volatiles can also be removed.
  • the ratio of each raw material in producing the polyphenol compound is not particularly limited. For example, 2 moles to an excess amount of naphthols or thionaphthols per mole of aldehydes or ketones, and 0% of the acid catalyst. 0.001 to 1 mol may be used.
  • the polycondensation reaction for obtaining the polyphenol compound proceeds by reacting each raw material at normal pressure and 20 to 60 ° C. for about 20 minutes to 100 hours.
  • the target product can be isolated by a known method after the completion of the reaction.
  • the isolation method of the target product is not particularly limited.
  • the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate a reaction product, cooled to room temperature, and then filtered to separate a solid.
  • the obtained solid is filtered and dried, and then separated and purified from the by-product by column chromatography, and the target compound can also be obtained through solvent distillation, filtration and drying.
  • a method for introducing an acid dissociable group into at least one phenolic hydroxyl group of the polyphenol compound is known.
  • an acid dissociable group can be introduced into at least one phenolic hydroxyl group of the polyphenol compound as follows.
  • the compound for introducing an acid dissociable group may be synthesized by a known method, or a commercially available product may be obtained.
  • Such compounds include, for example, active carboxylic acid derivative compounds such as acid chlorides, acid anhydrides, and dicarbonates, alkyl halides, vinyl alkyl ethers, dihydropyrans, and halocarboxylic acid alkyl esters. It is not limited.
  • the polyphenol compound is dissolved or suspended in an aprotic solvent such as acetone, tetrahydrofuran (THF), and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • an aprotic solvent such as acetone, tetrahydrofuran (THF), and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • a vinyl alkyl ether such as ethyl vinyl ether or dihydropyran is added thereto, and the reaction is carried out in the presence of an acid catalyst such as pyridinium p-toluenesulfonate at 20 to 60 ° C. for 6 to 72 hours.
  • the obtained reaction solution is neutralized with an alkali compound and added to distilled water to precipitate a white solid, and then the separated white solid is washed with distilled water and dried to obtain the compound represented by the formula (1).
  • the polyphenol compound is dissolved or suspended in an aprotic solvent such as acetone, THF and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • an alkyl halide such as ethyl chloromethyl ether or a halocarboxylic acid alkyl ester such as methyl adamantyl bromoacetate was added thereto, and the reaction was performed at 20 to 110 ° C. for 6 to 72 hours in the presence of an alkali catalyst such as potassium carbonate.
  • an alkali catalyst such as potassium carbonate.
  • the resulting reaction solution is neutralized with an acid such as hydrochloric acid and added to distilled water to precipitate a white solid, and then the separated white solid is washed with distilled water and dried to obtain a compound represented by the formula (1) Can be obtained.
  • the resist composition contains a compound represented by the following formula (2).
  • each X is independently an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 1 is a single bond or a C1-30 2n valent hydrocarbon group
  • the hydrocarbon group is a cyclic carbon It may have a hydrogen group (excluding an aromatic group), a double bond, a hetero atom, or a C6-30 aromatic group.
  • Each R 2 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a C1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-10 aryl group, a C2-10 alkenyl group, a hydroxyl group or a hydrogen atom of a hydroxyl group; Is a group substituted with an acid dissociable group, and may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring, and at least one of R 2 is a hydrogen atom of a hydroxyl group being an acid dissociable group
  • a structural unit of the repeating unit in the formula (2) may be the same as or different from each other, m 2 is each independently an integer of 1 to 6, and n is 1 to It is an integer of 4.
  • X is preferably an oxygen atom from the viewpoint of device contamination suppression at the time of resist film exposure. From the viewpoint of solubility in a safe solvent and characteristics of the resist pattern, A compound represented by the formula (2-1) is preferable.
  • R 1 , R 3 , R 4 , n and q are as defined in the above formula (1-1), and m 5 is each independently an integer of 1 to 6 , M 6 are each independently an integer of 0 to 5, and m 5 + m 6 are each independently an integer of 1 to 6.
  • Each q is independently 0 or 1, but q is more preferably 1. That is, the compound represented by the above formula (2-1) is more preferably a compound represented by the following formula (2-1-a).
  • R 1 , R 3 , R 4 , n, m 5 and m 6 have the same meaning as in the above formula (2-1).
  • the compound represented by the above formula (2-1) is more preferably a compound represented by the following formula (2-2).
  • R 1 , R 3 , R 4 , m 6 , n and q have the same meanings as in formula (2-1) above. More preferably, q is 1. That is, the compound represented by the above formula (2-2) is more preferably a compound represented by the following formula (2-2-a). In the formula (2-2-a), R 1 , R 3 , R 4 , m 6 and n are as defined in the above formula (2-2).
  • m 5 in the above formula (2-1) is preferably 2.
  • the compound represented by the above formula (2-1) preferably has n of 1 in the above formula (2-1).
  • the compound represented by the above formula (2-1) is more preferably a compound represented by the following formula (2-3).
  • R 1 , R 3 , R 4 and m 6 have the same meaning as in formula (2-1).
  • the compound represented by the above formula (2) is preferably a compound represented by the following formula (4).
  • X ′ is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 18 carbon atoms
  • R 0 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom, They may be the same or different from each other in the same naphthalene ring or benzene ring
  • R 4 has the same meaning as in the above formula (2-1)
  • p is independently an integer of 0 to 5
  • q is 0 or 1.
  • the compound represented by the above formula (4) is preferably a compound represented by the following formula (4-1).
  • X ′ is a hydrogen atom or a C1-18 monovalent substituent
  • R 0 is each independently a C1-4 alkyl group or a halogen atom, and the same In the naphthalene ring, they may be the same or different from each other
  • R 4 has the same meaning as in the above formula (4)
  • p is independently an integer of 0 to 5.
  • R 2 , X and m 2 have the same meaning as in the above formula (2).
  • the compound represented by the above formula (2) is reacted with aldehydes or ketones corresponding to naphthols or thionaphthols in the presence of an acid catalyst.
  • the resist composition of this embodiment can form an amorphous film as a resist film by spin coating.
  • a positive resist pattern or a negative resist pattern can be selectively produced.
  • the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment with respect to the developer at 23 ° C. is preferably 5 ⁇ / sec or less, and 0.05 to 5 ⁇ / Sec is more preferable, and 0.0005 to 5 kg / sec is still more preferable.
  • this dissolution rate is 5 ⁇ / sec or less, it becomes difficult to dissolve with a developer, and a resist can be more reliably formed.
  • the dissolution rate when the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved. This is because the contrast of the exposed portion that is dissolved in the developer and the unexposed portion that is not dissolved in the developer due to the change in solubility of the compound represented by the formula (1) or (2) before and after exposure. Presumed to be larger. Further, when the dissolution rate is 0.0005 K / sec or more, the effect of reducing line edge roughness (hereinafter referred to as “LER”) and the effect of reducing defects are further enhanced.
  • the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 10 ⁇ / sec or more.
  • the dissolution rate When the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved by the developer, and is more suitable for a resist. Further, when the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the micro surface portion of the compound represented by the above formula (1) or (2) is dissolved and LER is reduced. If the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the effect of reducing defects is further enhanced.
  • the dissolution rate can be determined by immersing the amorphous film in a developing solution at 23 ° C. for a predetermined time, and measuring the film thickness before and after the immersion by a known method such as visual observation, an ellipsometer, or a QCM method.
  • the dissolution rate with respect to is preferably 10 / sec or more.
  • the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved by the developer, and is more suitable for a resist.
  • the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the micro surface portion of the compound represented by the above formula (1) or (2) is dissolved and LER is reduced.
  • the dissolution rate with respect to is preferably 5 ⁇ / sec or less, more preferably 0.05 to 5 ⁇ / sec, still more preferably 0.0005 to 5 ⁇ / sec.
  • this dissolution rate is 5 ⁇ / sec or less, it becomes difficult to dissolve with a developer, and a resist can be more reliably formed.
  • the dissolution rate when the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved. This is because the contrast of the unexposed portion that is dissolved in the developer and the exposed portion that is not dissolved in the developer is caused by the change in solubility of the compound represented by the formula (1) or (2) before and after exposure. Presumed to be larger.
  • the dissolution rate is 0.0005 K / sec or more, the LER reduction effect and the defect reduction effect are further enhanced.
  • the resist composition of the present embodiment contains the compound represented by the above formula (1) or the compound represented by the above formula (2) as a solid component.
  • the resist composition of this Embodiment may contain both the compound represented by the said Formula (1), and the compound represented by the said Formula (2).
  • the resist composition of the present embodiment preferably further contains a solvent in addition to the compound represented by the above formula (1) or (2).
  • the solvent used in 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, and ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate.
  • Ethylene glycol monoalkyl ether acetates 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 (PGMEA), propylene glycol mono-n-propyl Ether acetate and propylene glycol mono-n-butyl ether Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as cetate; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate and lactic acid Lactic acid esters such as n-amyl; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, n-
  • the solvent used in the present embodiment is preferably a safe solvent, more preferably selected from the group consisting of PGMEA, PGME, CHN, CPN, 2-heptanone, anisole, butyl acetate, ethyl propionate and ethyl lactate. At least one selected from the group consisting of PGMEA, PGME and CHN.
  • the content of the solid component and the content of the solvent in the resist composition are not particularly limited, but the content of the solid component is 1 to 80% by mass and the solvent is 100% by mass with respect to the total content of the solid component and the solvent.
  • the content of is preferably 20 to 99% by mass, more preferably the solid component content is 1 to 50% by mass, the solvent content is 50 to 99% by mass, and still more preferably the solid component content is Is 2 to 40% by mass, and the solvent content is 60 to 98% by mass, particularly preferably the solid component content is 2 to 10% by mass and the solvent content is 90 to 98% by mass.
  • the resist composition of the present embodiment may contain at least one selected from the group consisting of an acid generator, an acid diffusion controller, and other solid components as solid components other than those described above.
  • the total mass (The compound represented by Formula (1), Formula (2) of a solid component
  • the total of solid components optionally used such as a compound represented by the formula, an acid generator, an acid diffusion controller and other solid components, the same shall apply hereinafter) is preferably 50 to 99.4% by mass, More preferably, it is 55 to 90% by mass, still more preferably 60 to 80% by mass, and particularly preferably 60 to 70% by mass.
  • the resist composition contains both the compound represented by the above formula (1) and the compound represented by the above formula (2), the compound represented by the above formula (1) or (2)
  • the content is the total content of the compound represented by the above formula (1) and the compound represented by the above formula (2).
  • the resist composition of the present embodiment is directly or indirectly oxidized by irradiation with any radiation selected from visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray and ion beam. It is preferable to contain one or more acid generators that generate water.
  • the content of the acid generator in the resist composition is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 1 to 40% by mass, and still more preferably 3 to 30% by mass with respect to the total mass of the solid component. 10 to 25% by mass is particularly preferable.
  • the acid generation method is not limited as long as an acid is generated in the system.
  • each R 13 is independently 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 ⁇ represents 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 above formula (8-1) is triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyltolylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n.
  • each R 14 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 ⁇ has the same meaning as in formula (8-1) above.
  • the compounds represented by the above formula (8-2) are 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 is an alkylene group, an arylene group or an alkoxylene group
  • R 15 is an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group or a halogen-substituted aryl group.
  • the compound represented by the formula (8-3) 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
  • each R 16 independently represents an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted heteroaryl group or An optionally substituted aralkyl group.
  • the compound represented by the above formula (8-4) is diphenyl disulfone, di (4-methylphenyl) disulfone, dinaphthyl disulfone, di (4-tert-butylphenyl) disulfone, di (4-hydroxyphenyl). At least one selected from the group consisting of disulfone, 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. Heteroaryl groups or optionally substituted aralkyl groups. )
  • the compounds represented by the above formula (8-5) are ⁇ - (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, ⁇ - (methylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenylacetonitrile, ⁇ - (trifluoromethylsulfonyloxyimino).
  • each R 18 independently represents a halogenated alkyl group having one or more chlorine atoms or one or more bromine atoms.
  • the halogenated alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • R 19 and R 20 are each independently a C1-3 alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group; a cyclopentyl group And a cycloalkyl group such as cyclohexyl group; a C1-3 alkoxyl group such as methoxy group, ethoxy group and propoxy group; or an aryl group such as phenyl group, toluyl group and naphthyl group, preferably C6-10 An aryl group.
  • L 19 and L 20 are each independently an organic group having a 1,2-naphthoquinonediazide group.
  • organic group having a 1,2-naphthoquinonediazide group examples 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. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group are particularly preferable.
  • J 19 is a single bond, a polymethylene group of C1 ⁇ 4, a cycloalkylene group, a phenylene group, a group represented by the following formula (8-7-1), a carbonyl group, an ester group, an amide group or an ether group, Y 19 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a C1-C3 alkyl group) or an aryl group (preferably a C6-C10 aryl group), and X 20 each independently represents a group represented by the following formula (8 A group represented by -8-1).
  • each Z 22 independently represents an alkyl group (preferably a C1-C3 alkyl group), a cycloalkyl group (preferably a C3-C6 cycloalkyl group) or an aryl group ( preferably an aryl group) of C6 ⁇ C10
  • R 22 are each independently an alkyl group of an alkyl group (preferably C1 ⁇ C3), cycloalkyl groups of a cycloalkyl group (preferably C3 ⁇ C6) or alkoxylated A group (preferably a C1-C3 alkoxy group), and r is an integer of 0-3.
  • Examples of other acid generators include 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 (cyclohexylsulfonylazomethylsulfonyl) propane, 1,4-bis (phenylsulfonylazomethylsulfonyl) butane, 1,6-
  • acid generators having an aromatic ring are preferable, and acid generators represented by the above formula (8-1) or (8-2) are more preferable.
  • An acid generator having a sulfonate ion having an aryl group or a halogen-substituted aryl group as X ⁇ in the formula (8-1) or (8-2) is more preferred, and an acid generator having a sulfonate ion having an aryl group
  • Particularly preferred are diphenyltrimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate.
  • LER can be further reduced.
  • the said acid generator is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the resist composition of the present embodiment controls acid diffusion in the resist film by controlling the diffusion of the acid generated from the acid generator by irradiation to prevent undesirable chemical reactions in the unexposed areas.
  • An agent may be contained.
  • the storage stability of the resist composition is improved.
  • the resolution is further improved, and the change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time before radiation irradiation and the holding time after radiation irradiation can be suppressed, thereby stabilizing the process. It is extremely excellent in properties.
  • Such an acid diffusion control agent is not particularly limited, and examples thereof include radiation-decomposable basic compounds such as a nitrogen atom-containing basic compound, a basic sulfonium compound, and a basic iodonium compound.
  • the acid diffusion controller can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the acid diffusion controller include nitrogen-containing organic compounds and basic compounds that decompose upon exposure.
  • Examples of the nitrogen-containing organic compound include the following formula (11):
  • 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 (III) polyamino compounds and polymers having 3 or more nitrogen atoms
  • an acid diffusion control agent 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 and 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 C1-15, preferably C1-10, and specifically include a methyl group, an ethyl group, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, n-pentyl, neopentyl, n-hexyl, texyl, n-heptyl, n- Examples include octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group and n-decyl group.
  • aryl group examples include those having 6 to 12 carbon atoms, and specific examples include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, and a 1-naphthyl group.
  • the aralkyl group is not particularly limited, and examples thereof include C7-19, preferably C7-13. Specifically, a benzyl group, an ⁇ -methylbenzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group are included. Can be mentioned.
  • the nitrogen-containing compound (I) is not particularly limited, and specifically includes, for example, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-dodecylamine and cyclohexyl.
  • Mono (cyclo) alkylamines such as amines; 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 and dicyclohexylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n- Butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n Tri (cyclo) such as heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, dimethyl-n-dodecylamine, di-n-d
  • the nitrogen-containing compound (II) is not particularly limited. Specifically, for example, 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, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- And (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene.
  • the nitrogen-containing compound (III) is not particularly limited, and specific examples include a polymer of polyethyleneimine, polyallylamine and N- (2-dimethylaminoethyl) acrylamide.
  • the amide group-containing compound is not particularly limited. Specifically, for example, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, Benzamide, pyrrolidone and N-methylpyrrolidone.
  • the urea compound is not particularly limited. Specifically, for example, urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3 -Diphenylurea and tri-n-butylthiourea.
  • the nitrogen-containing heterocyclic compound is not particularly limited. Specifically, for example, imidazoles such as imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, and 2-phenylbenzimidazole; Pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, In addition to pyridines such as quinoline, 8-oxyquinoline and acridine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine and 1,4-diazabicyclo [2. .2] octane.
  • imidazoles such
  • the radiolytic basic compound is not particularly limited, and for example, the following formula (12-1): And a sulfonium compound represented by the following formula (12-2):
  • R 71 , R 72 , R 73 , R 74 and R 75 are each independently a hydrogen atom, a C1-6 alkyl group, or a C1-6 An alkoxyl group, a hydroxyl group or a halogen atom is shown.
  • Z ⁇ represents HO ⁇ , R—COO ⁇ (wherein R represents a C1-6 alkyl group, a C6-11 aryl group, or a C7-12 alkaryl group) or the following formula (12-3):
  • radiolytic basic compound examples include, for example, triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenyl.
  • the content of the acid diffusion controller in the resist composition is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, and 0.01 to 5% by mass with respect to the total mass of the solid component. More preferred is 0.01 to 3% by mass.
  • the resist composition contains the acid diffusion control agent within the above range, it is possible to further suppress deterioration in resolution, pattern shape, dimensional fidelity, and the like. Furthermore, when the content is within the above range, deterioration of the shape of the upper layer portion of the pattern can be suppressed even if the holding time from the electron beam irradiation to the post-irradiation heating becomes longer. Moreover, the fall of a sensitivity, the developability of an unexposed part, etc.
  • the storage stability of the resist composition is improved, the resolution is improved, and the resist is caused by fluctuations in the holding time before irradiation and the holding time after irradiation.
  • the change in the line width of the pattern 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 alone or in combination.
  • the dissolution accelerator increases the solubility of the compound represented by the formula (1) or (2) in the developing solution and increases the dissolution rate of the compound appropriately during development. It is a component having A dissolution promoter can be used in the range which does not impair the effect of this invention.
  • the dissolution accelerator include low molecular weight phenolic compounds, and examples thereof include bisphenols and tris (hydroxyphenyl) methane. These dissolution promoters can be used singly or in combination of two or more.
  • the resist composition contains a dissolution accelerator, the content is appropriately adjusted according to the type of the compound represented by the formula (1) or (2) to be used, but with respect to the total mass of the solid component.
  • More than 0 mass% and 49 mass% or less are preferable, more than 0 mass% and 5 mass% or less are more preferable, and more than 0 mass% and 1 mass% or less are still more preferable. However, it is particularly preferable not to use a dissolution accelerator from the viewpoint of not reducing the effect of the present invention.
  • dissolution control agent When the solubility of the compound represented by the formula (1) or (2) in the developer is high, the dissolution control agent controls the solubility and moderately decreases the dissolution rate of the compound during development. It is a component having an action. As such a dissolution control agent, those that do not chemically change in steps such as baking of the resist film, irradiation with radiation, and development are preferable.
  • the dissolution control agent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as phenanthrene, anthracene, and acenaphthene; ketones such as acetophenone, benzophenone, and phenyl naphthyl ketone; methyl phenyl sulfone, diphenyl sulfone, and dinaphthyl sulfone. Examples include sulfones. These dissolution control agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the content when the resist composition contains a dissolution control agent is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the type of the compound represented by the formula (1) or (2) to be used.
  • More than 0 mass% and 49 mass% or less are preferable with respect to the total mass, more than 0 mass% and 5 mass% or less are more preferable, and more than 0 mass% and 1 mass% or less are still more preferable. However, from the viewpoint of not reducing the effect of the present invention, it is particularly preferable not to use a dissolution control agent.
  • the sensitizer absorbs the energy of the irradiated radiation and transmits the energy to the acid generator (C), thereby increasing the amount of acid generated and improving the apparent sensitivity of the resist. It is a component to be made.
  • a sensitizer is not particularly limited, and examples thereof include benzophenones, biacetyls, pyrenes, phenothiazines, and fluorenes. These sensitizers can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the resist composition contains a sensitizer, the content is appropriately adjusted according to the type of the compound represented by the formula (1) or (2) to be used, but with respect to the total mass of the solid component.
  • More than 0 mass% and 49 mass% or less are preferable, more than 0 mass% and 5 mass% or less are more preferable, and more than 0 mass% and 1 mass% or less are still more preferable. However, it is particularly preferable not to use a sensitizer from the viewpoint of not reducing the effect of the present invention.
  • the surfactant is a component having an action of improving the coating property and striation of the resist composition of the present embodiment, the developing property of the resist, and the like.
  • a surfactant is not particularly limited, and may be anionic, cationic, nonionic or amphoteric.
  • a preferred surfactant is a nonionic surfactant.
  • the nonionic surfactant has a good affinity with the solvent used in the production of the resist composition, and has a higher effect as a surfactant.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, and higher fatty acid diesters of polyethylene glycol, but are not particularly limited.
  • More than 0 mass% and 49 mass% or less are preferable with respect to the total mass, more than 0 mass% and 5 mass% or less are more preferable, and more than 0 mass% and 1 mass% or less are still more preferable. However, from the viewpoint of not reducing the effect of the present invention, it is particularly preferable not to use a surfactant.
  • the resist composition of the present embodiment further contains, as an optional component, an organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof for the purpose of preventing sensitivity deterioration or improving the resist pattern shape, retention stability, and the like. Also good. These components can be used in combination with an acid diffusion controller, or may be used alone.
  • organic carboxylic acid for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid and salicylic acid are suitable.
  • Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester and phosphoric acid diphenyl ester, and derivatives such as phosphoric acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di- Derivatives such as n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester and phosphonic acid dibenzyl ester, phosphonic acids or their esters; phosphinic acids such as phosphinic acid and phenylphosphinic acid and their derivatives It is done. Of these, phosphonic acid is particularly preferred.
  • the organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or derivative thereof is used alone or in combination of two or more.
  • the content thereof is appropriately adjusted according to the type of the compound represented by the formula (1) or (2) used. More than 0 mass% and 49 mass% or less are preferable with respect to the total mass of a solid component, more than 0 mass% and 5 mass% or less are more preferable, and more than 0 mass% and 1 mass% or less are still more preferable.
  • One or more other additives other than the derivative can be contained.
  • additives include dyes, pigments, and adhesion aids.
  • the resist composition contains a dye or a pigment because the latent image in the exposed area can be visualized and the influence of halation during exposure can be reduced.
  • the resist composition contains an adhesion assistant because the adhesion to 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, and specifically 4-hydroxy-4′-methylchalcone.
  • the total content of other additives is preferably more than 0% by mass and 49% by mass or less, more preferably more than 0% by mass and 5% by mass or less, and further more than 0% by mass and 1% by mass or less based on the total mass of the solid component. preferable. However, it is particularly preferable not to use other additives from the viewpoint of not reducing the effect of the present invention.
  • the compound represented by formula (1) and / or the compound represented by formula (2), the acid generator, the acid diffusion controller, and other solid components The content ratio (the compound represented by the formula (1) and / or the compound represented by the formula (2) / acid generator / acid diffusion controller / other solid component) is expressed in mass% (resist composition) based on the solid matter.
  • the total amount of solids in the product is 100%), preferably 50 to 99.4 / 0.001 to 49 / 0.001 to 49/0 to 49, more preferably 55 to 90/1 to 40/0.
  • the content ratio of each component is selected from each range so that the sum is 100% by mass. When the content ratio is in the above range, performance such as sensitivity, resolution, developability and the like is further improved.
  • the method for preparing the resist composition of the present embodiment is not particularly limited.
  • each component is dissolved / dispersed in a solvent to form a uniform solution at the time of use, and then, for example, if necessary, the pore diameter is about 0.2 ⁇ m.
  • the method etc. which filter with a filter etc. are mentioned.
  • Examples of the solvent used for preparing the resist composition of the present embodiment include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, and ethylene glycol mono-n-butyl ether.
  • Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as 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 and propylene glycol mono-n-butyl ether acetate Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate and n-lactate Lactic acid esters such as amyl; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate,
  • the resist composition of the present embodiment can contain one or more resins as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the resin is not particularly limited, and examples thereof include novolak resins, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resins, and polymers containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinyl phenol as monomer units, Or these derivatives are mentioned.
  • the content of the resin in the resist composition is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the type of the compound represented by the formula (1) or (2) to be used, but is 30 masses per 100 mass parts of the compound.
  • the amount is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. However, it is particularly preferable not to use a resin from the viewpoint of not reducing the effects of the present invention.
  • the method for forming a resist pattern according to the present embodiment is not particularly limited, and as a suitable method, a step of forming a resist film by applying the above-described resist composition of the present embodiment on a substrate is formed. Examples thereof include a method including a step of exposing a resist film and a step of developing the exposed resist film to form 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 resist composition of the present embodiment on a conventionally known substrate by a coating means such as spin coating, casting coating or roll coating.
  • substrate is not specifically limited, For example, the board
  • inorganic film examples include an inorganic antireflection film (inorganic BARC).
  • organic film examples include an organic antireflection film (organic BARC). You may use what performed the surface treatment by the hexamethylene disilazane etc. with respect to the said board
  • the substrate coated with the resist composition is heated as necessary.
  • the heating conditions may be appropriately changed depending on the composition of the resist composition, but is preferably 20 to 250 ° C., more preferably 20 to 150 ° C. Heating is preferable because the adhesion of the resist film to the substrate may be improved.
  • 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. What is necessary is just to select exposure conditions etc. suitably according to the composition etc. of a resist composition.
  • heating is preferably performed after radiation irradiation in order to stably form a high-precision fine pattern in exposure.
  • the heating conditions may be changed depending on the composition of the resist composition, but is preferably 20 to 250 ° C., more preferably 20 to 150 ° C.
  • the exposed resist film is developed with a developer to form a predetermined resist pattern.
  • the developer preferably contains a solvent having a solubility parameter (SP value) close to that of the compound represented by formula (1) or (2) used.
  • SP value solubility parameter
  • examples of the solvent contained in the developer include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents, organic solvents such as hydrocarbon solvents, and alkaline aqueous solutions. .
  • polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents
  • organic solvents such as hydrocarbon solvents
  • alkaline aqueous solutions such as hydrocarbon solvents
  • a polar solvent such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent, and a hydrocarbon solvent
  • a positive resist pattern can be obtained.
  • the ketone solvent is not particularly limited, and examples thereof include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, and methylcyclohexanone.
  • the ester solvent is not particularly limited.
  • the alcohol solvent is not particularly limited, and examples thereof include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol (2-propanol), n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, alcohols such as n-hexyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol and n-decanol; glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether; Propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether Le, and a glycol ether-based solvents such as triethylene glycol monoethyl ether and methoxymethyl butanol.
  • the ether solvent is not particularly limited, and examples thereof include dioxane and tetrahydrofuran in addition to the glycol ether solvent.
  • the amide solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide and 1,3-dimethyl-2- Examples include imidazolidinone.
  • 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 above organic solvents are used singly or in combination of two or more. Moreover, you may use 1 type (s) or 2 or more types of said organic solvent in combination with a solvent other than the above and / or water within the range which does not inhibit the performance as a solvent.
  • the water content of the developer as a whole is preferably less than 70% by mass, more preferably less than 50% by mass, and less than 30% by mass. It is more preferable that it is less than 10% by mass, and it is very preferable that it does not substantially contain water.
  • the content of the organic solvent in the developer is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the developer. More preferably, it is more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, still more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and particularly preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less. preferable.
  • 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), and Examples include aqueous solutions of alkaline compounds such as choline.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the developer is a developer containing at least one solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. This is preferable because it improves resist performance such as roughness.
  • the vapor pressure of the developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and further preferably 2 kPa or less at 20 ° C.
  • a solvent having such a vapor pressure may be contained in the developer.
  • the solvent having a vapor pressure of 5 kPa or less Ketone solvents such as 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone and 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 Ester solvents such as 3-methyl
  • the solvent having a vapor pressure of 2 kPa or less which is a more preferable range, include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, Ketone solvents such as methylcyclohexanone and 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, Ester solvents such as 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate and propyl lactate; n-butyl Alcohol solvents such as alcohol
  • Glycol ether solvents N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide Fine N, N- dimethylformamide amide-based solvents, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene; and include aliphatic hydrocarbon solvents such as octane and decane.
  • a surfactant can be added to the developer as necessary.
  • a surfactant is not particularly limited, and examples thereof include ionic and nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants.
  • fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950.
  • JP-A-5360692 JP-A-5529881, JP-A-5296330, JP-A-53466098, JP-A-5576143, JP-A-5294511, and JP-A-5824451
  • it is a nonionic surfactant.
  • a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant it is more preferable to use.
  • the addition amount of the surfactant to the developer is usually preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass, and still more preferably 0.01 to 0% with respect to the total amount of the developer. 0.5% by mass.
  • a development method for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying a developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying a developer while scanning a developer application nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) ).
  • the development time is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.
  • the present embodiment may have a step of stopping development while replacing the developer with another solvent after the step of developing.
  • this embodiment includes a step of cleaning the substrate and the resist pattern formed thereon using a rinse liquid containing an organic solvent (hereinafter, also referred to as “rinse step”) after the developing step. It is preferable.
  • the rinsing liquid used in the rinsing step after development is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern cured by crosslinking, and a solution or water containing a general organic solvent can be used.
  • the rinse liquid include a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. It is preferable to use it. More preferably, the rinsing liquid used in the rinsing step contains at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, and amide solvents.
  • the rinsing liquid used in the rinsing step contains an alcohol solvent and / or an ester solvent. Even more preferably, the rinsing liquid used in the rinsing step contains a monohydric alcohol. Particularly preferably, the rinsing solution used in the rinsing step contains a C5 or higher monohydric alcohol.
  • the time required for the rinsing step is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.
  • examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step after development include linear, branched, or cyclic monohydric alcohols.
  • Specific examples include 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl alcohol.
  • -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 and 4-octanol.
  • Particularly preferred C5 or higher monohydric alcohols include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol and 3-methyl-1-butanol.
  • the rinsing liquid may contain one or more of the above components, or may further contain an organic solvent other than the above.
  • the moisture content in the rinse liquid is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, better development characteristics can be obtained.
  • the vapor pressure of the rinse liquid used after development 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.
  • the rinse liquid may contain an appropriate amount of a surfactant.
  • the developed substrate is cleaned using a rinsing solution containing the organic solvent.
  • the cleaning method is not particularly limited.
  • a method of continuously applying a rinsing liquid onto a substrate rotating at a constant speed or immersing the substrate in a bath filled with the rinsing liquid for a certain period of time.
  • Examples thereof include a method (dip method) and a method (spray method) in which a rinse liquid is sprayed onto the substrate surface.
  • the spin coating method is preferable, and after washing by the spin coating method, the substrate is preferably rotated at a rotational speed of 2000 rpm to 4000 rpm to remove the rinse liquid from the substrate.
  • the pattern wiring board is obtained by etching.
  • etching method a known method such as dry etching using a plasma gas and wet etching using an alkali solution, a cupric chloride solution, a ferric chloride solution, or the like can be employed.
  • plating can also be performed.
  • the plating method include copper plating, solder plating, nickel plating, and gold plating.
  • the residual resist pattern after etching can be peeled off with an organic solvent.
  • organic solvent include PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGME (propylene glycol monomethyl ether), and EL (ethyl lactate).
  • peeling method include an immersion method and a spray method.
  • 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 substrate obtained in the present embodiment can also be formed by a method of forming a resist pattern, depositing a metal in vacuum, and then dissolving the resist pattern with a solution, that is, a lift-off method.
  • the polyphenol derivative of the present embodiment is a compound represented by the following formula (3) or a polyphenol derivative represented by the following formula (4).
  • X ′ is each independently a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 18 carbon atoms
  • R 0 is each independently having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 4 has the same meaning as in formula (1-1)
  • p is independently And is an integer of 0 to 5, and q is 0 or 1.
  • the compound represented by the above formula (3) and the polyphenol derivative represented by the above formula (4) are respectively represented by the compound represented by the following formula (3-1) and the following formula (4-1). It is preferable that it is a compound.
  • X ′ is each independently a hydrogen atom or a monovalent substituent of C1-18
  • R 0 is independently C1-4
  • R 4 has the same meaning as in formula (1-1)
  • p is independently 0 An integer of ⁇ 5.
  • the polyphenol derivative of the present embodiment has a naphthalene skeleton, it has excellent heat resistance and, in addition, has an effect of being excellent in solubility in a safe solvent.
  • the position of —OR 4 in the naphthalene ring is not particularly limited, but from the viewpoint of industrial applicability of raw materials, the 1,5-position, 1,6-position, 1,7-position, 2,3-position, 2,7-position, or The 2nd and 6th positions are preferable, and the 2nd and 6th positions are more preferable from the viewpoint of higher solubility in a safe solvent and lower crystallinity.
  • Pattern evaluation of resist pattern (resolution, shape, LER) Whether line and space is observed with a scanning electron microscope (S-4800 (product name) manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.) and whether the pattern shape, line edge roughness, and sensitivity are good for a pattern with a resolution of 30 nm Evaluation was performed. If the pattern shape was rectangular, it was judged to be good.
  • LER Line Edge Roughness
  • SEM scanning electron microscope
  • the liquid after the reaction was concentrated, 50 g of pure water was added to precipitate the reaction product, cooled to room temperature, and then separated by filtration.
  • the obtained solid was further filtered and dried, followed by separation and purification by column chromatography to obtain 0.2 g of the target compound (BisN-1) represented by the following formula.
  • the target compound (BisN-1) represented by the following formula.
  • Example 1 the solubility to a safe solvent was evaluated by the said method.
  • the results are shown in Example 1 in Table 1.
  • TetP-1 and di-t-butyldicarbonate were reacted in the same manner as in Synthesis Example 1 except that TetP-1 was used in place of BisN-1, and the target compound represented by the following formula: 2.50 g of (TetP-1-BOC) was obtained.
  • NMR measurement was performed on the said measurement conditions, and it confirmed that it had a chemical structure of a following formula.
  • resorcinol 22 g, 0.2 mol
  • Kanto Chemical Co., Ltd. was placed in a four-necked flask (1000 mL) equipped with a well-dried dropping funnel substituted with nitrogen, Jim Roth condenser, thermometer and stirring blade.
  • CHBAL 6. g, 0.2 mol
  • dehydrated ethanol 200 mL
  • This solution was heated to 85 ° C. with a mantle heater while stirring.
  • 75 mL of concentrated hydrochloric acid 35%) was added dropwise over 30 minutes using a dropping funnel, and then the reaction was allowed to proceed with stirring at 85 ° C. for 3 hours.
  • the resist pattern was formed in the following procedures using the obtained resist composition.
  • PB pre-exposure heating
  • the obtained resist film was set to an electron beam using an electron beam lithography apparatus (product name “ELS-7500”, manufactured by Elionix Co., Ltd.) with a line and space of 1: 1 at intervals of 50 nm, 40 nm and 30 nm.
  • ELS-7500 electron beam lithography apparatus
  • each was heated at a predetermined temperature for 90 seconds, and developed by being immersed in a TMAH 2.38 mass% alkali developer for 60 seconds. Thereafter, rinsing with ultrapure water and drying were performed to form a positive resist pattern.
  • pattern evaluation was implemented by the said method. The obtained results are shown in Table 1.
  • the developer is changed from TMAH 2.38% by mass alkaline developer to butyl acetate, the development time is changed until the pattern can be developed, and the rinse is not washed. Similarly, a negative resist pattern was formed. About the obtained resist pattern, pattern evaluation was implemented by the said method. The obtained results are shown in Table 1.
  • the resist composition containing the compound according to the present invention can form a resist pattern with high sensitivity, low roughness, and good shape as compared with the composition containing TetP-1 or CR-1. I understood that I could do it. As long as the above-described requirements of the present invention are satisfied, compounds other than those described in the examples also show the same effect.
  • the present invention it is possible to provide a resist composition that is excellent in heat resistance, has high solubility in a safe solvent, has high sensitivity, and can impart a good resist pattern shape, and a resist pattern forming method using the same. Therefore, the present invention is useful in the semiconductor field, display field, photomask, thin film magnetic head, compound semiconductor, research and development, etc. in which a resist composition such as an acid amplification type non-polymer resist material is used. Further, according to the present invention, a polyphenol derivative having excellent heat resistance and high solubility in a safe solvent can be provided.
  • the present invention provides a raw material and a curing agent for epoxy resin used for a base material of a photosensitive material such as a photoresist for semiconductor, a sealing material for an integrated circuit, and a developer and an anti-fading agent used for a heat-sensitive recording material.
  • a photosensitive material such as a photoresist for semiconductor
  • a sealing material for an integrated circuit such as a sealing material for an integrated circuit
  • a developer and an anti-fading agent used for a heat-sensitive recording material.
  • additives such as bactericides and fungicides.

Abstract

 耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性が高く、高感度で、かつ良好なレジストパターン形状を付与できるレジスト組成物を提供する。そのようなレジスト組成物は、下記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有する。

Description

レジスト組成物、レジストパターン形成方法及びそれに用いるポリフェノール誘導体
 本発明は、レジスト組成物及びそれを用いるレジストパターン形成方法に関する。
 また、本発明は、上記レジスト組成物等に使用できるポリフェノール誘導体に関する。
 これまで知られている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レジスト材料の溶液を基板上に塗布することによりレジスト薄膜を作製した後、その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が形成される。
 しかしながら、高分子系レジストは分子量が1万~10万程度と大きく、分子量分布も広い。そのため、高分子系レジスト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。したがって、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。そこで、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(特許文献1及び特許文献2参照)が提案されている。また、高耐熱性を有す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(特許文献3及び非特許文献1参照)も提案されている。
 さらには、レジスト材料のベース化合物としてポリフェノール化合物が低分子量ながら、高耐熱性の付与、及びレジストパターンの解像性やラフネスの改善に有用であることが知られている(非特許文献2参照)。
特開2005-326838号公報 特開2008-145539号公報 特開2009-173623号公報
T.Nakayama,M.Nomura,K.Haga,M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,2979(1998) 岡崎信次、他22名「フォトレジスト材料開発の新展開」株式会社シーエムシー出版、2009年9月、p.211-259
 しかしながら、特許文献1及び2に記載の組成物は耐熱性が十分ではなく、得られるレジストパターンの形状が悪くなる欠点がある。また、特許文献3や非特許文献1に記載の組成物は、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、感度が低い、得られるレジストパターン形状が悪い等の問題点があるため、低分子量レジスト材料の更なる改良が望まれている。
 また、非特許文献2には溶解性について記載がなく、記載された化合物の耐熱性はいまだ十分ではなく、耐熱性、耐水性、耐薬品性、電気特性及び機械特性等の諸特性の一段の向上が求められている。
 本発明の目的は、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性が高く、高感度で、かつ良好なレジストパターン形状を付与できるレジスト組成物、及び該レジスト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。
 また、本発明の別の目的は、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性の高いポリフェノール誘導体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、レジスト組成物が特定構造を有する化合物を含有することで、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性が高く、高感度で、かつ、良好なレジストパターン形状を付与できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は次のとおりである。
[1]下記式(1)又は(2)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(1)及び(2)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、水酸基又は水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rの少なくとも1つは水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、nは1~4の整数であり、式(1)及び式(2)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、式(1)中、mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、式(2)中、Xは、それぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子であり、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
[2]前記式(1)で表される化合物が下記式(1-1)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が式(2-1)で表される化合物である、上記[1]に記載のレジスト組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(1-1)及び(2-1)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~10のアルケニル基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、式(1-1)及び式(2-1)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、nは1~4の整数であり、式(1-1)中、mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、mはそれぞれ独立して0~6の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、式(2-1)中、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、mはそれぞれ独立して0~5の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
[3]前記式(1)で表される化合物が下記式(1-2)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が下記式(2-2)で表される化合物である、上記[1]に記載のレジスト組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(1-2)及び(2-2)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~10のアルケニル基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、式(1-2)及び式(2-2)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、nは1~4の整数であり、式(1-2)中、mはそれぞれ独立して0~6の整数であり、式(2-2)中、mはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
[4]前記式(1)で表される化合物が下記式(3)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が式(4)で表される化合物である、上記[1]に記載のレジスト組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(3)及び(4)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。)
[5]溶媒を更に含有する、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載のレジスト組成物。
[6]酸発生剤を更に含有する、上記[1]~[5]のいずれか1つに記載のレジスト組成物。
[7]酸拡散制御剤を更に含有する、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載のレジスト組成物。
[8]上記[1]~[7]のいずれか1つに記載のレジスト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、形成された前記レジスト膜を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像する工程とを含む、レジストパターン形成方法。
 また、本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定構造を有する新規なポリフェノール誘導体が上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は次のとおりである。
[9]下記式(3)又は(4)で表されるポリフェノール誘導体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式(3)及び(4)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。)
 本発明により、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性が高く、高感度で、かつ、良好なレジストパターン形状を付与できるレジスト組成物、及び該レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供できる。
 また、本発明により、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性の高いポリフェノール誘導体を提供できる。
 以下、本発明の実施の形態について説明する(以下、「本実施の形態」と称する)。なお、本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施の形態のみに限定されない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
[レジスト組成物]
 本実施の形態のレジスト組成物は、上記式(1)又は(2)で表される化合物を含有する。
(第1の態様の組成物)
 本実施の形態の第1の態様において、レジスト組成物は、下記式(1)で表される化合物を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 なお、本実施の形態の化合物の化学構造は、H-NMR分析により決定できる。
 本実施の形態では、上記式(1)で表される化合物がナフタレン骨格を有することを主因として、耐熱性に優れる。
 式(1)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、水酸基又は水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rの少なくとも1つは水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、nは1~4の整数である。耐熱性や解像度、ラフネス等のレジスト特性の点から、nは1~3であることが好ましい。
 また、qは1であることが好ましい。すなわち、上記式(1)で表される化合物は、下記式(1-a)で表されるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 式(1-a)中、R、R、m及びnは、上記式(1)におけるものと同義である。
 なお、本実施の形態の化合物はポリマーではないが、便宜上、上記式(1)中のRに結合する[ ]部分の構造を、「繰り返し単位の構造式」と称する(以下、式(2)についても同様である。)。
 上記式(1)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30(以下、「炭素数k~l」(k及びlは整数)を「Ck~l」と称する場合がある。)の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基、二重結合、ヘテロ原子若しくはC6~30の芳香族基を有していてもよい。
 上記2n価の炭化水素基とは、n=1のときには、C1~30のアルキレン基、n=2のときには、C1~30のアルカンテトライル基、n=3のときには、C2~30のアルカンヘキサイル基、n=4のときには、C3~30のアルカンオクタイル基のことを示す。上記2n価の炭化水素基としては、例えば、直鎖状、分岐状又は環状構造を有するものが挙げられる。
 また、上記2n価の炭化水素基は、環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子)若しくはC6~30の芳香族基(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環を有する基)を有していてもよい。ここで、上記環式炭化水素基については、有橋環式炭化水素基も含まれ、具体的には、アダマンタン環を有する基、ノルボルネン環を有する基及びトリシクロデカン構造を有する基が挙げられる。
 Rは、耐熱性の点から、縮合多環芳香族基(特に2~4環の縮合環構造)を有することが好ましく、安全溶媒への溶解性や耐熱性の点から、ビフェニル基等のポリフェニル基を有することが好ましい。
 Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、C1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、C6~10のアリール基、C2~10のアルケニル基、水酸基又は水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rの少なくとも1つが水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、mはそれぞれ独立して1~7の整数である。
 レジスト膜露光時の装置汚染抑制の点から、好ましいRは、水素原子、C1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、C6~10のアリール基、C2~10のアルケニル基又は水酸基である。
 上記の構造的特徴により、上記式(1)で表される化合物は、低分子量ながらも、その剛直さにより高い耐熱性を有し、高温ベーク条件でも使用可能である。また、低分子量であり、高温ベークが可能なことから高感度であり、さらに、良好なレジストパターン形状を付与できる。
 本実施の形態において、上記式(1)で表される化合物は、安全溶媒への溶解性やレジストパターンの特性の点から、下記式(1-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式(1-1)中、Rは上記式(1)におけるものと同義である。Rは、それぞれ独立して、水素原子、C1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、C6~10のアリール基、又はC2~10のアルケニル基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、式(1-1)及び式(2-1)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよい。mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、mはそれぞれ独立して0~6の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~7の整数である。nは1~4の整数である。qはそれぞれ独立して0又は1であるが、qは1であることが好ましい。すなわち、上記式(1-1)で新波和される化合物は、下記式(1-1-a)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 上記式(1-1-a)中、R、R、R、n、m及びmは、上記式(1-1)におけるものと同義である。つまり、Rはそれぞれ独立して、酸解離性基又は水素原子であり、少なくとも1つは酸解離性基である。本明細書において「酸解離性基」とは、酸の存在下で開裂して、アルカリ可溶性基等の変化を生じる特性基をいう。アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基及びヘキサフルオロイソプロパノール基が挙げられ、フェノール性水酸基及びカルボキシル基が好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。上記酸解離性基としては、KrFやArF用の化学増幅型レジスト組成物に用いられるヒドロキシスチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂等において提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。酸解離性基は、更に高感度・高解像度なパターン形成を可能にするために、酸の存在下で連鎖的に開裂反応を起こす性質を有することが好ましい。酸解離性基の具体例としては、置換メチル基、1-置換エチル基、1-置換-n-プロピル基、1-分岐アルキル基、シリル基、アシル基、1-置換アルコキシメチル基、環状エーテル基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシカルボニルアルキル基が挙げられる。上記酸解離性基は、架橋性官能基を有しないことが好ましい。
 置換メチル基は、通常、炭素数2~20の置換メチル基であり、炭素数4~18の置換メチル基が好ましく、炭素数6~16の置換メチル基がより好ましい。置換メチル基の具体例としては、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、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、t-ブトキシメチル基、2-メチルプロポキシメチル基、エチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル基、フェニルオキシメチル基、1-シクロペンチルオキシメチル基、1-シクロヘキシルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェナシル基、4-ブロモフェナシル基、4-メトキシフェナシル基、ピペロニル基、及び下記式(13-1)で表される置換基が挙げられる。なお、下記式(13-1)中のRとしては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n-プロピル基、t-ブチル基及びn-ブチル基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
式(13-1)中、Rは、炭素数1~4のアルキル基である。
 1-置換エチル基は、通常、炭素数3~20の1-置換エチル基であり、炭素数5~18の1-置換エチル基が好ましく、炭素数7~16の1-置換エチル基がより好ましい。1-置換エチル基の具体例としては、1-メトキシエチル基、1-メチルチオエチル基、1,1-ジメトキシエチル基、1-エトキシエチル基、1-エチルチオエチル基、1,1-ジエトキシエチル基、n-プロポキシエチル基、イソプロポキシエチル基、n-ブトキシエチル基、t-ブトキシエチル基、2-メチルプロポキシエチル基、1-フェノキシエチル基、1-フェニルチオエチル基、1,1-ジフェノキシエチル基、1-シクロペンチルオキシエチル基、1-シクロヘキシルオキシエチル基、1-フェニルエチル基、1,1-ジフェニルエチル基、及び下記式(13-2)で表される置換基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
式(13-2)中、Rは、上記式(13-1)におけるものと同義である。
 1-置換-n-プロピル基は、通常、炭素数4~20の1-置換-n-プロピル基であり、炭素数6~18の1-置換-n-プロピル基が好ましく、炭素数8~16の1-置換-n-プロピル基がより好ましい。1-置換-n-プロピル基の具体例としては、1-メトキシ-n-プロピル基及び1-エトキシ-n-プロピル基が挙げられる。
 1-分岐アルキル基としては、通常、炭素数3~20の1-分岐アルキル基であり、炭素数5~18の1-分岐アルキル基が好ましく、炭素数7~16の1-分岐アルキル基がより好ましい。1-分岐アルキル基の具体例としては、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1-メチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、2-メチルアダマンチル基、及び2-エチルアダマンチル基が挙げられる。
 シリル基は、通常、炭素数1~20のシリル基であり、炭素数3~18のシリル基が好ましく、炭素数5~16のシリル基がより好ましい。シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、エチルジメチルシリル基、メチルジエチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジエチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリ-tert-ブチルシリル基及びトリフェニルシリル基が挙げられる。
 アシル基は、通常、炭素数2~20のアシル基であり、炭素数4~18のアシル基が好ましく、炭素数6~16のアシル基がより好ましい。アシル基の具体例としては、アセチル基、フェノキシアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソバレリル基、ラウリロイル基、アダマンチルカルボニル基、ベンゾイル基及びナフトイル基が挙げられる。
 1-置換アルコキシメチル基は、通常、炭素数2~20の1-置換アルコキシメチル基であり、炭素数4~18の1-置換アルコキシメチル基が好ましく、炭素数6~16の1-置換アルコキシメチル基がより好ましい。1-置換アルコキシメチル基の具体例としては、1-シクロペンチルメトキシメチル基、1-シクロペンチルエトキシメチル基、1-シクロヘキシルメトキシメチル基、1-シクロヘキシルエトキシメチル基、1-シクロオクチルメトキシメチル基及び1-アダマンチルメトキシメチル基が挙げられる。
 環状エーテル基は、通常、炭素数2~20の環状エーテル基であり、炭素数4~18の環状エーテル基が好ましく、炭素数6~16の環状エーテル基がより好ましい。環状エーテル基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、4-メトキシテトラヒドロピラニル基及び4-メトキシテトラヒドロチオピラニル基が挙げられる。
 アルコキシカルボニル基は、通常、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基であり、炭素数4~18のアルコキシカルボニル基が好ましく、炭素数6~16のアルコキシカルボニル基がより好ましい。アルコキシカルボニル基の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基及び下記式(13-3)のn=0で表される酸解離性基が挙げられる。
 アルコキシカルボニルアルキル基は、通常、炭素数2~20のアルコキシカルボニルアルキル基であり、炭素数4~18のアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、炭素数6~16のアルコキシカルボニルアルキル基がより好ましい。アルコキシカルボニルアルキル基の具体例としては、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n-プロポキシカルボニルメチル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、n-ブトキシカルボニルメチル基及び下記式(13-3)のn=1~4で表される酸解離性基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
式(13-3)中、Rは水素原子又は炭素数1~4の直鎖又は分岐アルキル基であり、nは0~4の整数である。
 これらの酸解離性基のうち、置換メチル基、1-置換エチル基、1-置換アルコキシメチル基、環状エーテル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、置換メチル基、1-置換エチル基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシカルボニルアルキル基が高感度であるためより好ましく、炭素数3~12のシクロアルカン、ラクトン及び6~12の芳香族環からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を有する酸解離性基が更に好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンは、単環であっても多環であってもよいが、多環であることが好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンの具体例としては、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン及びテトラシクロアルカンが挙げられ、より具体的には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン及びシクロヘキサン等のモノシクロアルカン;並びに、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン及びテトラシクロデカン等のポリシクロアルカンが挙げられる。これらの中でも、アダマンタン、トリシクロデカン及びテトラシクロデカンが好ましく、特にアダマンタン及びトリシクロデカンが好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンは置換基を有していてもよい。
 ラクトンとしては、例えば、ブチロラクトン、及びラクトン基を有する炭素数3~12のシクロアルカン基が挙げられる。6~12の芳香族環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環及びピレン環が挙げられ、ベンゼン環及びナフタレン環が好ましく、特にナフタレン環が好ましい。
 酸解離性基として、特に下記式(13-4)で表される各基からなる群より選ばれる酸解離性基が、解像性が高いので好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
式(13-4)中、Rは、水素原子又は炭素数1~4の直鎖若しくは分岐アルキル基であり、Rはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~4の直鎖若しくは分岐アルキル基、シアノ基、ニトロ基、複素環基、ハロゲン原子又はカルボキシル基であり、nは0~4の整数であり、nはそれぞれ独立して1~5の整数であり、nはそれぞれ独立して0~4の整数である。
 レジスト組成物としたときの感度の点から、本実施の形態において、上記式(1-1)で表される化合物は、下記式(1-2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 上記式(1-2)中、R、R、R、m、n及びqは、上記式(1-1)におけるものと同義である。
 上記式(1-2)で表される化合物は、qが1であること、すなわち、下記式(1-2-a)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式(1-2-a)中、R、R、R、m及びnは、上記式(1-2)におけるものと同義である。
 溶解性やレジスト組成物としたときの感度の点からは、上記式(1-1)で表される化合物は、上記式(1-1)中のmが2である化合物であることが好ましい。
 耐熱性や感度、解像度、ラフネス等のレジスト特性の点からは、上記式(1-1)で表される化合物は、上記式(1-1)中のnが1である化合物であることが好ましい。
 また、溶解性の点から、上記式(1-1)で表される化合物は、下記式(1-3)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
式(1-3)中、R、R、R及びmは上記式(1-1)におけるものと同義である。)
 本実施の形態において、上記式(1)で表される化合物は、下記式(3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
式(3)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(1-1)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。
 また、上記式(3)で表される化合物は、下記式(3-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
式(3-1)中、X´は、水素原子又はC1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、C1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(1-1)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数である。)
 X´における炭素数1~18の置換基としては、例えば、ヘテロ原子を有していてもよい1価の炭化水素基が好ましく、ヘテロ原子を有していない1価の炭化水素基であってもよい。この炭化水素基は、芳香環を有する1価の炭化水素基であると好ましく、そのような炭化水素基としては、例えば、ビフェニル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセン基及びピレン基が挙げられる(以下同様)。これらの中ではビフェニル基が好ましい。
 上記式(1)で表される化合物は、具体的には以下のように例示できるが、その化合物はここで列挙したものに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 式中、R及びmは上記式(1)におけるものと同義である。
 本実施の形態における上記式(1)で表される化合物の製造方法は、特に限定されない。例えば、ナフトール類又はチオナフトール類と対応するアルデヒド類又はケトン類を、酸触媒下にて反応させることによってポリフェノール化合物を得、そのポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に公知の方法により酸解離性基を導入することにより、q=1の場合の上記式(1)で表される化合物が得られる。q=0の場合の上記式(1)で表される化合物は、上記ナフトール類又はチオナフトール類に、フェノール類又はチオフェノール類を併用することで同様に合成することができる。
 上記ナフトール類としては、特に限定されず、例えば、ナフトール、メチルナフトール、メトキシナフトール及びナフタレンジオールが挙げられる。これらの中では、ナフタレンジオールを用いることがキサンテン構造を容易に得ることができる点で好ましい。
 上記チオナフトール類としては、特に限定されず、例えば、ナフタレンチオール、メチルナフタレンチオール、メトキシナフタレンチオール及びナフタレンジチオールが挙げられる。
 上記フェノール類としては、特に限定されず、例えば、フェノール、メチルフェノール、メトキシベンゼン、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン及びトリメチルハイドロキノンが挙げられる。
 上記チオフェノール類としては、特に限定されず、例えば、ベンゼンチオール、メチルベンゼンチオール、メトキシベンゼンチオール、ベンゼンジチオール及びトリメチルベンゼンジチオールが挙げられる。
 上記アルデヒド類としては、特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、デシルアルデヒド、ウンデシルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、フェニルプロピルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、フルオロベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、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、シクロヘキシルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラセンカルボキシアルデヒド、フェナントレンカルボキシアルデヒド、ピレンカルボキシアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、ナフタレンジカルボキシアルデヒド、ビフェニルジカルボキシアルデヒド、ビス(ジホルミルフェニル)メタン、ビス(ジホルミルフェニル)プロパン、及びベンゼントリカルボキシアルデヒドが挙げられる。これらの中では、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、フルオロベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、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、シクロヘキシルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラセンカルボキシアルデヒド、フェナントレンカルボキシアルデヒド、ピレンカルボキシアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、ナフタレンジカルボキシアルデヒド、ビフェニルジカルボキシアルデヒド、アントラセンジカルボキシアルデヒド、ビス(ジホルミルフェニル)メタン、ビス(ジホルミルフェニル)プロパン及びベンゼントリカルボキシアルデヒドが、高い耐熱性を与える点で好ましい。
 上記ケトン類としては、特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ノルボルナノン、トリシクロヘキサノン、トリシクロデカノン、アダマンタノン、フルオレノン、ベンゾフルオレノン、アセナフテンキノン、アセナフテノン、及びアントラキノンが挙げられる。これらの中では、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ノルボルナノン、トリシクロヘキサノン、トリシクロデカノン、アダマンタノン、フルオレノン、ベンゾフルオレノン、アセナフテンキノン、アセナフテノン、アントラキノンが、高い耐熱性を与える点で好ましい。
 上記酸触媒は、特に限定されず、周知の無機酸及び有機酸より適宜選択することができる。酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸及びふっ酸等の無機酸;シュウ酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸及びナフタレンジスルホン酸等の有機酸;塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄及び三フッ化ホウ素等のルイス酸;並びに、ケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸及びリンモリブデン酸等の固体酸が挙げられる。入手の容易さや取り扱いやすさ等の製造上の観点から、酸触媒は塩酸又は硫酸が好ましい。酸触媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 上記式(1)で表される化合物を製造する際、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、用いるアルデヒド類又はケトン類とナフトール類又はチオナフトール類との反応が進行するものであれば特に限定されない。反応溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン及びジオキサン又はこれらの混合溶媒を用いることができる。上記反応溶媒の使用量は、特に限定されず、例えば、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲である。
 上記ポリフェノール化合物を製造する際、反応温度は、特に限定されず、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができる。その反応温度は、10~200℃の範囲であることが好ましい。本実施の形態の上記式(1)で表される化合物を選択性よく合成するには、温度を低くするほどその効果が高くなり、10~60℃の範囲がより好ましい。
 上記ポリフェノール化合物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ナフトール類又はチオナフトール類、アルデヒド類又はケトン類、並びに酸触媒を一括で仕込む方法、酸触媒存在下でナフトール類又はチオナフトール類、アルデヒド類又はケトン類を滴下していく方法が挙げられる。ポリフェノール化合物を得るための重縮合反応の終了後、系内に存在する未反応原料及び酸触媒等を除去するために、反応器の温度を130~230℃にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去することもできる。
 上記ポリフェノール化合物を製造する際の各原料の比率は、特に限定されないが、例えば、アルデヒド類又はケトン類1モルに対し、ナフトール類又はチオナフトール類を2モル~過剰量、並びに、酸触媒を0.001~1モル使用してもよい。また、ポリフェノール化合物を得るための重縮合反応は、常圧、20~60℃で20分~100時間程度、各原料を反応させることにより進行する。
 上記ポリフェノール化合物を製造する際、上記反応終了後、公知の方法により目的物を単離することができる。目的物の単離方法は、特に限定されない。例えば、反応液を濃縮し、純水を加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って固形物を分離する。次いで、得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトにより、副生成物と分離精製し、溶媒留去、濾過、乾燥を経て目的化合物を得ることもできる。
 上記ポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に酸解離性基を導入する方法は公知である。例えば、以下のようにして、上記ポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に酸解離性基を導入することができる。酸解離性基を導入するための化合物は、公知の方法で合成してもよく、市販品を入手してもよい。そのような化合物としては、例えば、酸クロライド、酸無水物、及びジカーボネートなどの活性カルボン酸誘導体化合物、アルキルハライド、ビニルアルキルエーテル、ジヒドロピラン、並びにハロカルボン酸アルキルエステルが挙げられるが、これらに特に限定されない。
 例えば、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の非プロトン性溶媒に上記ポリフェノール化合物を溶解又は懸濁させる。そこに、エチルビニルエーテル等のビニルアルキルエーテル又はジヒドロピランを添加し、ピリジニウムp-トルエンスルホナート等の酸触媒の存在下、常圧、20~60℃で、6~72時間反応させる。得られた反応液をアルカリ化合物で中和し、蒸留水に加え白色固体を析出させた後、分離した白色固体を蒸留水で洗浄し乾燥することにより、式(1)で表される化合物を得ることができる。
 別の方法では、アセトン、THF及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の非プロトン性溶媒に上記ポリフェノール化合物を溶解又は懸濁させる。そこに、エチルクロロメチルエーテル等のアルキルハライド又はブロモ酢酸メチルアダマンチル等のハロカルボン酸アルキルエステルを添加し、炭酸カリウム等のアルカリ触媒の存在下、常圧、20~110℃で、6~72時間反応させる。得られる反応液を塩酸等の酸で中和し、蒸留水に加え白色固体を析出させた後、分離した白色固体を蒸留水で洗浄し乾燥することにより、式(1)で表される化合物を得ることができる。
(第2の態様の組成物)
 本実施の形態の第2の態様において、レジスト組成物は、下記式(2)で表される化合物を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 上記式(2)中、Xは、それぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子であり、Rは、単結合又はC1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくはC6~30の芳香族基を有していてもよい。Rはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、C1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、C6~10のアリール基、C2~10のアルケニル基、水酸基又は水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rの少なくとも1つは水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、式(2)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても、異なっていてもよく、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、nは1~4の整数である。
 qはそれぞれ独立して0又は1であるが、qが1であること、すなわち、上記式(2)で表される化合物は、下記式(2-a)で表されるものであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 式(2-a)中、R、R、X、m及びnは、上記式(2)におけるものと同義である。
 なお、上記2n価の炭化水素基については、上述した式(1)で表される化合物におけるものと同義である。
 上記式(2)で表される化合物は、レジスト膜露光時の装置汚染抑制の点から、Xが酸素原子であることが好ましく、安全溶媒への溶解性やレジストパターンの特性の点から、下記式(2-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式(2-1)中、R、R、R、n及びqは、上記式(1-1)におけるものと同義であり、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、mはそれぞれ独立して0~5の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~6の整数である。
 qはそれぞれ独立して0又は1であるが、qは1であることがより好ましい。すなわち、上記式(2-1)で表される化合物は、下記式(2-1-a)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 上記式(2-1-a)中、R、R、R、n、m及びmは、上記式(2-1)におけるものと同義である。
 レジスト組成物としたときの感度の点からは、上記式(2-1)で表される化合物が、下記式(2-2)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 式(2-2)中、R、R、R、m、n及びqは上記式(2-1)におけるものと同義である。
 qは1であることがより好ましい。すなわち、上記式(2-2)で表される化合物は、下記式(2-2-a)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 式(2-2-a)中、R、R、R、m及びnは上記式(2-2)におけるものと同義である。
 溶解性やレジスト組成物としたときの感度の点からは、上記式(2-1)中のmが2であることが好ましい。
 耐熱性や感度、解像度、ラフネス等のレジスト特性の点からは、上記式(2-1)で表される化合物は、上記式(2-1)中のnが1であることが好ましい。
 また、溶解性の点から、上記式(2-1)で表される化合物は、下記式(2-3)で表される化合物であることが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式(2-3)中、R、R、R及びmは上記式(2-1)におけるものと同義である。)
 本実施の形態において、上記式(2)で表される化合物は、下記式(4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
式(4)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(2-1)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立に0~5の整数であり、qは0又は1である。
 また、上記式(4)で表される化合物は、下記式(4-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
式(4-1)中、X´は、水素原子又はC1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、C1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(4)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数である。
 上記式(2)で表される化合物は、具体的には以下のように例示できるが、その化合物はここで列挙したものに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
式中、R、X及びmは上記式(2)におけるものと同義である。
 上記式(2)で表される化合物は、上記式(1)で表される化合物と同様に、ナフトール類又はチオナフトール類と対応するアルデヒド類又はケトン類を、酸触媒下にて反応させることによってポリフェノール化合物を得、そのポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に公知の方法により酸解離性基を導入することにより、q=1の場合の上記式(2)で表される化合物が得られる。q=0の場合の上記式(2)で表される化合物は、上記ナフトール類又はチオナフトール類に、フェノール類又はチオフェノール類を併用することで同様に合成することができる。各原料、合成条件及び単離方法の説明は、上記式(1)で表される化合物における説明と重複するので、ここでは省略する。
(レジスト組成物の物性等)
 本実施の形態のレジスト組成物は、スピンコートによりレジスト膜としてのアモルファス膜を形成することができる。用いる現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン及びネガ型レジストパターンのいずれかを選択的に作製することができる。
 ポジ型レジストパターンの場合、本実施の形態のレジスト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、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であることが更に好ましい。この溶解速度が5Å/sec以下であると、現像液により溶け難くなり、一層確実にレジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、上記式(1)又は(2)で表される化合物の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する露光部と、現像液に溶解しない未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、溶解速度が0.0005Å/sec以上であると、ラインエッジラフネス(以下、「LER」と表記する。)の低減効果及びディフェクトの低減効果が更に高められる。
 ネガ型レジストパターンの場合、本実施の形態のレジスト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い。この溶解速度が10Å/sec以上であると、現像液により溶けやすくなり、レジストに一層適したものとなる。また、10Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、上記式(1)又は(2)で表される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、溶解速度が10Å/sec以上であると、ディフェクトの低減効果が更に高められる。
 上記溶解速度は、23℃にて、アモルファス膜を所定時間現像液に浸漬させ、その浸漬前後の膜厚を、目視、エリプソメーター又はQCM法等の公知の方法によって測定し決定できる。
 ポジ型レジストパターンの場合、本実施の形態のレジスト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、10Å/sec以上であることが好ましい。この溶解速度が10Å/sec以上であると、現像液により溶けやすくなり、レジストに一層適したものとなる。また、10Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、上記式(1)又は(2)で表される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、溶解度九度が10Å/sec以上であると、ディフェクトの低減効果が更に高められる。
 ネガ型レジストパターンの場合、本実施の形態のレジスト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であることが更に好ましい。この溶解速度が5Å/sec以下であると、現像液により溶け難くなり、一層確実にレジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、上記式(1)又は(2)で表される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、溶解速度が0.0005Å/sec以上であると、LERの低減効果及びディフェクトの低減効果が更に高められる。
(レジスト組成物の他の成分)
 本実施の形態のレジスト組成物は、上記式(1)で表される化合物又は上記式(2)で表される化合物を固形成分として含有する。なお、本実施の形態のレジスト組成物は、上記式(1)で表される化合物及び上記式(2)で表される化合物の両方を含有してもよい。
 本実施の形態のレジスト組成物は、上記式(1)又は(2)で表される化合物以外に、更に溶媒を含有することが好ましい。
 本実施の形態で用いられる溶媒は、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及び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及び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(PGMEA)、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、及び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(PGME)及びプロピレングリコールモノエチルエーテル等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-ブチル及び乳酸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及び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、ピルビン酸メチル及びピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、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(CPN)及びシクロヘキサノン(CHN)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及び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が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 本実施の形態で用いられる溶媒は、安全溶媒であることが好ましく、より好ましくは、PGMEA、PGME、CHN、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なる群より選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはPGMEA、PGME及びCHNからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
 レジスト組成物における固形成分の含有量及び溶媒の含有量は、特に限定されないが、固形成分及び溶媒の合計含有量100質量%に対して、固形成分の含有量が1~80質量%、かつ溶媒の含有量が20~99質量%であることが好ましく、より好ましくは固形成分の含有量が1~50質量%、かつ溶媒の含有量が50~99質量%、更に好ましくは固形成分の含有量が2~40質量%、かつ溶媒の含有量が60~98質量%であり、特に好ましくは固形成分の含有量が2~10質量%かつ溶媒の含有量が90~98質量%である。
 本実施の形態のレジスト組成物は、上記以外の固形成分として、酸発生剤、酸拡散制御剤及びその他の固形成分からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してもよい。
 本実施の形態に用いる上記式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は、特に限定されないが、固形成分の全質量(式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、酸発生剤、酸拡散制御剤及びその他の固形成分などの任意に用いられる固形成分の総和。以下同様。)に対して50~99.4質量%であることが好ましく、より好ましくは55~90質量%であり、更に好ましくは60~80質量%であり、特に好ましくは60~70質量%である。上記範囲の含有量の場合、解像度が一層向上し、LERが一層小さくなる。
 なお、レジスト組成物が、上記式(1)で表される化合物及び上記式(2)で表される化合物の両方を含有する場合、上記式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は、上記式(1)で表される化合物及び上記式(2)で表される化合物の合計含有量である。
 本実施の形態のレジスト組成物は、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を1種以上含有することが好ましい。
 この場合、レジスト組成物における酸発生剤の含有量は、固形成分の全質量に対して0.001~49質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、3~30質量%が更に好ましく、10~25質量%が特に好ましい。レジスト組成物が酸発生剤を上記範囲内で含むことにより、一層高感度でかつ一層低LFRのパターンプロファイルが得られる。
 本実施の形態では、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、より微細な加工が可能となり、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、更に微細な加工が可能となる。
 上記酸発生剤は、特に限定されず、下記式(8-1)、(8-2)、(8-3)、(8-4)、(8-5)、(8-6)、(8-7)及び(8-8)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
式(8-1)中、R13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。
 上記式(8-1)で表される化合物は、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及びジフェニル-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からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
式(8-2)中、R14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る。Xは上記式(8-1)におけるものと同義である。
 上記式(8-2)で表される化合物は、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より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
式(8-3)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。
 上記式(8-3)で表される化合物は、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-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より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
式(8-4)中、R16は、それぞれ独立して、任意に置換された直鎖状、分岐状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。
 上記式(8-4)で表される化合物は、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より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
式(8-5)中、R17は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立して、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。)
 上記式(8-5)で表される化合物は、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より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
式(8-6)中、R18は、それぞれ独立して、1以上の塩素原子又は1以上の臭素原子を有するハロゲン化アルキル基である。ハロゲン化アルキル基の炭素数は1~5が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 式(8-7)及び(8-8)中、R19及びR20は、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、n-プロピル基及びイソプロピル基等のC1~3のアルキル基;シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基及びプロポキシ基等のC1~3のアルコキシル基;あるいは、フェニル基、トルイル基及びナフチル基等のアリール基であり、好ましくは、C6~10のアリール基である。L19及びL20は、それぞれ独立して、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-スルホニル基及び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。これらの中では、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。sは1~3の整数であり、sは0~4の整数であり、s+sは1~5の整数である。J19は単結合、C1~4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(8-7-1)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、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくはC1~C3のアルキル基)又はアリール基(好ましくはC6~C10のアリール基)であり、X20は、それぞれ独立して、下記式(8-8-1)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
式(8-8-1)中、Z22は、それぞれ独立して、アルキル基(好ましくはC1~C3のアルキル基)、シクロアルキル基(好ましくはC3~C6のシクロアルキル基)又はアリール基(好ましくはC6~C10のアリール基)であり、R22は、それぞれ独立して、アルキル基(好ましくはC1~C3のアルキル基)、シクロアルキル基(好ましくはC3~C6のシクロアルキル基)又はアルコキシル基(好ましくはC1~C3のアルコキシ基)であり、rは0~3の整数である。
 その他の酸発生剤としては、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、及び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)デカン等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、及びトリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート等のハロゲン含有トリアジン誘導体が挙げられる。
 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、上記式(8-1)又は(8-2)で表される酸発生剤がより好ましい。上記式(8-1)又は(8-2)のXが、アリール基又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更に好ましく、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、及び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を一層低減することができる。
 上記酸発生剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 本実施の形態のレジスト組成物は、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酸拡散制御剤を含有してもよい。このような酸拡散制御剤を用いることにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上する。また、酸拡散制御剤を用いることにより、解像度が一層向上すると共に、放射線照射前の引き置き時間及び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は、特に限定されず、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及び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。酸拡散制御剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記酸拡散制御剤としては、例えば、含窒素有機化合物、及び露光により分解する塩基性化合物が挙げられる。上記含窒素有機化合物としては、例えば、下記式(11): 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
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。)、同一分子内に窒素原子を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が挙げられる。なお、酸拡散制御剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 上記式(11)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、アリール基及びアラルキル基は、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は、特に限定されず、例えば、C1~15、好ましくはC1~10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-ノニル基及びn-デシル基が挙げられる。また、上記アリール基としては、例えば、C6~12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、クメニル基及び1-ナフチル基が挙げられる。さらに、上記アラルキル基は、特に限定されず、例えば、C7~19、好ましくはC7~13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、フェネチル基及びナフチルメチル基が挙げられる。
 上記含窒素化合物(I)は、特に限定されず、具体的には、例えば、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン、n-ドデシルアミン及び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及び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及び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及び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及び1-ナフチルアミン等の芳香族アミン類が挙げられる。
 上記含窒素化合物(II)は、特に限定されず、具体的には、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、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、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)は、特に限定されず、具体的には、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン及びN-(2-ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体が挙げられる。
 上記アミド基含有化合物は、特に限定されず、具体的には、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン及びN-メチルピロリドンが挙げられる。
 上記ウレア化合物は、特に限定されず、具体的には、例えば、尿素、メチルウレア、1,1-ジメチルウレア、1,3-ジメチルウレア、1,1,3,3-テトラメチルウレア、1,3-ジフェニルウレア及びトリ-n-ブチルチオウレアが挙げられる。
 上記含窒素複素環式化合物は、特に限定されず、具体的には、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール及び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-オキシキノリン及びアクリジン等のピリジン類の他、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及び1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンが挙げられる。
 また、上記放射線分解性塩基性化合物は、特に限定されず、例えば、下記式(12-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
で表されるスルホニウム化合物、及び下記式(12-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
で表されるヨードニウム化合物が挙げられる。
 上記式(12-1)及び(12-2)中、R71、R72、R73、R74及びR75は、それぞれ独立して、水素原子、C1~6のアルキル基、C1~6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(ここで、RはC1~6のアルキル基、C6~11のアリール基若しくはC7~12のアルカリール基を示す。)又は下記式(12-3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
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、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及び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が挙げられる。
 レジスト組成物における酸拡散制御剤の含有量は、固形成分の全質量に対して0.001~49質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましく、0.01~5質量%が更に好ましく、0.01~3質量%が特に好ましい。レジスト組成物が酸拡散制御剤を上記範囲内で含むと、解像度の低下、パターン形状及び寸法忠実度等の劣化を一層抑制できる。さらに、その含有量が上記範囲内であると、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の劣化を抑制することができる。また、その含有量が10質量%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。さらに、このような酸拡散制御剤を用いることにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上し、解像度が向上すると共に、放射線照射前の引き置き時間及び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。
 本実施の形態のレジスト組成物には、本実施の形態の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、その他の固形成分として、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。
(溶解促進剤)
 溶解促進剤は、式(1)又は(2)で表される化合物の現像液に対する溶解性が低い場合に、その溶解性を高めて、現像時の上記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る。溶解促進剤は、本発明の効果を損なわない範囲で用いることができる。溶解促進剤としては、例えば、低分子量のフェノール性化合物が挙げられ、例えば、ビスフェノール類及びトリス(ヒドロキシフェニル)メタンが挙げられる。これらの溶解促進剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。レジスト組成物が溶解促進剤を含有する場合のその含有量は、用いる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分の全質量に対して0質量%超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量%超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、溶解促進剤を用いないことが特に好ましい。
(溶解制御剤)
 溶解制御剤は、式(1)又は(2)で表される化合物の現像液に対する溶解性が高い場合に、その溶解性を制御して、現像時の上記化合物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、放射線照射及び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、特に限定されず、例えば、フェナントレン、アントラセン及びアセナフテン等の芳香族炭化水素類;アセトフェノン、ベンゾフェノン及び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及び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、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 レジスト組成物が溶解制御剤を含有する場合のその含有量は、特に限定されず、用いる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分の全質量に対して0質量%超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量%超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、溶解制御剤を用いないことが特に好ましい。
(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、特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン類、ビアセチル類、ピレン類、フェノチアジン類及びフルオレン類が挙げられる。これらの増感剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。レジスト組成物が増感剤を含有する場合のその含有量は、用いる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分の全質量に対して0質量%超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量%超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、増感剤を用いないことが特に好ましい。
(界面活性剤)
 界面活性剤は、本実施の形態のレジスト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、特に限定されず、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び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、レジスト組成物の製造に用いる溶媒との親和性が良好であり、界面活性剤としての効果がより高い。ノニオン系界面活性剤の例としては、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及びポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類が挙げられるが、特に限定されない。市販品としては、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)、及びポリフロー(共栄社油脂化学工業社製)を挙げられる。レジスト組成物が界面活性剤を含有する場合のその含有量は、特に限定されず、用いる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分の全質量に対して0質量%超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量%超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、界面活性剤を用いないことが特に好ましい。
(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)
 本実施の形態のレジスト組成物は、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してもよい。なお、これらの成分は、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、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸及びサリチル酸が好適である。リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ-n-ブチルエステル及び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等の誘導体;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及び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等の誘導体;ホスフィン酸及び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等の誘導体が挙げられる。これらの中では、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、1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。レジスト組成物が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する場合のその含有量は、用いる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分の全質量に対して0質量超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量%超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、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用いないことが特に好ましい。
(その他の添加剤)
 さらに、本実施の形態のレジスト組成物には、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、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を1種又は2種以上含有できる。そのような添加剤としては、例えば、染料、顔料、及び接着助剤等が挙げられる。例えば、レジスト組成物が染料又は顔料を含有すると、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、レジスト組成物が接着助剤を含有すると、基板との接着性を改善することができるので好ましい。さらに、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。
 その他の添加剤の合計含有量は、固形成分の全質量に対して0質量%超49質量%以下が好ましく、0質量%超5質量%以下がより好ましく、0質量超1質量%以下が更に好ましい。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、その他の添加剤を用いないことが特に好ましい。
 本実施の形態のレジスト組成物における、式(1)で表される化合物及び/又は式(2)で表される化合物、酸発生剤、酸拡散制御剤、及びその他の固形成分(F)の含有割合(式(1)で表される化合物及び/又は式(2)で表される化合物/酸発生剤/酸拡散制御剤/その他の固形成分)は、固形物基準の質量%(レジスト組成物中の固形物の総量を100%として)で、好ましくは50~99.4/0.001~49/0.001~49/0~49、より好ましくは55~90/1~40/0.01~10/0~5、更に好ましくは60~80/3~30/0.01~5/0~1、特に好ましくは60~70/10~25/0.01~3/0である。
 各成分の含有割合は、その総和が100質量%になるように各範囲から選ばれる。上記範囲の含有割合にすると、感度、解像度、現像性等の性能に一層優れる。
 本実施の形態のレジスト組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、使用時に各成分を溶媒に溶解/分散して均一溶液とし、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方法等が挙げられる。
 本実施の形態のレジスト組成物の調製に用いられる上記溶媒としては、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及び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及びエチレングリコールモノエチルエーテル等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及び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及びプロピレングリコールモノエチルエーテル等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-ブチル及び乳酸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及び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、ピルビン酸メチル及びピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン及び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、シクロペンタノン及び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及び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が挙げられるが、特に限定されない。これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 本実施の形態のレジスト組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、1種又は2種以上の樹脂を含むことができる。樹脂は、特に限定されず、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、ビニルアルコール若しくはビニルフェノールを単量体単位として含む重合体、又はこれらの誘導体が挙げられる。レジスト組成物における樹脂の含有量は、特に限定されず、用いられる式(1)又は(2)で表される化合物の種類に応じて適宜調節されるが、該化合物100質量部当たり、30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下である。ただし、本発明による効果を低減させない観点から、樹脂を用いないことが特に好ましい。
[レジストパターンの形成方法]
 本実施の形態によるレジストパターンの形成方法は、特に限定されず、好適な方法として、上述した本実施の形態のレジスト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、形成されたレジスト膜を露光する工程と、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とを含む方法が挙げられる。
 本実施の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上記本実施の形態のレジスト組成物を、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、シリコン等の半導体材料のウェハ;銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板;及びガラス基板が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル及び金が挙げられる。また、必要に応じて、上記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、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、例えば、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。上記基板に対して、ヘキサメチレンジシラザン等による表面処理を行ったものを用いてもよい。
 次に、必要に応じて、レジスト組成物を塗布した基板を加熱する。加熱条件は、レジスト組成物の組成等により適宜変更すればよいが、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、レジスト膜の基板に対する密着性が向上する場合があるので好ましい。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より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、レジスト組成物の組成等に応じて適宜選定すればよい。
 本実施の形態においては、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。加熱条件は、レジスト組成物の組成等により変更すればよいが、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により、所定のレジストパターンを形成する。
 上記現像液としては、用いられる式(1)又は(2)で表される化合物に対して溶解度パラメーター(SP値)の近い溶剤を含有することが好ましい。現像液に含まれる溶剤としては、例えば、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤等の極性溶剤や炭化水素系溶剤などの有機溶剤、並びにアルカリ水溶液が挙げられる。
 現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン又はネガ型レジストパターンを選択的に作製することができる。一般的に、現像液が、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等の極性溶剤、並びに炭化水素系溶剤を含む場合は、ネガ型レジストパターンが得られ、アルカリ水溶液を含む場合はポジ型レジストパターンが得られる。
 ケトン系溶剤としては、特に限定されず、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、イソホロン及びプロピレンカーボネートが挙げられる。
 エステル系溶剤としては、特に限定されず、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、乳酸ブチル及び乳酸プロピルが挙げられる。
 アルコール系溶剤としては、特に限定されず、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及びn-デカノール等のアルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;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及び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が挙げられる。
 エーテル系溶剤としては、特に限定されず、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン及びテトラヒドロフランが挙げられる。
 アミド系溶剤としては、特に限定されず、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及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが挙げられる。
 炭化水素系溶剤としては、特に限定されず、例えば、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;並びに、ペンタン、ヘキサン、オクタン及びデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
 上記の有機溶剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。また、上記の有機溶剤の1種又は2種以上を、溶剤としての性能を阻害しない範囲内で、上記以外の溶剤及び/又は水と組み合わせて用いてもよい。ただし、本発明の効果をより有効かつ確実に奏するためには、現像液全体としての含水率が70質量%未満であることが好ましく、50質量%未満であることがより好ましく、30質量%未満であることが更に好ましく、10質量%未満であることが特に好ましく、実質的に水分を含有しないことが極めて好ましい。すなわち、現像液への有機溶剤の含有量は、特に限定されないが、現像液の全量に対して、30質量%以上100質量%以下であることが好ましく、50質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがなおも更に好ましく、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、特に限定されず、例えば、モノ-、ジ-若しくはトリアルキルアミン類、モノ-、ジ-若しく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)、及びコリン等のアルカリ性化合物の水溶液が挙げられる。
 特に、現像液は、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なる群より選ばれる少なくとも1種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ので、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以下がより好ましく、2kPa以下が更に好ましい。現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上又は現像カップ内での蒸発が抑制され、基板表面内の温度均一性が向上し、結果として基板表面内の寸法均一性が良化する。
 現像液の蒸気圧を20℃において5kPa以下にするには、そのような蒸気圧を有する溶剤を現像液に含有させればよい、5kPa以下の蒸気圧を有する溶剤の具体的な例としては、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、フェニルアセトン及び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、乳酸ブチル及び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及び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及びトリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;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及び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及びN,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;並びに、オクタン及びデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
 更に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する溶剤の具体的な例としては、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及び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、乳酸ブチル及び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及び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及びトリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;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及び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及び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;並びに、オクタン及び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。
 そのような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が挙げられる。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、及び同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、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より好ましい。
 界面活性剤の現像液への添加量は、現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%が好ましく、より好ましくは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、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続ける方法(ダイナミックディスペンス法)が挙げられる。現像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、本実施の形態は、現像する工程の後に、現像液を他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を有してもよい。
 さらに、本実施の形態は、現像する工程の後に、有機溶剤を含むリンス液を用いて基板及びその上に形成されたレジストパターンを洗浄する工程(以下、「リンス工程」ともいう。)を有することが好ましい。
 現像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いものであ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用いることができる。上記リンス液としては、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なる群より選ばれる少なくとも1種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、リンス工程において用いられるリンス液が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機溶剤を含有する。さらに好ましくは、リンス工程において用いられるリンス液が、アルコール系溶剤及び/又はエステル系溶剤を含有する。なおもさらに好ましくは、リンス工程において用いられるリンス液が、1価アルコールを含有する。特に好ましくは、リンス工程において用いられるリンス液が、C5以上の1価アルコールを含有する。リンス工程に要する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、現像後のリンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、又は環状の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-オクタノール及び4-オクタノールが挙げられる。特に好ましいC5以上の1価アルコールとしては、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-ペンタノール及び3-メチル-1-ブタノールが挙げられる。
 リンス液は、上記各成分の1種又は2種以上を含有してもよいし、上記以外の有機溶剤を更に含有してもよい。
 リンス液中の含水率は、特に限定されないが、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。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以下が更に好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、基板表面内の温度均一性がより向上し、さらにはリンス液の浸透に起因した膨潤がより抑制され、基板表面内の寸法均一性がより良化する。
 リンス液は、界面活性剤を適当量含有することもできる。
 リンス工程においては、現像後の基板を上記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。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続ける方法(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)が挙げられる。これらの中でも、回転塗布法が好ましく、回転塗布法により洗浄した後に基板を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。エッチングの方法として、プラズマガスを用い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採用することができる。
 レジストパターンを形成した後、めっきを施すこともできる。そのめっき法としては、例えば、銅めっき、はんだめっき、ニッケルめっき及び金めっきが挙げられる。
 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は、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)及びEL(乳酸エチル)が挙げられる。上記剥離方法としては、例えば、浸漬法及びスプレー法が挙げられる。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。
 本実施の形態で得られる配線基板は、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。
[ポリフェノール誘導体]
 本実施の形態のポリフェノール誘導体は、下記式(3)で表される化合物又は下記式(4)で表されるポリフェノール誘導体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
式(3)及び(4)中、X´は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(1-1)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。
 また、上記式(3)で表される化合物及び上記式(4)で表されるポリフェノール誘導体は、それぞれ、下記式(3-1)で表される化合物及び下記式(4-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
式(3-1)及び(4-1)中、X´は、それぞれ独立して、水素原子又はC1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、C1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは上記式(1-1)におけるものと同義であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数である。
 本実施の形態のポリフェノール誘導体は、ナフタレン骨格を有することにより、耐熱性に優れ、それに加えて安全溶媒への溶解性にも優れるという効果を奏する。
 ナフタレン環における-ORの位置は、特に限定されないが、原料の産業利用性の点から、1,5位、1,6位、1,7位、2,3位、2,7位、又は2,6位であることが好ましく、安全溶媒への溶解性が一層高く、結晶性が低い点から、2,6位であることがより好ましい。
 以下、実施例を挙げて、本実施の形態を更に具体的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に限定はされない。
 以下に、実施例における化合物の測定方法及びレジスト性能等の評価方法を示す。
[測定法]
(1)化合物の構造
 化合物の構造は、Bruker社製の測定装置であるAdvance600II spectrometer(製品名)を用いて、以下の条件で、H-NMR測定を行い、確認した。
 周波数:400MHz
  溶媒:d6-DMSO(合成例4以外)
内部標準:TMS
測定温度:23℃
(2)化合物の分子量
 化合物は、GC-MS分析により、Agilent社製の分析装置であるAgilent5975/6890N(製品名)を用いて測定した。あるいは、LC-MS分析により、Water社製の分析装置であるAcquity UPLC/MALDI-Synapt HDMS(製品名)を用いて測定した。
(3)アモルファス膜(露光前後)の現像液に対する溶解速度
 23℃にて、アモルファス膜を所定時間現像液に浸漬させ、その浸漬前後の膜厚を目視にて確認し、溶解速度を決定した。
[評価方法]
(1)化合物の安全溶媒溶解度試験
 化合物のCHN、PGME及びPGMEAへの溶解性は、各溶媒への溶解量を用いて以下の基準で評価した。なお、溶解量は、23℃にて、化合物を試験管に精秤し、対象となる溶媒を所定の濃度となるよう加え、超音波洗浄機にて30分間超音波をかけ、その後の液の状態を目視にて測定することにより求めた。
 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%
(2)耐熱性
 調製した各レジスト組成物について、以下の手順で耐熱性評価を行った。
 レジストを清浄なシリコンウェハ上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で加熱(ベーク)して、厚さ60nmのレジスト膜を形成した。それらの膜を目視で観察した。欠陥のない良好な膜である場合、耐熱性は良好であると判断し、「○」と評価し、欠陥が認められた場合は、耐熱性が良好ではないと判断し、「×」と評価した。
(3)レジストパターンのパターン評価(解像度、形状、LER)
 ラインアンドスペースを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800(製品名))により観察し、解像度30nmのパターンについて、パターン形状、ラインエッジラフネス及び感度が良好であるか否かについて評価を行った。
 パターン形状は矩形であれば良好と判断した。LER(ラインエッジラフネス)は、50nm間隔の1:1のラインアンドスペースの長さ方向(0.75μm)の任意の300点において、(株)日立ハイテクノロジー社製半導体用SEMに対応するターミナルPC V5オフライン測長ソフトウェア((株)日立サイエンスシステムズ製)を用いて、エッジと基準線との距離を測定して算出した標準偏差(3σ)が5nm未満である場合を良好と判断した。パターンの解像度は良好に形成できたパターンの最小線幅のものとした。また、パターンを良好に形成できたときの最小のドーズ量(μC/cm)を感度とし、その感度が150μC/cm未満である場合を良好と判断した。
 パターン形状、LER及び感度の全てが良好である場合には「○」と評価し、それ以外の場合を「×」と評価した。
[合成例]
(合成例1)BisN-1の合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mLの容器に30mLのメチルイソブチルケトンを注入した後、そこに2,6-ナフタレンジオール(シグマ-アルドリッチ社製試薬)3.20g(20mmol)と4-ビフェニルカルボキシアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)1.82g(10mmol)とを仕込み、95%の硫酸5mLを加えた。得られた反応液を30℃で6時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水50gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(BisN-1)0.2gを得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、484であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)9.3~9.4(4H,O-H)、7.0~8.5(17H,Ph-H)、6.8(1H,C-H)
 なお、2,6-ナフタレンジオールの置換位置が1位であることは、3位と4位のプロトンのシグナルがダブレットであることから確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
[合成実施例]
(合成実施例1)BisN-1-BOCの合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器に100mLのアセトンを注入した後、そこにBisN-1 6.1g(12.5mmol)とジ-t-ブチルジカーボネート(アルドリッチ社製)11.0g(50mmol)とを仕込み、炭酸カリウム(アルドリッチ社製)6.9g(50mmol)を加えた。得られた反応液を20℃で6時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水100gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(BisN-1-BOC)2.0gを得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、884であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)7.2~8.7(17H,Ph-H)、6.7(1H,C-H)、1.6(36H,C-C
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の実施例1に示す。
(合成実施例2)BisN-1-MeBOCの合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器に100mLのアセトンを注入した後、そこにBisN-1 5.8g(12.4mmol)とブロモ酢酸t-ブチル(アルドリッチ社製)10.8g(54mmol)とを仕込み、炭酸カリウム(アルドリッチ社製)7.6g(54mmol)及び18-クラウン-6 1.6gを加えた。得られた反応液を還流下で3時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水100gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(BisN-1-MeBOC)を1.5g得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、940であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)7.2~8.7(17H,Ph-H)、6.7(1H,C-H)、4.7~4.8(8H,C-C -C)、1.3~1.4(36H,C-C
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の実施例2に示す。
(合成例2)XBisN-1の合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mLの容器に30mLのメチルイソブチルケトン注入した後、そこに2,6-ナフタレンジオール(シグマ-アルドリッチ社製試薬)3.20g(20mmol)と4-ビフェニルカルボキシアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)1.82g(10mmol)とを仕込み、95%の硫酸5mLを加えた。得られた反応液を30℃で6時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水50gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(XBisN-1)0.2gを得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、466であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)9.3~9.4(4H,O-H)、7.0~8.5(19H,Ph-H)、6.8(1H,C-H)
 なお、2,6-ナフタレンジオールの置換位置が1位であることは、3位と4位のプロトンのシグナルがダブレットであることから確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
(合成実施例3)XBisN-1-BOCの合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器に100mLのアセトンを注入した後、そこにXBisN-1 5.8g(12.5mmol)とジ-t-ブチルジカーボネート(アルドリッチ社製)5.5g(25mmol)とを仕込み、炭酸カリウム(アルドリッチ社製)3.45g(25mmol)を加えた。得られた反応液を20℃で6時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水100gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(XBisN-1-BOC)2.0gを得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、666であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)7.2~8.7(19H,Ph-H)、6.8(1H,C-H)、1.6(18H,C-C
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の実施例3に示す。
(合成実施例4)XBisN-1-MeBOCの合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器に100mLのアセトンを注入した後、そこにXBisN-1 5.8g(12.4mmol)とブロモ酢酸t-ブチル(アルドリッチ社製)5.4g(27mmol)とを仕込み、炭酸カリウム(アルドリッチ社製)3.8g(27mmol)及び18-クラウン-6 0.8gを加えた。得られた反応液を還流下で3時間撹拌しながら反応を進行させた。次に反応後の液を濃縮し、純水100gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過により分離した。
 得られた固形物を更に濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことで、下記式で表される目的化合物(XBisN-1-MeBOC)1.8gを得た。
 得られた化合物について、上記方法により分子量を測定した結果、694であった。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 δ(ppm)7.2~8.7(19H,Ph-H)、6.7(1H,C-H)、4.7~4.8(4H,C-C -C)、1.3~1.4(18H,C-C
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の実施例4に示す。
(比較合成例1)TetP-1(ポリフェノール誘導体)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、温度計及び攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)に、窒素気流下で、本州化学工業社製2,3,6-トリメチルフェノール108.8g(0.8mol)及び三菱瓦斯化学社製2,7-ナフタレンジカルボキシアルデヒド18.4g(0.1mol)を投入して混合し、約60℃に加熱して溶解した。そこに、硫酸0.1mL、3-メルカプトプロピオン酸0.8mL及びトルエン10mLを加え、撹拌しながら反応を進行させた。
 反応後の液を放冷し、室温に到達させた後、氷浴で冷却した。1時間静置後、淡黄色の目的粗結晶が生成し、これを濾別した。濾別した粗結晶を、60℃温水で撹拌洗浄し、再結晶させることで、下記式で表される目的生成物(TetP-1)8.99gを得た。続いて、BisN-1に代えてTetP-1を用いた以外は合成実施例1と同様にして、TetP-1とジ-t-ブチルジカーボネートとを反応させ、下記式で表される目的化合物(TetP-1-BOC)2.50gを得た。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行い、下記式の化学構造を有することを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の比較例1に示す。
(比較合成例2)CR-1(ポリフェノール誘導体)の合成
 温度を制御できる内容積500mLの電磁撹拌装置付オートクレーブ(SUS316L製)に、無水HF74.3g(3.71mol)及びBF50.5g(0.744mol)を仕込み、内容物を撹拌し、液温を-30℃に保持したまま一酸化炭素により2MPaまで昇圧した。その後、圧力を2MPa、液温を-30℃に保持したまま、4-シクロヘキシルベンゼン57.0g(0.248mol)とn-ヘプタン50.0gとを混合した原料を供給し、1時間保持した。続いて、氷の中に内容物を採取し、ベンゼンで希釈後、中和処理をして得られた油層をガスクロマトグラフィーで分析して反応成績を求めたところ、4-シクロヘキシルベンゼン転化率100%、4-シクロヘキシルベンズアルデヒド選択率97.3%であった。
 単蒸留により目的成分を単離し、GC-MSで分析した結果、下記式で表される4-シクロヘキシルベンズアルデヒド(CHBAL)の分子量188を示した。また、得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行い、下記式の化学構造を有することを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 十分乾燥し、窒素置換した滴下漏斗、ジム・ロート氏冷却管、温度計及び攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)に、窒素気流下で、関東化学社製レゾルシノール(22g、0.2mol)と、上記CHBAL(46.0g,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。そこに、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時間攪拌しながら反応を進行させた。反応後の液を放冷し、室温に到達させた後、氷浴で冷却した。1時間静置後、淡黄色の目的粗結晶が生成し、これを濾別した。濾別した粗結晶を、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、下記式で表される生成物(CR-1)50gを得た。続いて、BisN-1に代えてCR-1を用いた以外は合成実施例1と同様にして、CR-1とジ-t-ブチルジカーボネートとを反応させ、下記式で表される目的化合物(CR-1-BOC)25gを得た。
 得られた化合物について、上記測定条件で、NMR測定を行い、下記式の化学構造を有することを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 また、上記方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1の比較例2に示す。
[実施例及び比較例]
〔レジスト組成物の合成〕
(実施例1~4及び比較例1~2)
 上記で合成したポリフェノール誘導体を用いて、表1に示す配合でレジスト組成物を調製した。なお、表1中のレジスト組成物の各成分のうち、酸発生剤、酸拡散制御剤及び溶媒については、以下のものを用いた。
酸発生剤(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)製)
酸拡散制御剤(Q-1):トリオクチルアミン(東京化成工業(株)製)
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)製)
 上記方法により、得られた組成物の耐熱性を評価した。得られた結果を表1に示す。
 また、得られたレジスト組成物を用いて、以下の手順でレジストパターンを形成した。まず、レジスト組成物を清浄なシリコンウェハ上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前加熱(PB)をして、厚さ60nmのレジスト膜を形成した。得られたレジスト膜を電子線描画装置(製品名「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を設定して電子線を照射した。照射後に、それぞれ所定の温度で90秒間加熱し、TMAH2.38質量%アルカリ現像液に60秒間浸漬して現像を行った。その後、超純水でリンス洗浄、乾燥して、ポジ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について、上記方法により、パターン評価を実施した。得られた結果を表1に示す。
 また、得られたレジスト組成物を用いて、現像液をTMAH2.38質量%アルカリ現像液から酢酸ブチルに変更し、現像時間をパターンが現像できるまでに変更し、リンス洗浄をしない以外は上記と同様にして、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について、上記方法により、パターン評価を実施した。得られた結果を表1に示す。
 表1から明らかなように、実施例1~4及び比較例2のレジストは欠陥のない良好な膜であり、耐熱性は良好であることを確認した。一方、比較例1のレジストは欠陥の多い不良な膜であり、耐熱性は不良であることを確認した。
 また、表1から明らかなように、実施例1~4のレジストは、解像度30nmの良好なレジストパターンを、良好な感度で得ることができた。また、そのパターンのラフネスも小さく、形状も良好であった。一方、比較例1~2のレジストは、解像度40nm、30nmのいずれもレジストパターンを得ることはできなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
 上記結果から、本発明による化合物を含むレジスト組成物は、TetP-1、又はCR-1を含む組成物に比べて高感度で、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分かった。上記した本発明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。
 本出願は、2013年2月8日出願の日本特許出願(特願2013-23641)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明により、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性が高く、高感度で、かつ、良好なレジストパターン形状を付与できるレジスト組成物及びそれを用いるレジストパターン形成方法を提供できる。したがって、本発明は、酸増幅型非高分子系レジスト材料等のレジスト組成物が使用される半導体分野、ディスプレイ分野、フォトマスク、薄膜磁気ヘッド、化合物半導体、研究開発等において有用である。
 また、本発明により、耐熱性に優れ、安全溶媒に対する溶解性の高いポリフェノール誘導体を提供できる。したがって、本発明は、半導体用フォトレジスト等の感光性材料の基材、集積回路の封止材料等に用いられるエポキシ樹脂の原料や硬化剤、感熱記録材料に用いられる顕色剤や退色防止剤、このほか、殺菌剤、防菌防カビ剤等の添加剤などに好適に利用される。

Claims (9)

  1.  下記式(1)又は(2)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(1)及び(2)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、水酸基又は水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rの少なくとも1つは水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基であり、nは1~4の整数であり、式(1)及び式(2)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、式(1)中、mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、式(2)中、Xは、それぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子であり、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
  2.  前記式(1)で表される化合物が下記式(1-1)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が式(2-1)で表される化合物である、請求項1に記載のレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(1-1)及び(2-1)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~10のアルケニル基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、式(1-1)及び式(2-1)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、nは1~4の整数であり、式(1-1)中、mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、mはそれぞれ独立して0~6の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~7の整数であり、式(2-1)中、mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、mはそれぞれ独立して0~5の整数であり、m+mはそれぞれ独立して1~6の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
  3.  前記式(1)で表される化合物が下記式(1-2)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が下記式(2-2)で表される化合物である、請求項1に記載のレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式(1-2)及び(2-2)中、Rは、単結合、又は炭素数1~30の2n価の炭化水素基であり、該炭化水素基は環式炭化水素基(ただし芳香族基を除く。)、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6~30の芳香族基を有していてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~10のアルケニル基であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、式(1-2)及び式(2-2)における繰り返し単位の構造式は互いに同一であっても異なっていてもよく、nは1~4の整数であり、式(1-2)中、mはそれぞれ独立して0~6の整数であり、式(2-2)中、mはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qはそれぞれ独立して0又は1である。)
  4.  前記式(1)で表される化合物が下記式(3)で表される化合物であり、前記式(2)で表される化合物が式(4)で表される化合物である、請求項1に記載のレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式(3)及び(4)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。)
  5.  溶媒を更に含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
  6.  酸発生剤を更に含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
  7.  酸拡散制御剤を更に含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載のレジスト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、形成された前記レジスト膜を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像する工程とを含む、レジストパターン形成方法。
  9.  下記式(3)又は(4)で表されるポリフェノール誘導体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式(3)及び(4)中、X´は、水素原子又は炭素数1~18の1価の置換基であり、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基又はハロゲン原子であり、同一のナフタレン環又はベンゼン環において互いに同一であっても異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して、水素原子又は酸解離性基であり、Rの少なくとも1つは酸解離性基であり、pはそれぞれ独立して0~5の整数であり、qは0又は1である。)
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