JP2007218943A - Substrate and pattern forming method - Google Patents

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Tsutomu Ogiwara
勤 荻原
Motoaki Iwabuchi
元亮 岩淵
Takeshi Asano
健 浅野
Takashi Ueda
貴史 上田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate which has at least a silicon resin film for antireflection and a photoresist film sequentially formed on an organic film, and which can further reliably form a nearly vertical resist pattern on the silicon resin film for antireflection. <P>SOLUTION: The substrate has at least the silicon resin film for antireflection and the photoresist film sequentially formed on the organic film, wherein the silicon resin film for antireflection has a hardness by a nanoindenter of 0.4-1.1 GPa. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子などの製造工程における微細加工プロセスで用いる反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した基板、特には、KrFエキシマレーザー光(248nm)、ArFエキシマレーザー光(193nm)、F2レーザー光(157nm)、電子線、X線などの高エネルギー線を露光光源としたリソグラフィーで用いる反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した基板に関する。 The present invention relates to a substrate on which an antireflection silicon resin film used in a microfabrication process in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, in particular, KrF excimer laser light (248 nm), ArF excimer laser light (193 nm), F 2 laser light. The present invention relates to a substrate on which an antireflection silicon resin film used in lithography using an exposure light source of high energy rays such as (157 nm), electron beam, and X-ray is formed.

近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が求められている中、現在汎用技術として用いられている光露光を用いたリソグラフィーにおいては、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。   In recent years, with the increasing integration and speed of LSIs, there is a need for finer pattern rules. In lithography using light exposure, which is currently used as a general-purpose technology, the essence derived from the wavelength of the light source The resolution limit is approaching.

レジストパターン形成の際に使用するリソグラフィー用の光源として、水銀灯のg線(436nm)もしくはi線(365nm)を光源とする光露光が広く用いられているが、更なる微細化のための手段として、露光光を短波長化する方法が有効とされてきた。このため、例えば64MビットDRAM加工方法の量産プロセスには、露光光源としてi線(365nm)に代わって短波長のKrFエキシマレーザー(248nm)が利用された。しかし、更に微細な加工技術(例えば、加工寸法が0.13μm以下)を必要とする集積度1G以上のDRAMの製造には、より短波長の光源が必要とされ、特にArFエキシマレーザー(193nm)を用いたリソグラフィーが検討されてきている。   As a light source for lithography used in forming a resist pattern, light exposure using a g-ray (436 nm) or i-line (365 nm) of a mercury lamp as a light source is widely used, but as a means for further miniaturization. A method of shortening the wavelength of exposure light has been considered effective. For this reason, for example, in a mass production process of a 64-Mbit DRAM processing method, a short wavelength KrF excimer laser (248 nm) is used as an exposure light source instead of i-line (365 nm). However, in order to manufacture a DRAM having a degree of integration of 1G or more, which requires a finer processing technique (for example, a processing dimension of 0.13 μm or less), a light source with a shorter wavelength is required, particularly an ArF excimer laser (193 nm). Lithography using a material has been studied.

このようなリソグラフィー技術を用いて基板にパターンを形成する方法として、多層レジストプロセスがある。
例えば、ハレーションや定在波などの影響でレジストパターンが劣化するのを防ぐために、基板とフォトレジスト膜の間に、反射防止膜(Anti−Reflecting Coating)を設ける方法が知られている。
As a method of forming a pattern on a substrate using such a lithography technique, there is a multilayer resist process.
For example, in order to prevent the resist pattern from deteriorating due to the influence of halation or standing waves, a method of providing an anti-reflection coating (Anti-Reflective Coating) between the substrate and the photoresist film is known.

さらに、段差のある基板に高アスペクト比のパターンを形成するために、基板の上に、有機膜、その上にケイ素含有膜、さらにその上にフォトレジスト膜を順次設けた基板を用いる方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。解像度の観点からは、フォトレジスト膜は薄い方が望ましい。一方、基板段差の埋め込み特性の観点や基板エッチング耐性の観点からは、フォトレジスト膜は厚い方が望ましい。そこで、上記のように3層とすることで、基板段差の埋め込み特性やドライエッチング耐性の高い層と、解像度の高い層とに分けることができ、段差のある基板に高アスペクト比のパターンを形成することができる。
ここで、ケイ素含有膜としては、例えば、反射防止膜の一つである反射防止用ケイ素樹脂膜を挙げることができる。
Further, in order to form a pattern with a high aspect ratio on a stepped substrate, a method is known that uses a substrate in which an organic film is formed on the substrate, a silicon-containing film is formed thereon, and a photoresist film is formed thereon. (See, for example, Non-Patent Document 1). From the viewpoint of resolution, a thinner photoresist film is desirable. On the other hand, it is desirable that the photoresist film is thicker from the viewpoint of the embedding characteristics of the substrate step and the resistance to substrate etching. Therefore, by using three layers as described above, it is possible to divide into a layer with high embedding characteristics of substrate steps and high resistance to dry etching and a layer with high resolution, and a pattern with a high aspect ratio is formed on a substrate with steps. can do.
Here, examples of the silicon-containing film include an antireflection silicon resin film which is one of the antireflection films.

そして、このような基板を用いて基板にパターンを形成するためには、先ず、フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成する。さらに、フォトレジスト膜をマスクにして反射防止用ケイ素樹脂膜にパターンを形成する。このようにしてレジストパターンを次々と転写し、最終的に、基板にパターンを形成する。   In order to form a pattern on the substrate using such a substrate, first, the pattern circuit region of the photoresist film is exposed, and then developed with a developer to form a resist pattern on the photoresist film. Further, a pattern is formed on the antireflection silicon resin film using the photoresist film as a mask. In this way, the resist pattern is transferred one after another, and finally a pattern is formed on the substrate.

ところが、従来、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成しその上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジスト膜にレジストパターンを形成した場合に、反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターン形状が、垂直形状にならず、裾引き或いはアンダーカット形状になる場合があった。裾引き形状の場合、反射防止用ケイ素樹脂膜のエッチング後に寸法変換差が生じ、また、アンダーカット形状(逆テーパー形状ともいう)の場合、現像後にレジストパターンの倒れが生じることもある。   However, conventionally, when a silicon resin film for antireflection is formed, a photoresist film is formed thereon, and a resist pattern is formed on the photoresist film, the resist pattern shape on the silicon resin film for antireflection is In some cases, it was not a vertical shape but a skirt or undercut shape. In the case of the skirt shape, a dimensional conversion difference occurs after etching of the antireflection silicon resin film, and in the case of an undercut shape (also referred to as a reverse taper shape), the resist pattern may collapse after development.

J.Vac.Sci.Technol.,16(6),Nov./Dec.1979J. et al. Vac. Sci. Technol. , 16 (6), Nov. / Dec. 1979

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、少なくとも、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板であって、パターン形成の際に、反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターンをより確実にほぼ垂直形状にすることができる基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is a substrate in which an antireflection silicon resin film and a photoresist film are sequentially formed on an organic film, and at the time of pattern formation. Another object of the present invention is to provide a substrate that can more reliably make the resist pattern on the antireflection silicon resin film substantially vertical.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、少なくとも、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板であって、前記反射防止用ケイ素樹脂膜が、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下のものであることを特徴とする基板を提供する(請求項1)。   The present invention has been made to solve the above problems, and is a substrate in which an antireflection silicon resin film and a photoresist film are sequentially formed on at least an organic film, the antireflection film A silicon resin film having a hardness by a nanoindenter of 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less is provided (claim 1).

このように本発明の基板は、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下の反射防止用ケイ素樹脂膜を有する。このような本発明の基板を用い、レジストパターンを形成すれば、反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターンをより確実にほぼ垂直形状にすることができる。   As described above, the substrate of the present invention has a silicon resin film for antireflection having a hardness of 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less by a nanoindenter. If a resist pattern is formed using such a substrate of the present invention, the resist pattern on the antireflection silicon resin film can be more surely made substantially vertical.

また、本発明の基板では、前記反射防止用ケイ素樹脂膜が、光吸収性シリコーン樹脂と、有機溶剤を含む材料で形成されたものとすることができる(請求項2)。   In the substrate of the present invention, the antireflection silicon resin film may be formed of a material containing a light-absorbing silicone resin and an organic solvent (claim 2).

本発明の基板のナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下である反射防止用ケイ素樹脂膜は、例えば、このように光吸収性シリコーン樹脂と、有機溶剤を含む材料を用いて、光吸収性シリコーン樹脂のケイ素及び炭素含有量、側鎖の環状骨格や架橋基の量、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する時のベーク温度等の諸条件を調整することで形成することができる。   The silicon resin film for antireflection whose hardness by the nanoindenter of the substrate of the present invention is 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less, for example, using a material containing a light-absorbing silicone resin and an organic solvent in this way, It can be formed by adjusting various conditions such as the silicon and carbon content of the light-absorbing silicone resin, the amount of the cyclic skeleton and cross-linking group in the side chain, and the baking temperature when forming the anti-reflection silicon resin film. .

また、本発明の基板では、前記光吸収性シリコーン樹脂が、炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基と、光吸収基と、末端がSi−OH、Si−OR(Rは炭素数が1〜6の飽和又は不飽和のアルキル基である)の1以上であるケイ素原子とを含むものであるのが好ましい(請求項3)。   In the substrate of the present invention, the light-absorbing silicone resin includes an organic group having one or more of a carbon-oxygen single bond and a carbon-oxygen double bond, a light-absorbing group, and a terminal having Si—OH, Si— It is preferable to contain one or more silicon atoms of OR (R is a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) (Claim 3).

このようなシリコーン樹脂を含む反射防止用ケイ素樹脂膜は、適切な膜厚に設定すること等により、優れた反射防止効果を示すとともに、長期の保存においても膜厚変動が少なく、優れた保存安定性を示す。   Such an anti-reflection silicon resin film containing a silicone resin exhibits an excellent anti-reflection effect by setting it to an appropriate film thickness, etc., and has little film thickness fluctuation even during long-term storage, and excellent storage stability Showing gender.

また、本発明の基板では、前記光吸収性シリコーン樹脂の有機基が、エポキシ基、エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基からなる群から選択される1以上の基を含むものであるものとすることができる(請求項4)。   In the substrate of the present invention, the organic group of the light-absorbing silicone resin may include one or more groups selected from the group consisting of an epoxy group, an ester group, an alkoxy group, and a hydroxy group. (Claim 4).

これにより、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する時に、特に架橋剤を添加しなくても、有機基中のエポキシ基、エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基が、シラノール基との間で架橋を形成することができる。   As a result, when forming a silicon resin film for antireflection, epoxy groups, ester groups, alkoxy groups, and hydroxy groups in organic groups form crosslinks with silanol groups without the need to add a crosslinking agent. can do.

また、本発明の基板では、前記光吸収性シリコーン樹脂の光吸収基が、アントラセン環、ナフタレン環、ベンゼン環からなる群から選択される1以上の環を含むものであるものとすることができる(請求項5)。また、本発明の基板では、前記光吸収性シリコーン樹脂の光吸収基が、ケイ素−ケイ素結合を含むものであるものとすることができる(請求項6)。   In the substrate of the present invention, the light-absorbing group of the light-absorbing silicone resin may contain one or more rings selected from the group consisting of an anthracene ring, a naphthalene ring, and a benzene ring. Item 5). Moreover, in the board | substrate of this invention, the light absorption group of the said light absorptive silicone resin shall be a thing containing a silicon- silicon bond (Claim 6).

これらの光吸収基を適切に選択等することで、反射防止用ケイ素樹脂膜は、優れた反射防止効果を示すことができる。   By appropriately selecting these light absorbing groups, the antireflection silicon resin film can exhibit an excellent antireflection effect.

また、本発明の基板では、前記反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する材料が、さらに、酸発生剤を含むものであるものとすることができる(請求項7)。   In the substrate of the present invention, the material for forming the antireflection silicon resin film may further contain an acid generator (Claim 7).

このように、酸発生剤を含むものであれば、熱などにより酸発生剤から酸を発生させることで、架橋反応をさらに促進させることができる。   Thus, if it contains an acid generator, the crosslinking reaction can be further promoted by generating an acid from the acid generator by heat or the like.

また、本発明の基板では、前記反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する材料が、さらに、中和剤を含むものであるものとすることができる(請求項8)。   In the substrate of the present invention, the material for forming the antireflection silicon resin film may further contain a neutralizing agent (Claim 8).

反射防止用ケイ素樹脂膜材料に、さらに、中和剤が含まれていれば、発生した酸が反射防止用ケイ素樹脂膜の上層のフォトレジスト膜へ拡散するのをより効果的に防止することができる。このため、レジストパターンをより確実に垂直形状にすることができる。   If the silicon resin film material for antireflection further contains a neutralizing agent, it is possible to more effectively prevent the generated acid from diffusing into the upper photoresist film of the silicon resin film for antireflection. it can. For this reason, a resist pattern can be made into a perpendicular | vertical shape more reliably.

また、本発明は、リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、前記本発明の基板を準備し、該基板のフォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止用ケイ素樹脂膜をエッチングし、パターンが形成された反射防止用ケイ素樹脂膜をマスクにして有機膜をエッチングし、さらに基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法を提供する(請求項9)。   The present invention also relates to a method for forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least the substrate of the present invention is prepared, the pattern circuit region of the photoresist film on the substrate is exposed, and then developed with a developer. Forming a resist pattern on the photoresist film, etching the antireflection silicon resin film using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask, and using the antireflection silicon resin film on which the pattern is formed as a mask There is provided a pattern forming method characterized in that an organic film is etched and a substrate is further etched to form a pattern on the substrate.

このように、本発明の基板を用いて、リソグラフィーにより基板にパターンを形成すれば、基板に微細なパターンを高精度で形成することができる。   Thus, if a pattern is formed on a substrate by lithography using the substrate of the present invention, a fine pattern can be formed on the substrate with high accuracy.

以上説明したように、本発明の基板は、少なくとも、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板であって、前記反射防止用ケイ素樹脂膜が、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下のものである。このような本発明の基板を用い、フォトレジスト膜にレジストパターンを形成することで、反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターンをより確実にほぼ垂直形状にすることができる。   As described above, the substrate of the present invention is a substrate in which an antireflection silicon resin film and a photoresist film are sequentially formed on at least an organic film, and the antireflection silicon resin film includes The hardness by the nanoindenter is 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less. By using such a substrate of the present invention and forming a resist pattern on the photoresist film, the resist pattern on the antireflection silicon resin film can be more surely made into a substantially vertical shape.

以下、本発明について、さらに詳しく説明する。
前述のように、従来、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板にレジストパターンを形成する場合、レジストパターン形状が、垂直形状にならず、反射防止用ケイ素樹脂膜付近で裾引き或いはアンダーカットになる場合があるという問題が生じていた。そこで、本発明者らは、レジストパターンを形成した時に反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターン形状をより確実にほぼ垂直形状にすることができる基板を開発すべく鋭意検討を重ねた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As described above, conventionally, when a resist pattern is formed on a substrate in which an antireflection silicon resin film is formed on an organic film and a photoresist film is sequentially formed thereon, the resist pattern shape is not a vertical shape, There has been a problem that there is a case where the bottom or undercut may occur in the vicinity of the antireflection silicon resin film. Therefore, the present inventors have made extensive studies to develop a substrate that can more reliably make the resist pattern shape on the antireflection silicon resin film almost vertical when the resist pattern is formed.

その結果、本発明者らは、フォトレジスト膜の下の反射防止用ケイ素樹脂膜が、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下であれば、その反射防止用ケイ素樹脂膜の上のレジストパターン形状を、より確実に、ほぼ垂直形状にすることができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result, the present inventors have found that when the anti-reflection silicon resin film under the photoresist film has a nanoindenter hardness of 0.4 GPa to 1.1 GPa, the anti-reflection silicon resin film The present inventors have found that the resist pattern shape can be more surely made substantially vertical, thereby completing the present invention.

図1は、本発明の基板の一例を示す概略断面図である。
この基板1は、被加工基板10上に、有機膜11が形成されその上に、反射防止用ケイ素樹脂膜12、その上にフォトレジスト膜13を順次形成したものである。また、反射防止用ケイ素樹脂膜12が、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下のものである。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the substrate of the present invention.
In this substrate 1, an organic film 11 is formed on a substrate 10 to be processed, an antireflection silicon resin film 12 is formed thereon, and a photoresist film 13 is sequentially formed thereon. Further, the antireflection silicon resin film 12 has a hardness by a nanoindenter of 0.4 GPa to 1.1 GPa.

このような基板を用い、反射防止用ケイ素樹脂膜12の上のフォトレジスト膜13にレジストパターンを形成することで、レジストパターンをより確実にほぼ垂直形状にすることができる。   By using such a substrate and forming a resist pattern on the photoresist film 13 on the antireflection silicon resin film 12, the resist pattern can be more surely made substantially vertical.

ここで、ナノインデンターは、ナノスケールの先端半径を持つ圧子を対象物の表面に当て、荷重を加えて対象物に押し込み、押し込み深さと印加荷重を同時に測定することにより対象物の硬度を測定することができる装置である(例えば、特開2004−122283号公報参照)。   Here, the nanoindenter measures the hardness of an object by applying an indenter with a nanoscale tip radius to the surface of the object, pressing it into the object and measuring the indentation depth and applied load simultaneously. (See, for example, JP-A-2004-122283).

このような本発明の基板は、例えば、図2に示す方法で製造することができる。
先ず、図2(a)に示すようにパターンが形成される被加工基板10を準備する。
Such a substrate of the present invention can be manufactured, for example, by the method shown in FIG.
First, a substrate to be processed 10 on which a pattern is formed as shown in FIG.

次に、図2(b)に示すように、基板10の上に有機膜11を形成する。
有機膜11は、基板10上にスピンコート法などで形成する。この有機膜11は、基板10をエッチングするときのマスクとして作用するので、基板エッチング条件ではエッチング耐性が高いことが望ましく、上層の反射防止用ケイ素樹脂膜12とミキシングしないことが求められるので、スピンコート等で塗布した後に熱あるいは酸によって架橋することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 2B, an organic film 11 is formed on the substrate 10.
The organic film 11 is formed on the substrate 10 by a spin coat method or the like. Since the organic film 11 acts as a mask when the substrate 10 is etched, it is desirable that the etching resistance is high under the substrate etching conditions, and it is required not to mix with the antireflection silicon resin film 12 as an upper layer. It is desirable to crosslink with heat or acid after coating with a coat or the like.

次に、図2(c)に示すように、有機膜11の上に、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下の反射防止用ケイ素樹脂膜12を形成する。
反射防止用ケイ素樹脂膜12も、有機膜11と同様にスピンコート法などで反射防止用ケイ素樹脂膜材料を有機膜11の上に塗布して形成することが可能である。スピンコートなどで塗布後、有機溶剤を蒸発し、上層となるフォトレジスト膜13とのミキシング防止のため、ベークして架橋反応を促進させることが望ましい。ベーク温度は80〜300℃の範囲内で、ベーク時間は10秒から300秒の範囲内が好ましく用いられる。
Next, as shown in FIG. 2C, an antireflection silicon resin film 12 having a hardness of 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less is formed on the organic film 11.
Similarly to the organic film 11, the antireflection silicon resin film 12 can be formed by applying an antireflection silicon resin film material on the organic film 11 by spin coating or the like. After application by spin coating or the like, it is desirable to evaporate the organic solvent and to bake to promote the crosslinking reaction in order to prevent mixing with the upper photoresist film 13. The baking temperature is preferably in the range of 80 to 300 ° C., and the baking time is preferably in the range of 10 to 300 seconds.

この時用いる反射防止用ケイ素樹脂膜材料としては、例えば、光吸収性シリコーン樹脂と、有機溶剤を含む材料を挙げることができる。そして、反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスは、例えば、このような材料を用いて、反射防止用ケイ素樹脂膜材料中のケイ素樹脂のケイ素及び炭素含有量、側鎖の環状骨格や架橋基の量、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する時のベーク温度等の条件を調整することにより、0.4GPa以上1.1GPa以下にすることができる。   Examples of the anti-reflection silicon resin film material used at this time include a material containing a light-absorbing silicone resin and an organic solvent. The hardness of the antireflection silicon resin film is, for example, using such a material, the silicon and carbon contents of the silicon resin in the antireflection silicon resin film material, the amount of the side chain cyclic skeleton and the crosslinking group. By adjusting the conditions such as the baking temperature when forming the silicon resin film for antireflection, it can be made 0.4 GPa or more and 1.1 GPa or less.

この時、反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスが0.4GPa未満では、膜構造が脆弱であるため、フォトレジスト膜材料塗布時に使用される溶剤で侵されたり、上層のフォトレジスト膜の現像時にパターン倒れなどが発生し易くなり好ましくない。一方、反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスが1.1GPaを超えると、上層のフォトレジスト膜との密着性が悪くなり、レジストパターン倒れが発生し易い。   At this time, if the hardness of the silicon resin film for antireflection is less than 0.4 GPa, the film structure is fragile, so that it is attacked by the solvent used when applying the photoresist film material, or the pattern is developed when the upper photoresist film is developed. It is not preferable because a fall or the like easily occurs. On the other hand, if the hardness of the silicon resin film for antireflection exceeds 1.1 GPa, the adhesiveness with the upper photoresist film is deteriorated, and the resist pattern collapse easily occurs.

次に、図2(d)に示すように、反射防止用ケイ素樹脂膜12上にフォトレジスト膜13を形成する。
フォトレジスト膜13を形成する方法としては、有機膜11等の形成時と同様にスピンコート法が好ましく用いられる。フォトレジスト膜材料をスピンコート法などで塗布後、プリベークを行うのが好ましい。プリベーク条件としては、80℃から180℃の温度範囲で10秒から300秒の時間範囲が好ましい。
Next, as shown in FIG. 2D, a photoresist film 13 is formed on the antireflection silicon resin film 12.
As a method for forming the photoresist film 13, a spin coating method is preferably used as in the formation of the organic film 11 and the like. It is preferable to pre-bake after applying the photoresist film material by spin coating or the like. As prebaking conditions, a time range of 10 seconds to 300 seconds in a temperature range of 80 ° C. to 180 ° C. is preferable.

以上の工程を経て、図1に示した、有機膜11の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜12、その上にフォトレジスト膜13を順次形成した本発明の基板1を製造することができる。   Through the above steps, the substrate 1 of the present invention in which the antireflection silicon resin film 12 and the photoresist film 13 are sequentially formed on the organic film 11 shown in FIG. 1 can be manufactured.

ここで、反射防止用ケイ素樹脂膜材料に用いる光吸収性シリコーン樹脂としては、炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基と、光吸収基と、末端がSi−OH、Si−OR(Rは炭素数が1〜6の飽和又は不飽和のアルキル基である)の1以上であるケイ素原子とを含むものであるのが好ましい。   Here, as the light-absorbing silicone resin used for the silicon resin film material for antireflection, an organic group having one or more of a carbon-oxygen single bond and a carbon-oxygen double bond, a light-absorbing group, and a terminal of Si- It is preferable that it contains one or more silicon atoms of OH and Si-OR (R is a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).

このような反射防止用ケイ素樹脂膜材料により形成した反射防止用ケイ素樹脂膜は、適切な膜厚に設定すること等により、優れた反射防止効果を示すとともに、長期の保存においても膜厚変動が少なく、優れた保存安定性を示す。   An antireflection silicon resin film formed of such an antireflection silicon resin film exhibits an excellent antireflection effect by setting it to an appropriate film thickness, etc. Less and shows excellent storage stability.

このような光吸収性シリコーン樹脂は、例えば、下記一般式(1)で示されるケイ素含有化合物の1種又は2種以上の混合物を加水分解、縮合して得ることができる。   Such a light-absorbing silicone resin can be obtained, for example, by hydrolyzing and condensing one or a mixture of two or more silicon-containing compounds represented by the following general formula (1).

Figure 2007218943
(上記式中、R1aは炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基であり、Rは光吸収基を有する1価の有機基であり、Xは同一又は異種のハロゲン原子、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数1〜6のアルキルカルボニルオキシ基である。mとnは各々0〜3の整数であって、0<(4−m−n)≦4の関係を満足する。)
Figure 2007218943
(In the above formula, R 1a is an organic group having one or more of a carbon-oxygen single bond and a carbon-oxygen double bond, R 2 is a monovalent organic group having a light absorbing group, and X is the same or A different halogen atom, a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkylcarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, wherein m and n are each an integer of 0 to 3, and 0 < (4-mn) ≦ 4 is satisfied.)

一般式(1)で示されるケイ素含有化合物から得られるケイ素樹脂の好ましい質量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)に基づく測定でポリスチレン換算で500〜100万、より好ましくは1000〜50万である。   The preferable mass average molecular weight of the silicon resin obtained from the silicon-containing compound represented by the general formula (1) is 500 to 1,000,000, more preferably 1000 to 50 in terms of polystyrene as measured based on GPC (gel permeation chromatography). Ten thousand.

一般式(1)中の炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基は、好ましくは炭素数2〜30であり、さらに好ましくは、エポキシ基、エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基からなる群から選択される1以上の基である。有機基は、炭素を含む基の意味であり、水素、窒素、硫黄等を含んでもよい。一般式(1)中の炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基は、例として次のものを挙げることができる。   The organic group having one or more carbon-oxygen single bonds and carbon-oxygen double bonds in the general formula (1) preferably has 2 to 30 carbon atoms, and more preferably an epoxy group, an ester group, or an alkoxy group. , One or more groups selected from the group consisting of hydroxy groups. The organic group means a group containing carbon and may contain hydrogen, nitrogen, sulfur and the like. Examples of the organic group having at least one carbon-oxygen single bond and carbon-oxygen double bond in the general formula (1) include the following.

(P−Q−(S)v1−Q−)−(T)v2−Q−(S)v3−Q
(上記式中、Pは水素原子、ヒドロキシル基、エポキシ環(OCHCH−)、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルカルボニルオキシ基、又は炭素数1〜6のアルキルカルボニル基であり、QとQとQとQは各々独立して−C(2q−p)−(式中、Pは上記と同様であり、pは0〜3の整数であり、qは0〜10の整数である。)、uは0〜3の整数であり、SとSは各々独立して−O−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−OCOO−を表す。v1、v2、v3は、各々独立して0又は1を表す。これらとともに、Tの例を以下に示す。TにおいてQとQと結合する位置は、特に限定されないが、立体的な要因による反応性や反応に用いる市販試薬の入手性等を考慮して適宜選択できる。)
(P-Q 1 - (S 1) v1 -Q 2 -) u - (T) v2 -Q 3 - (S 2) v3 -Q 4 -
(In the above formula, P is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an epoxy ring (OCH 2 CH—), an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylcarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl having 1 to 6 carbon atoms. Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 are each independently —C q H (2q-p) P p — (wherein P is the same as above, and p is 0 to 3). Q is an integer of 0 to 10.), u is an integer of 0 to 3, and S 1 and S 2 are each independently —O—, —CO—, —OCO—, — Represents COO- or -OCOO-, each of v1, v2, and v3 independently represents 0 or 1. Together with these, examples of T are shown below: The position where T 2 is bonded to Q 2 and Q 3 is Although not particularly limited, it is suitable considering the reactivity due to steric factors and the availability of commercially available reagents used in the reaction. (You can choose it.)

Figure 2007218943
Figure 2007218943

一般式(1)中の炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基の好ましい例として、以下のものが挙げられる。なお、下記式中において、(Si)はSiとの結合箇所を示すために記載した。   Preferable examples of the organic group having one or more carbon-oxygen single bonds and carbon-oxygen double bonds in the general formula (1) include the following. In addition, in the following formula, (Si) is described in order to indicate the bonding site with Si.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

Figure 2007218943
Figure 2007218943

次に、一般式(1)中の光吸収基は、例えば、波長150〜300nmの間で吸収を有する基が挙げられ、好ましくは、アントラセン環、ナフタレン環、ベンゼン環からなる群から選択される1以上の環を含むものが挙げられる。又は、これらの環に一個以上の置換基があってもよい。置換基としては炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基又は炭素数1〜6のアセタール基が好ましく、より好ましくは、メチル基、メトキシ基、t−ブトキシ基、t−アミロキシ基、アセトキシ基、1−エトキシエトキシ基等である。この例を以下に挙げることができる。   Next, the light absorbing group in the general formula (1) includes, for example, a group having absorption at a wavelength of 150 to 300 nm, and is preferably selected from the group consisting of an anthracene ring, naphthalene ring, and benzene ring. Those containing one or more rings are mentioned. Or these rings may have one or more substituents. The substituent is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an acetal group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or a methoxy group. Group, t-butoxy group, t-amyloxy group, acetoxy group, 1-ethoxyethoxy group and the like. An example of this can be given below.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

上記光吸収基のメトキシ基、アセトキシ基、アセタール基は、重合中あるいは重合後脱保護化して、ヒドロキシ基にすることも可能である。
特に波長200nm以下のリソグラフィ用には、上記光吸収基がべンゼン環を含むものであることが好ましい。
The methoxy group, acetoxy group, and acetal group of the light absorbing group can be deprotected during polymerization or after polymerization to form a hydroxy group.
In particular, for lithography with a wavelength of 200 nm or less, it is preferable that the light absorbing group contains a benzene ring.

また、上記芳香族系の光吸収基の他に、ケイ素−ケイ素結合を含む光吸収基を用いることもできる。具体的には下記のものを挙げることができる。   In addition to the aromatic light absorbing group, a light absorbing group containing a silicon-silicon bond can also be used. Specifically, the following can be mentioned.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

反射防止用ケイ素樹脂膜材料中の光吸収性シリコーン樹脂は、例えば、一般式(1)で示されるケイ素含有化合物(モノマー)を加水分解による共縮合を行うことで合成することができる。
加水分解反応における水の量は、モノマー1モル当たり0.2〜10モルを添加することが好ましい。この時に、触媒を用いることもでき、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、塩酸、硫酸、硝酸、スルホン酸、メチルスルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの酸、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの塩基、テトラアルコキシチタン、トリアルコキシモノ(アセチルアセトナート)チタン、テトラアルコキシジルコニウム、トリアルコキシ
モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウムなどの金属キレート化合物を挙げることができる。
The light-absorbing silicone resin in the silicon resin film material for antireflection can be synthesized, for example, by co-condensing the silicon-containing compound (monomer) represented by the general formula (1) by hydrolysis.
The amount of water in the hydrolysis reaction is preferably 0.2 to 10 moles per mole of monomer. At this time, a catalyst can also be used. Acetic acid, propionic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid Acids such as sulfonic acid, methylsulfonic acid, tosylic acid, trifluoromethanesulfonic acid, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide , Bases such as choline hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide, tetraalkoxytitanium, trialkoxymono (acetylacetonato) titanium, tetraalkoxyzirconium, trialkoxymono (acetylacetonato) zirconium Which metal chelate compound can be mentioned.

反応操作としては、有機溶媒に水及び触媒を溶解させ、そこにモノマーを添加してもよい。このとき、モノマーは有機溶媒で希釈してもおいてもよい。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。モノマーの滴下時に10〜50℃に加熱し、その後40〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。   As a reaction operation, water and a catalyst may be dissolved in an organic solvent, and a monomer may be added thereto. At this time, the monomer may be diluted with an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. when dropping the monomer and then raising the temperature to 40 to 80 ° C. for aging is preferable.

別の操作としては、有機溶媒に水分を含まない触媒を溶解させ、そこに水又は有機溶媒で希釈した水を添加しても良い。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。モノマーの滴下時に10〜50℃に加熱し、その後40〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。   As another operation, a water-free catalyst may be dissolved in an organic solvent, and water or water diluted with an organic solvent may be added thereto. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. when dropping the monomer and then raising the temperature to 40 to 80 ° C. for aging is preferable.

有機溶媒としては、水溶性のものが好ましく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル及びこれらの混合物などが好ましい。   As an organic solvent, a water-soluble thing is preferable, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, acetone, tetrahydrofuran, acetonitrile, propylene glycol monomethyl ether , Ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether and mixtures thereof are preferred. .

その後、上記の水に難溶又は不溶の有機溶媒を添加し、有機溶媒層を分別、水洗して加水分解縮合に使用した触媒を除去する。このとき、必要に応じて触媒を中和してもよい。   Thereafter, an organic solvent that is hardly soluble or insoluble in the above water is added, the organic solvent layer is separated and washed with water to remove the catalyst used for the hydrolytic condensation. At this time, the catalyst may be neutralized as necessary.

有機溶媒としては、水に難溶あるいは不溶のものが好ましく、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メ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、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert―ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート、γ―ブチルラクトン及びこれらの混合物などが好ましい。   As the organic solvent, those hardly soluble or insoluble in water are preferable, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl-2-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether. , Ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-acetate -Butyl, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert Butyl ether acetate, γ- butyrolactone, and mixtures thereof.

その後、有機溶媒層を分別し脱水する。水分の残存は、残存したシラノールの縮合反応を進行させるため、十分に行う必要がある。硫酸マグネシウムなどの塩やモレキュラーシーブによる吸着法や、溶媒を除去しながらの共沸脱水法が好ましく挙げられる。   Thereafter, the organic solvent layer is separated and dehydrated. It is necessary to sufficiently perform the remaining of water in order to advance the condensation reaction of the remaining silanol. Preferable examples include an adsorption method using a salt such as magnesium sulfate and molecular sieve, and an azeotropic dehydration method while removing the solvent.

また、別の操作方法として、モノマーの加水分解縮合に用いる有機溶媒として、水に難溶あるいは不溶のものを使用することもできる。例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メ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、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert―ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート、γ―ブチルラクトン及びこれらの混合物などが好ましい。   As another operation method, an organic solvent that is hardly soluble or insoluble in water can also be used as the organic solvent used for the hydrolysis and condensation of the monomer. For example, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl-2-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert- Butyl ether acetate, γ-butyl lactone and A mixture thereof are preferred.

モノマーをこの有機溶媒に溶解させ、水を添加し加水分解反応を開始させる。
触媒は水に添加していても良いし、有機溶媒中に添加しておいても良い。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。水の滴下時に10〜50℃に加熱し、その後40〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。
The monomer is dissolved in the organic solvent, and water is added to initiate the hydrolysis reaction.
The catalyst may be added to water or may be added to an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. at the time of dropping the water and then raising the temperature to 40 to 80 ° C. for aging is preferable.

このときの反応条件を調整することにより、末端がSi−OH、Si−OR(Rは炭素数が1〜6の飽和又は不飽和のアルキル基である)の1以上であるケイ素原子の割合が、例えば、0.1〜50モル%となる光吸収性シリコーン樹脂を得ることができる。このときの末端基は29Si−NMRを使用することで簡単に求めることができる。末端がSi−OH、Si−ORの1以上であるケイ素原子の割合をA(モル%)とすると、下記の式となる。 By adjusting the reaction conditions at this time, the proportion of silicon atoms whose terminal is one or more of Si—OH and Si—OR (where R is a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) is increased. For example, a light-absorbing silicone resin of 0.1 to 50 mol% can be obtained. The terminal group at this time can be easily obtained by using 29 Si-NMR. Assuming that the ratio of silicon atoms whose terminal is one or more of Si—OH and Si—OR is A (mol%), the following formula is obtained.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

ここで、Q,Q,Q,Qは4官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数、T,T,Tは3官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数、D,Dは2官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数を表す。それぞれの結合の量は29Si−NMRのピーク値を積分したものを使用して計算する。 Here, Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 are the number of siloxane bonds formed by tetrafunctional Si atoms, and T 1 , T 2 , and T 3 are the siloxane bonds formed by trifunctional Si atoms. The numbers D 1 and D 2 represent the number of siloxane bonds formed by the bifunctional Si atom. The amount of each bond is calculated by integrating the 29 Si-NMR peak values.

このとき、Aが0.1モル%以下では、樹脂の架橋に使用される末端SiOH、SiORの数が少なすぎて、塗布膜が十分に硬化しきれず、次工程で使用されるレジストとのインターミキシングが発生し、矩形性のよいレジストパターンを得ることができない場合がある。一方、Aが50モル%以上あると、縮合が不十分であり、強度的に弱い塗布膜しか得られず、レジストパターンの倒れなどが発生して好ましくない場合がある。   At this time, when A is 0.1 mol% or less, the number of terminal SiOH and SiOR used for crosslinking of the resin is too small, and the coating film cannot be sufficiently cured, and the resist is used in the next step. Mixing may occur and a resist pattern with good rectangularity may not be obtained. On the other hand, if A is 50 mol% or more, condensation may be insufficient, and only a coating film having a weak strength may be obtained, and a resist pattern may collapse, which may be undesirable.

更に、Aが0.1モル%以上50モル%以下の間であり、Si−OHとSi−ORの比率が所定の割合であれば、より十分に硬化した塗布膜を得ることができる。すなわち、さらに好ましくは、Si−OH/Si−OR=(100/0)〜(20/80)の割合とする。このとき、−SiOH/−SiORの比率は、13C−NMRを用いてSi原子のα位の炭素原子1個当りの積分強度(B)を内部標準として用いて求めることができる。即ち、−SiORのRをRx−CHとすると−SiO−Rxとなり、下線部の炭素原子の積分強度の比からSi−OR量(B)を求める。 Furthermore, when A is between 0.1 mol% and 50 mol% and the ratio of Si—OH and Si—OR is a predetermined ratio, a more fully cured coating film can be obtained. That is, more preferably, the ratio is Si—OH / Si—OR = (100/0) to (20/80). At this time, the ratio of —SiOH / —SiOR can be determined using 13 C-NMR, using the integrated intensity (B) per one carbon atom at the α-position of the Si atom as an internal standard. That is, determined -SiO C H 2 -Rx next when the R of -SiOR and Rx-CH 2, Si-OR content from the ratio of integrated intensity of the carbon atoms of the underlined portion (B).

29Si−NMRでは、Si−OH及びSi−ORの合算量(C)が求まるので、SiOHとSiORの比率は、Si−OH/Si−OR=(C−B)/Bとなる。
Si−OH/Si−OR=20/80よりSi−ORの割合が少なければ、Si−OH同士の縮合やSi−OHとSi−OR間での縮合が容易に進行し、十分な強度があり、インターミキシングのほとんど発生しない塗布膜を得ることができる。
In 29 Si-NMR, since the total amount (C) of Si—OH and Si—OR is determined, the ratio of SiOH and SiOR is Si—OH / Si—OR = (C—B) / B.
If the ratio of Si-OR is less than Si-OH / Si-OR = 20/80, condensation between Si-OH and condensation between Si-OH and Si-OR proceed easily and there is sufficient strength. A coating film that hardly generates intermixing can be obtained.

更に、炭素−酸素結合を含有する有機基にエポキシ基が含まれている場合、シリコーン樹脂を形成した後、変性反応させることにより種類の異なる炭素−酸素結合を有する有機基を持つシリコーン樹脂に変換することができる。変性シリコーン樹脂の繰り返し単位の例を以下に挙げる。   Furthermore, when an epoxy group is contained in an organic group containing a carbon-oxygen bond, after the silicone resin is formed, it is converted into a silicone resin having a different type of organic group having a carbon-oxygen bond by a modification reaction. can do. Examples of the repeating unit of the modified silicone resin are given below.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

ここで、Y、Zは、各々独立に、水素原子、炭素数1〜7のアルキル基、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−エチルブチル基、3−エチルブチル基、2,2−ジエチルプロピル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基などを例示することができる。   Here, Y and Z are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specifically, , Methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-ethylbutyl group, 3-ethylbutyl Group, 2,2-diethylpropyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, pivaloyl group, cyclohexylcarbonyl group, methoxy group Examples include carbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, etc. It can be.

もとのシリコーン樹脂からの変換は、一般に知られている方法で可能である。例えば、酸、アルカリ又は4級アンモニウム触媒の存在下でアルコール類やカルボン酸類とを加熱することにより変性シリコーン樹脂に容易に変換することができる。また、カルボン酸類との反応では、カルボン酸自身が触媒となるので、触媒を添加する必要がない。   Conversion from the original silicone resin is possible by generally known methods. For example, it can be easily converted into a modified silicone resin by heating alcohols or carboxylic acids in the presence of an acid, alkali or quaternary ammonium catalyst. In the reaction with carboxylic acids, carboxylic acid itself becomes a catalyst, so there is no need to add a catalyst.

このとき使用される酸触媒として、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸などの酸を使用することができる。またアルカリ触媒としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジエチルアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの塩基、四級アンモニウム触媒として塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアンモニウム等を挙げることができる。   Acid catalysts used at this time include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, oxalic acid, acetic acid, propionic acid Acids such as oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid and tartaric acid can be used. Examples of the alkali catalyst include bases such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, triethylamine, triethanolamine, benzyldiethylamine, tetraethylammonium hydroxide, choline hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide. Examples of the quaternary ammonium catalyst include benzyltriethylammonium chloride and benzyltriethylammonium bromide.

このようにして得られる元のシリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂(以下、両者及び両者のブレンド物を含んでシリコーン樹脂と呼ぶ。)をブレンドして用いることもできる。このときのブレンド比は、得られる反射防止用ケイ素樹脂膜材料の性能に大きく影響するため、性能が最高になるように任意の割合でブレンドすることができる。得られた混合物中を、加熱、攪拌、超音波照射、混練などの操作での高分子化合物を均一な組成にすると、より好ましい。   The original silicone resin and modified silicone resin thus obtained (hereinafter referred to as a silicone resin including both and a blend of both) can also be used by blending. Since the blend ratio at this time greatly affects the performance of the resulting anti-reflection silicon resin film material, it can be blended at an arbitrary ratio so that the performance is maximized. In the obtained mixture, it is more preferable to make the polymer compound into a uniform composition by operations such as heating, stirring, ultrasonic irradiation, and kneading.

また、反射防止用ケイ素樹脂膜材料に用いる有機溶剤としては、光吸収性シリコーン樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチル2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−エチル3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類、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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類、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、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、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エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert―ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ―ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。これらの有機溶剤の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジエチルエーテルや1−エトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。   The organic solvent used for the silicon resin film material for antireflection may be any organic solvent that can dissolve a light-absorbing silicone resin, an acid generator, other additives, and the like. Examples of such organic solvents include ketones such as cyclohexanone and ethyl 2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-ethyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2- Alcohols such as propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and other ethers, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono Ethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropyl Examples include esters such as ethyl pionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate, and lactones such as γ-butyrolactone. One of these may be used alone or two or more may be used. Although it can be used in mixture, it is not limited to these. Of these organic solvents, diethylene glycol diethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monoethyl ether acetate, and mixed solvents thereof, which have the highest solubility of the acid generator in the resist component, are preferably used.

有機溶剤の使用量は、シリコーン樹脂100質量部に対して400〜500,000質量部、特に500〜100,000質量部が好適である。   The amount of the organic solvent used is preferably 400 to 500,000 parts by mass, particularly 500 to 100,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone resin.

また、反射防止用ケイ素樹脂膜材料には、熱による架橋反応を更に促進させるために酸発生剤を添加することができる。酸発生剤は、熱分解によって酸を発生するものや、光照射によって酸を発生するものがあるが、いずれのものも添加することができる。   Further, an acid generator can be added to the antireflection silicon resin film material in order to further accelerate the crosslinking reaction by heat. The acid generator includes those that generate acid by thermal decomposition and those that generate acid by light irradiation, and any of them can be added.

添加する酸発生剤としては、
i.下記一般式(P1a−1)、(P1a−2)、(P1a−3)又は(P1b)のオニウム塩、
ii.下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、
iii.下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、
iv.下記一般式(P4)のビススルホン誘導体、
v.下記一般式(P5)のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
vi.β−ケトスルホン酸誘導体、
vii.ジスルホン誘導体、
viii.ニトロベンジルスルホネート誘導体、
ix.スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
As an acid generator to be added,
i. An onium salt of the following general formula (P1a-1), (P1a-2), (P1a-3) or (P1b),
ii. A diazomethane derivative of the following general formula (P2):
iii. A glyoxime derivative of the following general formula (P3):
iv. A bissulfone derivative of the following general formula (P4):
v. A sulfonic acid ester of an N-hydroxyimide compound of the following general formula (P5),
vi. β-ketosulfonic acid derivatives,
vii. Disulfone derivatives,
viii. Nitrobenzyl sulfonate derivatives,
ix. Examples thereof include sulfonic acid ester derivatives.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(上記式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜6のアルキレン基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。R101d、R101e、R101f、R101gは、R101a、R101b、R101cに水素原子を加えて示される。R101dとR101e、R101dとR101eとR101fとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101dとR101e及びR101dとR101eとR101fは炭素数3〜10のアルキレン基を示す。) (In the above formula, R 101a , R 101b and R 101c are each a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and having 6 to 20 carbon atoms. An aryl group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or an aryloxoalkyl group, part or all of hydrogen atoms of which may be substituted with an alkoxy group, etc. R 101b and R 101c and may form a ring, when they form a ring, R 101b, .K indicating each is R 101c alkylene group having 1 to 6 carbon atoms - .R 101d is representative of a non-nucleophilic counter ion R 101e , R 101f and R 101g are represented by adding a hydrogen atom to R 101a , R 101b and R 101c , R 101d and R 101e , and R 101d , R 101e and R 101f may form a ring. Well, when forming a ring, R 101d and R 101e and R 101d and R 101e and R 101f represent an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms.

上記R101a、R101b、R101c、R101d、R101e、R101f、R101gは、互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的には、アルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルエチル基、4−エチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルエチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−エチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジエチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。 R 101a , R 101b , R 101c , R 101d , R 101e , R 101f and R 101g may be the same as or different from each other. Specifically, as the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, Propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopropylethyl, 4- Examples thereof include an ethylcyclohexyl group, a cyclohexylethyl group, a norbornyl group, an adamantyl group and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, and the like. 2-oxopropyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Ethylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, diethylphenyl groups, etc. Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group, etc. Groups and the like.

-の非求核性対向イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。 Non-nucleophilic counter ions of K include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate, fluoroalkyl sulfonates such as 1,1,1-trifluoroethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, tosylate, and benzene. Examples thereof include aryl sulfonates such as sulfonate, 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.

(P1a−1)と(P1a−2)は光酸発生剤、熱酸発生剤の両方の効果があるが、(P1a−3)は熱酸発生剤として作用する。   (P1a-1) and (P1a-2) have the effects of both a photoacid generator and a thermal acid generator, while (P1a-3) acts as a thermal acid generator.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(上記式中、R102aとR102bはそれぞれ独立して炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104aとR104bはそれぞれ独立して炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。) (In the above formula, R 102a and R 102b each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 103 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 104a and R 104b each independently represents a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.

102aとR102bとして、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルエチル基、4−エチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルエチル基等が挙げられる。 Specific examples of R 102a and R 102b include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopropylethyl group, 4-ethylcyclohexyl group, cyclohexylethyl group and the like.

103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。 R 103 is methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene. Group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclooctylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like.

104aとR104bとしては、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。 Examples of R 104a and R 104b include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group.

-は、式(P1a−1)、(P1a−2)及び(P1a−3)で説明したものと同様のものを挙げることができる。 Examples of K are the same as those described in the formulas (P1a-1), (P1a-2), and (P1a-3).

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(上記式中、R105、R106は独立して炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。) (In the above formula, R 105 and R 106 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.)

105とR106のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of R 105 and R 106 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, Examples include amyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like.

105とR106のハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロエチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、メチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジエチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。 Examples of the halogenated alkyl group for R 105 and R 106 include a trifluoroethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. As the aryl group, an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, p-tert-butoxyphenyl group, m-tert-butoxyphenyl group, Examples thereof include alkylphenyl groups such as 2-ethylphenyl group, 3-ethylphenyl group, 4-ethylphenyl group, methylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and diethylphenyl group.

105とR106のハロゲン化アリール基としてはフルオロフェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。
105とR106のアラルキル基としてはベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
Examples of the halogenated aryl group for R 105 and R 106 include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group.
Examples of the aralkyl group for R 105 and R 106 include a benzyl group and a phenethyl group.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(上記式中、R107とR108とR109は独立して炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R108とR109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108とR109はそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R105は、P2で説明したものと同様である。) (In the above formula, R 107 , R 108 and R 109 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, aryl group or halogen having 6 to 20 carbon atoms. An aryl group or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 108 and R 109 may be bonded to each other to form a cyclic structure, and when forming a cyclic structure, R 108 and R 109 are each independently And represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 105 is the same as described for P2.)

107、R108、R109のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、R105、R106で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、R108、R109のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group, and aralkyl group of R 107 , R 108 , and R 109 include the same groups as those described for R 105 and R 106 . Examples of the alkylene group for R 108 and R 109 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group.

Figure 2007218943
(上記式中、R101a、R101bは前記と同様である。)
Figure 2007218943
(In the above formula, R 101a and R 101b are the same as described above.)

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(上記式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基若しくはアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基若しくはアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。) (In the above formula, R 110 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are further It may be substituted with a linear or branched alkyl or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group, and R 111 is a linear or branched group having 1 to 8 carbon atoms. Or a substituted alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, a phenyl group, or a naphthyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups are further an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; A phenyl group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or substituted with a chlorine atom or a fluorine atom The Even if it is.)

110のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が挙げられ、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−2,3−ジイル基等が挙げられ、アルケニレン基としては、1,2−ビニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。 Examples of the arylene group for R 110 include a 1,2-phenylene group and a 1,8-naphthylene group. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a phenylethylene group, and a norbornane- 2,3-diyl group etc. are mentioned, As the alkenylene group, 1,2-vinylene group, 1-phenyl-1,2-vinylene group, 5-norbornene-2,3-diyl group and the like can be mentioned.

111のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のものが挙げられ、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、ジエチルアリル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基等が挙げられ、アルコキシアルキル基としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、ヘプチロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of R 111 include the same groups as R 101a to R 101c, and examples of the alkenyl group include a vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, isoprenyl group, 1-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, diethylallyl group, 1-hexenyl group, 3-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-heptenyl group, 3-heptenyl group, 6-heptenyl group, 7 -Octenyl group and the like, and the alkoxyalkyl group includes methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, hexyloxyethyl group, heptyloxyethyl group, methoxypropyl group, Ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxypropyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl , Propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.

なお、更に置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。
炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、p−tert−ブトキシフェニル基、p−アセチルフェニル基、p−ニトロフェニル基等が挙げられ、炭素数3〜5のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。
Examples of the optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 4 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group.
Examples of the phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group or an acetyl group include a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, p -Acetylphenyl group, p-nitrophenyl group, etc. are mentioned, As a C3-C5 heteroaromatic group, a pyridyl group, a furyl group, etc. are mentioned.

具体的には、オニウム塩として、例えばトリフルオロメタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリエチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリエチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルエチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルエチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジエチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジエチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)エチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[エチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2'−ナフチルカルボニルエチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等が挙げられる。   Specific examples of onium salts include tetraethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetraethylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetra-n-butylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, and p-toluenesulfonic acid. Tetraethylammonium, trifluoromethanesulfonic acid diphenyliodonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-toluenesulfonic acid diphenyliodonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, trifluoro Triphenylsulfonium lomethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butyl) Xylphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid (P-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonafluorobutanesulfonic acid tri Phenylsulfonium, butanesulfonic acid triphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid triethylsulfonium, p-toluenesulfonic acid Liethylsulfonium, cyclohexylethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexylethyl p-toluenesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, diethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, Dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (2-norbornyl) ethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, ethylenebis [ethyl (2- Oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfona And 1,2′-naphthylcarbonylethyltetrahydrothiophenium triflate.

ジアゾメタン誘導体としては、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)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(シクロペンチルスルホニル)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(sec−ブチルスルホニル)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(イソプロピルスルホニル)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−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。   Diazomethane derivatives include bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane Bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane Bis (isoamylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsulfur) Nyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane Etc.

グリオキシム誘導体としては、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2−エチル3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2−エチル3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(メタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(カンファースルホニル)−α−ジエチルグリオキシム等が挙げられる。   Examples of glyoxime derivatives include bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl)- α-dicyclohexylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-ethyl3,4-pentanedione glyoxime, bis -O- (n-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime, Bis-O- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (n Butanesulfonyl) -2-ethyl 3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O -(1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl) -α- Diethylglyoxime, bis-O- (cyclohexanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-diethylglyoxime Oxime, bis-O- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) -α Diethyl glyoxime, bis -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-diethyl glyoxime, bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-diethyl glyoxime, and the like.

ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロエチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等が挙げられる。   Examples of the bissulfone derivative include bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoroethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane.

β−ケトスルホン誘導体としては、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等が挙げられる。
ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体を挙げることができる。
Examples of the β-ketosulfone derivative include 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.
Examples of the disulfone derivative include disulfone derivatives such as diphenyl disulfone derivatives and dicyclohexyl disulfone derivatives.

ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等が挙げられる。   Examples of the nitrobenzyl sulfonate derivative include 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.

スルホン酸エステル誘導体としては、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等が挙げられる。   Examples of sulfonic acid ester derivatives include 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy). Examples include benzene.

N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体としては、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−クロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2,4,6−トリエチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等が挙げられる。   Examples of sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds include N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid. Ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-methoxybenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-chloroethanesulfonic acid ester N-hydroxysuccinimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide-2,4,6-triethylbenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-naphthalenesulfonic acid ester, N- Hydroxy-2-phenylsuccinimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimide ethanesulfonate, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide methanesulfonate Ester, N-hydroxyglutarimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydro Siphthalimidobenzenesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, N- Hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide methanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3 -Dicarboximide p-toluenesulfonic acid ester etc. are mentioned.

好ましくは、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−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ン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルエチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)エチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2'−ナフチルカルボニルエチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、
ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)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(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(sec−ブチルスルホニル)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(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、
ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、
ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、
N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が用いられる。
Preferably, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid cyclohexylethyl (2-oxo) (Cyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) ethyl (2-oxocyclohexyl) sulfur Chloride, 1,2'-naphthyl carbonyl ethyl tetrahydrothiophenium triflate onium salts such as,
Bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis ( diazomethane derivatives such as n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane,
Glyoxime derivatives such as bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime,
Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane,
N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid A sulfonic acid ester derivative of an N-hydroxyimide compound such as an ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, or N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester is used.

なお、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ることができる。
酸発生剤の添加量は、シリコーン樹脂100質量部に対して好ましくは0.1〜50質量部、より好ましくは0.3〜40質量部である。0.1質量部以上であれば酸発生量が十分であり、架橋反応がより十分になる。また、50重量部以下であれば上層のフォトレジスト膜へ酸が移動することによるミキシング現象が起こる可能性がより小さい。
In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The addition amount of the acid generator is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 0.3 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone resin. If it is 0.1 mass part or more, the amount of acid generation is sufficient, and the crosslinking reaction becomes more sufficient. On the other hand, if the amount is 50 parts by weight or less, the possibility of mixing phenomenon due to the transfer of acid to the upper photoresist film is smaller.

また、本発明の反射防止用ケイ素樹脂膜材料には、中和剤を添加することもできる。中和剤は、発生した酸が次工程で塗布されるフォトレジスト膜へ拡散していくのを防止するための材料であり、例えば、メチロール基、アルコキシエチル基、アシロキシエチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたエポキシ化合物、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、などを挙げることができる。   Moreover, a neutralizing agent can also be added to the silicon resin film material for antireflection of the present invention. The neutralizing agent is a material for preventing the generated acid from diffusing into the photoresist film applied in the next step, for example, at least selected from a methylol group, an alkoxyethyl group, and an acyloxyethyl group. An epoxy compound, a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound substituted with one group can be exemplified.

中和剤のうち、エポキシ化合物を例示すると、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが例示される。   Examples of the neutralizing agent include epoxy compounds such as tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether, and the like.

中和剤のうち、メラミン化合物を具体的に例示すると、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜6個がメトキシエチル化した化合物及びその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシエチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシエチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。   Specific examples of the melamine compound among the neutralizers include hexamethylol melamine, hexamethoxyethyl melamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxyethylated, and a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, Examples include hexaacyloxyethyl melamine, compounds in which 1 to 5 methylol groups of hexamethylol melamine are acyloxyethylated, or mixtures thereof.

中和剤のうち、グアナミン化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がメトキシエチル化した化合物及びその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がアシロキシエチル化した化合物及びその混合物が挙げられる。   Among the neutralizing agents, guanamine compounds include tetramethylolguanamine, tetramethoxyethylguanamine, compounds in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxyethylated, and mixtures thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine. And compounds in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are acyloxyethylated, and mixtures thereof.

中和剤のうち、グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシエチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がメトキシエチル基化した化合物、又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がアシロキシエチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。   Among the neutralizing agents, as the glycoluril compound, tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxyethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 of the methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxyethylated, or its Examples thereof include a mixture, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycoluril are acyloxyethylated, or a mixture thereof.

中和剤のうち、ウレア化合物としては、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメトキシエチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜4個のメチロール基がメトキシエチル基化した化合物、又はその混合物などが挙げられる。   Among the neutralizing agents, examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, tetramethoxyethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are converted to methoxyethyl group, or a mixture thereof. It is done.

中和剤の添加量は、光吸収性シリコーン樹脂100部(質量部、以下同様)に対して好ましくは0〜50部、より好ましくは0〜40部である。   The addition amount of the neutralizing agent is preferably 0 to 50 parts, more preferably 0 to 40 parts, with respect to 100 parts (parts by mass, the same applies hereinafter) of the light absorbing silicone resin.

次に、本発明の基板のフォトレジスト膜13の形成に用いるフォトレジスト膜材料は、公知のものを使用でき、例えば、べース樹脂と有機溶媒と酸発生剤の組み合わせを用いることができる。べース樹脂としては、ポリヒドロキシスチレン及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリメタクリル酸及びその誘導体、ヒドロキシスチレンとアクリル酸とメタクリル酸とそれらの誘導体から選ばれ形成される共重合体、シクロオレフィン及びその誘導体と無水マレイン酸とアクリル酸及びその誘導体から選ばれる3以上の共重合体、シクロオレフィン及びその誘導体とマレイミドとアクリル酸及びその誘導体から選ばれる3以上の共重合体、ポリノルボルネン、及びメタセシス開環重合体からなる一群から選択される1種以上の重合体が挙げられる。なお、ここにいう誘導体は、アクリル酸誘導体にはアクリル酸エステル等、メタクリル酸誘導体にはメタクリル酸エステル等、ヒドロキシスチレン誘導体にはアルコキシスチレン等が含まれるように、主要な骨格が誘導後に残っているものを意味する。   Next, as the photoresist film material used for forming the photoresist film 13 of the substrate of the present invention, a known material can be used. For example, a combination of a base resin, an organic solvent, and an acid generator can be used. As the base resin, polyhydroxystyrene and derivatives thereof, polyacrylic acid and derivatives thereof, polymethacrylic acid and derivatives thereof, a copolymer selected from hydroxystyrene, acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof, Three or more copolymers selected from cycloolefin and derivatives thereof, maleic anhydride and acrylic acid and derivatives thereof, three or more copolymers selected from cycloolefin and derivatives thereof and maleimide, acrylic acid and derivatives thereof, polynorbornene And one or more polymers selected from the group consisting of metathesis ring-opening polymers. In addition, the main skeleton remains after the induction, such as acrylic acid derivatives such as acrylic acid esters, methacrylic acid derivatives such as methacrylic acid derivatives, and alkoxystyrenes such as hydroxystyrene derivatives. Means what

特に、KrFエキシマレーザー用のフォトレジスト膜材料としては、ポリヒドロキシスチレン(PHS)、ヒドロキシスチレンとスチレンとアクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとマレイミドNカルボン酸エステルとから選ばれて形成される共重合体、ArFエキシマレーザー用のフォトレジスト膜材料としては、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタクリル酸エステル系、ノルボルネンと無水マレイン酸との交互共重合系、テトラシクロドデセンと無水マレイン酸との交互共重合系、ポリノルボルネン系、開環重合によるメタセシス重合系があげられるが、これらの重合系ポリマーに限定されることはない。   In particular, as a photoresist film material for KrF excimer laser, polyhydroxystyrene (PHS), a copolymer selected from hydroxystyrene, styrene, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, and maleimide N carboxylic acid ester Photoresist film materials for ArF excimer laser include polyacrylate ester, polymethacrylate ester, alternating copolymer of norbornene and maleic anhydride, alternating copolymer of tetracyclododecene and maleic anhydride Systems, polynorbornene systems, and metathesis polymerization systems based on ring-opening polymerization, but are not limited to these polymerization polymers.

ポジ型のフォトレジスト膜材料の場合、フェノールあるいはカルボキシル基の水酸基を酸不安定基で置換することによって、未露光部の溶解速度を下げるのが一般的である。即ち、カルボキシル基の水素原子又はフェノール性水酸基の水素原子がアルカリ溶解制御能を有する酸不安定基で置換され、露光により発生した酸の作用により該酸不安定基が解離しアルカリ水溶液への溶解度が増大するべース樹脂と組み合わせてポジ型のフォトレジスト膜材料として用いることができる。   In the case of a positive type photoresist film material, it is common to lower the dissolution rate of the unexposed area by replacing the hydroxyl group of the phenol or carboxyl group with an acid labile group. That is, a hydrogen atom of a carboxyl group or a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group is substituted with an acid labile group having an alkali dissolution control ability, and the acid labile group is dissociated by the action of an acid generated by exposure to dissolve in an aqueous alkali solution. Can be used as a positive-type photoresist film material in combination with a base resin that increases the thickness.

フォトレジスト膜材料に用いる有機溶剤としては、前述の反射防止用ケイ素樹脂膜材料の有機溶剤と同様なものが挙げられる。酸発生剤は通常のものを用いることができる。フォトレジスト膜材料の各成分の添加量は、例えば、べース樹脂の添加量は、前記本発明の反射防止用ケイ素樹脂膜材料のシリコーン樹脂の添加量と同様であり、フォトレジスト膜材料に用いる有機溶剤と酸発生剤の添加量も、反射防止用ケイ素樹脂膜材料の有機溶剤と酸発生剤と同様である。   Examples of the organic solvent used for the photoresist film material include the same organic solvents as those for the antireflection silicon resin film material. Usual acid generators can be used. The addition amount of each component of the photoresist film material, for example, the addition amount of the base resin is the same as the addition amount of the silicone resin of the antireflection silicon resin film material of the present invention, The addition amount of the organic solvent and acid generator used is the same as that of the organic solvent and acid generator of the silicon resin film material for antireflection.

次に、本発明の基板の有機膜11は有機膜形成材料を用いて形成することができる。有機膜形成材料に用いる樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック、ナフトールノボラック、カトールジシクロペンタジエンノボラック、アモルファスカーボン、ポリヒドロキシスチレン、アクリレート、メタクリレート、ポリイミド、ポリスルフォン等の樹脂が挙げられる。   Next, the organic film 11 of the substrate of the present invention can be formed using an organic film forming material. Examples of the resin used for the organic film forming material include resins such as cresol novolak, naphthol novolak, catol dicyclopentadiene novolak, amorphous carbon, polyhydroxystyrene, acrylate, methacrylate, polyimide, and polysulfone.

さらに、このとき使用される被加工基板10としては、特に限定されず、シリコンウエーハ等が用いられる。
また、被加工基板10は、ベース層と被加工層で構成されて良い。この場合、基板のベース層としては、特に限定されるものではなく、Si、α−Si、p−Si、SiO2、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工層と異なる材質のものが用いられる。被加工層としては、Si、SiO2、SiON、SiN、p−Si、α−Si、W、W−Si、Al、Cu、Al−Si等種々の低絶縁(Low−k)膜及びそのストッパー膜が用いられ、通常50〜10,000nm、特に100〜5,000nm厚さに形成し得る。
Furthermore, the workpiece substrate 10 used at this time is not particularly limited, and a silicon wafer or the like is used.
Moreover, the to-be-processed substrate 10 may be comprised by the base layer and the to-be-processed layer. In this case, the base layer of the substrate is not particularly limited, and Si, α-Si, p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, Al, etc. are made of a material different from the layer to be processed. Is used. The layer to be processed, Si, SiO 2, SiON, SiN, p-Si, α-Si, W, W-Si, Al, Cu, Al-Si , etc. various low dielectric (Low-k) film and a stopper A film is used, and can usually be formed to a thickness of 50 to 10,000 nm, particularly 100 to 5,000 nm.

有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜、フォトレジスト膜の厚さは、例えば、有機膜が50〜2000nm、反射防止用ケイ素樹脂膜が10〜2000nm、フォトレジスト膜が0.1〜1μm(好ましくは100〜500nm)であるが、これに限定されるものではない。   The thickness of the organic film, the silicon resin film for antireflection, and the photoresist film is, for example, 50 to 2000 nm for the organic film, 10 to 2000 nm for the silicon resin film for antireflection, and 0.1 to 1 μm for the photoresist film (preferably 100 to 100 nm). 500 nm), but is not limited to this.

次に、本発明のパターン形成方法について説明する。
図3は、本発明のパターン形成方法の一例を示す説明図である。
例えば図2(d)に示すように本発明の基板1を製造し、準備した後、先ず、図3(a)に示すように、パターン回路領域の露光を行う。
Next, the pattern forming method of the present invention will be described.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the pattern forming method of the present invention.
For example, after the substrate 1 of the present invention is manufactured and prepared as shown in FIG. 2D, first, the pattern circuit region is exposed as shown in FIG.

そして、図3(b)に示すように、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像液での現像によってフォトレジスト膜13にレジストパターンを形成する。
本発明では、この時、レジストパターンをほぼ垂直形状にすることができる。
Then, as shown in FIG. 3B, a resist pattern is formed on the photoresist film 13 by post-exposure baking (PEB) and development with a developer.
In the present invention, the resist pattern can be made substantially vertical at this time.

次に、図3(c)に示すように、パターンが形成されたフォトレジスト膜13をマスクとして反射防止用ケイ素樹脂膜12のエッチングを行い、レジストパターンを反射防止用ケイ素樹脂膜12に転写し、反射防止用ケイ素樹脂膜12にパターンを形成する。
フォトレジスト膜13をマスクとして反射防止用ケイ素樹脂膜12をエッチングするには、フロン系ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを使ってエッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 3C, the antireflection silicon resin film 12 is etched using the patterned photoresist film 13 as a mask, and the resist pattern is transferred to the antireflection silicon resin film 12. Then, a pattern is formed on the antireflection silicon resin film 12.
In order to etch the anti-reflection silicon resin film 12 using the photoresist film 13 as a mask, etching is performed using chlorofluorocarbon gas, nitrogen gas, carbon dioxide gas or the like.

次に、図3(d)に示すように、反射防止用ケイ素樹脂膜12に形成されたパターンを酸素プラズマエッチングなどによって有機膜11に転写し、有機膜11にパターンを形成する。この時、フォトレジスト膜13も同時にエッチング除去される。
尚、ドライエッチング条件としては、上記酸素を含有するプラズマによる方法の他、水素−窒素を含有するガスプラズマによる方法等が使用できる。
Next, as shown in FIG. 3D, the pattern formed on the antireflection silicon resin film 12 is transferred to the organic film 11 by oxygen plasma etching or the like, and the pattern is formed on the organic film 11. At this time, the photoresist film 13 is also etched away.
As the dry etching conditions, in addition to the above-described method using oxygen-containing plasma, a method using hydrogen-nitrogen-containing gas plasma can be used.

次に、図3(e)に示すように、パターンが形成された有機膜11をマスクにして基板10のエッチングを行い、基板10にパターンを転写し、基板10にパターンを形成する。
例えば、基板10の被加工部分が、酸化ケイ素、金属ケイ素等であれば、フッ素系ドライエッチング条件を用いるのが良い。フッ素系ドライエッチング条件を用いれば、基板のエッチングと同時に、有機膜11上に残っている反射防止用ケイ素樹脂膜12も除去される。しかしながら、これに制限されず、単層レジスト法で使用されるエッチング条件のいずれをも用いることができ、例えば、塩素系ドライエッチングで行っても良い。
以上のようにして、本発明では、高い精度で基板にパターンを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3E, the substrate 10 is etched using the organic film 11 on which the pattern is formed as a mask, the pattern is transferred to the substrate 10, and the pattern is formed on the substrate 10.
For example, if the part to be processed of the substrate 10 is silicon oxide, metal silicon, or the like, fluorine-based dry etching conditions may be used. If the fluorine-based dry etching conditions are used, the antireflection silicon resin film 12 remaining on the organic film 11 is also removed simultaneously with the etching of the substrate. However, the present invention is not limited to this, and any of the etching conditions used in the single layer resist method can be used. For example, chlorine dry etching may be performed.
As described above, in the present invention, a pattern can be formed on a substrate with high accuracy.

尚、以上の工程により基板10にパターンを形成した後、基板10の上に残っている有機膜11は、例えば、酸素プラズマ、あるいは水素−窒素によるエッチング等により除去することができる(図3(f)参照)。   Note that after the pattern is formed on the substrate 10 by the above steps, the organic film 11 remaining on the substrate 10 can be removed, for example, by etching with oxygen plasma or hydrogen-nitrogen (FIG. 3 ( f)).

以下、実施例、比較例等を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。
(合成例1)
3000mlのガラス製のフラスコに、エタノール1400g、純水700gおよび25%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン78gとフェニルトリメトキシシラン14gとテトラエトキシシラン66gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でエタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、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)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー1(Polymer1)を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example, a comparative example, etc. are shown and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited by these description.
(Synthesis Example 1)
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of ethanol, 700 g of pure water and 50 g of 25% tetraethylammonium hydroxide and stirred. To this mixture, a mixture of 78 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 14 g of phenyltrimethoxysilane and 66 g of tetraethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. . After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and ethanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. The polymer 1 (Polymer 1) was obtained under reduced pressure.

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。 The molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(合成例2)
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン78gとフェニルトリメトキシシラン14gとテトラエトキシシラン66gの混合物の代わりに、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン52g、フェニルトリメトキシシラン14g、メチルトリメトキシシラン29gおよびテトラエトキシシラン44gの混合物を使用した以外は合成例1と同様の方法でポリマー2(Polymer2)を得た。
(Synthesis Example 2)
Instead of a mixture of 78 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 14 g of phenyltrimethoxysilane and 66 g of tetraethoxysilane, 52 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane Polymer 2 (Polymer 2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that a mixture of 14 g of methoxysilane, 29 g of methyltrimethoxysilane and 44 g of tetraethoxysilane was used.

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。 The molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(合成例3)
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン78gとフェニルトリメトキシシラン14gとテトラエトキシシラン66gの混合物の代わりに、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン45g、フェニルトリメトキシシラン14g、メチルトリメトキシシラン31gおよびテトラエトキシシラン47gの混合物を使用した以外は合成例1と同様の方法でポリマー3(Polymer3)を得た。
(Synthesis Example 3)
Instead of a mixture of 78 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 14 g of phenyltrimethoxysilane and 66 g of tetraethoxysilane, 45 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane Polymer 3 (Polymer 3) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that a mixture of 14 g of methoxysilane, 31 g of methyltrimethoxysilane and 47 g of tetraethoxysilane was used.

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。 The molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(合成例4)
2000mlのガラス製のフラスコに、メタノール600g、酢酸10g、テトラエトキシシラン200gおよびフェニルトリメトキシシラン8gを仕込み、40℃で攪拌した。この混合物に、脱イオン水70gをゆっくりと加え、その後40℃で2時間攪拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PnP)を600g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧で溶媒交換し、ポリマー4(Polymer4)を得た。
(Synthesis Example 4)
A 2000 ml glass flask was charged with 600 g of methanol, 10 g of acetic acid, 200 g of tetraethoxysilane and 8 g of phenyltrimethoxysilane, and stirred at 40 ° C. To this mixture, 70 g of deionized water was slowly added and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 600 g of propylene glycol monopropyl ether (PnP) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain Polymer 4 (Polymer 4).

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量(Mw)を求め、仕込み組成により共重合比を下記の通りに求めた。   The molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by the charged composition as follows.

Figure 2007218943
Figure 2007218943

(実施例1)
先ず、基板上に、4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノールノボラック樹脂含有(分子量11000)組成物(樹脂28質量部、溶剤100部)を回転塗布し、200℃、1分間、加熱成膜して、膜厚300nmの有機膜を形成した。
Example 1
First, a 4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol novolac resin-containing (molecular weight 11,000) composition (28 parts by mass of resin, 100 parts of solvent) is spin-coated on a substrate, and 200 ° C. for 1 minute. Then, heating was performed to form an organic film having a thickness of 300 nm.

次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して180℃で60秒間ベークして膜厚100nmの反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例1で得られたポリマー1を100部、有機溶剤(PGMEA)を2000部、熱酸発生剤(塩化ベンジルトリブチルアンモニウム)を1部、界面活性剤(FC−430(住友スリーエム社製))を1部含むものである。
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 180 ° C. for 60 seconds to form an antireflection silicon resin film having a thickness of 100 nm.
The anti-reflective silicon resin film material used at this time was 100 parts of polymer 1 obtained in Synthesis Example 1, 2000 parts of organic solvent (PGMEA), 1 part of thermal acid generator (benzyltributylammonium chloride), and interface. It contains 1 part of activator (FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M)).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、0.7GPaであった。   It was 0.7 GPa when the hardness of this anti-reflection silicon resin film was measured using a nanoindenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、反射防止用ケイ素樹脂膜の上に下記組成からなるフォトレジスト膜材料を回転塗布し、130℃で60秒間プリベークし、膜厚200nmのフォトレジスト膜を形成した。   Therefore, in the same manner as described above, an organic film and an antireflection silicon resin film are formed on the substrate, and then a photoresist film material having the following composition is spin-coated on the antireflection silicon resin film, and 130 ° C. For 60 seconds to form a 200 nm-thick photoresist film.

この時用いたフォトレジスト膜材料の組成は次の通りである。
樹脂 : PolymerA(ポリマーA)(下記構造式参照)
10質量部

Figure 2007218943
(Meは、メチル基であり、Etは、エチル基である)
光酸発生剤 :トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート
0.2質量部
塩基性添加物:トリエタノールアミン 0.02質量部
溶剤 :PGMEA 600質量部
界面活性剤 :FC−430(住友スリーエム社製) 0.1質量部 The composition of the photoresist film material used at this time is as follows.
Resin: Polymer A (polymer A) (refer to the following structural formula)
10 parts by mass
Figure 2007218943
(Me is a methyl group and Et is an ethyl group)
Photoacid generator: Triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate
0.2 parts by mass Basic additive: Triethanolamine 0.02 parts by mass Solvent: PGMEA 600 parts by mass Surfactant: FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M) 0.1 parts by mass

このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。   In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを得た。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. 2. Development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution gave a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、フッティング等は観察されず、矩形、すなわち、ほぼ垂直形状のパターンであることが確認できた(図4(a)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, no footing or the like was observed, and it was confirmed that the pattern was rectangular, that is, a substantially vertical pattern (see FIG. 4A).

次に、このレジストパターンをエッチングマスクとして、有機系材料に対し反射防止用ケイ素樹脂膜のエッチング速度が優位に高いドライエッチング条件でのエッチングを行った。条件として、東京エレクトロン社製ドライエッチング装置TE−8500P、チャンバー圧力40Pa、RFパワー1300W、ギャップ9mm、CHFガス流量30ml/min、CFガス流量30ml/min、ArFガス流量100ml/minを使用した。このドライエッチングにより反射防止用ケイ素樹脂膜をエッチング加工することで、フォトレジスト膜のサイドエッチングによるパターン変化の影響を殆ど受けずに、反射防止用ケイ素樹脂膜にパターンを形成することができた。 Next, using this resist pattern as an etching mask, etching was performed under dry etching conditions in which the etching rate of the antireflection silicon resin film was superior to the organic material. As conditions, dry etching apparatus TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Ltd., chamber pressure 40 Pa, RF power 1300 W, gap 9 mm, CHF 3 gas flow rate 30 ml / min, CF 4 gas flow rate 30 ml / min, ArF gas flow rate 100 ml / min were used. . By etching the antireflection silicon resin film by this dry etching, it was possible to form a pattern on the antireflection silicon resin film with almost no influence of the pattern change due to the side etching of the photoresist film.

次に、このようにしてパターンが転写された反射防止用ケイ素樹脂膜を持つ基板に対し、さらに、反射防止用ケイ素樹脂膜に対し下層有機膜のエッチング速度が優位に高いドライエッチングを行った。条件として、酸素プラズマによる反応性ドライエッチング(チャンバー圧力60Pa、RFパワー600W、Arガス流量40sccm、Oガス流量60sccm、ギャップ9mm)を使用した。この反応性ドライエッチングにより、レジストパターンとして得られた露光パターンが高精度で下層有機膜に転写された。 Next, the substrate having the antireflection silicon resin film to which the pattern was transferred in this manner was further subjected to dry etching in which the etching rate of the lower organic film was superior to the antireflection silicon resin film. As conditions, reactive dry etching using oxygen plasma (chamber pressure 60 Pa, RF power 600 W, Ar gas flow rate 40 sccm, O 2 gas flow rate 60 sccm, gap 9 mm) was used. By this reactive dry etching, the exposure pattern obtained as a resist pattern was transferred to the lower organic film with high accuracy.

次に、このようにしてパターンが転写された有機膜をエッチングマスクにして、基板のエッチングを行い、基板にパターンを形成した。この時、基板の被加工層が、酸化ケイ素であったので、フッ素系ドライエッチング条件を使用した。このドライエッチング条件により、基板の被加工層にパターンが形成されると同時に有機膜上の反射防止用ケイ素樹脂膜がエッチング除去された。   Next, the substrate was etched using the organic film having the pattern transferred in this way as an etching mask to form a pattern on the substrate. At this time, since the layer to be processed of the substrate was silicon oxide, fluorine dry etching conditions were used. Under these dry etching conditions, a pattern was formed on the processed layer of the substrate, and at the same time, the antireflection silicon resin film on the organic film was etched away.

その後、基板上に残っていた有機膜を、酸素ガスプラズマによるエッチングで除去した。
基板に形成されたパターンを観察したところ、良好なパターンが形成されていることが確認できた。
Thereafter, the organic film remaining on the substrate was removed by etching with oxygen gas plasma.
When the pattern formed on the substrate was observed, it was confirmed that a good pattern was formed.

(実施例2)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して180℃で60秒間ベークして膜厚100nmの反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例2で得られたポリマー2を100部、有機溶剤(PGMEA)を2000部、熱酸発生剤(塩化ベンジルトリブチルアンモニウム)を1部、界面活性剤(FC−430(住友スリーエム社製))を1部含むものである。
(Example 2)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 180 ° C. for 60 seconds to form an antireflection silicon resin film having a thickness of 100 nm.
The silicon resin film material for antireflection used at this time is 100 parts of the polymer 2 obtained in Synthesis Example 2, 2000 parts of the organic solvent (PGMEA), 1 part of the thermal acid generator (benzyltributylammonium chloride), and the interface. It contains 1 part of activator (FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M)).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、0.4GPaであった。   It was 0.4 GPa when the hardness of this anti-reflection silicon resin film was measured using a nanoindenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成した。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. Development was performed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、僅かにネガティブプロファイルではあるが、実用上問題が無い程度であり、ほぼ垂直形状であった(図4(b)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, it had a slightly negative profile but had no practical problem, and was almost vertical (see FIG. 4B).

次に、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止用ケイ素樹脂膜をエッチングし、パターンが形成された反射防止用ケイ素樹脂膜をマスクにして有機膜をエッチングし、さらに基板をエッチングして基板にパターンを形成した。   Next, in the same manner as in Example 1, the antireflection silicon resin film is etched using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask, and the antireflection silicon resin film on which the pattern is formed is used as an organic mask. The film was etched, and the substrate was further etched to form a pattern on the substrate.

基板に形成されたパターンを観察したところ、良好なパターンが形成されていることが確認できた。   When the pattern formed on the substrate was observed, it was confirmed that a good pattern was formed.

(実施例3)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して150℃で60秒間ベークして膜厚100nmの反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例4で得られたポリマー4を100部、有機溶剤(PnP)を2000部含むものである。
(Example 3)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 150 ° C. for 60 seconds to form an antireflection silicon resin film having a thickness of 100 nm.
The silicon resin film material for antireflection used at this time contains 100 parts of the polymer 4 obtained in Synthesis Example 4 and 2000 parts of an organic solvent (PnP).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、1.1GPaであった。   It was 1.1 GPa when the hardness of this antireflection silicon resin film was measured using a nanoindenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成した。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. Development was performed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、実用上問題が無い程度のほぼ垂直形状であった(図4(c)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, it was a substantially vertical shape with no practical problem (see FIG. 4C).

次に、実施例1と同様にして、レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止用ケイ素樹脂膜をエッチングし、パターンが形成された反射防止用ケイ素樹脂膜をマスクにして有機膜をエッチングし、さらに基板をエッチングして基板にパターンを形成した。   Next, in the same manner as in Example 1, the antireflection silicon resin film is etched using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask, and the antireflection silicon resin film on which the pattern is formed is used as an organic mask. The film was etched, and the substrate was further etched to form a pattern on the substrate.

基板に形成されたパターンを観察したところ、良好なパターンが形成されていることが確認できた。   When the pattern formed on the substrate was observed, it was confirmed that a good pattern was formed.

(比較例1)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して180℃で60秒間ベークして膜厚100nmの中間層を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例3で得られたポリマー3を100部、有機溶剤(PGMEA)を2000部、熱酸発生剤(塩化ベンジルトリブチルアンモニウム)を1部、界面活性剤(FC−430(住友スリーエム社製))を1部含むものである。
(Comparative Example 1)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 180 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer having a thickness of 100 nm.
The anti-reflective silicon resin film material used at this time is 100 parts of the polymer 3 obtained in Synthesis Example 3, 2000 parts of the organic solvent (PGMEA), 1 part of the thermal acid generator (benzyltributylammonium chloride), and the interface. It contains 1 part of activator (FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M)).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、0.3GPaであった。   It was 0.3 GPa when the hardness of this anti-reflection silicon resin film was measured using a nanoindenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成しようとした。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. 2. Development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution was attempted to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、反射防止用ケイ素樹脂膜付近で裾引きが観察され、その後のパターン形成に耐えることが出来ないことが判明した(図4(d)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, tailing was observed in the vicinity of the silicon resin film for antireflection, and it was found that it could not withstand the subsequent pattern formation (see FIG. 4D).

(比較例2)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して150℃で60秒間ベークして膜厚100nmの中間層を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例3で得られたポリマー3を100部、有機溶剤(PGMEA)を2000部、熱酸発生剤(塩化ベンジルトリブチルアンモニウム)を1部、界面活性剤(FC−430(住友スリーエム社製))を1部含むものである。
(Comparative Example 2)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 150 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer having a thickness of 100 nm.
The anti-reflective silicon resin film material used at this time is 100 parts of the polymer 3 obtained in Synthesis Example 3, 2000 parts of the organic solvent (PGMEA), 1 part of the thermal acid generator (benzyltributylammonium chloride), and the interface. It contains 1 part of activator (FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M)).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、0.2GPaであった。   It was 0.2 GPa when the hardness of this silicon resin film for antireflection was measured using the nano indenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成しようとした。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. 2. Development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution was attempted to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、反射防止用ケイ素樹脂膜付近ではげしい裾引きが観察され、その後のパターン形成に耐えることが出来ないことが判明した(図4(e)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, a heavy tailing was observed in the vicinity of the silicon resin film for antireflection, and it was found that it could not withstand the subsequent pattern formation (see FIG. 4 (e)). .

(比較例3)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して180℃で60秒間ベークして膜厚100nmの反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例4で得られたポリマー4を100部、有機溶剤(PnP)を2000部含むものである。
(Comparative Example 3)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 180 ° C. for 60 seconds to form an antireflection silicon resin film having a thickness of 100 nm.
The silicon resin film material for antireflection used at this time contains 100 parts of the polymer 4 obtained in Synthesis Example 4 and 2000 parts of an organic solvent (PnP).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、1.2GPaであった。   It was 1.2 GPa when the hardness of this silicon resin film for antireflection was measured using the nano indenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成しようとした。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. 2. Development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution was attempted to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、パターンはネガティブプロファイルがひどく、かろうじてパターン倒れは観察されなかったものの、その後のパターン形成に耐えることが出来ないことが判明した(図4(f)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, it was found that the pattern had a severe negative profile and the pattern collapse was barely observed, but could not withstand the subsequent pattern formation (FIG. 4 (f)). reference).

(比較例4)
先ず、実施例1と同様にして、基板の上に有機膜を形成した。
次に、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜材料を回転塗布して250℃で60秒間ベークして膜厚100nmの反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した。
このとき用いた反射防止用ケイ素樹脂膜材料は、合成例4で得られたポリマー4を100部、有機溶剤(PnP)を2000部含むものである。
(Comparative Example 4)
First, in the same manner as in Example 1, an organic film was formed on a substrate.
Next, an antireflection silicon resin film material was spin-coated on the organic film and baked at 250 ° C. for 60 seconds to form an antireflection silicon resin film having a thickness of 100 nm.
The silicon resin film material for antireflection used at this time contains 100 parts of polymer 4 obtained in Synthesis Example 4 and 2000 parts of organic solvent (PnP).

この反射防止用ケイ素樹脂膜のハードネスをナノインデンターを用いて測定したところ、1.3GPaであった。   It was 1.3 GPa when the hardness of this anti-reflection silicon resin film was measured using a nanoindenter.

そこで、上記と同様にして、基板の上に有機膜、反射防止用ケイ素樹脂膜を形成した後、実施例1と同様にして、反射防止用ケイ素樹脂膜の上にフォトレジスト膜を形成した。
このようにして、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板を作製した。
Therefore, after the organic film and the antireflection silicon resin film were formed on the substrate in the same manner as described above, a photoresist film was formed on the antireflection silicon resin film in the same manner as in Example 1.
In this way, a substrate was produced in which an antireflection silicon resin film was formed on the organic film, and a photoresist film was formed thereon.

次に、フォトレジスト膜のパターン回路領域をArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪帯照明、クロムマスク)で露光し、110℃で90秒間加熱後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、90nmのラインアンドスペースパターンを形成しようとした。   Next, the patterned circuit area of the photoresist film is exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 annular illumination, chrome mask), and heated at 110 ° C. for 90 seconds. 2. Development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution was attempted to form a 90 nm line and space pattern.

得られたポジ型のレジストパターンを観察したところ、パターン倒れがひどく、パターン形成に耐えることが出来ないことが判明した(図4(g)参照)。   When the obtained positive resist pattern was observed, it was found that the pattern collapse was so severe that it could not withstand the pattern formation (see FIG. 4G).

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

本発明の基板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the board | substrate of this invention. 本発明の基板の製造方法の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the board | substrate of this invention. 本発明のパターン形成方法の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the pattern formation method of this invention. 観察されたレジストパターンの写真である(実施例1−3,比較例1−4)。It is the photograph of the observed resist pattern (Example 1-3, Comparative Example 1-4).

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、 10…被加工基板、 11…有機膜、
12…反射防止用ケイ素樹脂膜、 13…フォトレジスト膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 10 ... Substrate to be processed, 11 ... Organic film,
12 ... Silicon resin film for antireflection, 13 ... Photoresist film.

Claims (9)

少なくとも、有機膜の上に、反射防止用ケイ素樹脂膜、その上にフォトレジスト膜を順次形成した基板であって、前記反射防止用ケイ素樹脂膜が、ナノインデンターによるハードネスが0.4GPa以上1.1GPa以下のものであることを特徴とする基板。   At least a substrate in which an antireflection silicon resin film and a photoresist film are sequentially formed on an organic film, wherein the antireflection silicon resin film has a nanoindenter hardness of 0.4 GPa or more 1 . A substrate characterized by being 1 GPa or less. 前記反射防止用ケイ素樹脂膜が、光吸収性シリコーン樹脂と、有機溶剤を含む材料で形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の基板。   2. The substrate according to claim 1, wherein the antireflection silicon resin film is formed of a material containing a light absorbing silicone resin and an organic solvent. 前記光吸収性シリコーン樹脂が、炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合の1以上を有する有機基と、光吸収基と、末端がSi−OH、Si−OR(Rは炭素数が1〜6の飽和又は不飽和のアルキル基である)の1以上であるケイ素原子とを含むものであることを特徴とする請求項2に記載の基板。   The light-absorbing silicone resin comprises an organic group having one or more of a carbon-oxygen single bond and a carbon-oxygen double bond, a light-absorbing group, a terminal having Si-OH, and a Si-OR (R has 1 carbon atom. The substrate according to claim 2, wherein the substrate comprises one or more silicon atoms (which is a saturated or unsaturated alkyl group of ˜6). 前記光吸収性シリコーン樹脂の有機基が、エポキシ基、エステル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基からなる群から選択される1以上の基を含むものであることを特徴とする請求項3に記載の基板。   4. The substrate according to claim 3, wherein the organic group of the light-absorbing silicone resin contains one or more groups selected from the group consisting of epoxy groups, ester groups, alkoxy groups, and hydroxy groups. 前記光吸収性シリコーン樹脂の光吸収基が、アントラセン環、ナフタレン環、ベンゼン環からなる群から選択される1以上の環を含むものであることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の基板。   The substrate according to claim 3 or 4, wherein the light absorbing group of the light absorbing silicone resin includes one or more rings selected from the group consisting of an anthracene ring, a naphthalene ring, and a benzene ring. . 前記光吸収性シリコーン樹脂の光吸収基が、ケイ素−ケイ素結合を含むものであることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の基板。   The substrate according to any one of claims 3 to 5, wherein the light-absorbing group of the light-absorbing silicone resin contains a silicon-silicon bond. 前記反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する材料が、さらに、酸発生剤を含むものであることを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の基板。   The substrate according to any one of claims 2 to 6, wherein the material for forming the antireflection silicon resin film further contains an acid generator. 前記反射防止用ケイ素樹脂膜を形成する材料が、さらに、中和剤を含むものであることを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載の基板。   The substrate according to any one of claims 2 to 7, wherein the material for forming the antireflection silicon resin film further contains a neutralizing agent. リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の基板を準備し、該基板のフォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止用ケイ素樹脂膜をエッチングし、パターンが形成された反射防止用ケイ素樹脂膜をマスクにして有機膜をエッチングし、さらに基板をエッチングして基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。   A method of forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least the substrate according to any one of claims 1 to 8 is prepared, and after exposing a pattern circuit region of a photoresist film of the substrate, The resist pattern is formed on the photoresist film by developing with a developer, and the antireflection silicon resin film is formed by etching the antireflection silicon resin film using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask. A pattern forming method comprising: etching an organic film using a film as a mask; and further etching the substrate to form a pattern on the substrate.
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