JP6119983B2 - Composition for forming resist upper layer film for lithography and method for manufacturing semiconductor device using the same - Google Patents

Composition for forming resist upper layer film for lithography and method for manufacturing semiconductor device using the same Download PDF

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本発明は、フォトリソグラフィーを利用した半導体装置の製造工程に用いられ、露光光によって及ぼされる悪影響を低減し、良好なレジストパターンを得るのに有効なリソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物、並びに該リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物を用いるレジストパターン形成法、及び当該形成方法を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention is used in a manufacturing process of a semiconductor device using photolithography, reduces an adverse effect exerted by exposure light, and is effective for obtaining a good resist pattern. The present invention relates to a resist pattern forming method using a resist upper layer film forming composition and a method for manufacturing a semiconductor device using the forming method.

従来から半導体装置の製造において、フォトリソグラフィー技術を用いた微細加工が行われている。前記微細加工はシリコンウェハー等の被加工基板上にフォトレジスト組成物の薄膜を形成し、その上に半導体装置のパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜(マスク)としてシリコンウェハー等の被加工基板をエッチング処理する加工法である。近年、半導体装置の高集積度化が進み、使用される活性光線もKrFエキシマレーザー(波長248nm)からArFエキシマレーザー(波長193nm)へと短波長化されていった。これに伴い活性光線の基板からの乱反射や定在波の影響が大きな問題となり、フォトレジストと被加工基板の間に反射を防止する役目を担うレジスト下層膜として、底面反射防止膜(Bottom Anti−Reflective Coating、BARC)を設ける方法が広く採用されるようになってきた。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、α−シリコン等の無機反射防止膜と、吸光性物質と高分子化合物とからなる有機反射防止膜が知られている。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とするのに対し、後者は特別の設備を必要としない点で有利とされ数多くの検討が行われている。
近年では、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を用いたフォトリソグラフィー技術の後を担う次世代のフォトリソグラフィー技術として、水を介して露光するArF液浸リソグラフィー技術が実用化されている。しかし光を用いるフォトリソグラフィー技術は限界を迎えつつあり、ArF液浸リソグラフィー技術以降の新しいリソグラフィー技術として、 EUV(波長13.5nm)を用いるEUVリソグラフィー技術が注目されている。EUVリソグラフィーを用いた半導体装置製造工程では、EUVレジストを被覆した基板にEUVを照射して露光し、現像し、レジストパターンを形成する。
EUVレジストを汚染物質からの保護や、好ましくない放射線、例えばUVやDUV(OUT of BAND/帯域外放射、OOB)を遮断するためにEUVレジストの上層に、ベリリウム、硼素、炭素、珪素、ジルコニウム、ニオブおよびモリブデンの一つ以上を包含するグループを含むポリマーを含む方法が開示されている(特許文献1、特許文献2)。
またOOBを遮断するために、EUVレジストの上層にポリヒドロキシスチレン(PHS)系化合物や、アクリル系化合物などで形成されるトップコートを塗布してOOBを低減させることや(非特許文献1)、EUVレジストの上層にEUV resolution enhancement layerなる膜を塗布し、OOBを吸収してEUVレジスト解像度を向上させた例があるが(非特許文献2)、どのような組成物が最適かは開示されていない。またEUVリソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物としてナフタレン環を含むノボラック系材料が開示されている(特許文献3)。
又、液浸リソグラフィーに最適な疎水性を有し且つアルカリ水溶液に溶解可能であるレジスト上層保護膜として、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール基を含むアクリルポリマーを含むレジスト保護膜材料(特許文献4)や、溶媒としてフルオロアルキル基を有するエステル化合物を用いるレジスト保護膜材料(特許文献5)、エーテル構造を有する溶媒を含むフォトレジスト上層膜形成組成物(特許文献6)、フォトレジスト上面に塗布するための液浸プロセス用トップコートまたは上面反射防止膜(Top Anti−Reflective Coating、TARC)として使用できるヘキサフルオロアルコールユニットと、アルコール系溶媒を含むトップコート材料が開示されている(特許文献7)。
特許文献8には、アルカリ水溶液を用いる現像液に溶解する、フッ素原子を側鎖に含む樹脂と、炭素数6以下の1価アルコールを含む溶媒からなることを特徴とする液浸露光用上層膜形成組成物が開示されている。
特許文献9には、重合体成分(A)および溶剤(B)を含む液浸上層膜形成用組成物であって、重合体成分(A)が有する全繰り返し単位のうちの少なくとも一部として、カルボキシル基を有する繰り返し単位(c)と、スルホ基を有する繰り返し単位(s)とを有し、
溶剤(B)として、炭素数が2以上8以下のエーテル系溶剤(B1)を含む、液浸上層膜形成用組成物が開示されている。
特許文献10には、(A)現像液に可溶な樹脂と、(B)特定の沸点及び蒸気圧を有する(B1)溶剤を1〜15質量%含有する溶剤成分とを含む、フォトレジスト上層膜形成組成物が開示されている。
しかしながら、特にEUVリソグラフィーに用いるレジスト上層膜として、EUV光を透過し且つ上記OOBを遮断でき、かつレジストからの脱ガスの遮断性に優れる材料としては十分な特性を有するかは不明である。
Conventionally, fine processing using a photolithography technique has been performed in the manufacture of semiconductor devices. In the fine processing, a thin film of a photoresist composition is formed on a substrate to be processed such as a silicon wafer, and then actinic rays such as ultraviolet rays are irradiated and developed through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn. In this processing method, the substrate to be processed such as a silicon wafer is etched using the obtained photoresist pattern as a protective film (mask). In recent years, the degree of integration of semiconductor devices has increased, and the active light used has also been shortened from a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) to an ArF excimer laser (wavelength 193 nm). Along with this, the influence of diffuse reflection and standing wave of actinic rays from the substrate becomes a big problem, and a bottom anti-reflection film (Bottom Anti- A method of providing reflective coating (BARC) has been widely adopted.
As an antireflection film, an inorganic antireflection film such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and α-silicon, and an organic antireflection film made of a light-absorbing substance and a polymer compound are known. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation, whereas the latter is advantageous in that no special equipment is required, and many studies have been made.
In recent years, an ArF immersion lithography technique in which exposure is performed through water has been put into practical use as a next-generation photolithography technique that bears the photolithography technique using an ArF excimer laser (wavelength 193 nm). However, photolithographic technology using light is reaching its limit, and EUV lithography technology using EUV (wavelength 13.5 nm) is attracting attention as a new lithography technology after ArF immersion lithography technology. In a semiconductor device manufacturing process using EUV lithography, a substrate coated with an EUV resist is irradiated with EUV, exposed, developed, and a resist pattern is formed.
In order to protect the EUV resist from contaminants and to block unwanted radiation such as UV and DUV (OUT of BAND / Out-of-band radiation, OOB), an upper layer of the EUV resist is coated with beryllium, boron, carbon, silicon, zirconium, A method is disclosed that includes a polymer that includes a group that includes one or more of niobium and molybdenum (Patent Document 1, Patent Document 2).
In order to block OOB, a top coat formed of a polyhydroxystyrene (PHS) compound or an acrylic compound is applied to the upper layer of the EUV resist to reduce OOB (Non-patent Document 1), There is an example in which a film called EUV resolution enhancement layer is applied on the upper layer of the EUV resist, and the EUV resist resolution is improved by absorbing OOB (Non-Patent Document 2), but what composition is optimal is disclosed. Absent. Further, a novolak-based material containing a naphthalene ring is disclosed as a resist upper layer film forming composition for EUV lithography (Patent Document 3).
Further, as a resist upper layer protective film having hydrophobicity optimal for immersion lithography and soluble in an alkaline aqueous solution, a resist protective film material containing an acrylic polymer containing a hexafluoroisopropyl alcohol group (Patent Document 4), a solvent As a resist protective film material using an ester compound having a fluoroalkyl group (Patent Document 5), a photoresist upper layer film-forming composition containing a solvent having an ether structure (Patent Document 6), and immersion for coating on the upper surface of the photoresist A topcoat material containing a hexafluoroalcohol unit that can be used as a topcoat for a process or a top anti-reflective coating (TARC) and an alcohol solvent is disclosed (Patent Document 7).
Patent Document 8 discloses an upper layer film for immersion exposure comprising a resin containing a fluorine atom in a side chain and a solvent containing a monohydric alcohol having 6 or less carbon atoms, which is dissolved in a developer using an alkaline aqueous solution. A forming composition is disclosed.
Patent Document 9 discloses a composition for forming a liquid immersion upper layer film containing a polymer component (A) and a solvent (B), and as at least a part of all repeating units of the polymer component (A), Having a repeating unit (c) having a carboxyl group and a repeating unit (s) having a sulfo group,
A liquid immersion upper layer film-forming composition containing an ether solvent (B1) having 2 to 8 carbon atoms as a solvent (B) is disclosed.
Patent Document 10 discloses a photoresist upper layer containing (A) a resin soluble in a developer and (B) a solvent component containing 1 to 15% by mass of a solvent having a specific boiling point and vapor pressure (B1). A film-forming composition is disclosed.
However, it is unclear whether the resist upper layer film used in EUV lithography has sufficient characteristics as a material that can transmit EUV light, block the OOB, and is excellent in blocking outgas from the resist.

特開2004−348133JP 2004-348133 A 特開2008−198788JP2008-198788 国際公開WO2012/053302号パンフレットInternational Publication WO2012 / 053302 Pamphlet 特開2006−70244JP 2006-70244 A 特開2007−241053JP2007-241053 特開2012−103738JP2012-103738 特表2008−532067Special table 2008-532067 特開2010−211226JP2010-211226 特開2012−215721JP2012-215721 国際公開WO2011/034099号パンフレットInternational Publication WO2011 / 034099 Pamphlet

Shimizu,M.,Maruyama,K.,Kimura,T.,Nakagawa,H.,Sharma,S.,“Development of Chemically Amplified EUV resist for 22nm half pitch and beyond” Extreme Ultraviolet Lithography Symposium, Miami,(Oct, 2011)Shimizu, M .; , Maruyama, K .; Kimura, T .; Nakagawa, H .; , Sharma, S .; , “Development of Chemically Amplified EUV resist for 22 nm half pitch and beyond” Extreme Ultraviolet Symposium, Mi. Proc.of SPIE Vol.7969 796916−1Proc. of SPIE Vol. 7969 796916-1

本願発明は上記の問題について、最適なレジスト上層膜形成組成物を提供するためになされたものであって、本組成物はレジスト上層膜として、特にEUVレジストの上層膜として、レジストとインターミキシングすることなく、特にEUV露光に際して好ましくない露光光、例えばUVやDUVを遮断してEUVのみを選択的に透過し、レジストからの脱ガスの遮断性に優れ、露光後に現像液で現像可能であり、ポジ型レジスト又はネガ型レジスト何れにも適用可能である半導体装置製造のリソグラフィープロセスに用いるレジスト上層膜形成組成物を提供する。   The present invention has been made to provide an optimum resist upper layer film-forming composition for the above-mentioned problems, and this composition intermixes with a resist as a resist upper layer film, particularly as an upper layer film of an EUV resist. Without being particularly unfavorable in EUV exposure, for example, UV and DUV are blocked, and only EUV is selectively transmitted, it is excellent in degassing blocking from the resist, and can be developed with a developer after exposure. Provided is a resist upper layer film forming composition used in a lithography process for manufacturing a semiconductor device, which can be applied to either a positive resist or a negative resist.

本願発明は第1観点として、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基を含むノボラックポリマーと、溶剤として置換されていてもよい炭素原子数8乃至16のエーテル化合物とを含み、該ノボラックポリマーは、全単位構造中に該アルキル基又は該アルコキシ基を含む単位構造を35モル%以上含んでいるものであるレジスト上層膜形成組成物、
第2観点として、上記ノボラックポリマーが、下記(式1−1)乃至(式1−4):
As a first aspect of the present invention, a novolak polymer containing a saturated straight chain or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a saturated straight chain or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms and a solvent may be substituted. And a noblek polymer having a unit structure containing 35 mol% or more of the alkyl group or the alkoxy group in the entire unit structure. Composition,
As a second aspect, the novolak polymer has the following (formula 1-1) to (formula 1-4):

Figure 0006119983
Figure 0006119983

((式1−1)乃至(式1−4)中、Arは炭素原子数6乃至18個の芳香族環を含む有機基である。Arはメチレン基又は第3級炭素原子を介してArと結合している炭素原子数6乃至18個の芳香族環を含む有機基を表す。上記Ar及びArが含む上記芳香族環の水素原子は、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はそれらの組み合わせで置換されており、その置換基数は1乃至10の整数である。上記Ar又はAr中の上記芳香族環の水素原子は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの基の組み合わせにて置換されていてもよく、その置換基数は0乃至10の整数である)の何れかで表される単位構造を含む、第1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第3観点として、上記Arが、下記(式2−a)乃至(式2−e)又はこれらの組み合わせで表され、上記Arがメチレン基又は下記(式3)で表される、第1観点又は第2観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
(In (Formula 1-1) to (Formula 1-4), Ar 1 is an organic group containing an aromatic ring having 6 to 18 carbon atoms. Ar 2 is via a methylene group or a tertiary carbon atom. Te represents an organic group containing a bond to having 6 to carbon atom 18 aromatic rings and Ar 1. the hydrogen atoms of the aromatic ring which the Ar 1 and Ar 2 include the carbon atoms 4 to 20 It is substituted with a saturated linear or branched alkyl group, a saturated linear or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, or a combination thereof, and the number of substituents is an integer of 1 to 10. Ar 1 or Ar 2 The hydrogen atom of the above aromatic ring is a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a saturated straight chain or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom is carbon. 1 to 3 atoms An amino group which may be substituted with a linear alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a straight chain having 1 to 6 carbon atoms, in which a hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group Or a branched halogenated alkyl group or a combination of these groups, and the number of substituents is an integer of 0 to 10). A resist upper layer film-forming composition,
As a third aspect, Ar 1 is represented by the following (formula 2-a) to (formula 2-e) or a combination thereof, and Ar 2 is represented by a methylene group or the following (formula 3), The resist upper layer film forming composition according to the first aspect or the second aspect,

Figure 0006119983
Figure 0006119983

Figure 0006119983
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Figure 0006119983
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((式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)中、R乃至R15は各々独立して炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はこれらの基の組み合わせを表す。T乃至T16は各々独立してヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの組み合わせを表す。Q及びQは単結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、イミノ基、炭素原子数1乃至40のアリーレン基、水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基又はこれらの基の組み合わせを表す。上記アルキレン基は環を形成していてもよい。m1乃至m3、r4、r5、r8乃至r14、t4、t5又はt8乃至t14は各々独立して0乃至2の整数を表す。r3、r6、r7、t3、t6又はt7は各々独立して0乃至8の整数を表す。r15とt15は各々独立して0乃至9の整数を表す。r3乃至r15の合計は1乃至10の整数である)、
第4観点として、上記ノボラックポリマーは、全単位構造中に、上記(式2−a)乃至(式2−e)のr3乃至r14の各々が0であるArと、上記(式3)のr15が1乃至9の整数であるArとで表される単位構造を35モル%以上含んでいるものである、第3観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第5観点として、上記(式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)のT乃至T16が1個以上のヒドロキシ基を含む、第3観点又は第4観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第6観点として、上記ノボラックポリマーのGPC法で測定したポリスチレン換算での重量平均分子量が800乃至50000である、第1観点乃至第5観点の何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第7観点として、第1観点に記載のエーテル化合物が、ジブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジイソブチルエーテル又はそれらの組み合わせを含む、第1観点乃至第6観点の何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第8観点として、第1観点に記載の溶剤中のエーテル化合物の占める割合が87質量%以上100質量%である、第1観点乃至第7観点何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第9観点として、更に塩基性化合物を含む、第1観点乃至第8観点の何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第10観点として、更に酸化合物を含む第1観点乃至第9観点の何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第11観点として、上記酸化合物がスルホン酸化合物又はスルホン酸エステル化合物である第10観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第12観点として、 上記酸化合物がオニウム塩系酸発生剤、ハロゲン含有化合物系酸発生剤又はスルホン酸系酸発生剤である第10観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第13観点として、上記組成物とともに使用されるレジストがEUV(波長13.5nm)用レジストである、第1観点乃至第12観点何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物、
第14観点として、第1観点乃至第13観点の何れか1観点に記載のレジス上層膜形成組成物を半導体基板上に形成されたレジスト上に塗布し焼成してレジスト上層膜を形成する工程を含む、半導体装置の製造に用いられるレジストパターンの形成方法、
第15観点として、基板上にレジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上に第1観点乃至第13観点の何れか1観点に記載のレジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成してレジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含む半導体装置の製造方法、
第16観点として、上記露光がEUV(波長13.5nm)により行われる第15観点に記載の半導体装置の製造方法、である。
(In (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or (Formula 3), R 3 to R 15 are each independently a saturated linear or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or 4 carbon atoms. Represents a saturated straight-chain or branched alkoxy group or a combination of these groups of 20 to 20. T 3 to T 16 are each independently a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a carbon A saturated linear or branched alkoxy group having 1 to 6 atoms, an amino group in which a hydrogen atom may be substituted with a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group .Q 1 and Q 2 represents a linear or branched alkyl group or a linear or branched halogenated alkyl group, or a combination thereof having 1 to 6 carbon atoms of 1 to 6 carbon atoms is a single bond, Elementary atom, sulfur atom, sulfonyl group, carbonyl group, imino group, arylene group having 1 to 40 carbon atoms, linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom Or the above alkylene group may form a ring, m1 to m3, r4, r5, r8 to r14, t4, t5 or t8 to t14 each independently represents 0 to 2; R3, r6, r7, t3, t6 or t7 each independently represents an integer of 0 to 8. r15 and t15 each independently represents an integer of 0 to 9. The sum of r3 to r15 is An integer from 1 to 10),
As a fourth aspect, the novolak polymer includes, in all unit structures, Ar 1 in which each of r3 to r14 in (Formula 2-a) to (Formula 2-e) is 0, and (Formula 3) r15 are those that contain more than 35 mole% of the unit structure represented by the Ar 2 is an integer of 1 to 9, the resist upper layer film forming composition according to the third aspect,
As a fifth aspect, the including (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or T 3 to T 16 are one or more hydroxy groups of (Formula 3), according to the third aspect or the fourth aspect Resist upper layer film-forming composition,
As a sixth aspect, the resist upper layer film-forming composition according to any one of the first aspect to the fifth aspect, wherein the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by the GPC method of the novolak polymer is 800 to 50000,
As a seventh aspect, the resist upper layer film formation according to any one of the first to sixth aspects, wherein the ether compound according to the first aspect includes dibutyl ether, diisoamyl ether, diisobutyl ether, or a combination thereof. Composition,
As an eighth aspect, the resist upper layer film-forming composition according to any one of the first to seventh aspects, wherein the proportion of the ether compound in the solvent according to the first aspect is 87% by mass or more and 100% by mass. ,
As a ninth aspect, the resist upper layer film-forming composition according to any one of the first aspect to the eighth aspect, further including a basic compound,
As a tenth aspect, the resist upper layer film forming composition according to any one of the first aspect to the ninth aspect, further including an acid compound,
As an eleventh aspect, the resist upper layer film-forming composition according to the tenth aspect, in which the acid compound is a sulfonic acid compound or a sulfonic acid ester compound,
As a twelfth aspect, the resist upper layer film-forming composition according to the tenth aspect, wherein the acid compound is an onium salt acid generator, a halogen-containing compound acid generator, or a sulfonic acid generator.
As a thirteenth aspect, the resist upper layer film forming composition according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the resist used together with the composition is a resist for EUV (wavelength 13.5 nm),
As a fourteenth aspect, a step of forming a resist upper layer film by applying and baking the resist upper layer film forming composition according to any one of the first aspect to the thirteenth aspect on a resist formed on a semiconductor substrate. A method of forming a resist pattern used for manufacturing a semiconductor device,
As a fifteenth aspect, a step of forming a resist film on a substrate, a resist upper film formed by applying and baking the resist upper film forming composition according to any one of the first to thirteenth aspects on the resist film A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of exposing a semiconductor substrate coated with the resist upper layer film and the resist film; a step of developing after exposure to remove the resist upper layer film and the resist film;
A sixteenth aspect is the method for manufacturing a semiconductor device according to the fifteenth aspect, in which the exposure is performed by EUV (wavelength: 13.5 nm).

本願発明はレジスト上層膜形成組成物として、特にEUVレジストの上層膜形成組成物として、EUVレジストとインターミキシングすることなく、EUV露光に際して好ましくない露光光、例えばUVやDUVを遮断してEUVのみを選択的に透過し、また露光後に現像液で現像可能なレジスト上層膜形成組成物に関するものである。
特にEUVレジストの露光に際し、EUV光はEUV光と共にUV光やDUV光が放射される。このEUV光はEUV光以外に300nm以下の波長の光を5%程度含むが、例えば190nm乃至300nm、特に220nm乃至260nm付近の波長領域が最も強度が高くEUVレジストの感度低下やパターン形状の劣化につながる。線幅が22nm以下になると、このUV光やDUV光(OUTof BAND/帯域外放射)の影響が出始めEUVレジストの解像性に悪影響を与える。
220nm乃至260nm付近の波長光を除去するためにリソグラフィーシステムにフィルターを設置する方法もあるが、工程上複雑になるという課題がある。本願発明ではEUV露光光に含まれるDUV光(OUTof BAND/帯域外放射)のなかでも220nm乃至260nmの望まれないDUV光を、本願組成物中に含まれる芳香族炭化水素環で吸収することで、EUVレジストの解像性の向上を行うことができる。
The present invention is a resist upper layer film forming composition, particularly as an upper layer film forming composition of an EUV resist. The present invention relates to a resist upper layer film-forming composition that is selectively transmitted and can be developed with a developer after exposure.
In particular, when the EUV resist is exposed, the EUV light emits UV light and DUV light together with the EUV light. This EUV light contains about 5% of light having a wavelength of 300 nm or less in addition to the EUV light. For example, the wavelength region of 190 nm to 300 nm, particularly 220 nm to 260 nm, has the highest intensity, which reduces the sensitivity of the EUV resist and the pattern shape. Connected. When the line width becomes 22 nm or less, the influence of the UV light and DUV light (OUTof BAND / out-of-band radiation) starts to appear, and the resolution of the EUV resist is adversely affected.
Although there is a method of installing a filter in the lithography system in order to remove light having a wavelength in the vicinity of 220 nm to 260 nm, there is a problem that the process becomes complicated. In the present invention, among the DUV light (OUTof BAND / out-of-band radiation) contained in the EUV exposure light, unwanted DUV light of 220 nm to 260 nm is absorbed by the aromatic hydrocarbon ring contained in the composition of the present application. The resolution of the EUV resist can be improved.

また、EUVレジストの上層に被覆する際に、EUVレジストとのインターミキシング(層の混合)を防止するために、EUVレジストに用いられる溶剤は使用せず、レジスト上層膜形成組成物は炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤を用いた方がよい。   In addition, in order to prevent intermixing (mixing of layers) with the EUV resist when the upper layer of the EUV resist is coated, the solvent used for the EUV resist is not used, and the resist upper layer film forming composition has the number of carbon atoms. It is better to use a solvent having 8 to 16 ether bonds.

エーテル系溶剤は、レジストを構成する樹脂に対し、その樹脂種(メタクリレート系、PHS系、メタクリレートとヒドロキシスチレン(HS)両方を含有するハイブリット系等)によらず溶解性が低い。このため本願のレジスト上層膜形成組成物を用いた場合、レジスト種(ポジ型、ネガ型)によらず様々な種類のレジストに適用が可能である。
本願のレジスト上層膜形成組成物は、当該エーテル結合を有する溶剤への溶解性を高めるために、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基(以下、「アルキル基又はアルコキシ基」と言う)を含むノボラックポリマーが用いられる。
アルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーを含む本願レジスト上層膜形成組成物は、ネガ現像プロセスにおいて用いられる現像用溶剤(酢酸ブチル、2−ヘプタノン等)に溶解可能であるため、該現像液による溶解除去が可能である。このようなネガ型レジストの現像プロセスはNTD(Negative tone Development)と呼ばれる。
さらに本願のレジスト上層膜形成組成物に用いられるノボラックポリマーが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基などを含有する場合、露光後の現像時にEUVレジストと共にアルカリ性現像液に溶解可能となる場合があり、この場合当該ノボラックポリマーを用いた組成物はアルカリ性現像液による溶解除去が可能である。このようなポジ型レジストの現像プロセスはPTD(Positive tone Development)と呼ばれる。
さらに特にEUV露光時における、レジストからの脱ガスの遮断性に優れるため露光機への脱ガス成分による汚染を防止できる。
The ether solvent has low solubility in the resin constituting the resist regardless of the type of resin (methacrylate type, PHS type, hybrid type containing both methacrylate and hydroxystyrene (HS)). Therefore, when the resist upper layer film forming composition of the present application is used, it can be applied to various types of resists regardless of the resist type (positive type, negative type).
The resist upper layer film-forming composition of the present application is a saturated straight chain or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a saturated straight chain having 4 to 20 carbon atoms in order to enhance the solubility in a solvent having an ether bond. Alternatively, a novolak polymer containing a branched alkoxy group (hereinafter referred to as “alkyl group or alkoxy group”) is used.
The resist upper layer film forming composition of the present application containing a novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group can be dissolved in a developing solvent (butyl acetate, 2-heptanone, etc.) used in a negative developing process. Removal is possible. Such a negative resist development process is called NTD (Negative Tone Development).
Furthermore, when the novolak polymer used in the resist upper layer film-forming composition of the present application contains a hydroxy group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, etc., it may be soluble in an alkaline developer together with the EUV resist during development after exposure. In this case, the composition using the novolak polymer can be dissolved and removed with an alkaline developer. Such a positive resist development process is called PTD (Positive Tone Development).
Furthermore, since it has an excellent barrier against degassing from the resist, particularly during EUV exposure, contamination by the degassing component to the exposure machine can be prevented.

本願発明は炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基を含むノボラックポリマーと、溶剤とを含とを含み、該ノボラックポリマーは、全単位構造中に該アルキル基又は該アルコキシ基を含む単位構造を35モル%以上含んでいるものであるレジスト上層膜形成組成物である。
溶剤としては、レジストとのインターミキシング(層の混合)を防止するために、炭素原子数8乃至16のエーテル化合物が好適である。レジスト上層膜として好適であるが、特に露光波長としてEUVを用いる、EUVリソグラフィー工程に用いるレジスト上層膜形成組成物として好適である。
上記アルキル基又はアルコキシ基を含む単位構造が全単位構造中に34.9モル%以下含まれる場合、該ノボラックポリマーのエーテル系溶剤への溶解性が低下し、レジスト上層膜形成組成物の調製が困難になる。
上記アルキル基又はアルコキシ基を含む単位構造の全単位構造中に対する割合の最大値は100モル%である。又、さらに好ましいアルキル基又はアルコキシ基を含む単位構造が全単位構造中に占める割合は40モル%乃至100モル%である。この範囲内で上記アルキル基又はアルコキシ基を含む単位構造を有するノボラックポリマーは、上記エーテル結合を有する溶媒に可溶となり、本願発明のレジスト上層膜形成組成物が作製できる。
The present invention includes a novolak polymer containing a saturated straight-chain or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a saturated straight-chain or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, and a solvent. This is a resist upper layer film-forming composition containing 35 mol% or more of a unit structure containing the alkyl group or the alkoxy group in the entire unit structure.
As the solvent, an ether compound having 8 to 16 carbon atoms is suitable for preventing intermixing (mixing of layers) with the resist. Although suitable as a resist upper layer film, it is particularly suitable as a resist upper layer film forming composition used in an EUV lithography process using EUV as an exposure wavelength.
When the unit structure containing the alkyl group or alkoxy group is contained in the entire unit structure in an amount of 34.9 mol% or less, the solubility of the novolak polymer in an ether solvent is lowered, and the preparation of the resist upper layer film-forming composition is reduced. It becomes difficult.
The maximum value of the ratio of the unit structure containing the alkyl group or alkoxy group to the entire unit structure is 100 mol%. Further, the proportion of the unit structure containing a more preferable alkyl group or alkoxy group in the total unit structure is 40 mol% to 100 mol%. The novolak polymer having a unit structure containing the alkyl group or alkoxy group within this range becomes soluble in the solvent having the ether bond, and the resist upper layer film forming composition of the present invention can be prepared.

以下本願発明のレジスト上層膜形成組成物の詳細について説明する。
本願で使用されるアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーの一般式は、以下の式にて表される。
Details of the resist upper layer film forming composition of the present invention will be described below.
The general formula of the novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group used in the present application is represented by the following formula.

Figure 0006119983
Figure 0006119983

(式1−1)乃至(式1−4)中、Arは炭素原子数6乃至18の芳香族環を含む有機基である。Arはメチレン基又は第3級炭素原子を介してArと結合している炭素原子数6乃至18の芳香族環を含む有機基を表す。上記Ar及びAr中の芳香族環中の水素原子は、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はそれらの組み合わせで置換されており、その置換基数は1乃至10の整数である。
上記芳香族環とは、芳香族炭化水素環又は複素芳香族環を表す。
本願発明の芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン等が挙げられるが、好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はピレンである。
本願発明の複素芳香族環としては、例えばフラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、プリン、キノリン、イソキノリン、キヌクリジン、クロメン、チアントレン、フェノチアジン、フェノキサジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン又はカルバゾールが挙げられるが、好ましくはカルバゾールである。
炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基としては、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基、1−エチル−2−メチル−n−プロピル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカニル基、n−ウンデカニル基、n−ドデカニル基、n−トリデカニル基、n−テトラデカニル基、n−ペンタデカニル基、n−ヘキサデカニル基、n−ヘプタデカニル基、n−オクタデカニル基、n−ノナデカニル基及びn−イコサニル基等が挙げられる。
炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基としては、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、1−メチル−n−ブトキシ基、2−メチル−n−ブトキシ基、3−メチル−n−ブトキシ基、1,1−ジメチル−n−プロポキシ基、1,2−ジメチル−n−プロポキシ基、2,2−ジメチル−n−プロポキシ基、1−エチル−n−プロポキシ基、n−ヘキシルオキシ基、1−メチル−n−ペンチルオキシ基、2−メチル−n−ペンチルオキシ基、3−メチル−n−ペンチルオキシ基、4−メチル−n−ペンチルオキシ基、1,1−ジメチル−n−ブトキシ基、1,2−ジメチル−n−ブトキシ基、1,3−ジメチル−n−ブトキシ基、2,2−ジメチル−n−ブトキシ基、2,3−ジメチル−n−ブトキシ基、3,3−ジメチル−n−ブトキシ基、1−エチル−n−ブトキシ基、2−エチル−n−ブトキシ基、1,1,2−トリメチル−n−プロポキシ基、1,2,2,−トリメチル−n−プロポキシ基、1−エチル−1−メチル−n−プロポキシ基、1−エチル−2−メチル−n−プロポキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デカニルオキシ基、n−ウンデカニルオキシ基、n−ドデカニルオキシ基、n−トリデカニルオキシ基、n−テトラデカニルオキシ基、n−ペンタデカニルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基及びn−イコサンオキシ基等が挙げられる。
上記Ar又はAr中の芳香族環の水素原子は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの基の組み合わせにて置換されていてもよく、その置換基数は0乃至10の整数である。
上記炭素原子数1乃至6の飽和直鎖又は分岐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、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、1−メチル−n−ブトキシ基、2−メチル−n−ブトキシ基、3−メチル−n−ブトキシ基、1,1−ジメチル−n−プロポキシ基、1,2−ジメチル−n−プロポキシ基、2,2−ジメチル−n−プロポキシ基、1−エチル−n−プロポキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
上記炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基及びプロピル基が挙げられる。
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が挙げられる。
上記炭素原子数1乃至6の直鎖又は分岐飽和アルキル基としては、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、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基、1−エチル−2−メチル−n−プロピル基等が挙げられる。
本願発明では、上記炭素原子数1乃至6の直鎖又は分岐飽和アルキル基の一部又は全部の水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい。
さらに本願発明では、上記炭素原子数1乃至6の直鎖又は分岐飽和アルキル基の全部の水素原子がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキル基を用いてもよい。
さらに好ましくは、上記Arが、下記(式2−a)乃至(式2−e)又はこれらの組み合わせで表され、上記Arがメチレン基又は下記(式3)で表される、レジスト上層膜形成組成物である。
In (Formula 1-1) to (Formula 1-4), Ar 1 is an organic group containing an aromatic ring having 6 to 18 carbon atoms. Ar 2 represents an organic group containing an aromatic ring having 6 to 18 carbon atoms bonded to Ar 1 via a methylene group or a tertiary carbon atom. The hydrogen atom in the aromatic ring in Ar 1 and Ar 2 is a saturated linear or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a saturated linear or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. The number of substituents is an integer of 1 to 10.
The aromatic ring represents an aromatic hydrocarbon ring or a heteroaromatic ring.
Examples of the aromatic hydrocarbon ring of the present invention include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene, triphenylene, pyrene, chrysene, and the like, preferably benzene, naphthalene, anthracene, or pyrene.
Examples of the heteroaromatic ring of the present invention include furan, thiophene, pyrrole, imidazole, pyran, pyridine, pyrimidine, pyrazine, indole, purine, quinoline, isoquinoline, quinuclidine, chromene, thianthrene, phenothiazine, phenoxazine, xanthene, acridine, Although phenazine or carbazole is mentioned, carbazole is preferable.
Examples of the saturated straight chain or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms include n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, and 1-methyl-n-butyl group. 2-methyl-n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1-dimethyl-n-propyl group, 1,2-dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group Group, 1-ethyl-n-propyl group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl group Group, 1,1-dimethyl-n-butyl group, 1,2-dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3- Dimethyl-n-butyl group, 3,3-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group Tyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2,2-trimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-1-methyl-n-propyl group 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decanyl group, n-undecanyl group, n-dodecanyl group, n-tridecanyl group, n -Tetradecanyl group, n-pentadecanyl group, n-hexadecanyl group, n-heptadecanyl group, n-octadecanyl group, n-nonadecanyl group, n-icosanyl group and the like.
Examples of the saturated linear or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms include n-butoxy group, i-butoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group, and 1-methyl-n-butoxy group. 2-methyl-n-butoxy group, 3-methyl-n-butoxy group, 1,1-dimethyl-n-propoxy group, 1,2-dimethyl-n-propoxy group, 2,2-dimethyl-n-propoxy group Group, 1-ethyl-n-propoxy group, n-hexyloxy group, 1-methyl-n-pentyloxy group, 2-methyl-n-pentyloxy group, 3-methyl-n-pentyloxy group, 4-methyl -N-pentyloxy group, 1,1-dimethyl-n-butoxy group, 1,2-dimethyl-n-butoxy group, 1,3-dimethyl-n-butoxy group, 2,2-dimethyl-n-butoxy group , 2, -Dimethyl-n-butoxy group, 3,3-dimethyl-n-butoxy group, 1-ethyl-n-butoxy group, 2-ethyl-n-butoxy group, 1,1,2-trimethyl-n-propoxy group, 1,2,2, -trimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-1-methyl-n-propoxy group, 1-ethyl-2-methyl-n-propoxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy Group, n-nonyloxy group, n-decanyloxy group, n-undecanyloxy group, n-dodecanyloxy group, n-tridecanyloxy group, n-tetradecanyloxy group, n-pentadecanyloxy group N-hexadecyloxy group, n-heptadecyloxy group, n-octadecyloxy group, n-nonadecyloxy group, n-icosanoxy group and the like.
The hydrogen atom of the aromatic ring in Ar 1 or Ar 2 is a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, or a saturated linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. An amino group in which a hydrogen atom may be substituted with a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group Alternatively, it may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a combination of these groups, and the number of substituents is an integer of 0 to 10.
Examples of the saturated linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, i-butoxy group, s-butoxy group, and t-butoxy group. Group, n-pentoxy group, 1-methyl-n-butoxy group, 2-methyl-n-butoxy group, 3-methyl-n-butoxy group, 1,1-dimethyl-n-propoxy group, 1,2-dimethyl -N-propoxy group, 2,2-dimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-n-propoxy group, n-hexyloxy group and the like can be mentioned.
Examples of the linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom is mentioned.
Examples of the linear or branched saturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t -Butyl group, n-pentyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl-n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1-dimethyl-n-propyl group, 1,2 -Dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-n-propyl group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl group, 1,1-dimethyl-n-butyl group, 1,2-dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl Group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3-dimethyl- -Butyl group, 3,3-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2, Examples include 2-trimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-1-methyl-n-propyl group, 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group, and the like.
In the present invention, some or all of the hydrogen atoms of the linear or branched saturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be substituted with a hydroxy group.
Furthermore, in this invention, you may use the halogenated alkyl group by which all the hydrogen atoms of the said C1-C6 linear or branched saturated alkyl group were substituted by the halogen atom.
More preferably, the above Ar 1 is represented by the following (formula 2-a) to (formula 2-e) or a combination thereof, and the above Ar 2 is represented by a methylene group or the following (formula 3). It is a film-forming composition.

Figure 0006119983
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Figure 0006119983
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Figure 0006119983
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(式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)中、R乃至R15は各々独立して炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はこれらの基の組み合わせを表す。T乃至T16は各々独立してヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの組み合わせを表す。Q及びQは単結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、イミノ基、炭素原子数1乃至40のアリーレン基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基又はこれらの基の組み合わせを表す。上記アルキレン基は環を形成していてもよい。m1乃至m3、r4、r5、r8乃至r14、t4、t5又はt8乃至t14は各々独立して0乃至2の整数を表す。r3、r6、r7、t3、t6又はt7は各々独立して0乃至8の整数を表す。r15とt15は各々独立して0乃至9の整数を表す。r3乃至r15の合計は1乃至10の整数である。
上記炭素原子数6乃至40のアリーレン基としては、例えばフェニレン基、o−メチルフェニレン基、m−メチルフェニレン基、p−メチルフェニレン基、o−クロルフェニレン基、m−クロルフェニレン基、p−クロルフェニレン基、o−フルオロフェニレン基、p−フルオロフェニレン基、o−メトキシフェニレン基、p−メトキシフェニレン基、p−ニトロフェニレン基、p−シアノフェニレン基、α−ナフチレン基、β−ナフチレン基、o−ビフェニリレン基、m−ビフェニリレン基、p−ビフェニリレン基、1−アントリレン基、2−アントリレン基、9−アントリレン基、1−フェナントリレン基、2−フェナントリレン基、3−フェナントリレン基、4−フェナントリレン基及び9−フェナントリレン基が挙げられる。
上記炭素原子数1乃至10の直鎖又は分岐アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、s−ブチレン基、t−ブチレン基、n−ペンチレン基、1−メチル−n−ブチレン基、2−メチル−n−ブチレン基、3−メチル−n−ブチレン基、1,1−ジメチル−n−プロピレン基、1,2−ジメチル−n−プロピレン基、2,2−ジメチル−n−プロピレン、1−エチル−n−プロピレン基、n−ヘキシレン基、1−メチル−n−ペンチレン基、2−メチル−n−ペンチレン基、3−メチル−n−ペンチレン基、4−メチル−n−ペンチレン基、1,1−ジメチル−n−ブチレン基、1,2−ジメチル−n−ブチレン基、1,3−ジメチル−n−ブチレン基、2,2−ジメチル−n−ブチレン基、2,3−ジメチル−n−ブチレン基、3,3−ジメチル−n−ブチレン基、1−エチル−n−ブチレン基、2−エチル−n−ブチレン基、1,1,2−トリメチル−n−プロピレン基、1,2,2−トリメチル−n−プロピレン基、1−エチル−1−メチル−n−プロピレン基、1−エチル−2−メチル−n−プロピレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基又はn−デカニレン基が挙げられる。
上記炭素原子数1乃至10の直鎖又は分岐アルキレン基は環を形成していてもよく、例えば1,2−シクロペンチレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基、シクロヘプチリデン基等のシクロアルキレン基又はシクロアルキリデン基でもよいし、炭素原子数1乃至10の脂環式炭化水素でもよい。
(式2−a)乃至(式2−e)の具体的な構造式としては、例えば以下の(式4―1)乃至(式4―40)が挙げられる。
In (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or (Formula 3), R 3 to R 15 are each independently a saturated linear or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or 4 to 4 carbon atoms. 20 saturated linear or branched alkoxy groups or a combination of these groups are represented. T 3 to T 16 are each independently a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a saturated linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom is a carbon atom. An amino group which may be substituted with a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a linear or branched alkyl group with 1 to 6 carbon atoms whose hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group, or 1 to 1 carbon atoms; 6 straight-chain or branched halogenated alkyl groups or a combination thereof. Q 1 and Q 2 are each a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, a carbonyl group, an imino group, an arylene group having 1 to 40 carbon atoms, or an optionally substituted carbon atom having 1 to 10 carbon atoms. A linear or branched alkylene group or a combination of these groups is represented. The alkylene group may form a ring. m1 to m3, r4, r5, r8 to r14, t4, t5 or t8 to t14 each independently represents an integer of 0 to 2. r3, r6, r7, t3, t6 or t7 each independently represents an integer of 0 to 8. r15 and t15 each independently represents an integer of 0 to 9. The sum of r3 to r15 is an integer of 1 to 10.
Examples of the arylene group having 6 to 40 carbon atoms include phenylene group, o-methylphenylene group, m-methylphenylene group, p-methylphenylene group, o-chlorophenylene group, m-chlorophenylene group, and p-chloro group. Phenylene group, o-fluorophenylene group, p-fluorophenylene group, o-methoxyphenylene group, p-methoxyphenylene group, p-nitrophenylene group, p-cyanophenylene group, α-naphthylene group, β-naphthylene group, o -Biphenylylene group, m-biphenylylene group, p-biphenylylene group, 1-anthrylene group, 2-anthrylene group, 9-anthrylene group, 1-phenanthrylene group, 2-phenanthrylene group, 3-phenanthrylene group, 4-phenanthrylene group and 9 -A phenanthrylene group.
Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include methylene group, ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, n-butylene group, isobutylene group, s-butylene group, t-butylene group, n-pentylene group, 1-methyl-n-butylene group, 2-methyl-n-butylene group, 3-methyl-n-butylene group, 1,1-dimethyl-n-propylene group, 1,2-dimethyl-n -Propylene group, 2,2-dimethyl-n-propylene, 1-ethyl-n-propylene group, n-hexylene group, 1-methyl-n-pentylene group, 2-methyl-n-pentylene group, 3-methyl- n-pentylene group, 4-methyl-n-pentylene group, 1,1-dimethyl-n-butylene group, 1,2-dimethyl-n-butylene group, 1,3-dimethyl-n-butylene group, 2, -Dimethyl-n-butylene group, 2,3-dimethyl-n-butylene group, 3,3-dimethyl-n-butylene group, 1-ethyl-n-butylene group, 2-ethyl-n-butylene group, 1, 1,2-trimethyl-n-propylene group, 1,2,2-trimethyl-n-propylene group, 1-ethyl-1-methyl-n-propylene group, 1-ethyl-2-methyl-n-propylene group, An n-heptylene group, an n-octylene group, an n-nonylene group or an n-decanylene group may be mentioned.
The linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms may form a ring, for example, 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, 1,2-cyclohexylene group. , A 1,3-cyclohexylene group, a 1,4-cyclohexylene group, a cyclopentylidene group, a cyclohexylidene group, a cycloheptylidene group, or a cycloalkylene group or a cycloalkylidene group. Ten alicyclic hydrocarbons may be used.
Specific structural formulas of (Formula 2-a) to (Formula 2-e) include, for example, the following (Formula 4-1) to (Formula 4-40).

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(式3)の具体的な構造式としては、例えば以下の(式5―1)乃至(式5―14)又は(式5―21)乃至(式5―57)が挙げられる。 Specific structural formulas of (Formula 3) include, for example, the following (Formula 5-1) to (Formula 5-14) or (Formula 5-2) to (Formula 5-57).

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合成されるノボラックポリマーの単位構造としては例えば以下の(式6―1)乃至(式6―25)が挙げられる。 Examples of the unit structure of the synthesized novolak polymer include the following (Formula 6-1) to (Formula 6-25).

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さらに好ましくは、上記ノボラックポリマーは、全単位構造中に上記(式2−a)乃至(式2−e)のr3乃至r14の各々が0であるAr1と、上記(式3)のr15が1乃至9の整数であるAr2とで表される単位構造を35モル%以上含んでいるものであるレジスト上層膜形成組成物である。
さらに、本願のレジスト上層膜形成組成物がアルカリ性現像液に可溶となり、ポジ型レジストに適用可能とするためには、上記(式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)のT乃至T16が1個以上のヒドロキシ基を含むことが望ましい。
上記(式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)から選ばれるノボラックポリマーの単位構造に含まれるヒドロキシ基の数は、好ましくは1乃至20個であり、さらに好ましくは1乃至15個であり、さらに好ましくは1乃至10個であり、さらに好ましくは1乃至9個であり、さらに好ましくは1乃至8個であり、さらに好ましくは1乃至7個である。
例えば、本願レジスト上層膜形成組成物をポジ型レジストに適用可能にする場合は以下である。
上記ノボラックポリマーがその全単位構造中に、例えば上記Arが1,5−ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)、フロログリシノール(式4−7の化合物)又は2,2‘−ビフェノール(式4−10の化合物)から選ばれる化合物と、例えば上記Arが3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)とから合成された単位構造を含む場合、上記ノボラックポリマーの全単位構造に対して15モル%以上含む場合(a)、本願レジスト上層膜形成組成物はポジ型レジストに適用可能となる。さらに好ましくはこの場合の単位構造を、上記ノボラックポリマーの全単位構造に対して20モル%以上含むことが望ましい。この場合(a)の単位構造の上記ノボラックポリマーの全単位構造に対する最大の割合は65モル%以下であるが、より好ましくは60モル%以下である。
又、上記Arが例えば1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(式4−21の化合物)又は4,4‘,4“−トリヒドロキシトリフェニルメタン(式4−25の化合物)を含む場合(b)、上記Arにヒドロキシ基を含む化合物が無くてもアルカリ現像液に可溶であり、ポジ型レジストへ適用可能である。
Arがメチレン基の場合、Arへ反応させる化合物としては、ホルムアルデヒドが用いられる。
More preferably, in the novolak polymer, Ar1 in which each of r3 to r14 in (Formula 2-a) to (Formula 2-e) is 0 in all unit structures and r15 in (Formula 3) is 1 It is a resist upper layer film forming composition which contains 35 mol% or more of unit structures represented by Ar2 which is the integer of thru | or 9.
Further, in order to make the resist upper layer film-forming composition of the present application soluble in an alkaline developer and applicable to a positive resist, the above (formula 2-a) to (formula 2-e) or (formula 3) It is desirable that T 3 to T 16 of the group contain one or more hydroxy groups.
The number of hydroxy groups contained in the unit structure of the novolak polymer selected from the above (formula 2-a) to (formula 2-e) or (formula 3) is preferably 1 to 20, more preferably 1 to The number is 15, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 9, more preferably 1 to 8, and further preferably 1 to 7.
For example, when the resist upper layer film forming composition of the present application is applicable to a positive resist, it is as follows.
In the novolak polymer, in the entire unit structure, for example, Ar 1 is 1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1), phloroglicinol (compound of formula 4-7) or 2,2′-biphenol ( When the compound selected from (compound of formula 4-10) and, for example, Ar 2 includes a unit structure synthesized from 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2), the entire unit structure of the novolak polymer When the content is 15 mol% or more based on (a), the resist upper layer film forming composition of the present application can be applied to a positive resist. More preferably, the unit structure in this case is 20% by mole or more based on the total unit structure of the novolak polymer. In this case, the maximum ratio of the unit structure (a) to the entire unit structure of the novolak polymer is 65 mol% or less, more preferably 60 mol% or less.
In addition, Ar 1 is, for example, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (compound of formula 4-21) or 4,4 ′, 4 ″ -trihydroxytriphenylmethane (formula 4-25). (B), even if there is no compound containing a hydroxy group in Ar 2 , it is soluble in an alkali developer and applicable to a positive resist.
When Ar 2 is a methylene group, formaldehyde is used as the compound to be reacted with Ar 1 .

本願で使用されるアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーの合成方法としては上記Arを構成するモノマー群である「モノマーA群」と、上記Arを構成するモノマー群である「モノマーB群」とを酸触媒下にて縮合重合するのが一般的である。
モノマーA群又はモノマーB群は各々1種又は2種以上であるが、好ましくは各々3種以内、より好ましくは各々2種以内である。またモノマーA群の、モノマーB群に対するノボラックポリマー合成時の仕込みモル比は、モノマーA群/モノマーB群が20/100以上80/20以下、より好ましくは20/80以上70/30以下にすることが出来る。
モノマーA群又はモノマーB群が2種以上のモノマーから成る場合、当該群中に含まれるアルキル基又はアルコキシ基を含む各モノマーの各々の仕込みモル比は、3.5/10以上5以下であり、より好ましくは4/10以上4以下である。
さらにモノマーA群又はモノマーB群全体に対して各モノマーの各々の仕込みモル比は、少なくとも1/20以上であり、より好ましくは1/10以上にすることが出来る。
本願発明のアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーの製造において、モノマーA群とモノマーB群との反応は、窒素雰囲気下で行われるのが望ましい。反応温度は50℃乃至200℃、好ましくは80℃乃至180℃の任意の温度を選択することができる。反応時間1乃至48時間で高分子量のアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーを得ることが出来る。低分子量で保存安定性の高いアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーを得るには80℃乃至150℃で反応時間1乃至24時間がより好ましい。
上記縮合反応で用いられる酸触媒としては、例えば硫酸、リン酸、過塩素酸等の鉱酸類、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸一水和物等の有機スルホン酸類、蟻酸、シュウ酸等のカルボン酸類が使用される。
この中でメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸一水和物が好ましく用いられる。
酸触媒の使用量は、使用する酸類の種類によって種々選択される。通常、モノマーA群とモノマーB群合計の100質量部に対して、0.001乃至10000質量部、好ましくは、0.01乃至1000質量部、より好ましくは0.05乃至100質量部である。
重合時に用いられる溶媒としては、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトシキ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2ーヒドロキシー3ーメチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等を用いることができる。
As a method for synthesizing a novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group used in the present application, “monomer group A” which is a monomer group constituting Ar 1 and “monomer group B” which is a monomer group constituting Ar 2. Is generally subjected to condensation polymerization in the presence of an acid catalyst.
Each of the monomer A group and the monomer B group is one type or two or more types, preferably 3 types or less, more preferably 2 types or less. In addition, the charge molar ratio of the monomer A group to the novolak polymer synthesis with respect to the monomer B group is 20/100 or more and 80/20 or less, more preferably 20/80 or more and 70/30 or less for the monomer A group / monomer B group. I can do it.
When the monomer group A or the monomer group B is composed of two or more monomers, the charged molar ratio of each monomer containing an alkyl group or an alkoxy group contained in the group is 3.5 / 10 or more and 5 or less. More preferably, it is 4/10 or more and 4 or less.
Furthermore, the charged molar ratio of each monomer with respect to the entire monomer A group or monomer B group is at least 1/20 or more, more preferably 1/10 or more.
In the production of the novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group according to the present invention, the reaction between the monomer A group and the monomer B group is preferably performed in a nitrogen atmosphere. The reaction temperature may be selected from 50 ° C. to 200 ° C., preferably 80 ° C. to 180 ° C. A novolak polymer containing a high molecular weight alkyl group or alkoxy group can be obtained in a reaction time of 1 to 48 hours. In order to obtain a novolak polymer containing an alkyl group or alkoxy group having a low molecular weight and high storage stability, a reaction time of 1 to 24 hours is more preferable at 80 to 150 ° C.
Examples of the acid catalyst used in the condensation reaction include mineral acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid, organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid monohydrate, Carboxylic acids such as formic acid and oxalic acid are used.
Of these, methanesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid monohydrate are preferably used.
The amount of the acid catalyst used is variously selected depending on the type of acids used. Usually, it is 0.001 to 10000 parts by mass, preferably 0.01 to 1000 parts by mass, and more preferably 0.05 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the monomer A group and the monomer B group.
Solvents used during polymerization include dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether Acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-3-methylbutane Methyl acid, 3-methoxy Methyl propionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, etc. can be used .

本発明に用いられるノボラックポリマーのGPC(Gel Permeation Chromatography、ゲル浸透クロマトグラフィー)法で測定した重量平均分子量は、使用する塗布溶剤、溶液粘度等により変動するが、ポリスチレン換算で例えば800乃至50000、好ましくは900乃至20000である。重量平均分子量が800以下の場合には、本願のアルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーを使用したレジスト上層膜がフォトレジスト中に拡散しリソグラフィー性能を悪化させる場合が生じる。重量平均分子量が50000以上の場合には、形成されるレジスト上層膜のフォトレジスト用現像液に対する溶解性が不十分となり、現像後に残渣が存在する場合が生じる。
このようにして得られたアルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーを含む溶液は、レジスト上層膜形成組成物の調製にそのまま用いることができる。また、アルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーをメタノール、エタノール、酢酸エチル、ヘキサン、トルエン、アセトニトリル、水等の貧溶剤、もしくはそれらの混合溶媒に沈殿単離させて回収して用いることもできる。
アルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーを単離した後は、そのまま本願組成物に使用する溶剤に再溶解させて使用してもよいし、乾燥させた上で使用してもよい。乾燥させる場合の乾燥条件は、オーブンなどで40乃至100℃にて6乃至48時間が望ましい。該アルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーを回収後、任意の溶媒、好ましくは下記に記載の炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤に再溶解してレジスト上層膜組成物として使用することが出来る。
本発明のレジスト上層膜形成組成物は、上記アルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーに、通常レジストに使用される溶媒に代えて、レジスト上に当該組成物を塗布、膜形成した際のインターミキシング(層混合)を防ぐため、下記のような置換されていてもよい炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤を好ましく用いる。
置換されていてもよいとは、後述のアルキル基の水素原子が任意の一価の有機基又はハロゲン原子で置換されていてもよい、の意味である。置換されている場合でより好ましいのはハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)で置換されている場合である。
炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤としては、一般式では以下の(式1−8)で表される。
The weight average molecular weight measured by the GPC (Gel Permeation Chromatography) method of the novolak polymer used in the present invention varies depending on the coating solvent used, the solution viscosity, etc., but is preferably 800 to 50000 in terms of polystyrene, for example. Is 900 to 20000. When the weight average molecular weight is 800 or less, the resist upper layer film using the novolak polymer having an alkyl group or an alkoxy group of the present application may diffuse into the photoresist and deteriorate the lithography performance. When the weight average molecular weight is 50000 or more, the solubility of the resist upper layer film to be formed in the photoresist developer is insufficient, and a residue may be present after development.
The solution containing the novolak polymer having an alkyl group or alkoxy group thus obtained can be used as it is for the preparation of the resist upper layer film-forming composition. In addition, a novolak polymer having an alkyl group or an alkoxy group can be recovered by precipitation by precipitation in a poor solvent such as methanol, ethanol, ethyl acetate, hexane, toluene, acetonitrile, water, or a mixed solvent thereof.
After isolating the novolak polymer having an alkyl group or an alkoxy group, it may be used after being redissolved in the solvent used in the composition of the present application or may be used after being dried. Desirable drying conditions are 40 to 100 ° C. for 6 to 48 hours in an oven or the like. After recovering the novolak polymer having the alkyl group or alkoxy group, it is redissolved in an arbitrary solvent, preferably a solvent having an ether bond of 8 to 16 carbon atoms described below, and used as a resist upper layer film composition. I can do it.
The resist upper layer film-forming composition of the present invention is an intermixing when the novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group is coated on the resist in place of the solvent usually used for the resist, and the film is formed. In order to prevent (layer mixing), the following solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms which may be substituted is preferably used.
The term “optionally substituted” means that a hydrogen atom of an alkyl group described later may be substituted with any monovalent organic group or halogen atom. The case where it is substituted is more preferably the case where it is substituted with a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom).
The solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms is represented by the following (formula 1-8) in the general formula.

Figure 0006119983
Figure 0006119983

((式1−8)中、AとAは各々独立して、置換されていてもよい炭素原子数1乃至15の直鎖、分岐又は環状飽和アルキル基を表す。
炭素原子数1乃至15の直鎖、分岐又は環状飽和アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、1−メチル−シクロプロピル基、2−メチル−シクロプロピル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカニル基、n−ウンデカニル基、n−ドデカニル基、n−トリデカニル基、n−テトラデカニル基、n−ペンタデカニル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、シクロペンチル基、1−メチル−シクロブチル基、2−メチル−シクロブチル基、3−メチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロプロピル基、2,3−ジメチル−シクロプロピル基、1−エチル−シクロプロピル基、2−エチル−シクロプロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基、1−エチル−2−メチル−n−プロピル基、シクロヘキシル基、1−メチル−シクロペンチル基、2−メチル−シクロペンチル基、3−メチル−シクロペンチル基、1−エチル−シクロブチル基、2−エチル−シクロブチル基、3−エチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロブチル基、1,3−ジメチル−シクロブチル基、2,2−ジメチル−シクロブチル基、2,3−ジメチル−シクロブチル基、2,4−ジメチル−シクロブチル基、3,3−ジメチル−シクロブチル基、1−n−プロピル−シクロプロピル基、2−n−プロピル−シクロプロピル基、1−i−プロピル−シクロプロピル基、2−i−プロピル−シクロプロピル基、1,2,2−トリメチル−シクロプロピル基、1,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、2,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、1−エチル−2−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−1−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−2−メチル−シクロプロピル基及び2−エチル−3−メチル−シクロプロピル基等が挙げられ、これらの炭化水素基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子)で置換されていてもよい。
これらの中でも好ましい溶剤としては、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジ−tert−ブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオクチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルが挙げられ、さらに好ましい溶媒としてはジブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジイソブチルエーテルである。
これらのエーテル溶剤を単独で、又は混合物として用いることができる。
上記エーテル溶剤の本願組成物中の溶剤中に対する割合は、100質量%が好ましいが、90質量%以上100質量%、さらには87質量%以上100質量%とすることも出来る。
又上記炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤に加えて必要に応じて以下のアルコール系溶剤又は水を混合させてもよい。
例えば飽和アルキルアルコールとしては、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、tert−アミルアルコール、ネオペンチルアルコール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−3−ペンタノール、シクロペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、2−ジエチル−1−ブタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、4−メチル−3−ペンタノール、1−ブトキシ−2−プロパノール及びシクロヘキサノールが挙げられる。
芳香族アルコールとしては、1−フェニルプロパノール、2−フェニルプロパノール、3−フェニルプロパノール、2−フェノキシエタノール、フェネチルアルコール、スチラリルアルコールが挙げられる。
これらのアルコール系溶剤又は水は単独で、または2種以上の組合せで使用される。炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤に対して0.01乃至13質量%の割合で上記その他の溶剤を含有することができる。
また、例えば本願発明アルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーの合成等の都合上、上記炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤と共に以下の有機溶剤が混合していてもよい。その溶剤は例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2ーヒドロキシプロピオン酸エチル、2ーヒドロキシー2ーメチルプロピオン酸エチル、エトシキ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2ーヒドロキシー3ーメチルブタン酸メチル、3ーメトキシプロピオン酸メチル、3ーメトキシプロピオン酸エチル、3ーエトキシプロピオン酸エチル、3ーエトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等を用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、または2種以上の組合せで使用される。炭素原子数8乃至16のエーテル結合を有する溶剤に対して0.01乃至13質量%の割合で上記その他の溶剤を含有することができる。
上記アルキル基又はアルコキシ基を有するノボラックポリマーのレジスト上層膜形成組成物における固形分中の含有量は、20質量%以上、例えば20乃至100質量%、又は30乃至100質量%、又は50乃至90質量%、より好ましくは60乃至80質量%である。
本発明のレジスト上層膜形成組成物の固形分は、0.1乃至50質量%であり、好ましくは0.3乃至30質量%である。固形分とはレジスト上層膜形成組成物から溶剤成分を取り除いたものである。
(In (Formula 1-8), A 1 and A 2 each independently represent a linear, branched or cyclic saturated alkyl group having 1 to 15 carbon atoms which may be substituted.
Examples of the linear, branched or cyclic saturated alkyl group having 1 to 15 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, a cyclopropyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, 1-methyl-cyclopropyl group, 2-methyl-cyclopropyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n -Nonyl group, n-decanyl group, n-undecanyl group, n-dodecanyl group, n-tridecanyl group, n-tetradecanyl group, n-pentadecanyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl-n-butyl Group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1-dimethyl-n-propyl group, 1,2-dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-n- Propyl , Cyclopentyl group, 1-methyl-cyclobutyl group, 2-methyl-cyclobutyl group, 3-methyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclopropyl group, 2,3-dimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-cyclo Propyl group, 2-ethyl-cyclopropyl group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl Group, 1,1-dimethyl-n-butyl group, 1,2-dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3- Dimethyl-n-butyl group, 3,3-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1 , 2,2-Trimethyl-n-propi Group, 1-ethyl-1-methyl-n-propyl group, 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group, cyclohexyl group, 1-methyl-cyclopentyl group, 2-methyl-cyclopentyl group, 3-methyl- Cyclopentyl group, 1-ethyl-cyclobutyl group, 2-ethyl-cyclobutyl group, 3-ethyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclobutyl group, 1,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,2-dimethyl-cyclobutyl group 2,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,4-dimethyl-cyclobutyl group, 3,3-dimethyl-cyclobutyl group, 1-n-propyl-cyclopropyl group, 2-n-propyl-cyclopropyl group, 1- i-propyl-cyclopropyl group, 2-i-propyl-cyclopropyl group, 1,2,2-trimethyl-cyclopropyl group, 1,2,3- Limethyl-cyclopropyl group, 2,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-2-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-1-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-2-methyl- A cyclopropyl group, a 2-ethyl-3-methyl-cyclopropyl group, and the like. A part or all of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups are halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms or iodine atoms). May be substituted.
Among these, preferred solvents include dibutyl ether, diisobutyl ether, di-tert-butyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, dihexyl ether, dioctyl ether, cyclopentyl methyl ether, and more preferred solvents are dibutyl ether, diisoamyl. Ether and diisobutyl ether.
These ether solvents can be used alone or as a mixture.
The ratio of the ether solvent to the solvent in the composition of the present application is preferably 100% by mass, but may be 90% by mass to 100% by mass, and further 87% by mass to 100% by mass.
In addition to the solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms, the following alcohol solvent or water may be mixed as necessary.
For example, as saturated alkyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 1-heptanol, 2-heptanol, tert-amyl alcohol Neopentyl alcohol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-3-pentanol, cyclopentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-diethyl-1-butanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentano 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl Examples include 2-pentanol, 4-methyl-3-pentanol, 1-butoxy-2-propanol, and cyclohexanol.
Examples of the aromatic alcohol include 1-phenylpropanol, 2-phenylpropanol, 3-phenylpropanol, 2-phenoxyethanol, phenethyl alcohol, and styryl alcohol.
These alcohol solvents or water are used alone or in combination of two or more. The above-mentioned other solvents can be contained at a ratio of 0.01 to 13% by mass with respect to the solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms.
Further, for example, for the purpose of synthesizing a novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group of the present invention, the following organic solvents may be mixed with the solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms. Examples of the solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl. Ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-hydroxypropionic acid ethyl, 2-hydroxy-2-methylpropionic acid ethyl, ethyl ethioacetate, hydroxyacetic acid ethyl, 2-hydroxy-3-methylbutanoic acid methyl, 3-methoxypropion Methyl acid 3- Tokishipuropion ethyl, 3 over ethyl ethoxypropionate, 3 over ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, can be used butyl lactate and the like. These organic solvents are used alone or in combination of two or more. The above-mentioned other solvents can be contained at a ratio of 0.01 to 13% by mass with respect to the solvent having an ether bond having 8 to 16 carbon atoms.
The content of the novolak polymer having an alkyl group or alkoxy group in the solid content in the resist upper layer film-forming composition is 20% by mass or more, for example, 20 to 100% by mass, or 30 to 100% by mass, or 50 to 90% by mass. %, More preferably 60 to 80% by mass.
The solid content of the resist upper layer film-forming composition of the present invention is 0.1 to 50% by mass, preferably 0.3 to 30% by mass. The solid content is obtained by removing the solvent component from the resist upper layer film-forming composition.

上記レジスト上層膜形成組成物は、上記アルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマー及び上記エーテル系溶剤を含有し、更に酸化合物、塩基性化合物、架橋剤、架橋触媒、界面活性剤、レオロジー調整剤などを含むことが出来る。
本発明のレジスト上層膜形成組成物は、リソグラフィー工程で下層に存在するレジストとの酸性度を一致させる為に、更に酸化合物を含むことができる。酸化合物はスルホン酸化合物又はスルホン酸エステル化合物を用いることができる。例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウムp−トルエンスルホン酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸などの酸性化合物、及び/又は2、4、4、6−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシラート、2−ニトロベンジルトシラート等の熱酸発生剤を配合する事が出来る。配合量は全固形分100質量%当たり、0.02乃至10質量%、好ましくは0.04乃至5質量%である。
本発明のレジスト上層膜形成組成物は、リソグラフィー工程で下層に存在するレジストとの酸性度を一致させる為に、露光光(例えば、ArFエキシマレーザー照射、EUV照射、電子線照射等)により酸を発生する酸発生剤を添加する事が出来る。好ましい酸発生剤としては、例えば、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等のオニウム塩系酸発生剤類、フェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン含有化合物系酸発生剤類、ベンゾイントシレート、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ネート等のスルホン酸系酸発生剤類等が挙げられる。上記酸発生剤の添加量は全固形分100質量%当たり0.02乃至10質量%、好ましくは0.04乃至5質量%である。
The resist upper layer film-forming composition contains the novolak polymer containing the alkyl group or alkoxy group and the ether solvent, and further includes an acid compound, a basic compound, a crosslinking agent, a crosslinking catalyst, a surfactant, a rheology modifier, and the like. Can be included.
The resist upper layer film-forming composition of the present invention may further contain an acid compound in order to match the acidity with the resist present in the lower layer in the lithography process. As the acid compound, a sulfonic acid compound or a sulfonic acid ester compound can be used. For example, acidic compounds such as bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, citric acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, and / or Alternatively, a thermal acid generator such as 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate can be blended. The blending amount is 0.02 to 10% by mass, preferably 0.04 to 5% by mass, per 100% by mass of the total solid content.
In order to make the acidity of the resist upper layer film-forming composition of the present invention coincide with the acidity of the resist present in the lower layer in the lithography process, an acid is irradiated by exposure light (for example, ArF excimer laser irradiation, EUV irradiation, electron beam irradiation, etc.). A generated acid generator can be added. Preferred acid generators include, for example, onium salt acid generators such as bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and phenyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine. And halogen-containing compound acid generators such as benzoin tosylate and sulfonic acid acid generators such as N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate. The amount of the acid generator added is 0.02 to 10% by mass, preferably 0.04 to 5% by mass, per 100% by mass of the total solid content.

本発明のレジスト上層膜形成組成物は、塩基性化合物を含むことができる。塩基性化合物を添加することにより、レジストの露光時の感度調節を行うことができる。即ち、アミン等の塩基性化合物が露光時に光酸発生剤より発生された酸と反応し、レジスト下層膜の感度を低下させることで露光現像後のレジストの上部形状の制御(露光、現像後のレジスト形状は矩形が好ましい)が可能になる。さらにアルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーに当該塩基性化合物を添加することで、アルキル基又はアルコキシ基を含むノボラックポリマーと塩基性化合物の間で塩が生じ、水へ可溶となる。
塩基性化合物としては、アミンを例示することができる。
アミン化合物としては、アンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリプロピルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、N−ベンジルジメチルアミン、N−ベンジルジエチルアミン、N−ベンジルメチルアミン、N−ベンジルエチルアミン、N−ベンジルイソプロピルアミン、N−tert−ブチルベンジルアミン、
ピリジン、4−メチルピリジン、4−エチルピリジン、4−イソプロピルピリジン、3−フルオロピリジン、4−ブロモピリジン、4−フルオロピリジン、4−ヨードピリジン、4−アミノピリジン、4−(ブロモメチル)ピリジン、4−シアノピリジン、4−メトキシピリジン、N−(4−ピリジル)ジメチルアミン、3,4−ジメチルピリジン、4−(メチルアミノ)ピリジン、2−ブロモ−5−ヨードピリジン、2−クロロ−4−ヨードピリジン、4−(アミノメチル)ピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、2,6−ジアミノピリジン、1,5−ナフチリジン、
ジエチルアミン、N−tert−ブチルエチルアミン、N,N−ジエチルメチルアミン、N−エチルイソプロピルアミン、N−エチルメチルアミン、ジイソプロピルアミン、N,N−ジメチルエチルアミン、トリエチルアミン、N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、エチルアミン、
2−(ジメチルアミノ)エタノール、N−メチルジエタノールアミン、2−(メチルアミノ)エタノール、トリエタノールアミン、2−ジエチルアミノエタノール、N−エチルジエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−tert−ブチルジエタノールアミン、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、2−(ジイソプロピルアミノ)エタノール、2−(ジメチルアミノ)イソブタノール、2−(エチルアミノ)エタノール、
2,2,2−トリフルオロエチルアミン、トリフルオロアセトアミド、N−メチルトリフルオロアセトアミド、ビストリフルオロアセトアミド、N,N−ビス(トリフルオロアセチル)メチルアミン、N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド、ペンタデカフルオロトリエチルアミン、
4−メチルモルホリン、4−エチルモルホリン、ビス(2−モルホリノエチル)エーテル、4−(2−アミノエチル)モルホリン、N−シアノメチルモルホリン、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、4−イソブチルモルホリン、4−アセチルモルホリン、N−(2−シアノエチル)モルホリン、N−(3−アミノプロピル)モルホリン、4−(3−クロロプロピル)モルホリン、N−(2−ヒドロキシプロピル)モルホリン、4−(3−ヒドロキシプロピル)モルホリン、3−モルホリノ−1,2−プロパンジオール、1−モルホリノ−1−シクロヘキセン、
エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2−メチル−1,2−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、1,3−ブタンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,3−ペンタンジアミン(DAMP)、1,5−ペンタンジアミン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(MPMD)、2−ブチル−2−エチル−1,5−ペンタンジアミン(C11−ネオジアミン)、1,6−ヘキサンジアミン、2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(H12−MDA)、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−エチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−エチル−5−メチルシクロヘキシル)メタン(M−MECA)、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジアミンまたはIPDA)、2−メチル−1,3−ジアミノシクロヘキサン、4−メチル−1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,5(2,6)−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(NBDA)、3(4),8(9) −ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,4−ジアミノ−2,2,6−トリメチルシクロヘキサン(TMCDA)、1,8−メンタンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,3−キシリレンジアミン、1,4−キシリレンジアミン、
ビス(2−アミノエチル)エーテル、3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、4,7−ジオキサデカン−2,9−ジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、5,8−ジオキサドデカン−3,10−ジアミン、
4−アミノメチル−1,8−オクタンジアミン、1,3,5−トリス(アミノメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(アミノメチル) −シクロヘキサン、トリス(2−アミノエチル)アミン、トリス(2−アミノプロピル)アミン、トリス(3−アミノプロピル)アミン、
ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)、ジプロピレントリアミン(DPTA)、ビスヘキサメチレントリアミン(BHMT)、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルアミン(N3−アミン)、N、N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン(N4−アミン)、N3−(3−アミノペンチル) −1,3−ペンタンジアミン、N5−(3−アミノプロピル) −2−メチル−1,5−ペンタンジアミンおよびN5−(3−アミノ−1−エチルプロピル)−2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、
N、N’−ビス(アミノプロピル)ピペラジン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)プロピルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)シクロヘキシルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)ドデシルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)タロウアルキルアミン、
メチルアミン、エチルアミン、1−プロピルアミン、2−プロピルアミン、1−ブチルアミン、2−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、3−メチル−1−ブチルアミン、3−メチル−2−ブチルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチル−1−ヘキシルアミン、ベンジルアミン、1−フェニルエチルアミン、2−フェニルエチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン、ココアルキルアミン、C16〜C22−アルキルアミン、ソヤアルキルアミン、オレイルアミン、タロウアルキルアミン、
2−メトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−(2−メトキシエトキシ)プロピルアミン、2(4)−メトキシフェニルエチルアミン
N−メチル−1,2−エタンジアミン、N−エチル−1,2−エタンジアミン、N−ブチル−1,2−エタンジアミン、N−ヘキシル−1,2−エタンジアミン、N−ブチル−1,6−ヘキサンジアミン、N−シクロヘキシル−1,2−エタンジアミン、4−アミノメチルピペリジン、3−(4−アミノブチル)ピペリジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン(N−AEP)、N−(2−アミノプロピル)ピペラジン、
N−メチル−1,3−プロパンジアミン、N−エチル−1,3−プロパンジアミン、N−ブチル−1,3−プロパンジアミン、N−ヘキシル−1,3−プロパンジアミン、N−(2−エチルヘキシル)−1,3−プロパンジアミン、N−ドデシル−1,3−プロパンジアミン、N−シクロヘキシル−1,3−プロパンジアミン、3−メチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−エチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−ブチルアミノ−1−ペンチルアミン、3−ヘキシルアミノ−1−ペンチルアミン、3−(2−エチルヘキシル)アミノ−1−ペンチルアミン、3−ドデシルアミノ−1−ペンチルアミン、3−シクロヘキシルアミノ−1−ペンチルアミン、N−ココアルキル−1,3−プロパンジアミン、N−オレイル−1,3−プロパンジアミン、N−ソヤアルキル−1,3−プロパンジアミン、N−タロウアルキル−1,3−プロパンジアミン、ココアルキルジプロピレントリアミン、オレイルジプロピレントリアミン、タロウアルキルジプロピレントリアミン、オレイルトリプロピレンテトラミン、タロウアルキルトリプロピレンテトラミン、N,N−ジエチル−1,2−エタンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ペンタンジアミン、
ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン、2−エチル−1−ヘキシルアミン、ベンジルアミン、1−フェニルエチルアミン、2−フェニルエチルアミン、N−ヘキシル−1,2−エタンジアミン、N−(2−エチルヘキシル)−1,2−エタンジアミン、N−シクロヘキシル−1,2−エタンジアミン、N−ブチル−1,3−プロパンジアミン、N−ヘキシル−1,3−プロパンジアミン、N−(2−エチルヘキシル)−1,3−プロパンジアミン、N−ドデシル−1,3−プロパンジアミン、N−シクロヘキシル−1,3−プロパンジアミン、ココアルキルアミン、ソヤアルキルアミン、オレイルアミン、N−ココアルキル−1,3−プロパンジアミン、N−オレイル−1,3−プロパンジアミン、N−ソヤアルキル−1,3−プロパンジアミン等が挙げられるが、より好ましくはアンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、2−(ジメチルアミノ)エタノール、2,2,2−トリフルオロエチルアミン、ピリジン、4−メチルモルホリンが挙げられる。
さらに例えば式(13−1)で示すアミノベンゼン化合物がある。
The resist upper layer film-forming composition of the present invention can contain a basic compound. By adding a basic compound, the sensitivity can be adjusted during exposure of the resist. That is, a basic compound such as amine reacts with an acid generated from a photoacid generator during exposure to reduce the sensitivity of the resist underlayer film, thereby controlling the upper shape of the resist after exposure and development (after exposure and development). The resist shape is preferably rectangular. Furthermore, by adding the basic compound to a novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group, a salt is formed between the novolak polymer containing an alkyl group or an alkoxy group and the basic compound, and the salt becomes soluble in water.
Examples of the basic compound include amines.
Amine compounds include ammonia, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, benzyltrimethylammonium hydroxide. Benzyltriethylammonium hydroxide, benzyltripropylammonium hydroxide, benzyltributylammonium hydroxide, N-benzyldimethylamine, N-benzyldiethylamine, N-benzylmethylamine, N-benzylethylamine, N-benzylisopropylamine, N- tert-butylbenzylamine,
Pyridine, 4-methylpyridine, 4-ethylpyridine, 4-isopropylpyridine, 3-fluoropyridine, 4-bromopyridine, 4-fluoropyridine, 4-iodopyridine, 4-aminopyridine, 4- (bromomethyl) pyridine, 4 -Cyanopyridine, 4-methoxypyridine, N- (4-pyridyl) dimethylamine, 3,4-dimethylpyridine, 4- (methylamino) pyridine, 2-bromo-5-iodopyridine, 2-chloro-4-iodo Pyridine, 4- (aminomethyl) pyridine, 2,4,6-trimethylpyridine, 2,6-diaminopyridine, 1,5-naphthyridine,
Diethylamine, N-tert-butylethylamine, N, N-diethylmethylamine, N-ethylisopropylamine, N-ethylmethylamine, diisopropylamine, N, N-dimethylethylamine, triethylamine, N-diisopropylethylamine, N, N- Diethylethylenediamine, ethylamine,
2- (dimethylamino) ethanol, N-methyldiethanolamine, 2- (methylamino) ethanol, triethanolamine, 2-diethylaminoethanol, N-ethyldiethanolamine, diethanolamine, N-tert-butyldiethanolamine, 1-dimethylamino-2 -Propanol, 2- (diisopropylamino) ethanol, 2- (dimethylamino) isobutanol, 2- (ethylamino) ethanol,
2,2,2-trifluoroethylamine, trifluoroacetamide, N-methyltrifluoroacetamide, bistrifluoroacetamide, N, N-bis (trifluoroacetyl) methylamine, N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide, penta Decafluorotriethylamine,
4-methylmorpholine, 4-ethylmorpholine, bis (2-morpholinoethyl) ether, 4- (2-aminoethyl) morpholine, N-cyanomethylmorpholine, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 4-isobutylmorpholine, 4-acetylmorpholine, N- (2-cyanoethyl) morpholine, N- (3-aminopropyl) morpholine, 4- (3-chloropropyl) morpholine, N- (2-hydroxypropyl) morpholine, 4- (3-hydroxy Propyl) morpholine, 3-morpholino-1,2-propanediol, 1-morpholino-1-cyclohexene,
Ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,3-propanediamine, 2-methyl-1,2-propanediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3-butanediamine, 1,4 -Butanediamine, 1,3-pentanediamine (DAMP), 1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane (MPMD), 2-butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine ( C11-neodiamine), 1,6-hexanediamine, 2,5-dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine (TMD), 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine ( TMD), 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decandia 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane (H12-MDA) Bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-ethylcyclohexyl) methane, bis (4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-) Ethyl-5-methylcyclohexyl) methane (M-MECA), 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (isophoronediamine or IPDA), 2-methyl-1,3-diaminocyclohexane, 4 -Methyl-1,3-diaminocyclohexane, 1,3-bis ( Minomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 2,5 (2,6) -bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane (NBDA), 3 (4), 8 (9 ) -Bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.02,6] decane, 1,4-diamino-2,2,6-trimethylcyclohexane (TMCDA), 1,8-menthanediamine, 3,9- Bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 1,3-xylylenediamine, 1,4-xylylenediamine,
Bis (2-aminoethyl) ether, 3,6-dioxaoctane-1,8-diamine, 4,7-dioxadecane-1,10-diamine, 4,7-dioxadecane-2,9-diamine, 4,9 -Dioxadodecane-1,12-diamine, 5,8-dioxadodecane-3,10-diamine,
4-aminomethyl-1,8-octanediamine, 1,3,5-tris (aminomethyl) benzene, 1,3,5-tris (aminomethyl) -cyclohexane, tris (2-aminoethyl) amine, tris ( 2-aminopropyl) amine, tris (3-aminopropyl) amine,
Diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), pentaethylenehexamine (PEHA), dipropylenetriamine (DPTA), bishexamethylenetriamine (BHMT), 3- (2-aminoethyl) Aminopropylamine (N3-amine), N, N′-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine (N4-amine), N3- (3-aminopentyl) -1,3-pentanediamine, N5- (3-amino Propyl) -2-methyl-1,5-pentanediamine and N5- (3-amino-1-ethylpropyl) -2-methyl-1,5-pentanediamine,
N, N′-bis (aminopropyl) piperazine, N, N-bis (3-aminopropyl) methylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) ethylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) Propylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) cyclohexylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) -2-ethylhexylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) dodecylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) tallow alkylamine,
Methylamine, ethylamine, 1-propylamine, 2-propylamine, 1-butylamine, 2-butylamine, tert-butylamine, 3-methyl-1-butylamine, 3-methyl-2-butylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexyl Amine, octylamine, 2-ethyl-1-hexylamine, benzylamine, 1-phenylethylamine, 2-phenylethylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, eicosylamine, docosylamine, coco Alkylamine, C16-C22-alkylamine, soyaalkylamine, oleylamine, tallow alkylamine,
2-methoxyethylamine, 2-ethoxyethylamine, 3-methoxypropylamine, 3-ethoxypropylamine, 3- (2-ethylhexyloxy) propylamine, 3- (2-methoxyethoxy) propylamine, 2 (4) -methoxy Phenylethylamine N-methyl-1,2-ethanediamine, N-ethyl-1,2-ethanediamine, N-butyl-1,2-ethanediamine, N-hexyl-1,2-ethanediamine, N-butyl- 1,6-hexanediamine, N-cyclohexyl-1,2-ethanediamine, 4-aminomethylpiperidine, 3- (4-aminobutyl) piperidine, N- (2-aminoethyl) piperazine (N-AEP), N -(2-aminopropyl) piperazine,
N-methyl-1,3-propanediamine, N-ethyl-1,3-propanediamine, N-butyl-1,3-propanediamine, N-hexyl-1,3-propanediamine, N- (2-ethylhexyl) ) -1,3-propanediamine, N-dodecyl-1,3-propanediamine, N-cyclohexyl-1,3-propanediamine, 3-methylamino-1-pentylamine, 3-ethylamino-1-pentylamine 3-butylamino-1-pentylamine, 3-hexylamino-1-pentylamine, 3- (2-ethylhexyl) amino-1-pentylamine, 3-dodecylamino-1-pentylamine, 3-cyclohexylamino- 1-pentylamine, N-cocoalkyl-1,3-propanediamine, N-oleyl-1,3-propanedia N-soyaalkyl-1,3-propanediamine, N-tallowalkyl-1,3-propanediamine, cocoalkyldipropylenetriamine, oleyldipropylenetriamine, tallowalkyldipropylenetriamine, oleyltripropylenetetramine, tallowalkyltriamine Propylenetetramine, N, N-diethyl-1,2-ethanediamine, N, N-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-diethyl-1,3-propanediamine, N, N-diethyl-1, 4-pentanediamine,
Butylamine, pentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, eicosylamine, docosylamine, 2-ethyl-1-hexylamine, benzylamine, 1- Phenylethylamine, 2-phenylethylamine, N-hexyl-1,2-ethanediamine, N- (2-ethylhexyl) -1,2-ethanediamine, N-cyclohexyl-1,2-ethanediamine, N-butyl-1 , 3-propanediamine, N-hexyl-1,3-propanediamine, N- (2-ethylhexyl) -1,3-propanediamine, N-dodecyl-1,3-propanediamine, N-cyclohexyl-1,3 -Propanediamine, cocoa Killamine, soyaalkylamine, oleylamine, N-cocoalkyl-1,3-propanediamine, N-oleyl-1,3-propanediamine, N-soyaalkyl-1,3-propanediamine, and the like are more preferable. Ammonia, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, 2- (dimethylamino) ethanol, 2,2,2-trifluoroethylamine, pyridine, 4-methylmorpholine Can be mentioned.
Further, for example, there is an aminobenzene compound represented by the formula (13-1).

Figure 0006119983
Figure 0006119983

式(13−1)中、U乃至Uはそれぞれ水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、又はアミノ基である。
上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、1−メチル−シクロプロピル基、2−メチル−シクロプロピル基、n−ペンチル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、シクロペンチル基、1−メチル−シクロブチル基、2−メチル−シクロブチル基、3−メチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロプロピル基、2,3−ジメチル−シクロプロピル基、1−エチル−シクロプロピル基、2−エチル−シクロプロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基、1−エチル−2−メチル−n−プロピル基、シクロヘキシル基、1−メチル−シクロペンチル基、2−メチル−シクロペンチル基、3−メチル−シクロペンチル基、1−エチル−シクロブチル基、2−エチル−シクロブチル基、3−エチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロブチル基、1,3−ジメチル−シクロブチル基、2,2−ジメチル−シクロブチル基、2,3−ジメチル−シクロブチル基、2,4−ジメチル−シクロブチル基、3,3−ジメチル−シクロブチル基、1−n−プロピル−シクロプロピル基、2−n−プロピル−シクロプロピル基、1−i−プロピル−シクロプロピル基、2−i−プロピル−シクロプロピル基、1,2,2−トリメチル−シクロプロピル基、1,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、2,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、1−エチル−2−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−1−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−2−メチル−シクロプロピル基及び2−エチル−3−メチル−シクロプロピル基等が挙げられる。
中でも炭素原子数1乃至5の直鎖アルキル基、分岐状アルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基等が好ましく挙げられる。
上記化合物としては例えば以下の式(13−2)乃至式(13−47)に例示される。
In formula (13-1), U 1 to U 5 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an amino group.
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, 1 -Methyl-cyclopropyl group, 2-methyl-cyclopropyl group, n-pentyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl-n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1 -Dimethyl-n-propyl group, 1,2-dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-n-propyl group, cyclopentyl group, 1-methyl-cyclobutyl group, 2 -Methyl-cyclobutyl group, 3-methyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclopropyl group, 2,3-dimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-cyclopropyl group Pyr group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl group, 1,1-dimethyl- n-butyl group, 1,2-dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3-dimethyl-n-butyl group, 3 1,3-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2,2-trimethyl-n -Propyl group, 1-ethyl-1-methyl-n-propyl group, 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group, cyclohexyl group, 1-methyl-cyclopentyl group, 2-methyl-cyclopentyl group, 3-methyl -Cyclopentyl group, 1-ethyl-cyclobutyl group, 2- Ethyl-cyclobutyl group, 3-ethyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclobutyl group, 1,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,2-dimethyl-cyclobutyl group, 2,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2, 4-dimethyl-cyclobutyl group, 3,3-dimethyl-cyclobutyl group, 1-n-propyl-cyclopropyl group, 2-n-propyl-cyclopropyl group, 1-i-propyl-cyclopropyl group, 2-i- Propyl-cyclopropyl group, 1,2,2-trimethyl-cyclopropyl group, 1,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 2,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-2-methyl- Cyclopropyl group, 2-ethyl-1-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-2-methyl-cyclopropyl group and 2-ethyl-3-methyl-cyclo A propyl group etc. are mentioned.
Of these, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a branched alkyl group are preferable, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group.
Examples of the compound include the following formulas (13-2) to (13-47).

Figure 0006119983
Figure 0006119983

Figure 0006119983
Figure 0006119983

また、トリエタノールアミン、トリブタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリノルマルプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリノルマルブチルアミン、トリ−tert−ブチルアミン、トリノルマルオクチルアミン、トリイソプロパノールアミン、フェニルジエタノールアミン、ステアリルジエタノールアミン、及びジアザビシクロオクタン等の3級アミンや、ピリジン及び4−ジメチルアミノピリジン等の芳香族アミンを挙げることができる。更に、ベンジルアミン及びノルマルブチルアミン等の1級アミンや、ジエチルアミン及びジノルマルブチルアミン等の2級アミンも挙げられる。これらの化合物は単独または二種以上の組み合わせで使用することが出来る。
本発明のレジスト上層膜形成組成物には、上記以外に必要に応じて更なるレオロジー調整剤、界面活性剤などを添加することができる。
レオロジー調整剤は、主にレジスト上層膜形成組成物の流動性を向上させるための目的で添加される。具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレート等のフタル酸誘導体、ジノルマルブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジノルマルブチルマレート、ジエチルマレート、ジノニルマレート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチルオレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイン酸誘導体、またはノルマルブチルステアレート、グリセリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げることができる。これらのレオロジー調整剤は、レジスト上層膜形成組成物の全組成物100質量%に対して通常30質量%未満の割合で配合される。
本発明のレジスト上層膜形成組成物には、ピンホールやストリエーション等の発生がなく、表面むらに対する塗布性をさらに向上させるために、界面活性剤を配合することができる。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフエノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロツクコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトツプEF301、EF303、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、メガフアツクF171、F173(大日本インキ(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンSー382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)、フタージェントシリーズ((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明のレジスト上層膜形成組成物の全組成物100質量%当たり通常0.2質量%以下、好ましくは0.1質量%以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また2種以上の組合せで添加することもできる。
本発明ではEUVレジストを用いることができる。本発明におけるレジスト上層膜の下層に塗布されるEUVレジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用できる。酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる化学増幅型レジスト、アルカリ可溶性バインダーと酸発生剤と酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、EUVによって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト、EUVによって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーからなる非化学増幅型レジストなどがある。
例えばEUVレジストの材料系としては、メタクリレート系、PHS系、メタクリレートとヒドロキシスチレン(HS)両方を含有するハイブリット系等などがある。これらのEUVレジストを用いた場合も照射源を電子線としてレジストを用いた場合と同様にレジストパターンを形成することができる。
本発明ではKrFレジストまたはArFレジストを用いることが出来る。本発明におけるレジスト上層膜の下層に塗布されるKrFレジストまたはArFレジストとしてはネガ型フォトレジスト及びポジ型フォトレジストのいずれも使用できる。ノボラック樹脂と1、2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物とアルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤とからなる化学増幅型フォトレジスト、及び酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物と光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジストなどがある。例えば、ザ・ダウ・ケミカルカンパニー(旧ローム・アンド・ハース電子材料(株))製商品名APEX−E、住友化学工業(株)製商品名PAR710、及び信越化学工業(株)製商品名SEPR430等が挙げられる。また、例えば、ProC.SPIE、Vol.3999、330−334(2000)、ProC.SPIE、Vol.3999、357−364(2000)、やProC.SPIE、Vol.3999、365−374(2000)に記載されているような、含フッ素原子ポリマー系フォトレジストを挙げることができる。
本発明ではEB(電子線)レジストを用いることが出来る。本発明におけるレジスト上層膜の下層に塗布される電子線レジストとしてはネガ型フォトレジスト及びポジ型フォトレジストのいずれも使用できる。酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる化学増幅型レジスト、アルカリ可溶性バインダーと酸発生剤と酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、電子線によって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト、電子線によって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーからなる非化学増幅型レジストなどがある。これらの電子線レジストを用いた場合も照射源をKrF、ArF光としてフォトレジストを用いた場合と同様にレジストパターンを形成することができる。
本発明のレジスト上層膜形成組成物を使用して形成したレジスト上層膜を有するポジ型レジストの現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、N−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジーN−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第4級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。さらに、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらの中で好ましい現像液は第四級アンモニウム塩、さらに好ましくはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド及びコリンである。
本発明では例えば、転写パターンを形成する加工対象膜を有する基板上に、EUVレジスト下層膜を用いるか又は用いずに、EUVレジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上にEUVレジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成してEUVレジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含み半導体装置を製造することができる。露光はEUV(波長13.5nm)により行われる。
該レジスト上層膜の形成は、レジスト膜形成などと同様にスピン塗布法にて行われるのが一般的である。例えば東京エレクトロン社製スピンコーターに、加工対象基板(例えばシリコン/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板等)にセットして、レジスト膜を該加工対象基板に形成し、該レジスト上層膜形成組成物(ワニス)を加工対象基板にスピン回転数700rpm乃至3000rpmにて塗布後、ホットプレートにて50℃乃至150℃で30乃至300秒間焼成し、該レジスト上層膜が形成される。該レジスト上層膜の形成膜厚は3nm乃至100nm、又は5nm乃至100nm又は5nm乃至50nmである。
形成されるレジスト上層膜のフォトレジスト用現像液に対する溶解速度としては、毎秒1nm以上であり、好ましくは毎秒3nm以上であり、より好ましくは毎秒10nm以上である。溶解速度がこれより小さい場合は、レジスト上層膜の除去に必要な時間が長くなり、生産性の低下をもたらすことになる。その後適切な露光光にてパターン形成後、レジスト現像液を用いて現像することで、レジストおよび該レジスト上層膜の不要部分を除去し、レジストパターンが形成される。
本発明のEUVレジスト上層膜形成組成物を適用する半導体装置は、基板上に、パターンを転写する加工対象膜と、レジスト膜と、レジスト上層膜が順に形成された構成を有する。このレジスト上層膜は、下地基板やEUVによって及ぼされる悪影響を低減することにより、ストレート形状の良好なレジストパターンを形成し、充分なEUV照射量に対するマージンを得ることができる。また本レジスト上層膜は、下層に形成されるレジスト膜と同等もしくはそれ以上の大きなウエットエッチング速度を有し、露光後のレジスト膜の不要な部分とともに、アルカリ現像液などで容易に除去可能である。
また半導体装置の加工対象基板は、ドライエッチング、ウエットエッチングいずれの工程によっても加工可能であり、該レジスト上層膜を用いることで良好に形成されるレジストパターンをマスクとし、ドライエッチングやウエットエッチングにて加工対象基板に良好な形状を転写することが可能である。
本発明では例えば、転写パターンを形成する加工対象膜を有する基板上に、KrFレジスト下層膜を用いるか又は用いずに、KrFレジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上にKrFレジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成してKrFレジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含み半導体装置を製造することができる。露光はKrFにより行われる。該レジスト上層膜の形成は、上記EUV露光の場合と同様に行われる。
本発明では例えば、転写パターンを形成する加工対象膜を有する基板上に、ArFレジスト下層膜を用いるか又は用いずに、ArFレジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上にArFレジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成してArFレジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含み半導体装置を製造することができる。露光はArFにより行われる。該レジスト上層膜の形成は、上記EUV露光の場合と同様に行われる。
本発明では例えば、転写パターンを形成する加工対象膜を有する基板上に、電子線レジスト下層膜を用いるか又は用いずに、電子線レジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上に電子線レジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成して電子線レジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含み半導体装置を製造することができる。露光は電子線により行われる。該レジスト上層膜の形成は、上記EUV露光の場合と同様に行われる。
Also, triethanolamine, tributanolamine, trimethylamine, triethylamine, trinormalpropylamine, triisopropylamine, trinormalbutylamine, tri-tert-butylamine, trinormaloctylamine, triisopropanolamine, phenyldiethanolamine, stearyldiethanolamine, and dia There can be mentioned tertiary amines such as zabicyclooctane and aromatic amines such as pyridine and 4-dimethylaminopyridine. Further, primary amines such as benzylamine and normal butylamine, and secondary amines such as diethylamine and dinormalbutylamine are also included. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
In addition to the above, the composition for forming a resist upper layer film of the present invention may contain additional rheology modifiers, surfactants and the like as necessary.
The rheology modifier is added mainly for the purpose of improving the fluidity of the resist upper layer film-forming composition. Specific examples include phthalic acid derivatives such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dihexyl phthalate, and butyl isodecyl phthalate; Mention may be made of maleic acid derivatives such as normal butyl maleate, diethyl maleate and dinonyl maleate, oleic acid derivatives such as methyl oleate, butyl oleate and tetrahydrofurfuryl oleate, or stearic acid derivatives such as normal butyl stearate and glyceryl stearate. it can. These rheology modifiers are usually blended at a ratio of less than 30% by mass with respect to 100% by mass of the total composition of the resist upper layer film forming composition.
In the resist upper layer film-forming composition of the present invention, a surfactant can be blended in order to further improve the applicability to surface unevenness without generating pinholes or striations. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonyl Polyoxyethylene alkyl aryl ethers such as phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Sorbitan fatty acid esters such as rate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as bitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, etc., EFTOP EF301, EF303, EF352 (Manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Megafuk F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, Fluorosurfactants such as SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.), and Footent Series (Neos Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (Shinsei) Chemical Industries Co., Ltd.), and the like. The compounding amount of these surfactants is usually 0.2% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, per 100% by mass of the total composition of the resist upper layer film-forming composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in combination of two or more.
In the present invention, an EUV resist can be used. As the EUV resist applied to the lower layer of the resist upper layer film in the present invention, either a negative type or a positive type can be used. Chemically amplified resist comprising a binder having a group that decomposes with an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate, a low molecular weight compound that decomposes with an alkali-soluble binder, an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate of the resist A chemically amplified resist comprising: a binder having a group that decomposes with an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate; and a chemically amplified resist comprising a low-molecular compound that decomposes with an acid to change the alkali dissolution rate of the resist, There are non-chemically amplified resists composed of binders having groups that decompose by EUV to change the alkali dissolution rate, and non-chemically amplified resists composed of binders having sites that are cut by EUV to change the alkali dissolution rate.
Examples of EUV resist material systems include methacrylate systems, PHS systems, and hybrid systems containing both methacrylate and hydroxystyrene (HS). When these EUV resists are used, a resist pattern can be formed in the same manner as when a resist is used with the irradiation source as an electron beam.
In the present invention, a KrF resist or an ArF resist can be used. As the KrF resist or ArF resist applied to the lower layer of the resist upper layer film in the present invention, either a negative photoresist or a positive photoresist can be used. A positive photoresist comprising a novolak resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester, a chemically amplified photoresist comprising a binder having a group that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate and a photoacid generator, an acid A chemically amplified photoresist comprising a low-molecular compound that decomposes to increase the alkali dissolution rate of the photoresist, an alkali-soluble binder, and a photoacid generator, and a binder having a group that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate There is a chemically amplified photoresist composed of a low molecular weight compound that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist and a photoacid generator. For example, the Dow Chemical Company (formerly Rohm and Haas Electronic Materials Co., Ltd.) trade name APEX-E, Sumitomo Chemical Co., Ltd. trade name PAR710, and Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. trade name SEPR430 Etc. Also, for example, ProC. SPIE, Vol. 3999, 330-334 (2000), ProC. SPIE, Vol. 3999, 357-364 (2000), ProC. SPIE, Vol. 3999, 365-374 (2000), and fluorine-containing polymer-based photoresists.
In the present invention, an EB (electron beam) resist can be used. As the electron beam resist applied to the lower layer of the resist upper layer film in the present invention, either a negative photoresist or a positive photoresist can be used. Chemically amplified resist comprising a binder having a group that decomposes with an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate, a low molecular weight compound that decomposes with an alkali-soluble binder, an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate of the resist A chemically amplified resist comprising: a binder having a group that decomposes with an acid generator and an acid to change the alkali dissolution rate; and a chemically amplified resist comprising a low-molecular compound that decomposes with an acid to change the alkali dissolution rate of the resist, There are non-chemically amplified resists composed of a binder having a group that changes the alkali dissolution rate by being decomposed by an electron beam, and non-chemically amplified resists composed of a binder having a portion that is cut by an electron beam to change the alkali dissolution rate. Even when these electron beam resists are used, a resist pattern can be formed in the same manner as when a photoresist is used as the irradiation source with KrF and ArF light.
As a developer for a positive resist having a resist upper layer film formed using the resist upper layer film-forming composition of the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia Inorganic amines such as ethylamine, primary amines such as N-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-N-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine Alcohol amines such as alcohol amines, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as choline, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine, and alkaline aqueous solutions can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. Of these, preferred developers are quaternary ammonium salts, more preferably tetramethylammonium hydroxide and choline.
In the present invention, for example, a step of forming an EUV resist film with or without an EUV resist underlayer film on a substrate having a film to be processed for forming a transfer pattern, an EUV resist upper layer film forming composition on the resist film A step of applying and baking an object to form an EUV resist upper layer film, a step of exposing a semiconductor substrate coated with the resist upper layer film and the resist film, a step of developing after exposure to remove the resist upper layer film and the resist film, A semiconductor device can be manufactured. Exposure is performed by EUV (wavelength 13.5 nm).
The formation of the resist upper layer film is generally performed by a spin coating method in the same manner as the resist film formation. For example, it is set on a substrate to be processed (for example, a silicon / silicon dioxide coated substrate, a glass substrate, an ITO substrate, etc.) on a spin coater manufactured by Tokyo Electron, and a resist film is formed on the substrate to be processed. An object (varnish) is applied to the substrate to be processed at a spin speed of 700 rpm to 3000 rpm and then baked on a hot plate at 50 ° C. to 150 ° C. for 30 to 300 seconds to form the resist upper layer film. The film thickness of the resist upper layer film is 3 nm to 100 nm, 5 nm to 100 nm, or 5 nm to 50 nm.
The dissolution rate of the resist upper layer film to be formed in the photoresist developer is 1 nm or more per second, preferably 3 nm or more per second, and more preferably 10 nm or more per second. When the dissolution rate is smaller than this, the time required for removing the resist upper layer film becomes longer, resulting in a decrease in productivity. Thereafter, after pattern formation with appropriate exposure light, development is performed using a resist developer, thereby removing the resist and unnecessary portions of the resist upper layer film to form a resist pattern.
A semiconductor device to which the composition for forming an EUV resist upper layer film of the present invention is applied has a structure in which a film to be processed for transferring a pattern, a resist film, and a resist upper layer film are sequentially formed on a substrate. This resist upper layer film can form a resist pattern having a good straight shape by reducing adverse effects exerted by the base substrate and EUV, and can provide a sufficient margin for the EUV irradiation amount. In addition, this resist upper layer film has a wet etching rate equal to or higher than that of the resist film formed in the lower layer, and can be easily removed with an alkali developer together with unnecessary portions of the resist film after exposure. .
In addition, the substrate to be processed of the semiconductor device can be processed by either dry etching or wet etching. Using the resist upper layer film as a mask, a resist pattern that is well formed can be used as a mask, and dry etching or wet etching can be used. It is possible to transfer a good shape to the substrate to be processed.
In the present invention, for example, a step of forming a KrF resist film on a substrate having a film to be processed for forming a transfer pattern, with or without a KrF resist lower layer film, and a composition for forming a KrF resist upper layer film on the resist film A step of applying and baking an object to form a KrF resist upper layer film, a step of exposing a semiconductor substrate coated with the resist upper layer film and the resist film, a step of developing after exposure to remove the resist upper layer film and the resist film, A semiconductor device can be manufactured. Exposure is performed with KrF. The resist upper layer film is formed in the same manner as in the EUV exposure.
In the present invention, for example, a step of forming an ArF resist film on a substrate having a film to be processed for forming a transfer pattern, with or without using an ArF resist lower layer film, an ArF resist upper layer film forming composition on the resist film A step of forming an ArF resist upper layer film by applying and baking an object, a step of exposing a semiconductor substrate coated with the resist upper layer film and the resist film, a step of developing after exposure to remove the resist upper layer film and the resist film, A semiconductor device can be manufactured. Exposure is performed with ArF. The resist upper layer film is formed in the same manner as in the EUV exposure.
In the present invention, for example, a step of forming an electron beam resist film with or without an electron beam resist lower layer film on a substrate having a film to be processed for forming a transfer pattern, an electron beam resist upper layer on the resist film A step of applying a film-forming composition and baking to form an electron beam resist upper layer film; a step of exposing a semiconductor substrate coated with the resist upper layer film and the resist film; and developing after exposure to form the resist upper layer film and the resist film. A semiconductor device can be manufactured. Exposure is performed with an electron beam. The resist upper layer film is formed in the same manner as in the EUV exposure.

本明細書の下記合成例1乃至合成例33に示すノボラックポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)法による測定結果である。測定には東ソー株式会社製GPC装置を用い、測定条件は下記のとおりである。また、本明細書の下記合成例に示す分散度は、測定された重量平均分子量、及び数平均分子量から算出される。
測定装置:HLC−8320GPC〔商品名〕(東ソー株式会社製)
GPCカラム:TSKgel SuperMultipore HZ−N(P0009)
〔商品名〕(東ソー株式会社製)
TSKgel SuperMultipore HZ−N(P0010)〔商品名〕(東
ソー株式会社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.35ml/分
標準試料:ポリスチレン(東ソー株式会社製)
<合成例1>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(4.0g、0.025mol),4−ブトキシベンズアルデヒド(式5−3の化合物)(4.45g、0.025mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.497g,0.0025mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル20.87gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−1)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2655であった。
<合成例2>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(7.5g、0.0468mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.587g、0.0187mol),4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド(式5−8の化合物)(6.58g、0.0281mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.933g,0.0047mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル41.07gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−6)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2498であった。
<合成例3>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(7.5g、0.0468mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.587g、0.0187mol),4−ヘプチルオキシベンズアルデヒド(式5−7の化合物)(6.19g、0.0281mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.929g,0.047mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル40.15gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−4)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2566であった。
<合成例4>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(7.5g、0.0468mol)、3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.587g、0.0187g),4−ヘキシルオキシベンズアルデヒド(式5−6の化合物)(5.79g、0.0281mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.933g,0.047mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル39.23gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−3)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2477であった。
<合成例5>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(8.0g、0.0499mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.759g、0.020mol),4−ブチルベンズアルデヒド(式5−4の化合物)(4.86g、0.030mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.995g,0.0050mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル38.77gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−5)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2921であった。
<合成例6>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(4.5g、0.0281mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(0.77g、0.0056mol),4−ブトキシベンズアルデヒド(式5−3の化合物)(4.00g、0.0225mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.559g,0.0028mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル22.70gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−1)と(式6−2)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2463であった。
<合成例7>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(3.4g,0.0212mol)、3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.17g、0.085mol),4−オクタデシルオキシベンズアルデヒド(式5−14の化合物)(4.77g、0.0127mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.422g,0.0049mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル22.78gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−10)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3577であった。
<合成例8>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(7.5g、0.0468mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.71g、0.0197mol),4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド(式5−8の化合物)(6.91g、0.0295mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.979g,0.0049mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル42.25gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−6)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2560であった。
<合成例9>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(7.5g、0.0468mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.71g、0.0197mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(7.74g、0.0295mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.979g,0.0049mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル44.18gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2809であった。
<合成例10>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(3.0g、0.0187mol),4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド(式5−8の化合物)(4.61g、0.0197mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.391g,0.0020mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル18.66gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−6)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3641であった。
<合成例11>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(3.0g、0.0187mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(5.16g、0.0197mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.391g,0.0020mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル19.95gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−7)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量4164であった。
<合成例12>
フロログルシノール(式4−7の化合物)(4.0g、0.0317mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.75g、0.0127mol),4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド(式5−8の化合物)(4.46g、0.0190mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.632g,0.0032mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25.30gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−11)と(式6−11−1)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2164であった。
<合成例13>
フロログルシノール(式4−7の化合物)(4.0g、0.0317mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.75g、0.0127mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(4.99g、0.0190mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.632g,0.0032mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート26.54gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−11)と(式6−12)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2619であった。
<合成例14>
2,2‘−ビフェノール(式4−10の化合物)(5.0g、0.0269mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.55g、0.0113mol),4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド(式5−8の化合物)(3.96g、0.0169mol),メタンスルホン酸(0.812g,0.0085mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.00gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−14)と(式6−15)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2116であった。
<合成例15>
2,2‘−ビフェノール(式4−10の化合物)(5.0g、0.0269mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.55g、0.0113mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(4.43g、0.0169mol),メタンスルホン酸(0.812g,0.0085mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート17.71gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−14)と(式6−16)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2295であった。
<合成例16>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(4.5g、0.0281mol),カルバゾール(式4−13の化合物)(0.522g、0.0031mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.81g、0.0131mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(5.16g、0.0197mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.653g,0.0033mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル29.50gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)、(式6−7)、(式6−17)及び(式6−18)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量1183であった。
<合成例17>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(6.0g、0.0375mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.58g、0.0187mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(4.91g、0.0187mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.783g,0.0037mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル34.20gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2727であった。
<合成例18>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(6.0g、0.0375mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(3.10g、0.0225mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(3.93g、0.015mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.746g,0.0037mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル33.06gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2704であった。
<合成例19>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(7.68g、0.0328mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.653g,0.0033mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル31.11gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−19)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2369であった。
<合成例20>
フロログルシノール(式4−7の化合物)(5.0g、0.0396mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(9.75g、0.0416mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.829g,0.0042mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート36.36gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−20)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量1771であった。
<合成例21>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(0.91g、0.0066mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(6.14g、0.0262mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.653g,0.0033mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル50.81gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−19)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3623であった。
<合成例22>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.81g、0.0131mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(4.60g、0.0197mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.653g,0.0033mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル48.29gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−19)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量1856であった。
<合成例23>
フロログルシノール(式4−7の化合物)(5.0g、0.0396mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.15g、0.0083mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(7.80g、0.0333mol),p−トルエンスルホン酸一水和物0.829gをプロピレングリコールモノメチルエーテル34.49gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−11)と(式6−20)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3408であった。
<合成例24>
フロログルシノール(式4−7の化合物)(5.0g、0.0396mol)、3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.30g、0.0167mol),3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(式5−25の化合物)(5.85g、0.025mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.829g,0.0042mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル32.62gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−11)と(式6−20)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量1316であった。
<合成例25>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(2.16g、0.0156mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(3.27g、0.0125mol),3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンズアルデヒド(式5−27の化合物)(0.75g、0.0031mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.62g,0.0031mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル27.55gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)、(式6−7)及び(式6−21)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2902であった。
<合成例26>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(0.43g、0.0031mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(7.37g、0.0281mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.621g,0.0031mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル31.32gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3486であった。
<合成例27>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(0.86g、0.0062mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(6.55g、0.025mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.621g,0.031mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル30.42gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3302であった。
<合成例28>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(5.0g、0.0312mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(1.29g、0.0094mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(5.79g、0.0219mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.621g,0.0031g)をプロピレングリコールモノメチルエーテル29.51gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3355であった。
<合成例29>
1,5-ジヒドロキシナフタレン(式4−1の化合物)(6.0g、0.0375mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(3.62g、0.0262mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(2.95g、0.0112mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(0.746g,0.0037mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル31.92gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−2)と(式6−7)で表される。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、茶色のノボラックポリマーを得た。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2512であった。
<合成例30>
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(式4−21の化合物)(製品名:TEP−DF、旭有機材工業(株)製)(6.0g、0.0151mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(7.90g、0.0301mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(1.2g,0.0060mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル22.65gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、黒色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−22)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2358であった。
<合成例31>
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(式4−21の化合物)(製品名:TEP−DF、旭有機材工業(株)製)(3.5g、0.0088mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(9.22g、0.0351mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(1.4g,0.0070mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル22.65gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、黒色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−23)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3914であった。
<合成例32>
4,4‘,4“−トリヒドロキシトリフェニルメタン(式4−25の化合物)(3.5g、0.0120mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(9.42g、0.0359mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(1.43g,0.0072mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル21.53gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、黒色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの単位構造は(式6−24)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量2177であった。
<合成例33>
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(式4−21の化合物)(製品名:TEP−DF、旭有機材工業(株)製)(4.0g、0.01mol),4−デシルオキシベンズアルデヒド(式5−10の化合物)(9.48g、0.0361mol),3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(式5−2の化合物)(0.55g、0.0040mol),p−トルエンスルホン酸一水和物(1.44g,0.0072mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテル23.21gに加え溶解した。反応容器を窒素置換後、140℃で4時間反応させ、ノボラックポリマー溶液を得た。得られた溶液をメタノール:水=1:9の溶液中に加えることにより、黒色のノボラックポリマーを得た。上記ノボラックポリマーの主な単位構造は(式6−23)と(式6−25)で表される。GPC分析を行ったところ、得られたノボラックポリマーは重量平均分子量3701であった。
The weight average molecular weight (Mw) of the novolak polymer shown in the following Synthesis Examples 1 to 33 in the present specification is a measurement result by a GPC (Gel Permeation Chromatography) method. For measurement, a GPC apparatus manufactured by Tosoh Corporation is used, and the measurement conditions are as follows. Further, the dispersity shown in the following synthesis examples of the present specification is calculated from the measured weight average molecular weight and number average molecular weight.
Measuring device: HLC-8320GPC [trade name] (manufactured by Tosoh Corporation)
GPC column: TSKgel SuperMultipore HZ-N (P0009)
[Product Name] (Tosoh Corporation)
TSKgel SuperMultipore HZ-N (P0010) [Product Name] (East
Saw Co., Ltd.)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 0.35 ml / min
Standard sample: Polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
<Synthesis Example 1>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (4.0 g, 0.025 mol), 4-butoxybenzaldehyde (compound of formula 5-3) (4.45 g, 0.025 mol), p-toluenesulfone Acid monohydrate (0.497 g, 0.0025 mol) was dissolved in 20.87 g of propylene glycol monomethyl ether. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-1). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2655.
<Synthesis Example 2>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (7.5 g, 0.0468 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.587 g, 0.0187 mol), 4- n-Octyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-8) (6.58 g, 0.0281 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.933 g, 0.0047 mol) was added to 41.07 g of propylene glycol monomethyl ether. Added and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-6). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2,498.
<Synthesis Example 3>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (7.5 g, 0.0468 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.587 g, 0.0187 mol), 4- Heptyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-7) (6.19 g, 0.0281 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.929 g, 0.047 mol) was added to 40.15 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-4). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2566.
<Synthesis Example 4>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (7.5 g, 0.0468 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.587 g, 0.0187 g), 4- Hexyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-6) (5.79 g, 0.0281 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.933 g, 0.047 mol) was added to 39.23 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-3). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2477.
<Synthesis Example 5>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (8.0 g, 0.0499 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.759 g, 0.020 mol), 4- Butylbenzaldehyde (compound of formula 5-4) (4.86 g, 0.030 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.995 g, 0.0050 mol) was added to propylene glycol monomethyl ether 38.77 g and dissolved. . The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-5). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2921.
<Synthesis Example 6>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (4.5 g, 0.0281 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (0.77 g, 0.0056 mol), 4- Butoxybenzaldehyde (compound of formula 5-3) (4.00 g, 0.0225 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.559 g, 0.0028 mol) was added to 22.70 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. . The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-1) and (Formula 6-2). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2463.
<Synthesis Example 7>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (3.4 g, 0.0212 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.17 g, 0.085 mol), 4- Octadecyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-14) (4.77 g, 0.0127 mol) and p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.422 g, 0.0049 mol) are added to 22.78 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-10). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3577.
<Synthesis Example 8>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (7.5 g, 0.0468 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.71 g, 0.0197 mol), 4- n-Octyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-8) (6.91 g, 0.0295 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.979 g, 0.0049 mol) to 42.25 g of propylene glycol monomethyl ether Added and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-6). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2560.
<Synthesis Example 9>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (7.5 g, 0.0468 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.71 g, 0.0197 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (7.74 g, 0.0295 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.979 g, 0.0049 mol) was added to 44.18 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2809.
<Synthesis Example 10>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (3.0 g, 0.0187 mol), 4-n-octyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-8) (4.61 g, 0.0197 mol), p -Toluenesulfonic acid monohydrate (0.391 g, 0.0020 mol) was added to 18.66 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-6). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3641.
<Synthesis Example 11>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (3.0 g, 0.0187 mol), 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (5.16 g, 0.0197 mol), p-toluene Sulfonic acid monohydrate (0.391 g, 0.0020 mol) was added to 19.95 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-7). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 4164.
<Synthesis Example 12>
Phloroglucinol (compound of formula 4-7) (4.0 g, 0.0317 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.75 g, 0.0127 mol), 4-n-octyl Oxybenzaldehyde (compound of formula 5-8) (4.46 g, 0.0190 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.632 g, 0.0032 mol) was added to 25.30 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-11) and (Formula 6-11-1). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2164.
<Synthesis Example 13>
Phloroglucinol (compound of formula 4-7) (4.0 g, 0.0317 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.75 g, 0.0127 mol), 4-decyloxybenzaldehyde (Compound of formula 5-10) (4.99 g, 0.0190 mol) and p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.632 g, 0.0032 mol) were added to 26.54 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-11) and (Formula 6-12). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2619.
<Synthesis Example 14>
2,2′-biphenol (compound of formula 4-10) (5.0 g, 0.0269 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.55 g, 0.0113 mol), 4- n-Octyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-8) (3.96 g, 0.0169 mol) and methanesulfonic acid (0.812 g, 0.0085 mol) were added to 17.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-14) and (Formula 6-15). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2116.
<Synthesis Example 15>
2,2′-biphenol (compound of formula 4-10) (5.0 g, 0.0269 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.55 g, 0.0113 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (4.43 g, 0.0169 mol) and methanesulfonic acid (0.812 g, 0.0085 mol) were added to 17.71 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-14) and (Formula 6-16). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2295.
<Synthesis Example 16>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (4.5 g, 0.0281 mol), carbazole (compound of formula 4-13) (0.522 g, 0.0031 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde ( Compound of formula 5-2) (1.81 g, 0.0131 mol), 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (5.16 g, 0.0197 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate ( 0.653 g, 0.0033 mol) was added to 29.50 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2), (Formula 6-7), (Formula 6-17), and (Formula 6-18). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 1183.
<Synthesis Example 17>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (6.0 g, 0.0375 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.58 g, 0.0187 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (4.91 g, 0.0187 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.783 g, 0.0037 mol) was added to 34.20 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2,727.
<Synthesis Example 18>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (6.0 g, 0.0375 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (3.10 g, 0.0225 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (3.93 g, 0.015 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.746 g, 0.0037 mol) was added to 33.06 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2704.
<Synthesis Example 19>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (7.68 g) 0.0328 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.653 g, 0.0033 mol) was added to 31.11 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-19). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2369.
<Synthesis Example 20>
Phloroglucinol (compound of formula 4-7) (5.0 g, 0.0396 mol), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (9.75 g, .0. 0416 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.829 g, 0.0042 mol) was added to 36.36 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-20). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 1771.
<Synthesis Example 21>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (0.91 g, 0.0066 mol), 3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (6.14 g, 0.0262 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.653 g, 0.0033 mol) in propylene Dissolved in 50.81 g of glycol monomethyl ether. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-19). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3623.
<Synthesis Example 22>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.81 g, 0.0131 mol), 3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (4.60 g, 0.0197 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.653 g, 0.0033 mol) in propylene It was dissolved in 48.29 g of glycol monomethyl ether. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-19). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 1856.
<Synthesis Example 23>
Phloroglucinol (compound of formula 4-7) (5.0 g, 0.0396 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.15 g, 0.0083 mol), 3,5-di -Tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (7.80 g, 0.0333 mol), 0.829 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate was added to 34.49 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-11) and (Formula 6-20). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3408.
<Synthesis Example 24>
Phloroglucinol (compound of formula 4-7) (5.0 g, 0.0396 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.30 g, 0.0167 mol), 3,5-di -Tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-25) (5.85 g, 0.025 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.829 g, 0.0042 mol) in propylene glycol monomethyl ether Added to 32.62 g and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-11) and (Formula 6-20). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 1316.
<Synthesis Example 25>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (2.16 g, 0.0156 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (3.27 g, 0.0125 mol), 3,5-bis (trifluoromethyl) benzaldehyde (compound of formula 5-27) (0.75 g, 0.0031 mol), p-Toluenesulfonic acid monohydrate (0.62 g, 0.0031 mol) was added to 27.55 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2), (Formula 6-7), and (Formula 6-21). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2902.
<Synthesis Example 26>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (0.43 g, 0.0031 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (7.37 g, 0.0281 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.621 g, 0.0031 mol) was added to 31.32 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3486.
<Synthesis Example 27>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (0.86 g, 0.0062 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (6.55 g, 0.025 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.621 g, 0.031 mol) was added to 30.42 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3302.
<Synthesis Example 28>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (5.0 g, 0.0312 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (1.29 g, 0.0094 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (5.79 g, 0.0219 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.621 g, 0.0031 g) was added to 29.51 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3355.
<Synthesis Example 29>
1,5-dihydroxynaphthalene (compound of formula 4-1) (6.0 g, 0.0375 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (3.62 g, 0.0262 mol), 4- Decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (2.95 g, 0.0112 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.746 g, 0.0037 mol) was added to 31.92 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. did. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-2) and (Formula 6-7). The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a brown novolak polymer. As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2512.
<Synthesis Example 30>
1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (compound of formula 4-21) (product name: TEP-DF, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) (6.0 g, 0.0151 mol) , 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (7.90 g, 0.0301 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (1.2 g, 0.0060 mol) with 22.65 g of propylene glycol monomethyl ether And dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a black novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-22). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2358.
<Synthesis Example 31>
1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (compound of formula 4-21) (product name: TEP-DF, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) (3.5 g, 0.0088 mol) , 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (9.22 g, 0.0351 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (1.4 g, 0.0070 mol) with 22.65 g of propylene glycol monomethyl ether And dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a black novolak polymer. The unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-23). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3914.
<Synthesis Example 32>
4,4 ′, 4 ″ -trihydroxytriphenylmethane (compound of formula 4-25) (3.5 g, 0.0120 mol), 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (9.42 g, 0 0.0359 mol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (1.43 g, 0.0072 mol) was dissolved in 21.53 g of propylene glycol monomethyl ether, and the reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours, A novolak polymer solution was obtained and added to a methanol: water = 1: 9 solution to obtain a black novolak polymer, whose unit structure is represented by (formula 6-24). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 2177.
<Synthesis Example 33>
1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (compound of formula 4-21) (product name: TEP-DF, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) (4.0 g, 0.01 mol) , 4-decyloxybenzaldehyde (compound of formula 5-10) (9.48 g, 0.0361 mol), 3,4-dihydroxybenzaldehyde (compound of formula 5-2) (0.55 g, 0.0040 mol), p- Toluenesulfonic acid monohydrate (1.44 g, 0.0072 mol) was added to 23.21 g of propylene glycol monomethyl ether and dissolved. The reaction vessel was purged with nitrogen and reacted at 140 ° C. for 4 hours to obtain a novolak polymer solution. The obtained solution was added to a solution of methanol: water = 1: 9 to obtain a black novolak polymer. The main unit structure of the novolak polymer is represented by (Formula 6-23) and (Formula 6-25). As a result of GPC analysis, the obtained novolak polymer had a weight average molecular weight of 3701.

(実施例1)
上記合成例1で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例2)
上記合成例2で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例3)
上記合成例3で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例4)
上記合成例4で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例5)
上記合成例5で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例6)
上記合成例6で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例7)
上記合成例7で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例8)
上記合成例8で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例9)
上記合成例9で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例10)
上記合成例10で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例11)
上記合成例11で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例12)
上記合成例12で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例13)
上記合成例13で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例14)
上記合成例14で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例15)
上記合成例15で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例16)
上記合成例16で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例17)
上記合成例17で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例18)
上記合成例18で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例19)
上記合成例19で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例20)
上記合成例20で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例21)
上記合成例21で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例22)
上記合成例22で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例23)
上記合成例23で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例24)
上記合成例24で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例25)
上記合成例25で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例26)
上記合成例26で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例27)
上記合成例27で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例28)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例29)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジブチルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例30)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソブチルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例31)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル18.4g、4−メチル−2−ペンタノール0.97gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例32)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル17.4g、4−メチル−2−ペンタノール1.97gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例33)
上記合成例28で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル16.5g、4−メチル−2−ペンタノール2.91gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例34)
上記合成例30で得られたポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例35)
上記合成例31で得られたポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例36)
上記合成例32で得られたポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(実施例37)
上記合成例33で得られたポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(比較例1)
上記合成例29で得られたノボラックポリマー0.6gにジイソアミルエーテル19.4gを加え溶解した。その後孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、リソグラフィー用レジスト上層膜形成組成物とした。
(比較例2)
ポリヒドロキシスチレン樹脂(市販品。重量平均分子量は8,000)1gを4−メチル−2−ペンタノール99gに溶解させ、レジスト上層膜形成組成物溶液を得た。
Example 1
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 1 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 2)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 2 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 3)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 3 above, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
Example 4
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 4 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 5)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 5 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 6)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 6 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 7)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 7 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 8)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 8 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
Example 9
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 9 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 10)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 10 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 11)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 11 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 12)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 12 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 13)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 13 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 14)
10.6 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 14 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 15)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 15 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 16)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 16, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 17)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 17, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 18)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 18, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 19)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 19, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 20)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 20 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 21)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 21 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 22)
10.6 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 22 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 23)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 23 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 24)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 24 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 25)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 25 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 26)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 26, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 27)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 27, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 28)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 29)
10.6 g of dibutyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 30)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28, 19.4 g of diisobutyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 31)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28, 18.4 g of diisoamyl ether and 0.97 g of 4-methyl-2-pentanol were added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 32)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28, 17.4 g of diisoamyl ether and 1.97 g of 4-methyl-2-pentanol were added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 33)
To 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 28, 16.5 g of diisoamyl ether and 2.91 g of 4-methyl-2-pentanol were added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 34)
To 0.6 g of the polymer obtained in Synthesis Example 30, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 35)
To 0.6 g of the polymer obtained in Synthesis Example 31, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 36)
To 0.6 g of the polymer obtained in Synthesis Example 32, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Example 37)
To 0.6 g of the polymer obtained in Synthesis Example 33, 19.4 g of diisoamyl ether was added and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Comparative Example 1)
19.4 g of diisoamyl ether was added to 0.6 g of the novolak polymer obtained in Synthesis Example 29 and dissolved. Thereafter, the mixture was filtered using a polyethylene microfilter having a pore diameter of 0.05 μm to obtain a resist upper layer film forming composition for lithography.
(Comparative Example 2)
1 g of polyhydroxystyrene resin (commercial product, weight average molecular weight: 8,000) was dissolved in 99 g of 4-methyl-2-pentanol to obtain a resist upper layer film forming composition solution.

〔レジストのエーテル系溶媒への不溶性確認試験〕
EUVレジスト溶液(ヒドロキシスチレン(HS)含有レジスト)を、スピナーを用いて塗布した。ホットプレート上で、100℃で1分間加熱することによりレジスト膜を形成し、膜厚測定を行なった。
レジスト上層膜形成組成物用溶剤(ジブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジイソブチルエーテル)並びに実施例30、実施例31、実施例32及び実施例33のレジスト上層膜形成組成物をスピナーを用いてレジスト膜上に塗布し、ホットプレート上で、100℃で1分間加熱後、レジスト上(レジスト上層膜形成組成物用溶剤の場合)又はレジスト上層膜上(実施例30、実施例31、実施例32及び実施例33の場合)に市販のアルカリ性現像液(東京応化工業株式会社製、製品名:NMD−3)を液盛りして60秒放置し、3000rpmで回転させながら30秒間純水でリンスを行った。リンス後、100℃で60秒間ベークし、膜厚測定を行なった。
レジストの膜べりの程度を表1のように判定した。膜べりが殆ど無い場合は◎、実施上問題無い膜べり量は○と表す。
〔表1〕
表1 レジスト不溶性確認試験
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
ジブチルエーテル ◎
ジイソアミルエーテル ◎
ジイソブチルエーテル ◎
実施例30 ◎
実施例31 ◎
実施例32 ◎
実施例33 ○
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
〔ポリマーの上層膜溶媒への溶解性試験〕
本発明の実施例9、実施例17、実施例18及び比較例1のレジスト上層膜形成組成物をウエハ上にスピナーを用いて1500rpmで1分間塗布し、ホットプレート上で、100℃で1分間加熱後、レジスト上層膜の膜厚を測定した。レジスト上層膜の膜厚の程度を表2のように判定した。膜厚が30nm以上の場合は○、膜厚が30nm以下の場合は×と表す。膜厚が30nm以下の場合、レジスト上層膜として使用することは出来ない。
〔表2〕
表2 膜厚測定
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
膜厚(nm)
実施例9 ○
実施例17 ○
実施例18 ○
比較例1 ×
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
〔レジストとのインターミキシング試験(PTD(Positive tone Development)〕
EUVレジスト溶液(メタクリル系レジスト)を、スピナーを用いて塗布した。ホットプレート上で、100℃で1分間加熱することによりレジスト膜を形成し、膜厚測定を行なった(膜厚A:レジスト膜厚)。
本発明の実施例1乃至実施例37、比較例2で調製されたレジスト上層膜形成組成物溶液を、スピナーを用いてレジスト膜上に塗布し、ホットプレート上で、100℃で1分間加熱し、レジスト上層膜を形成し、膜厚測定を行なった(膜厚B:レジストとレジスト上層膜の膜厚の和)。
そのレジスト上層膜上に市販の現像液(東京応化社製、製品名:NMD−3)を液盛りして60秒放置し、3000rpmで回転させながら、30秒間純水でリンスを行った。リンス後、100℃で60秒間ベークし、膜厚測定を行なった(膜厚C)。
膜厚Aが膜厚Cに等しい場合レジストとインターミキシングがなく、且つPTDプロセス用レジスト上層膜として適用可能であることを示す。
〔表3〕
表3 膜厚測定
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
膜厚A(nm) 膜厚 B(nm) 膜厚C(nm)
実施例1 56 86 86
実施例2 56 86 56
実施例3 56 86 56
実施例4 56 86 56
実施例5 56 86 56
実施例6 56 86 56
実施例7 56 86 56
実施例8 56 86 56
実施例9 56 86 56
実施例10 56 86 86
実施例11 56 86 86
実施例12 56 86 56
実施例13 56 86 56
実施例14 56 86 56
実施例15 56 86 56
実施例16 56 86 56
実施例17 56 86 56
実施例18 56 86 56
実施例19 56 86 86
実施例20 56 86 86
実施例21 56 86 56
実施例22 56 86 56
実施例23 56 86 56
実施例24 56 86 56
実施例25 56 86 56
実施例26 56 86 86
実施例27 56 86 56
実施例28 56 86 56
実施例29 56 86 56
実施例30 56 86 56
実施例31 56 86 56
実施例32 56 86 56
実施例33 56 86 56
実施例34 56 86 56
実施例35 56 86 56
実施例36 56 86 56
実施例37 56 86 56
比較例2 56 86 56
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
〔NTD(Negative tone Development)プロセスへの適用試験〕
本発明の実施例1乃至実施例37、比較例2で調製されたレジスト上層膜形成組成物溶液を、スピナーを用いてウエハ上に塗布し、ホットプレート上で、100℃で1分間加熱し、レジスト上層膜を形成し、膜厚測定を行なった(膜厚A:レジスト上層膜の膜厚)。
そのレジスト上層膜上にNTDプロセスにて良く用いられる酢酸ブチル(溶媒現像液)を液盛りして60秒放置し、3000rpmで回転させた。その後、100℃で60秒間ベークし、膜厚測定を行なった(膜厚B)。
膜厚Bが0nmの場合、現像液によってレジスト上層膜は除去出来たと言える。これは本願組成物が、NTDプロセス用レジスト上層膜として適用可能であることを示す。
〔表4〕
表4 膜厚測定
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
膜厚A(nm) 膜厚 B(nm)
実施例1 30 0
実施例2 30 0
実施例3 30 0
実施例4 30 0
実施例5 30 0
実施例6 30 0
実施例7 30 0
実施例8 30 0
実施例9 30 0
実施例10 30 0
実施例11 30 0
実施例12 30 0
実施例13 30 0
実施例14 30 0
実施例15 30 0
実施例16 30 0
実施例17 30 0
実施例18 30 0
実施例19 30 0
実施例20 30 0
実施例21 30 0
実施例22 30 0
実施例23 30 0
実施例24 30 0
実施例25 30 0
実施例26 30 0
実施例27 30 0
実施例28 30 0
実施例29 30 0
実施例30 30 0
実施例31 30 0
実施例32 30 0
実施例33 30 0
実施例34 30 0
実施例35 30 0
実施例36 30 0
実施例37 30 0
比較例2 30 30
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[Test for confirming insolubility of resist in ether solvents]
An EUV resist solution (hydroxystyrene (HS) -containing resist) was applied using a spinner. A resist film was formed by heating at 100 ° C. for 1 minute on a hot plate, and the film thickness was measured.
Solvent for resist upper layer film forming composition (dibutyl ether, diisoamyl ether, diisobutyl ether) and resist upper layer film forming compositions of Example 30, Example 31, Example 32, and Example 33 on a resist film using a spinner And heated on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute, and then on the resist (in the case of the solvent for the resist upper layer film-forming composition) or on the resist upper layer film (Example 30, Example 31, Example 32 and Example) In the case of Example 33), a commercially available alkaline developer (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name: NMD-3) was added and left for 60 seconds, and rinsed with pure water for 30 seconds while rotating at 3000 rpm. . After rinsing, the film was baked at 100 ° C. for 60 seconds to measure the film thickness.
The degree of resist film rubbing was determined as shown in Table 1. When there is almost no film slippage, ◎, and when there is no problem in implementation, the amount of film slippage is indicated by ◯.
[Table 1]
Table 1 Resist Insolubility Confirmation Test ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Dibutyl ether ◎
Diisoamyl ether ◎
Diisobutyl ether ◎
Example 30
Example 31
Example 32
Example 33
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Solubility test of polymer in upper layer solvent]
The resist upper layer film-forming composition of Example 9, Example 17, Example 18 and Comparative Example 1 of the present invention was applied on a wafer at 1500 rpm for 1 minute using a spinner, and then on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute. After heating, the thickness of the resist upper layer film was measured. The degree of film thickness of the resist upper layer film was determined as shown in Table 2. When the film thickness is 30 nm or more, it is indicated as “◯”, and when the film thickness is 30 nm or less, it is indicated as “X”. When the film thickness is 30 nm or less, it cannot be used as a resist upper layer film.
[Table 2]
Table 2 Measurement of film thickness ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Film thickness (nm)
Example 9 ○
Example 17
Example 18
Comparative Example 1 ×
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Intermixing Test with Resist (PTD (Positive Tone Development))
An EUV resist solution (methacrylic resist) was applied using a spinner. A resist film was formed by heating at 100 ° C. for 1 minute on a hot plate, and the film thickness was measured (film thickness A: resist film thickness).
The resist upper layer film forming composition solution prepared in Examples 1 to 37 and Comparative Example 2 of the present invention was applied onto the resist film using a spinner and heated at 100 ° C. for 1 minute on a hot plate. Then, a resist upper layer film was formed, and the film thickness was measured (film thickness B: sum of film thickness of resist and resist upper layer film).
On the resist upper layer film, a commercially available developer (product name: NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was poured, left for 60 seconds, and rinsed with pure water for 30 seconds while rotating at 3000 rpm. After rinsing, the film was baked at 100 ° C. for 60 seconds to measure the film thickness (film thickness C).
When the film thickness A is equal to the film thickness C, it indicates that there is no intermixing with the resist and it can be applied as a resist upper layer film for the PTD process.
[Table 3]
Table 3 Measurement of film thickness ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Film thickness A (nm) Film thickness B (nm) Film thickness C (nm)
Example 1 56 86 86
Example 2 56 86 56
Example 3 56 86 56
Example 4 56 86 56
Example 5 56 86 56
Example 6 56 86 56
Example 7 56 86 56
Example 8 56 86 56
Example 9 56 86 56
Example 10 56 86 86
Example 11 56 86 86
Example 12 56 86 56
Example 13 56 86 56
Example 14 56 86 56
Example 15 56 86 56
Example 16 56 86 56
Example 17 56 86 56
Example 18 56 86 56
Example 19 56 86 86
Example 20 56 86 86
Example 21 56 86 56
Example 22 56 86 56
Example 23 56 86 56
Example 24 56 86 56
Example 25 56 86 56
Example 26 56 86 86
Example 27 56 86 56
Example 28 56 86 56
Example 29 56 86 56
Example 30 56 86 56
Example 31 56 86 56
Example 32 56 86 56
Example 33 56 86 56
Example 34 56 86 56
Example 35 56 86 56
Example 36 56 86 56
Example 37 56 86 56
Comparative Example 2 56 86 56
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Application test to NTD (Negative tone Development) process]
The resist upper layer film forming composition solution prepared in Examples 1 to 37 and Comparative Example 2 of the present invention was applied onto a wafer using a spinner, and heated on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute. A resist upper layer film was formed, and the film thickness was measured (film thickness A: film thickness of resist upper layer film).
On the resist upper layer film, butyl acetate (solvent developer) often used in the NTD process was added and allowed to stand for 60 seconds, and rotated at 3000 rpm. Thereafter, the film was baked at 100 ° C. for 60 seconds, and the film thickness was measured (film thickness B).
When the film thickness B is 0 nm, it can be said that the resist upper layer film was removed by the developer. This indicates that the composition of the present application is applicable as a resist upper layer film for NTD process.
[Table 4]
Table 4 Film thickness measurement ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Film thickness A (nm) Film thickness B (nm)
Example 1 30 0
Example 2 30 0
Example 3 30 0
Example 4 30 0
Example 5 30 0
Example 6 30 0
Example 7 30 0
Example 8 30 0
Example 9 30 0
Example 10 30 0
Example 11 30 0
Example 12 30 0
Example 13 30 0
Example 14 30 0
Example 15 30 0
Example 16 30 0
Example 17 30 0
Example 18 30 0
Example 19 30 0
Example 20 30 0
Example 21 30 0
Example 22 30 0
Example 23 30 0
Example 24 30 0
Example 25 30 0
Example 26 30 0
Example 27 30 0
Example 28 30 0
Example 29 30 0
Example 30 30 0
Example 31 30 0
Example 32 30 0
Example 33 30 0
Example 34 30 0
Example 35 30 0
Example 36 30 0
Example 37 30 0
Comparative Example 2 30 30
――――――――――――――――――――――――――――――――――――

〔光学パラメーター試験〕
本発明の実施例1乃至実施例37、比較例2で調製されたレジスト上層膜形成組成物溶液をそれぞれスピナーを用いて石英基板上に塗布した。ホットプレート上で、100℃で1分間加熱し、レジスト上層膜(膜厚30nm)を形成した。そして、これら38種類のレジスト上層膜を、分光光度計を用い、波長190nm乃至260nmでの吸収率を測定した。
13.5nmでの透過率は元素組成比と膜密度の関係からシミュレーションにより計算した。
DUV光の遮光性に関しては、220nm乃至260nmの波長域において、吸収率の最大値が40%以上を良好、40%未満を不良とした。また、EUV光(13.5nm)の透過性は80%以上の透過率を良好として、80%未満を不良とした。
各実施例のレジスト上層膜形成組成物から得られたレジスト上層膜は、比較例2のレジスト上層膜形成組成物から得られたレジスト上層膜よりも、DUV光の遮光性が優れた結果となった。
〔表4〕
表4 EUV透過性とDUV遮断性
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
膜厚(nm) EUV光の透過性 DUV光の遮光性
実施例1 30 良好 良好
実施例2 30 良好 良好
実施例3 30 良好 良好
実施例4 30 良好 良好
実施例5 30 良好 良好
実施例6 30 良好 良好
実施例7 30 良好 良好
実施例8 30 良好 良好
実施例9 30 良好 良好
実施例10 30 良好 良好
実施例11 30 良好 良好
実施例12 30 良好 良好
実施例13 30 良好 良好
実施例14 30 良好 良好
実施例15 30 良好 良好
実施例16 30 良好 良好
実施例17 30 良好 良好
実施例18 30 良好 良好
実施例19 30 良好 良好
実施例20 30 良好 良好
実施例21 30 良好 良好
実施例22 30 良好 良好
実施例23 30 良好 良好
実施例24 30 良好 良好
実施例25 30 良好 良好
実施例26 30 良好 良好
実施例27 30 良好 良好
実施例28 30 良好 良好
実施例29 30 良好 良好
実施例30 30 良好 良好
実施例31 30 良好 良好
実施例32 30 良好 良好
実施例33 30 良好 良好
実施例34 30 良好 良好
実施例35 30 良好 良好
実施例36 30 良好 良好
実施例37 30 良好 良好
比較例2 30 良好 不良
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
[Optical parameter test]
The resist upper layer film forming composition solutions prepared in Examples 1 to 37 and Comparative Example 2 of the present invention were each applied onto a quartz substrate using a spinner. On the hot plate, it heated at 100 degreeC for 1 minute, and formed the resist upper layer film | membrane (film thickness of 30 nm). And the absorptance in wavelength 190nm thru | or 260nm was measured for these 38 types of resist upper layer films | membranes using the spectrophotometer.
The transmittance at 13.5 nm was calculated by simulation from the relationship between the elemental composition ratio and the film density.
Regarding the light shielding property of DUV light, in the wavelength range of 220 nm to 260 nm, the maximum value of the absorptance was 40% or more as good and less than 40% as bad. In addition, regarding the transmittance of EUV light (13.5 nm), a transmittance of 80% or more was regarded as good, and less than 80% was regarded as defective.
The resist upper layer film obtained from the resist upper layer film forming composition of each example had a result of better DUV light shielding performance than the resist upper layer film obtained from the resist upper layer film forming composition of Comparative Example 2. It was.
[Table 4]
Table 4 EUV transmission and DUV blocking properties ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
Film thickness (nm) EUV light transmittance DUV light shielding properties Example 1 30 Good Good Example 2 30 Good Good Example 3 30 Good Good Example 4 30 Good Good Example 5 30 Good Good Example 6 30 Good Good Example 7 30 Good Good Example 8 30 Good Good Example 9 30 Good Good Example 10 30 Good Good Example 11 30 Good Good Example 12 30 Good Good Example 13 30 Good Good Example 14 30 Good Good Example Example 15 30 Good Good Example 16 30 Good Good Example 17 30 Good Good Example 18 30 Good Good Example 19 30 Good Good Example 20 30 Good Good Example 21 30 Good Good Example 22 30 Good Good Example 23 30 Good Good Example 24 30 Good Good Example 25 30 Good Good Example 26 30 Good Good Example 27 30 Good Good Example 28 30 Good Good Example 29 30 Good Good Example 30 30 Good Good Example 31 30 Good Good Example 32 30 Good Good Example 33 30 Good Good Example 34 30 Good Good Example 35 30 Good Good Example 36 30 Good Good Example 37 30 Good Good Comparative Example 2 30 Good Bad ――――――――――――――――――――――――――――――― ――――

レジストとインターミキシングすることなく、例えばEUV露光に際して好ましくない露光光、例えばUVやDUVを遮断してEUVのみを選択的に透過し、また露光後に現像液で現像可能なEUVリソグラフィープロセスに用いるEUVレジスト上層膜や、その他の露光波長におけるリソグラフィープロセスのためのレジスト上層膜を形成するための組成物である。   EUV resist used in an EUV lithography process that can selectively transmit only EUV by blocking exposure light, such as UV or DUV, which is not desirable for EUV exposure without intermixing with the resist, and can be developed with a developer after exposure. It is a composition for forming an upper layer film and a resist upper layer film for a lithography process at other exposure wavelengths.

Claims (16)

炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基を含むノボラックポリマーと、溶剤として置換されていてもよい炭素原子数8乃至16のエーテル化合物とを含み、該ノボラックポリマーは、全単位構造中に該アルキル基又は該アルコキシ基を含む単位構造を35モル%以上含んでいるものであるレジスト上層膜形成組成物。 A novolak polymer containing a saturated straight-chain or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a saturated straight-chain or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, and having 8 to 16 carbon atoms optionally substituted as a solvent A composition for forming a resist upper layer film comprising an ether compound, wherein the novolak polymer contains 35 mol% or more of a unit structure containing the alkyl group or the alkoxy group in the entire unit structure. 上記ノボラックポリマーが、下記(式1−1)乃至(式1−4):
Figure 0006119983

((式1−1)乃至(式1−4)中、Arは炭素原子数6乃至18個の芳香族環を含む有機基である。Arはメチレン基又は第3級炭素原子を介してArと結合している炭素原子数6乃至18個の芳香族環を含む有機基を表す。上記Ar及びArが含む上記芳香族環の水素原子は、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はそれらの組み合わせで置換されており、その置換基数は1乃至10の整数である。上記Ar又はAr中の上記芳香族環の水素原子は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの基の組み合わせにて置換されていてもよく、その置換基数は0乃至10の整数である)の何れかで表される単位構造を含む、請求項1に記載のレジスト上層膜形成組成物。
The novolak polymer is represented by the following (formula 1-1) to (formula 1-4):
Figure 0006119983

(In (Formula 1-1) to (Formula 1-4), Ar 1 is an organic group containing an aromatic ring having 6 to 18 carbon atoms. Ar 2 is via a methylene group or a tertiary carbon atom. Te represents an organic group containing a bond to having 6 to carbon atom 18 aromatic rings and Ar 1. the hydrogen atoms of the aromatic ring which the Ar 1 and Ar 2 include the carbon atoms 4 to 20 It is substituted with a saturated linear or branched alkyl group, a saturated linear or branched alkoxy group having 4 to 20 carbon atoms, or a combination thereof, and the number of substituents is an integer of 1 to 10. Ar 1 or Ar 2 The hydrogen atom of the above aromatic ring is a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a saturated straight chain or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom is carbon. 1 to 3 atoms An amino group which may be substituted with a linear alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a straight chain having 1 to 6 carbon atoms, in which a hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group Or a branched halogenated alkyl group or a combination of these groups, and the number of substituents is an integer of 0 to 10. Resist upper layer film forming composition.
上記Arが、下記(式2−a)乃至(式2−e)又はこれらの組み合わせで表され、上記Arがメチレン基又は下記(式3)で表される、請求項1又は請求項2に記載のレジスト上層膜形成組成物。
Figure 0006119983

Figure 0006119983

Figure 0006119983

((式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)中、R乃至R15は各々独立して炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数4乃至20の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基又はこれらの基の組み合わせを表す。T乃至T16は各々独立してヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、炭素原子数1乃至6の飽和直鎖若しくは分岐アルコキシ基、水素原子が炭素原子数1乃至3の直鎖アルキル基で置換されていてもよいアミノ基、水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数1乃至6の直鎖若しくは分岐ハロゲン化アルキル基あるいはこれらの組み合わせを表す。Q及びQは単結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、イミノ基、炭素原子数1乃至40のアリーレン基、水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基又はこれらの基の組み合わせを表す。上記アルキレン基は環を形成していてもよい。m1乃至m3、r4、r5、r8乃至r14、t4、t5又はt8乃至t14は各々独立して0乃至2の整数を表す。r3、r6、r7、t3、t6又はt7は各々独立して0乃至8の整数を表す。r15とt15は各々独立して0乃至9の整数を表す。r3乃至r15の合計は1乃至10の整数である)
The Ar 1 is represented by the following (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or a combination thereof, and the Ar 2 is represented by a methylene group or the following (Formula 3). 2. The resist upper layer film-forming composition according to 2.
Figure 0006119983

Figure 0006119983

Figure 0006119983

(In (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or (Formula 3), R 3 to R 15 are each independently a saturated linear or branched alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or 4 carbon atoms. Represents a saturated straight-chain or branched alkoxy group or a combination of these groups of 20 to 20. T 3 to T 16 are each independently a hydroxy group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a carbon A saturated linear or branched alkoxy group having 1 to 6 atoms, an amino group in which a hydrogen atom may be substituted with a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group .Q 1 and Q 2 represents a linear or branched alkyl group or a linear or branched halogenated alkyl group, or a combination thereof having 1 to 6 carbon atoms of 1 to 6 carbon atoms is a single bond, Elementary atom, sulfur atom, sulfonyl group, carbonyl group, imino group, arylene group having 1 to 40 carbon atoms, linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom Or the above alkylene group may form a ring, m1 to m3, r4, r5, r8 to r14, t4, t5 or t8 to t14 each independently represents 0 to 2; R3, r6, r7, t3, t6 or t7 each independently represents an integer of 0 to 8. r15 and t15 each independently represents an integer of 0 to 9. The sum of r3 to r15 is (It is an integer from 1 to 10)
上記ノボラックポリマーは、全単位構造中に、上記(式2−a)乃至(式2−e)のr3乃至r14の各々が0であるArと、上記(式3)のr15が1乃至9の整数であるArとで表される単位構造を35モル%以上含んでいるものである、請求項3に記載のレジスト上層膜形成組成物。 In the novolak polymer, Ar 1 in which each of r3 to r14 in (Formula 2-a) to (Formula 2-e) is 0 and r15 in (Formula 3) is 1 to 9 in the entire unit structure. The composition for forming a resist upper layer film according to claim 3, which contains 35 mol% or more of a unit structure represented by Ar 2 which is an integer of. 上記(式2−a)乃至(式2−e)又は(式3)のT乃至T16が1個以上のヒドロキシ基を含む、請求項3又は請求項4に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film-forming composition according to claim 3 or 4, wherein T 3 to T 16 of (Formula 2-a) to (Formula 2-e) or (Formula 3) include one or more hydroxy groups. object. 上記ノボラックポリマーのGPC法で測定したポリスチレン換算での重量平均分子量が800乃至50000である、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film-forming composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the novolak polymer has a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC method of 800 to 50000. 請求項1に記載のエーテル化合物が、ジブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジイソブチルエーテル又はそれらの組み合わせを含む、請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film-forming composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the ether compound according to claim 1 comprises dibutyl ether, diisoamyl ether, diisobutyl ether, or a combination thereof. 請求項1に記載の溶剤中のエーテル化合物の占める割合が87質量%以上100質量%である、請求項1乃至請求項7何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The composition for forming a resist upper layer film according to any one of claims 1 to 7, wherein a proportion of the ether compound in the solvent according to claim 1 is 87% by mass or more and 100% by mass. 更に塩基性化合物を含む、請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The composition for forming a resist upper layer film according to any one of claims 1 to 8, further comprising a basic compound. 更に酸化合物を含む請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The composition for forming a resist upper layer film according to any one of claims 1 to 9, further comprising an acid compound. 上記酸化合物がスルホン酸化合物又はスルホン酸エステル化合物である請求項10に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film-forming composition according to claim 10, wherein the acid compound is a sulfonic acid compound or a sulfonic acid ester compound. 上記酸化合物がオニウム塩系酸発生剤、ハロゲン含有化合物系酸発生剤又はスルホン酸系酸発生剤である請求項10に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film-forming composition according to claim 10, wherein the acid compound is an onium salt acid generator, a halogen-containing compound acid generator, or a sulfonic acid generator. 上記組成物とともに使用されるレジストがEUV(波長13.5nm)用レジストである、請求項1乃至請求項12何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物。 The resist upper layer film forming composition according to any one of claims 1 to 12, wherein the resist used together with the composition is a resist for EUV (wavelength: 13.5 nm). 請求項1乃至請求項13の何れか1項に記載のレジス上層膜形成組成物を半導体基板上に形成されたレジスト上に塗布し焼成してレジスト上層膜を形成する工程を含む、半導体装置の製造に用いられるレジストパターンの形成方法。 A resist upper layer film forming composition according to claim 1 is applied onto a resist formed on a semiconductor substrate and baked to form a resist upper layer film. A method for forming a resist pattern used in manufacturing. 基板上にレジスト膜を形成する工程、該レジスト膜上に請求項1乃至請求項13の何れか1項に記載のレジスト上層膜形成組成物を塗布し焼成してレジスト上層膜を形成する工程、該レジスト上層膜とレジスト膜で被覆された半導体基板を露光する工程、露光後に現像し該レジスト上層膜とレジスト膜を除去する工程、を含む半導体装置の製造方法。 A step of forming a resist film on the substrate, a step of applying and baking the resist upper layer film-forming composition according to any one of claims 1 to 13 on the resist film, and forming a resist upper layer film; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: exposing the resist upper layer film and a semiconductor substrate coated with the resist film; and developing the resist upper layer film and the resist film after exposure. 上記露光がEUV(波長13.5nm)により行われる請求項15に記載の半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the exposure is performed by EUV (wavelength: 13.5 nm).
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