WO2007114253A1 - Composition for under-resist film and under-resist film using same - Google Patents

Composition for under-resist film and under-resist film using same Download PDF

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WO2007114253A1
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acid
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resist underlayer
resist
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Yasushi Fujii
Hisanobu Harada
Koji Yonemura
Takeshi Tanaka
Isamu Takagi
Daisuke Kawana
Naoki Yamashita
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
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    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0752Silicon-containing compounds in non photosensitive layers or as additives, e.g. for dry lithography

Definitions

  • R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a monovalent organic group having at least one functional group selected from carbonyl, ester, rataton, amide, ether, and -tolyluca
  • R 8 represents Represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group, and s is 0 or 1.
  • the resist underlayer film composition according to the present invention contains (B) a quaternary ammonium compound.
  • B a quaternary ammonium compound.
  • ammonia compounds and amine compounds have been excluded as one of the causes of resist pattern deterioration with time and resist pattern tailing.
  • the resist underlayer film composition of the present invention may contain the following components (C), (D), and (E).
  • polyhydroxystyrene and its derivatives polyacrylic acid and its derivatives, polymethacrylic acid and its derivatives, hydroxystyrene, acrylic acid, metathallic acid and their derivatives are selected.
  • Copolymer, cycloolefin and its derivatives, maleimide, acrylic acid and its derivative power 3 or more kinds of selected copolymers, polynorbornene, and metathesis ring-opening polymer power Group power of 1 or more kinds of polymer polymers selected Can be mentioned.
  • Acid generator compound of the following formula ⁇ ⁇ ⁇ 1. 6 parts by mass
  • Acid quencher Triethanolamine... 0.3 part by mass

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Abstract

Disclosed is a composition for an under-resist film which enables to reduce bottom trailing of a resist pattern, while improving the shape of the resist pattern. Also disclosed is an under-resist film obtained by using such a composition. Specifically disclosed is a composition for an under-resist film containing a siloxane polymer, in which composition a certain amount of a quaternary ammonium compound is also contained.

Description

明 細 書  Specification
レジスト下層膜用組成物及びこれを用いたレジスト下層膜  Composition for resist underlayer film and resist underlayer film using the same
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は、基板にレジストパターンを形成する際に、反射防止膜として使用される レジスト下層膜に使用するレジスト下層膜用組成物、及びこれを用いたレジスト下層 膜に関する。  The present invention relates to a resist underlayer film composition used for a resist underlayer film that is used as an antireflection film when a resist pattern is formed on a substrate, and a resist underlayer film using the same.
背景技術  Background art
[0002] 半導体素子の製造において、基板へのパターン形成は、リソグラフィープロセスに より行なわれている。  In the manufacture of semiconductor elements, pattern formation on a substrate is performed by a lithography process.
近年では、回路基板における半導体素子の高集積ィ匕が進んでいるが、高集積ィ匕 が進むにつれ、露光工程中に発生する定常波が、ノターンの寸法変動を引き起こし ていることが問題となっている。この定常波を抑える方法として、レジスト組成物中に 吸光剤を添加する方法や、形成されたレジスト層の上層、或いは、レジスト層の下層 に反射防止膜を敷く方法等が提案されて!ヽる。  In recent years, high integration of semiconductor elements on circuit boards has progressed. However, as high integration progresses, standing waves generated during the exposure process cause fluctuations in the size of the noturn. Yes. As a method of suppressing this standing wave, a method of adding a light absorber to the resist composition, a method of laying an antireflection film on the upper layer of the formed resist layer, or a lower layer of the resist layer, and the like have been proposed.
[0003] また、より微細なパターンを形成するためには、反射防止膜とレジスト層を薄膜化す ることが求められている。し力しながら、レジスト層の薄膜ィ匕に伴い、正確なエッチング を行うことが困難となるために、基板の高精度な加工が困難となっている。そこで、加 ェ対象である基板等の被加工膜とレジスト層との間に、反射防止膜としての機能を備 えたレジスト下層膜 (ノヽードマスク)及び Z又は有機系ボトムレイヤーを形成して、基 板、酸化膜や層間絶縁膜等の被加工膜をドライエッチングするプロセスが行われて いる。 [0003] In order to form a finer pattern, it is required to reduce the thickness of the antireflection film and the resist layer. However, with the thin film of the resist layer, it becomes difficult to perform accurate etching, so that it is difficult to process the substrate with high accuracy. Therefore, a resist underlayer film (node mask) having a function as an antireflection film and a Z or organic bottom layer are formed between the film to be processed such as a substrate to be processed and the resist layer, and the base layer is formed. A process of dry etching a film to be processed such as a plate, an oxide film or an interlayer insulating film is performed.
[0004] このレジスト下層膜用組成物には、レジスト層とのエッチング選択比の問題力もケィ 素系の材料を用いることが提案されている(例えば特許文献 1、 2参照)。  [0004] For this resist underlayer film composition, it has been proposed to use a silicon-based material for the problem of the etching selectivity with respect to the resist layer (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献 1 :特開 2004— 310019号公報  Patent Document 1: JP 2004-310019 A
特許文献 2 :特開 2005— 18054号公報  Patent Document 2: JP-A-2005-18054
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 [0005] 特許文献 1、 2に開示されているレジスト下層膜材料では、該レジスト下層膜材料か ら形成されたレジスト下層膜上に形成されたレジストパターンにおいて、裾引きが発 生するという問題が生じている。このような裾引きが発生した場合には、レジスト下層 膜をエッチングする際に所望の形状にパターンを転写できな 、と 、う問題が生じる。 Problems to be solved by the invention [0005] In the resist underlayer film materials disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a problem that tailing occurs in a resist pattern formed on the resist underlayer film formed from the resist underlayer film material. Has occurred. When such tailing occurs, there arises a problem that the pattern cannot be transferred to a desired shape when the resist underlayer film is etched.
[0006] 以上の課題に鑑み、本発明はレジストパターンの裾引きを低減するとともに、該パタ ーンの形状を改善することが可能なレジスト下層膜用糸且成物、及びこれを用いたレジ スト下層膜を提供することを目的とする。  [0006] In view of the above problems, the present invention reduces resist pattern tailing and improves the shape of the pattern, and a resist underlayer film and composition using the same. An object is to provide a strike underlayer film.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0007] 本発明者らは、レジスト下層膜用組成物中に 4級アンモ-ゥム化合物を添加するこ とにより、レジストパターンの裾引きを低減するとともに、該パターンの形状を改善する ことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 [0007] By adding a quaternary ammonium compound to the resist underlayer film composition, the present inventors can reduce the tailing of the resist pattern and improve the shape of the pattern. The inventors have found that this is possible and have completed the present invention.
[0008] 本発明は、シロキサン系重合体と、 4級アンモ-ゥム化合物と、を含有するレジスト 下層膜用組成物を提供する。 [0008] The present invention provides a resist underlayer film composition containing a siloxane-based polymer and a quaternary ammonium compound.
また、このレジスト下層膜用組成物を塗布して、所定の温度でベータして得られたレ ジスト下層膜を提供する。  Further, a resist underlayer film obtained by applying this resist underlayer film composition and beta-treating at a predetermined temperature is provided.
発明の効果  The invention's effect
[0009] 本発明によれば、レジスト下層膜用組成物中に 4級アンモ-ゥム化合物を添加する ことにより、レジストパターンの裾引きを低減するとともに、該パターンの形状を改善す ることが可能となった。  [0009] According to the present invention, by adding a quaternary ammonium compound to the resist underlayer film composition, the bottoming of the resist pattern can be reduced and the shape of the pattern can be improved. It has become possible.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0010] [図 1]本発明に係るレジスト下層膜用組成物を用いてレジストパターンを形成するェ 程を示した図である。  FIG. 1 is a diagram showing a process of forming a resist pattern using the resist underlayer film composition according to the present invention.
符号の説明  Explanation of symbols
[0011] 20 基板  [0011] 20 substrates
22 レジスト下層膜  22 Resist underlayer
24 レジスト膜 発明を実施するための形態 24 resist film BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0012] 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係るレジスト下層膜 用組成物は、(A)シロキサン系重合体 (以下、(A)成分ともいう)と、(B) 4級アンモニ ゥム化合物 (以下、(B)成分ともいう)と、を含有する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The resist underlayer film composition according to the present invention comprises (A) a siloxane polymer (hereinafter also referred to as (A) component) and (B) a quaternary ammonium compound (hereinafter also referred to as (B) component). And containing.
[0013] [ (A)シロキサン系重合体] [0013] [(A) Siloxane polymer]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、(A)シロキサン系重合体を含有する。 本発明に係るレジスト下層膜用組成物において、(A)シロキサン系重合体は、一般 式 (a— 1)で示される構造単位を有することが好ま ヽ。  The resist underlayer film composition according to the present invention contains (A) a siloxane-based polymer. In the resist underlayer film composition according to the present invention, the (A) siloxane polymer preferably has a structural unit represented by the general formula (a-1).
[化 1]  [Chemical 1]
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
[式中、 R5は、光吸収基を示し、 R6は、水素原子、水酸基、炭素数 1から 6のアルキル 基、又はアルコキシ基を示し、 rは 0又は 1である。 ] [Wherein R 5 represents a light absorbing group, R 6 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group, and r is 0 or 1. ]
[0014] 上記光吸収基とは、波長 150から 300nmの範囲で吸収を有する基である。この光 吸収基としては、例えばベンゼン環、アントラセン環、ナフタレン環等の光吸収部を有 する基が挙げられる。上記光吸収部は、 1個以上の— 0—、— O (CO)—で中断され て!、てもよ 、炭素数 1から 20のアルキレン基を介して主骨格の Si原子に結合されて いてもよい。また、ベンゼン環、アントラセン環、ナフタレン環等の光吸収部は、炭素 数 1から 6のアルキル基、アルコキシ基、又はヒドロキシ基等の置換基で 1個以上置換 されていてもよい。これら光吸収基の中でも、ベンゼン環が好ましい。また、上記光吸 収基の他に、 Si— Si結合を持つ光吸収部を有する基を用いることもできる。さらに、こ れらの光吸収部は、シロキサン系重合体の主骨格に含まれていてよい。上記光吸収 基としては、フ -ル基、ナフチル基、メチルフヱ-ル基、ェチルフヱ-ル基、トリル基 、クロ口フエ-ル基、ブロモフエ-ル基、フルオロフェ-ル基等のァリール基;ベンジル 基、フエネチル基、ナフチルメチル基、ジフエ-ルメチル基、トリフエニルメチル基、 1 ーメチルー 1 フエ-ルェチル基等のァラルキル基が挙げられる。中でも、フエニル 基が好ましい。特にフエニル基にする場合には、光吸収を良好にすることができる。 さらに、上記 (A)シロキサン系重合体は、一般式 (a— 2)で表される構成単位の少 なくとも 1種を有することが好ま 、。 [0014] The light absorbing group is a group having absorption in a wavelength range of 150 to 300 nm. Examples of the light absorbing group include groups having a light absorbing portion such as a benzene ring, an anthracene ring, and a naphthalene ring. The light absorbing part is interrupted by one or more —0— and —O (CO) — !, but may be bonded to the Si atom of the main skeleton via an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. May be. In addition, one or more light absorbing portions such as a benzene ring, an anthracene ring, and a naphthalene ring may be substituted with a substituent such as an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxy group. Among these light absorbing groups, a benzene ring is preferable. In addition to the above light absorbing group, a group having a light absorbing portion having a Si—Si bond can also be used. Further, these light absorbing portions may be included in the main skeleton of the siloxane polymer. Examples of the light-absorbing group include a furyl group, a naphthyl group, a methyl furol group, an ethyl furol group, a tolyl group, a black fouling group, a bromophenol group, and a fluorophenyl group; benzyl And a aralkyl group such as a group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a diphenylmethyl group, a triphenylmethyl group, and a 1-methyl-1-phenylethyl group. Among them, phenyl Groups are preferred. In particular, when a phenyl group is used, light absorption can be improved. Further, the (A) siloxane-based polymer preferably has at least one of the structural units represented by the general formula (a-2).
[化 2] [Chemical 2]
R7 R 7
一 Si一 0(3_s)/2  1 Si 1 0 (3_s) / 2
[式中、 R7は、水素原子、アルキル基、又は、カルボニル、エステル、ラタトン、アミド、 エーテル、及び-トリルカ 選択される少なくとも 1つの官能基を有する 1価の有機基 を示し、 R8は、水素原子、水酸基、炭素数 1から 6のアルキル基、又はアルコキシ基を 示し、 sは 0又は 1である。 ] [Wherein R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a monovalent organic group having at least one functional group selected from carbonyl, ester, rataton, amide, ether, and -tolyluca, and R 8 represents Represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group, and s is 0 or 1. ]
これらのシロキサン系重合体は、 1種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用 いてもよい。  These siloxane polymers may be used alone or in a combination of two or more.
(A)シロキサン系共重合体としては、質量平均分子量が 4000以上であるものを用 いることが好ましぐ 8000以上のものを用いることがより好ましい。質量平均分子量が 4000以上の (A)成分を用いることにより、本発明のレジスト下層膜用組成物力も形 成されるレジスト下層膜の成膜性を向上させることができる。また、(A)成分の質量平 均分子量は、 50000以下が好ましぐ 30000以下がより好ましい。(A)成分の質量 平均分子量を 50000以下にすることにより、本発明のレジスト下層膜用組成物の塗 布性を向上させることができる。  (A) It is preferable to use a siloxane copolymer having a mass average molecular weight of 4000 or more, more preferably 8000 or more. By using the component (A) having a mass average molecular weight of 4000 or more, it is possible to improve the film formability of the resist underlayer film that also forms the composition for the resist underlayer film of the present invention. The mass average molecular weight of component (A) is preferably 50000 or less, more preferably 30000 or less. (A) Mass of component By making an average molecular weight into 50000 or less, the applicability | paintability of the composition for resist underlayer films of this invention can be improved.
また、上記 (A)成分として、質量平均分子量 4000未満のシロキサン系重合体を、 質量平均分子量 4000以上のシロキサン系重合体と混合したものも好ま 、。この質 量平均分子量 4000未満のシロキサン系重合体は、質量平均分子量が 300から 300 0であることがより好ましい。これにより、上記レジスト下層膜用組成物力も形成された レジスト下層膜上に形成されるレジストパターンの裾引きをより一層低減することがで きる。  Further, as the component (A), a mixture of a siloxane polymer having a mass average molecular weight of less than 4000 and a siloxane polymer having a mass average molecular weight of 4000 or more is also preferable. The siloxane polymer having a mass average molecular weight of less than 4000 preferably has a mass average molecular weight of 300 to 3,000. As a result, it is possible to further reduce the tailing of the resist pattern formed on the resist underlayer film on which the composition force for the resist underlayer film is also formed.
この質量平均分子量 4000未満のシロキサン系重合体は、(A)成分において、 10 力も 70質量%であることが好ましぐ 30から 60質量%であることがより好ましい。 This siloxane-based polymer having a mass average molecular weight of less than 4000 is The force is also preferably 70% by mass, more preferably 30 to 60% by mass.
[0016] < (A)シロキサン系共重合体の製造方法 > <0016> <(A) Method for producing siloxane copolymer>
(A)シロキサン系共重合体の製造方法としては、所定の構造単位を含有する各モ ノマーを加水分解して、共重合させることにより得られる。加水分解反応における水 の量は、モノマー 1モル当たり 0. 2モルから 10モルであることが好ましい。この際に金 属キレート化合物や有機酸、無機酸、有機塩基及び無機塩基等の公知の触媒を適 宜添カロしてもよ ヽ。  (A) A method for producing a siloxane-based copolymer can be obtained by hydrolyzing and copolymerizing each monomer containing a predetermined structural unit. The amount of water in the hydrolysis reaction is preferably 0.2 to 10 moles per mole of monomer. At this time, known catalysts such as metal chelate compounds, organic acids, inorganic acids, organic bases, and inorganic bases may be appropriately added.
[0017] 金属キレートイ匕合物としては、具体的にはテトラアルコキシチタン、トリアルコキシモ ノ(ァセチルァセトナート)チタン、テトラアルコキシジルコニウム、トリアルコキシモノ( ァセチルァセトナート)ジルコニウム等が挙げられる。また、有機酸としては酢酸、プロ ピオン酸、ォレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、ギ酸、マロ ン酸、フタル酸、フマル酸、クェン酸、酒石酸等が挙げられる。また、無機酸としては 、塩酸、硫酸、硝酸、スルホン酸、メチルスルホン酸、トシル酸、トリフルォロメタンスル ホン酸等が挙げられる。  [0017] Specific examples of the metal chelate compound include tetraalkoxy titanium, trialkoxy mono (acetylacetate) titanium, tetraalkoxy zirconium, trialkoxy mono (acetylacetate) zirconium, and the like. It is done. Examples of organic acids include acetic acid, propionic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citrate, and tartaric acid. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, sulfonic acid, methylsulfonic acid, tosylic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and the like.
[0018] また、有機塩基としては、ピリジン、ピロール、ピぺラジン、ピロリジン、ピぺリジン、ピ コリン、トリメチルァミン、トリエチルァミン、モノエタノールァミン、ジエタノールァミン、 ジメチルモノエタノールァミン、モノメチルジェタノールァミン、トリエタノールァミン、ジ ァザビシクロオクタン、ジァザビシクロノナン、ジァザビシクロウンデセン、テトラメチル アンモ-ゥムハイド口オキサイド等が挙げられる。また、無機塩基としては、アンモニア 、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウム、水酸化バリウム、水酸ィ匕カルシウム等が挙げら れる。  [0018] Examples of the organic base include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, Examples thereof include monomethyl jetanolamine, triethanolamine, diazabicyclooctane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, and tetramethylammonium hydroxide. Examples of the inorganic base include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, and the like.
[0019] これらのうち、重合時に架橋基として含有されているエポキシ基やォキセタ-ル基を 開環させないように、また、アルカリや金属の不純物が混入しないように、アンモニア 、有機アミン類等の塩基性触媒を用いることが好ましい。中でも、テトラアルキルアン モ-ゥムヒドロキシドを用いることが好ましい。また、エポキシ基ゃォキセタ-ル基を開 環させないように、系を PH7以上の雰囲気にすることが好ましい。これらの触媒は、 1 種或いは 2種以上を併用することができる。 [0019] Of these, ammonia, organic amines, etc. are used so as not to open the epoxy group or oxetal group contained as a crosslinking group during polymerization, and to prevent contamination by alkali or metal impurities. It is preferable to use a basic catalyst. Among them, it is preferable to use a tetraalkyl ammonium hydroxide. The epoxy group Ya Okiseta - so as not Le group with ring opening, it is preferable to set the system to the P H7 above atmosphere. These catalysts can be used alone or in combination of two or more.
[0020] 反応操作としては、まず、各モノマーを有機溶媒に溶解させ、水を添加して加水分 解反応を開始させる。触媒は水に添加していても、有機溶媒中に添加しておいても 良い。 [0020] As a reaction operation, first, each monomer is dissolved in an organic solvent, and water is added to perform hydrolysis. Start the reaction. The catalyst may be added to water or in an organic solvent.
[0021] 反応時に用いる有機溶媒としては、水に難溶あるいは不溶のものが好ましい。具体 的には、テトラヒドロフラン、トルエン、へキサン、酢酸ェチル、シクロへキサノン、メチ ルー 2—n—アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー ルモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコーノレ モノェチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコーノレ ジメチルエーテル及びこれらの混合物などが好ましい。  [0021] The organic solvent used in the reaction is preferably an insoluble or insoluble solvent in water. Specifically, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl 2-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether , Propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and mixtures thereof are preferred.
[0022] 次いで、触媒の中和反応を行い、有機溶媒層を分別して脱水する。水分の残存は 、残存したシラノールの縮合反応を進行させてしまうためである。硫酸マグネシウムな どの塩やモレキュラーシーブによる吸着法や、溶媒を除去しながらの共沸脱水法等 公知の脱水法を用いてょ 、。  [0022] Next, the catalyst is neutralized, and the organic solvent layer is separated and dehydrated. This is because the remaining water causes the condensation reaction of the remaining silanol to proceed. Use a known dehydration method such as adsorption using a salt such as magnesium sulfate or molecular sieve, or azeotropic dehydration while removing the solvent.
[0023] 次いで、上記の水に難溶又は不溶の有機溶媒を添加し、有機溶媒層を分別、水洗 して加水分解縮合に使用した触媒を除去する。このとき、必要に応じて中和してもよ い。続いて、分液した有機溶媒層を脱水して (A)シロキサン系共重合体を得る。  [0023] Next, an organic solvent hardly soluble or insoluble in the above water is added, and the organic solvent layer is separated and washed with water to remove the catalyst used for hydrolysis condensation. At this time, it may be neutralized if necessary. Subsequently, the separated organic solvent layer is dehydrated to obtain (A) a siloxane copolymer.
[0024] [ (B) 4級アンモニゥム化合物]  [0024] [(B) Quaternary ammonium compound]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、(B) 4級アンモ-ゥム化合物を含有する 。従来、アンモニア化合物やアミンィ匕合物は、レジストパターンの経時劣化や、レジス トパターンの裾引き形状を引き起こす原因の一つであるとして排除されてきた。  The resist underlayer film composition according to the present invention contains (B) a quaternary ammonium compound. Conventionally, ammonia compounds and amine compounds have been excluded as one of the causes of resist pattern deterioration with time and resist pattern tailing.
しかし、本発明によれば、所定量の 4級アンモ-ゥム化合物を添加することによって 、レジスト下層膜上に形成されたレジストパターンの裾引きを低減するとともに、バタ ーン形状を改善することが可能となる。  However, according to the present invention, by adding a predetermined amount of the quaternary ammonium compound, the tailing of the resist pattern formed on the resist underlayer film is reduced, and the pattern shape is improved. Is possible.
[0025] (B) 4級アンモニゥム化合物としては、具体的には、下記の一般式 (b— 1)で示され る 4級アンモ-ゥム化合物であることが好ま 、。  [0025] (B) Specifically, the quaternary ammonium compound is preferably a quaternary ammonium compound represented by the following general formula (b-1).
[化 3]  [Chemical 3]
Figure imgf000008_0001
[式中、 R1から R4はそれぞれ独立して炭化水素基であり、 ΧΊまカウンターァ-オンで ある。 ]
Figure imgf000008_0001
[In the formula, R 1 to R 4 are each independently a hydrocarbon group and are counter-on. ]
[0026] R1から R4の「炭化水素基」としては、直鎖状、分岐状、あるいは環状の飽和又は不 飽和の炭化水素基が挙げられる。なお、これらは置換基を有していてもよい。 [0026] Examples of the "hydrocarbon group" of R 1 to R 4 include linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon groups. These may have a substituent.
直鎖、分岐状の炭化水素基としては、例えば、メチル基、メチレン基、ェチル基、ェ チレン基、プロピル基、プロピレン基、イソプロピル基、 n—ブチル基、イソブチル基、 イソプロピレン基、第二ブチル基、第三ブチル基、アミル基、イソアミル基、第三アミル 基、へキシル基、ヘプチル基、ォクチル基、イソォクチル基、 2—ェチルへキシル基、 第三ォクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基等が挙げられる。  Examples of linear and branched hydrocarbon groups include methyl, methylene, ethyl, ethylene, propyl, propylene, isopropyl, n-butyl, isobutyl, isopropylene, second Butyl group, tertiary butyl group, amyl group, isoamyl group, tertiary amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, tertiary octyl group, nonyl group, isononyl group, A decyl group, an isodecyl group, etc. are mentioned.
[0027] 環状の炭化水素基としては、環状アルキル基又はァリール基が挙げられる。  [0027] Examples of the cyclic hydrocarbon group include a cyclic alkyl group and an aryl group.
環状アルキル基としては、シクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テ トラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから 1個以上の水素原子を除いた基が挙げ られる。具体的には、シクロペンタン、シクロへキサン等のモノシクロアルカンや、ァダ マンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリ シクロアルカンから 1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。  Examples of the cyclic alkyl group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as cycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Can be mentioned.
ァリール基としては、フエ-ル基、ナフチル基、メチルフエ-ル基、ェチルフエ-ル 基、トリル基、クロロフヱ-ル基、ブロモフエ-ル基、フルオロフヱ-ル基等が挙げられ る。  Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a tolyl group, a chlorophenol group, a bromophenyl group, a fluorophenyl group, and the like.
[0028] また、上記置換基としては、例えば、 OH基、炭素数 1から 3のアルコキシ基等が挙 げられる。  [0028] Examples of the substituent include an OH group and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
[0029] 中でも、 R1から R4の総炭素数が、 10以上であるものが好ましい。上記のように総炭 素数を 10以上とすることにより、レジスト下層膜上に形成されたレジストパターンの裾 引きを低減するとともに、パターン形状を改善することができる。 [0029] Among them, those in which the total carbon number of R 1 to R 4 is 10 or more are preferable. By setting the total number of carbon atoms to 10 or more as described above, the tailing of the resist pattern formed on the resist underlayer film can be reduced and the pattern shape can be improved.
また、 R1から R4の少なくとも 1つが炭素数 8以上の炭化水素基であることが好ましい 。これにより、レジスト下層膜上に形成されたレジストパターンの裾引きをより一層低 減することができる。 In addition, it is preferable that at least one of R 1 to R 4 is a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms. Thereby, the tailing of the resist pattern formed on the resist underlayer film can be further reduced.
また、上記 R1から R4の総炭素数は、 25以下であるものが好ましい。これにより、裾 引きをより一層低減することができる。 [0030] カウンターァ-オンの X—としては、 OH―、 Cl_、 Br", F―、アルキルカルボン酸ァ- オン、ァリールカルボン酸ァ-オン、ァラルキルカルボン酸ァ-オン等であることが好 ましい。 The total carbon number of R 1 to R 4 is preferably 25 or less. As a result, tailing can be further reduced. [0030] X- of the counter-on is OH-, Cl_, Br ", F-, alkyl carboxylic acid cation, aryl carboxylic acid cation, aralkyl carboxylic acid cation, etc. It is preferable.
[0031] また、(B)第 4級アンモ-ゥム化合物の添加量は、(A)成分 100質量部に対して、 0 [0031] The amount of (B) quaternary ammonia compound added is 0 with respect to 100 parts by mass of component (A).
. 01質量部から 10質量部であり、 0. 1質量部から 5質量部であることがより好ましぐIt is more preferred that it is from 01 to 10 parts by weight, and from 0.1 to 5 parts by weight.
0. 1質量部から 3質量部であることが最も好ま U、。 0. Most preferred to be from 1 to 3 parts by weight U.
添加量が 0. 01質量部以上にすることにより、(A)成分の架橋密度を大きくすること ができる。また、添加量が 10質量部以下にすることにより、レジスト下層膜用組成物 の経時安定性を向上させることができる。  By making the amount added 0.01 parts by mass or more, the crosslinking density of the component (A) can be increased. Further, when the addition amount is 10 parts by mass or less, the temporal stability of the resist underlayer film composition can be improved.
[0032] また、本発明のレジスト下層膜用組成物は、下記 (C)、(D)、(E)成分を含有してい てもよい。 [0032] The resist underlayer film composition of the present invention may contain the following components (C), (D), and (E).
[0033] [ (C)有機酸] [0033] [(C) Organic acid]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、 (C)有機酸を含有することが好ま ヽ。 この(C)有機酸を添加したことによって、(B)成分の添カ卩によるレジスト下層膜用組成 物の経時劣化を防止することができる。  The resist underlayer film composition according to the present invention preferably contains (C) an organic acid. By adding this (C) organic acid, it is possible to prevent deterioration of the resist underlayer film composition with time due to the addition of the component (B).
[0034] (C)有機酸としては、有機カルボン酸、有機ホスホン酸、有機スルホン酸等が挙げ られる。前記有機カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリル酸、 パルミチン酸、ステアリン酸などの脂肪族モノカルボン酸類;ォレイン酸、リノール酸 等の不飽和脂肪族モノカルボン酸類;シユウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マ レイン酸などの脂肪族ジカルボン酸類;乳酸、ダルコン酸、リンゴ酸、酒石酸、クェン 酸等のォキシカルボン酸類;安息香酸、マンデル酸、サリチル酸、フタル酸等の芳香 族カルボン酸類が挙げられる。 [0034] Examples of the organic acid (C) include organic carboxylic acids, organic phosphonic acids, and organic sulfonic acids. Examples of the organic carboxylic acid include aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lauric acid, palmitic acid and stearic acid; unsaturated aliphatic monocarboxylic acids such as oleic acid and linoleic acid; oxalic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, adipic acid and maleic acid; oxycarboxylic acids such as lactic acid, darconic acid, malic acid, tartaric acid and succinic acid; aromatics such as benzoic acid, mandelic acid, salicylic acid and phthalic acid Carboxylic acids are mentioned.
これらの有機酸としては、マロン酸が特に好ましい。  As these organic acids, malonic acid is particularly preferable.
[0035] また、(C)有機酸の添加量は、(A)成分 100質量部に対して、 0. 01質量部から 10 質量部であり、 0. 1質量部から 5質量部であることがより好ましぐ 0. 1質量部から 3質 量部であることが最も好ま 、。 [0035] The amount of (C) the organic acid added is 0.01 to 10 parts by mass and 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). More preferred is 0.1 to 3 parts by weight, most preferred.
添加量を 0. 01質量部以上にすることにより、レジスト下層膜用組成物の経時安定 性をより向上させることができる。また、添加量を 10質量部以下にすることにより(B) 成分に対する阻害を抑制することができる。 By making the addition amount 0.01 parts by mass or more, the temporal stability of the resist underlayer film composition can be further improved. By adding less than 10 parts by mass (B) Inhibition of components can be suppressed.
[0036] また、この(C)成分と(B)成分との質量比は、 10: 100力ら 75: 100の範囲であるこ と力 子ましく、 20 : 100から 60 : 100の範囲であることがより好ましい。  [0036] The mass ratio of component (C) to component (B) is preferably in the range of 10: 100 force to 75: 100, and in the range of 20: 100 to 60: 100. It is more preferable.
この質量比の範囲にすることにより、レジスト下層膜上に形成されたレジストパター ンの裾引きを低減し、ノターン形状を改善するとともに、レジスト下層膜用組成物の 経時安定性をより一層向上させることができる。  By setting the mass ratio within this range, the tailing of the resist pattern formed on the resist underlayer film is reduced, the pattern of the pattern is improved, and the temporal stability of the resist underlayer film composition is further improved. be able to.
[0037] [ (D)溶剤]  [0037] [(D) Solvent]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、(D)溶剤 (以下、(D)成分ともいう)も含 有する。具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブ チルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ ロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、へキサントリオール等のアル コーノレ類や、エチレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、エチレングリコーノレモノェチノレ エーテノレ、エチレングリコーノレモノプロピノレエーテノレ、エチレングリコーノレモノブチノレ エーテノレ、ジエチレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、ジエチレングリコーノレモノェチ ノレエーテノレ、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコーノレモノ ブチノレエーテノレ、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 ェチノレエーテノレ、プロピレングリコーノレモノプロピノレエーテノレ、プロピレングリコーノレ モノブチルエーテル等のアルコールのモノエーテル類、酢酸メチル、酢酸ェチル、酢 酸ブチル、乳酸ェチル等のエステル類、アセトン、メチルェチルケトン、シクロアルキ ルケトン、メチルイソアミルケトン等のケトン類、エチレングリコールジメチルエーテル、 エチレングリコーノレジェチノレエーテノレ、エチレングリコーノレジブ口ピノレエーテノレ、ェチ レングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル(PGDM) 、プロピレングリコールジェチノレエ一テル、プロピレングリコールジブチノレエ一テル、 ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルェチルエーテル 、ジエチレングリコールジェチルエーテル等のアルコールの水酸基を全てアルキル エーテルィ匕させたアルコールエーテル類等が挙げられる。  The composition for resist underlayer film according to the present invention also contains (D) a solvent (hereinafter also referred to as component (D)). Specifically, monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol, alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, and ethylene glycol Norenomonochinenoetenore, Ethyleneglycolenomonoetinoreetenore, Ethyleneglycololemonopropinoreetenore, Ethyleneglycololemonobutinoreetenore, Diethyleneglycolenomonomonomethinoreethenore, Diethyleneglycolenomonoetinorenoetole, Diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol nomonomono butinole etherenole, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monoethyl alcoholate such as monoethylenoate, propylene glycolenomonopropinoreateenole, propylene glycolenole monobutyl ether, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl lactate, acetone, methyl ether Ketones such as tilketone, cycloalkylketone, and methylisoamylketone, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol oleo chinenoateol, ethylene glyconoresive pinole ethenole, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether (PGDM), propylene glycol Jetinore ter, propylene glycol dibutinore ter, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ether, die Alcohols and ethers in which all the alcoholic hydroxyl groups such as glycol Jefferies chill ether was alkyl Eterui spoon and the like.
[0038] これらの有機溶媒は、単独で用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよ い。この溶剤は、溶剤以外の成分が、 0. 5質量%から 10質量%となるように調整する ことが好ましぐ 1質量%から 6質量%となるように調整することがより好ましい。この範 囲内にすることにより、レジスト下層膜用組成物の塗布性を向上させることができる。 [0038] These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Adjust this solvent so that the components other than the solvent are 0.5 mass% to 10 mass%. It is more preferable to adjust the amount to 1 to 6% by mass. By making it within this range, the coating property of the resist underlayer film composition can be improved.
[0039] [ (E)架橋剤]  [0039] [(E) Crosslinking agent]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、(E)架橋剤 (以下、(E)成分ともいう)も 含有する。(E)架橋剤を添加することにより、レジスト下層膜の成膜性を向上させるこ とができる。架橋剤としては、一般的に用いられているものを用いてよい。  The resist underlayer film composition according to the present invention also contains (E) a crosslinking agent (hereinafter also referred to as component (E)). (E) The addition of a crosslinking agent can improve the film formability of the resist underlayer film. As the crosslinking agent, those generally used may be used.
[0040] 具体的には、ビスフエノール A型エポキシ榭脂、ビスフエノール F型エポキシ榭脂、 ビスフエノール S型エポキシ榭脂、フエノールノボラック型エポキシ榭脂、クレゾールノ ポラック型エポキシ榭脂等のエポキシ化合物等が挙げられる。また、ジビニルベンゼ ン、ジビニルスルホン、トリアクリルホルマール、グリオキザールゃ多価アルコールの アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル等も用いられる。  [0040] Specifically, epoxy compounds such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol nopolac type epoxy resin, etc. Etc. Further, divinyl benzene, divinyl sulfone, triacryl formal, glyoxal or polyhydric alcohol acrylate or methacrylate is also used.
[0041] また、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、グリコールゥリルのァミノ基の少なくとも 2つ 力 Sメチロール基又は低級アルコキシメチル基で置換された化合物等の 2個以上の反 応性基をもつ化合物等が挙げられる。  [0041] Further, compounds having two or more reactive groups such as a compound substituted with at least two forces of S-aminol group or lower alkoxymethyl group of melamine, urea, benzoguanamine, glycoluril, etc. It is done.
[0042] メラミンのァミノ基の少なくとも 2つがメチロール基又は低級アルコキシメチル基で置 換された化合物としては、へキサメチロールメラミン、へキサメトキシメチルメラミン、へ キサメチロールメラミンの 1個から 6個がメトキシメチルイ匕したィ匕合物及びその混合物、 へキサメトキシェチルメラミン、へキサァシロキシメチルメラミン、へキサメチロールメラ ミンのメチロール基の 1個から 5個がァシロキシメチル化した化合物又はその混合物 等が挙げられる。  [0042] Examples of the compound in which at least two of the melamine amino groups are substituted with a methylol group or a lower alkoxymethyl group include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, and 1 to 6 hexamethylol melamines. Methylated compounds and mixtures thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexacyloxymethyl melamine, compounds in which 1 to 5 methylol groups of hexamethylol melamine are acyloxymethylated or mixtures thereof Etc.
[0043] 尿素のァミノ基の少なくとも 2つ力メチロール基又は低級アルコキシメチル基で置換 された化合物としては、テトラメチロールゥレア、テトラメトキシメチルゥレア、テトラメト キシェチルゥレア、テトラメチロールゥレアの 1個力も 4個のメチロール基力 Sメトキシメチ ル基ィ匕した化合物又はその混合物等が挙げられる。  [0043] Examples of the compound substituted with at least two strong methylol groups or lower alkoxymethyl groups of urea amino groups include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, tetramethoxy shetilurea and tetramethylol urea. Examples thereof include a compound having a methylol base S methoxymethyl group or a mixture thereof.
[0044] ベンゾグアナミンのァミノ基の少なくとも 2つがメチロール基又は低級アルコキシメチ ル基で置換された化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルダ アナミン、テトラメチロールグアナミンの 1個力 4個のメチロール基カ トキシメチルイ匕 した化合物及びその混合物、テトラメトキシェチルダアナミン、テトラァシロキシグアナ ミン、テトラメチロールグアナミンの 1個力 4個のメチロール基がァシロキシメチル化 した化合物及びその混合物等が挙げられる。 [0044] Examples of compounds in which at least two of the amino groups of benzoguanamine are substituted with a methylol group or a lower alkoxymethyl group include tetramethylolguanamine, tetramethoxymethyldiaminamine, and tetramethylolguanamine. Toximethylated compounds and mixtures thereof, tetramethoxyethyldaanamine, tetracyloxyguana Examples thereof include compounds in which four methylol groups are acyloxymethylated, and mixtures thereof, such as amine and tetramethylolguanamine.
[0045] グリコールゥリルのァミノ基の少なくとも 2つがメチロール基又は低級アルコキシメチ ル基で置換された化合物としては、テトラメチロールグリコールゥリル、テトラメトキシグ リコールゥリル、テトラメトキシメチルダリコールゥリル、テトラメチロールグリコールゥリ ルのメチロール基の 1個力 4個がメトキシメチルイ匕した化合物、又はその混合物、テ トラメチロールグリコールゥリルのメチロール基の 1個から 4個がァシロキシメチル化し た化合物又はその混合物が挙げられる。  [0045] Examples of the compound in which at least two of the amino groups of glycoluryl are substituted with a methylol group or a lower alkoxymethyl group include tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethyldarlicururyl, tetramethylol. A compound in which four of the methylol groups of glycoluril have four methoxymethyl groups, or a mixture thereof, a compound in which one to four of the methylol groups of tetramethylol glycoluril are acyloxymethylated, or a mixture thereof Is mentioned.
[0046] これらの架橋剤は、単独で用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよい。  [0046] These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
この架橋剤の添加量は、(A)成分 100質量部に対して、 0. 1質量部から 50質量部 であり、 0. 5質量部力も 40質量部であることがより好ましい。  The amount of the crosslinking agent added is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A), and the 0.5 mass part force is more preferably 40 parts by mass.
[0047] [ (F)酸発生剤]  [0047] [(F) Acid generator]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は、(F)酸発生剤(以下、(F)成分ともいう) を含有していてもよい。(F)酸発生剤を添加することにより、架橋効率をより向上させ ることができる。このような酸発生剤としては、光や熱により酸を発生させるものが挙げ られる。  The resist underlayer film composition according to the present invention may contain (F) an acid generator (hereinafter also referred to as (F) component). (F) By adding an acid generator, the crosslinking efficiency can be further improved. Examples of such an acid generator include those that generate an acid by light or heat.
[0048] 感光性酸発生剤としては、ォ -ゥム塩、ジァゾメタン誘導体、ダリオキシム誘導体、 ビススルホン誘導体、 βーケトスルホン誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロべンジルス ルホネート誘導体、スルホン酸エステル誘導体、 Ν—ヒドロキシイミド化合物のスルホ ン酸エステル誘導体など、公知の酸発生剤を用いることができる。  [0048] Photosensitive acid generators include onium salts, diazomethane derivatives, darioxime derivatives, bissulfone derivatives, β-ketosulfone derivatives, disulfone derivatives, nitrobenzyl sulfonate derivatives, sulfonate ester derivatives, and ヒ ド ロ キ シ -hydroxyimide compounds. Known acid generators such as sulfonate ester derivatives can be used.
[0049] ォ -ゥム塩としては、トリフロォロメタンスルホン酸テトラメチルアンモ-ゥム、ノナフル ォロブタンスルホン酸テトラメチルアンモ-ゥム、ノナフルォロブタンスルホン酸テトラ η ーブチルアンモ-ゥム、ノナフルォロブタンスルホン酸テトラフエ-ルアンモ-ゥム、 ρ -トルエンスルホン酸テトラメチルアンモ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸ジフエ- ルョードニゥム、トリフルォロメタンスルホン酸(p— tert—ブトキシフエ-ル)フエ-ルョ 一ドニゥム、 p—トルエンスルホン酸ジフエ-ルョードニゥム、 p—トルエンスルホン酸( p— tert—ブトキシフエ-ル)フエ-ルョードニゥム、トリフルォロメタンスルホン酸トリフ ェ-ルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸(p— tert—ブトキシフエ-ル)ジフ ェ-ルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸ビス(p— tert ブトキシフエ-ル) フエ-ルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸トリス(p— tert ブトキシフエ-ル )スノレホニゥム、 p トノレエンスノレホン酸トリフエ-ノレスノレホニゥム、 p トノレエンスノレホ ン酸(p—tert—ブトキシフエ-ル)ジフエ-ルスルホ-ゥム、 p トルエンスルホン酸ビ ス(p—tert—ブトキシフエ-ル)フエ-ルスルホ-ゥム、 p トルエンスルホン酸トリス( p—tert ブトキシフエ-ル)スルホ-ゥム、ノナフルォロブタンスルホン酸トリフエ-ル スルホ-ゥム、ブタンスルホン酸トリフエ-ルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン 酸トリメチルスルホ-ゥム、 ρ—トルエンスルホン酸トリメチルスルホ-ゥム、トリフルォロ メタンスルホン酸シクロへキシルメチル(2—ォキソシクロへキシル)スルホ-ゥム、 p— トルエンスルホン酸シクロへキシルメチル(2—ォキソシクロへキシル)スルホ-ゥム、ト リフルォロメタンスルホン酸ジメチルフヱ-ルスルホ-ゥム、 p トルエンスルホン酸ジ メチルフエ-ルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸ジシクロへキシルフェ-ル スルホ-ゥム、 p トルエンスルホン酸ジシクロへキシルフエ-ルスルホ-ゥム、トリフ ルォロメタンスルホン酸トリナフチルスルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン酸シクロ へキシルメチル(2—ォキソシクロへキシル)スルホ-ゥム、トリフルォロメタンスルホン 酸(2—ノルボ -ル)メチル(2—ォキソシクロへキシル)スルホ-ゥム、エチレンビス [メ チル(2—ォキソシクロペンチル)スルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホナート]、 1, 2, ナフチルカルボ-ルメチルテトラヒドロチオフヱ-ゥムトリフレート等が挙げられる。 ジァゾメタン誘導体としては、ビス(ベンゼンスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(p -トル エンスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(キシレンスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(シクロへ キシルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス ( n—ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(イソブチルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス( sec ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス (n -プロピルスルホ -ル)ジァゾメタン、 ビス(イソプロピルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(tert ブチルスルホ -ル)ジァゾメ タン、ビス(n—アミルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(イソアミルスルホ -ル)ジァゾメタ ン、ビス (sec -アミルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(tert -アミルスルホ -ル)ジァゾ メタン、 1—シクロへキシルスルホ-ルー 1— (tert—ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン、 1 -シクロへキシルスルホ -ル— 1— (tert -アミルスルホ -ル)ジァゾメタン、 1 - tert —アミルスルホ-ルー 1一(tert—ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン等が挙げられる。 [0049] O - © The unsalted, triflumizole Roo b methanesulfonic acid tetramethylammonium - © beam, Nonafuru O Rob Tan sulfonate tetramethylammonium - © beam, nona full O Rob Tan acid tetra η Buchiruanmo - © beam, Nonafluorobutane sulfonic acid tetraphenyl ammonium, ρ -Toluenesulfonic acid tetramethyl ammonium, trifluoromethanesulfonic acid diphenol rhododonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) -Rhododonium, p-toluenesulfonic acid diphenylodium, p-toluenesulfonic acid (p- tert-butoxyphenyl) phenol, trifluoromethanesulfonic acid triphenylsulfurone, trifluoromethanesulfonic acid (P-tert-butoxyphenyl) Ethyl sulfone, trifluoromethanesulfonic acid bis (p-tert butoxyphenyl) Phenol sulfone, trifluoromethanesulfonic acid tris (p- tert butoxyphenyl) snorephonium, p Triphenol-nolesnorephonium, p-tonoleensnorephonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfone, p-toluenesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenolsulfo -PuM, p Toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfone, Nonafluorobutanesulfonic acid triphenyl sulfone, Butanesulfonic acid triphenyl sulfone, Trifluoromethane Trimethyl sulfone sulfonate, ρ-trimethyl sulfone-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2 —Oxocyclohexyl) sulfo, p-Toluenesulfonate cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfurium, trifluoromethanesulfonate dimethylformsulfur, p Toluenesulfonate dimethylphenol Sulfosulfur, trifluoromethanesulfonic acid dicyclohexylphenyl sulfone, p-toluenesulfonic acid dicyclohexylphenol sulfone, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfum, trifluoromethanesulfonic acid Cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfone, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfone, ethylene bis [methyl (2-oxo Cyclopentyl) sulfo-umtrifluoromethanesulfonate], 1, 2 , Naphthyl carboxymethyl tetrahydrothiophene um triflate and the like. Diazomethane derivatives include bis (benzenesulfol) diazomethane, bis (p-toluenesulfol) diazomethane, bis (xylenesulfol) diazomethane, bis (cyclohexylsulfol) diazomethane, and bis (cyclopentylsulfol). ) Diazomethane, bis (n-butylsulfol) diazomethane, bis (isobutylsulfol) diazomethane, bis (sec butylsulfol) diazomethane, bis (n-propylsulfol) diazomethane, bis (isopropylsulfol) diazomethane Bis (tert-butylsulfo) diazomethane, bis (n-amylsulfo) diazomethane, bis (isoamylsulfo) diazomethane, bis (sec-amylsulfo) diazomethane, bis (tert-amylsulfo) diazo Methane, 1-cyclohex Rusuruho - Lou 1-(tert Buchirusuruho - Le) Jiazometan, 1 - cyclohexane Kishirusuruho - Le - 1-(tert - Amirusuruho - Le) Jiazometan, 1 - tert —Amylsulfo-Lu 1 (tert-butylsulfo) diazomethane and the like.
[0051] グリオキシム誘導体としては、ビス— O— (p トルエンスルホ -ル)― a—ジメチル グリオキシム、ビス一 O— (p トルエンスルホ -ル) a—ジフエニルダリオキシム、ビ ス一 O— (p トルエンスルホ -ル) ひ一ジシクロへキシルグリオキシム、ビス一 O— (p トルエンスルホ -ル) - 2, 3—ペンタンジ才ングリオキシム、ビス一 O— (p トル エンスノレホニノレ) 2—メチノレ一 3, 4 ペンタンジオングリオキシム、ビス一 O— (n- ブタンスルホ -ル) α—ジメチルダリオキシム、ビス—Ο—(η—ブタンスルホ -ル) - a—ジフエ-ルグリオキシム、ビス一 O— (n—ブタンスルホ -ル) α—ジシクロへ キシノレダリオキシム、ビス Ο—(η—ブタンスノレホニノレ) - 2, 3—ペンタンジオングリ ォキシム、ビス一 Ο— (η—ブタンスルホ -ル) 2—メチル 3, 4 ペンタンジオング リオキシム、ビス— Ο— (メタンスルホ -ル) a—ジメチルダリオキシム、ビス— Ο— ( トリフルォロメタンスルホ -ル)— α—ジメチルダリオキシム、ビス— 0—( 1 , 1 , 1—トリ フルォロェタンスルホ -ル) α—ジメチルダリオキシム、ビス— O— (tert—ブタンス ルホ -ル) - a—ジメチルダリオキシム、ビス一 O— (パーフルォロオクタンスルホ-ル ) - a—ジメチルダリオキシム、ビス— O— (シクロへキサンスルホ -ル) at—ジメチ ルグリオキシム、ビス— O— (ベンゼンスルホ -ル) oc—ジメチルダリオキシム、ビス - 0 - (p フルォロベンゼンスルホ -ル) α—ジメチルダリオキシム、ビス— Ο— ( ρ— tert ブチルベンゼンスルホ -ル) α—ジメチルダリオキシム、ビス Ο (キ シレンスルホ -ル) α—ジメチルダリオキシム、ビス— Ο— (カンファースルホ -ル) aージメチルダリオキシム等が挙げられる。 [0051] Glyoxime derivatives include bis-O- (p toluenesulfol) -a -dimethylglyoxime, bis-mono-O- (p toluenesulfol) a -diphenyldaroxime, bis-O- (p Toluenesulfol) One dicyclohexylglyoxime, bis-I O— (p Toluenesulfol)-2, 3—Pentangiform gurioxime, bis-O— (p Toluene sulphononiole) 2—Methylolone 3 , 4 Pentanedione glyoxime, bis-mono-O- (n-butanesulfol) α-dimethyldarioxime, bis-Ο- (η-butanesulfol)-a-diphenylglyoxime, bis-mono-O- (n— Butanesulfoyl) α-dicyclohexinoredarixime, bis Ο— (η—butansnorephoninole)-2, 3-pentanedione glyoxime, bis 一 — (η-butanesulfol) 2-methyl 3, Four Nantungori oxime, bis-Ο- (methanesulfol) a-dimethyldarioxime, bis-Ο- (trifluoromethanesulfol)-α-dimethyldarioxime, bis- 0- (1, 1, 1-tri full O Roe Tan sulfo - Le) alpha - dimethyl Dali oxime, bis - O- (tert Butansu sulfo - Le) - a - dimethyl Dali oxime, bis one O- (per full O b octane sulfo - Le) - a- Dimethyldarioxime, bis—O— (cyclohexanesulfol) at—dimethylglyoxime, bis—O— (benzenesulfol) oc—dimethyldarioxime, bis- 0- (p fluorobenzenesulfol ) Α-dimethyldarioxime, bis-Ο- (ρ- tert butylbenzenesulfol) α-dimethyldarioxime, bis キ (xylenesulfol) α-dimethyldarioxime, bis O-(camphorsulfonyloxy - Le) a chromatography dimethyl Dali oxime, and the like.
[0052] ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホ-ルメタン、ビストリフルォロメチル スルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスェチルスルホニルメタン、ビスプロ ピルスルホ-ルメタン、ビスイソプロピルスルホ-ルメタン、ビス p トノレエンスノレホ- ルメタン、ビスベンゼンスルホ-ルメタン等が挙げられる。 [0052] Examples of the bissulfone derivative include bisnaphthylsulfurmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfolmethane, bisisopropylsulfurmethane, -Rumethane, bisbenzenesulfol methane and the like.
[0053] β—ケトスルホン誘導体としては、 2 シクロへキシルカルボ-ルー 2— (ρ トルェ ンスルホ -ル)プロパン、 2—イソプロピルカルボ-ルー 2— (ρ トルエンスルホ -ル) プロパン等が挙げられる。 [0053] Examples of the β-ketosulfone derivative include 2-cyclohexylcarbo-l 2- (ρ toluenesulfol) propane, 2-isopropylcarboluol 2- (ρ toluenesulfol) propane, and the like.
ジスルホン誘導体としては、ジフヱ-ルジスルホン誘導体、ジシクロへキシルジスル ホン誘導体等のジスルホン誘導体等が挙げられる。 Disulfone derivatives include diphenyldisulfone derivatives and dicyclohexyldisulfone. And disulfone derivatives such as phon derivatives.
ニトロべンジルスルホネート誘導体としては、 p—トルエンスルホン酸 2, 6 ジ-トロ ベンジル、 p トルエンスルホン酸 2, 4 ジニトロべンジル等の-トロベンジルスルホ ネート誘導体等が挙げられる。  Examples of nitrobenzyl sulfonate derivatives include -trobenzyl sulfonate derivatives such as p-toluenesulfonic acid 2,6 di-trobenzyl and p-toluenesulfonic acid 2,4 dinitrobenzil.
スルホン酸エステル誘導体としては、 1, 2, 3 トリス(メタンスルホ -ルォキシ)ベン ゼン、 1, 2, 3 トリス(トリフルォロメタンスルホニルォキシ)ベンゼン、 1, 2, 3 トリス (p トルエンスルホ -ルォキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体等が挙げら れる。  Examples of sulfonic acid ester derivatives include 1,2,3 tris (methanesulfo-loxy) benzene, 1,2,3 tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3 tris (p-toluenesulfo-loxy) Examples thereof include sulfonic acid ester derivatives such as benzene.
N ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体としては、 N ヒドロキシス クシンイミドメタンスルホン酸エステル、 N—ヒドロキシスクシンイミドトリフルォロメタンス ルホン酸エステル、 N ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、 N ヒドロ キシスクシンイミド 1—プロパンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシスクシンイミド 2— プロパンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシスクシンイミド 1—ペンタンスルホン酸ェ ステル、 N ヒドロキシスクシンイミド 1—オクタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシス クシンイミド p -トルエンスルホン酸エステル、 N -ヒドロキシスクシンイミド p メトキシ ベンゼンスルホン酸エステル、 N -ヒドロキシスクシンイミド 2 -クロ口エタンスルホン酸 エステル、 N ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシス クシンイミド 2, 4, 6 トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシスクシン イミド 1 ナフタレンスノレホン酸エステノレ、 N ヒドロキシスクシンイミド 2—ナフタレンス ルホン酸エステル、 N ヒドロキシ一 2—フエ-ルスクシンイミドメタンスルホン酸エステ ル、 N ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシマレイミドエタン スルホン酸エステル、 N ヒドロキシ一 2—フエ-ルマレイミドメタンスルホン酸エステ ル、 N ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシグルタルイ ミドベンゼンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル 、 N ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシフタルイミドト リフルォロメタンスルホン酸エステル、 N -ヒドロキシフタルイミド p -トルエンスルホン 酸エステル、 N ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシナ フタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシ一 5 ノルボルネン一 2, 3- ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシ 5 ノルボルネン 2, 3 ジカルボキシイミドトリフルォロメタンスルホン酸エステル、 N ヒドロキシ 5—ノ ルボルネンー 2, 3 ジカルボキシイミド p トルエンスルホン酸エステル等が挙げられ る。 Examples of sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds include N-hydroxysuccinimide methanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide ethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfone Acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-Propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p Methoxybenzene sulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-black ethane sulfonic acid ester, N-hydroxysuccin Midobenzenesulfonic acid ester, N hydroxysuccinimide 2, 4, 6 Trimethylbenzenesulfonic acid ester, N hydroxysuccinimide 1 Naphthalene sulphonic acid ester, N Hydroxyl succinimide 2-Naphthalene sulphonic acid ester, N hydroxy-2-phenol -Rusuccinimide methanesulfonate ester, N-hydroxymaleimide methanesulfonate ester, N-hydroxymaleimide ethanesulfonate ester, N-hydroxy-2-phenolmaleimide methanesulfonate ester, N-hydroxyglutarimide methanesulfonate ester, N Hydroxyglutarimide benzene sulfonate, N Hydroxy phthalimide methane sulfonate, N Hydro phthalimide benzene sulfonate, N Hydro Shifutaruimidoto Riffle O b methanesulfonate ester, N - hydroxyphthalimide p - toluenesulfonate ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonate ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonate ester, N-hydroxy-one 5-norbornene one 2, 3- Examples thereof include dicarboximide methane sulfonate, N-hydroxy-5-norbornene 2,3 dicarboximide trifluoromethane sulfonate, N-hydroxy 5-norbornene-2,3 dicarboximide p-toluene sulfonate, and the like.
[0055] これらの酸発生剤は、単独で用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよ い。この酸発生剤の添加量は、(A)成分 100質量部に対して、 0. 1質量部から 50質 量部であり、 0. 5質量部力 40質量部であることがより好ましい。  [0055] These acid generators may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the acid generator is 0.1 to 50 parts by mass, and more preferably 0.5 parts by mass and 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).
[0056] 本発明に係るレジスト下層膜用組成物の製造方法としては、上記の (A)成分から( F)成分のうち必要な成分を混合することにより得られる。なお、得られたレジスト下層 膜組成物は、フィルターで濾過することが好ま 、。  [0056] The method for producing a composition for a resist underlayer film according to the present invention can be obtained by mixing necessary components among the components (A) to (F). The obtained resist underlayer film composition is preferably filtered with a filter.
[0057] [レジスト下層膜形成方法]  [0057] [Method for forming resist underlayer film]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物を用いてレジスト下層膜を形成するには、被 加工膜上 (場合によっては、被加工膜上に形成されたボトムレイヤー)にスピンコータ 一、スリットノズルコーター等を用いて塗布し、乾燥後、加熱すればよい。加熱は、一 段階の加熱又は多段加熱法を用いることができる。多段加熱法を用いる場合には、 例えば、まず 100°Cから 120°Cにおいて、 60秒、間から 120秒、間、次いで 200°Cから 2 50°Cにおいて、 60秒間から 120秒間加熱することが好ましい。  In order to form a resist underlayer film using the resist underlayer film composition according to the present invention, a spin coater, a slit nozzle coater, etc. are formed on a film to be processed (in some cases, a bottom layer formed on the film to be processed). What is necessary is just to apply | coat using, and to heat after drying. For the heating, one-step heating or a multi-stage heating method can be used. When using the multi-stage heating method, for example, heat at 100 ° C to 120 ° C for 60 seconds, between 120 seconds, between 200 ° C and 250 ° C for 60 seconds to 120 seconds. Is preferred.
[0058] このようにして形成されたレジスト下層膜の厚さは、 15nmから 200nmであることが 好ましい。その後、このレジスト下層膜の上にレジスト膜用組成物を、例えば lOOnm 力も 300nmの厚さで設けてレジスト膜を製造する。  [0058] The thickness of the resist underlayer film thus formed is preferably 15 nm to 200 nm. Thereafter, a resist film composition is provided on the resist underlayer film, for example, with a lOOnm force of 300 nm thickness to produce a resist film.
[0059] [パターン形成方法]  [0059] [Pattern Forming Method]
本発明に係るレジスト下層膜用組成物より形成されたレジスト下層膜は、例えば 3層 レジストプロセスのような多層レジストプロセスの中間層として使用することが好ましい  The resist underlayer film formed from the resist underlayer film composition according to the present invention is preferably used as an intermediate layer of a multilayer resist process such as a three-layer resist process.
本発明に係るレジスト下層膜を用いたパターンの形成方法としては、以下のような 方法が挙げられる。 Examples of the pattern forming method using the resist underlayer film according to the present invention include the following methods.
[0060] 図 1 (a)に示すように、基板 20上に下層膜用組成物を、スピンコート法等を用いて 塗布し、所定の温度でベータして下層膜 26 (ボトムレイヤー)を形成する。次いで、下 層膜 26上に、レジスト下層膜用組成物を、スピンコート法等を用いて塗布して、所定 の温度でベータしてレジスト下層膜 22を形成する。次いで、レジスト膜用組成物を上 記と同様にスピンコート法等を用いて塗布する。次いで、所定の温度でプリベータを 行ない、レジスト膜 24を形成する。なお、プリベータの条件は 150°Cから 300°Cで、 3 0秒から 300秒であることが好まし!/、。 [0060] As shown in FIG. 1 (a), the lower layer film composition is applied onto the substrate 20 by using a spin coat method or the like, and beta is formed at a predetermined temperature to form the lower layer film 26 (bottom layer). To do. Then below A resist underlayer film composition is applied onto the layer film 26 by using a spin coating method or the like, and beta is formed at a predetermined temperature to form the resist underlayer film 22. Next, the resist film composition is applied by spin coating or the like in the same manner as described above. Next, pre-beta is performed at a predetermined temperature to form a resist film 24. The pre-beta conditions are 150 ° C to 300 ° C, preferably 30 to 300 seconds! /.
[0061] 次いで、パターンが形成されたレジスト膜 24をマスクとしてレジスト下層膜 22のエツ チングを行い、レジストパターンをレジスト下層膜 22に転写する(図 1 (b)参照)。レジ スト膜 24及びレジスト下層膜 22をマスクとして、下層膜 26のエッチングを行い、レジ ストパターンを下層膜 26に転写する(図 1 (c)参照)。この時、レジスト膜 24も同時に エッチング除去されてもよい。次いで、上記と同様の方法でエッチングを行い、基板 2 0にパターンを形成する(図 1 (d)参照)。  Next, the resist underlayer film 22 is etched using the resist film 24 with the pattern formed as a mask, and the resist pattern is transferred to the resist underlayer film 22 (see FIG. 1B). Using the resist film 24 and the resist underlayer film 22 as a mask, the underlayer film 26 is etched to transfer the resist pattern to the underlayer film 26 (see FIG. 1C). At this time, the resist film 24 may also be removed by etching at the same time. Next, etching is performed in the same manner as described above to form a pattern on the substrate 20 (see FIG. 1D).
[0062] この下層膜 26は、基板 20をエッチングするときのマスクとして作用するので、エッチ ング耐性が高いことが望ましぐ上層のレジスト下層膜 22とミキシングしないことが求 められるため、スピンコート等で塗布した後に熱あるいは酸によって架橋することが望 ましい。具体的には、クレゾ一ルノボラック、ナフトールノボラック、カトールジシクロべ ンタジェンノボラック、アモルファスカーボン、ポリヒドロキシスチレン、(メタ)アタリレー ト、ポリイミド、ポリスルフォン等の榭脂を用いることが好ましい。  [0062] Since this lower layer film 26 acts as a mask when the substrate 20 is etched, it is required not to be mixed with the upper resist lower layer film 22 which is desired to have high etching resistance. It is desirable to cross-link with heat or acid after application by the like. Specifically, it is preferable to use a resin such as cresol novolak, naphthol novolak, catol dicyclopentagen novolak, amorphous carbon, polyhydroxystyrene, (meth) atrelate, polyimide, polysulfone or the like.
[0063] また、レジスト膜 24の形成に用いるレジスト組成物としては、例えば、ベース榭脂と 有機溶媒と酸発生剤との混合物のように公知のものを用いることができる。  [0063] Further, as the resist composition used for forming the resist film 24, for example, a known composition such as a mixture of a base resin, an organic solvent, and an acid generator can be used.
[0064] ベース榭脂としては、ポリヒドロキシスチレン及びその誘導体、ポリアクリル酸及びそ の誘導体、ポリメタクリル酸及びその誘導体、ヒドロキシスチレンとアクリル酸とメタタリ ル酸とそれらの誘導体から選択される共重合体、シクロォレフィン及びその誘導体と マレイミドとアクリル酸及びその誘導体力 選択される 3種以上の共重合体、ポリノル ボルネン、及びメタセシス開環重合体力 なる群力 選択される 1種以上の高分子重 合体が挙げられる。なお、ここにいう誘導体は、アクリル酸誘導体にはアクリル酸エス テル等、メタクリル酸誘導体にはメタクリル酸エステル等、ヒドロキシスチレン誘導体に はアルコキシスチレン等が含まれるように、主要な骨格が誘導後に残って 、るものを 意味する。 [0065] また、 KrFエキシマレーザー用レジスト用としては、ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキ シスチレン、スチレンのいずれか一種と、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、 マレイミド Nカルボン酸エステルのいずれか一種との共重合体が挙げられる。また、 A rFエキシマレーザー用レジストとしては、アクリル酸エステル系、メタクリル酸エステル 系、ノルボルネンと無水マレイン酸との交互共重合系、テトラシクロドデセンと無水マ レイン酸との交互共重合系、ポリノルボルネン系、開環重合によるメタセシス重合系が 挙げられる力 これらの重合系ポリマーに限定されることはない。 [0064] As the base resin, polyhydroxystyrene and its derivatives, polyacrylic acid and its derivatives, polymethacrylic acid and its derivatives, hydroxystyrene, acrylic acid, metathallic acid and their derivatives are selected. Copolymer, cycloolefin and its derivatives, maleimide, acrylic acid and its derivative power 3 or more kinds of selected copolymers, polynorbornene, and metathesis ring-opening polymer power Group power of 1 or more kinds of polymer polymers selected Can be mentioned. Note that the main skeleton remains after induction, such as acrylic acid ester for acrylic acid derivatives, methacrylic acid ester for methacrylic acid derivatives, and alkoxystyrene for hydroxystyrene derivatives. Means something. [0065] As a resist for a KrF excimer laser, a copolymer of any one of polyhydroxystyrene, hydroxystyrene, and styrene and any one of acrylic acid ester, methacrylic acid ester, and maleimide N carboxylic acid ester Is mentioned. In addition, resists for ArF excimer lasers include acrylic ester, methacrylic ester, alternating copolymer of norbornene and maleic anhydride, alternating copolymer of tetracyclododecene and maleic anhydride, Forces including norbornene and metathesis polymerization by ring-opening polymerization are not limited to these polymerization polymers.
実施例  Example
[0066] 以下、本発明について実施例によりさらに詳細に説明する力 本発明は、これらの 例により限定されるものではない。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
[0067] [実施例 1〜5、比較例 1] [0067] [Examples 1 to 5, Comparative Example 1]
<レジスト下層膜用組成物の調製 >  <Preparation of resist underlayer film composition>
下記表 1に示す (A)〜(C)成分の合計が 2. 5質量%となるように、プロピレングリコ ールモノメチルエーテルアセテート:乳酸ェチル = 6: 4の混合溶剤で調整し、レジス ト下層膜用組成物を得た。  The lower layer of the resist is adjusted with a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate: lactic acid ethyl = 6: 4 so that the total of components (A) to (C) shown in Table 1 below is 2.5% by mass. A film composition was obtained.
[表 1]  [table 1]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
なお、上記表 1における略号は以下のとおりであり、上記「部」は「質量部」を示す。  The abbreviations in Table 1 are as follows, and the “parts” indicate “parts by mass”.
[化 4]
Figure imgf000020_0001
[Chemical 4]
Figure imgf000020_0001
[化 5]  [Chemical 5]
CCNIICCNII
H H土. H H Sat.
Figure imgf000020_0002
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[化 6]  [Chemical 6]
(b - 1 ): 下記式の化合物  (b-1): Compound of the following formula
CH CH CH C CH CH CH C
• · · (b— 1 ) • · · (b— 1)
[化 7] [Chemical 7]
( b— 2 ): 下記式の化合物  (b-2): Compound of the following formula
[化 8] [Chemical 8]
Figure imgf000020_0003
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(c 1):マロン酸 [0068] <レジストパターンの形成 > (c 1): Malonic acid [0068] <Resist pattern formation>
シリコンウェハ上に慣用のレジストコ一ターを用いてノボラック榭脂を含む下層膜形 成用組成物を塗布し、 250°Cで 90秒の条件にて加熱処理を行うことにより、厚さ 220 nmのボトムレイヤー(下層膜)を形成した。  By applying a composition for forming an underlayer film containing novolac resin on a silicon wafer using a conventional resist coater and performing heat treatment at 250 ° C. for 90 seconds, a thickness of 220 nm is obtained. A bottom layer (lower layer film) was formed.
次に、ボトムレイヤー上に、上記の実施例 1から 5及び比較例 1のレジスト下層膜用 組成物を塗布し、 250°Cで 90秒の条件にて加熱処理を行うことにより、厚さ 600A ( 実施例 4、 5では 450 A)のレジスト下層膜を形成した。さらに、上記レジスト下層膜( 反射防止膜)上にレジスト組成物を塗布してレジスト層を形成し、 ArFエキシマレーザ 一で露光、現像することにより、ラインパターンを形成した。  Next, the resist underlayer film composition of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 described above was applied on the bottom layer, and heat treatment was performed at 250 ° C. for 90 seconds to obtain a thickness of 600 A. A resist underlayer film (450 A in Examples 4 and 5) was formed. Further, a resist composition was applied on the resist underlayer film (antireflection film) to form a resist layer, and exposed and developed with an ArF excimer laser to form a line pattern.
実施例 1から 5及び比較例 1で使用したレジスト組成物としては、以下の各成分を混 合し、調製したものを用いた。  As resist compositions used in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, those prepared by mixing the following components were used.
[0069] 榭脂:下記式で表されるユニット(C1 : C2 : C3 = 3 : 5 : 2 (モル比)、分子量 10000) を有する榭脂… 100質量部 [0069] Fatty resin: Fatty resin having a unit represented by the following formula (C1: C2: C3 = 3: 5: 2 (molar ratio), molecular weight 10000): 100 parts by mass
[化 9]  [Chemical 9]
Figure imgf000021_0001
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酸発生剤:下記式の化合物 · · · 1. 6質量部  Acid generator: compound of the following formula · · · 1. 6 parts by mass
[化 10]
Figure imgf000022_0001
[Chemical 10]
Figure imgf000022_0001
[化 11] [Chemical 11]
Figure imgf000022_0002
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酸失活剤:トリエタノールァミン… 0. 3質量部  Acid quencher: Triethanolamine… 0.3 part by mass
溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート Z乳酸ェチル = 8Z2 (質 量比)  Solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate Z lactate = 8Z2 (mass ratio)
<レジストパターンの評価 >  <Evaluation of resist pattern>
上記で形成されたレジストパターンの形状について評価を行った。この評価は、レ ジストパターンにおいてパターン及び裾引きの状態を SEMにて観察することにより行 つた。その結果、実施例 1から 5はいずれも比較例 1と比べてレジストパターンにおけ る裾引きが低減され、良好なパターン形状を示した。中でも実施例 4、 5は特に良好 なパターン形状を示した。  The shape of the resist pattern formed above was evaluated. This evaluation was performed by observing the pattern and tailing of the resist pattern with SEM. As a result, each of Examples 1 to 5 showed a good pattern shape with reduced tailing in the resist pattern as compared with Comparative Example 1. In particular, Examples 4 and 5 showed particularly good pattern shapes.

Claims

請求の範囲  The scope of the claims
シロキサン系重合体と、 4級アンモ-ゥム化合物と、を含有するレジスト下層膜用組 成物。  A resist underlayer film composition comprising a siloxane polymer and a quaternary ammonium compound.
前記 4級アンモニゥム化合物は、下記の一般式 (b— 1)で示される請求項 1に記載 のレジスト下層膜用組成物。  The resist underlayer film composition according to claim 1, wherein the quaternary ammonium compound is represented by the following general formula (b-1).
[化 1]  [Chemical 1]
R2 R 2
R1— Ν— R R 1 — Ν— R
[式中、 R1から R4はそれぞれ独立して炭化水素基であり、 ΧΊまカウンターァ-オンで ある。 ] [In the formula, R 1 to R 4 are each independently a hydrocarbon group and are counter-on. ]
[3] R1から R4における総炭素数が、 10以上である請求項 2に記載のレジスト下層膜用 組成物。 [3] The resist underlayer film composition according to claim 2, wherein the total number of carbon atoms in R 1 to R 4 is 10 or more.
[4] R1から R4の少なくとも 1種の基力 炭素数 8以上の炭化水素基である請求項 2又は[4] At least one basic force of R 1 to R 4 is a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms, or 2 or
3に記載のレジスト下層膜用組成物。 3. The resist underlayer film composition as described in 3.
[5] 前記 4級アンモ-ゥム化合物の含有量は、前記シロキサン系重合体 100質量部に 対して、 0. 01質量部から 10質量部である請求項 1から 4いずれかに記載のレジスト 下層膜用組成物。 [5] The resist according to any one of [1] to [4], wherein the content of the quaternary ammonium compound is 0.01 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the siloxane polymer. Composition for lower layer film.
[6] 有機酸を含む請求項 1から 5 、ずれか〖こ記載のレジスト下層膜組成物。  [6] The resist underlayer film composition according to any one of claims 1 to 5, comprising an organic acid.
[7] 前記シロキサン系重合体は、下記の一般式 (a— 1)で表される構造単位を有する請 求項 1から 6いずれか〖こ記載のレジスト下層膜用組成物。  [7] The composition for a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 6, wherein the siloxane-based polymer has a structural unit represented by the following general formula (a-1).
[化 2]  [Chemical 2]
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0001
[式中、 R5は、光吸収基を示し、 R。は、水素原子、水酸基、炭素数 1から 6のアルキル 基、又はアルコキシ基を示し、 rは 0又は 1である。 ] [Wherein R 5 represents a light-absorbing group, and R. Is a hydrogen atom, hydroxyl group, alkyl having 1 to 6 carbon atoms A group or an alkoxy group, r is 0 or 1; ]
請求項 1から 7いずれか〖こ記載のレジスト下層膜用組成物を、塗布して、所定の温 度でベータして得られたレジスト下層膜。  A resist underlayer film obtained by applying the composition for a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 7 and beta-treating at a predetermined temperature.
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