DE60026635T2 - Zusammensetzung für eine Resistunterschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack und auf ein Verfahren zur Herstellung von dieser. Spezieller bezieht sich die folgende Erfindung auf eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack mit hervorragender Reproduzierbarkeit eines Fotolackmusters, einer hervorragenden Haftung an einen Fotolack, einer hervorragenden Beständigkeit gegenüber einer Entwicklungslösung, die nach dem Belichten des Fotolacks eingesetzt wird, und einem geringeren Filmverlust durch Sauerstoffveraschung des Fotolacks sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von dieser.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei der Mustererzeugung von Halbleiterelementen wird eine exakte Verarbeitung organischer Materialien und anorganischer Materialien durch Lithografiemethoden, Verfahren mit der Entwicklung eines Fotolacks sowie eine Übertragung des Musters nach der Entwicklung des Fotolacks durchgeführt.
  • Allerdings wird es mit dem Fortschreiten einer hohen Integration von Halbleiterelementen schwierig, bei Belichtungsvorgängen Muster in genauer Weise auf Fotolacke zu übertragen, was manchmal zu falschen Verarbeitungsabmessungen bei Verfahren zur Bearbeitung eines Substrats führt. Dann werden für genaue Verarbeitungsvorgänge antireflektierende Filme unabdingbar, um den Einfluss stehender Wellen zu verringern, welche zu den falschen Verarbeitungsabmessungen beitragen. Solche antireflektierenden Filme schließen antireflektierende Filme als Unterschicht ein, welche zwischen Fotolacken und Substraten ausgebildet sind.
  • Wenn andererseits Substrate wie etwa Silciumoxidfilme bearbeitet werden, werden Fotolackmuster als Masken eingesetzt. Die Dicke des Fotolackfilms nimmt mit der Miniaturisierung ab, sodass die Maskierungseigenschaft der Fotolacke unzureichend wird. Es wird daher schwierig, die Substrate zu bearbeiten, ohne sie zu beschädigen. Dann wird ein Verfahren eingesetzt, bei dem ein Fotolackmuster zuerst auf einen Unterschichtfilm zur Bearbeitung eines Substrats übertragen wird, gefolgt von Trockenätzen des Substrats unter Verwendung des Unterschichtfilms als einer Maske. Der Begriff „Unterschichtfilm zur Bearbeitung des Substrats" meint einen Film, der zudem als ein antireflektierender Unterschichtfilm oder als ein unter dem antireflektierenden Film erzeugter Film dient. Bei diesem Vorgang ist die Ätzgeschwindigkeit des Fotolacks nahe zu jener des Unterschichtfilms zur Bearbeitung des Substrats. Es ist daher notwendig, eine Maske zur Bearbeitung des Unterschichtfilms (ein Unterschichtfilm für Fotolack) zwischen dem Fotolack und dem Unterschichtfilm auszubilden. Das heißt, ein mehrschichtiger Film bestehend aus dem Unterschichtfilm zur Bearbeitung des Substrats, dem Unterschichtfilm für Fotolack und dem Fotolack ist auf dem Substrat erzeugt.
  • Die für die Unterschichtfilme für Fotolack erforderlichen Eigenschaften sind, dass die Fotolackmuster ohne lateralen Ätzangriff („Footing") erzeugt werden können, dass die Unterschichtfilme für Fotolack eine hervorragende Haftung an den Fotolacken aufweisen und dass, wenn die Unterschichtfilme zur Bearbeitung der Substrate bearbeitet werden, die Unterschichtfilme für Fotolack eine ausreichende Maskierungseigenschaft aufweisen. Allerdings sind Materialien, welche all diese Anforderungen erfüllen, bislang noch nicht entdeckt worden.
  • EP-A-0 391 365 offenbart ein Verfahren zur Behandlung einer Metalloberfläche, wobei eine flüssige Zusammensetzung aufgebracht wird, die ein anorganisches Polymer umfasst.
  • WO-A-96/15861 bezieht sich auf ein Verfahren zur Bereitstellung eines Substrats mit einer verbesserten Haftung an Polymerfilmen, wobei wenigstens eine Organosilanverbindung mit wenigstens einer Alkylsilyleinheit und einer hydrolysierbaren Gruppe umgesetzt wird, um das Substrat zu silylieren.
  • WO-A-98/40439 offenbart mit Feuchtigkeit härtbare Zusammensetzungen einer oder mehrerer Verbindungen, die Moleküle mit reaktiven silanfunktionellen Gruppen aufweisen, und eines säureerzeugenden Materials.
  • EP-A-0 592 139 beschreibt eine Zusammensetzung zum Grundieren und Reinigen von z. B. Glas, die eine Lösung eines Organosilans und einer Verbindung, die eine Säure erzeugt, in einem organischen Lösungsmittel umfasst.
  • JP-A-07221085 offenbart einen isolierenden Film, der aus einem Oxidfilm besteht, welcher selber aus einer Harzzusammensetzung erzeugt ist, die ein spezielles Polysiloxan und ein säureerzeugendes Mittel enthält.
  • Das U.S.-Patent Nr. 5,409,963 bezieht sich auf eine Siliconzusammensetzung, die sowohl durch Feuchtigkeit als auch durch Ultraviolett (UV) gehärtet werden kann.
  • JP-A-07221085 offenbart eine Zusammensetzung, die eine Silanverbindung mit einer speziellen Struktur und ein durch Licht säureerzeugendes Mittel enthält.
  • EP-A-0 965 618 bezieht sich auf eine durch Licht härtbare Zusammensetzung, die eine hydrolysierbare Silanverbindung oder ein Hydrolysat davon, ein durch Licht säureerzeugendes Mittel und ein entwässerndes Mittel umfasst.
  • EP-A-0 725 315 offenbart eine lichtempfindliche Harzzusammensetzung, die ein Polysilan, eine Kombination aus einem durch Licht ein Radikal erzeugendes Mittel und einem Oxidationsmittel, ein Siliconöl und ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für einen Fotolack bereitzustellen, der sich von einem Fotolack nicht ablöst, die Reproduzierbarkeit eines Fotolackmusters verbessert und eine Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung beim Entfernen einer Lauge und des Fotolacks aufweist, indem die Unterschicht für Fotolack unter dem Fotolack bereitgestellt wird, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend erwähnten Zusammensetzung bereitzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für einen Fotolack bereitgestellt, umfassend:
    • (A) beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat wenigstens einer durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellten Verbindung (a1): Si(OR2)4 (3)wobei R2 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet, und des Weiteren beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellten Verbindung: R3 b(R4O)3-bSi-(R7)d-Si(OR5)3-cR6 c (2)wobei R3, R4, R5 und R6, die gleich oder verschieden sein können, jeweils einbindige organische Gruppen bezeichnen, b und c, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnen, R7 ein Sauerstoffatom oder -(CH2)n- bezeichnet, d 0 oder 1 bezeichnet und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 bezeichnet, und
    • (B) eine Verbindung, die durch ultraviolette Bestrahlung und/oder Erhitzen eine Säure erzeugt.
  • Die Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung bereit.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Komponente (A)
  • Bei der Zusammensetzung der Erfindung umfasst (A) bevorzugt ein Kondensat einer Verbindung der allgemeinen Formel (4), wobei die durch R1 und R2 dargestellten einbindigen organischen Gruppen Alkyl-, Aryl-, Allyl- und Glycidylgruppen einschließen. Des Weiteren ist in der allgemeinen Formel (4) R1 bevorzugt eine einbindige organische Gruppe, insbesondere eine Alkyl- oder Phenylgruppe.
  • Hier schließen die Alkylgruppen Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl ein, und jede weist bevorzugt 1 bis 5 Kohlenstoffatome auf. Diese Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein, oder Wasserstoffatome können durch Fluoratome substituiert sein.
  • In der allgemeinen Formel (4) schließen die Arylgruppen Phenyl, Naphthyl, Methylphenyl, Ethylphenyl, Chlorphenyl, Bromphenyl und Fluorphenyl ein.
  • Spezielle Beispiele für die Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (4) dargestellt werden, schließen Trimethoxysilan, Triethoxysilan, Tri-n-propoxysilan, Tri-iso-propoxysilan, Tri-n-butoxysilan, Tri-sec-butoxysilan, Tri-tert-butoxysilan, Triphenoxysilan, Fluortrimethoxysilan, Fluortriethoxysilan, Fluortri-n-propoxysilan, Fluortri-iso-propoxysilan, Fluortri-n-butoxysilan, Fluortri-sec-butoxysilan, Fluortri-tert-butoxysilan, Fluortriphenoxysilan, Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan, Tetra-iso-propoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Tetra-sec-butoxysilan, Tetra-tert-butoxysilan, Tetraphenoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltri-n-propoxysilan, Methyltri-iso-propoxysilan, Methyltri-n-butoxysilan, Methyltri-sec-butoxysilan, Methyltri-tert-butoxysilan, Methyltriphenoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Ethyltri-n-propoxysilan, Ethyltri-iso-propoxysilan, Ethyltri-n-butoxysilan, Ethyltri-sec-butoxysilan, Ethyl-tri-tert-butoxysilan, Ethyltriphenoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltri-n-propoxysilan, Vinyltri-iso-propoxysilan, Vinyltri-n-butoxysilan, Vinyltri-sec-butoxysilan, Vinyltri-tert-butoxysilan, Vinyltriphenoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, n-Propyltri-n-propoxysilan, n-Propyltri-iso-propoxysilan, n-Propyltri-n-butoxysilan, n-Propyltri-sec-butoxysilan, n-Propyltri-tert-butoxysilan, n-Propyltriphenoxysilan, i-Propyltrimethoxysilan, i-Propyltriethoxysilan, i-Propyltri-n-propoxysilan, i-Propyltri-iso-propoxysilan, i-Propyltri-n-butoxysilan, i-Propyltri-sec-butoxysilan, i-Propyltri-tert-butoxysilan, i-Propyltriphenoxysilan, n-Butyltrimethoxysilan, n-Butyltriethoxysilan, n-Butyltri-n-propoxysilan, n-Butyltri-iso-propoxysilan, n-Butyltri-n-butoxysilan, n-Butyltri-sec-butoxysilan, n-Butyltri-tert-butoxysilan, n-Butyltriphenoxysilan, sec-Butyltrimethoxysilan, sec-Butyl-i-triethoxysilan, sec-Butyltri-n-propoxysilan, sec-Butyltri-iso-propoxysilan, sec-Butyltri-n-butoxysilan, sec-Butyltri-sec-butoxysilan, sec-Butyltri-tert-butoxysilan, sec-Butyltriphenoxysilan, t-Butyltrimethoxysilan, t-Butyltriethoxysilan, t-Butyltri-n-propoxysilan, t-Butyltri-iso-propoxysilan, t-Butyltri-n-butoxysilan, t-Butyltri-sec-butoxysilan, t-Butyltri-tert-butoxysilan, t-Butyltriphenoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Phenyltri-n-propoxysilan, Phenyltri-iso-propoxysilan, Phenyltri-n-butoxysilan, Phenyltri-sec-butoxysilan, Phenyltri-tert- butoxysilan, Phenyltriphenoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Trifluorpropyltrimethoxysilan, γ-Trifluorpropyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Dimethyl-di-n-propoxysilan, Dimethyl-di-iso-propoxysilan, Dimethyl-di-n-butoxysilan, Dimethyl-di-sec-butoxysilan, Dimethyl-di-tert-butoxysilan, Dimethyldiphenoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diethyl-di-n-propoxysilan, Diethyl-di-iso-propoxysilan, Diethyl-di-n-butoxysilan, Diethyl-di-sec-butoxysilan, Diethyl-di-tert-butoxysilan, Diethyldiphenoxysilan, Di-n-propyldimethoxysilan, Di-n-propyldiethoxysilan, Di-n-propyldi-n-propoxysilan, Di-n-propyldi-iso-propoxysilan, Di-n-propyldi-n-butoxysilan, Di-n-propyldi-sec-butoxysilan, Di-n-propyldi-tert-butoxysilan, Di-n-propyldiphenoxysilan, Di-iso-propyldimethoxysilan, Di-iso-propyldiethoxysilan, Di-iso-propyldi-n-propoxysilan, Di-iso-propyldi-iso-propoxysilan, Di-iso-propyldi-n-butoxysilan, Di-iso-propyldi-sec-butoxysilan, Di-iso-propyldi-tert-butoxysilan, Di-iso-propyldiphenoxysilan, Di-n-butyldimethoxysilan, Di-n-butyldiethoxysilan, Di-n-butyldi-n-propoxysilan, Di-n-butyldi-iso-propoxysilan, Di-n-butyldi-n-butoxysilan, Di-n-butyldi-sec-butoxysilan, Di-n-butyldi-tert-butoxysilan, Di-n-butyldi-phenoxysilan, Di-sec-butyldimethoxysilan, Di-sec-butyl-diethoxysilan, Di-sec-butyldi-n-propoxysilan, Di-sec-butyldi-iso-propoxysilan, Di-sec-butyldi-n-butoxysilan, Di-sec-butyldi-sec-butoxysilan, Di-sec-butyldi-tert-butoxysilan, Di-sec-butyldiphenoxysilan, Di-tert-butyldimethoxysilan, Di-tert-butyldiethoxysilan, Di-tert-butyldi-n-propoxysilan, Di-tert-butyldi-iso-propoxysilan, Di-tert- butyldi-n-butoxysilan, Di-tert-butyldi-sec-butoxysilan, Di-tert-butyldi-tert-butoxysilan, Di-tert-butyldiphenoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilane, Diphenyldi-n-propoxysilan, Diphenyldi-iso-propoxysilan, Diphenyldi-n-butoxysilan, Diphenyldi-sec-butoxysilan, Diphenyldi-tert-butoxysilan, Diphenyldipeenoxysilan, Divinyltrimethoxysilan, Trimethylmonomethoxysilan, Trimethylmonoethoxysilan, Triethylmonomethoxysilan, Triethylmonoethoxysilan, Triphenylmonomethoxysilane und Triphenylmonoethoxysilan ein.
  • Bevorzugte Beispiele für diese Verbindungen schließen Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan, Tetra-iso-propoxysilan, Tetraphenoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltri-n-propoxysilan, Methyltri-iso-propoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Diphenyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Trimethylmonomethoxysilan, Trimethylmonoethoxysilan, Triethylmonomethoxysilan, Triethylmonoethoxysilan, Triphenylmonomethoxysilan und Triphenylmonoethoxysilan ein.
  • Diese können allein oder in Kombination eingesetzt werden.
  • In der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (2) schließen die einbindigen organischen Gruppen organische Gruppen ein, die ähnlich zu jenen sind, die vorausgehend für die allgemeine Formel (4) definiert wurden.
  • Von den durch die allgemeine Formel (2) dargestellten Verbindungen schließen Verbindungen, in denen R7 ein Sauerstoffatom ist, Hexamethoxydisiloxan, Hexaethoxydisiloxan, Hexapeenoxydisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentamethoxy-3-methyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaethoxy-3-methyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentamethoxy-3-phenyldisiloxan, 1,1,1,3,3-Pentaethoxy-3-phenyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,1,3-Trimethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxan, 1,1,3-Triethoxy-1,3,3-trimethyldisiloxan, 1,1,3-Trimethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxan, 1,1,3-Triethoxy-1,3,3-triphenyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan und 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan ein. Bevorzugte Beispiele für diese Verbindungen schließen Hexamethoxydisiloxan, Hexaethoxydisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetraethoxy-1,3-dimethyldisiloxan, 1,1,3,3-Tetramethoxy-1,3-diphenyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan und 1,3-Diethoxy-1,1,3,3-tetraphenyldisiloxan ein.
  • Die Verbindungen, in denen in der allgemeinen Formel (2) d 0 ist, schließen Hexamethoxydisilan, Hexaethoxydisilan, Hexaphenoxydisilan, 1,1,1,2,2-Pentamethoxy-2-methyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaethoxy-2-methyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentamethoxy-2-phenyldisilan, 1,1,1,2,2-Pentaethoxy-2-phenyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2- dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2-Trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilan, 1,1,2-Triethoxy-1,2,2-trimethyldisilan, 1,1,2-Trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilan, 1,1,2-Triethoxy-1,2,2-triphenyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan and 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan ein. Die Verbindungen, in denen in der allgemeinen Formel (2) R7 -(CH2)n- ist, schließen Bis(hexamethoxysilyl)methan, Bis(hexaethoxysilyl)methan, Bis(hexaphenoxysilyl)methan, Bis(dimethoxymethylsilyl)methan, Bis(diethoxymethylsilyl)methan, Bis(dimethoxyphenylsilyl)methan, Bis(diethoxyphenylsilyl)methan, Bis(methoxydimethylsilyl)methan, Bis(ethoxydimethylsilyl)methan, Bis(methoxydiphenylsilyl)methan, Bis(ethoxydiphenylsilyl)methan, Bis(hexamethoxysilyl)ethan, Bis(hexaethoxysilyl)ethan, Bis(hexaphenoxysilyl)ethan, Bis(dimethoxymethylsilyl)ethan, Bis(diethoxymethylsilyl)ethan, Bis(dimethoxyphenylsilyl)ethan, Bis(diethoxyphenylsilyl)ethan, Bis(methoxydimethylsilyl)ethan, Bis(ethoxydimethylsilyl)ethan, Bis(methoxydiphenylsilyl)ethan, Bis(ethoxydiphenylsilyl)ethan, 1,3-Bis(hexamethoxysilyl)propan, 1,3-Bis(hexaethoxysilyl)propan, 1,3-Bis(hexaphenoxysilyl)propan, 1,3-Bis(dimethoxymethylsilyl)propan, 1,3-Bis(diethoxymethylsilyl)propan, 1,3-Bis(dimethoxyphenylsilyl)propan, 1,3-Bis(diethoxyphenylsilyl)propan, 1,3-Bis(methoxydimethylsilyl)propan, 1,3-Bis(ethoxydimethylsilyl)propan, 1,3-Bis(methoxydiphenylsilyl)propan und 1,3-Bis(ethoxydiphenylsilyl)propan ein. Bevorzugte Beispiele für diese Verbindungen schließen Hexamethoxydisilan, Hexaethoxydisilan, Hexaphenoxydisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-dimethyldisilan, 1,1,2,2-Tetramethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,1,2,2-Tetraethoxy-1,2-diphenyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilan, 1,2-Dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan, 1,2-Diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilan, Bis(hexamethoxysilyl)methan, Bis(hexaethoxysilyl)methan, Bis(dimethoxymethylsilyl)methan, Bis(diethoxymethylsilyl)methan, Bis(dimethoxyphenylsilyl)methan, Bis(diethoxyphenylsilyl)methan, Bis(methoxydimethylsilyl)methan, Bis(ethoxydimethylsilyl)methan, Bis(methoxydiphenylsilyl)methan und Bis(ethoxydiphenylsilyl)methan ein.
  • In der Erfindung werden die vorstehend erwähnten Komponenten als die Komponente (A) eingesetzt. Die Verbindungen einer jeden der Komponenten können als eine Kombination aus zwei oder mehreren von ihnen eingesetzt werden.
  • In der Erfindung umfasst die Komponente (A) nachstehend beschriebenes (1).
  • (1) Beides oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer Verbindung (worauf hiernach als Verbindung (a1) Bezug genommen wird), die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt wird: Si(OR2)4 (3)wobei R2 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet und spezielle Beispiele dafür die gleichen sind, wie bei der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (4).
  • Die Komponente (A) kann zusätzlich (2) beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer Silanzusammensetzung, die eine durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel (3) und eine durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellte Verbindung (worauf hiernach als Verbindung (a2) Bezug genommen wird) umfasst, umfassen: R1 nSi(OR2)4-n (4)wobei R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils einbindige organische Gruppen bezeichnen, für die spezielle Beispiele oben aufgeführt sind, und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet.
  • In dem vorstehend beschriebenen Fall (2) beträgt die Menge der Verbindung (a2) (hinsichtlich eines vollständig hydrolysierten und/oder kondensierten Produkts) 0,5 bis 50 Gewichtsteile und mehr bevorzugt 5 bis 40 Gewichtsteile basierend auf 100 Gewichtsteilen der Verbindung (a1) (bezogen auf ein vollständig hydrolysiertes und/oder kondensiertes Produkt).
  • Speziell bevorzugte Beispiele für die Verbindung (a1) schließen Tetramethoxysilan und Tetraethoxysilan ein. Speziell bevorzugte Beispiele für die Verbindung (a2) schließen Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan und Dimethyldiethoxysilan ein.
  • Wenn die Komponente (A) hydrolysiert und/oder teilweise kondensiert wird, wird Wasser bevorzugt in einer Menge von 0,25 mol bis 3 mol und speziell 0,3 mol bis 2,5 mol pro mol der mit R1O-, R4O- oder R5O- bezeichneten Gruppe eingesetzt. Wenn die zugegebene Wassermenge in dem Bereich von 0,3 mol bis 2,5 mol liegt, gibt es keine Gefahr, dass die Gleichmäßigkeit eines Beschichtungsfilms vermindert wird, und es ist weniger wahrscheinlich, dass sich die Lagerungsstabilität der Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack verschlechtert.
  • Speziell wird das Wasser mit Unterbrechungen oder kontinuierlich zu einem organischen Lösungsmittel zugegeben, in dem die Komponente (A) gelöst worden ist. In diesem Fall kann ein Katalysator entweder vorausgehend zu dem organischen Lösungsmittel zugegeben oder beim Zugeben des Wasser in dem Wasser gelöst oder dispergiert werden. In diesem Fall beträgt die Reaktionstemperatur üblicherweise 0 °C bis 100 °C und bevorzugt 15 °C bis 80 °C. Dann wird die Komponente (B) zu der so erhaltenen Lösung zugegeben, wodurch die Zusammensetzung für den Unterschichtfilm für Fotolack der Erfindung bereitgestellt wird.
  • Wenn des Weiteren zwei oder mehr Verbindungen als Komponente (A) eingesetzt werden, können (a) zwei oder mehr Verbindungen vermischt werden, gefolgt von Hydrolyse und/oder Kondensation, oder (b) zwei oder mehr Verbindungen können getrennt hydrolysiert und/oder kondensiert werden, gefolgt von Vermischen. Insbesondere ist (b) bevorzugt.
  • Da die Verbindung (a2) eingesetzt wird, sind speziell die folgenden zwei Verfahren bevorzugt.
    • (2-1) Beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer Verbindung (a1) und beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer Verbindung (a2) werden für die Verwendung vermischt.
    • (2-2) Beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer Verbindung (a1) und beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat (einem Cohydrolysat und einem Cokondensat), welches durch Vermischen der Verbindung (a1) und der Verbindung (a2) erhalten wird, gefolgt von Hydrolyse und Kondensation der Mischung, werden für die Verwendung vermischt.
  • Wenn des Weiteren die Komponente (A) hydrolysiert und/oder teilweise kondensiert wird, kann ein Katalysator eingesetzt werden. Die in diesem Fall eingesetzten Katalysatoren schließen Metallchelatverbindungen, organische Säuren, anorganische Säuren, organische Basen und anorganische Basen ein.
  • Die Metallchelatverbindungen schließen Verbindungen ein, welche durch die folgende allgemeine Formel (6) dargestellt werden: R11 fM(OR12)g-f (6)wobei R11 ein Chelatmittel bezeichnet, M ein Metallatom bezeichnet, R12 eine Alkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen bezeichnet, g die Valenz bzw. Wertigkeit des Metallatoms M bezeichnet und f eine ganze Zahl von 1-g bezeichnet.
  • Vor allem sind Chelatverbindungen von Titan, Aluminium oder Zirconium bevorzugt. Spezielle Beispiele dafür schließen Titanchelatverbindungen wie etwa Triethoxymono(acetylacetonato)titan, Tri-n-propoxymono(acetylacetonato)titan, Tri-i-propoxymono(acetylacetonato)titan, Tri-n-butoxymono(acetylacetonato)titan, Tri-sec-butoxymono(acetylacetonato)titan, Tri-t-butoxymono(acetylacetonato)titan, Diethoxybis(acetylacetonato)titan, Di-n-propoxy-bis(acetylacetonato)titan, Di-i-propoxy-bis(acetylacetonato)titan, Di-n-butoxy-bis(acetylacetonato)titan, Di-sec-butoxy-bis(acetylacetonato)titan, Di-t-butoxy-bis-(acetylacetonato)titan, Monoethoxytris(acetylacetonato)titan, Mono-n-propoxy-tris(acetylacetonato)titan, Mono-i-propoxy-tris(acetylacetonato)titan, Mono-n-butoxy-tris(acetylacetonato)titan, Mono-sec-butoxy-tris(acetylacetonato)titan, Mono-t-butoxy-tris(acetylacetonato)titan, Tetrakis(acetylacetonato)titan, Triethoxymono(ethylacetoacetat)titan, Tri-n-propoxy-mono(ethylacetoacetat)titan, Tri-i-propoxy-mono(ethylacetoacetat)titan, Tri-n-butoxy-mono(ethylacetoacetat)titan, Tri-sec-butoxy-mono(ethylacetoacetat)titan, Tri-t-butoxy-mono(ethylacetoacetat)titan, Diethoxybis(ethylacetoacetat)titan, Di-n-propoxy-bis(ethylacetoacetat)titan, Di-i-propoxy-bis(ethylacetoacetat)titan, Di-n-butoxy-bis(ethylacetoacetat)titan, Di-sec-butoxy-bis(ethylacetoacetat)titan, Di-t-butoxy-bis(ethylacetoacetat)titan, Monoethoxytris(ethylacetoacetat)titan, Mono-n-propoxy- tris(ethylacetoacetat)titan, Mono-i-propoxy-tris(ethylacetoacetat)titan, Mono-n-butoxy-tris(ethylacetoacetat)titan, Mono-sec-butoxy-tris(ethylacetoacetat)titan, Mono-t-butoxy-tris(ethylacetoacetat)titan, Tetrakis(ethylacetoacetat)titan, Mono(acetylacetonato)tris(ethylacetoacetat)titan, Bis(acetylacetonato)bis(ethylacetoacetat)titan und Tris(acetylacetonato)mono(ethylacetoacetat)titan, Zirconiumchelatverbindungen wie etwa Triethoxymono(acetylacetonato)zirconium, Tri-n-propoxy-mono(acetylacetonato)zirconium, Tri-i-propoxy-mono(acetylacetonato)zirconium, Tri-n-butoxy-mono(acetylacetonato)zirconium, Tri-sec-butoxy-mono(acetylacetonato)zirconium, Tri-t-butoxy-mono(acetylacetonato)zirconium, Diethoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Di-n-propoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Di-i-propoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Di-n-butoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Di-sec-butoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Di-t-butoxy-bis(acetylacetonato)zirconium, Monoethoxy-tris(acetylacetonato)zirconium, Mono-n-propoxy-tris(acetylacetonato)zirconium, Mono-i-propoxy-tris(acetylacetonato)zirconium, Mono-n-butoxy-tris(acetylacetonato)zirconium, Mono-sec-butoxy-tris(acetylacetonato)zirconium, Mono-t-butoxy-tris-(acetylacetonato)zirconium, Tetrakis(acetylacetonato)zirconium, Triethoxymono(ethylacetoacetat)zirconium, Tri-n-propoxy-mono(ethylacetoacetat)zirconium, Tri-i-propoxy-mono(ethylacetoacetat)zirconium, Tri-n-butoxy-mono(ethylacetoacetat)zirconium, Tri-sec-butoxy-mono(ethylacetoacetat)zirconium, Tri-t-butoxy-mono(ethylacetoacetat)zirconium, Diethoxy bis(ethylacetoacetat)zirconium, Di-n-propoxy-bis(ethylacetoacetat)zirconium, Di-i-propoxy-bis(ethylacetoacetat)zirconium, Di-n-butoxy-bis(ethylacetoacetat)zirconium, Di-sec-butoxy-bis(ethylacetoacetat)zirconium, Di-t-butoxy-bis(ethylacetoacetat)zirconium, Monoethoxytris(ethylacetoacetat)zirconium, Mono-n-propoxy-tris(ethylacetoacetat)zirconium, Mono-i-propoxy-tris(ethylacetoacetat)zirconium, Mono-n-butoxy-tris-(ethylacetoacetat)zirconium, Mono-sec-butoxy-tris(ethylacetoacetat)zirconium, Mono-t-butoxy-tris(ethylacetoacetat)zirconium, Tetrakis(ethylacetoacetat)zirconium, Mono(acetylacetonato)tris(ethylacetoacetat)zirconium, Bis(acetylacetonato)bis(ethylacetoacetat)zirconium und Tris(acetylacetonato)mono(ethylacetoacetat)zirconium und Aluminiumchelatverbindungen wie etwa Tris(acetylacetonato)aluminium und Tris(ethylacetoacetat)aluminium ein.
  • Die organischen Säuren schließen z. B. Essigsäure, Propansäure, Butansäure, Pentansäure, Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Methylmalonsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Gallussäure, Butyralsäure, Mellithsäure, Arachidonsäure, 2-Ethylhexansäure, Oleinsäure, Stearinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Salicylsäure, Benzoesäure, p-Aminobenzoesäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Monochloressigsäure, Dichloressigsäure, Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure, Ameisensäure, Malonsäure, Sulfonsäure, Phthalsäure, Fumarsäure, Zitronensäure und Weinsäure ein. Oxalsäure und Maleinsäure sind speziell bevorzugt.
  • Die anorganischen Säuren schließen z. B. Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure und Phosphorsäure ein.
  • Die organischen Basen schließen z. B. Pyridin, Pyrrol, Piperazin, Pyrrolidin, Piperidin, Picolin, Trimethylamin, Triethylamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Dimethylmonoethanolamin, Monomethyldiethanolamine, Triethanolamin, Diazabicyclooctan, Diazabicyclononan, Diazabicycloundecen und Tetramethylammoniumhydroxid ein.
  • Die anorganischen Basen schließen z. B. Anmmoniak, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Bariumhydroxid und Calciumhydroxid ein. Von diesen Katalysatoren sind die Metallchelatverbindungen, die organischen Säuren und die anorganischen Säuren bevorzugt, und die Titanchelatverbindungen und die organischen Säuren sind mehr bevorzugt. Sie können entweder allein oder in Kombination eingesetzt werden.
  • Die eingesetzte Menge der vorstehend erwähnten Katalysatoren beträgt üblicherweise 0,001 bis 10 Gewichtsteile und bevorzugt 0,01 bis 10 Gewichtsteile auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Komponente (A) (hinsichtlich eines vollständig hydrolysierten und/oder kondensierten Produkts).
  • Komponente (B)
  • In der Erfindung schließen die säureerzeugenden Mittel durch Hitze säureerzeugende latente Mittel und durch Licht bzw. Lichteinfluss säureerzeugende latente Mittel ein.
  • Die durch Hitze säureerzeugenden latenten Mittel sind Verbindungen, die Säuren erzeugen, indem man sie üblicherweise auf 50 °C bis 450 °C und bevorzugt 200 °C bis 350 °C erhitzt, und Oniumsalze wie etwa Sulfoniumsalze, Benzothiazoliumsalze, Ammoniumsalze und Phosphoniumsalze werden eingesetzt.
  • Spezielle Beispiele für die vorstehend erwähnten Sulfoniumsalze schließen Alkylsulfoniumsalze wie etwa 4-Acetophenyldimethylsulfoniumhexafluorantimonat, 4-Acetoxyphenyldimethylsulfoniumhexafluorarsenat, Dimethyl-4-(benzyloxycarbonyloxy)phenylsulfoniumhexafluorantimonat, Dimethyl-4-(benzoyloxy)phenylsulfoniumhexafluorantimonat, Dimethyl-4-(benzoyloxy)phenylsulfoniumhexafluorarsenat und Dimethyl-3-chlor-4-acetoxyphenylsulfoniumhexafluorantimonat, Benzylsulfoniumsalze wie etwa Benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, Benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorphosphat, 4-Acetoxyphenylbenzylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, Benzyl-4-methylphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, Benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, Benzyl-3-chlor-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorarsenat, 4-Methoxybenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorphosphat, Benzointosylat und 2-Nitrobenzyltosylat, Dibenzylsulfoniumsalze wie etwa Dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorantimonat, Dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorphosphat, 4-Acetoxyphenyldibenzylsulfoniumhexafluorantimonat, Dibenzyl-4-methoxyphenylsulfoniumhexafluorantimonat, Dibenzyl-3-chlor-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorarsenat, Dibenzyl-3- methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenylsulfoniumhexafluorantimonat und Benzyl-4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorphosphat und substituierte Benzylsulfoniumsalze wie etwa p-Chlorbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, p-Nitrobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, p-Chlorbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorphosphat, p-Nitrobenzyl-3-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, 3,5-Dichlorbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat und o-Chlorbenzyl-3-chlor-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat ein.
  • Spezielle Beispiele für die vorstehend erwähnten Benzothiazoniumsalze schließen Benzylbenzothiazoliumsalze wie etwa 3-Benzylbenzothiazoliumhexafluorantimonat, 3-Benzylbenzothiazoliumhexafluorphosphat, 3-Benzylbenzothiazoliumtetrafluorborat, 3-(p-Methoxybenzyl)benzothiazoliumhexafluorantimonat, 3-Benzyl-2-methylthiobenzothiazoliumhexafluorantimonat und 3-Benzyl-5-chlorbenzothiazoliumhexafluorantimonat ein.
  • Des Weiteren kann als ein Beispiel für das durch Hitze säureerzeugende Mittel, welches von den vorstehenden verschieden ist, 2,4,4,6-Tetrabromcyclohexadienon angegeben werden.
  • Von diesen werden 4-Acetoxyphenyldimethylsulfoniumhexafluorarsenat, Benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, 4-Acetoxyphenylbenzylmethylsulfoniumhexafluorantimonat, Dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorantimonat, 4-Acetoxyphenyldibenzylsulfoniumhexafluorantimonat und 3-Benzylbenzothiazoliumhexafluorantimonat bevorzugt verwendet. Käufliche Produkte dieser Verbindungen schließen San-Aid SI-L85, SI-L110, SI-L145, SI-L150 und SI-L160 ein (hergestellt von SanShin Chemical Industry Corp.).
  • Diese Verbindungen können allein oder als eine Kombination von zwei oder mehreren von ihnen eingesetzt werden.
  • Die in der Erfindung eingesetzten durch Licht säureerzeugenden latenten Mittel sind Verbindungen, die Säuren durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen von üblicherweise 1 mJ bis 100 mJ und bevorzugt 10 mJ bis 50 mJ erzeugen.
  • Die durch Licht säureerzeugenden Mittel schließen z. B. durch Licht säureerzeugende Oniumsalzmittel wie etwa Diphenyliodoniumtrifluormethansulfonat, Diphenyliodoniumpyrensulfonat, Diphenyliodoniumdodecylbenzolsulfonat, Diphenyliodoniumnonafluor-n-butansulfonat, Bis(4-t-butylphenyl)iodoniumtrifluormethansulfonat, Bis (4-t-butylphenyl)iodoniumdodecylbenzolsulfonat, Bis-(4-t-butylphenyl)iodoniumnaphthalinsulfonat, Bis(4-t-butylphenyl)iodoniumhexafluorantimonat, Bis (4-t-butylphenyl)iodoniumnonafluor-n-butansulfonat, Triphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat, Triphenylsulfoniumhexafluorantimonat, Triphenylsulfoniumnaphthalinsulfonat, Triphenylsulfoniumnonafluor-n-butansulfonat, (Hydroxyphenyl)benzolmethylsulfoniumtoluolsulfonat, Cyclohexylmethyl(2-oxocyclohexyl)sulfoniumtrifluormethansulfonat, Dicyclohexyl(2-oxocyclohexyl)sulfoniumtrifluormethansulfonat, Dimethyl(2-oxocyclohexyl)sulfoniumtrifluormethansulfonat, Diphenyliodoniumhexafluorantimonat, Triphenylsulfoniumcamphersulfonat, (4-Hydroxyphenyl)benzylmethylsulfoniumtoluolsulfonat, 1-Naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 1-Naphthyldiethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Cyano-1-naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Nitro-1-naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Methyl-1-naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Cyano-1-naphthyldiethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Nitro-1-naphthyldiethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Methyl-1-naphthyldiethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Hydroxy-1-naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat, 4-Hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Methoxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Ethoxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Methoxymethoxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Ethoxymethoxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-(1-Methoxyethoxy)-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-(2-Methoxyethoxy)-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Methoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Ethoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-n-Propoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-i-Propoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-n-Butoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-t-Butoxycarbonyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-(2-Tetrahydrofuranyloxy)-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-(2-Tetrahydropyranyloxy)-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 4-Benzyloxy-1-naphthyltetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, 1-(Naphthylacetomethyl)tetrahydrothiophentrifluormethansulfonat, Diphenyl-4-methoxyphenylsulfoniumnonafluor-n-butansulfonat, Diphenyl-4-methoxyphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat, Diphenyl-4-methylphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat, Diphenyl-4-tert-butyl-sulfoniumperfluoroctansulfonat, Pyrogalloltristrifluormethansulfonat, Nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracen-2-sulfonat und N-Hydroxysuccinimidtrifluormethansulfonat, durch Licht säureerzeugende halogenhaltige Mittel wie etwa Phenylbis(trichlormethyl)-s-triazin, Methoxyphenylbis(trichlormethyl)-s-triazin und Naphthylbis(trichlormethyl)-s-triazin, durch Licht säureerzeugende Diazoketonmittel wie etwa 1,2-Naphthochinondiazido-4-sulfonylchlorid, 1,2-Naphthochinondiazido-5-sulfonylchlorid und 1,2-Naphthochinondiazido-4-sulfonsäureester oder 1,2- Naphthochinondiazido-5-sulfonsäureester von 2,3,4,4'-Tetrabenzophenon, durch Licht säureerzeugende Sulfonmittel wie etwa 4-Trisphenacylsulfon, Mesitylphenacylsulfon und Bis(phenylsulfonyl)methan und durch Licht säureerzeugende Mittel aus Sulfonsäureverbindungen wie etwa Benzointosylat, Trifluormethansulfonylbicyclo-[2.2.1]-hept-5-en-2,3-dicarbodiimid und 1,8-Naphthalindicarbonsäureimidtrifluormethansulfonat ein.
  • Diese können allein oder als eine Kombination von zwei oder mehreren von ihnen eingesetzt werden.
  • Speziell bevorzugte Beispiel für diese säureerzeugenden Mittel schließen Triphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat, Triphenylsulfoniumnonafluor-n-butan-sulfonat, Diphenyl-4-methoxyphenylsulfoniumnonafluor-n-butansulfonat, Diphenyl-4-methoxyphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat, Diphenyl-4-methylphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat und Diphenyl-4-tert-butylsulfoniumperfluoroctansulfonat ein.
  • Die Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack der Erfindung umfasst die Komponente (A) und die Komponente (B) gelöst oder dispergiert in einem organischen Lösungsmittel.
  • Die in der Erfindung eingesetzten organischen Lösungsmittel schließen z. B. aliphatische Kohlenwasserstofflösungsmittel wie etwa n-Pentan, i-Pentan, n-Hexan, i-Hexan, n-Heptan, i-Heptan, 2,2,4-Trimethylpentan, n-Octan, i-Octan, Cyclohexan and Methylcyclohexan, aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel wie etwa Benzol, Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Trimethylbenzol, Methylethylbenzol, n-Propylbenzol, i-Propylbenzol, Diethylbenzol, i-Butylbenzol, Triethylbenzol, Di-i-propylbenzol, n-Amylnaphthalin und Trimethylbenzol, einwertige Alkohollösungsmittel wie etwa Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, n-Butanol, i-Butanol, sec-Butanol, t-Butanol, n-Pentanol, i-Pentanol, 2-Methylbutanol, sec-Pentanol, t-Pentanol, 3-Methoxybutanol, n-Hexanol, 2-Methylpentanol, sec-Hexanol, 2-Ethylbutanol, sec-Heptanol, Heptanol-3, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, sec-Octanol, n-Nonylalkohol, 2,6-Dimethylheptanol-4, n-Decanol, sec-Undecylalkohol, Trimethylnonylalkohol, sec-Tetradecylalkohol, sec-Heptadecylalkohol, Phenol, Cyclohexanol, Methylcyclohexanol, 3,3,5-Trimethylcyclohexanol, Benzylalkohol, Phenylmethylcarbinol, Diacetonalkohol und Cresol, mehrwertige Alkohollösungsmittel wie etwa Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Butylenglycol, Pentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, Hexandiol-2,5, Heptandiol-2,4, 2-Ethylhexandiol-1,3, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Triethylenglycol, Tripropylenglycol und Glycerin, Ketonlösungsmittel wie etwa Aceton, Methylethylketon, Methyl-n-propylketon, Methyl-n-butylketon, Diethylketon, Methyl-i-butylketon, Methyl-n-pentylketon, Ethyl-n-butylketon, Methyl-n-hexylketon, Di-i-butylketon, Trimethylnonanon, Cyclohexanon, Methylcyclohexanon, 2,4-Pentandion, Acetonylaceton, Diacetonalkohol, Acetophenon und Fenchon, Etherlösungsmittel wie etwa Ethylether, i-Propylether, n-Butylether, n-Hexylether, 2-Ethylhexylether, Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Dioxolan, 4-Methyldioxolan, Dioxan, Dimethyldioxan, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycoldiethylether, Ethylenglycolmono-n-butylether, Ethylenglycolmono-n- hexylether, Ethylenglycolmonophenylether, Ethylenglycolmono-2-ethylbutylether, Ethylenglycoldibutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycoldiethylether, Diethylenglycolmono-n-butylether, Diethylenglycol-di-n-butylether, Diethylenglycolmono-n-hexylether, Ethoxytriglycol, Tetraethylenglycol-di-n-butylether, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Tripropylenglycolmonomethylether, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran, Esterlösunsmittel wie Diethylcarbonat, Methylacetat, Ethylacetat, γ-Butyrolacton, γ-Valerolacton, n-Propylacetat, i-Propylacetat, n-Butylacetat, i-Butylacetat, sec-Butylacetat, n-Pentylacetat, sec-Pentylacetat, 3-Methoxybutylacetat, Methylpentylacetat, 2-Ethylbutylacetat, 2-Ethylhexylacetat, Benzylacetat, Cyclohexylacetat, Methylcyclohexylacetat, n-Nonylacetat, Methylacetoacetat, Ethylacetoacetat, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmono-n-butyletheracetat, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Propylenglycolmonoethyletheracetat, Propylenglycolmonopropyletheracetat, Propylenglycolmonobutyletheracetat, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, Dipropylenglycolmonoethyletheracetat, Glycoldiacetat, Methoxytriglycolacetat, Ethylpropionat, n-Butylpropionat, i-Amylpropionat, Diethyloxalat, Di-n-butyloxalat, Methyllactat, Ethyllactat, n-Butyllactat, n-Amyllactat, Diethylmalonat, Dimethylphthalat und Diethylphthalat, stickstoffhaltige Lösungsmittel wie etwa N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid, Acetamid, N-Methylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methylpropionamid und N-Methylpyrrolidon und schwefelhaltige Lösungsmittel wie etwa Dimethylsulfid, Diethylsulfid, Thiophen, Tetrahydrothiophen, Dimethylsulfoxid, Sulfolan und 1,3-Propansulfon ein. Sie können allein oder als eine Mischung von zwei oder mehr von ihnen eingesetzt werden.
  • In der Erfindung ist es speziell bevorzugt, Lösungsmittel einzusetzen, welche durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt werden: R8O(R10)eR9 (5)wobei R8 und R10 jeweils unabhängig Wasserstoffatome oder einbindige organische Gruppen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylgruppen mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und CH3CO- bezeichnen, R10 eine Alkylengruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnet und e die ganze Zahl 1 oder 2 bezeichnet.
  • Bevorzugte Beispiele für die durch die allgemeine Formel (5) dargestellten Lösungsmittel schließen Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonobutylether, Propylenglycoldimethylether, Propylenglycoldiethylether, Propylenglycoldipropylether, Propylenglycoldibutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycoldimethylether, Dipropylenglycoldiethylether, Dipropylenglycoldipropylether, Dipropylenglycoldibutylether, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Propylenglycolmonoethyletheracetat, Prpylenglycolmonopropyletheracetat, Propylenglycolmonobutyletheracetat, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, Dipropylenglycolmonoethyletheracetat, Dipropylenglycolmonopropyletheracetat, Dipropylenglycolmonobutyletheracetat, Propylenglycoldiacetat, Dipropylenglycoldiacetat und Propylenglycol ein. Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonoisopropylether, Propylenglycolmonobutylether, Propylenglycoldimethylether, Propylenglycoldiethylether, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Propoylenglycolmonoethyletheracetat und Propylenglycolmonopropyletheracetat sind bezüglich der Lagerungsstabilität der Lösung bevorzugt. Speziell bevorzugt sind Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonoisopropylether und Propylenglycolmonobutylether. Sie können allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von ihnen eingesetzt werden.
  • Die Zusammensetzungen für die Unterschichtfilme für Fotolack der Erfindung enthalten das vorstehend erwähnte organische Lösungsmittel. Allerdings können ähnliche Lösungsmittel eingesetzt werden, wenn die Verbindung (1) hydrolysiert und/oder teilweise kondensiert wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Verbindung (1) in der Gegenwart der durch die vorstehend erwähnte Formel (5) dargestellten Lösungsmittel hydrolysiert und/oder teilweise kondensiert wird.
  • In der Zusammensetzung der Erfindung beträgt der Gehalt an Alkohol mit einem Siedepunkt von 100 °C oder niedriger unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit des Beschichtungsfilms bevorzugt 2 Gew.-% oder weniger und mehr bevorzugt 1 Gew.-% oder weniger. Alkohol mit einem Siedepunkt von 100 °C oder niedriger wird manchmal beim Hydrolysieren und/oder Kondensieren der Verbindung (1) erzeugt. Es ist daher bevorzugt, dass der Alkohol durch Destillation entfernt wird, so dass sich ein Alkoholgehalt von 2 Gew.-% oder weniger und bevorzugt 1 Gew.-% oder weniger ergibt.
  • Wenn des Weiteren die Zusammensetzung für den Unterschichtfilm für Fotolack der Erfindung hergestellt wird, wird Wasser bevorzugt in einer Menge von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Gesamtzusammensetzung zugegeben. Wenn der Wassergehalt weniger als 0,2 Gewichtsteile beträgt oder 10 Gewichtsteile übersteigt, wird die Lagerungsstabilität der Zusammensetzung in einigen Fällen verschlechtert.
  • Darüber hinaus beträgt die in der Zusammensetzung enthaltende Menge an Natrium und Eisen unter dem Gesichtspunkt der Auflösung des Fotolacks bevorzugt 20 ppb oder weniger und speziell bevorzugt 15 ppb oder weniger. Die Zusammensetzung ist manchmal mit Natrium und Eisen verunreinigt, welches aus den eingesetzten Rohmaterialien stammt, so dass die Rohmaterialien bevorzugt durch Destillation oder dergleichen aufgereinigt werden.
  • Der Anteil der in der Zusammensetzung für den Unterschichtfilm eines Fotolacks der Erfindung verwendeten Komponente (B) beträgt bevorzugt 1 bis 30 Gewichtsteile und mehr bevorzugt 1 bis 10 Gewichtsteile auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Komponente (A) (hinsichtlich eines vollständig hydrolysierten und/oder kondensierten Produkts). Ein Gehalt der Komponente (B) von weniger als 1 Gewichtsteil führt vermehrt zu Fotolackmustern mit einem Auslauf bzw. einem Fuß („Footing"), während eine Menge von mehr als 30 Gewichtsteilen zu einer Zunahme der Unterätzung der Fotolackmuster führt.
  • Die Zusammensetzungen für die Unterschichtfilme eines Fotolacks der Erfindung können des Weiteren die folgenden Komponenten enthalten.
  • β-Diketon
  • Beispiele für die β-Diketone schließen Acetylaceton, 2,4-Hexandion, 2,4-Heptandion, 3,5-Heptandion, 2,4-Octandion, 3,5-Octandion, 2,4-Nonandion, 3,5-Nonandion, 5-Methyl-2,4-hexandion, 2,2,6,6-Tetramethyl-3,5-Heptandion und 1,1,1,5,5,5-Hexafluor-2,4-Heptandion ein. Diese können allein oder in Kombination eingesetzt werden.
  • In der Erfindung beträgt die in der Zusammensetzung zur Filmerzeugung enthaltende Menge des β-Diketons bevorzugt 1 bis 50 Gew.-% und mehr bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% auf der Grundlage des gesamten Lösungsmittels.
  • Die Zugabe des β-Diketons innerhalb solch eines Bereichs ergibt eine bestimmte Lagerungsstabilität und führt weniger wahrscheinlich zu verschlechterten Eigenschaften wie etwa der Gleichmäßigkeit des Beschichtungsfilms der Zusammensetzung zur Filmerzeugung.
  • Andere
  • Die in der Erfindung erhaltenen Zusammensetzungen zur Filmerzeugung können des Weiteren Komponenten wie etwa kolloides Siliciumoxid, kolloides Aluminiumoxid, organische Polymere und oberflächenaktive Mittel enthalten.
  • Kolloides Siliciumoxid ist z. B. eine Dispersion, in welcher hochreines Kieselsäureanhydrid in dem vorstehend erwähnten hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiert ist. Seine mittlere Teilchengröße beträgt üblicherweise 5 μm bis 30 μm und bevorzugt 10 μm bis 20 μm, und der Feststoffgehalt davon beträgt etwa 10 bis etwa 40 Gew.-%. Solch ein kolloides Siliciumoxid schließt z. B. Methanol Silica Sol und Isopropanol Silica Sol, hergestellt von Nissan Chemical Industries Ltd., und Oscal, hergestellt von Catalysts & Chemical Industries Co., Ltd., ein.
  • Kolloides Aluminiumoxid schließt Alumina Sol 520, 100 und 200, hergestellt von Nissan Chemical Industries Ltd., und Alumina Clear Sol, Alumina Sol 10 und 132, hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., ein.
  • Beispiele für die organischen Polymere schließen Verbindungen mit Polyalkylenoxidstrukturen, Verbindungen mit Zuckerkettenstrukturen, Vinylamidpolymere, (Meth)acrylatverbindungen, aromatische Vinylverbindungen, Dendrimere, Polyimide, Polyamidsäuren, Polyarylene, Polyamide, Polychinoxaline, Polyoxadiazole und Fluorpolymere ein.
  • Die oberflächenaktiven Mittel schließen z. B. nichtionische oberflächenaktive Mittel, anionische oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel und amphotere oberflächenaktive Mittel und des Weiteren oberflächenaktive Siliconmittel, oberflächenaktive Polyalkylenoxidmittel und fluorhaltige oberfächenaktive Mittel ein.
  • Diese Erfindung wird nachstehend detaillierter mit Bezug auf Beispiele veranschaulicht, aber die folgende Offenbarung zeigt bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und es ist für sie nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung zu beschränken.
  • Die Zusammensetzungen für die Unterschichtfilme für Fotolack werden durch die folgenden Verfahren bewertet.
  • (Bewertung der Anhaftung eines Fotolacks)
  • NFC B007, hergestellt von JSR Corporation, wurde durch Schleuderbeschichten auf einen Siliconwaver aufgebracht, um einen antireflektierenden Film auszubilden, und wurde auf einer heißen Platte bei 190 °C für eine Minute getrocknet. Dann wurde ein Unterschichtfilm für Fotolack erzeugt und ein Fotolack (PFR 3650, hergestellt von JSR Corporation) wurde auf den Unterschichtfilm für Fotolack aufgebracht, gefolgt von Trocknen bei 100 °C für eine Minute. Durch eine Quarzmaske mit einem Linien/Raum-Muster von 0,5 μm wurden I-Strahlen für 15 Sekunden eingestrahlt. Nach einer Entwicklung mit einer 2,38%igen wässrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid für eine Minute wurde auf einem Substrat das Fotolackmuster unter einem SEM betrachtet. Wenn keine Abtrennung bei der Entwicklung auftrat, wurde es als „keine Abtrennung" bewertet.
  • (Bewertung der Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters)
  • NFC B007, hergestellt von JSR Corporation, wurde durch Schleuderbeschichten auf einen Siliconwaver aufgebracht, um einen antireflektierenden Film auszubilden, und wurde auf einer heißen Platte bei 190 °C für eine Minute getrocknet. Dann wurde ein Unterschichtfilm für Fotolack erzeugt und ein Fotolack (PFR 3650, hergestellt von JSR Corporation) wurde auf den Unterschichtfilm für Fotolack aufgebracht, gefolgt von Trocknen bei 100 °C für eine Minute. Durch eine Quarzmaske mit einem Linien/Raum-Muster von 0,5 μm wurden I-Strahlen für 15 Sekunden eingestrahlt. Nach einer Entwicklung mit einer 2,38%igen wässrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid für eine Minute wurde auf einem Substrat das Fotolackmuster unter einem SEM betrachtet. Wenn der Fotolack in einem belichteten Bereich nicht unentwickelt zurückblieb und ein Rechteck erzeugt wurde, wurde dies als „gut" bewertet.
  • (Bewertung der Beständigkeit gegenüber Lau e)
  • Ein Unterschichtfilm für Fotolack wurde für eine Minute in eine 2,38%ige wässrige Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid eingetaucht. Wenn die Veränderung der Dicke des Beschichtungsfilms vor und nach dem Eintauchen 1 nm oder weniger betrug, wurde dies als „gut" bewertet.
  • (Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung)
  • Ein Unterschichtfilm für Fotolack wurde bei 200 W für 15 Sekunden unter Einsatz eines fassartigen Sauerstoffplasma-Veraschungssystems (PR-501A, hergestellt von Yamamoto Scientific Co., Ltd.) mit O2 behandelt. Wenn die Veränderung der Filmdicke vor und nach der Behandlung 3 nm oder weniger betrug, wurde dies als „gut" bewertet.
  • BEZUGSBEISPIEL 1
    • (1) In 298 g Propylenglycolmonopropylether wurden 106,4 g Tetramethoxysilan gelöst. Dann wurde die resultierende Lösung mit einem 3-1-Motor gerührt und die Temperatur der Lösung wurde bei 60 °C gehalten. Danach wurden 50 g destilliertes Wasser, in denen 2,1 g Maleinsäure gelöst waren, über eine Stunde zu der Lösung zugegeben. Nach einer Reaktion bei 60 °C für vier Stunden wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurden 90 g einer methanolhaltigen Lösung durch Verdampfen bei 50 °C aus der Reaktionslösung abgezogen, gefolgt von Zugabe von 643 g Propylenglycolmonopropylether. So wurde die Lösung (A) erhalten.
    • (2) Zu der Lösung (A) wurden 5 g Bis (4-t-butylphenyl)iodoniumcamphersulfonat als Komponente (B) zugegeben, um eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack zu erhalten. Die resultierende Zusammensetzung wurde durch ein Teflonfilter mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert.
    • (3) NFC B007, hergestellt von JSR Corporation, wurde durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf einen Siliconwaver aufgebracht, um einen antireflektierenden Film zu erzeugen, und wurde auf einer heißen Platte bei 190 °C für eine Minute getrocknet. Dann wurde die unter dem vorstehend beschriebenen Punkt (2) erhaltene Zusammensetzung durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf den antireflektierenden Film aufgebracht und auf einer heißen Platte bei 200 °C für 2 Minuten getrocknet, um einen Unterschichtfilm für Fotolack auszubilden. Die Dicke des resultierenden Unterschichtfilms für Fotolack wurde mit einem optischen Dickemesser gemessen. Im Ergebnis betrug seine Dicke 70 nm.
    • (4) Bewertungsergebnisse Haftung des Fotolacks: keine Abtrennung Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters: gut Beständigkeit gegenüber Lauge: gut (Veränderung der Filmdicke: 0,1 nm) Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung: gut (Veränderung der Filmdicke: 2,5 nm)
  • BEISPIEL 2
  • Synthesebeispiel 1
  • In 359 g Propylenglycolmonopropylether wurden 107,7 g Tetramethoxysilan gelöst. Dann wurde die resultierende Lösung mit einem 3-1-Motor gerührt, und die Temperatur der Lösung wurde bei 60 °C gehalten. Danach wurden 42 g destillierten Wassers, in denen 2,5 g Maleinsäure gelöst waren, über eine Stunden zu der Lösung zugegeben. Nach einer Reaktion bei 60 °C für vier Stunden wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu dieser Reaktionslösung wurden 136 g Propylenglycolmonopropylether zugegeben, und 136 g einer methanolhaltigen Lösung wurden aus der Reaktionslösung durch Verdampfen bei 50 °C abgezogen, um die Lösung (A-1) zu erhalten.
  • Synthesebeispiel 2
  • Die Reaktionslösung (B-1) wurde auf die gleiche Weise wie im Synthesebeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass 96,4 g Methyltrimethoxysilan anstelle des Tetramethoxysilans eingesetzt wurden.
    • (1) Die Reaktionslösung (A-1) (95 g), die im Synthesebeispiel 1 erhalten wurde, 5 g der im Synthesebeispiel 2 erhaltenen Reaktionslösung (B-1) und 0,3 g Triphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat wurden vermischt und ausgiebig gerührt. Die resultierende Lösung wurde durch ein Teflonfilter mit einer Porengröße von 0,2 μm filtriert, durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf einen Siliconwaver aufgebracht und auf einer heißen Platte bei 350 °C für 2 Minuten getrocknet. Die Dicke des resultierenden Überzugsfilms wurde mit einem optischen Dickemesser gemessen. Im Ergebnis betrug seine Dicke 95 nm.
    • (2) Bewertungsergebnisse Haftung des Fotolackes: keine Abtrennung Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters: gut Beständigkeit gegenüber Lauge: gut (Veränderung der Filmdicke: 0,3 nm) Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung: gut (Veränderung der Filmdicke: 1,8 nm)
  • BEISPIEL 3
  • Synthesebeispiel 3
  • Die Reaktionslösung (B-2) wurde auf die gleiche Weise wie im Synthesebeispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass 0,4 g Isopropoxytitantetraethylacetylacetat anstelle von Maleinsäure eingesetzt und vorausgehend mit Methyltrimethoxysilan vermengt wurden.
    • (1) Eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 2 hergestellt und aufgebracht, um einen Überzugsfilm auszubilden, mit der Ausnahme, dass die im Synthesebeispiel 3 erhaltene Reaktionslösung (B-2) anstelle der Reaktionslösung (B-1) eingesetzt wurde. Die Dicke des resultierenden Überzugsfilms wurde mit einem optischen Dickemesser gemessen. Im Ergebnis betrug seine Dicke 70 nm.
    • (2) Bewertungsergebnisse Haftung des Fotolacks: keine Abtrennung Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters: gut Beständigkeit gegenüber Lauge: gut (Veränderung der Filmdicke: 0,5 nm) Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung: gut (Veränderung der Filmdicke: 1,6 nm)
  • BEISPIEL 4
  • Synthesebeispiel 4
  • In 359 g Propylenglycolmonopropylether wurden 59,8 g Tetramethoxysilan und 47,9 g Methyltrimethoxysilan gelöst. Dann wurde die resultierende Lösung mit einem 3-1-Motor gerührt, und die Temperatur der Lösung wurde bei 60 °C gehalten. Danach wurden 42 g destilliertes Wassers, in denen 2,5 g Maleinsäure gelöst waren, über eine Stunde zu der Lösung zugegeben. Nach einer Reaktion bei 60 °C für 4 Stunden wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu dieser Reaktionslösung wurden 136 g Propylenglycolmonopropylether zugegeben, und 136 g einer methanolhaltigen Lösung wurden aus der Reaktionslösung durch Verdampfen bei 50 °C abgezogen, um die Lösung (B-3) zu erhalten.
    • (1) Eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 2 hergestellt und aufgebracht, um einen Überzugsfilm auszubilden, mit der Ausnahme, dass die im Synthesebeispiel 4 erhaltene Reaktionslösung (B-3) anstelle der Reaktionslösung (B-1) eingesetzt wurde. Die Dicke des resultierenden Überzugsfilms wurde mit einem optischen Dickemesser gemessen. Im Ergebnis betrug seine Dicke 95 nm.
    • (2) Bewertungsergebnisse Haftung des Fotolacks: keine Abtrennung Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters: gut Beständigkeit gegenüber Lauge: gut (Veränderung der Filmdicke: 0,3 nm) Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung: gut (Veränderung der Filmdicke: 1,8 nm)
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
    • (1) Eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und aufgebracht, um einen Überzugsfilm auszubilden, gefolgt von der Bewertung, mit der Ausnahme, dass Bis(4-t-butylphenyl)iodoniumchamphersulfonat nicht zu der Lösung (A) zugegeben wurde. Die Dicke des resultierenden Überzugsfilms wurde mit einem optischen Dickemesser gemessen. Im Ergebnis betrug seine Dicke 70 nm.
    • (2) Bewertungsergebnisse Haftung des Fotolacks: eine Abtrennung wurde beobachtet Reproduzierbarkeit des Fotolackmusters: schlecht (das Fotolackmuster wies ein „Footing" auf) Beständigkeit gegenüber Lauge: gut (Veränderung der Filmdicke: 0,1 nm) Beständigkeit gegenüber Sauerstoffveraschung: gut (Veränderung der Filmdicke: 2,5 nm)
  • Die Zusammensetzungen für die Unterschichtfilme für Fotolack der Erfindung weisen eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Fotolackmuster, eine hervorragende Haftung an den Fotolacken, eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Entwicklungslösungen, die nach Belichtung der Fotolacke eingesetzt werden, und einen verringerten Filmverlust durch Sauerstoffveraschung der Fotolacke auf.
  • Es werden eine Zusammensetzung für einen Unterschichtfilm für Fotolack mit hervorragender Reproduzierbarkeit eines Fotolackmusters, hervorragender Haftung an einen Fotolack, hervorragender Beständigkeit gegenüber einer Entwicklungslösung, die nach der Belichtung des Fotolacks eingesetzt wird, und einem verminderten Filmverlust durch Sauerstoffveraschung des Fotolacks sowie ein Verfahren zur Herstellung von dieser offenbart, wobei die Zusammensetzung umfasst:
    beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat von (A) wenigstens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (A-1) einer durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindung: R1 aSi(OR2)4-a (1)wobei R1 ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom oder eine einbindige organische Gruppe bezeichnet, R2 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet und a eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet, und (A-2) einer durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellten Verbindung: R3 b(R4O)3-bSi-(R7)d-Si(OR5)3-cR6 c(2) wobei R3, R4, R5 und R6, die gleich oder verschieden sein können, jeweils einbindige organische Gruppen bezeichnen, b und c, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ganze Zahlen von 0 bis 2 bezeichnen, R7 ein Wasserstoffatom oder -(CH2)n- bezeichnet, d 0 oder 1 bezeichnet und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 bezeichnet, und
    (B) eine Verbindung, die durch ultraviolette Bestrahlung und/oder Erhitzen eine Säure erzeugt.

Claims (18)

  1. Zusammensetzung für einen Fotolackfilm als Unterschicht umfassend: (A) beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat wenigstens einer durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellten Verbindung (a1): Si(OR2)4 (3)wobei R2 eine einbindige organische Gruppe bezeichnet, und des Weiteren beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat einer durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellten Verbindung: R3 b(R4O)3-bSi-(R7)d-Si(OR5)3-cR6 c (2)wobei R3, R4, R5 und R6, die gleich oder verschieden sein können, jeweils einbindige organische Gruppen bezeichnen, b und c, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnen, R7 ein Sauerstoffatom oder -(CH2)n- bezeichnet, d 0 oder 1 bezeichnet und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 bezeichnet, und (B) eine Verbindung, die durch ultraviolette Bestrahlung und/oder Erhitzen eine Säure erzeugt.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die des Weiteren als Komponente (A) beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat von (a2) einer durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellten und zu jenen der im Anspruch 1 definierten allgemeinen Formel (3) unterschiedlichen Silanverbindung umfasst: R1 nSi(OR2)4-n (4)wobei R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, einbindige organische Gruppen bezeichnen und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, in welcher der Gehalt der Verbindung (a2) (bezogen auf ein vollständig hydrolysiertes und/oder kondensiertes Produkt) auf Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Verbindung (a1) (bezogen auf ein vollständig hydrolysiertes und/oder kondensiertes Produkt) 0,5 bis 50 Gewichtsteile beträgt.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher die Verbindung (a1) beide oder eines von Tetramethoxysilan und Tetraethoxysilan ist.
  5. Zusammensetzung nach Anspruch 2, in welcher die Verbindung (a2) wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan und Dimethyldiethoxysilan ist.
  6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher die Verbindung (B) wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Oniumsalzmitteln, die thermisch eine Säure erzeugen, Oniumsalzmitteln, die durch Lichteinfluss eine Säure erzeugen, halogenhaltigen Mitteln, die durch Lichteinfluss eine Säure erzeugen, Diazoketonmitteln, die durch Lichteinfluss eine Säure erzeugen, Sulfonmitteln, die durch Lichteinfluss eine Säure erzeugen, und Mitteln aus Sulfonsäureverbindung, die durch Lichteinfluss eine Säure erzeugen, ist.
  7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher der Gehalt der Verbindung (B) auf Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Komponente (A) (bezogen auf ein vollständig hydrolysiertes und/oder kondensiertes Produkt) 1 bis 30 Gewichtsteile beträgt.
  8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die des Weiteren als ein organisches Lösungsmittel eine Verbindung umfasst, die durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt wird: R8O(R10O)eR9 (5)wobei R8 und R10 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine einbindige organische Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylgruppen mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und CH3CO- bezeichnen, R10 eine Alkylengruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnet und e die ganze Zahl 1 oder 2 bezeichnet.
  9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, in welcher die durch die allgemeine Formel (5) dargestellte Verbindung wenigstens einer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonoisopropylether und Propylenglycolmonobutylether ist.
  10. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die des Weiteren auf Grundlage von 100 Gewichtsteilen der gesamten Zusammensetzung 0,2 bis 10 Gewichtsteile Wasser umfasst.
  11. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher der Gehalt eines Alkohols mit einem Siedepunkt von 100°C oder niedriger 2 Gewichtsprozent oder weniger beträgt.
  12. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher der Gehalt an Natrium und Eisen 20 ppb oder weniger beträgt.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung für einen Fotolackfilm als Unterschicht, umfassend das Hinzugeben von Wasser zu der im Anspruch 1 definierten Komponente (A) in einer Menge von 0,25 mol bis 3 mol pro mol aller Alkoxygruppen der durch die allgemeinen Formeln (2) und (3) dargestellten Verbindungen, Hydrolisieren und/oder Kondensieren der Verbindung und dann Hinzufügen von (B).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die im Anspruch 1 definierte Komponente (A) und beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat von (a2) einer durch die im Anspruch 2 definierten allgemeinen Formel (4) dargestellten Verbindung miteinander vermischt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die im Anspruch 1 definierte Komponente (A) und beide oder eines von einem Hydrolysat und einem Kondensat, das durch Vermischen einer Verbindung (a1) und (a2) einer durch die im Anspruch 2 definierten allgemeinen Formel (4) dargestellten Verbindung gefolgt von Hydrolyse und Kondensation der Mischung erhalten wird, miteinander vermischt werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Komponente (A) in der Gegenwart eines Lösungsmittels hydrolysiert und/oder kondensiert wird, welches durch die im Anspruch 8 definierte allgemeine Formel (5) dargestellt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Komponente (A) in der Gegenwart wenigstens eines Katalysators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (6) dargestellt werden, organischen Säuren, anorganischen Säuren, organischen Basen und anorganischen Basen hydrolysiert und/oder kondensiert wird: R11 fM(OR12)g-f (6)wobei R11 einen Chelatbildner bezeichnet, M ein Metallatom bezeichnet, R12 eine Alkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen bezeichnet, g die Valenz des Metallatoms M bezeichnet und f eine ganze Zahl von 1-g bezeichnet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Katalysator eine Titan-, Aluminium- oder Zirkoniumchelatverbindung oder eine organische Säure ist.
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