JP2003177206A - Composition for formation of antireflection film and antireflection film - Google Patents

Composition for formation of antireflection film and antireflection film

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JP2003177206A
JP2003177206A JP2001377089A JP2001377089A JP2003177206A JP 2003177206 A JP2003177206 A JP 2003177206A JP 2001377089 A JP2001377089 A JP 2001377089A JP 2001377089 A JP2001377089 A JP 2001377089A JP 2003177206 A JP2003177206 A JP 2003177206A
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antireflection film
film
tantalum
composition
resist
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JP2001377089A
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Japanese (ja)
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Kouji Shiho
浩司 志保
Sachiko Okada
幸子 岡田
Isamu Yonekura
勇 米倉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for the formation of an inorganic antireflection film with which an antireflection film having a high antireflection effect even in a rather thin film and having excellent adhesion property and sticking property with a resist film can be formed and a resist pattern having excellent resolution and accuracy can be formed. <P>SOLUTION: The composition for the formation of an antireflection film contains at least one kind of tantalum-containing product selected from (A1) the reaction products of (a1) tantalum alkoxide and (a2) at least one kind of compound selected from a group consisting of aminoalcohols, compounds having two or more hydroxyl groups in the molecules (except for aminoalcohols), β-diketones, β-ketoesters, β-dicarboxylates, lactic acid, ethyl lactate, and 1,5- cyclooctadiene and (A2) hydrolyzed products of the above reaction products. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の放射線を用
いるリソグラフィープロセスによる微細加工、特に集積
回路素子の製造における微細加工に好適な反射防止膜形
成用組成物、およびそれを用いた反射防止膜とレジスト
パターンの形成方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for forming an antireflection film suitable for microfabrication by a lithographic process using various radiations, particularly for microfabrication in the production of integrated circuit devices, and an antireflection film using the same. And a method for forming a resist pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路素子の製造においては、高集積
度の集積回路を形成するために、リソグラフィープロセ
スにより微細加工が行われる。このリソグラフィープロ
セスは、基板上にレジスト組成物を塗布し、縮小投影露
光装置(ステッパー)によりマスクパターン(パターン
を有する露光用マスク)を介して放射線に露光し、形成
されたパターン状潜像を適当な現像液で現像することに
よって、所望のパターンを得る方法である。しかしなが
ら、このプロセスに用いられるアルミニウム、アルミニ
ウム−シリコン合金、アルミニウム−シリコン−銅合
金、ポリシリコン、タングステンシリサイド等の反射率
の高い基板は、照射した放射線を基板表面で反射する。
このため、露光工程でハレーションや定在波が生じ、微
細なレジストパターンが正確に再現できないという問題
がある。この問題を解決するため、基板上に形成すべき
レジスト膜の下側に基板から反射した放射線を吸収す
る、いわゆる下層反射防止膜を形成する方法が提案され
ている。従来、この種の反射防止膜としては、チタン
膜、二酸化チタン膜、チッ化チタン膜、酸化クロム膜、
カーボン膜またはα−シリコン膜等の無機膜が知られて
いる。しかし、このような無機系反射防止膜の形成に
は、真空蒸着、CVD、スパッタリング等の方法を用い
る必要があるため、真空蒸着装置、CVD装置、スパッ
タリング装置等の特別の装置を必要とする等の欠点があ
った。一方、これらの方法よりも簡便な方法として、回
転塗布(スピンコーティング)法を用いて、有機系反射
防止膜、あるいは色素を含有する無機系反射防止膜を形
成する方法も知られている。しかしながら、一般的な有
機系反射防止膜は、レジスト成分も有機系であるため
に、ドライエッチング工程の際のレジストとの選択性が
小さい。すなわちレジストを残して反射防止膜のみをエ
ッチングすることは極めて困難である。また、色素を含
有する無機系反射防止膜(特開平6−138664号公
報参照)は、一般に染料の添加量が制約されるために、
ハレーションや定在波を十分に防止できず、また被パタ
ーン層およびレジスト膜との接着性、密着性が不十分で
あるなどの問題がある。さらに、従来の反射防止膜で
は、該膜の成分とポジまたはネガ型レジスト膜の成分と
が混じり合う、インターミキシングと呼ばれる現象が起
こるため、抜け不良、裾引きといったレジストパターン
の劣化を招く問題もある。
2. Description of the Related Art In the manufacture of integrated circuit devices, fine processing is performed by a lithographic process in order to form an integrated circuit having a high degree of integration. In this lithographic process, a resist composition is applied onto a substrate and exposed to radiation through a mask pattern (exposure mask having a pattern) by a reduction projection exposure device (stepper), and the formed pattern latent image is appropriately exposed. It is a method of obtaining a desired pattern by developing with a different developing solution. However, the highly reflective substrate such as aluminum, aluminum-silicon alloy, aluminum-silicon-copper alloy, polysilicon, or tungsten silicide used in this process reflects the irradiated radiation on the substrate surface.
Therefore, there is a problem that a fine resist pattern cannot be accurately reproduced due to halation or standing wave generated in the exposure process. In order to solve this problem, there has been proposed a method of forming a so-called lower layer antireflection film under the resist film to be formed on the substrate, which absorbs the radiation reflected from the substrate. Conventionally, as this type of antireflection film, a titanium film, a titanium dioxide film, a titanium nitride film, a chromium oxide film,
Inorganic films such as carbon films and α-silicon films are known. However, in order to form such an inorganic antireflection film, it is necessary to use a method such as vacuum vapor deposition, CVD, and sputtering, and thus a special apparatus such as a vacuum vapor deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus is required. There was a drawback. On the other hand, as a simpler method than these methods, there is also known a method of forming an organic antireflection film or an inorganic antireflection film containing a dye by using a spin coating method. However, a general organic antireflection film has a low selectivity with respect to the resist during the dry etching process because the resist component is also organic. That is, it is extremely difficult to etch only the antireflection film while leaving the resist. In addition, since the inorganic antireflection film containing a pigment (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-138664) generally limits the addition amount of the dye,
There are problems that halation and standing waves cannot be sufficiently prevented, and that the adhesiveness and adhesiveness between the patterned layer and the resist film are insufficient. Further, in the conventional antireflection film, a phenomenon called intermixing occurs in which the components of the film and the components of the positive or negative type resist film are mixed, so that there is a problem that the resist pattern is deteriorated such as defective removal and skirting. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に基づいてなされたものである。それ故、本発明の
目的は、簡便な方法により、反射防止効果が高く、かつ
レジスト膜との接着性、密着性に優れる反射防止膜を形
成でき、しかも解像度および精度に優れるレジストパタ
―ンを形成できる無機系反射防止膜形成用組成物を提供
することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances. Therefore, an object of the present invention is to form a resist pattern which has a high antireflection effect and excellent adhesiveness and adhesion to a resist film by a simple method, and which is excellent in resolution and accuracy. An object of the present invention is to provide a composition for forming an inorganic antireflection film.

【0004】本発明の他の目的は、本発明の上記組成物
を用いて反射防止膜を形成する方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、本発明の上記組成物を用いて
反射防止膜を形成した基板上にレジストパターンを形成
する方法を提供することにある。本発明のさらに他の目
的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
Another object of the present invention is to provide a method for forming an antireflection film using the above composition of the present invention. Another object of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern on a substrate having an antireflection film formed thereon using the composition of the present invention. Other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

【0005】[0005]

【発明を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第1に、(A1)(a1)タ
ンタルアルコキシドと(a2)アミノアルコール、分子
内に2個以上の水酸基を有する化合物(ただしアミノア
ルコールを除く。)、β−ジケトン、β−ケトエステ
ル、β−ジカルボン酸エステル、乳酸、乳酸エチルおよ
び1,5−シクロオクタジエンよりなる群から選ばれる
少なくとも1種の化合物との反応生成物並びに(A2)
該反応生成物の加水分解物よりなる群から選ばれる少な
くとも1種のタンタル含有生成物を含有することを特徴
とする反射防止膜形成用組成物によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows: (A1) (a1) tantalum alkoxide and (a2) amino alcohol; At least one compound selected from the group consisting of compounds having a hydroxyl group (excluding amino alcohols), β-diketones, β-ketoesters, β-dicarboxylic acid esters, lactic acid, ethyl lactate and 1,5-cyclooctadiene. Reaction product with (A2)
It is achieved by a composition for forming an antireflection film, which comprises at least one tantalum-containing product selected from the group consisting of a hydrolyzate of the reaction product.

【0006】また、本発明の上記目的および利点は、第
2に、反射防止膜形成用組成物を基板上に塗布し、熱処
理および/または光処理することを特徴とする反射防止
膜の形成方法によって達成される。
[0006] Secondly, the above objects and advantages of the present invention are, secondly, a method for forming an antireflection film, which comprises coating the substrate with a composition for forming an antireflection film, followed by heat treatment and / or phototreatment. Achieved by

【0007】さらに、本発明の上記目的および利点は、
第3に、(1)基板上に塗布された上記組成物の塗膜を
熱処理および/または光処理して下層反射防止膜を形成
する工程、(2)該反射防止膜上にレジスト組成物を塗
布しそしてベークしてレジスト膜を形成する工程、
(3)レジスト膜にマスクパターンを介して放射線を露
光する工程、および(4)形成された潜像パターンを現
像する工程を含むレジストパターンの形成方法によって
達成される。
Further, the above objects and advantages of the present invention are
Third, (1) a step of forming a lower antireflection film by heat-treating and / or phototreating a coating film of the above composition applied on a substrate, (2) applying a resist composition on the antireflection film. Applying and baking to form a resist film,
This is achieved by a method of forming a resist pattern including (3) exposing the resist film to radiation through a mask pattern, and (4) developing the formed latent image pattern.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 (a1)成分 本発明で(a1)タンタルアルコキシドとしては、例え
ば下記式(1) Ta(OR)5 …(1) (ここで、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、5つ
のRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい、)で表さ
れる化合物が好ましく用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. Component (a1) In the present invention, as the tantalum alkoxide (a1), for example, the following formula (1) Ta (OR) 5 (1) (wherein R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and 5 R Which may be the same or different, are preferably used.

【0009】タンタルアルコキシドの具体例としては、
タンタルペンタメトキシド、タンタルペンタエトキシ
ド、タンタルペンタイソプロポキシド、タンタルペンタ
ブトキシド等が挙げられる。これらのうち、タンタルペ
ンタエトキシド、タンタルペンタイソプロポキシドおよ
びタンタルペンタブトキシドが好ましい。これらのタン
タルアルコキシドは単独でも2種以上一緒にして用いる
こともできる。
Specific examples of the tantalum alkoxide include:
Examples thereof include tantalum pentamethoxide, tantalum pentaethoxide, tantalum pentaisopropoxide, tantalum pentabutoxide and the like. Of these, tantalum pentaethoxide, tantalum pentaisopropoxide, and tantalum pentabutoxide are preferable. These tantalum alkoxides can be used alone or in combination of two or more.

【0010】(a2)成分 本発明で用いられる(a2)成分は、アミノアルコー
ル、分子内に2個以上の水酸基を有する化合物(ただし
アミノアルコールを除く。)、β−ジケトン、β−ケト
エステル、β−ジカルボン酸エステル、乳酸、乳酸エチ
ルおよび1,5−シクロオクタジエンよりなる群から選
ばれる少なくとも1つの化合物である。
Component (a2) The component (a2) used in the present invention is amino alcohol, a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohol), β-diketone, β-ketoester, β. -At least one compound selected from the group consisting of dicarboxylic acid esters, lactic acid, ethyl lactate and 1,5-cyclooctadiene.

【0011】上記の分子内に2個以上の水酸基を有する
化合物(ただしアミノアルコールを除く。)としては、
例えば分子内に2個以上の水酸基を有するアルコール類
(ただしアミノアルコールを除く。)、分子内に2個以
上の水酸基を有するフェノール類が挙げられる。
Examples of the compound having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohol) are:
Examples thereof include alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohols) and phenols having two or more hydroxyl groups in the molecule.

【0012】上記した化合物のうち、アミノアルコー
ル、分子内に2個以上の水酸基を有するアルコール類
(ただしアミノアルコールを除く。)、分子内に2個以
上の水酸基を有するフェノール類が好ましく用いられ、
アミノアルコール、分子内に2個以上の水酸基を有する
アルコール類(ただしアミノアルコールを除く。)がさ
らに好ましい。
Of the above compounds, amino alcohols, alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohols), and phenols having two or more hydroxyl groups in the molecule are preferably used.
Amino alcohols and alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohols) are more preferable.

【0013】上記アミノアルコール類としては、例えば
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソ
プロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチ
ルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミンのご
とき化合物が挙げられる。これらのうち、トリエタノー
ルアミンおよびジエタノールアミンが特に好ましく使用
できる。
Examples of the amino alcohols include compounds such as triethanolamine, diethanolamine, triisopropanolamine, diisopropanolamine, methyldiethanolamine and ethyldiethanolamine. Of these, triethanolamine and diethanolamine are particularly preferably used.

【0014】上記分子内に2個以上の水酸基を有するア
ルコール類(ただしアミノアルコールを除く。)の具体
例としては、例えばエチレングリコール、プロピレング
リコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサ
ンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノ
ナンジオール、デカンジオール、ジエチレングリコー
ル、ビストリメチレングリコール、グリセロールモノメ
チルエーテル、グリセロールモノエチルエーテル、ヒド
ロキノンの如きジアルコール類;グリセロールの如き多
価アルコール類が挙げられる。これらのうち、ジエチレ
ングリコール、ブタンジオールおよびペンタンジオール
が特に好ましく使用できる。
Specific examples of the alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohols) are, for example, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octane. Examples thereof include dialcohols such as diol, nonanediol, decanediol, diethylene glycol, bistrimethylene glycol, glycerol monomethyl ether, glycerol monoethyl ether and hydroquinone; and polyhydric alcohols such as glycerol. Of these, diethylene glycol, butanediol and pentanediol can be particularly preferably used.

【0015】上記分子内に2個以上の水酸基を有するフ
ェノール類の具体例としては、例えばカテコール、レゾ
ルシン、ヒドロキノン、フロログルシンの如き多価フェ
ノール類が挙げられる。これらのうち、ヒドロキノンが
特に好ましく使用できる。
Specific examples of the phenols having two or more hydroxyl groups in the molecule include polyphenols such as catechol, resorcin, hydroquinone and phloroglucin. Of these, hydroquinone is particularly preferably used.

【0016】上記β−ジケトンとしては、例えばアセチ
ルアセトン、プロピオニルアセトン、メチルジアセチル
メタン、ジプロピオニルメタン、n−ブチリルアセト
ン、イソブチリルアセトン、3−メチル−2,4−ヘキ
サンジオン、ジアセチルエチルメタン、n−バレリルア
セトン、プロピオニル−n−ブチリルメタン、3−メチ
ル−2,4−ヘキサンジオン、ジアセチルエチルメタ
ン、n−バレリルアセトン、プロピオニル−n−ブチリ
ルメタン、3−メチル−2,4−ヘプタンジオン、イソ
バレリルアセトン、ピバロイルアセトン、イソプロピル
ジアセチルメタン、カプロイルアセトン、ジ−n−ブチ
リルメタン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−
ヘプタンジオン、ベンゾイルアセトン、3−フェニル−
2,4−ペンタンジオン、ジベンゾイルメタン、エトキ
シカルボニルジアセチルメタン、1,1,1,5,5,
5−ヘキサフルオロ−2,4−ペンタンジオンの如き化
合物が挙げられる。これらのうち、アセチルアセトンお
よびプロピオニルアセトンが特に好ましく使用できる。
Examples of the β-diketone include acetylacetone, propionylacetone, methyldiacetylmethane, dipropionylmethane, n-butyrylacetone, isobutyrylacetone, 3-methyl-2,4-hexanedione, diacetylethylmethane, n-valerylacetone, propionyl-n-butyrylmethane, 3-methyl-2,4-hexanedione, diacetylethylmethane, n-valerylacetone, propionyl-n-butyrylmethane, 3-methyl-2,4-heptanedione, Isovalerylacetone, pivaloylacetone, isopropyldiacetylmethane, caproylacetone, di-n-butyrylmethane, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-
Heptanedione, benzoylacetone, 3-phenyl-
2,4-pentanedione, dibenzoylmethane, ethoxycarbonyldiacetylmethane, 1,1,1,5,5,5
And compounds such as 5-hexafluoro-2,4-pentanedione. Of these, acetylacetone and propionylacetone are particularly preferably used.

【0017】上記β−ケトエステルとしては、例えばメ
チルアセトアセテート、エチルアセトアセテート、メチ
ル−α−メチルアセトアセテートの如き化合物が挙げら
れる。これらのうち、メチルアセトアセテートおよびエ
チルアセトアセテートが特に好ましく使用できる。
Examples of the β-keto ester include compounds such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate and methyl-α-methyl acetoacetate. Of these, methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate are particularly preferable.

【0018】上記β−ジカルボン酸エステルとしては、
例えばマロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸
ジブチル、マロン酸ジヘキシル、マロン酸ジオクチル、
マロン酸ジウンデシル、マロン酸ジヘキサデシル、マロ
ン酸ジ−9−オクタデシル、マロン酸ジ−9,12−オ
クタデカジエニル、マロン酸ジ−9,11,13−オク
タデカトリエニルの如き化合物が挙げられる。これらの
うち、マロン酸ジメチルおよびマロン酸ジエチルが特に
好ましく使用できる。上記した化合物は、単独でまたは
2種以上を一緒に使用することができる。
The above β-dicarboxylic acid ester includes
For example, dimethyl malonate, diethyl malonate, dibutyl malonate, dihexyl malonate, dioctyl malonate,
Examples include compounds such as diundecyl malonate, dihexadecyl malonate, di-9-octadecyl malonate, di-9,12-octadecadienyl malonate and di-9,11,13-octadecatrienyl malonate. Of these, dimethyl malonate and diethyl malonate are particularly preferably used. The above compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0019】上記(a1)タンタルアルコキシドと(a
2)成分の反応は、(a1)タンタルアルコキシド1モ
ルに対して(a2)成分を好ましくは0.1〜1,00
0モル、さらに好ましくは0.5〜100モル、特に好
ましくは1〜10モル用いて行うことができる。反応温
度は、好ましくは−30〜150℃、より好ましくは0
〜100℃、さらに好ましくは0〜70℃である。反応
圧は常圧でよいが、必要に応じて加圧下、または減圧下
で実施することもできる。
The above-mentioned (a1) tantalum alkoxide and (a)
In the reaction of the component 2), the component (a2) is preferably 0.1-1,000 with respect to 1 mol of the (a1) tantalum alkoxide.
It can be carried out using 0 mol, more preferably 0.5 to 100 mol, and particularly preferably 1 to 10 mol. The reaction temperature is preferably −30 to 150 ° C., more preferably 0.
To 100 ° C, more preferably 0 to 70 ° C. The reaction pressure may be normal pressure, but if necessary, it can be carried out under pressure or under reduced pressure.

【0020】(a1)タンタルアルコキシドと(a2)
成分の反応は、モノアルコール類(ただしアミノアルコ
ールを除く。)および/またはモノフェノール類の存在
下に実施することも可能である。
(A1) tantalum alkoxide and (a2)
It is also possible to carry out the reaction of the components in the presence of monoalcohols (excluding aminoalcohols) and / or monophenols.

【0021】上記モノアルコール類(ただしアミノアル
コールを除く。)の具体例としては、例えばメタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、tert−ブタノール、ヘキサノール、シク
ロヘキサノール、オクタノール、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチル
エーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテ
ル、グリセロールジメチルエーテル、グリセロールジエ
チルエーテル等を挙げることができる。
Specific examples of the above monoalcohols (excluding amino alcohols) include, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, tert-butanol, hexanol, cyclohexanol, octanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol. Monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether,
Examples thereof include diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, glycerol dimethyl ether, glycerol diethyl ether and the like.

【0022】また、モノフェノール類としては、例えば
フェノール、メチルフェノール、ジメチルフェノール、
トリメチルフェノール、エチルフェノール、ジエチルフ
ェノール、トリエチルフェノール等を挙げることができ
る。これらのうち、フェノール、メチルフェノールおよ
びエチルフェノールが好ましく使用できる。
Examples of monophenols include phenol, methylphenol, dimethylphenol,
Examples include trimethylphenol, ethylphenol, diethylphenol, triethylphenol and the like. Of these, phenol, methylphenol and ethylphenol can be preferably used.

【0023】(a1)タンタルアルコキシドと(a2)
成分の反応を、モノアルコール類(ただしアミノアルコ
ールを除く。)および/またはモノフェノール類の存在
下に行う場合、これら化合物の使用量は、(a2)成分
1モルに対して、好ましくは10モル以下、より好まし
くは5モル以下、さらに好ましくは3モル以下である。
ここで、使用量が10モルを超えると、(a1)タンタ
ルアルコキシドと(a2)成分の反応を阻害する場合が
ある。
(A1) tantalum alkoxide and (a2)
When the reaction of the components is carried out in the presence of monoalcohols (excluding amino alcohols) and / or monophenols, the amount of these compounds used is preferably 10 mol per 1 mol of the component (a2). It is preferably 5 mol or less, more preferably 3 mol or less.
Here, if the amount used exceeds 10 moles, the reaction between the tantalum alkoxide (a1) and the component (a2) may be hindered.

【0024】上記反応は必要に応じて溶媒の存在下で実
施することができる。溶媒を使用する際には、(a1)
タンタルアルコキシドおよび(a2)成分、並びにこれ
らの反応生成物と反応しない溶媒を使用することが好ま
しい。
The above reaction can be carried out in the presence of a solvent, if necessary. When using a solvent, (a1)
It is preferable to use a tantalum alkoxide and the component (a2), and a solvent that does not react with these reaction products.

【0025】このような溶媒の具体例としては、例え
ば、n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シ
クロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オ
クタン、シクロオクタン、デカン、シクロデカン、ジシ
クロペンタジエン水素化物、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、
デカヒドロナフタレン、スクワランの如き炭化水素系溶
媒;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチル
エーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチ
レングリコールジエチルエーテル、エチレングリコール
メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチル
エーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2
−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エー
テル、p−ジオキサンの如きエーテル系溶媒;プロピレ
ンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2
−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリ
ル、ジメチルスルホキシド、塩化メチレン、クロロホル
ムの如き極性溶媒が挙げられる。これらのうち、ジエチ
ルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、アセトニ
トリル、ジメチルスルホキシド、塩化メチレン、クロロ
ホルムが特に好ましく使用できる。これらの溶媒は、単
独で、または2種以上を一緒に使用することができる。
Specific examples of such a solvent include, for example, n-pentane, cyclopentane, n-hexane, cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, n-octane, cyclooctane, decane, cyclodecane, dicyclopentadiene hydrogen. Compound, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene,
Hydrocarbon solvents such as decahydronaphthalene and squalane; diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran , 1, 2
-Ether solvents such as dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane; propylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methyl-2
-Polar solvents such as pyrrolidone, dimethylformamide, acetonitrile, dimethylsulfoxide, methylene chloride, chloroform. Of these, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether,
Tetrahydrofuran, dimethylformamide, acetonitrile, dimethylsulfoxide, methylene chloride and chloroform can be particularly preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0026】(a1)タンタルアルコキシドと(a2)
成分の反応を、溶媒の存在下で行う場合、溶媒の使用量
は、(a1)タンタルアルコキシド1gに対して、好ま
しくは1〜100mL、より好ましくは5〜50mL、
さらに好ましくは5〜30mLである。
(A1) tantalum alkoxide and (a2)
When the reaction of the components is carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably 1 to 100 mL, more preferably 5 to 50 mL, relative to 1 g of (a1) tantalum alkoxide.
More preferably, it is 5 to 30 mL.

【0027】上記反応生成物は、例えば以下のようなも
のであると推察できる。 i)(a2)成分がアミノアルコール類、分子内に2個
以上の水酸基を有するアルコール類または分子内に2個
以上の水酸基を有するフェノール類、乳酸、乳酸エチル
を含有するものである場合、タンタルアルコキシドのア
ルコキシル基の一部または全部が脱離し、(a2)成分
中の少なくとも1個以上の水酸基がその水素原子を失
い、当該水素原子を失った水酸基中の酸素原子がタンタ
ル原子と結合を生じた反応生成物。ここで、(a2)成
分一分子中の複数の水酸基が反応に関与する場合、それ
らが結合するタンタル原子は同一のものでも異なるもの
であってもよい。
The above reaction product can be inferred to be, for example, the following. i) When component (a2) contains amino alcohols, alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule, or phenols having two or more hydroxyl groups in the molecule, lactic acid, ethyl lactate, tantalum Part or all of the alkoxyl group of the alkoxide is eliminated, at least one hydroxyl group in the component (a2) loses its hydrogen atom, and the oxygen atom in the hydroxyl group that lost the hydrogen atom forms a bond with the tantalum atom. Reaction products. Here, when a plurality of hydroxyl groups in one molecule of the component (a2) participate in the reaction, the tantalum atoms bonded to them may be the same or different.

【0028】ii)(a2)成分がβ−ジケトン、β−ケ
トエステルまたはβ−ジカルボン酸エステルを含有する
ものである場合、タンタルアルコキシドのアルコキシル
基の一部または全部が脱離し、(a2)成分中の2個の
カルボニル基に挟まれたCH 2基がその水素原子を失
い、当該水素原子を失ったβ−ジケトン構造が共鳴構造
を取り、一個のタンタル原子にキレート結合を生じた反
応生成物。
Ii) Component (a2) is β-diketone, β-ketone
Containing ester or β-dicarboxylic acid ester
Alkoxy of tantalum alkoxide, if one
Part or all of the groups are eliminated, and the two groups in the component (a2) are removed.
CH sandwiched between carbonyl groups 2The group lost its hydrogen atom
The β-diketone structure that lost the hydrogen atom is a resonance structure.
, And a chelate bond is formed on one tantalum atom.
Reaction product.

【0029】iii)(a2)成分が乳酸を含有するもの
である場合、タンタルアルコキシドのアルコキシル基の
一部または全部が脱離し、(a2)成分中の少なくとも
1個以上のカルボキシル基がその水素原子を失い、当該
水素原子を失ったカルボキシル基中の酸素原子がタンタ
ル原子と結合を生じた反応生成物。このとき、水素原子
を失ったカルボキシル基が共鳴構造を取り、一個のタン
タル原子にキレート結合してもよい。
Iii) When the component (a2) contains lactic acid, some or all of the alkoxyl groups of the tantalum alkoxide are eliminated, and at least one carboxyl group in the component (a2) has its hydrogen atom. And a reaction product in which the oxygen atom in the carboxyl group, which has lost the hydrogen atom, forms a bond with the tantalum atom. At this time, the carboxyl group that has lost the hydrogen atom may have a resonance structure and may be chelated to one tantalum atom.

【0030】iv)(a2)成分が乳酸エチルを含有する
ものである場合、エステル基の2つの酸素原子がタンタ
ル原子と結合を生じた反応生成物。
Iv) A reaction product in which two oxygen atoms of the ester group bond with a tantalum atom when the component (a2) contains ethyl lactate.

【0031】v)上記i)〜iv)において、タンタル原
子と結合を生じた(a2)成分中の酸素原子または窒素
原子が、他の反応生成物または未反応タンタルアルコキ
シド中のタンタル原子とさらに結合を生じた反応生成
物。
V) In the above i) to iv), the oxygen atom or nitrogen atom in the component (a2) which has formed a bond with the tantalum atom is further bonded to the tantalum atom in the other reaction product or unreacted tantalum alkoxide. The reaction product that gave rise to.

【0032】vi)(a2)成分が1,5−シクロオクタ
ジエンを含有するものである場合、タンタルアルコキシ
ドのアルコキシル基の一部または全部が脱離し、1,5
−シクロオクタジエン中の少なくとも1つの二重結合
が、少なくとも1つのタンタル原子と配位結合を生じた
組成物。
Vi) When the component (a2) contains 1,5-cyclooctadiene, a part or all of the alkoxyl group of the tantalum alkoxide is eliminated to give 1,5
A composition in which at least one double bond in cyclooctadiene forms a coordinate bond with at least one tantalum atom.

【0033】vii)(a2)成分または任意的に添加さ
れるモノアルコール類もしくはモノフェノール類の未反
応物中の、酸素原子または窒素原子が上記i)〜vi)の
いずれかひとつに記載の反応生成物中のタンタル原子に
結合を生じた反応生成物。
Vii) The reaction according to any one of the above i) to vi), wherein the oxygen atom or the nitrogen atom in the unreacted product of the component (a2) or the optionally added monoalcohol or monophenol. A reaction product in which a tantalum atom in the product is bonded.

【0034】viii)上記i)〜vii)のいずれかひとつ
に記載の反応生成物中のタンタル原子が、他の反応生成
物または未反応タンタルアルコキシド中のタンタル原子
と、酸素原子を介して結合を生じた反応生成物。
Viii) The tantalum atom in the reaction product according to any one of the above i) to vii) is bonded to another reaction product or the tantalum atom in the unreacted tantalum alkoxide via an oxygen atom. The resulting reaction product.

【0035】ix)上記i)〜viii)のいずれか1つに記
載の反応生成物中のタンタル原子が、他の反応生成物中
のタンタル原子または未反応タンタルアルコキシド中の
タンタル原子と、該反応生成物中に残存するアルコキシ
ル基または未反応タンタルアルコキシド中のアルコキシ
ル基の酸素原子を介して橋架結合した反応生成物。
Ix) The reaction of the tantalum atom in the reaction product according to any one of the above i) to viii) with the tantalum atom in the other reaction product or the tantalum atom in the unreacted tantalum alkoxide. A reaction product in which an alkoxyl group remaining in the product or an alkoxyl group in an unreacted tantalum alkoxide is crosslinked through an oxygen atom.

【0036】x)上記いずれか2種以上の反応生成物の
混合物。
X) A mixture of reaction products of any two or more of the above.

【0037】ここで、新たに形成される結合は、例えば
共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合またはこれ
らの結合の中間的な結合であることができる。
Here, the newly formed bond can be, for example, a covalent bond, an ionic bond, a coordinate bond, a hydrogen bond or an intermediate bond between these bonds.

【0038】上記したような反応生成物は、未反応のア
ルコキシル基またはタンタルアルコキシド中のアルコキ
シル基が任意的に添加されるモノアルコール類と交換反
応を起こしたアルコキシル基を含有する場合がある。
The reaction product as described above may contain an unreacted alkoxyl group or an alkoxyl group in which an alkoxyl group in a tantalum alkoxide has undergone an exchange reaction with an optionally added monoalcohol.

【0039】上記したような反応生成物は、未反応のア
ルコキシル基またはタンタルアルコキシド中のアルコキ
シル基が任意的に添加されるモノアルコール類と交換反
応を起こしたアルコキシル基を含有する場合がある(爾
後、これらをまとめて単に「未反応アルコキシル基」と
いうことがある。)。
The reaction product as described above may contain an unreacted alkoxyl group or an alkoxyl group in which an alkoxyl group in a tantalum alkoxide has undergone an exchange reaction with an optionally added monoalcohol (after this). , These may be collectively referred to simply as "unreacted alkoxyl group".)

【0040】本発明の[A]成分として使用される反応
生成物は、下記式(1)で定義される反応転化率が50
モル%以上のものであり、好ましくは70モル%以上の
ものであり、特に好ましくは85モル%以上のものであ
る。
The reaction product used as the component [A] of the present invention has a reaction conversion rate defined by the following formula (1) of 50.
It is preferably not less than 70% by mol, more preferably not less than 70% by mol, particularly preferably not less than 85% by mol.

【0041】 反応転化率={1−(反応生成物中の未反応アルコキシル基の総数/原料タン タルアルコキシド中のアルコキシル基の総数)}×100(モル%) (1) この値が50モル%未満であると、形成される酸化タン
タル膜の電気特性が不十分となる場合がある。
Reaction conversion rate = {1- (total number of unreacted alkoxyl groups in reaction product / total number of alkoxyl groups in raw tantalum alkoxide)} × 100 (mol%) (1) This value is less than 50 mol%. If so, the electrical characteristics of the formed tantalum oxide film may be insufficient.

【0042】上記反応生成物の加水分解物は、例えば上
記反応生成物を、好ましくはタンタル原子1当量に対し
0.01〜1,000モルの水の存在下に、室温〜10
0℃の温度で攪拌下に処理することにより合成すること
ができる。上記反応生成物の加水分解物には、加水分解
しうる部分の全部が加水分解された化合物およびその一
部が加水分解され一部が加水分解されずに残存する部分
加水分解物が包含される。
The hydrolyzate of the above reaction product is, for example, the above reaction product, preferably in the presence of 0.01 to 1,000 mol of water per 1 equivalent of tantalum atom, at room temperature to 10
It can be synthesized by treating at a temperature of 0 ° C. with stirring. The hydrolyzate of the reaction product includes a compound in which all the hydrolyzable moieties are hydrolyzed and a partial hydrolyzate in which a part of the hydrolyzable moiety is hydrolyzed and a part of which is not hydrolyzed and remains. .

【0043】本発明において、上記反応生成物およびそ
の加水分解物は単独であるいは2種以上一緒に使用する
ことができる。本発明の組成物は[B]オルトカルボン
酸エステルをさらに含有することができる。
In the present invention, the above reaction product and its hydrolyzate may be used alone or in combination of two or more kinds. The composition of the present invention may further contain [B] orthocarboxylic acid ester.

【0044】[B]オルトカルボン酸エステル [B]オルトカルボン酸エステルは、本発明の組成物、
特に(A)成分が(a1)成分と(a2)成分の反応生
成物である本発明の組成物を使用して酸化タンタル膜を
形成する工程において、環境に存在する水分と反応し、
雰囲気中の湿度の悪影響を軽減することができる。従っ
て、[B]オルトカルボン酸エステルを含有する本発明
の組成物から形成される酸化タンタル膜は、高品位なも
のとなる。
[B] Orthocarboxylic acid ester [B] The orthocarboxylic acid ester is the composition of the present invention,
In particular, in the step of forming a tantalum oxide film using the composition of the present invention in which the component (A) is a reaction product of the components (a1) and (a2), it reacts with water present in the environment,
The adverse effect of humidity in the atmosphere can be reduced. Therefore, the tantalum oxide film formed from the composition of the present invention containing [B] orthocarboxylic acid ester has high quality.

【0045】上記[B]オルトカルボン酸エステルが水
分と反応する機構は、下記式(2)に示したごとくであ
るものと推察することができる。 R1C(OR23+3H2O→R1COOH+3R2OH+H2O (2) (ここで、R1およびR2はアルキル基またはアリール基
であり、3つのR2は同一でも異なっていてもよい。)
It can be presumed that the mechanism of the reaction of the above-mentioned [B] orthocarboxylic acid ester with water is as shown in the following formula (2). R 1 C (OR 2 ) 3 + 3H 2 O → R 1 COOH + 3R 2 OH + H 2 O (2) (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups or aryl groups, and three R 2 are the same or different. Good too.)

【0046】[B]オルトカルボン酸エステルの具体例
としては、例えば、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸
トリエチル、オルト蟻酸トリプロピル、オルト蟻酸トリ
ブチル、オルト蟻酸トリペンチル、オルト蟻酸ジエチル
プロピル、オルト蟻酸トリフェニル、オルト酢酸トリメ
チル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリプロピ
ル、オルト酢酸トリブチル、オルト酢酸トリペンチル、
オルト酢酸ジエチルプロピル、オルト酢酸トリフェニ
ル、オルトプロピオン酸トリメチル、オルトプロピオン
酸トリエチル、オルトプロピオン酸トリプロピル、オル
トプロピオン酸トリブチル、オルトプロピオン酸トリペ
ンチル、オルトプロピオン酸ジエチルプロピル、オルト
プロピオン酸トリフェニル、オルト酪酸トリメチル、オ
ルト酪酸トリエチル、オルト酪酸トリプロピル、オルト
酪酸トリブチル、オルト酪酸トリペンチル、オルト酪酸
ジエチルプロピル、オルト酪酸トリフェニル、オルトラ
ウリン酸トリメチル、オルトラウリン酸トリエチル、オ
ルトラウリン酸トリプロピル、オルトラウリン酸トリブ
チル、オルトラウリン酸トリペンチル、オルトラウリン
酸ジエチルプロピル、オルトラウリン酸トリフェニル、
オルト安息香酸トリメチル、オルト安息香酸トリエチ
ル、オルト安息香酸トリプロピル、オルト安息香酸トリ
ブチル、オルト安息香酸トリペンチル、オルト安息香酸
ジエチルプロピル、オルト安息香酸トリフェニル、オル
ト乳酸トリメチル、オルト乳酸トリエチル、オルト乳酸
トリプロピル、オルト乳酸トリブチル、オルト乳酸トリ
ペンチル、オルト乳酸ジエチルプロピル、オルト乳酸ト
リフェニル等を挙げることができる。
Specific examples of [B] orthocarboxylic acid ester include, for example, trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, tripropyl orthoformate, tributyl orthoformate, tripentyl orthoformate, diethylpropyl orthoformate, triphenyl orthoformate, orthoformate. Trimethyl acetate, triethyl orthoacetate, tripropyl orthoacetate, tributyl orthoacetate, tripentyl orthoacetate,
Diethylpropyl orthoacetate, triphenyl orthoacetate, trimethyl orthopropionate, triethyl orthopropionate, tripropyl orthopropionate, tributyl orthopropionate, tripentyl orthopropionate, diethylpropyl orthopropionate, triphenyl orthopropionate, orthobutyric acid Trimethyl, triethyl orthobutyrate, tripropyl orthobutyrate, tributyl orthobutyrate, tripentyl orthobutyrate, diethylpropyl orthobutyrate, triphenyl orthobutyrate, trimethyl ortholaurate, triethyl ortholaurate, tripropyl ortholaurate, tributyl ortholaurate, Tripentyl ortholaurate, diethylpropyl ortholaurate, triphenyl ortholaurate,
Trimethyl orthobenzoate, triethyl orthobenzoate, tripropyl orthobenzoate, tributyl orthobenzoate, tripentyl orthobenzoate, diethylpropyl orthobenzoate, triphenyl orthobenzoate, trimethyl ortho-lactate, triethyl ortho-lactate, tripropyl ortho-lactate , Tributyl ortho-lactate, tripentyl ortho-lactate, diethylpropyl ortho-lactate, triphenyl ortho-lactate and the like.

【0047】これらオルトカルボン酸エステルのうち、
水との反応性から脂肪族エステルが好ましく、さらにメ
チルエステルやエチルエステルが特に好ましい。具体的
には、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチルお
よびオルト安息香酸トリメチルが特に好適である。これ
らのオルトカルボン酸エステルは、単独でもあるいは2
種以上の混合物としても使用できる。
Of these orthocarboxylic acid esters,
Aliphatic esters are preferred because of their reactivity with water, and methyl esters and ethyl esters are particularly preferred. Specifically, trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate and trimethyl orthobenzoate are particularly suitable. These orthocarboxylic acid esters may be used alone or
It can also be used as a mixture of two or more species.

【0048】本発明の組成物中における[B]オルトカ
ルボン酸エステルの使用量は、組成物中の含水率や酸化
タンタル膜形成工程の際の雰囲気の湿度等に応じて適宜
設定することができる。オルトカルボン酸エステルは、
組成物全体に対して、0.05〜50重量%含有するこ
とが好ましく、0.1〜30重量%含有することがより
好ましく、0.5〜20重量%含有することがさらに好
ましい。
The amount of the [B] orthocarboxylic acid ester used in the composition of the present invention can be appropriately set according to the water content of the composition and the humidity of the atmosphere during the tantalum oxide film forming step. . Orthocarboxylic acid ester is
It is preferably contained in an amount of 0.05 to 50% by weight, more preferably 0.1 to 30% by weight, and further preferably 0.5 to 20% by weight, based on the entire composition.

【0049】なお、水とオルトカルボン酸エステルの反
応により生成したカルボン酸類やアルコール類並びにオ
ルト乳酸エステルの水酸基が膜形成組成物と反応するこ
とがあるが、このことは本発明の効果を減殺するもので
はない。 酸化タンタル膜形成用組成物 本発明の組成物は、通常、上記各成分を溶媒に溶解した
状態で、溶液組成物として使用される。
The carboxylic acids and alcohols formed by the reaction of water and the orthocarboxylic acid ester and the hydroxyl groups of the ortholactic acid ester may react with the film-forming composition, which diminishes the effect of the present invention. Not a thing. Tantalum Oxide Film-Forming Composition The composition of the present invention is usually used as a solution composition in a state in which the above components are dissolved in a solvent.

【0050】本発明に使用できる溶媒としては、上記し
た各成分を溶解し、これらと反応しないものであれば特
に制限はない。このような溶媒としては、(a1)タン
タルアルコキシドと(a2)成分の反応の際に使用でき
る溶媒として例示したと同じ溶媒が使用できる他、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキ
サノール、シクロヘキサノール、オクタノール、デカノ
ール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール
モノプロピルエーテル、グリセロール、グリセロールモ
ノメチルエーテル、グリセロールジメチルエーテル、グ
リセロールモノエチルエーテル、グリセロールジエチル
エーテルの如きアルコール系溶媒;エチレングリコール
モノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモ
ノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル
の如きエステル系溶媒を使用することができる。
The solvent that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the above-mentioned components and does not react with them. As such a solvent, the same solvents as those exemplified as the solvent that can be used in the reaction of the (a1) tantalum alkoxide and the (a2) component can be used, as well as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, octanol. , Decanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol,
Alcoholic solvents such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, glycerol, glycerol monomethyl ether, glycerol dimethyl ether, glycerol monoethyl ether, glycerol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl Ester solvents such as ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl lactate and ethyl lactate can be used.

【0051】これらの溶媒は、単独でもあるいは2種以
上の混合物としても使用できる。これらのうち、各成分
の溶解性と組成物の安定性の点で、アルコール系溶媒、
ならびにアルコール系溶媒と他の極性溶媒との混合溶媒
が好ましい。
These solvents can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Of these, alcohol solvents, in terms of solubility of each component and stability of the composition,
Also, a mixed solvent of an alcohol solvent and another polar solvent is preferable.

【0052】アルコール系溶媒としては、例えば、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
コールモノエチルエーテルおよびプロピレングリコール
モノプロピルエーテルが好ましい。また、アルコール系
溶媒と他の極性溶媒との混合溶媒としては、アルコール
系溶媒/エーテル系溶媒の混合溶媒およびアルコール系
溶媒/エステル系溶媒の混合溶媒が好ましい。
Preferred alcohol solvents are, for example, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether. Further, as the mixed solvent of the alcohol solvent and the other polar solvent, a mixed solvent of an alcohol solvent / ether solvent and a mixed solvent of an alcohol solvent / ester solvent are preferable.

【0053】上記アルコール系溶媒/エーテル系溶媒の
混合溶媒の好ましい具体例としては、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エ
チルエーテルおよびプロピレングリコールモノプロピル
エーテルのうちの少なくとも1種のアルコール系溶媒
と、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ジエチレン
グリコールジエチルエーテルおよびジエチレングリコー
ルメチルエチルエーテルのうちから選ばれる少なくとも
1つのエーテル系溶媒との混合溶媒が挙げられる。
Preferred specific examples of the above-mentioned mixed solvent of alcohol solvent / ether solvent include at least one alcohol solvent selected from propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether; A mixed solvent with at least one ether solvent selected from (2-methoxyethyl) ether, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol methyl ethyl ether can be mentioned.

【0054】上記アルコール系溶媒/エステル系溶媒の
混合溶媒の好ましい具体例としては、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エ
チルエーテルおよびプロピレングリコールモノプロピル
エーテルのうちの少なくとも1種のアルコール系溶媒
と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テートのうちから選ばれる少なくとも1つのエステル系
溶媒との混合溶媒が挙げられる。
Preferred specific examples of the mixed solvent of alcohol solvent / ester solvent include at least one alcohol solvent selected from propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether, and propylene. A mixed solvent with at least one ester solvent selected from glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate can be mentioned.

【0055】なお上記のうち、プロピレングリコールモ
ノアルキルエーテル類には異性体が存在するが、そのう
ちのいずれもが使用でき、また異性体混合物でも使用す
ることができる。
Of the above, propylene glycol monoalkyl ethers have isomers, but any of them can be used, and a mixture of isomers can also be used.

【0056】ここで、前記した(a1)タンタルアルコ
キシドと(a2)成分との反応工程において溶媒を使用
した場合、当該溶媒を除去せずそのまま本発明の組成物
の溶媒として使用してもよいし、反応後に一旦溶媒を除
去し、必要に応じて(a1)タンタルアルコキシドと
(a2)成分との反応生成物の精製を行った後、改めて
溶媒を添加してもよい。また、反応工程で使用した溶媒
を除去せず、さらに溶媒を追加して本発明の組成物とし
てもよい。
When a solvent is used in the reaction step of the tantalum alkoxide (a1) and the component (a2) described above, the solvent may be used as it is as a solvent for the composition of the present invention without being removed. After the reaction, the solvent may be removed, the reaction product of the tantalum alkoxide (a1) and the component (a2) may be purified, if necessary, and then the solvent may be added again. Further, the solvent used in the reaction step may not be removed, and a solvent may be further added to obtain the composition of the present invention.

【0057】なお、使用される溶媒が水酸基を持つもの
を含有すると、(a1)タンタルアルコキシドと(a
2)成分との反応生成物の残存アルコキシル基と反応す
る場合があるが、このことは本発明の効果を減殺するも
のではない。
When the solvent used contains a hydroxyl group, (a1) tantalum alkoxide and (a1)
Although it may react with the residual alkoxyl group of the reaction product with the component 2), this does not diminish the effect of the present invention.

【0058】本発明の組成物が溶媒を含有するものであ
る場合、溶媒の使用量は所望の塗膜の厚さに応じて適宜
設定することができる。組成物中の溶媒以外の成分の合
計の濃度は、好ましくは50重量%以下であり、より好
ましくは0.5〜50重量%であり、さらに好ましくは
1〜30重量%であり、特に好ましくは1〜20重量%
である。
When the composition of the present invention contains a solvent, the amount of the solvent used can be appropriately set according to the desired thickness of the coating film. The total concentration of components other than the solvent in the composition is preferably 50% by weight or less, more preferably 0.5 to 50% by weight, further preferably 1 to 30% by weight, and particularly preferably 1 to 20% by weight
Is.

【0059】本発明の組成物は、組成物中のタンタル濃
度を高めるために、必要に応じて、上記した以外のタン
タル化合物を含有することもできる。また、本発明の組
成物には、目的とする機能を損わない範囲で必要に応じ
てフッ素系、シリコーン系、非イオン系などの表面張力
調節剤を添加することができる。かくして得られた組成
物は、必要に応じて酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン、酸化ケイ素の如き金属酸化物の微粒子
などと適宜混合して使用することができる。
The composition of the present invention may optionally contain a tantalum compound other than those mentioned above in order to increase the tantalum concentration in the composition. In addition, a fluorine-based, silicone-based, nonionic-based surface tension modifier or the like can be added to the composition of the present invention, if necessary, within a range that does not impair the intended function. The composition thus obtained can be appropriately mixed and used with, for example, fine particles of a metal oxide such as aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide or silicon oxide, if necessary.

【0060】また、本発明の組成物には、目的とする機
能を損わない範囲で放射線吸収剤(放射線吸収性化合
物)を添加することができる。これは反射防止効果をさ
らに改善する作用を有するものである。このような放射
線吸収剤としては、例えば油溶性染料、分散染料、塩基
性染料、メチン系染料、ピラゾール系染料、イミダゾー
ル系染料、ヒドロキシアゾ系染料の如き染料;ビクシン
誘導体、ノルビクシン、スチルベン、4,4’−ジアミ
ノスチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導
体の如き蛍光増白剤;ヒドロキシアゾ系染料、チヌビン
234(チバガイギー社製)、チヌビン1130(チバ
ガイギー社製)の如き紫外線吸収剤;アントラセン誘導
体、アントラキノン誘導体の如き芳香族化合物等が挙げ
られる。
A radiation absorber (radiation absorbing compound) may be added to the composition of the present invention within a range not impairing the intended function. This has the effect of further improving the antireflection effect. Examples of such radiation absorbers include dyes such as oil-soluble dyes, disperse dyes, basic dyes, methine dyes, pyrazole dyes, imidazole dyes and hydroxyazo dyes; bixine derivatives, norbixin, stilbene, 4, Fluorescent whitening agents such as 4'-diaminostilbene derivatives, coumarin derivatives, and pyrazoline derivatives; hydroxyazo dyes, UV absorbers such as Tinuvin 234 (manufactured by Ciba Geigy), Tinuvin 1130 (manufactured by Ciba Geigy); anthracene derivatives, anthraquinone derivatives And aromatic compounds such as

【0061】反射防止膜およびレジストパターンの形成
方法 本発明の反射防止膜形成用組成物を用いて反射防止膜お
よびレジストパターンを形成するには、(1)基板上に
塗布された、反射防止膜形成用組成物の塗膜を、熱処理
および/または光処理して反射防止膜を形成する工程、
(2)該反射防止膜上にレジスト溶液を塗布しそしてベ
ークしてレジスト膜を形成する工程、(3)レジスト膜
にマスクパターンを介して放射線を露光する工程、およ
び(4)形成された潜像パターンを現像する工程が行わ
れる。以下、各工程をさらに詳しく説明する。
Method of Forming Antireflection Film and Resist Pattern To form an antireflection film and a resist pattern using the composition for forming an antireflection film of the present invention, (1) an antireflection film applied on a substrate. A step of heat-treating and / or light-treating the coating film of the forming composition to form an antireflection film,
(2) A step of applying a resist solution on the antireflection film and baking to form a resist film, (3) a step of exposing the resist film to radiation through a mask pattern, and (4) the formed latent film. The step of developing the image pattern is performed. Hereinafter, each step will be described in more detail.

【0062】まず、第1工程では上記の組成物を、基体
上に塗布して本発明の組成物の塗膜を形成する。このと
き、基体の表面形状は平面でも段差のある非平面でもよ
く、曲面でもよい。またその立体形状は特に限定されな
い。例えば塊状、板状、フィルム形状等であることがで
きる。
First, in the first step, the above composition is applied onto a substrate to form a coating film of the composition of the present invention. At this time, the surface shape of the substrate may be flat, non-planar with steps, or curved. The three-dimensional shape is not particularly limited. For example, it may be in the form of a block, a plate, a film, or the like.

【0063】基体の材質としては次いで行われる熱処理
に耐えられるものが好ましい。このような基体の材質の
具体例としては、ガラス、金属、金属化合物、プラスチ
ック、セラミックスおよびこれらの積層体などを挙げる
ことができる。ガラスとしては、例えば石英ガラス、ホ
ウ珪酸ガラス、ソーダガラス、鉛ガラスなどが使用でき
る。金属および金属化合物としては、例えば金、銀、
銅、ニッケル、シリコン、アルミニウム、鉄、白金、ル
テニウム、タングステン、チタン、コバルト、モリブデ
ン、イリジウムの他ステンレス鋼、アルミニウム合金、
シリサイド、タンタルナイトライド、チタンナイトライ
ド、酸化ルテニウムなどが使用できる。プラスチックと
しては、例えばポリイミド、ポリエーテルスルホン、ノ
ルボルネン系開環重合体およびその水素添加物等が挙げ
られる。
The material of the substrate is preferably one that can withstand the heat treatment to be performed next. Specific examples of the material of such a substrate include glass, metal, metal compound, plastic, ceramics, and a laminated body thereof. As the glass, for example, quartz glass, borosilicate glass, soda glass, lead glass or the like can be used. Examples of metals and metal compounds include gold, silver,
Copper, nickel, silicon, aluminum, iron, platinum, ruthenium, tungsten, titanium, cobalt, molybdenum, iridium, stainless steel, aluminum alloy,
Silicide, tantalum nitride, titanium nitride, ruthenium oxide, etc. can be used. Examples of plastics include polyimide, polyether sulfone, norbornene ring-opening polymers and hydrogenated products thereof.

【0064】上記溶液の塗布方法は特に限定されない。
例えばスピンコート、ディップコート、フローコート、
カーテンコート、ロールコート、スプレーコート、バー
コート、インクジェット、印刷法の如き適宜の方法を採
用することができる。塗布は1回行ってもよく、または
複数回重ね塗りすることもできる。好適な塗膜の厚みは
所望の酸化タンタル膜の厚さに応じて適宜設定すること
ができる。例えば、膜厚として0.001〜20μmが
好ましく、0.01〜2μmであるのがさらに好まし
い。なお、組成物が溶媒を含有するものであるときに
は、上記膜厚は溶媒除去後の膜厚として理解されるべき
である。本発明における塗布工程は、好ましくは、湿度
(雰囲気中の水蒸気含有量)5g/m3以下、より好ま
しくは3g/m3の雰囲気下で実施される。このときの
湿度が5g/m3を超えると形成される酸化タンタル膜
の絶縁特性に悪影響をおよぼす場合がある。ただし、本
発明における上記組成物中に所定量のオルトカルボン酸
エステルが含まれる場合、上記塗膜形成工程は、湿度
(雰囲気中の水蒸気含有量)の影響を受けることなく実
施できる。例えば、5g/m3を超える湿度の雰囲気下
で塗膜を形成しても高品位の酸化タンタル膜を得ること
ができ、さらに、7g/m3以上の湿度の雰囲気下、特
に9g/m3以上の湿度の雰囲気下で塗膜を形成しても
高品位の酸化タンタル膜を得ることができる。次いで、
上記のように形成した塗膜を熱および/または光処理に
より酸化タンタル膜に変換する。上記熱処理の温度は、
200℃以上とするのが好ましく、より好ましくは30
0〜900℃以上であり、さらに好ましくは350〜8
00℃である。加熱時間は膜厚等により適宜設定するこ
とができるが、高品位の膜を得るには5分間以上加熱す
るのが好ましく、より好ましくは15〜90分間であ
り、さらに好ましくは30〜60分間である。また、加
熱工程の際の雰囲気は、酸素濃度がより高いほど好まし
い。上記加熱処理雰囲気としては、例えば空気、純酸
素、オゾンもしくはN2O、またはこれらの混合ガス、
さらにはこれらの酸化性ガスと、窒素、ヘリウム、アル
ゴンなどの不活性ガスとの混合ガスを使用することがで
きる。上記光処理の際の光源としては、低圧あるいは高
圧の水銀ランプ、重水素ランプあるいはアルゴン、クリ
プトン、キセノン等の希ガスの放電光の他、YAGレー
ザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、XeF、
XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、Ar
Clなどのエキシマレーザーなどを使用することができ
る。これらの光源の出力は、好ましくは10〜5,00
0Wであり、より好ましくは100〜1,000Wであ
る。照射時間は、好ましくは0.1〜60分であり、よ
り好ましくは、1〜30分である。これらの光源の波長
は特に限定されないが、170nm〜600nmの波長
を含むものが好ましい。光処理時の雰囲気としては、上
記した加熱処理時と同様の雰囲気を使用することができ
る。これらの光処理時の温度は特に制限はないが、通
常、室温〜500℃程度である。また光照射に際して
は、特定部位のみを照射するためにマスクを介して照射
してもよい。より高品位な酸化タンタル膜とするために
は、上記、熱処理および光処理の双方を実施することが
好ましい。その際の処理順は任意に設定することがで
き、双方を同時に実施してもよい。得られる酸化タンタ
ル膜は、熱処理および/または光処理の条件により、ア
モルファス状にも結晶状態にもすることができる。上記
のように形成した酸化タンタル膜に、さらに必要に応じ
て酸素プラズマやUV−オゾン処理を施した後に使用に
供することもできる。このようにして形成される酸化タ
ンタル膜の膜厚としては0.001〜10μmが好まし
く、0.01〜1μmであるのがさらに好ましい。上記
の如く、膜厚0.1μm以下の薄い反射防止膜を形成で
きることも本発明の優れた利点の1つである。また、こ
の膜の波長248nmに対する屈折率(n)は1.7〜
2.5、吸光度(k)は0.3〜0.5となる。
The method of applying the above solution is not particularly limited.
For example, spin coat, dip coat, flow coat,
Appropriate methods such as curtain coating, roll coating, spray coating, bar coating, inkjet and printing methods can be adopted. The application may be carried out once, or may be applied multiple times. The suitable thickness of the coating film can be appropriately set according to the desired thickness of the tantalum oxide film. For example, the film thickness is preferably 0.001 to 20 μm, and more preferably 0.01 to 2 μm. When the composition contains a solvent, the above film thickness should be understood as the film thickness after removal of the solvent. The coating step in the present invention is preferably carried out in an atmosphere having a humidity (water vapor content in the atmosphere) of 5 g / m 3 or less, more preferably 3 g / m 3 . If the humidity at this time exceeds 5 g / m 3 , the insulating properties of the tantalum oxide film formed may be adversely affected. However, when the composition of the present invention contains a predetermined amount of orthocarboxylic acid ester, the coating film forming step can be carried out without being affected by humidity (water vapor content in the atmosphere). For example, a high-quality tantalum oxide film can be obtained even when a coating film is formed in an atmosphere having a humidity of more than 5 g / m 3 , and further, in an atmosphere of a humidity of 7 g / m 3 or more, particularly 9 g / m 3 A high-quality tantalum oxide film can be obtained even if the coating film is formed under the above-mentioned humidity atmosphere. Then
The coating film formed as described above is converted into a tantalum oxide film by heat and / or light treatment. The temperature of the heat treatment is
The temperature is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 30
0 to 900 ° C. or higher, more preferably 350 to 8
It is 00 ° C. The heating time can be appropriately set depending on the film thickness and the like, but in order to obtain a high-quality film, it is preferable to heat for 5 minutes or more, more preferably 15 to 90 minutes, further preferably 30 to 60 minutes. is there. In addition, the atmosphere during the heating step is preferably such that the oxygen concentration is higher. Examples of the heat treatment atmosphere include air, pure oxygen, ozone or N 2 O, or a mixed gas thereof.
Further, a mixed gas of these oxidizing gases and an inert gas such as nitrogen, helium or argon can be used. As a light source for the light treatment, a low pressure or high pressure mercury lamp, a deuterium lamp, or discharge light of a rare gas such as argon, krypton, or xenon, YAG laser, argon laser, carbon dioxide gas laser, XeF,
XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, Ar
An excimer laser such as Cl can be used. The output of these light sources is preferably 10 to 5,000.
It is 0 W, and more preferably 100 to 1,000 W. The irradiation time is preferably 0.1 to 60 minutes, more preferably 1 to 30 minutes. The wavelengths of these light sources are not particularly limited, but those containing a wavelength of 170 nm to 600 nm are preferable. As the atmosphere during the light treatment, the same atmosphere as that during the above-mentioned heat treatment can be used. The temperature during these light treatments is not particularly limited, but is usually room temperature to 500 ° C. Further, when irradiating light, it may be irradiated through a mask in order to irradiate only a specific part. In order to obtain a higher quality tantalum oxide film, it is preferable to perform both the heat treatment and the light treatment. The processing order in that case can be set arbitrarily, and both may be performed simultaneously. The obtained tantalum oxide film can be made amorphous or crystalline depending on the conditions of heat treatment and / or light treatment. The tantalum oxide film formed as described above may be subjected to oxygen plasma or UV-ozone treatment, if necessary, and then used. The thickness of the tantalum oxide film thus formed is preferably 0.001 to 10 μm, more preferably 0.01 to 1 μm. As described above, it is one of the excellent advantages of the present invention that a thin antireflection film having a film thickness of 0.1 μm or less can be formed. The refractive index (n) of this film at a wavelength of 248 nm is 1.7 to
The absorbance is 2.5 and the absorbance (k) is 0.3 to 0.5.

【0065】こうして基板上に反射防止膜を形成した
後、第2工程では、該反射防止膜上にレジスト溶液を所
定の膜厚となるように塗布しそして、例えばホットプレ
ート上で、プレベークして塗膜中の溶剤を揮発させてレ
ジスト膜を形成する。この際のプレベークの温度は、使
用されるレジストの種類等に応じて適宜調整されるが、
好ましくは、30〜450℃、より好ましくは、50〜
200℃である。このプレベークの時間は、好ましくは
30秒〜60分、より好ましくは60秒〜120秒であ
る。レジスト溶液の塗布方法としては、回転塗布、流延
塗布、ロ―ル塗布等が採用できる。上記レジスト溶液
は、公知のレジストを適当な溶剤中に、固形分濃度が例
えば5〜50重量%となるように溶解した後、例えば孔
径0.2μm程度のフィルターでろ過して調製される。
レジスト溶液としては、市販のレジスト溶液がそのまま
使用できる。また、レジストとしては、例えばアルカリ
可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型
レジスト、アルカリ可溶性樹脂と感放射線性架橋剤とか
らなるネガ型レジスト、感放射線性酸発生剤を含有する
ポジ型またはネガ型の化学増幅型レジスト等が例示でき
る。
After forming the antireflection film on the substrate in this way, in the second step, a resist solution is applied to the antireflection film so as to have a predetermined film thickness, and prebaked on, for example, a hot plate. The solvent in the coating film is volatilized to form a resist film. The prebaking temperature at this time is appropriately adjusted according to the type of resist used,
Preferably, it is 30 to 450 ° C., more preferably 50 to
It is 200 ° C. The prebaking time is preferably 30 seconds to 60 minutes, more preferably 60 seconds to 120 seconds. As a method for applying the resist solution, spin coating, cast coating, roll coating and the like can be adopted. The resist solution is prepared by dissolving a known resist in a suitable solvent so that the solid content concentration is, for example, 5 to 50% by weight, and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm.
As the resist solution, a commercially available resist solution can be used as it is. As the resist, for example, a positive resist containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitizer, a negative resist containing an alkali-soluble resin and a radiation-sensitive crosslinking agent, a positive resist containing a radiation-sensitive acid generator or A negative chemically amplified resist or the like can be exemplified.

【0066】その後、第3工程では、以上のようにして
形成されたレジスト膜に露光用マスクを介して放射線を
露光する。この場合、レジストの種類に応じて、可視光
線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、
イオンビ―ム等の適当な放射線を用いることができる。
これらの放射線のうち、本発明の組成物には、紫外線お
よび遠紫外線が好ましく、特にg線(波長436n
m)、i線(波長365nm)、KrFエキシマレーザ
ー(波長248nm)およびArFエキシマレーザー
(波長193nm)が好ましい。
Then, in the third step, the resist film formed as described above is exposed to radiation through an exposure mask. In this case, depending on the type of resist, visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-ray, electron beam, γ-ray, molecular beam,
Appropriate radiation such as ion beams can be used.
Among these radiations, ultraviolet rays and deep ultraviolet rays are preferable for the composition of the present invention, and particularly g-ray (wavelength 436n
m), i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are preferable.

【0067】次いで、第4工程では、露光により形成さ
れた潜像パターンを現像する。その後洗浄し、乾燥する
ことにより、所望のレジストパターンを形成する。この
工程中、解像度、パターン形状、現像性等を向上させる
ため、露光後に現像前ベーキング(以下、「露光後ベー
ク」という)を行ってもよい。露光後ベークの条件は、
ホットプレ―ト上、好ましくは80〜160℃の温度
で、60秒〜360秒間加熱する。ここで使用される現
像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリ
ウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミ
ン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエ
チルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロ
キシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジア
ザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン、1,5−
ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノナン等を溶解
したアルカリ性水溶液を挙げることができる。このよう
なアルカリ現像液のアルカリ濃度は、好ましくは1〜1
0重量%、より好ましくは1〜5重量%である。現像温
度は好ましくは10〜35℃であり、現像時間は好まし
くは30〜300秒程度である。現像方法としては、浸
漬法、パドル法、スプレ―法等が挙げられる。また、こ
れらの現像液には、水溶性有機溶剤、例えばメタノー
ル、エタノール等のアルコール類、および界面活性剤を
適量添加することもできる。最後に、レジストパタ―ン
をマスクとして、乾式エッチングにより反射防止膜の除
去を行い、基板加工用のレジストパタ―ンを得る。乾式
エッチング方法としては、反応性イオンエッチング方法
が挙げられる。この場合、反応性イオンのイオン源とし
ては酸素、ハロゲン、ハロゲン化炭化水素などが使用で
きる。このとき、反射防止膜の選択的な除去から基板の
パタ―ン加工まで連続的に操作を行なうことも可能であ
る。
Next, in the fourth step, the latent image pattern formed by exposure is developed. Then, by washing and drying, a desired resist pattern is formed. During this step, pre-development baking (hereinafter referred to as "post-exposure bake") may be performed after exposure in order to improve resolution, pattern shape, developability and the like. The post-exposure bake conditions are
Heat on a hot plate, preferably at a temperature of 80 to 160 ° C. for 60 seconds to 360 seconds. Examples of the developer used here include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyl. Diethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene, 1,5-
Examples thereof include alkaline aqueous solutions in which diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonane and the like are dissolved. The alkali concentration of such an alkali developer is preferably 1 to 1
It is 0% by weight, more preferably 1 to 5% by weight. The development temperature is preferably 10 to 35 ° C., and the development time is preferably about 30 to 300 seconds. Examples of the developing method include a dipping method, a paddle method and a spray method. Further, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol, and a surfactant can be added to these developers. Finally, the antireflection film is removed by dry etching using the resist pattern as a mask to obtain a resist pattern for substrate processing. Examples of the dry etching method include a reactive ion etching method. In this case, oxygen, halogen, halogenated hydrocarbon or the like can be used as the ion source of the reactive ion. At this time, it is possible to continuously perform operations from the selective removal of the antireflection film to the patterning of the substrate.

【0068】[0068]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら制約さ
れるものではない。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0069】実施例1 タンタルペンタエトキシド8.1gのテトラヒドロフラ
ン(THF)67mLの溶液に、窒素雰囲気下でトリエ
タノールアミン10gとTHF67mLの混合溶液を室
温で攪拌しながら15分かけて添加した。添加終了後さ
らに1時間室温で攪拌した。反応液は無色透明から微白
濁に変化した。その後、減圧下で濃縮し、残さをヘキサ
ンで洗った後に、少量のテトラヒドロフランに再溶解
し、ヘキサンで再沈させた。得られた白色固体を濾別
し、減圧乾燥した。1H−NMRにより分析したとこ
ろ、タンタルペンタエトキシドのエトキシ由来のピーク
は消失しそしてトリエタノールアミン由来のピークが出
現していた。収率は80%であった。原料タンタルペン
タエトキシドのエトキシル基の反応転化率は100モル
%であった。得られた反射防止膜形成用組成物(1)
1.0gをジエチレングリコールモノメチルエーテル
9.0gに溶解し、孔径が0.2μmのテフロン(登録
商標)製フィルターで濾過して反射防止膜形成用組成物
(1)を調製した。この組成物を、湿度2g/m3の雰
囲気下にて、ベアシリコン基板上に2,000rpmで
スピンコート法により膜厚0.091μmで塗布した。
次いで、空気中で溶媒を蒸発させた後、空気存在下40
0℃で30分加熱したところ、基板上に透明な反射防止
膜が得られた。この膜の膜厚は0.035μmであっ
た。得られた反射防止膜の、波長248の光における吸
光度kは0.43、屈折率nは2.3であった。
Example 1 To a solution of 8.1 g of tantalum pentaethoxide in 67 mL of tetrahydrofuran (THF), a mixed solution of 10 g of triethanolamine and 67 mL of THF was added over 15 minutes while stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere. After the addition was completed, the mixture was further stirred for 1 hour at room temperature. The reaction solution changed from colorless and transparent to slightly cloudy. Then, the mixture was concentrated under reduced pressure, the residue was washed with hexane, redissolved in a small amount of tetrahydrofuran, and reprecipitated with hexane. The white solid obtained was filtered off and dried under reduced pressure. When analyzed by 1 H-NMR, the peak derived from ethoxy of tantalum pentaethoxide disappeared and the peak derived from triethanolamine appeared. The yield was 80%. The reaction conversion rate of the ethoxy group of the raw material tantalum pentaethoxide was 100 mol%. Obtained composition for forming antireflection film (1)
1.0 g was dissolved in 9.0 g of diethylene glycol monomethyl ether and filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.2 μm to prepare an antireflection film-forming composition (1). This composition was applied on a bare silicon substrate at a speed of 2,000 rpm by a spin coating method to a film thickness of 0.091 μm in an atmosphere having a humidity of 2 g / m 3 .
Then, after evaporating the solvent in air, 40
When heated at 0 ° C. for 30 minutes, a transparent antireflection film was obtained on the substrate. The film thickness of this film was 0.035 μm. The obtained antireflection film had an absorbance k of 0.43 with respect to light having a wavelength of 248 and a refractive index n of 2.3.

【0070】実施例2 十分窒素置換を行った200mLナス型フラスコに、窒
素雰囲気下、タンタルペンタエトキシド8.12g(2
0mmol)とテトラヒドロフラン(THF)50mL
を仕込み、攪拌下、ジエチレングリコール8.1g(7
6mmol)を室温で15分かけて添加した。その後さ
らに室温で1時間攪拌した。反応液は無色透明のままや
や粘度が増加した。その後、減圧下で溶媒を完全に除去
し、白色固体(タンタル含有生成物)7.8gを得た。
1H−NMRにより分析したところ、タンタルペンタエ
トキシドの未反応エトキシル基由来のピークとジエチレ
ングリコールとの反応体由来のピークが確認でき、その
積分比は1:20であった。この比よりタンタルペンタ
エトキシドのエトキシル基の反応転化率を算出すると9
1モル%であった。得られた白色固体1.5gを8.5
gのプロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解
し、孔径が0.2μmのテフロン(登録商標)製フィル
ターで濾過して反射防止膜形成用組成物(2)を調製し
た。この組成物を、湿度2g/m3の雰囲気下にて、ベ
アシリコン基板上に2,000rpmでスピンコート法
により膜厚0.205μmで塗布した。次いで、空気中
で溶媒を蒸発させた後、空気存在下400℃で30分加
熱したところ、基板上に透明な反射防止膜が得られた。
得られた膜の膜厚は0.105μmであり、波長248
の光における吸光度kは0.40、屈折率nは2.1で
あった。
Example 2 In a 200 mL round-bottomed flask that had been sufficiently replaced with nitrogen, under a nitrogen atmosphere, 8.12 g of tantalum pentaethoxide (2
0 mmol) and tetrahydrofuran (THF) 50 mL
Then, while stirring, 8.1 g of diethylene glycol (7
6 mmol) was added at room temperature over 15 minutes. Then, the mixture was further stirred at room temperature for 1 hour. The reaction liquid remained colorless and transparent, and the viscosity slightly increased. Then, the solvent was completely removed under reduced pressure to obtain 7.8 g of a white solid (tantalum-containing product).
As a result of 1 H-NMR analysis, a peak derived from an unreacted ethoxyl group of tantalum pentaethoxide and a peak derived from a reactant of diethylene glycol were confirmed, and the integral ratio thereof was 1:20. From this ratio, the reaction conversion of the ethoxyl group of tantalum pentaethoxide was calculated to be 9
It was 1 mol%. 8.5 g of the obtained white solid was obtained.
It was dissolved in g of propylene glycol monomethyl ether and filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.2 μm to prepare an antireflection film-forming composition (2). This composition was applied on a bare silicon substrate at a speed of 2,000 rpm by a spin coating method so as to have a film thickness of 0.205 μm in an atmosphere having a humidity of 2 g / m 3 . Then, after evaporating the solvent in the air, it was heated at 400 ° C. for 30 minutes in the presence of air to obtain a transparent antireflection film on the substrate.
The thickness of the obtained film was 0.105 μm and the wavelength was 248
Absorbance k of light was 0.40, and refractive index n was 2.1.

【0071】実施例3 実施例2で得られた反射防止膜形成用組成物(2)を湿
度2g/m3の雰囲気下にて、ベアシリコン基板上に5
00rpmでスピンコート法により膜厚0.780μm
で塗布した。次いで、空気中で溶媒を蒸発させた後、空
気存在下400℃で30分加熱したところ、基板上に透
明な反射防止膜が得られた。得られた膜の膜厚は0.3
25μmであり、波長248の光における吸光度kは
0.45、屈折率nは1.85であった。
Example 3 The composition (2) for forming an antireflection film obtained in Example 2 was applied on a bare silicon substrate in an atmosphere of a humidity of 2 g / m 3.
0.780 μm film thickness by spin coating at 00 rpm
Was applied. Then, after evaporating the solvent in the air, it was heated at 400 ° C. for 30 minutes in the presence of air to obtain a transparent antireflection film on the substrate. The thickness of the obtained film is 0.3.
The absorbance k in the light of wavelength 248 was 0.45, and the refractive index n was 1.85.

【0072】評価例1 実施例1で得られた反射防止膜上にJSR製KrF用ポ
ジ型レジスト(KRF−M78Y)を 0.41μm厚
にスピンコートしてレジスト膜を形成した後、これに、
0.13μmのラインアンドスペースを1対1で形成す
るような露光時間、露光を行った。ついで、2.38重
量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用
いて現像することにより、レジストパターンを形成し
た。得られたレジストパターンは、反射による“えぐ
れ”の深さ(以下、「ノッチング深さ」という)が小さ
く 、パターン形状は裾引きが少なく、定在波の影響の
極めて少ない優良なものであった。
Evaluation Example 1 A positive resist for KrF (KRF-M78Y) manufactured by JSR was spin-coated on the antireflection film obtained in Example 1 to a thickness of 0.41 μm to form a resist film.
The exposure was performed for such an exposure time as to form a 0.13 μm line-and-space one-to-one. Then, a resist pattern was formed by developing using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The obtained resist pattern was excellent in that it had a small "cut-out" depth (hereinafter referred to as "notching depth") due to reflection, and the pattern shape had little skirting, and the influence of standing waves was extremely small. .

【0073】評価例2 実施例2で製造した反射防止膜を評価例1と同様にし
て、レジストパターンを形成した。得られたレジストパ
ターンは、ノッチング深さが小さく、パターン形状は、
裾引きが少なく、定在波の影響が見られない優良なもの
であった。
Evaluation Example 2 A resist pattern was formed on the antireflection film produced in Example 2 in the same manner as in Evaluation Example 1. The obtained resist pattern has a small notching depth, and the pattern shape is
It was a good one with little skirting and no effect of standing waves.

【0074】評価例3実施例3で製造した反射防止膜を
評価例1と同様にして、レジストパターンを 形成した。得られたレジストパターンは、ノッチング深
さが小さく、パターン形状は、裾引きが少なく、定在波
の影響が見られない優良なものであった。
Evaluation Example 3 A resist pattern was formed on the antireflection film produced in Example 3 in the same manner as in Evaluation Example 1. The obtained resist pattern had a small notching depth, and the pattern shape was excellent with no skirting and no influence of standing waves.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明の反射防止膜形成用組成物は、簡
便な方法により比較的薄膜でも反射防止効果が高く、レ
ジスト膜との接着性、密着性に優れ、かつレジスト成分
とのインターミキシングのない下層反射防止膜を形成す
ることができる。また、このためポジ型またはネガ型レ
ジストと共働して、解像度、精度等に優れたレジストパ
ターンを形成することができる。したがって、本発明の
反射防止膜形成用組成物は、特に高集積度の集積回路の
製造に寄与するところ大である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The composition for forming an antireflection film of the present invention has a high antireflection effect even with a relatively thin film by a simple method, is excellent in adhesiveness and adhesion to a resist film, and intermixes with a resist component. It is possible to form a lower-layer antireflection film having no layer. Further, for this reason, it is possible to form a resist pattern excellent in resolution, accuracy, etc., in cooperation with a positive type or negative type resist. Therefore, the composition for forming an antireflection film of the present invention greatly contributes to the production of an integrated circuit having a high degree of integration.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 勇 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA14 AB16 DA34 2K009 AA02 CC45 DD02 DD05 4J030 CC23 CE02 CG06 5F046 PA05 PA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Isamu Yonekura             2-11-21 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo J             Within SRL Co., Ltd. F-term (reference) 2H025 AA02 AA14 AB16 DA34                 2K009 AA02 CC45 DD02 DD05                 4J030 CC23 CE02 CG06                 5F046 PA05 PA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 [A1](a1)タンタルアルコキシド
と(a2)アミノアルコール、分子内に2個以上の水酸
基を有する化合物(但しアミノアルコールを除く)、β
−ジケトン、β−ケトエステル、β−ジカルボン酸エス
テル、乳酸、乳酸エステルおよび1,5−シクロオクタ
ジエンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物
との反応生成物、並びに[A2]該反応生成物の加水分
解物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のタンタル
含有生成物を含有してなる反射防止膜形成用組成物。
1. [A1] (a1) tantalum alkoxide and (a2) amino alcohol, a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule (excluding amino alcohol), β
-A reaction product with at least one compound selected from the group consisting of diketones, β-ketoesters, β-dicarboxylic acid esters, lactic acid, lactic acid esters and 1,5-cyclooctadiene, and [A2] the reaction product An antireflection film-forming composition containing at least one tantalum-containing product selected from the group consisting of hydrolysates of
【請求項2】 溶媒をさらに含有してなる上記組成物を
基板上に塗布し、次いで熱処理および/または光処理す
ることを特徴とする反射防止膜の形成方法。
2. A method for forming an antireflection film, which comprises applying the above composition further containing a solvent onto a substrate, and then subjecting it to heat treatment and / or light treatment.
【請求項3】 (1)基板上に塗布された請求項1に記
載の組成物の塗膜を熱処理および/または光処理して下
層反射防止膜を形成する工程、(2)該反射防止膜上に
レジスト組成物を塗布しそしてベークしてレジスト膜を
形成する工程、(3)レジスト膜にマスクパターンを介
して放射線を露光する工程、および(4)潜像パターン
を現像する工程を含むレジストパターンの形成方法。
3. A step of (1) heat-treating and / or phototreating a coating film of the composition according to claim 1 applied on a substrate to form a lower antireflection film, (2) the antireflection film. A resist including a step of applying a resist composition thereon and baking to form a resist film, (3) exposing the resist film to radiation through a mask pattern, and (4) developing a latent image pattern Pattern formation method.
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Cited By (3)

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