JP2007164148A - Silicon-containing film forming composition for etching mask, silicon-containing film for etching mask, and substrate processing intermediate and processed substrate processing method using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon-containing film for an etching mask, a silicon-containing film forming composition for an etching mask which can form a film by spin coating, forms a resist film thereon with an excellent resist pattern, and has a high etching selectivity relative to organic films because of its relatively high silicon content, and to provide a substrate processing intermediate and a processed substrate processing method using the same. <P>SOLUTION: The silicon-containing film forming composition for an etching mask is used for an intermediate film in a multilayer resist process for forming in sequence an undercoat film, a silicon-containing film and a photoresist film on a processed substrate, and applying etching in multiple stages, wherein the silicon-containing film forming composition comprises a silicon-containing polymer obtained through hydrolytic condensation of one or a mixture of hydrolyzable silanes including an Si-Si bond-containing silane compound represented by the formula (1): R<SB>(6-m)</SB>Si<SB>2</SB>X<SB>m</SB>, wherein R is a monovalent hydrocarbon group; X is alkoxy, alkanoyloxy or halogen; and m is 3-6. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子などの製造工程における微細加工に用いられる多層レジスト法の中間層として使用されるケイ素含有膜に好適なケイ素含有膜形成用組成物、ケイ素含有膜及びそれを用いた被加工基板の加工方法に関するものである。   The present invention relates to a silicon-containing film-forming composition suitable for a silicon-containing film used as an intermediate layer of a multilayer resist method used for microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element, etc., a silicon-containing film, and a workpiece to be processed using the same The present invention relates to a substrate processing method.

LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターン寸法の微細化が急速に進んでいる。リソグラフィー技術は、この微細化に併せ、光源の短波長化とそれに対するレジスト組成物の適切な選択により、微細パターンの形成を達成してきた。その中心となったのは単層で使用するポジ型フォトレジスト組成物である。この単層ポジ型フォトレジスト組成物は、塩素系あるいはフッ素系のガスプラズマによるエッチングに対しエッチング耐性を持つ骨格をレジスト樹脂中に持たせ、かつ露光部が溶解するようなレジスト機構を持たせることによって、露光部を溶解させてパターンを形成し、残存したレジストパターンをエッチングマスクとしてレジスト組成物を塗布した被加工基板をエッチング加工するものである。   With the higher integration and higher speed of LSIs, pattern dimensions are rapidly becoming finer. Along with this miniaturization, the lithography technology has achieved the formation of a fine pattern by shortening the wavelength of the light source and appropriately selecting the resist composition corresponding thereto. At the center of this is a positive photoresist composition used in a single layer. This single-layer positive photoresist composition should have a resist structure in which the resist resin has a skeleton that is resistant to etching by chlorine-based or fluorine-based gas plasma, and the exposed portion is dissolved. Thus, the exposed portion is dissolved to form a pattern, and the substrate to be processed to which the resist composition is applied is etched using the remaining resist pattern as an etching mask.

ところが、使用するフォトレジスト膜の膜厚をそのままで微細化、即ちパターン幅をより小さくした場合、フォトレジスト膜の解像性能が低下し、また現像液によりフォトレジスト膜をパターン現像しようとすると、いわゆるアスペクト比が大きくなりすぎ、結果としてパターン崩壊が起こってしまう。このため微細化に伴いフォトレジスト膜厚は薄膜化されてきた。   However, when the film thickness of the photoresist film to be used is made finer as it is, that is, when the pattern width is made smaller, the resolution performance of the photoresist film is lowered, and when trying to pattern develop the photoresist film with a developer, The so-called aspect ratio becomes too large, resulting in pattern collapse. For this reason, the photoresist film thickness has been reduced with the miniaturization.

一方、被加工基板の加工には、通常パターン形成されたフォトレジスト膜をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより基板を加工する方法が用いられるが、現実的にはフォトレジスト膜と被加工基板の間に完全なエッチング選択性を取ることのできるエッチング方法がないため、基板を加工中にレジスト膜もダメージを受け、基板加工中にレジスト膜が崩壊し、レジストパターンを正確に被加工基板に転写できなくなる。そこで、パターンの微細化に伴い、レジスト材料により高いエッチング耐性が求められる。
一方、露光波長の短波長化によりフォトレジスト組成物に使用する樹脂は、露光波長における光吸収の小さな樹脂が求められたため、i線、KrF、ArFへの変化に対し、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、脂肪族多環状骨格を持った樹脂へと変化してきているが、現実的には上記エッチング条件におけるエッチング速度は速いものになってきてしまっており、解像性の高い最近のフォトレジスト組成物は、むしろエッチング耐性が低くなる傾向がある。
このことから、より薄くよりエッチング耐性の弱いフォトレジスト膜で被加工基板をエッチング加工しなければならないことになり、この加工工程に於ける材料及びプロセスの確保は急務になってきている。
On the other hand, a method of processing a substrate by dry etching using a patterned photoresist film as an etching mask is usually used for processing a substrate to be processed. However, in reality, the substrate is processed between the photoresist film and the substrate to be processed. Since there is no etching method that can achieve complete etching selectivity, the resist film is damaged during the processing of the substrate, the resist film collapses during the processing of the substrate, and the resist pattern cannot be accurately transferred to the substrate to be processed. . Therefore, with the miniaturization of the pattern, higher etching resistance is required for the resist material.
On the other hand, since the resin used for the photoresist composition by shortening the exposure wavelength is required to be a resin having low light absorption at the exposure wavelength, novolak resin, polyhydroxystyrene is used against changes to i-line, KrF, and ArF. However, it has been changed to a resin having an aliphatic polycyclic skeleton, but in reality, the etching rate under the above etching conditions has become faster, and a recent photoresist composition with high resolution is high. Rather, the etching resistance tends to be low.
For this reason, it is necessary to etch the substrate to be processed with a thinner and less resistant photoresist film, and it is an urgent task to secure materials and processes in this processing step.

このような問題点を解決する方法の一つとして、多層レジスト法がある。この方法は、フォトレジスト膜、即ちレジスト上層膜とエッチング選択性が異なる中間膜をレジスト上層膜と被加工基板の間に介在させ、レジスト上層膜にパターンを得た後、上層レジストパターンをエッチングマスクとして、ドライエッチングにより中間膜にパターンを転写し、更に中間膜をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより被加工基板にパターンを転写する方法である。   One method for solving such problems is a multilayer resist method. In this method, a photoresist film, that is, an intermediate film having etching selectivity different from that of the resist upper layer film is interposed between the resist upper layer film and the substrate to be processed to obtain a pattern on the resist upper layer film, and then the upper resist pattern is etched into the etching mask. In this method, the pattern is transferred to the intermediate film by dry etching, and further the pattern is transferred to the substrate to be processed by dry etching using the intermediate film as an etching mask.

多層レジスト法の一つである2層レジスト法では、例えば、上層レジスト材料にケイ素を含有する樹脂を使用し、中間膜としてノボラック樹脂を使用する方法がある(例えば、特許文献1:特開平6−95385号公報)。ケイ素樹脂は、酸素プラズマによる反応性エッチングに対してはよいエッチング耐性を示すが、フッ素系ガスプラズマを用いると容易にエッチング除去される。一方、ノボラック樹脂は酸素ガスプラズマによる反応性エッチングでは容易にエッチング除去されるが、フッ素系ガスプラズマや塩素系ガスプラズマによるエッチングに対しては、良好なエッチング耐性を示す。そこで、被加工基板上にノボラック樹脂膜をレジスト中間膜として成膜し、その上にケイ素含有樹脂を用いたレジスト上層膜を形成した後、ケイ素含有レジスト膜にエネルギー線の照射及び現像等の後処理によりパターン形成を行い、それをエッチングマスクとして酸素プラズマによる反応性エッチングでレジストパターンが除去されている部分のノボラック樹脂をエッチング除去することでノボラック膜にパターンを転写し、このノボラック膜に転写されたパターンをエッチングマスクとして、被加工基板にフッ素系ガスプラズマや塩素系ガスプラズマによるドライエッチングを用いてパターン転写をすることができる。   In the two-layer resist method, which is one of the multilayer resist methods, for example, there is a method in which a silicon-containing resin is used for the upper layer resist material and a novolac resin is used as the intermediate film (for example, Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 6-1994). -95385). Silicon resin exhibits good etching resistance against reactive etching by oxygen plasma, but is easily removed by etching using fluorine-based gas plasma. On the other hand, novolak resin is easily removed by reactive etching using oxygen gas plasma, but exhibits good etching resistance against etching using fluorine-based gas plasma or chlorine-based gas plasma. Therefore, after forming a novolac resin film as a resist intermediate film on the substrate to be processed and forming a resist upper layer film using a silicon-containing resin thereon, the silicon-containing resist film is irradiated with energy rays and developed. The pattern is formed by treatment, and the pattern is transferred to the novolac film by etching away the novolac resin where the resist pattern has been removed by reactive etching with oxygen plasma using the etching mask as an etching mask. Using the pattern as an etching mask, pattern transfer can be performed on the substrate to be processed by dry etching using fluorine-based gas plasma or chlorine-based gas plasma.

また、ドライエッチングでは、エッチングマスクのエッチング耐性が十分である場合、比較的良好な形状で転写パターンが得られ、レジスト現像時の現像液による摩擦等を原因としたパターン倒れのような問題が起き難いため、比較的高いアスペクト比のパターンを得ることができる。このため、例えばノボラック樹脂を用いたレジスト膜を中間膜の膜厚に相当する厚さにした場合には、アスペクト比の問題から現像時のパターン倒れ等により直接形成できなかったような微細パターンに対しても、上記の2層レジスト法によれば、被加工基板のエッチングマスクとして十分な厚さのノボラック樹脂パターンが得られるようになる。   Also, in dry etching, when the etching resistance of the etching mask is sufficient, a transfer pattern with a relatively good shape can be obtained, and problems such as pattern collapse due to friction caused by a developing solution during resist development occur. Since it is difficult, a pattern with a relatively high aspect ratio can be obtained. For this reason, for example, when a resist film using a novolac resin is made to have a thickness corresponding to the film thickness of the intermediate film, it has a fine pattern that could not be directly formed due to a pattern collapse during development due to an aspect ratio problem. On the other hand, according to the above two-layer resist method, a novolak resin pattern having a sufficient thickness as an etching mask for a substrate to be processed can be obtained.

更に多層レジスト法として、単層レジスト法で使用されている一般的なレジスト組成物を用いて行うことができる3層レジスト法がある。これでは、例えば、被加工基板上にノボラック等による有機膜をレジスト下層膜として成膜し、その上にSOG(スピンオンガラス)のようなケイ素含有膜を中間膜として成膜し、その上に通常の有機系レジスト膜をレジスト上層膜として形成する。フッ素系ガスプラズマによるドライエッチングに対しては、有機系のレジスト上層膜は、SOGに対して良好なエッチング選択比が取れるため、レジストパターンはフッ素系ガスプラズマによるドライエッチングを用いることでSOG膜に転写される。この方法によれば、直接被加工基板を加工するための十分な膜厚を持ったパターンは形成することが難しいレジスト組成物や、基板を加工するためにはエッチング耐性が十分でないレジスト組成物を用いても、SOG膜にパターンを転写することができれば、2層レジスト法と同様に、加工に十分なエッチング耐性を持つノボラック膜のパターンを得ることができる。   Further, as a multilayer resist method, there is a three-layer resist method that can be performed using a general resist composition used in a single layer resist method. In this case, for example, an organic film made of novolak or the like is formed as a resist underlayer film on a substrate to be processed, and a silicon-containing film such as SOG (spin-on-glass) is formed thereon as an intermediate film, and is usually formed thereon. The organic resist film is formed as a resist upper layer film. For dry etching with fluorine-based gas plasma, the organic resist upper layer film has a good etching selectivity with respect to SOG. Therefore, the resist pattern is formed on the SOG film by using dry etching with fluorine-based gas plasma. Transcribed. According to this method, it is difficult to form a pattern having a sufficient film thickness for directly processing a substrate to be processed, or a resist composition having insufficient etching resistance for processing a substrate. Even if it is used, if the pattern can be transferred to the SOG film, a pattern of a novolak film having sufficient etching resistance for processing can be obtained as in the case of the two-layer resist method.

上記の通り、3層レジスト法では、中間膜としてケイ素含有膜が使用されるが、中間膜としては、CVDによるケイ素含有無機膜、例えばSiO2膜(例えば、特許文献2:特開平7−183194号公報等)やSiON膜(例えば、特許文献3:特開平7−181688号公報等)、回転塗布により膜を得られるものとしては、SOG膜(例えば、特許文献4:特開平5−291208号公報等)や架橋性シルセスキオキサン膜(例えば、特許文献5:特表2005−520354号公報等)等が使用されており、ポリシラン膜(例えば、特許文献6:特開平11−60735号公報等)も使用できるであろう。これらの中で、SiO2膜やSiON膜は下層の有機膜をドライエッチングする際のエッチングマスクとしての高い性能を持つものの、成膜に特別の装置を必要とする。それに対し、SOG膜や架橋性シルセスキオキサン膜、ポリシラン膜は、回転塗布と加熱のみで成膜でき、高いプロセスの効率を得られる。 As described above, in the three-layer resist method, a silicon-containing film is used as an intermediate film. As the intermediate film, a silicon-containing inorganic film formed by CVD, for example, an SiO 2 film (for example, Patent Document 2: JP-A-7-183194). Etc.), SiON films (for example, Patent Document 3: JP-A-7-181688, etc.), and SOG films (for example, Patent Document 4: JP-A-5-291208) can be obtained by spin coating. Etc.) and crosslinkable silsesquioxane films (for example, Patent Document 5: JP 2005-520354 A) are used, and polysilane films (for example, Patent Document 6: Japanese Patent Laid-Open No. 11-60735) are used. Etc.) could also be used. Among these, the SiO 2 film and the SiON film have a high performance as an etching mask when dry etching a lower organic film, but require a special apparatus for film formation. On the other hand, the SOG film, the crosslinkable silsesquioxane film, and the polysilane film can be formed only by spin coating and heating, and high process efficiency can be obtained.

多層レジスト法の適用範囲は、レジスト膜の解像限界を上げるという試みだけに留まらない。基板加工の一つの方法であるビアファースト法のように、加工中間体基板が大きな段差を持つ場合、単一レジスト膜でパターン形成を行おうとすると、レジスト膜厚に大きな差があることから、レジスト露光時に焦点を正確に合わせることができなくなる等の問題が生じる。このようなケースでは、段差を犠牲膜により埋めて平坦化した後に、その上にレジスト膜を成膜し、レジストパターンの形成を行うが、この場合には必然的に上記のような多層レジスト法を用いることになる(例えば、特許文献7:特開2004−349572号公報等)。   The application range of the multilayer resist method is not limited to an attempt to increase the resolution limit of the resist film. Like the via-first method, which is one of the substrate processing methods, if the processed intermediate substrate has a large level difference, there is a large difference in resist film thickness when trying to form a pattern with a single resist film. There arises a problem that the focus cannot be accurately adjusted during exposure. In such a case, the step is filled with a sacrificial film and planarized, and then a resist film is formed thereon to form a resist pattern. In this case, however, the above-described multilayer resist method is inevitably required. (For example, Patent Document 7: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-349572, etc.).

3層レジスト法を行う際、回転塗布により得られるケイ素含有膜を中間膜に使用することにより、プロセスの効率を上げることはできるが、従来使用されてきたケイ素含有膜には幾つかの問題がある。   When the three-layer resist method is used, the silicon-containing film obtained by spin coating can be used as an intermediate film to improve the efficiency of the process. However, the silicon-containing films that have been conventionally used have several problems. is there.

例えば、光リソグラフィーによりレジストパターンを形成しようとした場合、露光光が基板で反射し、入射光と干渉して、所謂定在波の問題を引き起こすことはよく知られており、レジスト膜のエッジラフネスのない微細パターンを得るためには、中間膜として反射防止膜を入れてやる必要がある。そこで、3層レジスト法では、レジスト上層膜とケイ素含有中間膜の間に有機反射防止膜を入れてやる必要があることになるが、それを入れた場合、レジスト上層膜をエッチングマスクとして有機反射防止膜をパターン加工する必要が生じ、ドライエッチング時にレジスト上層膜に対する負荷が加わる。従来、この負荷を生じさせないため、ケイ素含有中間膜に芳香族構造のような光吸収構造を持たせる手法が使用されてきた(特許文献8:特開2005−15779号公報)。   For example, it is well known that when a resist pattern is formed by photolithography, the exposure light is reflected by the substrate and interferes with the incident light to cause a so-called standing wave problem. In order to obtain a fine pattern with no reflection, it is necessary to insert an antireflection film as an intermediate film. Therefore, in the three-layer resist method, it is necessary to put an organic antireflection film between the resist upper layer film and the silicon-containing intermediate film. However, when it is inserted, organic reflection is performed using the resist upper layer film as an etching mask. The prevention film needs to be patterned, and a load is applied to the resist upper layer film during dry etching. Conventionally, in order not to cause this load, a technique of giving a light-absorbing structure such as an aromatic structure to a silicon-containing intermediate film has been used (Patent Document 8: JP-A-2005-15779).

しかし、光を効率よく吸収するアントラセンのような有機構造は、フッ素系ガスプラズマによるドライエッチングによるエッチング速度を低下させる働きがあり、レジスト膜に負荷をかけないでケイ素含有膜のドライエッチングを行うためには不利な方向である。そこで、このような置換基を多量に加えることは好ましくない。   However, an organic structure such as anthracene that absorbs light efficiently works to reduce the etching rate by dry etching with fluorine-based gas plasma, and performs dry etching of a silicon-containing film without imposing a load on the resist film. This is a disadvantageous direction. Therefore, it is not preferable to add such a substituent in a large amount.

更に、ケイ素含有中間膜をエッチングマスクとして、レジスト下層膜を加工する際に一般的に使用される酸素ガスプラズマによる反応性エッチングに対する中間膜のエッチング速度は、レジスト中間膜と下層膜のエッチング選択比を高めるためより小さいことが好ましく、そのためにはケイ素含有量がなるべく高いことが望ましい。しかし、光吸収骨格等の機能を側鎖に持たせるような設計をすると、側鎖の占める割合が高くなり、ケイ素含有量が下がってしまう。   Furthermore, the etching rate of the intermediate film with respect to the reactive etching by oxygen gas plasma generally used when processing the resist underlayer film using the silicon-containing intermediate film as an etching mask is the etching selectivity ratio between the resist intermediate film and the underlayer film. In order to increase the thickness, it is preferably smaller, and for that purpose, it is desirable that the silicon content is as high as possible. However, if the side chain is designed to have a function such as a light absorption skeleton, the proportion of the side chain increases, and the silicon content decreases.

一方、ポリシラン類は比較的高いケイ素含有量を達成することができ、好適な反射防止膜材料となることが特許文献9(特開2003−140352号公報)に開示されている。また、ケイ素−ケイ素結合はケイ素−酸素−ケイ素結合がかなり短波長の光まで透明であるのに対し、長波長の光を吸収するため、反射防止機能を有するケイ素含有中間膜として好ましいものと考えられた。しかし、ポリシラン類は、ハロゲン系のエッチング条件下では、主鎖のケイ素−ケイ素結合の開裂が発生し、低分子成分に変換され膜強度が低下し、エッチングパターンが崩壊する現象が観察された。   On the other hand, it is disclosed in Patent Document 9 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-140352) that polysilanes can achieve a relatively high silicon content and become a suitable antireflection film material. In addition, the silicon-silicon bond is preferable as a silicon-containing intermediate film having an antireflection function because it absorbs long-wavelength light, whereas the silicon-oxygen-silicon bond is transparent up to light having a considerably short wavelength. It was. However, polysilanes were observed to undergo a phenomenon in which the main chain silicon-silicon bond was cleaved under halogen-based etching conditions, converted to a low molecular component, the film strength was lowered, and the etching pattern was collapsed.

特開平6−95385号公報JP-A-6-95385 特開平7−183194号公報JP-A-7-183194 特開平7−181688号公報JP-A-7-181688 特開平5−291208号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-291208 特表2005−520354号公報JP 2005-520354 A 特開平11−60735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-60735 特開2004−349572号公報JP 2004-349572 A 特開2005−15779号公報JP-A-2005-15779 特開2003−140352号公報JP 2003-140352 A 特開平5−310942号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-310942 特開平9−73173号公報JP-A-9-73173 特開2003−84438号公報JP 2003-84438 A 国際公開第00/01684号パンフレットInternational Publication No. 00/01684 Pamphlet 特開2000−159758号公報JP 2000-159758 A 特開平8−12626号公報JP-A-8-12626 特開2005−146252号公報JP 2005-146252 A 特開2005−128509号公報JP 2005-128509 A 特開2004−153125号公報JP 2004-153125 A comprehensive organometallic chemistry vol.2,389(1982)complete organic organic chemistry vol. 2,389 (1982) Polym. Mater. Sci. Eng. 1997. 77. pp449Polym. Mater. Sci. Eng. 1997. 77. pp449

そこで、本発明の課題は、回転塗布により成膜でき、その上にレジスト膜を形成した後レジストパターンを形成した際、良好なパターン形成が可能で、かつ比較的高いケイ素含有量を持つことにより、有機膜との高いエッチング選択性が得られるエッチングマスク用ケイ素含有膜及びエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物、並びにこれを用いた基板加工中間体及び被加工基板の加工方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to form a film by spin coating, and when a resist pattern is formed after forming a resist film thereon, a good pattern can be formed and has a relatively high silicon content. Provided are a silicon-containing film for an etching mask and a composition for forming a silicon-containing film for an etching mask, and a substrate processing intermediate using the same and a processing method for a substrate to be processed, which can obtain high etching selectivity with an organic film. It is in.

Si−Si結合を持つポリシルセスキオキサンは、特許文献10(特開平5−310942号公報)に開示され、メカニズムについては詳細に開示されていないものの、フォトレジスト組成物や光反応性材料に使用できることが示唆されている。本発明者らは、このような材料は、レジスト膜そのものではなく、上記のような3層レジスト法のエッチングマスク用ケイ素含有膜に使用した場合、上記課題を解決するための一つの方法となり得ることに気付き、鋭意検討を行ったところ、比較的小さな側鎖を有する場合の上記ポリシルセスキオキサンを含む、下記一般式(1)で表される加水分解性シランの加水分解縮合物、特に下記一般式(2)で表される加水分解性シランとの共加水分解縮合物が、上記課題の解決に好適な材料であることを見出した。特に、従来のポリシラン反射防止膜と比較すると、ハロゲン系エッチング条件下で、たとえケイ素−ケイ素結合が開裂しても、非常に強固な結合であるシロキサン結合が非常に多く存在するため、エッチングパターンが崩壊することなく、膜の加工ができることを見出し、本発明をなすに至った。   Polysilsesquioxane having a Si—Si bond is disclosed in Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-310942), and although the mechanism is not disclosed in detail, it is used as a photoresist composition or a photoreactive material. It has been suggested that it can be used. When the present inventors use such a material for the silicon-containing film for an etching mask of the three-layer resist method as described above instead of the resist film itself, it can be a method for solving the above-mentioned problems. In particular, as a result of intensive studies, a hydrolyzable condensate of a hydrolyzable silane represented by the following general formula (1), including the polysilsesquioxane having a relatively small side chain, It has been found that a cohydrolyzed condensate with a hydrolyzable silane represented by the following general formula (2) is a material suitable for solving the above problems. In particular, when compared with conventional polysilane antireflection coatings, even if silicon-silicon bonds are cleaved under halogen-based etching conditions, there are very many siloxane bonds, which are very strong bonds, so the etching pattern is The present inventors have found that a film can be processed without collapsing, and have made the present invention.

即ち、本発明は、被加工基板上に下層膜を形成し、その上にケイ素含有膜を形成し、更にその上にフォトレジスト膜を形成した後、多段階のエッチングを行う多層レジスト法の中間膜に使用するケイ素含有膜形成用組成物において、少なくとも1種の下記一般式(1)
(6-m)Si2m (1)
(Rは炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Xはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、R、Xは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、mは6≧m≧3である。)
で示されるケイ素−ケイ素結合を有するシラン化合物を含有する、加水分解性シランの単独又は混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーを含有することを特徴とするエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物を提供する。
That is, the present invention provides an intermediate layer of a multilayer resist method in which a lower layer film is formed on a substrate to be processed, a silicon-containing film is formed thereon, a photoresist film is further formed thereon, and then a multi-stage etching is performed. In the silicon-containing film-forming composition used for the film, at least one of the following general formula (1)
R (6-m) Si 2 X m (1)
(R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, X is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, R and X may be the same or different substituents, and m is 6 ≧ m ≧ 3.)
A silicon-containing film for an etching mask, comprising a silicon-containing polymer obtained by hydrolytic condensation of a hydrolyzable silane alone or in a mixture containing a silane compound having a silicon-silicon bond represented by A composition is provided.

また、好ましい態様の一つとして、前記ケイ素含有ポリマーが、上記一般式(1)のシラン化合物に加えて、更に下記一般式(2)
aSiB(4-a) (2)
(Aは水素原子、又は炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Bはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、A、Bは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、aは0又は1である。)
で示される加水分解性シラン化合物を含有する、加水分解性シランの混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーであることを特徴とするエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物を提供する。
Further, as one of preferred embodiments, the silicon-containing polymer is further added to the following general formula (2) in addition to the silane compound represented by the general formula (1).
A a SiB (4-a) (2)
(A is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, B is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, and A and B may be the same or different substituents, a is 0 or 1.)
A silicon-containing film-forming composition for an etching mask, which is a silicon-containing polymer obtained by hydrolytic condensation of a mixture of hydrolyzable silanes containing the hydrolyzable silane compound represented by

また、複数種の一般式(1)で示されるシラン化合物を用いる場合、使用する一般式(1)で示されるシラン化合物中では、mが4又は3であるものを主成分とすると、塗布性がよく保存安定性に優れるポリマーが得られる。mが5又は6の成分が主成分の場合は、シラン化合物を加水分解縮合させたときに、残存シラノールが多くなりすぎ、保存中にシラノール同士の再結合が発生し、異物ができたり、塗布液の膜厚が厚くなったりして、塗布性や保存安定性の低下を招く場合がある。   Moreover, when using the silane compound shown by multiple types of general formula (1), in the silane compound shown by the general formula (1) to be used, if m is 4 or 3, the coating property is Therefore, a polymer excellent in storage stability can be obtained. When m is 5 or 6 as a main component, when hydrolyzing and condensing the silane compound, the amount of residual silanol increases too much, resulting in recombination of silanols during storage, creating foreign matter, and coating In some cases, the film thickness of the liquid increases, resulting in a decrease in coating properties and storage stability.

更に、複数種の一般式(1)で示されるシラン化合物を用いる場合、一般式(1)で示されるシラン化合物のうち、mが4であるシラン化合物とmが3であるシラン化合物の混合比がモル比で3:7〜7:3の間に好ましい物性を持ったポリマーが得られる。これは勿論Rの選択にも依存するものであるが、m=4のものは表面に極性効果を与え、上層レジスト膜を倒れ難くし、プロセスウインドウを広くすることができる。m=3のものが増えてくると、シリコーン樹脂の特性である撥油性が高くなり、上層レジスト膜を塗布した際にストリエーションを生じることがある。一方、m=4のものが多すぎる場合、上述したようにポリマー中のシラノール残存量が増えてくる傾向になり、保存安定性の低下を招くおそれがある。   Furthermore, when using the multiple types of silane compound shown by General formula (1), among the silane compounds shown by General formula (1), the mixing ratio of the silane compound whose m is 4 and the silane compound whose m is 3 Can be obtained in a molar ratio of 3: 7 to 7: 3. Of course, this depends on the selection of R, but m = 4 gives a polar effect to the surface, makes it difficult for the upper resist film to collapse, and widens the process window. When the number m = 3 increases, the oil repellency, which is a characteristic of the silicone resin, increases, and striation may occur when the upper resist film is applied. On the other hand, when the number of m = 4 is too large, as described above, the residual amount of silanol in the polymer tends to increase, which may cause a decrease in storage stability.

また、含有するケイ素含有ポリマーは重量平均分子量が20,000を超えるものを用いると、塗布性が下がる傾向にあり、ケースによっては異物の発生や塗布斑が生じる場合があり、重量平均分子量が20,000以下のものを用いることが好ましく、また重量平均分子量が500以下のものがケイ素含有ポリマー全体の5質量%より多く占めるものを用いた場合には、焼成時の膜減りが大きく、面内均一性の悪い塗布膜が得られることがある。   In addition, when the silicon-containing polymer contained has a weight average molecular weight exceeding 20,000, the coating property tends to be lowered. Depending on the case, foreign matter may be generated or application spots may occur, and the weight average molecular weight may be 20 It is preferable to use a polymer having a weight average molecular weight of 500 or less, and a film having a weight average molecular weight of 500 or less accounts for more than 5% by mass of the entire silicon-containing polymer. A coating film with poor uniformity may be obtained.

更に、含有するケイ素含有ポリマーが、ポリマー中のSi−O結合の数をL、Si−Si結合の数をM、Si−C結合の数をNとしたとき、0.45≦L/(L+M+N)≦0.95を満たすように原料のシラン化合物を選択した場合、より酸素RIE(酸素反応性エッチング)で基板加工する際のエッチング耐性が高くなる。   Further, the silicon-containing polymer contained is 0.45 ≦ L / (L + M + N, where L is the number of Si—O bonds in the polymer, M is the number of Si—Si bonds, and N is the number of Si—C bonds. ) When the raw material silane compound is selected so as to satisfy ≦ 0.95, the etching resistance when the substrate is processed by oxygen RIE (oxygen reactive etching) becomes higher.

前記ケイ素含有ポリマーのケイ素含有量は、以下のように定義される。
一般式(1)の加水分解性ケイ素含有モノマーの場合、十分な水を添加して完全に加水分解させたときに得られる反応式は、
(6-m)Si2m+(m/2)H2O→R(6-m)Si2(m/2)
であり、R部分の式量をRwとすると、このときのケイ素含有ポリマーのケイ素含有割合S1(%)は、
1=[28.1×2/{Rw×(6−m)+28.1×2+16×(m/2)}]×100
となる。
同様に、一般式(2)の化合物の場合では、
aSiB(4-a)+{(4−a)/2}H2O→AaSiO{(4-a)/2}
であり、A部分の式量をAwとすると、このときのケイ素含有ポリマーのケイ素含有割合S2(%)は、
2=[28.1/{Aw×a+28.1+16×(4−a)/2)}]×100
となる。
それぞれの化合物のモル比から、全体のケイ素含有割合を求めることができる。
従って、(ケイ素由来質量/樹脂質量)×100として30%以上とすると、100nm以下の膜厚においても下層膜のエッチング加工時に有効に働くエッチングマスク用のケイ素含有膜形成用組成物が得られる。
The silicon content of the silicon-containing polymer is defined as follows.
In the case of the hydrolyzable silicon-containing monomer of the general formula (1), the reaction formula obtained when fully hydrolyzed by adding sufficient water is:
R (6-m) Si 2 X m + (m / 2) H 2 O → R (6-m) Si 2 O (m / 2)
When the formula amount of the R portion is Rw, the silicon content ratio S 1 (%) of the silicon-containing polymer at this time is
S 1 = [28.1 × 2 / {Rw × (6-m) + 28.1 × 2 + 16 × (m / 2)}] × 100
It becomes.
Similarly, in the case of the compound of general formula (2):
A a SiB (4-a) + {(4-a) / 2} H 2 O → A a SiO {(4-a) / 2}
When the formula amount of the A portion is Aw, the silicon content ratio S 2 (%) of the silicon-containing polymer at this time is
S 2 = [28.1 / {Aw × a + 28.1 + 16 × (4-a) / 2)}] × 100
It becomes.
The total silicon content can be determined from the molar ratio of each compound.
Accordingly, when (mass derived from silicon / mass of resin) × 100 is set to 30% or more, a silicon-containing film-forming composition for an etching mask that works effectively during etching of the lower layer film can be obtained even at a film thickness of 100 nm or less.

また、前記ケイ素含有ポリマーのケイ素含有量が、(ケイ素由来質量/樹脂質量)×100として40%以上とすると、50nm以下の膜厚においても下層膜のエッチング加工時に有効に働くエッチングマスク用のケイ素含有膜形成用組成物が得られる。   Further, when the silicon content of the silicon-containing polymer is 40% or more as (mass derived from silicon / mass of resin) × 100, silicon for an etching mask that works effectively during etching of the lower layer film even at a film thickness of 50 nm or less A composition for forming a film is obtained.

上記組成物は、上記ケイ素含有ポリマーに加え、酸発生剤及び架橋剤を含有することができる。この場合、これら成分は有機溶剤に溶解して用いられる。   The composition can contain an acid generator and a crosslinking agent in addition to the silicon-containing polymer. In this case, these components are used by dissolving in an organic solvent.

また、本発明は、被加工基板上に成膜した有機膜上に、上記に示した組成物を使用してケイ素含有膜を成膜することで、新規なエッチングマスク用ケイ素含有膜を提供する。   In addition, the present invention provides a novel silicon-containing film for an etching mask by forming a silicon-containing film on the organic film formed on the substrate to be processed using the above-described composition. .

本発明のケイ素含有膜は、成膜時に、ケイ素含有ポリマーが架橋結合され、有機溶剤に対し不溶性とされることが好ましい。   In the silicon-containing film of the present invention, the silicon-containing polymer is preferably cross-linked at the time of film formation and is insoluble in the organic solvent.

また、本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜をエッチングマスクとして使用する際には、更にその上に、他の膜を介し又は介することなしに、フォトレジスト膜を積層して被加工基板中間体とする。   In addition, when using the silicon-containing film for an etching mask of the present invention as an etching mask, a photoresist film is further laminated thereon, with or without another film interposed therebetween, and an intermediate substrate to be processed. To do.

また、ArFエキシマレーザー光を用いたリソグラフィーにおいて、単層レジスト膜ではエッチング耐性が不十分であるが、特に高い解像性が必須である場合、上記被加工基板中間体に使用するフォトレジスト層を構成する樹脂が、酸不安定基で保護され、アルカリ不溶性化したポリ(メタ)アクリル酸系のアルカリ可溶性樹脂であるフォトレジスト層を用いることが好ましい。更に、フォトレジスト膜が、隣接位炭素がフッ素置換されることにより酸性を示すアルコール官能基を有する側鎖を含有するポリマーを含むことが好ましい。   Moreover, in lithography using ArF excimer laser light, a single layer resist film has insufficient etching resistance, but when high resolution is particularly essential, a photoresist layer used for the substrate intermediate to be processed is used. It is preferable to use a photoresist layer that is a poly (meth) acrylic acid-based alkali-soluble resin that is protected with an acid labile group and rendered insoluble in alkali. Furthermore, it is preferable that the photoresist film includes a polymer containing a side chain having an alcohol functional group that exhibits acidity when the adjacent carbon is substituted with fluorine.

また、本発明の被加工基板中間体を用いた好ましいパターン転写方法として、上記の被加工基板中間体を用い、レジストパターンを形成した後、レジストパターンをエッチングマスクとしてケイ素含有膜をエッチング加工し、次にパターン形成されたケイ素含有膜をエッチングマスクとして有機膜をエッチング加工し、更にパターン形成された有機膜をエッチングマスクとして被加工基板をエッチング加工する被加工基板の加工方法を提供する。この場合、このレジストパターンの形成において、ArFエキシマレーザー光を用いたフォトリソグラフィー法を採用することが好ましい。   Further, as a preferable pattern transfer method using the substrate intermediate to be processed of the present invention, after forming the resist pattern using the substrate intermediate to be processed, the silicon-containing film is etched using the resist pattern as an etching mask, Next, there is provided a processing method of a substrate to be processed, in which an organic film is etched using a patterned silicon-containing film as an etching mask, and further, the processing substrate is etched using the patterned organic film as an etching mask. In this case, it is preferable to adopt a photolithography method using ArF excimer laser light in forming this resist pattern.

更に、Si−Si結合はArFエキシマレーザーの波長193nm近傍に十分な吸収を持つことが知られており(非特許文献1:comprehensive organometallic chemistry vol.2,389(1982))、上記レジストパターンの形成において、ArFエキシマレーザー光を用いたフォトリソグラフィー法を用いると、本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜が、エッチングマスクとしてだけではなく、良好な反射防止効果も示す。   Furthermore, it is known that the Si—Si bond has sufficient absorption in the vicinity of a wavelength of 193 nm of an ArF excimer laser (Non-patent Document 1: complete organic chemistry vol. 2,389 (1982)), and formation of the resist pattern. When using a photolithography method using ArF excimer laser light, the silicon-containing film for an etching mask of the present invention shows not only an etching mask but also a good antireflection effect.

本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物は、一般式(1)で表される加水分解性シランの加水分解縮合、あるいは一般式(1)で表される加水分解性シラン及び一般式(2)で表される加水分解性シランの共加水分解縮合により、比較的容易に得られる材料を用いることができ、これを用いることにより、その上に形成したフォトレジストの良好なパターン形成を可能とすると共に、有機材料との間で高いエッチング選択性が得られることから、形成されたフォトレジストパターンを、ケイ素含有中間膜、有機下層膜と順にドライエッチングにより転写していくことで、被加工基板に高い精度でパターン転写を行うことを可能とする。   The composition for forming a silicon-containing film for an etching mask according to the present invention includes a hydrolytic condensation of a hydrolyzable silane represented by the general formula (1), or a hydrolyzable silane represented by the general formula (1) and the general formula. The material obtained relatively easily by cohydrolysis condensation of the hydrolyzable silane represented by (2) can be used, and by using this, good pattern formation of the photoresist formed thereon can be achieved. In addition, since a high etching selectivity with an organic material can be obtained, the formed photoresist pattern is transferred by dry etching in order to the silicon-containing intermediate film and the organic underlayer film. Pattern transfer can be performed with high accuracy on a processed substrate.

本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物に使用されるポリマーは、少なくとも1種の下記一般式(1)で表されるシラン化合物を含有する加水分解性シラン化合物の単体あるいは混合物を加水分解縮合して得られるシロキサンポリマーである。
(6-m)Si2m (1)
(Rは炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Xはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、R、Xは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、mは6≧m≧3である。)
The polymer used in the composition for forming a silicon-containing film for an etching mask of the present invention is obtained by adding a simple substance or a mixture of hydrolyzable silane compounds containing at least one silane compound represented by the following general formula (1). It is a siloxane polymer obtained by decomposition condensation.
R (6-m) Si 2 X m (1)
(R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, X is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, R and X may be the same or different substituents, and m is 6 ≧ m ≧ 3.)

また、該ポリマーは、更に、上記一般式(1)の加水分解性シラン化合物と、少なくとも1種の下記一般式(2)で表される加水分解性シラン化合物とを含有する、加水分解性シランの混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーでもよい。
aSiB(4-a) (2)
(Aは水素原子、又は炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Bはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、A、Bは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、aは0又は1である。)
The polymer further contains a hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) and at least one hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (2). A silicon-containing polymer obtained by hydrolytic condensation of the above mixture may also be used.
A a SiB (4-a) (2)
(A is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, B is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, and A and B may be the same or different substituents, a is 0 or 1.)

なお、一般式(1)のジシラン化合物と一般式(2)のモノシラン化合物の使用割合は、RやAの式量により変化し、ポリマー中のケイ素含有量が30質量%以上になるように配合することが好ましい。   In addition, the use ratio of the disilane compound of the general formula (1) and the monosilane compound of the general formula (2) varies depending on the formula amount of R and A, and is blended so that the silicon content in the polymer is 30% by mass or more. It is preferable to do.

シラン化合物(1)のRとして好ましいものは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−エチルブチル基、3−エチルブチル基、2,2−ジエチルプロピル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基、エチニル基などのアルキニル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基、その他の非置換一価炭化水素基が挙げられる。このうち特に好ましいのはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、ビニル基である。   Preferred as R of the silane compound (1) are methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n- Pentyl group, 2-ethylbutyl group, 3-ethylbutyl group, 2,2-diethylpropyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group and other alkyl groups, vinyl group, allyl group and other alkenyl groups, ethynyl group and the like Examples thereof include aryl groups such as alkynyl group, phenyl group and tolyl group, aralkyl groups such as benzyl group, and other unsubstituted monovalent hydrocarbon groups. Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, and a vinyl group are particularly preferable.

また、これらの基の水素原子の一個又は複数個を官能基で置換した置換一価炭化水素基も好適に用いられる。かかる官能基としては、例えば、水酸基、エポキシ基、オキセタニル基、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることができる。特に好ましいのは、水酸基、エポキシ基である。   Moreover, the substituted monovalent hydrocarbon group which substituted one or more of the hydrogen atoms of these groups with the functional group is also used suitably. Examples of such functional groups include a hydroxyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Particularly preferred are a hydroxyl group and an epoxy group.

Xとして好ましいものは、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、2−エチルブトキシ基、3−エチルブトキシ基、2,2−ジエチルプロポキシ基、シクロペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシ基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、などのアルカノイルオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子である。このうち特に好ましいのは、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、アセチル基、塩素などである。   Preferred as X are methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, iso-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group, 2-ethyl. Butoxy group, 3-ethylbutoxy group, 2,2-diethylpropoxy group, cyclopentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group and other alkoxy groups, formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, An alkanoyloxy group such as valeryl group, isovaleryl group, pivaloyl group and cyclohexylcarbonyl group, and a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine and iodine. Of these, methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, acetyl, chlorine and the like are particularly preferable.

一般式(1)で示されるシラン化合物は、Xの数が少ない場合、縮合性が下がる傾向にあり、また縮合性が低い場合、一般式(2)で示される化合物と共加水分解してポリマー骨格にうまく組み込まない場合もある。そこで、複数の一般式(1)で示される化合物を使用する際には、Xの数mは3以上であるものが主成分であることが好ましい。更に、Xの数が5以上であるものが主成分である場合には、縮合後に残存するシラノール量が多すぎる場合があり、得られたケイ素含有ポリマーの保存安定性が低下する場合がある。そこで主成分が持つXの数は3あるいは4であることが好ましい。ここで、主成分とは、全シラン化合物中、40質量%以上、特に50質量%以上を占めることを言う。   When the number of X is small, the silane compound represented by the general formula (1) tends to decrease the condensability. When the condensability is low, the silane compound is co-hydrolyzed with the compound represented by the general formula (2) to form a polymer. Sometimes it doesn't integrate well into the skeleton. Therefore, when a compound represented by a plurality of general formulas (1) is used, it is preferable that the number m of X is 3 or more as a main component. Furthermore, when the main component is X having 5 or more, the amount of silanol remaining after the condensation may be too much, and the storage stability of the obtained silicon-containing polymer may be lowered. Therefore, the number of X possessed by the main component is preferably 3 or 4. Here, the main component means that 40% by mass or more, especially 50% by mass or more is occupied in all silane compounds.

更に、mが3であるものによる縮合体は、シリコーン樹脂の特性である撥油性である傾向を持ち易く、上層レジスト塗布液をはじいてしまう場合がある。一方、mが4であるものによる縮合体はシラノールが残り易くなる傾向を持つが、ハードマスクとして使用する場合には、Rの選択や、一般式(2)のモノマーの選択や添加量にも依存するが、一般的にはm=4であるものとm=3であるものの比を0.3〜0.7の間に採ると、良好な物性を有するケイ素含有ポリマーが得られる。   Furthermore, the condensate having m of 3 tends to have an oil repellency characteristic of a silicone resin, and may repel the upper layer resist coating solution. On the other hand, the condensate due to m = 4 tends to leave silanol, but when used as a hard mask, the selection of R and the selection and addition amount of the monomer of the general formula (2) are also important. In general, when the ratio of m = 4 to m = 3 is between 0.3 and 0.7, a silicon-containing polymer having good physical properties can be obtained.

シラン化合物(2)のAはシラン化合物(1)のR、シラン化合物(2)のBはシラン化合物(1)のXと同様の選択範囲の中から選択されることが好ましいが、複雑な置換基等の導入を図る場合には、Aに導入した方が、シラン化合物の精製等において有利なケースがある。   In the silane compound (2), A is preferably selected from R in the silane compound (1) and B in the silane compound (2) is selected from the same selection range as X in the silane compound (1). When introducing a group or the like, there are cases where introduction into A is advantageous in purifying a silane compound.

ここでAとしては、炭素−酸素単結合、炭素−酸素二重結合のうち少なくとも1つを有する有機基が好ましい。好ましい例として、以下のものを例示することができる。なお、下記式中において、(Si)はケイ素との結合箇所を示すために記載した。

Figure 2007164148
Here, as A, an organic group having at least one of a carbon-oxygen single bond and a carbon-oxygen double bond is preferable. The following can be illustrated as a preferable example. In addition, in the following formula, (Si) is described in order to indicate the bonding site with silicon.
Figure 2007164148

また、全体のポリマーの構成を見た際、有機側鎖であるRやAの選択にもよるが、ポリマー中のSi−O結合の数をL、ポリマー中のSi−Si結合の数をM、ポリマー中のSi−C結合の数をNとすると、0.45≦L/(L+M+N)≦0.95を満たす場合には、酸素RIE耐性が十分実用的であり、好ましい。このとき、0.45未満では、Si−CやSi−Siなど酸素RIEで反応する結合が多くなるため、ケイ素含有率の高さの割にはエッチング耐性が高くなく、メリットがない。一方、0.95を超えると、得られたケイ素含有ポリマーが多量のシラノールを有する傾向にあり、膜形成用組成物とした際の保存安定性が低い場合がある。   Also, when looking at the overall polymer structure, the number of Si-O bonds in the polymer is L, and the number of Si-Si bonds in the polymer is M, depending on the selection of R and A which are organic side chains. Assuming that the number of Si—C bonds in the polymer is N, oxygen RIE resistance is sufficiently practical and preferable when 0.45 ≦ L / (L + M + N) ≦ 0.95 is satisfied. At this time, if it is less than 0.45, there are many bonds that react with oxygen RIE such as Si—C and Si—Si, so that the etching resistance is not high for the high silicon content, and there is no merit. On the other hand, when it exceeds 0.95, the obtained silicon-containing polymer tends to have a large amount of silanol, and the storage stability when it is used as a film-forming composition may be low.

上記置換基の選択と、一般式(2)あるいはその他の加水分解性シラン化合物の混合は、ポリマーに含有されるケイ素含量を基に、調整されることが好ましい。ポリマー中のケイ素含有量は、ケイ素由来質量/樹脂(ケイ素含有ポリマー)質量として15%以上である必要があるが、これを30%以上に調整した場合には、下層膜の加工工程においてエッチングマスクとして使用する際、100nm以下のポリマー膜厚で下層膜を加工することが可能になる。このことにより上層のレジスト膜の膜厚を下げることが可能となり、150〜250nm程度の膜厚のレジスト膜で基板加工が可能となる。また、ケイ素含有量を40%以上に調整した場合には、ケイ素含有膜の膜厚を50nm以下としても下層膜をエッチング加工することができ、この場合、レジスト膜の膜厚は100〜200nmとすることができる。   The selection of the substituent and the mixture of the general formula (2) or other hydrolyzable silane compounds are preferably adjusted based on the silicon content contained in the polymer. The silicon content in the polymer needs to be 15% or more as the silicon-derived mass / resin (silicon-containing polymer) mass, but when this is adjusted to 30% or more, the etching mask is used in the processing step of the lower layer film. Can be used to process the lower layer film with a polymer film thickness of 100 nm or less. As a result, the thickness of the upper resist film can be reduced, and the substrate can be processed with a resist film having a thickness of about 150 to 250 nm. In addition, when the silicon content is adjusted to 40% or more, the lower layer film can be etched even if the thickness of the silicon-containing film is 50 nm or less. In this case, the thickness of the resist film is 100 to 200 nm. can do.

これらのシラン化合物から共加水分解縮合によりシロキサンポリマーを得るときの水の量は、モノマー1モル当たり0.02〜10モルを添加することが好ましい。この時に、触媒を用いることもでき、触媒としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、塩酸、硫酸、硝酸、スルホン酸、メチルスルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの酸、テトラアルコキシチタン、トリアルコキシモノ(アセチルアセトナート)チタン、テトラアルコキシジルコニウム、トリアルコキシモノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどの金属キレート化合物を挙げることができる。   The amount of water when obtaining a siloxane polymer by cohydrolytic condensation from these silane compounds is preferably 0.02 to 10 moles per mole of monomer. At this time, a catalyst can also be used, such as formic acid, acetic acid, propionic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, oxalic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, Tartaric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, sulfonic acid, methylsulfonic acid, tosylic acid, trifluoromethanesulfonic acid and other acids, tetraalkoxytitanium, trialkoxymono (acetylacetonato) titanium, tetraalkoxyzirconium, trialkoxymono (acetylacetate) Nert) and metal chelate compounds such as zirconium and aluminum triacetylacetonate.

反応操作としては、モノマーを有機溶媒に溶解させ、水を添加し加水分解反応を開始させる。触媒は水に添加していてもよいし、有機溶媒中に添加しておいてもよい。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。水の滴下時に10〜50℃に加熱し、その後20〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート、γ−ブチルラクトン及びこれらの混合物などが好ましい。   As the reaction operation, the monomer is dissolved in an organic solvent, and water is added to start the hydrolysis reaction. The catalyst may be added to water or may be added to an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. at the time of dropping the water and then raising the temperature to 20 to 80 ° C. for aging is preferable. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, acetone, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl-2- n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, Butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion Ethyl acetate tert- butyl, tert- butyl propionate, propylene glycol mono-tert- butyl ether acetate, γ- butyrolactone, and mixtures thereof.

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

また、別の操作方法として、有機溶媒に水及び触媒を溶解させ、そこにモノマーを添加してもよい。このとき、モノマーは有機溶媒で希釈しておいてもよい。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。有機溶媒としては、水溶性のものが好ましく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル及びこれらの混合物などが好ましい。   As another operation method, water and a catalyst may be dissolved in an organic solvent, and a monomer may be added thereto. At this time, the monomer may be diluted with an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. As an organic solvent, a water-soluble thing is preferable, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, acetone, tetrahydrofuran, acetonitrile, propylene glycol monomethyl ether , Ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether and mixtures thereof are preferred. .

その後、上記の水に難溶又は不溶の有機溶媒を添加し、有機溶媒層を分別、水洗して加水分解縮合に使用した触媒を除去する。このとき、必要に応じて中和してもよい。続いて、分液した有機溶媒層を脱水する。水分の残存は、残存したシラノールの縮合反応を進行させるため、十分に脱水を行う必要がある。硫酸マグネシウムなどの塩やモレキュラーシーブによる吸着法や、溶媒を除去しながらの共沸脱水法が好ましく挙げられる。   Thereafter, an organic solvent that is hardly soluble or insoluble in the above water is added, the organic solvent layer is separated and washed with water to remove the catalyst used for the hydrolytic condensation. At this time, you may neutralize as needed. Subsequently, the separated organic solvent layer is dehydrated. Since the remaining water causes the condensation reaction of the remaining silanol to proceed, it is necessary to perform sufficient dehydration. Preferable examples include an adsorption method using a salt such as magnesium sulfate and molecular sieve, and an azeotropic dehydration method while removing the solvent.

得られるケイ素含有ポリマーの分子量は、モノマーの選択だけでなく、重合時の反応条件制御により調整することができるが、重量平均分子量が20,000を超えるものを用いると、ケースによっては異物の発生や塗布斑が生じることがあり、20,000以下のものを用いることが好ましい。また、分子量分布の上で、重量平均分子量が500以下のものが占める割合がケイ素含有ポリマー全体の5質量%を超える場合、焼成中に架橋反応を起こす前に蒸散してしまい、塗布膜の面内均一性が悪くなることがあり、5質量%以下のものを使うことが好ましい。なお、上記重量平均分子量に関するデータは、検出器としてRIを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準物質としてポリスチレンを用いて、ポリスチレン換算で分子量を表したものである。   The molecular weight of the resulting silicon-containing polymer can be adjusted not only by the selection of the monomer but also by controlling the reaction conditions during polymerization, but if a polymer having a weight average molecular weight exceeding 20,000 is used, foreign matter may be generated depending on the case. And application spots may occur, and it is preferable to use those having a density of 20,000 or less. In addition, when the ratio of the weight average molecular weight of 500 or less in the molecular weight distribution exceeds 5% by mass of the entire silicon-containing polymer, it evaporates before causing a crosslinking reaction during firing, and the surface of the coating film The internal uniformity may be deteriorated, and it is preferable to use one having 5% by mass or less. In addition, the data regarding the said weight average molecular weight represent molecular weight in polystyrene conversion, using polystyrene as a standard substance by gel permeation chromatography (GPC) using RI as a detector.

本発明の組成物には、改質剤及び有機溶剤を配合することができる。本発明に利用可能な改質剤としては、酸発生剤、架橋剤、界面活性剤、安定剤などを挙げることができる。
熱による架橋反応を更に促進させるため、酸発生剤を添加することができる。酸発生剤は熱分解によって酸を発生するものや、光照射によって酸を発生するものがあるが、いずれのものも添加することができる。
A modifier and an organic solvent can be blended with the composition of the present invention. Examples of the modifier that can be used in the present invention include an acid generator, a crosslinking agent, a surfactant, and a stabilizer.
In order to further accelerate the crosslinking reaction by heat, an acid generator can be added. There are acid generators that generate an acid by thermal decomposition and those that generate an acid by light irradiation, and any of them can be added.

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

Figure 2007164148

(式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6〜20の置換あるいは非置換のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜6のアルキレン基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。R101d、R101e、R101f、R101gは、R101a、R101b、R101cと同様であるが、水素原子であってもよい。R101dとR101e、R101dとR101eとR101fとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101dとR101e及びR101dとR101eとR101fは炭素数3〜10のアルキレン基を示す。)
Figure 2007164148

Wherein R 101a , R 101b and R 101c are each a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and a substitution having 6 to 20 carbon atoms. Alternatively, it represents an unsubstituted aryl group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or an aryloxoalkyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with an alkoxy group or the like. 101b and R 101c may form a ring, and in the case of forming a ring, R 101b and R 101c each represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion. R 101d , R 101e , R 101f and R 101g are the same as R 101a , R 101b and R 101c , but may be a hydrogen atom, R 101d and R 101e , R 101d and R 101e and R 101f may form a ring. R 101d and R 101e and R 101d , R 101e and R 101f each represents an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms.)

上記R101a、R101b、R101c、R101d、R101e、R101f、R101gは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。 R 101a , R 101b , R 101c , R 101d , R 101e , R 101f and R 101g may be the same as or different from each other. Specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group , Isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl Group, cyclohexylmethyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, and the like. 2-oxopropyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned. Examples of the aryl group include phenyl group, naphthyl group, p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, p-tert-butoxyphenyl group, m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, dimethylphenyl groups, etc. Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group, etc. Groups and the like. Non-nucleophilic counter ions of K include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate, fluoroalkyl sulfonates such as 1,1,1-trifluoroethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, tosylate, and benzenesulfonate. And aryl sulfonates such as 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.

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

Figure 2007164148

(式中、R102a、R102bはそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104a、R104bはそれぞれ炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。)
Figure 2007164148

(Wherein R 102a and R 102b each represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 103 is a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 10 carbon atoms. R 104a and R 104b each represent a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.)

上記R102a、R102bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。R103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。R104a、R104bとしては、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。K-は式(P1a−1)、(P1a−2)及び(P1a−3)で説明したものと同様のものを挙げることができる。 Specific examples of R 102a and R 102b include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group and the like. R 103 is methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene. Group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclooctylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like. Examples of R 104a and R 104b include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group. K - is the formula (P1a-1), can be exemplified the same ones as described in (P1a-2) and (P1a-3).

Figure 2007164148

(式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20の置換あるいは非置換のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。)
Figure 2007164148

Wherein R 105 and R 106 are linear, branched or cyclic alkyl groups or halogenated alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl groups or aryl halides having 6 to 20 carbon atoms. Group, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.)

105、R106のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としてはフルオロフェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of R 105 and R 106 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, amyl Group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, and a nonafluorobutyl group. As the aryl group, an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, p-tert-butoxyphenyl group, m-tert-butoxyphenyl group, Examples thereof include alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group, and dimethylphenyl group. Examples of the halogenated aryl group include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.

Figure 2007164148

(式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
Figure 2007164148

(Wherein R 107 , R 108 and R 109 are each a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 108 and R 109 may be bonded to each other to form a cyclic structure, and in the case of forming a cyclic structure, R 108 and R 109 each have 1 to 6 carbon atoms. Represents a linear or branched alkylene group.)

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

Figure 2007164148

(式中、R101a、R101bは上記と同様である。)
Figure 2007164148

(In the formula, R 101a and R 101b are the same as above.)

Figure 2007164148

(式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。)
Figure 2007164148

(In the formula, R 110 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are further carbon atoms. It may be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group, and R 111 is a linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a substituted alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, a phenyl group, or a naphthyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups are further an alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; A phenyl group which may be substituted with an alkyl group of 4 to 4, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or a phenyl group which may be substituted with a chlorine atom or a fluorine atom.

ここで、R110のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−2,3−ジイル基等が、アルケニレン基としては、1,2−ビニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。R111のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、ジメチルアリル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。 Here, as the arylene group of R 110 , 1,2-phenylene group, 1,8-naphthylene group, etc., and as the alkylene group, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, phenylethylene group, norbornane Examples of the alkenylene group such as -2,3-diyl group include 1,2-vinylene group, 1-phenyl-1,2-vinylene group, 5-norbornene-2,3-diyl group and the like. The alkyl group for R 111 is the same as R 101a to R 101c, and the alkenyl group is a vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, isoprenyl group, 1- Pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, dimethylallyl group, 1-hexenyl group, 3-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-heptenyl group, 3-heptenyl group, 6-heptenyl group, 7-octenyl Groups such as alkoxyalkyl groups include methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, butoxymethyl, pentyloxymethyl, hexyloxymethyl, heptyloxymethyl, methoxyethyl, ethoxyethyl, Propoxyethyl, butoxyethyl, pentyloxyethyl, hexyloxyethyl, methoxypro Group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxy propyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.

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

具体的には、例えば下記の酸発生剤が挙げられる。トリフルオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−メトキシベンジル)ジメチルフェニルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−メトキシベンジル)トリメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩。   Specific examples include the following acid generators. Tetramethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetramethylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetra-n-butylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (P-methoxybenzyl) dimethylphenylammonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-methoxybenzyl) trimethylammonium, trifluoromethanesulfonic acid diphenyliodonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-toluenesulfonic acid Diphenyliodonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) Enyliodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (p- tert-butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid triphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p -Toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonafluorobutanesulfonic acid triphenylsulfonic acid , Triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl p-toluenesulfonate (2-oxocyclohexyl) ) Sulfonium, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexyl trifluoromethanesulfonate Methyl (2-Oki Socyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate], 1,2'-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothio Onium salts such as phenium triflate.

ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体。   Bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane, bis (isoamylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsulfonyl) diazomethane, B hexylsulfonyl-1-(tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexyl sulfonyl-1-(tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1-(tert-butylsulfonyl) diazomethane derivatives such as diazomethane.

ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体。   Bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime Bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- ( n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime, bis-O— (N-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -2- Til-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (1,1 , 1-trifluoroethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis -O- (cyclohexanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O -(P-tert-butylbenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, Scan -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-dimethylglyoxime, bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-glyoxime derivatives such as dimethylglyoxime.

ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体。
2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン酸誘導体。
ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体。
p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体。
1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体。
Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane.
Β-ketosulfonic acid derivatives such as 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.
Disulfone derivatives such as diphenyldisulfone and dicyclohexyldisulfone.
Nitrobenzyl sulfonate derivatives such as 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.
Sulfonic acid ester derivatives such as 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy) benzene .

N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−クロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等。   N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-methoxybenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2 -Chloroethane sulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide benzene sulfonic acid ester, N- Droxysuccinimide-2,4,6-trimethylbenzenesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonate, N-hydroxysuccinimide 2-naphthalenesulfonate, N-hydroxy-2-phenylsuccinimide methanesulfonate N-hydroxymaleimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxymaleimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxyglutarimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxyglutarimide benzenesulfonic acid Esters, N-hydroxyphthalimide methanesulfonate, N-hydroxyphthalimidebenzenesulfonate, N-hydroxyphthalate Imidotrifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2,3- Dicarboximide methanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide p-toluenesulfonate Sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds such as

これらの中で、特にトリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。   Among these, in particular, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid tri Phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethylsulfonic acid cyclohexylmethyl ( 2-oxocyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) Onium salts such as sulfonium, 1,2'-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate, bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) ) Diazomethane derivatives such as diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis- Glyoxime derivatives such as O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime and bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane, N-hydroxysuccinimide methanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, etc. Acid ester derivatives are preferably used.

なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。酸発生剤の添加量は、ベースポリマー100部(質量部、以下同じ)に対して、好ましくは0.01〜50部、より好ましくは0.1〜40部である。成膜後その上にレジスト組成物溶液等を塗布する際にインターミキシングを生じさせないために、シロキサンポリマー間に十分な結合を形成させる必要があるが、これの添加により、有利に架橋密度が得られる。   In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The addition amount of the acid generator is preferably 0.01 to 50 parts, more preferably 0.1 to 40 parts, with respect to 100 parts (parts by mass) of the base polymer. In order to prevent intermixing when a resist composition solution or the like is applied on the film after film formation, it is necessary to form a sufficient bond between the siloxane polymers. It is done.

本発明では改質剤として架橋剤を使用することが可能である。ここで架橋剤とは、酸によりポリマーと架橋する材料であり、例えばメチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物を挙げることができる。   In the present invention, a crosslinking agent can be used as a modifier. Here, the cross-linking agent is a material that cross-links with a polymer by an acid, for example, a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Examples include compounds containing double bonds such as urea compounds, epoxy compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, and alkenyl ether groups.

前記諸化合物のうち、エポキシ化合物を例示すると、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが例示される。メラミン化合物を具体的に例示すると、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1〜6個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。グアナミン化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。ウレア化合物としてはテトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。   Examples of the epoxy compound among the various compounds include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether and the like. Specific examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound obtained by methoxymethylation of 1 to 6 of hexamethylol melamine or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, hexamethylol melamine Or a mixture thereof in which 1 to 5 of the methylol groups are acyloxymethylated. Examples of the guanamine compound include tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine, and tetramethylolguanamine. A compound in which ˜4 methylol groups are acyloxymethylated or a mixture thereof may be mentioned. Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxymethylated, or a mixture thereof, and tetramethylolglycoluril methylol. Examples thereof include compounds in which 1 to 4 of the groups are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethylated, a mixture thereof, tetramethoxyethyl urea, and the like.

アルケニルエーテル基を含む化合物としては、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどである。   Examples of the compound containing an alkenyl ether group include ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, Examples thereof include trimethylolpropane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, and the like.

R又はAの置換基としてエポキシ基を含有する場合、エポキシ基との反応性を上げ、架橋効率を向上させるためには、ヒドロキシ基を含む化合物の添加が有効である。特に分子内に2個以上のヒドロキシ基を含む化合物が好ましい。例えば、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン、ペンタエリトリトール、1,2,6−ヘキサントリオール、4,4’,4’’−メチリデントリスシクロヘキサノール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスシクロヘキサノール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−4,4’−ジオール、メチレンビスシクロヘキサノール、デカヒドロナフタレン−2,6−ジオール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−3,3’,4,4’−テトラヒドロキシルなどのアルコール基含有化合物、ビスフェノール、メチレンビスフェノール、2,2’−メチレンビス[4−メチルフェノール]、4,4’−メチリデン−ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−(1−メチル−エチリデン)ビス[2−メチルフェノール]、4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノール、4,4’−(1,3−ジメチルブチリデン)ビスフェノール、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−オキシビスフェノール、4,4’−メチレンビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4’−メチレンビス[2−メチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、4,4’−(1,2−エタンジイル)ビスフェノール、4,4’−(ジエチルシリレン)ビスフェノール、4,4’−[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’−エチリジントリス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’−エチリジントリスフェノール、4,6−ビス[(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、4,4’−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,2−エタンジイリデン)テトラキスフェノール、4,4’,4’’,4’’’−エタンジイリデン)テトラキス[2−メチルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニルメチル)−1,3−ベンゼンジオール、2,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’,4’’’−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリデン)トリスフェノール、2,6−ビス[(4−ヒドロキシ−3−フロロフェニル)メチル]−4−フルオロフェノール、2,6−ビス[4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル]メチル]−4−フルオロフェノール、3,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、p−メチルカリックス[4]アレン、2,2’−メチレンビス[6−[(2,5/3,6−ジメチル−4/2−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’,4’’’−テトラキス[(1−メチルエチリデン)ビス(1,4−シクロヘキシリデン)]フェノール、6,6’−メチレンビス[4−(4−ヒドロキシフェニルメチル)−1,2,3−ベンゼントリオール、3,3’,5,5’−テトラキス[(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−[(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジオール]などのフェノール低核体が挙げられる。 When an epoxy group is contained as a substituent for R or A, the addition of a compound containing a hydroxy group is effective for increasing the reactivity with the epoxy group and improving the crosslinking efficiency. Particularly preferred are compounds containing two or more hydroxy groups in the molecule. For example, 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -decane, pentaerythritol, 1,2,6-hexanetriol, 4,4 ′, 4 ″ -methylidene Triscyclohexanol, 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-hydroxycyclohexyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] biscyclohexanol, [1,1′-bicyclohexyl] -4, Alcohol group-containing compounds such as 4′-diol, methylenebiscyclohexanol, decahydronaphthalene-2,6-diol, [1,1′-bicyclohexyl] -3,3 ′, 4,4′-tetrahydroxyl, bisphenol , Methylene bisphenol, 2,2'-methylene bis [4-methylphenol], 4,4'-methylidene-bis [2,6-dimethylphenol 4,4 ′-(1-methyl-ethylidene) bis [2-methylphenol], 4,4′-cyclohexylidenebisphenol, 4,4 ′-(1,3-dimethylbutylidene) bisphenol, 4, 4 ′-(1-methylethylidene) bis [2,6-dimethylphenol], 4,4′-oxybisphenol, 4,4′-methylenebisphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methanone, 4,4′-methylenebis [2-Methylphenol], 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol, 4,4 ′-(1,2-ethanediyl) bisphenol, 4,4 ′-(diethylsilylene) ) Bisphenol, 4,4 ′-[2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethylidene] bisphenol, 4,4 ′, 4 ″ -methylide Trisphenol, 4,4 ′-[1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4- Methylphenol, 4,4 ′, 4 ″ -ethylidenetris [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″ -ethylidenetrisphenol, 4,6-bis [(4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 4,4 ′-[(3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,2 -Ethanediylidene) tetrakisphenol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-ethanediylidene) tetrakis [2-methylphenol], 2,2′-methylenebis [6-[(2-hydroxy-5-methylphenyl) ) Methyl] -4-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,4-phenylenedimethylidyne) tetrakisphenol, 2,4,6-tris (4-hydroxyphenylmethyl) -1,3-benzenediol, 2,4 ′, 4 ″ -methylidenetrisphenol, 4,4 ′, 4 ′ ″-(3-methyl-1-propanyl-3-ylidene) trisphenol, 2, 6-bis [(4-hydroxy-3-fluorophenyl) methyl] -4-fluorophenol, 2,6-bis [4-hydroxy-3-fluorophenyl] methyl] -4-fluorophenol, 3,6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol P-methylcalix [4] arene, 2,2′-methylenebis [6-[(2,5 / 3,6-dimethyl-4 / 2-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 2,2 ′ -Methylenebis [6-[(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4 ', 4'',4'''-tetrakis [(1-methylethylidene) bis ( 1,4-cyclohexylidene)] phenol, 6,6′-methylenebis [4- (4-hydroxyphenylmethyl) -1,2,3-benzenetriol, 3,3 ′, 5,5′-tetrakis [( And phenolic low nuclei such as 5-methyl-2-hydroxyphenyl) methyl]-[(1,1′-biphenyl) -4,4′-diol].

一方、R又はAが水酸基を含有する場合、水酸基との反応性を上げ、架橋効率を向上させるためには、エポキシ基を含む化合物の添加が有効である。特に分子内に2個以上のエポキシ基を含む化合物が好ましい。例えば、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが挙げられる。   On the other hand, when R or A contains a hydroxyl group, the addition of a compound containing an epoxy group is effective for increasing the reactivity with the hydroxyl group and improving the crosslinking efficiency. Particularly preferred are compounds containing two or more epoxy groups in the molecule. For example, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether, and the like can be given.

本発明における水酸基含有添加剤、エポキシ基含有添加剤等の架橋剤の配合量は、ベースポリマー100部に対して0.1〜50部が好ましく、特に1〜20部が好ましい。0.1部未満であると架橋が不十分でポリマーの硬化が悪くなり、レジスト上層膜とミキシングを起こす場合がある。一方、50部を超えると反射防止効果が低下したり、架橋後の膜にひび割れが入ったり、膜全体のケイ素含有量が減少し、エッチング耐性が低下することがある。   In the present invention, the amount of the crosslinking agent such as a hydroxyl group-containing additive or an epoxy group-containing additive is preferably 0.1 to 50 parts, particularly preferably 1 to 20 parts, relative to 100 parts of the base polymer. If it is less than 0.1 part, the crosslinking is insufficient and the polymer is hardened, which may cause mixing with the resist upper layer film. On the other hand, if it exceeds 50 parts, the antireflection effect may be reduced, the crosslinked film may be cracked, the silicon content of the entire film may be reduced, and the etching resistance may be reduced.

本発明では改質剤として、必要に応じて界面活性剤を配合することが可能である。ここで、界面活性剤としては非イオン性のものが好ましく、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、含フッ素オルガノシロキサン系化合物が挙げられる。例えばフロラード「FC−430」「FC−431」、「FC−4430」(いずれも住友スリーエム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S−145」、「KH−10」、「KH−20」、「KH−30」、「KH−40」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン「DS−401」、「DS−403」、「DS−451」(いずれもダイキン工業(株)製)、メガファック「F−8151」(大日本インキ工業(株)製)、「X−70−092」、「X−70−093」(いずれも信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。好ましくは、フロラード「FC−4430」(住友スリーエム(株)製)、「KH−20」、「KH−30」(いずれも旭硝子(株)製)、「X−70−093」(信越化学工業(株)製)が挙げられる。   In the present invention, a surfactant can be blended as a modifier as required. Here, the surfactant is preferably nonionic, and perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkylamine oxide, perfluoroalkylethylene oxide adduct, and fluorine-containing organosiloxane compound are used. Can be mentioned. For example, Florard “FC-430”, “FC-431”, “FC-4430” (all manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon “S-141”, “S-145”, “KH-10”, “KH” -20 "," KH-30 "," KH-40 "(all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Unidyne" DS-401 "," DS-403 "," DS-451 "(all Daikin Industries, Ltd.) ), MegaFuck “F-8151” (Dainippon Ink Industries Co., Ltd.), “X-70-092”, “X-70-093” (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), etc. Can be mentioned. Preferably, Florard “FC-4430” (manufactured by Sumitomo 3M Limited), “KH-20”, “KH-30” (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), “X-70-093” (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Product).

本発明では改質剤として、必要に応じて安定剤を配合することが可能である。ここで、安定剤とは組成物を保管している際の膜厚変動を抑制するために添加するものである。安定剤としては、シュウ酸、マロン酸、マロン酸無水物、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、シトラコン酸、グルタル酸、グルタル酸無水物、アジピン酸などのカルボン酸又はカルボン酸無水物を挙げることができる。   In the present invention, a stabilizer can be blended as a modifier as required. Here, the stabilizer is added to suppress fluctuations in film thickness when the composition is stored. Stabilizers include carboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, malonic acid anhydride, maleic acid, maleic acid anhydride, fumaric acid, citraconic acid, glutaric acid, glutaric acid anhydride, adipic acid, or carboxylic acid anhydrides. Can be mentioned.

更に、組成物の安定性を向上させる作用を持つ溶剤を安定剤として添加することも可能である。このような溶剤としては、分子内に1個以上のエーテル結合、カルボニル結合及び/又はエステル結合、及び1個以上のヒドロキシ基を持ち、更に酸発生剤、その他の添加剤等を溶解可能でなければいけない。このような有機溶剤としては、例えば、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−プロポキシエタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(シクロヘキシロキシ)エタノール、プロピレングリコールブチルエーテル、1−tert−ブチル−2−プロパノール、3−エトキシ−1−プロパノール、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジ(プロピレングリコール)−tert−ブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1,2−プロパンジオール、3−エトキシ−1,2−プロパンジオール、3−アリロキシ−1,2−プロパンジオール、ジ(エチレングリコール)、ジ(プロピレングリコール)、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、ジ(エチレングリコール)モノブチルエーテル、ジ(エチレングリコール)モノプロピルエーテル、ジ(プロピレングリコール)モノメチルエーテル、ジ(プロピレングリコール)モノエチルエーテル、ジ(プロピレングリコール)モノブチルエーテル、ジ(プロピレングリコール)モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、乳酸tert−ブチル、2−ヒドロキシブタン酸メチル、2−ヒドロキシブタン酸エチル、2−ヒドロキシブタン酸プロピル、2−ヒドロキシブタン酸ブチル、2−ヒドロキシブタン酸イソブチル、2−ヒドロキシブタン酸tert−ブチル、3−ヒドロキシブタン酸メチル、3−ヒドロキシブタン酸メチル、3−ヒドロキシブタン酸エチル、3−ヒドロキシブタン酸プロピル、3−ヒドロキシブタン酸ブチル、3−ヒドロキシブタン酸イソブチル、3−ヒドロキシブタン酸tert−ブチル、ヒドロキシアセトン、1−ヒドロキシ−2−ブタノン、3−ヒドロキシ−2−ブタノン、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、3−アセチル−1−プロパノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどが好ましい。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。   Furthermore, it is also possible to add a solvent having an effect of improving the stability of the composition as a stabilizer. Such a solvent must have one or more ether bonds, carbonyl bonds and / or ester bonds, and one or more hydroxy groups in the molecule, and can dissolve acid generators and other additives. I must. Examples of the organic solvent include 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2- (cyclohexyloxy) ethanol, propylene glycol butyl ether, 1- tert-butyl-2-propanol, 3-ethoxy-1-propanol, propylene glycol propyl ether, di (propylene glycol) -tert-butyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol 1-methoxy-2-propanol, 3-methoxy-1,2-propanediol, 3-ethoxy-1,2-propanediol, 3-allyloxy-1,2-propanediol, di (ethylene glycol), di ( Propire Glycol), di (ethylene glycol) monomethyl ether, di (ethylene glycol) monoethyl ether, di (ethylene glycol) monobutyl ether, di (ethylene glycol) monopropyl ether, di (propylene glycol) monomethyl ether, di (propylene glycol) Monoethyl ether, di (propylene glycol) monobutyl ether, di (propylene glycol) monopropyl ether, ethylene glycol monoacetate, methyl glycolate, ethyl glycolate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isobutyl lactate, lactic acid tert-butyl, methyl 2-hydroxybutanoate, ethyl 2-hydroxybutanoate, propyl 2-hydroxybutanoate, butyl 2-hydroxybutanoate, 2 Isobutyl hydroxybutanoate, tert-butyl 2-hydroxybutanoate, methyl 3-hydroxybutanoate, methyl 3-hydroxybutanoate, ethyl 3-hydroxybutanoate, propyl 3-hydroxybutanoate, butyl 3-hydroxybutanoate, 3 -Isobutyl hydroxybutanoate, tert-butyl 3-hydroxybutanoate, hydroxyacetone, 1-hydroxy-2-butanone, 3-hydroxy-2-butanone, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 4-hydroxy- 3-methyl-2-butanone, 3-acetyl-1-propanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and the like are preferable. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明で使用される有機溶剤としては、請求項1乃至4で示されている組成物に含有されるシロキサンポリマー及び改質剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。
また、安定剤として示されている溶剤もまたシロキサンポリマー及び改質剤を溶解することができれば、溶剤として使用することができる。
The organic solvent used in the present invention may be any organic solvent that can dissolve the siloxane polymer, the modifier, and the like contained in the composition shown in claims 1 to 4. Examples of such organic solvents include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy- Alcohols such as 2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and other ethers, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono Ethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Examples thereof include esters such as ethyl propionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate, and lactones such as γ-butyrolactone. Although it can be used in mixture, it is not limited to these.
Also, the solvents indicated as stabilizers can also be used as solvents if they can dissolve the siloxane polymer and modifier.

本発明では、これらの有機溶剤の中でもジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、γ−ブチルラクトン及びその混合溶剤が好ましく使用される。   In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl acetate, ethyl lactate, cyclohexanone, γ-butyl lactone and its A mixed solvent is preferably used.

有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100部に対して400〜10,000部、特に500〜5,000部が好適である。   The amount of the organic solvent used is preferably 400 to 10,000 parts, particularly 500 to 5,000 parts with respect to 100 parts of the base resin.

本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜は、ケイ素含有膜形成用組成物からフォトレジスト膜と同様にスピンコート法などで基板上に作製することが可能である。スピンコート後、溶剤を蒸発させ、上層レジスト膜とのミキシング防止のため、架橋反応を促進させるためにベークをすることが望ましい。ベーク温度は50〜400℃の範囲内で、10〜300秒の範囲内が好ましく用いられる。   The silicon-containing film for an etching mask of the present invention can be produced on a substrate by a spin coat method or the like from a silicon-containing film-forming composition as in the case of a photoresist film. After spin coating, it is desirable to evaporate the solvent and bake to promote the crosslinking reaction in order to prevent mixing with the upper resist film. The baking temperature is preferably in the range of 50 to 400 ° C. and in the range of 10 to 300 seconds.

ここで、本発明においては、被加工基板の被加工部分の上に下層膜を介して上記ケイ素含有膜を形成し、その上にフォトレジスト膜を形成して、パターン形成を行うことができる。
この場合、被加工基板の被加工部分としては、k値が3以下の低誘電率絶縁膜、一次加工された低誘電率絶縁膜、窒素及び/又は酸素含有無機膜、金属膜などを挙げることができる。
Here, in the present invention, the silicon-containing film can be formed on the processed portion of the substrate to be processed via the lower layer film, and the photoresist film can be formed on the silicon-containing film, whereby pattern formation can be performed.
In this case, the processed portion of the substrate to be processed includes a low dielectric constant insulating film having a k value of 3 or less, a primary processed low dielectric constant insulating film, a nitrogen and / or oxygen-containing inorganic film, a metal film, and the like. Can do.

多層レジスト法において、本発明のケイ素含有膜上に成膜されるレジスト膜は、特に限定されるものではないが、下記の理由から特にArFエキシマレーザー光用レジスト組成物を用いた場合に特に有利に使用される。即ち、リソグラフィーにおいて、非常に高い解像性が要求される場合、露光光の反射による定在波をいかに制御するかという問題になり、レジストの下層には反射防止膜を用いることが必須となる。しかし、一般的な反射防止膜は光吸収機能の殆どを芳香族基に基づいており、そのエッチングではレジスト膜にかなりの負荷が生じる。これに対し、本発明のケイ素含有膜を使用する3層レジスト法は、ケイ素含有膜に、波長190nm付近にSi−Si結合に基づく強い光吸収があり、反射防止膜を更に使用しなくてもよいか、あるいは通常よりも薄い反射防止膜で十分である。そこで、ArFエキシマレーザー等の200nm以下の露光光を使用する3層レジスト法で特に有利に使用でき、また特に、下記のようにエッチング耐性に余裕のないレジストを用いてリソグラフィーを行う場合に、有利に使用できる。   In the multilayer resist method, the resist film formed on the silicon-containing film of the present invention is not particularly limited, but is particularly advantageous when using a resist composition for ArF excimer laser light for the following reasons. Used for. That is, when very high resolution is required in lithography, it becomes a problem of how to control the standing wave due to reflection of exposure light, and it is essential to use an antireflection film under the resist. . However, a general antireflection film is based on an aromatic group for most of the light absorption function, and the etching causes a considerable load on the resist film. In contrast, in the three-layer resist method using the silicon-containing film of the present invention, the silicon-containing film has strong light absorption based on the Si-Si bond in the vicinity of a wavelength of 190 nm, and even without using an antireflection film. An antireflection film that is better or thinner than usual is sufficient. Therefore, it can be used particularly advantageously in a three-layer resist method using an exposure light of 200 nm or less such as ArF excimer laser, and is particularly advantageous when lithography is performed using a resist having no sufficient etching resistance as described below. Can be used for

本発明のケイ素含有膜をArFエキシマレーザー光による露光プロセスに使用する場合、上層のレジスト膜としては、通常のArFエキシマレーザー光用レジスト組成物はいずれも使用可能である。ArFエキシマレーザー光用レジスト組成物は多数の候補がすでに公知であり、ポジ型であれば、酸の作用により酸不安定基が分解してアルカリ水溶液に可溶性となる樹脂と光酸発生剤及び酸の拡散を制御するための塩基性物質が、ネガ型であれば、酸の作用により架橋剤と反応してアルカリ水溶液に不溶性になる樹脂と光酸発生剤、架橋剤及び酸の拡散を制御するための塩基性物質が主要成分であるが、どのような樹脂を使用するかにより特性に差がある。すでに公知の樹脂を大別すると、ポリ(メタ)アクリル系、COMA系、COMA−(メタ)アクリルハイブリッド系、ROMP系、ポリノルボルネン系等があるが、この内、ポリ(メタ)アクリル系樹脂を使用したレジスト組成物は、側鎖に脂環式骨格を導入することでエッチング耐性を確保しているため、解像性能は、他の樹脂系に比較して優れる。   When the silicon-containing film of the present invention is used in an exposure process with ArF excimer laser light, any of the usual resist compositions for ArF excimer laser light can be used as the upper resist film. Many candidates for ArF excimer laser light resist compositions are already known. If the resist composition is positive, a resin, a photoacid generator and an acid, which are soluble in an alkaline aqueous solution due to the action of an acid, the acid labile group decomposes. If the basic substance for controlling the diffusion of the resin is a negative type, it controls the diffusion of the resin, photoacid generator, crosslinking agent and acid that reacts with the crosslinking agent by the action of an acid and becomes insoluble in an alkaline aqueous solution. The basic substance is a main component, but there is a difference in characteristics depending on what kind of resin is used. Already known resins can be broadly classified into poly (meth) acrylic, COMA, COMA- (meth) acrylic hybrid, ROMP, polynorbornene, etc., of which poly (meth) acrylic resin Since the resist composition used has ensured etching resistance by introducing an alicyclic skeleton into the side chain, the resolution performance is superior to other resin systems.

ポリ(メタ)アクリル系樹脂を使用したArFエキシマレーザー用レジスト組成物は多数のものが公知になっているが、ポジ型用としては、いずれも主要機能としてエッチング耐性を確保するためのユニット、酸の作用により分解してアルカリ可溶性に変化するユニット、密着性を確保するためのユニット等の組み合わせ、あるいは場合により1つのユニットが上記の機能の2以上を兼ねるユニットを含む組み合わせによりポリマーが構成される。このうち、酸によりアルカリ溶解性が変化するユニットとしては、アダマンタン骨格を持つ酸不安定基を持つ(メタ)アクリル酸エステル(特許文献11;特開平9−73173号公報)や、ノルボルナンやテトラシクロドセカン骨格を持つ酸不安定基を有する(メタ)アクリル酸エステル(特許文献12:特開2003−84438号公報)は高い解像性とエッチング耐性を与え、特に好ましく使用される。また、密着性を確保するためのユニットとしては、ラクトン環を持つノルボルナン側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル(特許文献13:国際公開第00/01684号パンフレット)、オキサノルボルナン側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル(特許文献14:特開2000−159758号公報)や、ヒドロキシアダマンチル側鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル(特許文献15:特開平8−12626号公報)が良好なエッチング耐性と高い解像性を与えることから特に好ましく使用できる。また、更に隣接位がフッ素置換されることにより酸性を示すアルコールを官能基として持つユニット(例えば、非特許文献2:Polym. Mater. Sci. Eng. 1997. 77. pp449)をポリマーが含有するものは、ポリマーに膨潤を抑制する物性を与え、高い解像性を与えることから、特に近年注目されているイマージョン法に対応するレジストポリマーとして注目されているが、ポリマー中にフッ素が含有されることにより、エッチング耐性が低下することが問題になっている。本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜は、このようなエッチング耐性が確保しにくい有機レジスト材料に対して特に有効に使用することができる。   Many resist compositions for ArF excimer lasers using poly (meth) acrylic resins are known. For positive type resist compositions, a unit for ensuring etching resistance as a main function, an acid, The polymer is composed of a combination of a unit that decomposes by alkalinity to change to alkali-soluble, a unit for ensuring adhesion, or a combination in which one unit also has two or more of the above functions. . Among these, as the unit whose alkali solubility is changed by an acid, (meth) acrylic acid ester having an acid labile group having an adamantane skeleton (Patent Document 11; JP-A-9-73173), norbornane or tetracyclohexane. A (meth) acrylic acid ester having an acid labile group having a dodecane skeleton (Patent Document 12: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-84438) gives high resolution and etching resistance, and is particularly preferably used. Moreover, as a unit for ensuring adhesiveness, (meth) acrylic acid ester having a norbornane side chain having a lactone ring (Patent Document 13: International Publication No. 00/01684 pamphlet) and an oxanorbornane side chain ( Etching resistance of (meth) acrylic acid ester (Patent Document 14: JP 2000-159758 A) and (meth) acrylic acid ester having a hydroxyadamantyl side chain (Patent Document 15: JP 8-12626 A) And can be particularly preferably used because it provides high resolution. Further, the polymer contains a unit (for example, Non-Patent Document 2: Polym. Mater. Sci. Eng. 1997. 77. pp449) having an alcohol that exhibits acidity by substitution with fluorine at the adjacent position as a functional group. Is attracting attention as a resist polymer corresponding to the immersion method, which has been attracting attention in recent years, because it gives the polymer physical properties that suppress swelling and gives high resolution. However, the polymer contains fluorine. Therefore, there is a problem that the etching resistance is lowered. The silicon-containing film for an etching mask of the present invention can be used particularly effectively for such an organic resist material that is difficult to secure etching resistance.

上記ポリマーを含有するArFエキシマレーザー用レジスト組成物には、他に酸発生剤、塩基性化合物等が含有されるが、酸発生剤は、本発明のケイ素含有膜形成用組成物に添加可能なものとほぼ同一のものが使用でき、特にオニウム塩が、感度や解像性の点から有利である。また、塩基性物質についても多数のものが公知であり、最近公開となった特許文献16:特開2005−146252号公報に多数例示されており、それらから有利に選択し得る。   The ArF excimer laser resist composition containing the above polymer contains an acid generator, a basic compound, and the like, but the acid generator can be added to the silicon-containing film-forming composition of the present invention. Almost the same ones can be used, and onium salts are particularly advantageous in terms of sensitivity and resolution. Many basic substances are also known, and many examples are disclosed in Patent Document 16: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-146252 recently published, and can be advantageously selected from them.

エッチングマスク用ケイ素含有膜層を作製した後、その上にフォトレジスト組成物溶液を用いてフォトレジスト層を作製するが、エッチングマスク用ケイ素含有膜層と同様にスピンコート法が好ましく用いられる。レジスト組成物をスピンコート後、プリベークを行うが、80〜180℃で10〜300秒の範囲が好ましい。その後露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像を行い、レジストパターンを得る。   After producing a silicon-containing film layer for an etching mask, a photoresist layer is produced thereon using a photoresist composition solution, and a spin coating method is preferably used in the same manner as the silicon-containing film layer for an etching mask. Pre-baking is performed after spin-coating the resist composition, and a range of 10 to 300 seconds at 80 to 180 ° C. is preferable. Thereafter, exposure is performed, post-exposure baking (PEB), and development is performed to obtain a resist pattern.

エッチングマスク用ケイ素含有膜のエッチングは、フロン系ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを使ってエッチングを行う。本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜は前記ガスに対するエッチング速度が速く、上層のレジスト膜の膜減りが小さいという特徴がある。   Etching of the silicon-containing film for the etching mask is performed using chlorofluorocarbon gas, nitrogen gas, carbon dioxide gas or the like. The silicon-containing film for an etching mask of the present invention is characterized in that the etching rate with respect to the gas is high and the film loss of the upper resist film is small.

また、本発明のケイ素含有層を用いる多層レジスト法では、本発明のケイ素含有膜と被加工基板の間に下層膜を設ける。下層膜を被加工基板のエッチングマスクとする場合には、下層膜は芳香族骨格を有する有機膜であることが好ましいが、下層膜が犠牲膜である場合などは、有機膜だけではなく、ケイ素含量が15質量%以下のものであればケイ素含有材料であってもよい。   In the multilayer resist method using the silicon-containing layer of the present invention, a lower layer film is provided between the silicon-containing film of the present invention and the substrate to be processed. When the lower layer film is used as an etching mask for the substrate to be processed, the lower layer film is preferably an organic film having an aromatic skeleton. However, when the lower layer film is a sacrificial film, not only the organic film but also silicon A silicon-containing material may be used as long as the content is 15% by mass or less.

被加工基板のエッチングマスクとなる下層膜として有機膜を使用した3層レジスト法の場合、有機膜は、パターン形成されたレジストパターンをケイ素含有膜に転写した後、更にそのパターンをもう一度転写させる膜であり、ケイ素含有膜が高いエッチング耐性を示すエッチング条件でエッチング加工できるという特性を持つと共に、被加工基板をエッチング加工する条件に対しては高いエッチング耐性を持つという特性が要求される。   In the case of a three-layer resist method using an organic film as an underlayer film that serves as an etching mask for a substrate to be processed, the organic film is a film in which a patterned resist pattern is transferred to a silicon-containing film and then the pattern is transferred again. In addition, the silicon-containing film is required to have a characteristic that it can be etched under an etching condition exhibiting high etching resistance, and a characteristic that the silicon-containing film has a high etching resistance with respect to the condition for etching the substrate to be processed.

そのような下層膜としての有機膜はすでに3層レジスト法用、あるいはシリコンレジスト組成物を使用した2層レジスト法用の下層膜として多数公知であり、特許文献17:特開2005−128509号公報記載の4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノールノボラック樹脂(分子量11,000)の他、ノボラック樹脂をはじめとする多数の樹脂が、2層レジスト法や3層レジスト法のレジスト下層膜材料として公知であり、それらをいずれも使用することができる。また、通常のノボラックよりも耐熱性を上げたい場合には、4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノールノボラック樹脂のような多環式骨格を入れることもでき、更にポリイミド系樹脂を選択することもできる(例えば、特許文献18:特開2004−153125号公報)。   Many organic films as such lower layer films are already known as lower layer films for a three-layer resist method or a two-layer resist method using a silicon resist composition. Patent Document 17: JP-A-2005-128509 In addition to the described 4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol novolac resin (molecular weight 11,000), a number of resins including novolak resins are resists of two-layer resist method and three-layer resist method. These are known as lower layer film materials, and any of them can be used. If you want to improve heat resistance compared to normal novolac, you can add a polycyclic skeleton such as 4 '-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol novolac resin, and select a polyimide resin. (For example, patent document 18: Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-153125).

上記有機膜は、組成物溶液を用い、フォトレジスト組成物と同様にスピンコート法などで基板上に形成することが可能である。スピンコート法などでレジスト下層膜を形成した後、有機溶剤を蒸発させるためベークをすることが望ましい。ベーク温度は80〜300℃の範囲内で、10〜300秒の範囲内が好ましく用いられる。   The organic film can be formed on a substrate by spin coating or the like, similar to the photoresist composition, using a composition solution. It is desirable to bake in order to evaporate the organic solvent after the resist underlayer film is formed by spin coating or the like. The baking temperature is preferably in the range of 80 to 300 ° C. and in the range of 10 to 300 seconds.

なお、特に限定されるものではないが、下層膜の厚さは10nm以上、特に50nm以上であることが好ましく、本発明に係るケイ素含有膜の厚さは200nm以下であり、フォトレジスト膜の厚さは300nm以下であることが好ましい。   Although not particularly limited, the thickness of the lower layer film is preferably 10 nm or more, and particularly preferably 50 nm or more. The thickness of the silicon-containing film according to the present invention is 200 nm or less, and the thickness of the photoresist film. The thickness is preferably 300 nm or less.

本発明のエッチングマスク用ケイ素含有膜を用いた3層レジスト法は、次の通りである。このプロセスにおいては、まず被加工基板上に有機層をスピンコート法などで作製する。この有機層は、被加工基板をエッチングするときのマスクとして作用するので、エッチング耐性が高いことが望ましく、上層のエッチングマスク用ケイ素含有膜とミキシングしないことが求められるので、スピンコートした後に熱あるいは酸によって架橋することが望ましい。その上に本発明エッチングマスク用ケイ素含有膜、フォトレジスト膜を前記方法で成膜する。レジスト膜は、定法に従い、レジスト膜に応じた光源、例えばKrFエキシマレーザー光や、ArFエキシマレーザー光、あるいはF2レーザー光を用いて、パターン露光し、個々のレジスト膜に合わせた条件による加熱処理の後、現像液による現像操作を行うことでレジストパターンを得ることができる。次にこのレジストパターンをエッチングマスクとして、有機系材料に対し、ケイ素含有膜のエッチング速度が優位に高いドライエッチング条件、例えばフッ素系ガスプラズマによるドライエッチングでのエッチングを行う。反射防止膜と酸化ケイ素膜をエッチング加工すると、レジスト膜のサイドエッチングによるパターン変化の影響を殆ど受けずに、酸化ケイ素膜パターンを得ることができる。次に、上記で得たレジストパターンが転写されたケイ素含有膜パターンを持つ基板に対し、更に酸化ケイ素に対し、下層有機膜のエッチング速度が優位に高いドライエッチング条件、例えば酸素を含有するガスプラズマによる反応性ドライエッチングや、水素−窒素を含有するガスプラズマによる反応性ドライエッチングを行い、下層有機材料をエッチング加工する。このエッチング工程により下層有機膜のパターンが得られるが、同時に最上層のレジスト層は、通常失われる。更に、ここで得られた下層有機膜をエッチングマスクとして、被加工基板のドライエッチング、例えば、フッ素系ドライエッチングや塩素系ドライエッチングを使用することで、被加工基板を精度よくエッチング加工することができる。 The three-layer resist method using the silicon-containing film for an etching mask of the present invention is as follows. In this process, an organic layer is first formed on a substrate to be processed by a spin coating method or the like. Since this organic layer acts as a mask when etching the substrate to be processed, it is desirable that the etching resistance is high, and it is required not to mix with the silicon-containing film for the upper etching mask. It is desirable to crosslink with an acid. A silicon-containing film and a photoresist film for an etching mask of the present invention are formed thereon by the above method. The resist film is subjected to pattern exposure using a light source corresponding to the resist film, for example, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, or F 2 laser light, according to a conventional method, and heat treatment is performed according to conditions suitable for each resist film. Thereafter, a resist pattern can be obtained by performing a developing operation with a developer. Next, using this resist pattern as an etching mask, the organic material is etched by dry etching conditions in which the etching rate of the silicon-containing film is predominantly high, for example, dry etching using fluorine-based gas plasma. When the antireflection film and the silicon oxide film are etched, a silicon oxide film pattern can be obtained with almost no influence of the pattern change due to the side etching of the resist film. Next, for the substrate having a silicon-containing film pattern to which the resist pattern obtained above is transferred, dry etching conditions where the etching rate of the lower organic film is significantly higher than that of silicon oxide, for example, gas plasma containing oxygen The lower layer organic material is etched by performing reactive dry etching with, or reactive dry etching with gas plasma containing hydrogen-nitrogen. Although this etching process gives a pattern of the lower organic film, the uppermost resist layer is usually lost at the same time. Furthermore, by using the lower organic film obtained here as an etching mask, the substrate to be processed can be precisely etched by using dry etching of the substrate to be processed, for example, fluorine-based dry etching or chlorine-based dry etching. it can.

以下、合成例及び実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example and an Example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by these description.

[合成例1]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシラン27g、トリエトキシトリメチルジシラン23gの混合物及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5N塩酸水溶液15gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を350g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー1のPGME溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー1の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 1]
A 300 ml glass flask was charged with a mixture of 27 g of tetraethoxydimethyldisilane and 23 g of triethoxytrimethyldisilane and 10 g of ethanol, and 15 g of 0.5N hydrochloric acid aqueous solution was slowly added at room temperature with stirring, and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of propylene glycol monomethyl ether (PGME) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain a PGME solution of polymer 1 It was. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. The physical properties of Polymer 1 are shown in Table 1.

[合成例2]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシラン27g、トリエトキシトリメチルジシラン23g、テトラエトキシシラン21g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン7g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5N酢酸水溶液30gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、乳酸エチル(EL)を350g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー2のEL溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー2の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 2]
A 300 ml glass flask was charged with 27 g of tetraethoxydimethyldisilane, 23 g of triethoxytrimethyldisilane, 21 g of tetraethoxysilane, 7 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 10 g of ethanol, and stirred with stirring. 30 g of a 5N aqueous acetic acid solution was slowly added at room temperature and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of ethyl lactate (EL) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain an EL solution of polymer 2. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. Table 1 shows the physical properties of Polymer 2.

[合成例3]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシラン27g、トリエトキシトリメチルジシラン23g、メチルトリメトキシシラン14g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン48g及びエタノール75gを仕込み、撹拌しながら0.5Nシュウ酸水溶液50gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、γ−ブチロラクトン(GBL)を600g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー3のGBL溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー3の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 3]
A 300 ml glass flask was charged with 27 g of tetraethoxydimethyldisilane, 23 g of triethoxytrimethyldisilane, 14 g of methyltrimethoxysilane, 48 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 75 g of ethanol while stirring. 50 g of 0.5N aqueous oxalic acid solution was slowly added at room temperature and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 600 g of γ-butyrolactone (GBL) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain a GBL solution of polymer 3 . In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. Table 1 shows the physical properties of Polymer 3.

[合成例4]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシラン53g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5N塩酸水溶液15gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を350g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー4のPGME溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー4の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 4]
A 300 ml glass flask was charged with 53 g of tetraethoxydimethyldisilane and 10 g of ethanol, and 15 g of a 0.5N aqueous hydrochloric acid solution was slowly added at room temperature while stirring, and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of propylene glycol monomethyl ether (PGME) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain a PGME solution of polymer 4 It was. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. The physical properties of polymer 4 are shown in Table 1.

[合成例5〜9]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシランをそれぞれ12g、17g、27g、37g、41g、トリエトキシトリメチルジシランをそれぞれ42g、35g、24g、14g、9g、以下すべてにつき更にそれぞれテトラエトキシシラン21g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン7g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5Nシュウ酸水溶液30gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、乳酸エチル(EL)を350g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー5〜9のEL溶液を得た。それぞれのポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー5〜9の各物性を表1に示す。
[合成例10]
300mlのガラス製のフラスコに、ペンタエトキシメチルジシラン30g、トリエトキシトリメチルジシラン23g、テトラエトキシシラン21g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン7g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5N酢酸水溶液30gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、乳酸エチル(EL)を350g加え、液温を40℃に加熱しながら減圧下で溶媒交換し、ポリマー10のEL溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー10の各物性を表1に示す。
[Synthesis Examples 5 to 9]
In a 300 ml glass flask, 12 g, 17 g, 27 g, 37 g, 41 g of tetraethoxydimethyldisilane, 42 g, 35 g, 24 g, 14 g, 9 g of triethoxytrimethyldisilane, respectively, 21 g of tetraethoxysilane, 7 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 10 g of ethanol were charged, and 30 g of 0.5N oxalic acid aqueous solution was slowly added at room temperature while stirring, and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of ethyl lactate (EL) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain an EL solution of polymers 5-9. It was. In order to measure the yield of each polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried with a dryer at 150 ° C. for 1 hour and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. Table 1 shows the physical properties of the polymers 5 to 9.
[Synthesis Example 10]
A 300 ml glass flask is charged with 30 g of pentaethoxymethyldisilane, 23 g of triethoxytrimethyldisilane, 21 g of tetraethoxysilane, 7 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 10 g of ethanol, and is stirred with stirring. 30 g of a 5N aqueous acetic acid solution was slowly added at room temperature and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of ethyl lactate (EL) was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain an EL solution of polymer 10. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. The physical properties of polymer 10 are shown in Table 1.

[合成例11]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシラン42g、トリメトキシフェニルシラン4g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5N硝酸水溶液25gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、PGMEを350g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で溶媒交換し、ポリマー11のPGME溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー11の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 11]
A 300 ml glass flask was charged with 42 g of tetraethoxylane, 4 g of trimethoxyphenylsilane and 10 g of ethanol, and 25 g of a 0.5N aqueous nitric acid solution was slowly added at room temperature while stirring, and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of PGME was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain a PGME solution of polymer 11. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. The physical properties of polymer 11 are shown in Table 1.

[合成例12]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシラン42g、9−アントラセンカルボキシメチルトリエトキシシラン13g及びメタノール20gを仕込み、撹拌しながら0.5N塩酸水溶液25gを室温でゆっくりと加え、その後2時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、PGMEを350g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で溶媒交換し、ポリマー12のPGME溶液を得た。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー12の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 12]
A 300 ml glass flask was charged with 42 g of tetraethoxylane, 13 g of 9-anthracenecarboxymethyltriethoxysilane, and 20 g of methanol. 25 g of 0.5N hydrochloric acid aqueous solution was slowly added at room temperature while stirring, and then stirred for 2 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, 350 g of PGME was added, and the solvent was changed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. to obtain a PGME solution of polymer 12. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. Table 1 shows the physical properties of the polymer 12.

[合成例13]
300mlのガラス製のフラスコに、テトラエトキシジメチルジシラン27g、トリエトキシトリメチルジシラン23g、テトラエトキシシラン21g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン7g及びエタノール10gを仕込み、撹拌しながら0.5Nメタンスルホン酸水溶液60gを室温でゆっくりと加え、その後20時間撹拌した。GC及びGPCでモノマーが完全に消費されたことを確認後、液温を40℃に加熱しながら減圧下で、溶媒を留去した。得られたポリマーにPGME350gを加え、完全に溶解させた。このポリマー溶液の収率を測定するため所定量の溶液を150℃,1時間乾燥機で乾燥させて蒸発残分を測定したところ、収率=100%であった。このことより、反応に仕込まれた原料がすべてポリマーに変換されており、仕込み組成からこのポリマー中のケイ素含有率及びL/(L+M+N)を求めた。ポリマー13の各物性を表1に示す。
[Synthesis Example 13]
A 300 ml glass flask was charged with 27 g of tetraethoxydimethyldisilane, 23 g of triethoxytrimethyldisilane, 21 g of tetraethoxysilane, 7 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 10 g of ethanol, and stirred with stirring. .60 g of 5N methanesulfonic acid aqueous solution was slowly added at room temperature and then stirred for 20 hours. After confirming that the monomer was completely consumed by GC and GPC, the solvent was distilled off under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. PGME350g was added to the obtained polymer, and it was made to melt | dissolve completely. In order to measure the yield of the polymer solution, a predetermined amount of the solution was dried at 150 ° C. for 1 hour with a dryer and the evaporation residue was measured. The yield was 100%. From this, all the raw materials charged in the reaction were converted into polymers, and the silicon content and L / (L + M + N) in the polymer were determined from the charged composition. The physical properties of polymer 13 are shown in Table 1.

Figure 2007164148
Figure 2007164148

[実施例、比較例]
表2に示すように、上記ポリマー1〜13で示される樹脂、AG1で示される酸発生剤、CL1で示される架橋剤をFC−430(住友スリーエム社製)0.1質量%を含む溶媒中に表2に示す割合で溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによってエッチングマスク用ケイ素含有膜溶液をそれぞれ調製し、それぞれSol 1〜13とした。
次に、上記エッチングマスク用ケイ素含有膜溶液をそれぞれシリコン基板上に塗布して、250℃で60秒間ベークして膜厚193nmのエッチングマスク用ケイ素含有膜を形成し、得られた膜をそれぞれFilm1〜13とした。それぞれの膜は、J.A.ウーラム社製の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)で波長193nmにおける光学定数(屈折率:n,消衰係数:k)を求め、結果を表2に示した。
[Examples and Comparative Examples]
As shown in Table 2, in a solvent containing 0.1% by mass of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M), the resin represented by the above polymers 1 to 13, the acid generator represented by AG1, and the crosslinking agent represented by CL1 The silicon-containing film solutions for etching masks were respectively prepared by dissolving them at the ratios shown in Table 2 and filtering with a filter made of 0.1 μm fluororesin.
Next, the silicon-containing film solution for an etching mask is applied on a silicon substrate, and baked at 250 ° C. for 60 seconds to form a silicon-containing film for an etching mask with a film thickness of 193 nm. It was set to ~ 13. Each membrane is described in J.A. A. Optical constants (refractive index: n, extinction coefficient: k) at a wavelength of 193 nm were determined using a spectroscopic ellipsometer (VASE) with variable incident angle manufactured by Woollam, and the results are shown in Table 2.

まず、下層膜材料として、被加工基板上に例えば4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノールノボラック樹脂含有(分子量11,000)(特開2005−128509号公報:特許文献17)組成物(樹脂28質量部、溶剤100質量部)を回転塗布し、200℃で1分間加熱成膜して、膜厚300nmの下層有機膜を形成した。この下層有機膜材料としては、上記の他、ノボラック樹脂をはじめとする多数の樹脂が、多層レジスト法の下層膜材料として公知であり、それらをいずれも使用することができる。
次に、ケイ素含有中間膜材料の溶液(Sol 1〜13)を回転塗布して250℃で60秒間ベークして膜厚100nmの中間層を形成した。
First, as a lower layer film material, for example, 4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol novolak resin (molecular weight: 11,000) is formed on a substrate to be processed (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-128509: Patent Document 17). A composition (28 parts by mass of resin, 100 parts by mass of solvent) was spin-coated and heated to 200 ° C. for 1 minute to form a lower organic film having a thickness of 300 nm. As the lower layer organic film material, in addition to the above, a number of resins including novolak resins are known as lower layer film materials for the multilayer resist method, and any of them can be used.
Next, a solution (Sol 1-13) of a silicon-containing intermediate film material was spin-coated and baked at 250 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer having a thickness of 100 nm.

更に、上層レジスト膜を形成するため、ArFエキシマレーザー光露光用レジスト組成物(Resist1)として以下のものをFC−430(住友スリーエム社製)0.1質量%を含有するPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液に溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって調製した。

Figure 2007164148
10質量部
光酸発生剤 :トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート
0.2質量部
塩基性化合物:トリエタノールアミン 0.02質量部 Furthermore, in order to form an upper resist film, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether) containing 0.1 mass% of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M) as the resist composition for ArF excimer laser light exposure (Resist 1) as follows: Acetate solution was dissolved and filtered through a 0.1 μm fluororesin filter.
Figure 2007164148
10 parts by mass Photoacid generator: Triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate
0.2 parts by mass Basic compound: Triethanolamine 0.02 parts by mass

この組成物を中間層の上に塗布し、130℃,60秒間ベークして膜厚200nmのフォトレジスト層を形成した。
次いで、ArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪体照明、Crマスク)で露光し、110℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、ポジ型のパターンを得た。得られたパターンの90nmL/Sのパターン形状を観察し、基板付近で裾引きやアンダーカット、インターミキシング現象を観察し、結果を表3に示した。
This composition was applied onto the intermediate layer and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 200 nm-thick photoresist layer.
Next, the film was exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 ring illumination, Cr mask), baked at 110 ° C. for 90 seconds (PEB), and 2.38% by mass. Development was performed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution to obtain a positive pattern. A 90 nm L / S pattern shape of the obtained pattern was observed, and skirting, undercut, and intermixing phenomena were observed near the substrate. The results are shown in Table 3.

次いで、ドライエッチング耐性のテストを行った。まず、前記光学定数測定に用いたものと同じエッチングマスク用ケイ素含有膜(Film1〜13)を作製した。これらの膜と、下層膜及びフォトレジスト膜を下記のエッチング条件(1)でエッチング試験を実施した。
(1)CHF3/CF4系ガスでのエッチング試験
装置:東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置TE−8500P
エッチング条件(1):
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,300W
ギヤップ 9mm
CHF3ガス流量 30ml/min
CF4ガス流量 30ml/min
Arガス流量 100ml/min
処理時間 10sec
Next, a dry etching resistance test was performed. First, the same silicon-containing film for an etching mask (Film 1 to 13) as that used for the optical constant measurement was prepared. These films, the lower layer film and the photoresist film were subjected to an etching test under the following etching conditions (1).
(1) Etching test apparatus with CHF 3 / CF 4 gas: Tokyo Electron Limited dry etching apparatus TE-8500P
Etching conditions (1):
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,300W
Gearup 9mm
CHF 3 gas flow rate 30ml / min
CF 4 gas flow rate 30ml / min
Ar gas flow rate 100ml / min
Processing time 10 sec

次に、上記ArF露光と現像後に得られたレジストパターンをケイ素含有中間膜に下記エッチング条件(2)で転写した。
エッチング条件(2):
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,000W
ギヤップ 9mm
CHF3ガス流量 20ml/min
CF4ガス流量 60ml/min
Arガス流量 200ml/min
処理時間 30sec
Next, the resist pattern obtained after the ArF exposure and development was transferred to the silicon-containing intermediate film under the following etching condition (2).
Etching conditions (2):
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,000W
Gearup 9mm
CHF 3 gas flow rate 20ml / min
CF 4 gas flow rate 60ml / min
Ar gas flow rate 200ml / min
Processing time 30 sec

次に、中間膜に転写されたパターンを下記の酸素ガスを主体とするエッチング条件(3)で下層膜に転写した。
エッチング条件(3):
チャンバー圧力 60.0Pa
RFパワー 600W
Arガス流量 40ml/min
2ガス流量 60ml/min
ギヤップ 9mm
処理時間 20sec
Next, the pattern transferred to the intermediate film was transferred to the lower layer film under the etching condition (3) mainly composed of the following oxygen gas.
Etching conditions (3):
Chamber pressure 60.0Pa
RF power 600W
Ar gas flow rate 40ml / min
O 2 gas flow rate 60ml / min
Gearup 9mm
Processing time 20 sec

Figure 2007164148

AG1;ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート
CL1;セロキサイド2021(ダイセル化学工業(株)製)
PGME;プロピレングリコールモノメチルエーテル
EL ;乳酸エチル
GBL ;γ−ブチロラクトン
Figure 2007164148
Figure 2007164148

AG1; Di (4-t-butylphenyl) iodonium perfluorobutanesulfonate CL1; Celoxide 2021 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
PGME; propylene glycol monomethyl ether EL; ethyl lactate GBL; γ-butyrolactone
Figure 2007164148

本発明で得られた中間層膜はレジストコンパチビリティがよいので、パターン形状は矩形性のよいものが得られたが、比較例で得られたポリマーを使用した中間層膜では、上層レジスト形状は良好ではなかった。   Since the intermediate layer film obtained in the present invention has good resist compatibility, a pattern shape having good rectangularity was obtained, but in the intermediate layer film using the polymer obtained in the comparative example, the upper layer resist shape was It was not good.

次に、表4に示すようにCF4/CHF3ガスのドライエッチングの速度を調べた。下層膜や上層レジスト膜に比べれば十分に速く、上層膜をマスクとしたエッチングでパターン転写することが可能である。また、下層膜エッチングにおけるハードマスクとしての十分な機能を有するものである。

Figure 2007164148
Next, as shown in Table 4, the rate of dry etching of CF 4 / CHF 3 gas was examined. Compared to the lower layer film and the upper layer resist film, the pattern can be transferred by etching using the upper layer film as a mask sufficiently fast. Moreover, it has a sufficient function as a hard mask in the lower layer film etching.
Figure 2007164148

続いて表5に示すようにO2系ガスのドライエッチングの速度を調べた。下層膜や上層レジスト膜に比べれば十分に遅く、中間層をエッチングマスクとして下層にパターン転写することが可能である。

Figure 2007164148
Subsequently, as shown in Table 5, the rate of dry etching of O 2 gas was examined. Compared to the lower layer film and the upper layer resist film, it is sufficiently slow, and the pattern can be transferred to the lower layer using the intermediate layer as an etching mask.
Figure 2007164148

また、パターン転写後の下層膜の形状も良好であることが認められた。   Moreover, it was recognized that the shape of the lower layer film after pattern transfer was also good.

更に、保存安定性試験を行った。上記で得たケイ素含有膜形成用組成物(Sol 1〜4、Sol 10〜12)を30℃で1ヶ月保管した後、上記の方法による塗布を再度行い、成膜性の変化を生じないかのテストを行った。

Figure 2007164148
Further, a storage stability test was conducted. Whether the silicon-containing film-forming composition (Sol 1-4, Sol 10-12) obtained above is stored at 30 ° C. for 1 month, and then re-applied by the above-described method, so that the film formability does not change. Was tested.
Figure 2007164148

本発明により、レジスト膜に対してエッチング選択比の高い、即ち、エッチングスピードが速いエッチングマスク用ケイ素含有膜が得られた。このエッチングマスク用ケイ素含有膜は十分な反射防止効果を発揮できるだけの吸光係数を有し、また、パターニング後のレジスト形状も逆テーパー、裾引き等の発生がなく垂直形状であった。   According to the present invention, a silicon-containing film for an etching mask having a high etching selectivity with respect to the resist film, that is, a high etching speed was obtained. This silicon-containing film for an etching mask had an absorption coefficient sufficient to exhibit a sufficient antireflection effect, and the resist shape after patterning was a vertical shape without occurrence of reverse taper or skirting.

Claims (18)

被加工基板上に下層膜を形成し、その上にケイ素含有膜を形成し、更にその上にフォトレジスト膜を形成した後、多段階のエッチングを行う多層レジスト法の中間膜に使用するケイ素含有膜形成用組成物において、少なくとも1種の下記一般式(1)
(6-m)Si2m (1)
(Rは炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Xはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、R、Xは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、mは6≧m≧3である。)
で示されるケイ素−ケイ素結合を有するシラン化合物を含有する、加水分解性シランの単独又は混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーを含有することを特徴とするエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。
A silicon-containing film used as an intermediate film in a multilayer resist method in which a multi-step etching is performed after forming a lower layer film on a substrate to be processed, forming a silicon-containing film thereon, and further forming a photoresist film thereon. In the film-forming composition, at least one of the following general formula (1)
R (6-m) Si 2 X m (1)
(R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, X is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, R and X may be the same or different substituents, and m is 6 ≧ m ≧ 3.)
A silicon-containing film for an etching mask, comprising a silicon-containing polymer obtained by hydrolytic condensation of a hydrolyzable silane alone or in a mixture containing a silane compound having a silicon-silicon bond represented by Composition.
前記ケイ素含有ポリマーが、上記一般式(1)のシラン化合物に加えて、更に下記一般式(2)
aSiB(4-a) (2)
(Aは水素原子、又は炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、Bはアルコキシ基、アルカノイルオキシ基又はハロゲン原子、A、Bは各々同じ置換基でも異なる置換基でもよく、aは0又は1である。)
で示される加水分解性シラン化合物を含有する、加水分解性シランの混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーであることを特徴とする請求項1記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。
In addition to the silane compound represented by the general formula (1), the silicon-containing polymer is further represented by the following general formula (2)
A a SiB (4-a) (2)
(A is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, B is an alkoxy group, an alkanoyloxy group or a halogen atom, and A and B may be the same or different substituents, a is 0 or 1.)
The silicon-containing film-forming composition for an etching mask according to claim 1, which is a silicon-containing polymer obtained by hydrolytic condensation of a mixture of hydrolyzable silanes containing the hydrolyzable silane compound represented by formula (1). object.
複数種の一般式(1)で示されるシラン化合物を用い、一般式(1)で示されるシラン化合物中では、mが4又は3である化合物が主成分であるシラン混合物を加水分解縮合して得たケイ素含有ポリマーを含有することを特徴とする請求項1又は2記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   Using the silane compound represented by the general formula (1), the silane compound represented by the general formula (1) is obtained by hydrolytic condensation of a silane mixture whose main component is m or 4 or 3. The composition for forming a silicon-containing film for an etching mask according to claim 1 or 2, comprising the obtained silicon-containing polymer. 一般式(1)で示されるシラン化合物のうち、mが4であるシラン化合物とmが3であるシラン化合物の混合比がモル比で3:7〜7:3であることを特徴とする請求項3記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   The mixing ratio of the silane compound in which m is 4 and the silane compound in which m is 3 among the silane compounds represented by the general formula (1) is 3: 7 to 7: 3 in a molar ratio. Item 4. A silicon-containing film forming composition for an etching mask according to Item 3. 含有するケイ素含有ポリマーの重量平均分子量が20,000以下であり、重量平均分子量が500以下のものがケイ素含有ポリマー全体の5質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   5. The silicon-containing polymer contained has a weight average molecular weight of 20,000 or less, and a weight-average molecular weight of 500 or less is 5% by mass or less of the entire silicon-containing polymer. The composition for forming a silicon-containing film for an etching mask according to claim 1. 含有するケイ素含有ポリマーが、ポリマー単位質量当たりのSi−O結合の数をL、Si−Si結合の数をM、Si−C結合の数をNとしたとき、0.45≦L/(L+M+N)≦0.95を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   The silicon-containing polymer to be contained is 0.45 ≦ L / (L + M + N, where L is the number of Si—O bonds per unit mass of the polymer, M is the number of Si—Si bonds, and N is the number of Si—C bonds. 6) The composition for forming a silicon-containing film for an etching mask according to any one of claims 1 to 5, wherein ≦ 0.95 is satisfied. 前記ケイ素含有ポリマーのケイ素含有量が、(ケイ素由来質量/樹脂質量)×100として30%以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   7. The silicon-containing film formation for an etching mask according to claim 1, wherein the silicon content of the silicon-containing polymer is 30% or more as (mass derived from silicon / mass of resin) × 100. Composition. 前記ケイ素含有ポリマーのケイ素含有量が、(ケイ素由来質量/樹脂質量)×100として40%以上であることを特徴とする請求項7記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   8. The silicon-containing film forming composition for etching mask according to claim 7, wherein the silicon content of the silicon-containing polymer is 40% or more as (mass derived from silicon / mass of resin) × 100. 更に、酸発生剤を含有する請求項1乃至8のいずれか1項記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   Furthermore, the composition for silicon-containing film formation for etching masks of any one of Claim 1 thru | or 8 containing an acid generator. 更に、架橋剤を含有する請求項1乃至9のいずれか1項記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜形成用組成物。   Furthermore, the composition for silicon-containing film formation for etching masks of any one of Claim 1 thru | or 9 containing a crosslinking agent. 請求項1乃至10のいずれか1項記載のケイ素含有膜形成用組成物を用いて成膜したことを特徴とするエッチングマスク用ケイ素含有膜。   A silicon-containing film for an etching mask, which is formed using the composition for forming a silicon-containing film according to any one of claims 1 to 10. 請求項1乃至10のいずれか1項記載のケイ素含有膜形成用組成物を用いて成膜し、ケイ素含有ポリマーを架橋させることで有機溶剤に対する溶解抑制を行ったことを特徴とするエッチングマスク用ケイ素含有膜。   An etching mask characterized in that the silicon-containing film-forming composition according to any one of claims 1 to 10 is used to form a film, and the silicon-containing polymer is crosslinked to suppress dissolution in an organic solvent. Silicon-containing film. 被加工基板上に下層膜とレジスト膜の間に他の膜を介し又は介することなしに成膜した請求項11又は12記載のエッチングマスク用ケイ素含有膜。   The silicon-containing film for an etching mask according to claim 11 or 12, wherein the silicon-containing film for an etching mask is formed on a substrate to be processed with or without another film interposed between the lower layer film and the resist film. 被加工基板上に、下層膜、請求項11又は12記載のケイ素含有膜及びフォトレジスト膜を積層したことを特徴とする基板加工中間体。   A substrate processing intermediate comprising a lower layer film, a silicon-containing film according to claim 11 or 12 and a photoresist film laminated on a substrate to be processed. フォトレジスト層を構成する樹脂が、酸不安定基で保護されてアルカリ不溶性化したポリ(メタ)アクリル酸系のアルカリ可溶性樹脂であることを特徴とする請求項14記載の基板加工中間体。   15. The substrate processing intermediate according to claim 14, wherein the resin constituting the photoresist layer is a poly (meth) acrylic acid-based alkali-soluble resin protected with an acid labile group and rendered insoluble in alkali. フォトレジスト膜が、隣接位炭素がフッ素置換されることにより酸性を示すアルコール官能基を有する側鎖を含有するポリマーを含有することを特徴とする請求項14又は15記載の基板加工中間体。   16. The intermediate for processing a substrate according to claim 14, wherein the photoresist film contains a polymer containing a side chain having an alcohol functional group that exhibits acidity when the adjacent carbon is substituted with fluorine. 請求項14、15又は16記載の基板加工中間体を用い、レジストパターンを形成した後、レジストパターンをエッチングマスクとしてケイ素含有膜をエッチング加工し、次にパターン形成されたケイ素含有膜をエッチングマスクとして下層膜をエッチング加工し、更にパターン形成された下層膜をエッチングマスクとして被加工基板をエッチング加工することを特徴とする被加工基板の加工方法。   After forming a resist pattern using the substrate processing intermediate according to claim 14, 15 or 16, the silicon-containing film is etched using the resist pattern as an etching mask, and then the patterned silicon-containing film is used as an etching mask. A method of processing a substrate to be processed, comprising: etching the lower layer film; and further etching the substrate to be processed using the patterned lower layer film as an etching mask. レジストパターンの形成において、ArFエキシマレーザー光を用いたフォトリソグラフィー法を用いることを特徴とする請求項17記載の被加工基板の加工方法。   18. The method for processing a substrate to be processed according to claim 17, wherein a photolithography method using ArF excimer laser light is used in forming the resist pattern.
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