JP2010107790A - Composition for forming resist lower layer film, and pattern forming method - Google Patents

Composition for forming resist lower layer film, and pattern forming method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a resist lower layer film for forming a lower layer film superior in pattern transferability (particularly, resist bend resistance in RIE). <P>SOLUTION: The composition for forming the resist lower layer film contains: novolac resin (A) including at least two phenolic hydroxyl groups and an aromatic ring having an alkyl thienyl group as a repeating structure unit; and organic solvent (B). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法に関する。更に詳しくは、パターン転写性(特に、反応性イオンエッチング(RIE)でのレジスト曲がり耐性)に優れた下層膜を形成可能なレジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a resist underlayer film forming composition and a pattern forming method. More specifically, the present invention relates to a resist underlayer film forming composition and a pattern forming method capable of forming an underlayer film excellent in pattern transferability (particularly resist bending resistance in reactive ion etching (RIE)).

半導体装置の製造プロセスは、シリコンウエハ上に複数の被加工膜を積層させ、この被加工膜を所望のパターンにパターニングする工程を多く備えている。そして、被加工膜のパターニングは、まず、一般にレジストと呼ばれる感光性物質を被加工膜上に堆積させてレジスト膜を形成し、このレジスト膜の所定の領域を露光する。次いで、レジスト膜の露光部または未露光部を現像処理して除去し、所定のパターンが形成されたレジストパターンを得る。その後、このレジストパターンをエッチングマスクとして用い、被加工膜をドライエッチングすることによって被加工膜をパターニングする。   2. Description of the Related Art A semiconductor device manufacturing process includes a number of steps of laminating a plurality of work films on a silicon wafer and patterning the work films into a desired pattern. In the patterning of the film to be processed, first, a photosensitive material generally called a resist is deposited on the film to be processed to form a resist film, and a predetermined region of the resist film is exposed. Next, the exposed or unexposed portion of the resist film is developed and removed to obtain a resist pattern on which a predetermined pattern is formed. Thereafter, using the resist pattern as an etching mask, the film to be processed is patterned by dry etching.

このようなプロセスにおいては、レジスト膜に露光するための露光光源としてArFエキシマレーザー等の紫外光が用いられているが、最近では大規模集積回路(LSI)の微細化に対する要求が益々高まっており、必要とされる解像度が露光光(紫外光)の波長以下になってきている。このように、必要とされる解像度が露光光の波長以下であると、露光量裕度、フォーカス裕度等の露光プロセス裕度が不足することとなる。このような露光プロセス裕度の不足を補うためには、レジスト膜の膜厚を薄くして解像性を向上させることが有効であるが、膜厚を薄くすると、被加工膜のエッチングに必要なレジスト膜厚を確保することが困難になってしまう。   In such a process, an ultraviolet light such as an ArF excimer laser is used as an exposure light source for exposing a resist film. Recently, there is an increasing demand for miniaturization of a large scale integrated circuit (LSI). The required resolution has become below the wavelength of exposure light (ultraviolet light). Thus, when the required resolution is less than or equal to the wavelength of the exposure light, the exposure process tolerance such as the exposure tolerance and the focus tolerance is insufficient. In order to compensate for this lack of exposure process tolerance, it is effective to reduce the resist film thickness to improve resolution, but reducing the film thickness is necessary for etching the film to be processed. It becomes difficult to ensure a sufficient resist film thickness.

このようなことから、被加工膜とレジスト膜の間にレジスト下層膜(以下、単に「下層膜」と記す場合がある)を形成し、レジストパターンを一旦、下層膜に転写して下層膜パターンを形成した後、この下層膜パターンをエッチングマスクとして用いて被加工膜にパターンを転写するプロセスの検討が行われている。   For this reason, a resist underlayer film (hereinafter sometimes simply referred to as “underlayer film”) is formed between the film to be processed and the resist film, and the resist pattern is temporarily transferred to the underlayer film to form the underlayer film pattern. After forming the film, a process for transferring the pattern to the film to be processed using the lower layer film pattern as an etching mask has been studied.

このようなプロセスにおいて、下層膜としてはエッチング耐性を有する材料からなるものが好ましく、その材料としては、例えば、エッチング中のエネルギーを吸収し、エッチング耐性があることが知られているベンゼン環を含む樹脂、特に、熱硬化フェノールノボラックを含有する組成物や、アセナフチレン骨格を有する重合体を含有する組成物等が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。また、スチレン誘導体またはアリルベンゼン誘導体とノルトリシクレン誘導体との共重合体を含有する組成物なども提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In such a process, the lower layer film is preferably made of a material having etching resistance, and the material includes, for example, a benzene ring that absorbs energy during etching and is known to have etching resistance. A composition containing a resin, in particular, a thermosetting phenol novolak, a composition containing a polymer having an acenaphthylene skeleton, and the like have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). A composition containing a copolymer of a styrene derivative or an allylbenzene derivative and a nortricyclene derivative has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開2001−40293号公報JP 2001-40293 A 特開2000−143937号公報JP 2000-143937 A 特開2008−65303号公報JP 2008-65303 A

しかしながら、エッチングパターンの更なる微細化に伴い、レジスト下層膜のオーバーエッチングが大きな問題となっており、特許文献1〜3に記載されている組成物によって形成した下層膜であっても十分なエッチング耐性が得られず、エッチング耐性が更に向上された下層膜を形成可能な組成物の開発が求められている。   However, with further miniaturization of the etching pattern, overetching of the resist underlayer film has become a big problem, and even underlayer films formed by the compositions described in Patent Documents 1 to 3 are sufficiently etched. There is a demand for the development of a composition that can form a lower layer film that does not have resistance and that has further improved etching resistance.

また、エッチングパターンの更なる微細化に伴い、下層膜パターンのアスペクト比(下層膜パターンの膜厚に対するパターン幅(線幅)の比)が高くなり、被加工基板のエッチング時に下層膜パターンが折れ曲がるという問題も生じていた。例えば、特許文献3に記載されている組成物は、下層膜パターンとして用いるには曲がり耐性が弱いため、被加工基板のエッチング時に下層膜パターンが折れ曲がってしまい、レジストパターンを忠実に被加工基板に転写することが困難であった。   Further, as the etching pattern is further miniaturized, the aspect ratio of the lower layer film pattern (the ratio of the pattern width (line width) to the film thickness of the lower layer film pattern) increases, and the lower layer film pattern is bent when the substrate to be processed is etched. There was also a problem. For example, since the composition described in Patent Document 3 has low bending resistance when used as an underlayer film pattern, the underlayer film pattern is bent during etching of the substrate to be processed, and the resist pattern is faithfully applied to the substrate to be processed. It was difficult to transfer.

本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、パターン転写性(特に、RIEでのレジスト曲がり耐性)に優れた下層膜を形成可能なレジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and for forming a resist underlayer film capable of forming an underlayer film excellent in pattern transferability (particularly resist bending resistance in RIE). It is an object to provide a composition and a pattern forming method.

本発明により、以下のレジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法が提供される。   The present invention provides the following resist underlayer film forming composition and pattern forming method.

[1] 2つ以上のフェノール性水酸基、及び、アルキルチエニル基を有する芳香族環を繰り返し構造単位として含むノボラック樹脂(A)と、有機溶剤(B)と、を含有するレジスト下層膜形成用組成物。 [1] Composition for forming a resist underlayer film containing a novolak resin (A) containing an aromatic ring having two or more phenolic hydroxyl groups and an alkyl thienyl group as a repeating structural unit, and an organic solvent (B) object.

[2] 前記ノボラック樹脂は、分子中にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物、及び、縮合剤の反応により得られた縮合反応物と、チエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドとの反応により得られたものである前記[1]に記載のレジスト下層膜形成用組成物。 [2] The novolac resin was obtained by reacting a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule and a condensation reaction product obtained by the reaction of a condensing agent with an alcohol or aldehyde having a thienyl group. The composition for forming a resist underlayer film according to [1] above.

[3] 前記化合物が、ジヒドロキシベンゼン誘導体、ジヒドロキシナフタレン誘導体、及び、ジヒドロキシアントラセン誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である前記[2]に記載のレジスト下層膜形成用組成物。 [3] The composition for forming a resist underlayer film according to [2], wherein the compound is at least one compound selected from the group consisting of a dihydroxybenzene derivative, a dihydroxynaphthalene derivative, and a dihydroxyanthracene derivative.

[4] 前記縮合剤がアルデヒドである前記[2]または[3]に記載のレジスト下層膜形成用組成物。 [4] The resist underlayer film forming composition according to [2] or [3], wherein the condensing agent is an aldehyde.

[5] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のレジスト下層膜形成用組成物を被加工基板上に塗布してレジスト下層膜を形成する(1)工程と、形成された前記レジスト下層膜上に、レジスト組成物を塗布してレジスト被膜を形成する(2)工程と、形成された前記レジスト被膜に、選択的に放射線を照射して前記レジスト被膜を露光する(3)工程と、露光した前記レジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する(4)工程と、前記レジストパターンをマスクとして用い、前記レジスト下層膜及び前記被加工基板をドライエッチングして、前記被加工基板に所定のパターンを形成する(5)工程と、を備えるパターン形成方法。 [5] (1) Step of applying the composition for forming a resist underlayer film according to any one of [1] to [4] on a substrate to be processed to form a resist underlayer film, and the formed resist (2) a step of forming a resist film by applying a resist composition on the lower layer film; and (3) a step of selectively irradiating the formed resist film with radiation to expose the resist film. The exposed resist film is developed to form a resist pattern (4), and the resist underlayer film and the substrate to be processed are dry-etched using the resist pattern as a mask to form the resist substrate. And (5) forming a predetermined pattern.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、パターン転写性(特に、RIEでのレジスト曲がり耐性)に優れた下層膜を形成することができるという効果を奏するものである。   The composition for forming a resist underlayer film of the present invention has an effect that an underlayer film excellent in pattern transferability (particularly, resistance to resist bending by RIE) can be formed.

本発明のパターン形成方法は、パターン転写性(特に、RIEでのレジスト曲がり耐性)に優れるパターンを形成することができるという効果を奏するものである。   The pattern forming method of the present invention has an effect that a pattern having excellent pattern transferability (particularly resistance to resist bending by RIE) can be formed.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiment. That is, it is understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments are also within the scope of the present invention based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should be.

[1]レジスト下層膜形成用組成物:
本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、2つ以上のフェノール性水酸基、及び、アルキルチエニル基を有する芳香族環を繰り返し構造単位として含むノボラック樹脂(A)と、有機溶剤(B)と、を含有するものである。このようなレジスト下層膜形成用組成物は、パターン転写性(特に、反応性イオンエッチング(RIE)でのレジスト曲がり耐性)に優れた下層膜を形成することができる。即ち、エッチング耐性に優れ、特に、ドライエッチングプロセスにおいて、オーバーエッチングが少なく、下層膜パターンが折れ曲がり難い(曲がり耐性を有する)下層膜を形成することができ、レジストパターンを忠実に再現性よく被加工基板に転写することができる。従って、本発明のレジスト下層膜形成用組成物によれば、各種の放射線を用いるリソグラフィープロセスにおける微細加工、特に高集積回路素子の製造において歩留りの向上が期待できる。
[1] Composition for forming a resist underlayer film:
The composition for forming a resist underlayer film of the present invention includes a novolak resin (A) containing an aromatic ring having two or more phenolic hydroxyl groups and an alkyl thienyl group as a repeating structural unit, an organic solvent (B), It contains. Such a composition for forming a resist underlayer film can form an underlayer film excellent in pattern transferability (particularly resist bending resistance in reactive ion etching (RIE)). That is, it is excellent in etching resistance, and in particular, in a dry etching process, it is possible to form a lower layer film that has less over-etching and the lower layer film pattern is difficult to bend (has bending resistance), and the resist pattern is processed with high reproducibility. It can be transferred to a substrate. Therefore, according to the composition for forming a resist underlayer film of the present invention, an improvement in yield can be expected in microfabrication in a lithography process using various types of radiation, particularly in the manufacture of highly integrated circuit elements.

[1−1]ノボラック樹脂(A):
ノボラック樹脂(A)の有するフェノール性水酸基は、2つ以上であり、2〜4個であることが好ましい。フェノール性水酸基の数が1つであると、曲がり耐性が十分に得られない。
[1-1] Novolak resin (A):
The novolac resin (A) has two or more phenolic hydroxyl groups, and preferably 2 to 4 phenolic hydroxyl groups. When the number of phenolic hydroxyl groups is 1, bending resistance cannot be sufficiently obtained.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、含有するノボラック樹脂(A)が、2つ以上のフェノール性水酸基、及び、アルキルチエニル基を有する芳香族環を繰り返し構造単位として含むため、これらのフェノール性水酸基とチエニル基とが相俟って、本発明の効果を奏するものである。ここで、本明細書において、アルキルチエニル基とは、下記一般式(1)で表される基である。   Since the composition for forming a resist underlayer film of the present invention contains a novolac resin (A) containing two or more phenolic hydroxyl groups and an aromatic ring having an alkylthienyl group as a repeating structural unit, these phenols The neutral hydroxyl group and the thienyl group combine to produce the effects of the present invention. Here, in this specification, an alkyl thienyl group is a group represented by the following general formula (1).

Figure 2010107790
(但し、上記一般式(1)中、Rは、置換されていてもよいアルキレンである。)
Figure 2010107790
(However, in said general formula (1), R is alkylene which may be substituted.)

一般式(1)中のRは、置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキレンであることが好ましく、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレンであることが更に好ましい。   R in the general formula (1) is preferably an optionally substituted alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably an optionally substituted alkylene having 1 to 10 carbon atoms.

ノボラック樹脂(A)は、分子中にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物(以下、「化合物(α)」と記す場合がある)、及び、縮合剤の反応により得られた縮合反応物と、アルキルチエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドとの反応により得られたものであることが好ましい。このようなノボラック樹脂(A)を含むと、得られる下層膜は、屈折率が向上する。そのため、上記下層膜を屈折率の高いレジスト被膜と組み合わせたときに、反射防止能が向上するという利点がある。   The novolak resin (A) is a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule (hereinafter sometimes referred to as “compound (α)”), and a condensation reaction product obtained by a reaction of a condensing agent, It is preferably obtained by a reaction with an alcohol or aldehyde having an alkyl thienyl group. When such a novolak resin (A) is contained, the refractive index of the resulting lower layer film is improved. Therefore, when the lower layer film is combined with a resist film having a high refractive index, there is an advantage that the antireflection performance is improved.

化合物(α)としては、例えば、ジヒドロキシベンゼン誘導体、ジヒドロキシナフタレン誘導体、ジヒドロキシアントラセン誘導体、ジヒドロキシフルオレン誘導体、ジヒドロキシアセナフチレン誘導体などを挙げることができる。これらの中でも、膜硬化性と反射防止能が良好であるという観点から、ジヒドロキシベンゼン誘導体、ジヒドロキシナフタレン誘導体、及び、ジヒドロキシアントラセン誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。   Examples of the compound (α) include a dihydroxybenzene derivative, a dihydroxynaphthalene derivative, a dihydroxyanthracene derivative, a dihydroxyfluorene derivative, and a dihydroxyacenaphthylene derivative. Among these, from the viewpoint of good film curability and antireflection performance, at least one compound selected from the group consisting of a dihydroxybenzene derivative, a dihydroxynaphthalene derivative, and a dihydroxyanthracene derivative is preferable.

ジヒドロキシベンゼン誘導体としては、例えば、ピロガロール、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,3−ビス(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、1,4−ビス(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、4,6−ビス(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)−1,3−ジヒドロキシベンゼン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)フェニル)エタン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビスフェノールA等の化合物;カテコール、レゾルシノール、1,4−ヒドロキノン等を挙げることができる。   Examples of the dihydroxybenzene derivative include pyrogallol, 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenyl. Ethane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,3-bis (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) benzene, 1,4-bis (1- (4-hydroxyphenyl) -1- Methylethyl) benzene, 4,6-bis (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) -1,3-dihydroxybenzene, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- (4- (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) phenyl) ethane, 1,1,2,2-tetra 4-hydroxyphenyl) ethane, compounds such as bisphenol A; catechol, resorcinol, and 1,4-hydroquinone.

ジヒドロキシナフタレン誘導体としては、例えば、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等を挙げることができる。これらの中でも、曲がり耐性が良好であり、反射防止能に優れるという利点があるので、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレンが好ましい。   Examples of the dihydroxynaphthalene derivative include 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, Examples include 1,8-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene. Among these, 2,6-dihydroxynaphthalene and 2,7-dihydroxynaphthalene are preferable because they have the advantage of good bending resistance and excellent antireflection performance.

ジヒドロキシアントラセン誘導体としては、例えば、1,2−ジヒドロキシアントラセン、1,3−ジヒドロキシアントラセン、1,4−ジヒドロキシアントラセン、1,5−ジヒドロキシアントラセン、1,6−ジヒドロキシアントラセン、1,7−ジヒドロキシアントラセン、1,8−ジヒドロキシアントラセン、1,9−ジヒドロキシアントラセン、1,10−ジヒドロキシアントラセン、2,3−ジヒドロキシアントラセン、2,4−ジヒドロキシアントラセン、2,5−ジヒドロキシアントラセン、2,6−ジヒドロキシアントラセン、2,7−ジヒドロキシアントラセン、2,8−ジヒドロキシアントラセン、2,9−ジヒドロキシアントラセン、2,10−ジヒドロキシアントラセン、9,10−ジヒドロキシアントラセン等を挙げることができる。   Examples of the dihydroxyanthracene derivative include 1,2-dihydroxyanthracene, 1,3-dihydroxyanthracene, 1,4-dihydroxyanthracene, 1,5-dihydroxyanthracene, 1,6-dihydroxyanthracene, 1,7-dihydroxyanthracene, 1,8-dihydroxyanthracene, 1,9-dihydroxyanthracene, 1,10-dihydroxyanthracene, 2,3-dihydroxyanthracene, 2,4-dihydroxyanthracene, 2,5-dihydroxyanthracene, 2,6-dihydroxyanthracene, 2 , 7-dihydroxyanthracene, 2,8-dihydroxyanthracene, 2,9-dihydroxyanthracene, 2,10-dihydroxyanthracene, 9,10-dihydroxyanthracene, etc. It can be mentioned.

縮合剤は、化合物(α)と縮合反応が可能なものである限り特に制限はないが、アルデヒド、ケトン、アルコールなどを挙げることができる。これらの中でも、縮合反応が速やかに進行するという利点があるため、アルデヒドであることが好ましい。   The condensing agent is not particularly limited as long as it can undergo a condensation reaction with the compound (α), and examples thereof include aldehydes, ketones, and alcohols. Among these, an aldehyde is preferable because there is an advantage that the condensation reaction proceeds rapidly.

アルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド等の飽和脂肪族アルデヒド類;アクロレイン、メタクロレイン等の不飽和脂肪族アルデヒド類;フルフラール等のヘテロ環式アルデヒド類;ベンズアルデヒド、ナフチルアルデヒド、アントラアルデヒド等の芳香族アルデヒド類等を挙げることができる。これらの中でも、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラールが好ましい。なお、アルデヒドは1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the aldehyde include, for example, saturated aliphatic aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and propylaldehyde; unsaturated aliphatic aldehydes such as acrolein and methacrolein; heterocyclic aldehydes such as furfural; benzaldehyde, naphthylaldehyde, Aromatic aldehydes such as anthraldehyde can be exemplified. Among these, formaldehyde, paraformaldehyde, and furfural are preferable. In addition, an aldehyde may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

縮合剤の使用量は、化合物(α)100質量部に対して、20〜2000質量部であることが好ましく、50〜1000質量部であることが更に好ましく、100〜500質量部であることが特に好ましい。上記使用量が20質量部未満であると、縮合反応が進行しないため、重合体が得られないおそれがある。一方、1000質量部超であると、縮合反応が急激に進行するため、縮合反応を制御できないおそれがある。   The amount of the condensing agent to be used is preferably 20 to 2000 parts by mass, more preferably 50 to 1000 parts by mass, and 100 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound (α). Particularly preferred. If the amount used is less than 20 parts by mass, the condensation reaction does not proceed, and therefore there is a possibility that a polymer cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1000 parts by mass, the condensation reaction proceeds rapidly, and therefore the condensation reaction may not be controlled.

縮合反応物を得るためには、化合物(α)及び縮合剤以外に、その他の化合物(i)を用いて反応を行ってもよい。   In order to obtain a condensation reaction product, the reaction may be performed using other compound (i) in addition to the compound (α) and the condensing agent.

その他の化合物(i)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−アセトキシスチレン、m−アセトキシスチレン、p−アセトキシスチレン、p−t−ブトキシスチレン等のスチレン誘導体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプロン酸ビニル等のカルボン酸ビニル化合物;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル化合物;   Examples of other compounds (i) include styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-acetoxystyrene, m-acetoxystyrene, p-acetoxystyrene, p- Styrene derivatives such as t-butoxystyrene; vinyl carboxylates such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl caproate; vinyl cyanide compounds such as (meth) acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile; methyl (meth) acrylate, ethyl ( Unsaturated carboxylic ester compounds such as (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate;

エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸ビニル、ジメチルビニルメタクリロイルオキシメチルシラン等の不飽和基含有不飽和カルボン酸エステル化合物;2−クロロエチルビニルエーテル、クロロ酢酸ビニル、クロロ酢酸アリル等のハロゲン含有ビニル化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール等の水酸基含有ビニル化合物;   Unsaturated group-containing unsaturated carboxylic acid ester compounds such as ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate, dimethylvinylmethacryloyloxymethylsilane; 2-chloroethyl vinyl ether, chloroacetic acid Halogen-containing vinyl compounds such as vinyl and allyl chloroacetate; hydroxyl-containing vinyl compounds such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and (meth) allyl alcohol;

(メタ)アクリルアミド、クロトン酸アミド等のアミド基含有ビニル化合物;2−メタクロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクロイルオキシエチルマレイン酸等のカルボキシル基含有ビニル化合物;ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、アセナフテン等の無置換芳香族炭化水素化合物;   Amide group-containing vinyl compounds such as (meth) acrylamide and crotonic acid amide; Carboxyl group-containing vinyl compounds such as 2-methacryloyloxyethylsuccinic acid and 2-methacryloyloxyethylmaleic acid; benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, acenaphthene Unsubstituted aromatic hydrocarbon compounds such as

トルエン、m−キシレン、p−キシレン、1−メチルナフタレン等のアルキル置換芳香族炭化水素化合物;安息香酸、1−ナフタレンカルボン酸、9−アントラセンカルボン酸等のカルボキシル基置換芳香族炭化水素化合物;アニリン等のアミノ基置換芳香族炭化水素化合物;クロロベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素化合物;   Alkyl-substituted aromatic hydrocarbon compounds such as toluene, m-xylene, p-xylene and 1-methylnaphthalene; carboxyl group-substituted aromatic hydrocarbon compounds such as benzoic acid, 1-naphthalenecarboxylic acid and 9-anthracenecarboxylic acid; aniline Amino group-substituted aromatic hydrocarbon compounds such as chlorobenzene, bromobenzene, and other halogenated aromatic hydrocarbon compounds;

ブタジエン、ビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4−ビニルシクロヘキセン、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネン、5−ビニルノルボルナジエン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、9−ビニルアントラセン、9−ビニルカルバゾール等のビニル化合物等を挙げることができる。これらの中でも、ジビニルベンゼン、ジシクロペンタジエン、5−ビニルノルボルナ−2−エン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレンが好ましい。なお、その他の化合物(i)は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Butadiene, vinylbenzene, divinylbenzene, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, 5-vinylnorborna-2-ene, α-pinene, β-pinene, limonene, 5-vinylnorbornadiene, 1-vinylnaphthalene, 2- Examples thereof include vinyl compounds such as vinyl naphthalene, 9-vinyl anthracene and 9-vinyl carbazole. Among these, divinylbenzene, dicyclopentadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, 1-vinylnaphthalene, and 2-vinylnaphthalene are preferable. In addition, other compounds (i) may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

その他の化合物(i)の使用量は、化合物(α)100質量部に対して、0.5〜300質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることが更に好ましく、5〜30質量部であることが特に好ましい。上記使用量が0.5〜300質量部であると、エッチング耐性が向上するため、パターン転写性が向上する。   The amount of the other compound (i) used is preferably 0.5 to 300 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the compound (α). The part by mass is particularly preferred. When the use amount is 0.5 to 300 parts by mass, the etching resistance is improved, so that the pattern transfer property is improved.

縮合反応物を得るための反応条件は、従来公知の条件を採用することができる。具体的には、酸触媒の存在下で、化合物(α)と縮合剤を、下記反応温度及び反応時間で反応させることができる。反応温度は、40〜200℃であることが好ましく、60〜150℃であることが更に好ましく、70〜100℃であることが特に好ましい。また、反応時間は、反応温度によって異なるが、30分〜72時間であることが好ましく、1〜24時間であることが更に好ましく、2〜10時間であることが特に好ましい。   Conventionally known conditions can be adopted as the reaction conditions for obtaining the condensation reaction product. Specifically, the compound (α) and the condensing agent can be reacted at the following reaction temperature and reaction time in the presence of an acid catalyst. The reaction temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 60 to 150 ° C, and particularly preferably 70 to 100 ° C. The reaction time varies depending on the reaction temperature, but is preferably 30 minutes to 72 hours, more preferably 1 to 24 hours, and particularly preferably 2 to 10 hours.

酸触媒としては、例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸等の鉱酸類;p−トルエンスルホン酸等の有機スルホン酸類;蟻酸、シュウ酸等のカルボン酸類等を挙げることができる。酸触媒の使用量は、使用する酸触媒の種類によって異なるが、化合物(α)と縮合剤の合計量100質量部に対して、0.001〜30質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることが更に好ましく、0.1〜5質量部であることが特に好ましい。   Examples of the acid catalyst include mineral acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid; organic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid; carboxylic acids such as formic acid and oxalic acid. Although the usage-amount of an acid catalyst changes with kinds of acid catalyst to be used, it is preferable that it is 0.001-30 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of a compound ((alpha)) and a condensing agent, 0.01 It is more preferable that it is -10 mass parts, and it is especially preferable that it is 0.1-5 mass parts.

チエニル基を有するアルコールとしては、チエニル基を有する炭素数1〜20のアルコールであることが好ましく、チエニル基を有する炭素数1〜10のアルコールであることが更に好ましい。具体的には、チオフェンメタノール、チオフェンエタノールなどを挙げることができる。   The alcohol having a thienyl group is preferably an alcohol having 1 to 20 carbon atoms having a thienyl group, and more preferably an alcohol having 1 to 10 carbon atoms having a thienyl group. Specific examples include thiophene methanol and thiophene ethanol.

チエニル基を有するアルコールの使用量は、縮合反応物100質量部に対して、10〜1000質量部であることが好ましく、30〜500質量部であることが更に好ましく、50〜200質量部であることが特に好ましい。上記使用量が10質量部未満であると、反射防止能が低下するおそれがある。一方、1000質量部超であると、パターン転写性が低下するおそれがある。上記使用量が10〜1000質量部であると、反射防止機能及びパターン転写性に優れた下層膜を形成することができる。   The amount of the alcohol having a thienyl group is preferably 10 to 1000 parts by mass, more preferably 30 to 500 parts by mass, and 50 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the condensation reaction product. It is particularly preferred. There exists a possibility that antireflection ability may fall that the said usage-amount is less than 10 mass parts. On the other hand, if it exceeds 1000 parts by mass, the pattern transferability may decrease. When the amount used is 10 to 1000 parts by mass, a lower layer film excellent in antireflection function and pattern transferability can be formed.

チエニル基を有するアルデヒドとしては、チエニル基を有する炭素数1〜20のアルデヒドであることが好ましく、チエニル基を有する炭素数1〜10のアルデヒドであることが更に好ましい。具体的には、2−チオフェンアルデヒド、3−チオフェンアルデヒド、5−クロロチオフェン−2−カルボキシアルデヒド、5−ブロモチオフェン−2−カルボキシアルデヒドなどを挙げることができる。   The aldehyde having a thienyl group is preferably an aldehyde having 1 to 20 carbon atoms having a thienyl group, and more preferably an aldehyde having 1 to 10 carbon atoms having a thienyl group. Specific examples include 2-thiophenaldehyde, 3-thiophenaldehyde, 5-chlorothiophene-2-carboxaldehyde, 5-bromothiophene-2-carboxaldehyde, and the like.

チエニル基を有するアルデヒドの使用量は、縮合反応物100質量部に対して、10〜1000質量部であることが好ましく、30〜500質量部であることが更に好ましく、50〜200質量部であることが特に好ましい。上記使用量が10質量部未満であると、下層膜を形成した際にその下層膜の屈折率が低下するため、反射防止能が低下するおそれがある。一方、1000質量部超であると、形成した下層膜のパターン転写性が低下するおそれがある。   The amount of the aldehyde having a thienyl group is preferably 10 to 1000 parts by weight, more preferably 30 to 500 parts by weight, and 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the condensation reaction product. It is particularly preferred. When the amount used is less than 10 parts by mass, when the lower layer film is formed, the refractive index of the lower layer film is lowered, so that the antireflection ability may be lowered. On the other hand, if it exceeds 1000 parts by mass, the pattern transferability of the formed lower layer film may be lowered.

縮合反応物と、チエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドとを反応させる際には、その他の化合物(ii)を更に加えることもできる。その他の化合物(ii)としては、例えば、p−トルエンスルホン酸、リンハロゲン化物、蓚酸、硫酸、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどを挙げることができる。   When the condensation reaction product is reacted with an alcohol or aldehyde having a thienyl group, another compound (ii) can be further added. Examples of the other compound (ii) include p-toluenesulfonic acid, phosphorus halide, succinic acid, sulfuric acid, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene and the like.

縮合反応物と、チエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドとの反応は、例えば、縮合反応物と、チエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドと、その他の化合物(ii)と、を混合して混合物を得、得られた混合物を、20〜180℃(好ましくは、60〜120℃)で、1〜72時間(好ましくは、2〜24時間)反応させることによって行うことができる。   The reaction between the condensation reaction product and the alcohol or aldehyde having a thienyl group is obtained, for example, by mixing the condensation reaction product, the alcohol or aldehyde having a thienyl group and another compound (ii) to obtain a mixture. The resulting mixture can be reacted at 20 to 180 ° C. (preferably 60 to 120 ° C.) for 1 to 72 hours (preferably 2 to 24 hours).

ノボラック樹脂(A)は、ゲルパーミエーションカラムクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」と記載する場合がる)は、1,000〜5,000であることが好ましく、1,500〜4,000であることが更に好ましく、1,500〜3,000であることが特に好ましい。上記重量平均分子量が1,000未満であると、形成されるレジスト下層膜のエッチング選択性が十分に得られないおそれがある。一方、5,000超であると、粘度が増大し、ビアへの埋め込み性が低下するため、微細かつアスペクト比の大きい基板にレジスト下層膜を形成することが困難になるおそれがある。   The novolak resin (A) preferably has a weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter sometimes referred to as “Mw”) measured by gel permeation column chromatography of 1,000 to 5,000. 1,500 to 4,000 is more preferable, and 1,500 to 3,000 is particularly preferable. If the weight average molecular weight is less than 1,000, the etching selectivity of the resist underlayer film to be formed may not be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 5,000, the viscosity increases and the embedding property in vias decreases, so that it may be difficult to form a resist underlayer film on a fine substrate with a large aspect ratio.

[1−2]有機溶剤(B):
有機溶剤(B)は、ノボラック樹脂(A)を溶解させることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類;トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のトリエチレングリコールジアルキルエーテル類;
[1-2] Organic solvent (B):
The organic solvent (B) is not particularly limited as long as it can dissolve the novolac resin (A). For example, ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate and ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate; diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether Diethylene glycol etc. Alkyl ethers; triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dialkyl ethers such as triethylene glycol diethyl ether;

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−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピ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ジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;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、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;   Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether; propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol di-n -Propylene glycol dialkyl ethers such as propyl ether and propylene glycol di-n-butyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate Propylene glycol such as Roh alkyl ether acetates;

乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸i−プロピル、乳酸n−ブチル、乳酸i−ブチル等の乳酸エステル類;蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸n−プロピル、蟻酸i−プロピル、蟻酸n−ブチル、蟻酸i−ブチル、蟻酸n−アミル、蟻酸i−アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、酢酸n−ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、酪酸i−ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;   Lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, i-propyl lactate, n-butyl lactate, i-butyl lactate; methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, i-propyl formate, n-formate Butyl, i-butyl formate, n-amyl formate, i-amyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, n-amyl acetate, i-acetate -Amyl, n-hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, i-propyl propionate, n-butyl propionate, i-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate Aliphatic carboxylic acid esters such as i-propyl butyrate, n-butyl butyrate and i-butyl butyrate;

ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、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、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;   Ethyl hydroxyacetate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate , Ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-methoxypropyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, 3 -Other esters such as methyl-3-methoxybutyl butyrate, methyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate;

トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類等を挙げることができる。   Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone and cyclohexanone; N-methylformamide, N , N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and other amides; γ-butyrolactone and other lactones.

これらの中でも、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エチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸n−ブチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトンが好ましい。なお、有機溶剤(B)は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Among these, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, n-butyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, and γ-butyrolactone are preferable. In addition, an organic solvent (B) may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

有機溶剤(B)の含有量は、レジスト下層膜形成用組成物の固形分濃度が、5〜80質量%となる量であることが好ましく、5〜40質量%となる量であることが更に好ましく、10〜30質量%となる量であることが特に好ましい。上記レジスト下層膜形成用組成物の固形分濃度が5質量%未満であると、樹脂量が少ないため、十分な厚さの下層膜を形成することが困難になるおそれがある。一方、80質量%超であると、固形分が析出するため、製膜時に欠陥が生じるおそれがある。   The content of the organic solvent (B) is preferably such that the solid content concentration of the resist underlayer film forming composition is 5 to 80% by mass, and more preferably 5 to 40% by mass. The amount is preferably 10 to 30% by mass, particularly preferably. If the solid content concentration of the composition for forming a resist underlayer film is less than 5% by mass, the amount of resin is small, and it may be difficult to form an underlayer film having a sufficient thickness. On the other hand, if it is more than 80% by mass, a solid content is precipitated, and thus there is a possibility that defects may occur during film formation.

[1−3]その他の成分:
本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、所望の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、酸発生剤(C)、架橋剤(D)、及び添加剤(E)等のその他の成分を含有させることができる。
[1-3] Other components:
The resist underlayer film forming composition of the present invention is within the range not impairing the desired effect, and other components such as an acid generator (C), a crosslinking agent (D), and an additive (E) as necessary. Can be contained.

酸発生剤(C)は、露光または加熱により酸を発生する成分である。なお、本明細書中、露光により酸を発生する酸発生剤を「光酸発生剤」といい、加熱により酸を発生する酸発生剤を「熱酸発生剤」という。また、酸発生剤(C)として、光酸発生剤と熱酸発生剤とを併用することもできる。   The acid generator (C) is a component that generates an acid upon exposure or heating. In the present specification, an acid generator that generates an acid upon exposure is referred to as a “photoacid generator”, and an acid generator that generates an acid upon heating is referred to as a “thermal acid generator”. Moreover, a photo-acid generator and a thermal acid generator can also be used together as an acid generator (C).

光酸発生剤として、具体的には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムナフタレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムナフタレンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、   Specific examples of photoacid generators include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium pyrenesulfonate, diphenyliodonium n-dodecylbenzenesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium naphthalene. Sulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium n-dodecylbenzenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 1 - camphorsulfonate, bis (4-t- butylphenyl) iodonium naphthalene sulfonate, bis (4-t- butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate,

トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−ヒドロキシフェニル・フェニル・メチルスルホニウムp−トルエンスルホネート、4−ヒドロキシフェニル・ベンジル・メチルスルホニウムp−トルエンスルホネート、   Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium n-dodecylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium naphthalenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4 -Hydroxyphenyl phenyl methylsulfonium p-toluenesulfonate, 4-hydroxyphenyl benzyl methylsulfonium p-toluenesulfonate,

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ネート、2−オキソシクロヘキシルジ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ネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シアノ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シアノ−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ニトロ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ニトロ−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メチル−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メチル−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、   Cyclohexyl methyl 2-oxocyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyldicyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 1-naphthyldiethylsulfonium trifluoromethanesulfonate 4-cyano-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyano-1-naphthyldiethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-nitro-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-nitro-1-naphthyldiethylsulfonium trifluoro Lome Sulfonate, 4-methyl-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methyl-1-naphthyldiethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldiethyl Sulfonium trifluoromethanesulfonate,

1−(4−ヒドロキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−メトキシメトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−エトキシメトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−(1−メトキシエトキシ)ナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−(2−メトキシエトキシ)ナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−メトキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−エトキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−プロポキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、   1- (4-hydroxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-ethoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-methoxymethoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-ethoxymethoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethane Sulfonate, 1- (4- (1-methoxyethoxy) naphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4- (2-methoxyethoxy) naphthalene 1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-methoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-ethoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothio Phenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-propoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate,

1−(4−i−プロポキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−t−ブトキシカルボニルオキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−(2−テトラヒドロフラニルオキシ)ナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−(2−テトラヒドロピラニルオキシ)ナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−ベンジルオキシ)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート等のオニウム塩系光酸発生剤類;   1- (4-i-propoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, (4-t-butoxycarbonyloxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4- (2-tetrahydrofuranyloxy) naphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4- (2-Tetrahydropyranyloxy) naphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-benzyloxy) tetrahydrothiophenium trifluoro Methanesulfonate, 1- (naphthyl acetamide methyl) onium salt photoacid generators such as tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate;

フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン含有化合物系光酸発生剤類;1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のジアゾケトン化合物系光酸発生剤類;4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等のスルホン化合物系光酸発生剤類;ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート等のスルホン酸化合物系光酸発生剤類等を挙げることができる。   Halogen-containing compound-based photoacid generators such as phenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 4-methoxyphenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 1-naphthylbis (trichloromethyl) -s-triazine; 2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,3,4-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone or 1, Diazoketone compound photoacid generators such as 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; sulfone compound photoacid generators such as 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, and bis (phenylsulfonyl) methane Benzoin tosylate, pyrogallol Lith (trifluoromethanesulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N-hydroxysuccinimide Examples include sulfonic acid compound photoacid generators such as trifluoromethanesulfonate and 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate.

これらの中でも、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムナフタレンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムナフタレンスルホネート等が好ましい。なお、光酸発生剤は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Among these, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium pyrenesulfonate, diphenyliodonium n-dodecylbenzenesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium naphthalenesulfonate, bis (4-t -Butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium n-dodecylbenzenesulfonate, bis (4-t-butyl) Phenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodoni Arm naphthalene sulfonate, and the like are preferable. In addition, a photo-acid generator may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

熱酸発生剤としては、具体的には、2,4,4,6−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、2−ニトロベンジルトシレート、アルキルスルホネート類等を挙げることができる。なお、熱酸発生剤は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Specific examples of the thermal acid generator include 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, and alkyl sulfonates. In addition, a thermal acid generator may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

酸発生剤(C)の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、1〜20質量部であることが更に好ましく、3〜10質量部であることが特に好ましい。レジスト下層膜形成用組成物が酸発生剤(C)を含有することによって、常温を含む比較的低温でノボラック樹脂(A)の分子鎖間に有効に架橋反応を生起させることができる。   The content of the acid generator (C) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A), and 3 to 10 parts by mass. It is particularly preferred that When the resist underlayer film forming composition contains the acid generator (C), a crosslinking reaction can be effectively caused between the molecular chains of the novolak resin (A) at a relatively low temperature including normal temperature.

架橋剤(D)は、レジスト下層膜形成用組成物を硬化させて得られる下層膜と、この下層膜の上に形成されるレジスト被膜との間のインターミキシングを防止し、更には下層膜のクラックの発生を防止する作用を有する成分である。このような架橋剤(D)としては、多核フェノール類や、種々の市販の硬化剤を使用することができる。また、これらは併用することもできる。   The crosslinking agent (D) prevents intermixing between the lower layer film obtained by curing the composition for forming the resist lower layer film and the resist film formed on the lower layer film. It is a component having the action of preventing the occurrence of cracks. As such a crosslinking agent (D), polynuclear phenols and various commercially available curing agents can be used. Moreover, these can also be used together.

多核フェノール類としては、具体的には、4,4’−ビフェニルジオール、4,4’−メチレンビスフェノール、4,4’−エチリデンビスフェノール、ビスフェノールA等の2核フェノール類;4,4’,4”−メチリデントリスフェノール、4,4’−(1−(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)ビスフェノール等の3核フェノール類;ノボラック等のポリフェノール類等を挙げることができる。これらの中でも、4,4’−(1−(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、ノボラック等が好ましい。なお、多核フェノール類は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Specific examples of polynuclear phenols include binuclear phenols such as 4,4′-biphenyldiol, 4,4′-methylenebisphenol, 4,4′-ethylidenebisphenol, and bisphenol A; 4,4 ′, 4 "Trimethylphenols such as" -methylidenetrisphenol, 4,4 '-(1- (4- (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) phenyl) ethylidene) bisphenol "; polyphenols such as novolak Among these, 4,4 ′-(1- (4- (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) phenyl) ethylidene) bisphenol, novolac, etc. are preferable. Polynuclear phenols may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

市販の硬化剤として、具体的には、2,3−トリレンジイソシアナート、2,4−トリレンジイソシアナート、3,4−トリレンジイソシアナート、3,5−トリレンジイソシアナート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、1,4−シクロヘキサンジイソシアナート等のジイソシアナート類;以下商品名で、「エピコート812」、同815、同826、同828、同834、同836、同871、同1001、同1004、同1007、同1009、同1031(以上、油化シェルエポキシ社製)、「アラルダイト6600」、同6700、同6800、同502、同6071、同6084、同6097、同6099(以上、チバガイギー社製)、「DER331」、同332、同333、同661、同644、同667(以上、ダウケミカル社製)等のエポキシ化合物;   As commercially available curing agents, specifically, 2,3-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 3,4-tolylene diisocyanate, 3,5-tolylene diisocyanate, 4,4 Diisocyanates such as' -diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate; hereinafter referred to as “Epicoat 812”, 815, 826, 828, 834, 836, 871, 1001, 1004, 1007, 1009, 1031 (Oilized Shell Epoxy, Inc.), “Araldite 6600”, 6700, 6800, 502, 6071, 6084 6097, 6099 (above, manufactured by Ciba Geigy), "DER331", 332, 333, 661, the 644, the 667 (manufactured by Dow Chemical Co.) epoxy compounds such as;

「サイメル300」、同301、同303、同350、同370、同771、同325、同327、同703、同712、同701、同272、同202、「マイコート506」、同508(以上、三井サイアナミッド社製)等のメラミン系硬化剤;「サイメル1123」、同1123−10、同1128、「マイコート102」、同105、同106、同130(以上、三井サイアナミッド社製)等のベンゾグアナミン系硬化剤;「サイメル1170」、同1172(以上、三井サイアナミッド社製)、「ニカラックN−2702」(三和ケミカル社製)等のグリコールウリル系硬化剤等を挙げることができる。これらの中でも、メラミン系硬化剤、グリコールウリル系硬化剤等が好ましい。なお、硬化剤は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   "Cymel 300", 301, 303, 350, 370, 771, 325, 327, 703, 712, 701, 272, 202, "My Coat 506", 508 ( As described above, melamine type curing agents such as Mitsui Cyanamid Co., Ltd .; “Cymel 1123”, 1123-10, 1128, “My Coat 102”, 105, 106, 130 (above, Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) Benzoguanamine-based curing agents, such as “Cymel 1170”, 1172 (above, manufactured by Mitsui Cyanamid), glycoluril-based curing agents such as “Nikalac N-2702” (manufactured by Sanwa Chemical), and the like. Among these, melamine type curing agents, glycoluril type curing agents and the like are preferable. In addition, a hardening | curing agent may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.

架橋剤(D)の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることが更に好ましい。   The content of the crosslinking agent (D) is preferably 30 parts by mass or less and more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A).

添加剤(E)は、レジスト下層膜形成用組成物に含有される成分のうち、酸発生剤(C)及び架橋剤(D)を除くものであり、下層膜とレジスト被膜との間のインターミキシングを防止し、レジスト下層膜形成用組成物の塗布性を向上させる等の作用を有する成分である。添加剤(E)としては、例えば、バインダー樹脂、放射線吸収剤、界面活性剤、保存安定剤、消泡剤、接着助剤等を挙げることができる。   The additive (E) is one that excludes the acid generator (C) and the cross-linking agent (D) from among the components contained in the resist underlayer film forming composition, and is an interface between the underlayer film and the resist film. It is a component having effects such as preventing mixing and improving applicability of the resist underlayer film forming composition. Examples of the additive (E) include a binder resin, a radiation absorber, a surfactant, a storage stabilizer, an antifoaming agent, and an adhesion aid.

バインダー樹脂としては、種々の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂として、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−1−ペンテン、ポリ−1−ヘキセン、ポリ−1−ヘプテン、ポリ−1−オクテン、ポリ−1−デセン、ポリ−1−ドデセン、ポリ−1−テトラデセン、ポリ−1−ヘキサデセン、ポリ−1−オクダデセン、ポリビニルシクロアルカン等のα−オレフィン系重合体類;ポリ−1,4−ペンタジエン、ポリ−1,4−ヘキサジエン、ポリ−1,5−ヘキサジエン等の非共役ジエン系重合体類;α,β−不飽和アルデヒド系重合体類;ポリ(メチルビニルケトン)、ポリ(芳香族ビニルケトン)、ポリ(環状ビニルケトン)等のα,β−不飽和ケトン系重合体類;(メタ)アクリル酸、α−クロロアクリル酸、(メタ)アクリル酸塩、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ハロゲン化物等のα,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の重合体類;ポリ(メタ)アクリル酸無水物、無水マレイン酸の共重合体等のα,β−不飽和カルボン酸無水物の重合体類;メチレンマロン酸ジエステル、イタコン酸ジエステル等の不飽和多塩基性カルボン酸エステルの重合体類;   As the binder resin, various thermoplastic resins and thermosetting resins can be used. Specific examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, poly-1-pentene, poly-1-hexene, poly-1-heptene, poly-1-octene, poly-1-decene, Α-olefin polymers such as poly-1-dodecene, poly-1-tetradecene, poly-1-hexadecene, poly-1-octadecene, and polyvinylcycloalkane; poly-1,4-pentadiene, poly-1,4 Non-conjugated diene polymers such as hexadiene and poly-1,5-hexadiene; α, β-unsaturated aldehyde polymers; poly (methyl vinyl ketone), poly (aromatic vinyl ketone), poly (cyclic vinyl ketone) ), Etc .; (meth) acrylic acid, α-chloroacrylic acid, (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Polymers of α, β-unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof such as tellurium and (meth) acrylic acid halides; α, β-unsaturated polymers of poly (meth) acrylic anhydride and maleic anhydride Polymers of saturated carboxylic acid anhydrides; Polymers of unsaturated polybasic carboxylic acid esters such as methylenemalonic acid diester and itaconic acid diester;

ソルビン酸エステル、ムコン酸エステル等のジオレフィンカルボン酸エステルの重合体類;(メタ)アクリル酸チオエステル、α−クロロアクリル酸チオエステル等のα,β−不飽和カルボン酸チオエステルの重合体類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の(メタ)アクリロニトリル又はその誘導体の重合体類;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド又はその誘導体の重合体類;スチリル金属化合物の重合体類;ビニルオキシ金属化合物の重合体類;ポリイミン類;ポリフェニレンオキシド、ポリ−1,3−ジオキソラン、ポリオキシラン、ポリテトラヒドロフラン、ポリテトラヒドロピラン等のポリエーテル類;ポリスルフィド類;ポリスルホンアミド類;ポリペプチド類;ナイロン66、ナイロン1〜ナイロン12等のポリアミド類;脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、脂環族ポリエステル、ポリ炭酸エステル等のポリエステル類;ポリ尿素類;ポリスルホン類;ポリアジン類;ポリアミン類;ポリ芳香族ケトン類;ポリイミド類;ポリベンゾイミダゾール類;ポリベンゾオキサゾール類;ポリベンゾチアゾール類;ポリアミノトリアゾール類;ポリオキサジアゾール類;ポリピラゾール類;ポリテトラゾール類;ポリキノキサリン類;ポリトリアジン類;ポリベンゾオキサジノン類;ポリキノリン類;ポリアントラゾリン類等を挙げることができる。   Polymers of diolefin carboxylic acid esters such as sorbic acid ester and muconic acid ester; Polymers of α, β-unsaturated carboxylic acid thioesters such as (meth) acrylic acid thioester and α-chloroacrylic acid thioester; ) Polymers of (meth) acrylonitrile such as acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile or derivatives thereof; Polymers of (meth) acrylamide or derivatives thereof such as (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; Polymers of metal compounds; Polymers of vinyloxy metal compounds; Polyimines; Polyethers such as polyphenylene oxide, poly-1,3-dioxolane, polyoxirane, polytetrahydrofuran, polytetrahydropyran; Polysulfides; Polysulfonamides Polypeptides; Polyamides such as nylon 66 and nylon 1 to nylon 12; Polyesters such as aliphatic polyester, aromatic polyester, alicyclic polyester, and polycarbonate; Polyureas; Polysulfones; Polyazines; Polyamines Polyaromatic ketones, polyimides, polybenzimidazoles, polybenzoxazoles, polybenzothiazoles, polyaminotriazoles, polyoxadiazoles, polypyrazoles, polytetrazoles, polyquinoxalines, polytriazines Polybenzoxazinones; polyquinolines; polyanthrazolins and the like.

また、熱硬化性樹脂は、加熱により硬化して溶剤に不溶となり、下層膜と、その上に形成されるレジスト被膜との間のインターミキシングを防止する作用を有する成分である。熱硬化性樹脂として、具体的には、熱硬化性アクリル系樹脂類、フェノール樹脂類、尿素樹脂類、メラミン樹脂類、アミノ系樹脂類、芳香族炭化水素樹脂類、エポキシ樹脂類、アルキド樹脂類等を挙げることができる。これらの中でも、尿素樹脂類、メラミン樹脂類、芳香族炭化水素樹脂類等が好ましい。   The thermosetting resin is a component that is cured by heating and becomes insoluble in a solvent, and has an action of preventing intermixing between the lower layer film and the resist film formed thereon. Specific examples of thermosetting resins include thermosetting acrylic resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, amino resins, aromatic hydrocarbon resins, epoxy resins, alkyd resins. Etc. Among these, urea resins, melamine resins, aromatic hydrocarbon resins and the like are preferable.

なお、バインダー樹脂は、1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。バインダー樹脂の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることが更に好ましい。   In addition, binder resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. The content of the binder resin is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A).

放射線吸収剤としては、例えば、油溶性染料、分散染料、塩基性染料、メチン系染料、ピラゾール系染料、イミダゾール系染料、ヒドロキシアゾ系染料等の染料類;ビクシン誘導体、ノルビクシン、スチルベン、4,4’−ジアミノスチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導体等の蛍光増白剤類;ヒドロキシアゾ系染料、商品名「チヌビン234」、同1130(以上、チバガイギー社製)等の紫外線吸収剤類;アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体等の芳香族化合物等がある。なお、放射線吸収剤は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。放射線吸収剤の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることが更に好ましい。   Examples of the radiation absorber include oil-soluble dyes, disperse dyes, basic dyes, methine dyes, pyrazole dyes, imidazole dyes, hydroxyazo dyes, and the like; bixin derivatives, norbixine, stilbene, 4,4 Fluorescent brighteners such as' -diaminostilbene derivatives, coumarin derivatives, pyrazoline derivatives; UV absorbers such as hydroxyazo dyes, trade names “Tinuvin 234” and 1130 (above, manufactured by Ciba Geigy); anthracene derivatives, There are aromatic compounds such as anthraquinone derivatives. In addition, a radiation absorber may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. The content of the radiation absorber is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A).

界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、ぬれ性、現像性等を改良する作用を有する成分である。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン−n−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−n−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤や、以下商品名で、「KP341」(信越化学工業社製)、「ポリフローNo.75」、同No.95(以上、共栄社油脂化学工業社製)、   The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striation, wettability, developability and the like. Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene-n-octylphenyl ether, polyoxyethylene-n-nonylphenyl ether, and polyethylene. Nonionic surfactants such as glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate, and “KP341” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), “Polyflow No. 75”, and No. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.),

「エフトップEF101」、同EF204、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、「メガファックF171」、同F172、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、「フロラードFC430」、同FC431、同FC135、同FC93(以上、住友スリーエム社製)、「アサヒガードAG710」、「サーフロンS382」、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(以上、旭硝子社製)等がある。なお、界面活性剤は1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。界面活性剤の含有量は、ノボラック樹脂(A)100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることが更に好ましい。   "F Top EF101", EF204, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), "Megafac F171", F172, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), "Florade FC430 FC431, FC135, FC93 (above, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), Asahi Guard AG710, Surflon S382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC104, SC106 (above, Asahi Glass Co., Ltd.). In addition, surfactant may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types. The content of the surfactant is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the novolak resin (A).

[2]パターン形成方法:
本発明のパターン形成方法は、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を被加工基板上に塗布してレジスト下層膜を形成する(1)工程と、形成されたレジスト下層膜上に、レジスト組成物を塗布してレジスト被膜を形成する(2)工程と、形成されたレジスト被膜に、所定のマスクパターンが形成されたフォトマスクを介して選択的に放射線を照射してレジスト被膜を露光する(3)工程と、露光したレジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する(4)工程と、レジストパターンをマスクとして用い、レジスト下層膜及び被加工基板をドライエッチングして、被加工基板に所定のパターンを形成する(5)工程と、を備えるものである。
[2] Pattern formation method:
The pattern forming method of the present invention comprises a step (1) of applying a resist underlayer film forming composition of the present invention on a substrate to be processed to form a resist underlayer film, and a resist composition on the formed resist underlayer film. (2) step of applying an object to form a resist film, and exposing the resist film by selectively irradiating the formed resist film with radiation through a photomask on which a predetermined mask pattern is formed ( 3) Step, developing the exposed resist film to form a resist pattern (4) Step: Using the resist pattern as a mask, the resist underlayer film and the substrate to be processed are dry-etched to form a predetermined pattern on the substrate to be processed. (5) The process of forming this pattern is provided.

このような工程によって、パターン転写性(特に、RIEでのレジスト曲がり耐性)に優れるパターンを形成することができる。即ち、ドライエッチングプロセスにおいて、被加工基板にレジストパターンを再現性よく忠実に転写することができる。そのため、本発明のパターン形成方法は、多層レジストプロセスの中でも、90nmよりも微細な領域(ArF、液侵露光でのArF、F、EUV、ナノインプリント)における多層レジストプロセスを用いたパターン形成方法として特に好適に用いることができる。 By such a process, it is possible to form a pattern excellent in pattern transferability (particularly resist bending resistance in RIE). That is, in the dry etching process, the resist pattern can be faithfully transferred to the substrate to be processed with good reproducibility. Therefore, the pattern formation method of the present invention is a pattern formation method using a multilayer resist process in an area finer than 90 nm (ArF, ArF, F 2 , EUV, nanoimprint in immersion exposure) among multilayer resist processes. It can be particularly preferably used.

[2−1](1)工程:
(1)工程は、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を被加工基板上に塗布してレジスト下層膜を形成する工程である。この工程によって、被加工基板上にレジスト下層膜が形成されたレジスト下層膜付き基板を得ることができる。
[2-1] (1) Step:
Step (1) is a step of forming a resist underlayer film by applying the resist underlayer film forming composition of the present invention on a substrate to be processed. By this step, a substrate with a resist underlayer film in which a resist underlayer film is formed on a substrate to be processed can be obtained.

被加工基板としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、ポリシロキサン等の絶縁膜、以下、全て商品名で、「ブラックダイヤモンド」(AMAT社製)、「シルク」(ダウケミカル社製)、「LKD5109」(JSR社製)等の低誘電体絶縁膜で被覆したウェハ等の層間絶縁膜を使用することができる。また、この被加工基板としては、配線溝(トレンチ)、プラグ溝(ビア)等のパターン化された基板を用いることもできる。   As the substrate to be processed, for example, an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, polysiloxane, etc., all of which are “Black Diamond” (manufactured by AMAT), “Silk” (manufactured by Dow Chemical Company). ), An interlayer insulating film such as a wafer coated with a low dielectric insulating film such as “LKD5109” (manufactured by JSR) can be used. As the substrate to be processed, a patterned substrate such as a wiring groove (trench) or a plug groove (via) can be used.

被加工基板上にレジスト下層膜形成用組成物を塗布する方法については特に制限はなく、例えば、スピンコート法等を挙げることができる。   There is no restriction | limiting in particular about the method of apply | coating the composition for resist underlayer film formation on a to-be-processed substrate, For example, a spin coat method etc. can be mentioned.

なお、レジスト下層膜形成用組成物を塗布して形成された塗膜を、露光及び/又は加熱することにより硬化させることによってレジスト下層膜を形成することができる。露光に用いる放射線としては、例えば、レジスト下層膜形成用組成物に酸発生剤(C)が更に含有されている場合には、この酸発生剤(C)の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適宜選択することができる。レジスト下層膜形成用組成物が光酸発生剤を含有している場合には、常温でも塗膜を十分に硬化させることができる。   In addition, a resist underlayer film can be formed by hardening the coating film formed by apply | coating the composition for resist underlayer film formation by exposure and / or heating. As the radiation used for exposure, for example, when the resist underlayer film forming composition further contains an acid generator (C), visible light, ultraviolet rays are used depending on the type of the acid generator (C). , Deep ultraviolet rays, X-rays, electron beams, γ-rays, molecular beams, ion beams, and the like. When the resist underlayer film forming composition contains a photoacid generator, the coating film can be sufficiently cured even at room temperature.

また、上記塗膜を加熱する際の温度は、90〜550℃であることが好ましく、90〜450℃であることが更に好ましく、90〜300℃であることが特に好ましい。レジスト下層膜形成用組成物が熱酸発生剤を含有している場合には、例えば、90〜150℃程度でも塗膜を十分に硬化させることができる。   Moreover, it is preferable that the temperature at the time of heating the said coating film is 90-550 degreeC, It is still more preferable that it is 90-450 degreeC, It is especially preferable that it is 90-300 degreeC. When the composition for forming a resist underlayer film contains a thermal acid generator, for example, the coating film can be sufficiently cured even at about 90 to 150 ° C.

上記塗膜を、露光及び/又は加熱する際には、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。ここで不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、キセノンガス、クリプトンガスを用いることができる。このように不活性ガス雰囲気下でレジスト下層膜を形成することによって、レジスト下層膜中の酸素含有量の増加を防止することができる。このようにすると、レジスト下層膜のエッチング耐性を更に向上させることができる。   When the coating film is exposed and / or heated, it is preferably performed in an inert gas atmosphere. Here, for example, nitrogen gas, argon gas, helium gas, xenon gas, or krypton gas can be used as the inert gas. Thus, by forming the resist underlayer film in an inert gas atmosphere, an increase in the oxygen content in the resist underlayer film can be prevented. If it does in this way, the etching tolerance of a resist underlayer film can further be improved.

レジスト下層膜の膜厚は、特に制限はないが、100〜20000nmであることが好ましい。   The thickness of the resist underlayer film is not particularly limited, but is preferably 100 to 20000 nm.

本発明のパターン形成方法は、本工程の後に、必要に応じて、レジスト下層膜上に中間層を更に形成する工程(以下、「(1−1)工程」と記す場合がある)を更に行ってもよい。この中間層は、レジストパターン形成において、下層膜及び/又はレジスト被膜が有する機能を補うものであり、また、下層膜及び/又はレジスト被膜が有していない機能を付与するために、必要とされる所定の機能を有するものである。例えば、中間層として反射防止膜を形成した場合には、下層膜の反射防止機能を補うことができる。   In the pattern forming method of the present invention, after this step, a step of further forming an intermediate layer on the resist underlayer film (hereinafter sometimes referred to as “(1-1) step”) is further performed as necessary. May be. This intermediate layer supplements the functions of the lower layer film and / or resist film in resist pattern formation, and is also required to provide functions that the lower layer film and / or resist film do not have. It has a predetermined function. For example, when an antireflection film is formed as the intermediate layer, the antireflection function of the lower layer film can be supplemented.

この中間層は、有機化合物や無機酸化物を用いて形成することができる。有機化合物としては、例えば、ブルワー・サイエンス(Brewer Science)社製の「DUV−42」、「DUV−44」、「ARC−28」、「ARC−29」等の商品名で市販されている材料や、ローム アンド ハース社製の「AR−3」、「AR−19」等の商品名で市販されている材料等を用いることができる。また、無機酸化物としては、例えば、JSR社製の「NFC SOG01」、「NFC SOG04」等の商品名で市販されている材料やCVD法により形成されるポリシロキサン、酸化チタン、酸化アルミナ、酸化タングステン等を用いることができる。   This intermediate layer can be formed using an organic compound or an inorganic oxide. Examples of the organic compound include commercially available materials such as “DUV-42”, “DUV-44”, “ARC-28”, and “ARC-29” manufactured by Brewer Science. Alternatively, materials commercially available under trade names such as “AR-3” and “AR-19” manufactured by Rohm and Haas can be used. Examples of the inorganic oxide include materials commercially available under trade names such as “NFC SOG01” and “NFC SOG04” manufactured by JSR, polysiloxane formed by CVD, titanium oxide, alumina oxide, and oxide. Tungsten or the like can be used.

中間層を形成するための方法は、例えば、塗布法やCVD法等を挙げることができる。これらの中でも、塗布法が好ましい。塗布法を用いた場合、下層膜を形成した後に、連続して中間層を形成することができるという利点がある。   Examples of the method for forming the intermediate layer include a coating method and a CVD method. Among these, a coating method is preferable. When the coating method is used, there is an advantage that the intermediate layer can be continuously formed after the lower layer film is formed.

また、中間層の膜厚は、中間層に求められる機能に応じて適宜選択することができるが、例えば、一般的なリソグラフィープロセスにおいては、10〜3000nmであることが好ましく、20〜300nmであることが更に好ましい。中間層の膜厚が10nm未満であると、下層膜のエッチング処理の途中で中間層が削れ、消失してしまうおそれがある。一方、3000nm超であると、レジストパターンを中間層に転写する際に、加工変換差が大きくなるおそれがある。   The film thickness of the intermediate layer can be appropriately selected according to the function required for the intermediate layer. For example, in a general lithography process, it is preferably 10 to 3000 nm, and preferably 20 to 300 nm. More preferably. If the film thickness of the intermediate layer is less than 10 nm, the intermediate layer may be scraped and lost during the etching process of the lower layer film. On the other hand, when it exceeds 3000 nm, there is a possibility that the processing conversion difference becomes large when the resist pattern is transferred to the intermediate layer.

[2−2](2)工程:
(2)工程は、形成されたレジスト下層膜上に、レジスト組成物を塗布してレジスト被膜を形成する工程である。なお、上記した(1−1)工程を行って中間層を形成した場合には、中間層上にレジスト被膜を形成する。
[2-2] (2) Step:
(2) The step is a step of forming a resist film by applying a resist composition on the formed resist underlayer film. When the intermediate layer is formed by performing the above-described step (1-1), a resist film is formed on the intermediate layer.

レジスト組成物としては、例えば、光酸発生剤を含有するポジ型またはネガ型の化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤とからなるネガ型レジスト組成物等を挙げることができる。   Examples of the resist composition include a positive or negative chemically amplified resist composition containing a photoacid generator, a positive resist composition comprising an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitizer, and an alkali-soluble resin and a crosslink And negative resist compositions comprising an agent.

レジスト組成物の固形分濃度は、例えば、5〜50質量%であることが好ましい。また、レジスト組成物としては、孔径0.2μm程度のフィルターによってろ過したものを用いることが好ましい。なお、本発明のパターン形成方法は、レジスト組成物として市販のレジスト組成物をそのまま使用することもできる。   The solid content concentration of the resist composition is preferably, for example, 5 to 50% by mass. Moreover, as a resist composition, it is preferable to use what was filtered with the filter of the hole diameter of about 0.2 micrometer. In addition, the pattern formation method of this invention can also use a commercially available resist composition as a resist composition as it is.

レジスト組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法等の従来の方法を挙げることができる。なお、レジスト組成物の塗布量は、所定の膜厚のレジスト被膜が得られるように調整する。   Examples of the method for applying the resist composition include conventional methods such as a spin coating method. The application amount of the resist composition is adjusted so that a resist film having a predetermined film thickness is obtained.

レジスト被膜は、上記レジスト組成物の塗膜をプレベークすることによって塗膜中の溶剤(即ち、レジスト組成物に含有される溶剤)を揮発させて形成することができる。プレベークする際の温度は、使用するレジスト組成物の種類等に応じて適宜設定することができるが、30〜200℃であることが好ましく、50〜150℃であることが更に好ましい。   The resist film can be formed by volatilizing the solvent in the coating film (that is, the solvent contained in the resist composition) by pre-baking the coating film of the resist composition. Although the temperature at the time of prebaking can be suitably set according to the kind etc. of resist composition to be used, it is preferable that it is 30-200 degreeC, and it is still more preferable that it is 50-150 degreeC.

[2−3](3)工程:
(3)工程は、形成されたレジスト被膜に、選択的に放射線を照射してレジスト被膜を露光する工程である。選択的に放射線を照射する方法としては、例えば、所定のマスクパターンが形成されたフォトマスクを介して、レジスト被膜に放射線を照射する方法を挙げることができる。
[2-3] (3) Step:
(3) The process is a process of exposing the resist film by selectively irradiating the formed resist film with radiation. Examples of the method of selectively irradiating with radiation include a method of irradiating the resist film with radiation through a photomask having a predetermined mask pattern formed thereon.

照射される放射線は、レジスト組成物に使用されている酸発生剤の種類に応じて適宜選択することができるが、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等を挙げることができる。これらの中でも、遠紫外線が好ましく、特に、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(波長157nm)、Krエキシマレーザー(波長147nm)、ArKrエキシマレーザー(波長134nm)、極紫外線(波長13nm等)が更に好ましい。 Irradiation can be appropriately selected according to the type of acid generator used in the resist composition. For example, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, electron beams, gamma rays, molecules A line, an ion beam, etc. can be mentioned. Among these, far ultraviolet rays are preferable, and in particular, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), Kr 2 excimer laser (wavelength 147 nm), ArKr excimer laser (wavelength 134 nm). Extreme ultraviolet rays (wavelength 13 nm, etc.) are more preferable.

[2−4](4)工程:
(4)工程は、露光したレジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する工程である。
[2-4] (4) Step:
(4) The process is a process of developing the exposed resist film to form a resist pattern.

現像に用いる現像液は、使用されるレジスト組成物の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、ポジ型化学増幅型レジスト組成物やアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型レジスト組成物を使用する場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性水溶液を用いることができる。また、これらのアルカリ性水溶液は、水溶性有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類や、界面活性剤を適量添加したものであってもよい。   The developer used for development can be appropriately selected according to the type of resist composition used. For example, when using a positive chemically amplified resist composition or a positive resist composition containing an alkali-soluble resin, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine , N-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo Alkaline aqueous solutions such as [5.4.0] -7-undecene and 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene can be used. These alkaline aqueous solutions may be those obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, an alcohol such as methanol or ethanol, or a surfactant.

また、ネガ型化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂を含有するネガ型レジスト組成物を使用する場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の水溶液等を用いることができる。   Further, when using a negative chemically amplified resist composition or a negative resist composition containing an alkali-soluble resin, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, etc. Inorganic alkalis, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine and triethanolamine Alcohol amines such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline and other quaternary ammonium salts, and alkaline aqueous solutions such as pyrrole and piperidine cyclic amines can be used.

本工程においては、上記現像液で現像した後、洗浄し、乾燥することができる。また、解像度、パターンプロファイル、現像性等を向上させるため、レジスト被膜を現像する前(即ち、(3)工程と(4)工程の間)に、ポストベークを行うことが好ましい。このポストベークの温度は、使用されるレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、50〜200℃であることが好ましく、80〜150℃であることが更に好ましい。   In this step, after developing with the developer, it can be washed and dried. In order to improve resolution, pattern profile, developability, etc., it is preferable to perform post-baking before developing the resist film (that is, between the steps (3) and (4)). The post-baking temperature is appropriately adjusted according to the type of resist composition to be used, but is preferably 50 to 200 ° C, and more preferably 80 to 150 ° C.

[2−5](5)工程:
(5)工程は、レジストパターンをマスクとして用い、レジスト下層膜及び被加工基板をドライエッチングして、被加工基板に所定のパターンを形成する工程である。なお、レジスト下層膜上に中間層を形成した場合には、レジスト下層膜及び被加工基板とともに中間層もドライエッチングする。
[2-5] (5) Step:
The step (5) is a step of forming a predetermined pattern on the substrate to be processed by dry etching the resist underlayer film and the substrate to be processed using the resist pattern as a mask. When the intermediate layer is formed on the resist underlayer film, the intermediate layer is also dry etched together with the resist underlayer film and the substrate to be processed.

ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。そして、ドライエッチング時のソースガスは、被エッチ膜の元素組成によって適宜選択されるが、O、CO、CO等の酸素原子を含むガス、He、N、Ar等の不活性ガス、Cl、BCl等の塩素系ガス、H、NHのガス等を使用することができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。 A conventionally known dry etching apparatus can be used for the dry etching. The source gas at the time of dry etching is appropriately selected according to the elemental composition of the film to be etched, but includes an oxygen atom gas such as O 2 , CO, CO 2 , an inert gas such as He, N 2 , Ar, A chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 4 , a gas of H 2 or NH 4 , or the like can be used. In addition, these gases can also be mixed and used.

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。なお、実施例の記載における「部」及び「%」は、特記しない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example. In the description of Examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

下記合成例で得られた重合体(a1)、(a2)、(A1)、及び(A2)の重量平均分子量(Mw)は、東ソー社製の「GPCカラム」(G2000HXL:2本、G3000HXL:1本)を用い、流量1.0ml/分とし、溶出溶剤としてテトラヒドロフランを用い、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフ(検出器「示差屈折計」)により測定した。   The weight average molecular weights (Mw) of the polymers (a1), (a2), (A1), and (A2) obtained in the following synthesis examples are “GPC columns” manufactured by Tosoh Corporation (G2000HXL: 2, G3000HXL: 1), a flow rate of 1.0 ml / min, tetrahydrofuran as an eluting solvent, and a gel permeation chromatograph (detector “differential refractometer”) using monodisperse polystyrene as the standard under the analysis conditions at a column temperature of 40 ° C. ).

また、重合体(a1)、(a2)、(A1)、及び(A2)は、日本電子社製の型番「JNM−ECA−500型」を用い、測定溶媒としてDMSO−dを使用してH−NMR分析を行った。 In addition, the polymers (a1), (a2), (A1), and (A2) are model numbers “JNM-ECA-500” manufactured by JEOL Ltd., and DMSO-d 6 is used as a measurement solvent. 1 H-NMR analysis was performed.

(合成例1)
コンデンサー、温度計及び攪拌装置を備えた反応装置に、2,7−ジヒドロキシナフタレン100部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100部、及びパラホルムアルデヒド50部を仕込み、蓚酸2部を添加し、脱水しながら120℃に昇温、5時間反応させることにより重合体(縮合反応物)(a1)を得た。重合体(a1)は、H−NMR分析によって下記式(2)で表される構造を有することを確認した。また、重合体(a1)の重量平均分子量(Mw)は1500であった。
(Synthesis Example 1)
A reactor equipped with a condenser, a thermometer, and a stirrer was charged with 100 parts of 2,7-dihydroxynaphthalene, 100 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 50 parts of paraformaldehyde, and 2 parts of oxalic acid was added, while dehydrating, 120 The polymer (condensation product) (a1) was obtained by raising the temperature to 0 ° C. and reacting for 5 hours. The polymer (a1) was confirmed to have a structure represented by the following formula (2) by 1 H-NMR analysis. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (a1) was 1500.

Figure 2010107790
Figure 2010107790

(合成例2)
コンデンサー、温度計及び攪拌装置を備えた反応装置に、合成例1で得られた重合体(a1)125部、チオフェンメタノール25部、p−トルエンスルホン酸20部、及び、メチルイソブチルケトン150部を仕込み、100℃に昇温、4時間反応させることにより重合体(縮合反応物)(A1)を得た。重合体(A1)は、H−NMR分析によって下記式(3)で表される構造を有することを確認した。また、重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)は2800であった。
(Synthesis Example 2)
In a reactor equipped with a condenser, a thermometer and a stirrer, 125 parts of the polymer (a1) obtained in Synthesis Example 1, 25 parts of thiophene methanol, 20 parts of p-toluenesulfonic acid, and 150 parts of methyl isobutyl ketone were added. The polymer (condensation product) (A1) was obtained by charging and raising the temperature to 100 ° C. and reacting for 4 hours. The polymer (A1) was confirmed to have a structure represented by the following formula (3) by 1 H-NMR analysis. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A1) was 2800.

Figure 2010107790
Figure 2010107790

(合成例3)
2,6−ジヒドロキシナフタレンを用いた以外は、合成例1と同様の手法にて、重合体(縮合反応物)(a2)を得た。重合体(a2)は、H−NMR分析によって下記式(4)で表される構造を有することを確認した。また、重合体(a2)の重量平均分子量(Mw)は1500であった。
(Synthesis Example 3)
A polymer (condensation reaction product) (a2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 2,6-dihydroxynaphthalene was used. The polymer (a2) was confirmed to have a structure represented by the following formula (4) by 1 H-NMR analysis. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (a2) was 1500.

Figure 2010107790
Figure 2010107790

(合成例4)
合成例3で得られた重合体(a2)を用いた以外は、合成例2と同様の手法にて、重合体(縮合反応物)(A2)を得た。重合体(A2)は、H−NMR分析によって下記式(5)で表される構造を有することを確認した。また、重合体(A2)の重量平均分子量(Mw)は2800であった。
(Synthesis Example 4)
A polymer (condensation reaction product) (A2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the polymer (a2) obtained in Synthesis Example 3 was used. The polymer (A2) was confirmed to have a structure represented by the following formula (5) by 1 H-NMR analysis. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A2) was 2800.

Figure 2010107790
Figure 2010107790

(実施例1)
重合体(A1)100部及び界面活性剤0.005部を、シクロヘキサノン(有機溶剤(B))450部に溶解した。その後、この溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターでろ過することにより、レジスト下層膜形成用組成物を調製した。調製したレジスト下層膜形成用組成物について、以下の評価を行った。
Example 1
100 parts of the polymer (A1) and 0.005 part of the surfactant were dissolved in 450 parts of cyclohexanone (organic solvent (B)). Thereafter, this solution was filtered through a membrane filter having a pore diameter of 0.1 μm to prepare a resist underlayer film forming composition. The following evaluation was performed about the prepared composition for resist underlayer film formation.

(1)下層膜の形成:
直径8インチのシリコンウエハ上に、レジスト下層膜形成用組成物をスピンコート法により塗布した。その後、酸素濃度20容量%のホットプレート内にて、180℃で60秒間加熱した。引き続き、350℃で120秒間加熱して、膜厚0.3μmの下層膜を形成した。
(1) Formation of lower layer film:
A resist underlayer film forming composition was applied on a silicon wafer having a diameter of 8 inches by spin coating. Thereafter, heating was performed at 180 ° C. for 60 seconds in a hot plate having an oxygen concentration of 20% by volume. Then, it heated at 350 degreeC for 120 second, and formed the 0.3-micrometer-thick lower layer film.

(2)元素組成:
(1)下層膜の形成で形成した下層膜について、炭素・水素・窒素同時定量装置「JM10」(ジェイ・サイエンス・ラボ社製)を用いて、各元素の質量換算値を算出した。その後、膜中に含まれる各元素(炭素・水素・窒素)の原子数を、式:各元素の質量換算値(質量%)/各元素の質量(g)により算出した。次いで、式:膜中の原子数/膜中の全原子数により、下層膜中の元素(炭素・水素・窒素)組成(atom%)を算出した。表1中、「元素組成(atom%)」と示す。
(2) Elemental composition:
(1) About the lower layer film formed by formation of the lower layer film, the mass conversion value of each element was computed using carbon, hydrogen, and nitrogen simultaneous determination apparatus "JM10" (made by Jay Science Laboratories). Thereafter, the number of atoms of each element (carbon, hydrogen, nitrogen) contained in the film was calculated by the formula: mass-converted value (mass%) of each element / mass (g) of each element. Subsequently, the element (carbon / hydrogen / nitrogen) composition (atom%) in the lower layer film was calculated by the formula: number of atoms in the film / total number of atoms in the film. In Table 1, “element composition (atom%)” is shown.

(3)基板加工後のパターン形状(パターン転写性能):
(1)下層膜の形成で形成した下層膜上に、3層レジストプロセス用中間層形成組成物溶液(JSR社製の商品名「NFC SOG508」)をスピンコートし、200℃のホットプレート上で60秒間加熱した。引き続き、300℃のホットプレート上で60秒間加熱して、膜厚0.05μmの中間層被膜を形成した。その後、中間層被膜上に、ArF用レジスト組成物溶液(JSR社製の商品名「NFC AIM5056」)をスピンコートし、130℃のホットプレート上で90秒間プレベークして、膜厚0.2μmのレジスト被膜を形成した。
(3) Pattern shape after substrate processing (pattern transfer performance):
(1) On the lower layer film formed by the formation of the lower layer film, a three-layer resist process intermediate layer forming composition solution (trade name “NFC SOG508” manufactured by JSR) is spin-coated, and then on a hot plate at 200 ° C. Heated for 60 seconds. Then, it heated for 60 second on the 300 degreeC hotplate, and formed the intermediate | middle layer film with a film thickness of 0.05 micrometer. Thereafter, a resist composition solution for ArF (trade name “NFC AIM5056” manufactured by JSR) was spin-coated on the intermediate layer film, and pre-baked on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds to obtain a film thickness of 0.2 μm. A resist film was formed.

その後、ArFエキシマレーザー露光装置(NIKON社製、レンズ開口数:0.78、露光波長:193nm)を用い、所定のマスクパターンが形成されたフォトマスクを介して、最適露光時間だけレジスト被膜を露光した。その後、130℃のホットプレート上で90秒間ポストベークした。次に、2.38%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、25℃で1分間現像した。その後、水洗し、乾燥して、ArF用ポジ型レジストパターンが形成されたパターン形成レジスト膜を得た。このパターン形成レジスト膜をマスクとして用い、中間被膜にレジストパターンを転写した。次に、レジストパターンを転写した中間被膜をマスクとして用い、下層膜にレジストパターンを転写した。次に、レジストパターンを転写した下層膜をマスクとして用い、基板(直径8インチのシリコンウエハ)にレジストパターンを転写した。   Then, using an ArF excimer laser exposure apparatus (manufactured by NIKON, lens numerical aperture: 0.78, exposure wavelength: 193 nm), the resist film is exposed for an optimal exposure time through a photomask on which a predetermined mask pattern is formed. did. Then, it post-baked for 90 seconds on a 130 degreeC hotplate. Next, it developed for 1 minute at 25 degreeC using the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution of 2.38% density | concentration. Thereafter, it was washed with water and dried to obtain a pattern-formed resist film in which a positive resist pattern for ArF was formed. Using this pattern forming resist film as a mask, the resist pattern was transferred to the intermediate film. Next, the resist pattern was transferred to the lower layer film using the intermediate film to which the resist pattern was transferred as a mask. Next, the resist pattern was transferred to a substrate (a silicon wafer having a diameter of 8 inches) using the lower layer film to which the resist pattern was transferred as a mask.

このとき、レジストパターンが形成された下層膜を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、以下の基準にて評価した。なお、表1中、「パターン転写性能」と示す。
○:下層膜のパターンが立っている状態
×:下層膜のパターンが倒れたり、曲がったりしている状態
At this time, the lower layer film on which the resist pattern was formed was observed with a scanning electron microscope (SEM) and evaluated according to the following criteria. In Table 1, “pattern transfer performance” is shown.
○: Lower layer pattern is standing ×: Lower layer pattern is falling or bent

(4)エッチング耐性:
(1)下層膜の形成で形成した下層膜を、エッチング装置(神鋼精機社製の「EXAM」)を使用して、CF/Ar/O(CF:40mL/分、Ar:20mL/分、O:5mL/分;圧力:20Pa;RFパワー:200W;処理時間:40秒;温度:15℃)の条件でエッチング処理した。このときのエッチング処理前後の膜厚を測定して、エッチングレートを算出し、エッチング耐性を評価した。評価基準は以下の通りである。なお、表1中、「エッチングレート」と示す。
○:エッチングレートが150nm/分以下の場合
△:エッチングレートが150nm/分を超え、200nm/分未満の場合
×:エッチングレートが200nm/分以上の場合
(4) Etching resistance:
(1) The lower layer film formed by the formation of the lower layer film is subjected to CF 4 / Ar / O 2 (CF 4 : 40 mL / min, Ar: 20 mL / min) using an etching apparatus (“EXAM” manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd.). Etching was performed under the conditions of: minutes, O 2 : 5 mL / min; pressure: 20 Pa; RF power: 200 W; treatment time: 40 seconds; The film thickness before and after the etching treatment at this time was measured, the etching rate was calculated, and the etching resistance was evaluated. The evaluation criteria are as follows. In Table 1, “etching rate” is shown.
○: When the etching rate is 150 nm / min or less Δ: When the etching rate exceeds 150 nm / min and less than 200 nm / min x: When the etching rate is 200 nm / min or more

(5)屈折係数:
シリコン基板上に、スピンコート法によりレジスト下層膜形成用組成物を塗布し、200℃で60秒間焼成して膜厚300nmの下層膜を得た。その後、分光エリプソメーター「VUV−VASE」(J.A.Woollam社製)を用いて、波長193nmにおける光学定数(屈折係数)を算出した(表1中、「屈折係数」と示す)。なお、屈折係数が1.40〜1.60の範囲内であると、ArF露光レジスト工程において、反射防止膜として十分な機能を有するものと判断することができる。
(5) Refractive coefficient:
A composition for forming a resist underlayer film was applied onto a silicon substrate by spin coating, and baked at 200 ° C. for 60 seconds to obtain an underlayer film having a thickness of 300 nm. Thereafter, an optical constant (refractive coefficient) at a wavelength of 193 nm was calculated using a spectroscopic ellipsometer “VUV-VASE” (manufactured by JA Woollam) (shown as “refractive coefficient” in Table 1). If the refractive index is in the range of 1.40 to 1.60, it can be determined that the ArF exposure resist process has a sufficient function as an antireflection film.

(6)消衰係数:
シリコン基板上に、スピンコート法によりレジスト下層膜形成用組成物を塗布し、200℃で60秒間焼成して膜厚300nmの下層膜を得た。その後、分光エリプソメーター「VUV−VASE」(J.A.Woollam社製)を用いて、波長193nmにおける光学定数(消衰係数)を算出した(表1中、「消衰係数」と示す)。なお、消衰係数が0.25〜0.40の範囲内であると、ArF露光レジスト工程において、反射防止膜として十分な機能を有するものと判断することができる。
(6) extinction coefficient:
A composition for forming a resist underlayer film was applied onto a silicon substrate by spin coating, and baked at 200 ° C. for 60 seconds to obtain an underlayer film having a thickness of 300 nm. Thereafter, an optical constant (extinction coefficient) at a wavelength of 193 nm was calculated using a spectroscopic ellipsometer “VUV-VASE” (manufactured by JA Woollam) (shown as “extinction coefficient” in Table 1). When the extinction coefficient is in the range of 0.25 to 0.40, it can be determined that the ArF exposure resist process has a sufficient function as an antireflection film.

本実施例のレジスト下層膜形成用組成物は、炭素が54atom%、水素が24atom%、酸素が21atom%であり、パターン転写性能の評価が「○」であり、エッチング耐性の評価が「○」であり、屈折係数が1.45であり、消衰係数が0.42であった。評価結果を表1に示す。   The composition for forming a resist underlayer film of this example is 54 atom% for carbon, 24 atom% for hydrogen, and 21 atom% for oxygen, the pattern transfer performance is evaluated as “◯”, and the etching resistance is evaluated as “◯”. The refractive index was 1.45 and the extinction coefficient was 0.42. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2010107790
Figure 2010107790

(実施例2)
重合体(A2)を用いた以外は、実施例1と同じ手法にて、レジスト下層膜形成用組成物を調製した。調製したレジスト下層膜形成用組成物について、実施例1と同様にして各評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Example 2)
A resist underlayer film forming composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer (A2) was used. The prepared resist underlayer film forming composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
合成例1で得られた重合体(a1)100部及び界面活性剤0.005部を、シクロヘキサノン(有機溶剤(B))450部に溶解して溶液を得た。その後、この溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターでろ過することによりレジスト下層膜形成用組成物を調製した。調製したレジスト下層膜形成用組成物について、実施例1と同様にして各評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
100 parts of the polymer (a1) obtained in Synthesis Example 1 and 0.005 part of a surfactant were dissolved in 450 parts of cyclohexanone (organic solvent (B)) to obtain a solution. Thereafter, this solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a resist underlayer film forming composition. The prepared resist underlayer film forming composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例1,2及び比較例1から明らかなように、実施例1,2のレジスト下層膜形成用組成物は、比較例1のレジスト下層膜形成用組成物に比べて、パターン転写性(特に、RIEでのレジスト曲がり耐性)に優れた下層膜を形成することができることが確認できた。   As is clear from Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the resist underlayer film forming compositions of Examples 1 and 2 were more resistant to pattern transfer (particularly, compared to the resist underlayer film forming composition of Comparative Example 1). It was confirmed that a lower layer film excellent in resist bending resistance by RIE) can be formed.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、リソグラフィープロセスにおける微細加工、特に高集積回路素子の製造に好適な多層レジストプロセスに用いられる下層膜を形成するための材料として好適である。   The composition for forming a resist underlayer film according to the present invention is suitable as a material for forming an underlayer film used in a multi-layer resist process suitable for microfabrication in a lithography process, particularly for manufacturing a highly integrated circuit element.

本発明のパターン形成方法は、リソグラフィープロセスにおける微細加工、特に高集積回路素子の製造に好適な多層レジストプロセスにおけるパターン形成方法として好適である。   The pattern formation method of the present invention is suitable as a pattern formation method in a multilayer resist process suitable for microfabrication in a lithography process, particularly for manufacturing a highly integrated circuit element.

Claims (5)

2つ以上のフェノール性水酸基、及び、アルキルチエニル基を有する芳香族環を繰り返し構造単位として含むノボラック樹脂(A)と、
有機溶剤(B)と、を含有するレジスト下層膜形成用組成物。
A novolac resin (A) containing an aromatic ring having two or more phenolic hydroxyl groups and an alkylthienyl group as a repeating structural unit;
A composition for forming a resist underlayer film comprising an organic solvent (B).
前記ノボラック樹脂は、分子中にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物、及び、縮合剤の反応により得られた縮合反応物と、チエニル基を有するアルコールまたはアルデヒドとの反応により得られたものである請求項1に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The novolak resin is obtained by reacting a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule and a condensation reaction product obtained by the reaction of a condensing agent with an alcohol or aldehyde having a thienyl group. The composition for forming a resist underlayer film according to claim 1. 前記化合物が、ジヒドロキシベンゼン誘導体、ジヒドロキシナフタレン誘導体、及び、ジヒドロキシアントラセン誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である請求項2に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The resist underlayer film forming composition according to claim 2, wherein the compound is at least one compound selected from the group consisting of a dihydroxybenzene derivative, a dihydroxynaphthalene derivative, and a dihydroxyanthracene derivative. 前記縮合剤がアルデヒドである請求項2または3に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The composition for forming a resist underlayer film according to claim 2 or 3, wherein the condensing agent is an aldehyde. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成用組成物を被加工基板上に塗布してレジスト下層膜を形成する(1)工程と、
形成された前記レジスト下層膜上に、レジスト組成物を塗布してレジスト被膜を形成する(2)工程と、
形成された前記レジスト被膜に、選択的に放射線を照射して前記レジスト被膜を露光する(3)工程と、
露光した前記レジスト被膜を現像して、レジストパターンを形成する(4)工程と、
前記レジストパターンをマスクとして用い、前記レジスト下層膜及び前記被加工基板をドライエッチングして、前記被加工基板に所定のパターンを形成する(5)工程と、を備えるパターン形成方法。
(1) step of applying the composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 4 on a substrate to be processed to form a resist underlayer film;
(2) Step of applying a resist composition on the formed resist underlayer film to form a resist film;
(3) the step of exposing the resist film by selectively irradiating the formed resist film with radiation;
(4) a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern;
(5) A step of forming a predetermined pattern on the substrate to be processed by dry etching the resist underlayer film and the substrate to be processed using the resist pattern as a mask.
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