JP2016179982A - スルホン構造を有する新規シラン化合物 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体装置の製造において有用なシラン化合物の提供。【解決手段】式(5)で表される化合物。〔R2はアルコキシ、アシルオキシ又はハロゲン;aは1;R3は式(6)で表される基(R4〜R6及びAr1〜Ar2のうち1個はSi−C結合でSi原子と結合;R4及びR6は各々独立に1〜4価の炭化水素;R5は2〜4価の炭化水素;Ar1及びAr2は置換/非置換のフェニル又はフェニレン基;n2は1;n1、n3〜n5は夫々独立に0又は1)〕【選択図】なし

Description

本発明は新規シラン化合物である。そして半導体装置の製造に使用される基板とレジスト(例えば、フォトレジスト、電子線レジスト、EUVレジスト)の間に下層膜を形成するための組成物に関する。詳しくは、半導体装置製造のリソグラフィ−工程においてフォトレジストの下層に使用される下層膜を形成するためのリソグラフィ−用レジスト下層膜形成組成物に関する。また、当該下層膜形成組成物を用いたレジストパタ−ンの形成方法に関する。
従来から半導体装置の製造において、フォトレジストを用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。前記微細加工はシリコンウエハー等の半導体基板上にフォトレジストの薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜として基板をエッチング処理することにより、基板表面に、前記パターンに対応する微細凹凸を形成する加工法である。ところが、近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線もKrFエキシマレーザー(248nm)からArFエキシマレーザー(193nm)、EUV光(13.5nm)へと短波長化される傾向にある。これに伴い活性光線の半導体基板からの反射の影響が大きな問題となってきた。
また、半導体基板とフォトレジストとの間の下層膜として、シリコン等の金属元素を含むハードマスクとして知られる膜を使用することが行なわれている(例えば、特許文献1参照)。この場合、レジストとハードマスクでは、その構成成分に大きな違いが有るため、それらのドライエッチングによって除去される速度は、ドライエッチングに使用されるガス種に大きく依存する。そして、ガス種を適切に選択することにより、フォトレジストの膜厚の大きな減少を伴うことなく、ハードマスクをドライエッチングによって除去することが可能となる。このように、近年の半導体装置の製造においては、反射防止効果をはじめ、さまざまな効果を達成するために、半導体基板とフォトレジストの間にレジスト下層膜が配置されるようになってきている。そして、これまでもレジスト下層膜用の組成物の検討が行なわれてきているが、その要求される特性の多様性などから、レジスト下層膜用の新たな材料の開発が望まれている。
また、別の観点から基板の表面を改質する方法もある。例えば、スルホニル基を有するシランカップリング剤を用いて露光後の表面を親水性に変化させる方法が開示されている(特許文献2を参照)。
国際公開WO2011/033965号パンフレット 特開2005−112732号公報
本発明の目的は、矩形のレジストパターンを利用して微細な基板加工が可能であり、半導体装置の製造に用いることのできるリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を提供することにある。詳しくは、ハードマスクとして使用できるレジスト下層膜を形成するためのリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を提供することである。また、反射防止膜として使用できるレジスト下層膜を形成するためのリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を提供することである。また、レジストとのインターミキシングを起こさず、レ
ジストと比較して大きなドライエッチング速度を有するリソグラフィー用レジスト下層膜及び該下層膜を形成するためのレジスト下層膜形成組成物を提供することである。さらに本発明は、該組成物の主成分として斯かるレジスト下層膜の形成に特に有用な新規シラン化合物を提供することを目的とする。
本発明は、下記の[1]に関する。
[1]下記式(5):
Figure 2016179982
〔式(5)中、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表す。aは1の整数を表す。Rは下記式(6):
Figure 2016179982
(式(6)中、R、Ar、R、Ar、及びRの有機基のうち1個の有機基はSi−C結合でSi原子と結合しているものであり、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい2価乃至4価の炭化水素基を表し、Rは置換されていてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよいフェニレン基又はフェニル基を表し、nは1の整数を表し、n、n、n、及びnはそれぞれ0又は1の整数を表し、nとnは同時に0の整数ではない。)で表される基を表す。〕で表される化合物。
また本発明は他の態様として下記第1観点乃至第10観点に示す発明に関する。
第1観点として、シランとして加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物を含み、該加水分解性オルガノシランが下記式(1):
Figure 2016179982
〔式(1)中、Rはスルホニル基と吸光基を含みSi−C結合でSi原子と結合している有機基を表し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、もしくはシアノ基を有する有機基、又はそれらの組み合わせでありSi−C結合でSi原子と結合している有機基を表す。Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表す。aは0乃至2の整数を表し、bは1乃至3の整数を表す。〕で表される化合物であるリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物、
第2観点として、上記式(1)のRが下記式(2):
Figure 2016179982
〔式(2)中、R、Ar、R、Ar、及びRの基のうち1個乃至3個の基はSi−C結合でSi原子と結合しているものであり、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい2価乃至4価の炭化水素基を表し、Rは置換されていてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよい炭素原子数6乃至20のアリーレン基又はアリール基を表し、nは1の整数を表し、n、n、n、及びnはそれぞれ0又は1の整数を表し、nとnは同時に0の整数ではない。〕で表される基である第1観点に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物、第3観点として、加水分解性オルガノシランが式(3):
Figure 2016179982
(式(3)中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、もしくはシアノ基を有する有機基、又はそれらの組み合わせを表し、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、aは0乃至3の整数を表す。)、及び式(4):
Figure 2016179982
(式(4)中、Rはアルキル基を表し、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物と、上記式(1)で表される加水分解性オルガノシランとの組み合わせ、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物とを含む第1観点又は第2観点に記載のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物、
第4観点として、上記式(1)で表される化合物の加水分解縮合物、又は上記式(1)で表される化合物と式(3)で表される化合物との加水分解縮合物をポリマーとして含む第1観点乃至第3観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物、
第5観点として、更に酸を含む第1観点乃至第4観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物、
第6観点として、更に水を含む第1観点乃至第5観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物、
第7観点として、更にアンモニウム化合物、環状アンモニウム化合物、環状アミン化合物、又はスルホニウム化合物を含む第1観点乃至第6観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物、
第8観点として、第1観点乃至第7観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物を半導体基板上に塗布し焼成することによって得られるレジスト下層膜、
第9観点として、第1観点乃至第7観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物を半導体基板上に塗布し、焼成しレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜の上にレジスト用組成物を塗布しレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、露光後に前記レジスト膜を現像しレジストパターンを得る工程、該レジストパターンにより前記レジスト下層膜をエッチングする工程、及びパターン化された前記レジスト膜と前記レジスト下層膜により前記半導体基板を加工する工程を含む半導体装置の製造方法、
第10観点として、半導体基板上に有機下層膜を形成する工程、その上に第1観点乃至第7観点のいずれか1つに記載のレジスト下層膜形成組成物を塗布し焼成しレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜の上にレジスト用組成物を塗布しレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、露光後に前記レジスト膜を現像しレジストパターンを得る工程、前記レジストパターンにより前記レジスト下層膜をエッチングする工程、パターン化された前記レジスト下層膜により前記有機下層膜をエッチングする工程、及びパターン化された前記有機下層膜により前記半導体基板を加工する工程を含む半導体装置の製造方法。
本発明では基板上にレジスト下層膜を塗布法により形成するか、又は基板上の有機下層膜を介してその上にレジスト下層膜を塗布法により形成し、そのレジスト下層膜上にレジスト膜(例えば、フォトレジスト、電子線レジスト、EUVレジスト)を形成する。そして、露光と現像によりレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを用いてレジスト下層膜をドライエッチングしてパターンの転写を行い、そのパターンにより基板を加工するか、又は有機下層膜をエッチングすることによりパターンを転写しその有機下層膜により基板の加工を行う。
微細なパターンを形成する上で、パターン倒れを防ぐためにレジスト膜厚が薄くなる傾向がある。レジストの薄膜化によりその下層に存在する膜にパターンを転写するためのドライエッチングは、上層の膜よりもエッチング速度が高くなければパターン転写ができない。本発明では基板上に有機下層膜を介するか、又は有機下層膜を介さずに、その上を本願レジスト下層膜(無機系シリコン系化合物含有)で被覆し、さらにその上をレジスト膜(有機レジスト膜)で被覆する。有機系成分の膜と無機系成分の膜はエッチングガスの選択によりドライエッチング速度が大きく異なり、有機系成分の膜は酸素系ガスでドライエッチング速度が高くなり、無機系成分の膜はハロゲン含有ガスでドライエッチング速度が高くなる。
例えばレジストパターンが形成され、その下層に存在している本願レジスト下層膜をハロゲン含有ガスでドライエッチングしてレジスト下層膜にパターンを転写し、そのレジスト下層膜に転写されたパターンでハロゲン含有ガスを用いて基板加工を行う。あるいは、パターン転写されたレジスト下層膜を用いて、その下層の有機下層膜を酸素系ガスでドライエッチングして有機下層膜にパターン転写を行い、そのパターン転写された有機下層膜で、ハロゲン含有ガスを用いて基板加工を行う。
本発明では当該レジスト下層膜がハードマスクとして機能するものであり、上記式(1)の構造中のアルコキシ基やアシルオキシ基、ハロゲン基等の加水分解性基は加水分解乃至部分加水分解し、その後にシラノール基の縮合反応によりポリシロキサン構造のポリマーを形成する。このポリオルガノシロキサン構造はハードマスクとしての十分な機能を有している。
そして、ポリオルガノシロキサン構造(中間膜)は、その下に存在する有機下層膜のエッチングや、基板の加工(エッチング)にハードマスクとして有効である。即ち、基板加工時や有機下層膜のエッチングに用いる酸素系ドライエッチングガスに対して十分な耐ド
ライエッチング性を有するものである。
本発明のレジスト下層膜は、これらの上層レジストに対するドライエッチング速度の向上と、基板加工時等の耐ドライエッチング性を具備するものである。
本発明のレジスト下層膜形成組成物によるレジスト下層膜は、スルホニル基と吸光基を含む有機基を含むシラン化合物、その加水分解物、又はその加水分解縮合物を含有することにより、露光と現像後のレジストパターンの形状が矩形になる。これにより微細なパターンによる基板加工が可能になる。
例えば特許文献1に記載のスルホンアミド基を有するシラン化合物を用いたレジスト下層膜によるレジストパターンはフッティング傾向になりやすいが、本件発明のスルホン構造を有するシラン化合物を用いたレジスト下層膜はレジストパターンのフッティング傾向を改善することができる。
本発明の新規なシラン化合物は上記レジスト下層膜形成組成物に適用したとき、得られるレジスト下層膜形成組成物は上述の効果を特に顕著に奏する。
本発明は、シランとして加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物を含み、該シランが上記式(1)であるリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物に関する。
シラン全体のシリコン原子に対する式(1)のRで示されるスルホニル基と吸光基を含みSi−C結合でSi原子と結合している有機基が、50モル%未満、例えば0.5乃至30モル%、0.5乃至25モル%、0.5乃至15モル%、又は0.5乃至10モル%の割合で含有することができる。
本発明のレジスト下層膜形成組成物は、式(1)で表される加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物と、溶剤とを含む。そして任意成分として酸、水、アルコール、硬化触媒、酸発生剤、他の有機ポリマー、吸光性化合物、及び界面活性剤等を含むことができる。
本発明のレジスト下層膜形成組成物における固形分は、例えば0.1質量%乃至50質量%、又は0.1質量%乃至30質量%、0.1質量%乃至25質量%である。ここで固形分とはレジスト下層膜形成組成物の全成分から溶剤成分を除いたものである。
固形分中に占める加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、及びその加水分解縮合物の割合は、20質量%以上であり、例えば50質量%乃至100質量%、60質量%乃至100質量%、70質量%乃至100質量%である。
本発明に用いられる加水分解性オルガノシランは式(1)で表される構造を有する。式(1)中、Rはスルホニル基と吸光基を含みSi−C結合でSi原子と結合している有機基であり、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、もしくはシアノ基を有する有機基、又はそれらの組み合わせである。Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基とすることができる。aは0乃至2の整数を表し、bは1乃至3の整数を表す。そして式(1)中、aは0の整数とすることができ、bは1の整数とする構造を選択することができる。
上記吸光基は露光光を吸収できる有機基であり、例えばベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環や、ビニル基等の不飽和結合含有基が挙げられる。ベンゼン環に基づくフェニル基やフェニレン基は好ましく用いることができる。
上記式(1)のRは上記式(2)の構造の有機基を用いることができる。式(2)中、R、Ar、R、Ar、及びRの基のうち1個乃至3個の有機基はSi−C結合でSi原子と結合しているものであり、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい2価乃至4価の炭化水素基を表し、Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよい炭素原子数6乃至20のアリーレン基を表し、nは1の整数であり、n、n、n、及びnはそれぞれ0又は1の整数であり、nとnは同時に0の整数ではない。
式(2)中、R、Ar、R、Ar、及びRの基のうち1個の有機基がSi−C結合でSi原子と結合する構造を選択することができる。
、R、R、Ar、及びArは置換されていても良く、この置換基としては下述のハロゲン基やアルコキシ基が挙げられる。ハロゲン基としてはフッ素、塩素、臭素、又はヨウ素が挙げられ、アルコキシ基は下述の例示を用いることができる。
上記アルキル基は直鎖又は分枝を有する炭素原子数1乃至炭素原子数10のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、1−メチル−n−ブチル基、2−メチル−n−ブチル基、3−メチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−プロピル基、1,2−ジメチル−n−プロピル基、2,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−n−プロピル基、n−ヘキシル基、1−メチル−n−ペンチル基、2−メチル−n−ペンチル基、3−メチル−n−ペンチル基、4−メチル−n−ペンチル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,2−ジメチル−n−ブチル基、1,3−ジメチル−n−ブチル基、2,2−ジメチル−n−ブチル基、2,3−ジメチル−n−ブチル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、1−エチル−n−ブチル基、2−エチル−n−ブチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、1−エチル−1−メチル−n−プロピル基及び1−エチル−2−メチル−n−プロピル基等が挙げられる。また環状アルキル基を用いることもでき、例えば炭素原子数1乃至炭素原子数10の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、1−メチル−シクロプロピル基、2−メチル−シクロプロピル基、シクロペンチル基、1−メチル−シクロブチル基、2−メチル−シクロブチル基、3−メチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロプロピル基、2,3−ジメチル−シクロプロピル基、1−エチル−シクロプロピル基、2−エチル−シクロプロピル基、シクロヘキシル基、1−メチル−シクロペンチル基、2−メチル−シクロペンチル基、3−メチル−シクロペンチル基、1−エチル−シクロブチル基、2−エチル−シクロブチル基、3−エチル−シクロブチル基、1,2−ジメチル−シクロブチル基、1,3−ジメチル−シクロブチル基、2,2−ジメチル−シクロブチル基、2,3−ジメチル−シクロブチル基、2,4−ジメチル−シクロブチル基、3,3−ジメチル−シクロブチル基、1−n−プロピル−シクロプロピル基、2−n−プロピル−シクロプロピル基、1−i−プロピル−シクロプロピル基、2−i−プロピル−シクロプロピル基、1,2,2−トリメチル−シクロプロピル基、1,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、2,2,3−トリメチル−シクロプロピル基、1−エチル−2−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−1−メチル−シクロプロピル基、2−エチル−2−メチル−シクロプロピル基及び2−エチル−3−メチル−シクロプロピル基等が挙げられる。
アリール基としては炭素原子数6乃至炭素原子数20のアリール基が挙げられ、例えばフェニル基、o−メチルフェニル基、m−メチルフェニル基、p−メチルフェニル基、o−クロロフェニル基、m−クロロフェニル基、p−クロロフェニル基、o−フルオロフェニル基、p−メルカプトフェニル基、o−メトキシフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−アミノフェニル基、p−シアノフェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、o
−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基及び9−フェナントリル基が挙げられる。
アルケニル基としては炭素原子数2乃至炭素原子数10のアルケニル基であり、例えばエテニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−メチル−1−エテニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−エチルエテニル基、1−メチル−1−プロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−n−プロピルエテニル基、1−メチル−1−ブテニル基、1−メチル−2−ブテニル基、1−メチル−3−ブテニル基、2−エチル−2−プロペニル基、2−メチル−1−ブテニル基、2−メチル−2−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−1−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、1,1−ジメチル−2−プロペニル基、1−i−プロピルエテニル基、1,2−ジメチル−1−プロペニル基、1,2−ジメチル−2−プロペニル基、1−シクロペンテニル基、2−シクロペンテニル基、3−シクロペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−メチル−1−ペンテニル基、1−メチル−2−ペンテニル基、1−メチル−3−ペンテニル基、1−メチル−4−ペンテニル基、1−n−ブチルエテニル基、2−メチル−1−ペンテニル基、2−メチル−2−ペンテニル基、2−メチル−3−ペンテニル基、2−メチル−4−ペンテニル基、2−n−プロピル−2−プロペニル基、3−メチル−1−ペンテニル基、3−メチル−2−ペンテニル基、3−メチル−3−ペンテニル基、3−メチル−4−ペンテニル基、3−エチル−3−ブテニル基、4−メチル−1−ペンテニル基、4−メチル−2−ペンテニル基、4−メチル−3−ペンテニル基、4−メチル−4−ペンテニル基、1,1−ジメチル−2−ブテニル基、1,1−ジメチル−3−ブテニル基、1,2−ジメチル−1−ブテニル基、1,2−ジメチル−2−ブテニル基、1,2−ジメチル−3−ブテニル基、1−メチル−2−エチル−2−プロペニル基、1−s−ブチルエテニル基、1,3−ジメチル−1−ブテニル基、1,3−ジメチル−2−ブテニル基、1,3−ジメチル−3−ブテニル基、1−i−ブチルエテニル基、2,2−ジメチル−3−ブテニル基、2,3−ジメチル−1−ブテニル基、2,3−ジメチル−2−ブテニル基、2,3−ジメチル−3−ブテニル基、2−i−プロピル−2−プロペニル基、3,3−ジメチル−1−ブテニル基、1−エチル−1−ブテニル基、1−エチル−2−ブテニル基、1−エチル−3−ブテニル基、1−n−プロピル−1−プロペニル基、1−n−プロピル−2−プロペニル基、2−エチル−1−ブテニル基、2−エチル−2−ブテニル基、2−エチル−3−ブテニル基、1,1,2−トリメチル−2−プロペニル基、1−t−ブチルエテニル基、1−メチル−1−エチル−2−プロペニル基、1−エチル−2−メチル−1−プロペニル基、1−エチル−2−メチル−2−プロペニル基、1−i−プロピル−1−プロペニル基、1−i−プロピル−2−プロペニル基、1−メチル−2−シクロペンテニル基、1−メチル−3−シクロペンテニル基、2−メチル−1−シクロペンテニル基、2−メチル−2−シクロペンテニル基、2−メチル−3−シクロペンテニル基、2−メチル−4−シクロペンテニル基、2−メチル−5−シクロペンテニル基、2−メチレン−シクロペンチル基、3−メチル−1−シクロペンテニル基、3−メチル−2−シクロペンテニル基、3−メチル−3−シクロペンテニル基、3−メチル−4−シクロペンテニル基、3−メチル−5−シクロペンテニル基、3−メチレン−シクロペンチル基、1−シクロヘキセニル基、2−シクロヘキセニル基及び3−シクロヘキセニル基等が挙げられる。
アラルキル基はアリール基で置換されたアルキル基であり、例えばフェニル基で置換された炭素原子数1乃至炭素原子数10のアルキル基が挙げられ、具体例としてベンジル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基等が挙げられる。
また、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素等のハロゲン原子で置換されたこれらの有機基が挙げられる。
エポキシ基を有する有機基としては、グリシドキシメチル基、グリシドキシエチル基、グリシドキシプロピル基、グリシドキシブチル基、エポキシシクロヘキシル基等が挙げられる。
アクリロイル基を有する有機基としては、アクリロイルメチル基、アクリロイルエチル基、アクリロイルプロピル基等が挙げられる。
メタクリロイル基を有する有機基としては、メタクリロイルメチル基、メタクリロイルエチル基、メタクリロイルプロピル基等が挙げられる。
メルカプト基を有する有機基としては、エチルメルカプト基、ブチルメルカプト基、ヘキシルメルカプト基、オクチルメルカプト基等が挙げられる。
アルコキシアリール基を有する有機基は、アルコキシ基が置換したアリール基又はそれらのアリール基を有する有機基である。これらのアルコキシ基やアリール基は上述や下述を例示することができる。
アシルオキシアリール基を有する有機基は、アシルオキシ基が置換したアリール基又はそれらのアリール基を有する有機基である。これらのアシルオキシ基やアリール基は上述や下述を例示することができる。
イソシアヌレート基を有する有機基としては、イソシアヌレート基又はシアヌレートアルキレン基が挙げられ、アルキレン基は上述のアルキル基に対応する基を例示することができる。このイソシアヌレート基はアリル基等のアルケニル基や、グリシジル基等のエポキシ含有基や、アルキル基等で置換されていてもよい。
ヒドロキシ基を有する有機基としては、ヒドロキシ基又はヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシアルキレン基が挙げられる。アルキル基は上述を例示することができ、アルキレン基はアルキル基に対応する基を例示することができる。
環状アミノ基を有する有機基としては、環状アミノ基又は環状アミノアルキレン基が挙げられる。環状アミノ基としては、イミダゾール基、4,5−ジヒドロイミダゾール基等が挙げられる。アルキレン基は上記アルキル基に対応する基を例示することができる。例えば、プロピルイミダゾール基、プロピル−4,5−ジヒドロイミダゾール基等が挙げられる。これらは環状アミン化合物として用いることができる。
シアノ基を有する有機基としては、シアノエチル基、シアノプロピル基等が挙げられる。
、R、及びRは置換されていてもよい1価乃至4価の炭化水素基であり、例えば炭素原子数1乃至炭素原子数10のアルキル基、アルキレン基が挙げられる。アルキル基は上記のアルキル基を用いることができ、アルキレン基は上記アルキル基から誘導される2価又は3価の炭化水素基である。Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよい炭素原子数6乃至炭素原子数20のアリーレン基である。置換基としてはハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子、アルコキシ基は上述や下述の例示を挙げることができる。
、R、R、Ar及びArの置換基としては上記ハロゲン原子等が挙げられ
る。
スルフィド結合又はエーテル結合を有してもよい炭化水素基は、例えば−S−R−、−R−S−R−、−O−R−、−R−O−R−等の有機基が挙げられる。RはSi−C結合でSi原子と結合することができる。ここでRは上述のアルキル基や、このアルキル基に基づくアルキレン基である。
式(1)の炭素原子数1乃至炭素原子数20のアルコキシ基としては、炭素原子数1乃至炭素原子数20の直鎖、分岐、環状のアルキル部分を有するアルコキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチロキシ基、1−メチル−n−ブトキシ基、2−メチル−n−ブトキシ基、3−メチル−n−ブトキシ基、1,1−ジメチル−n−プロポキシ基、1,2−ジメチル−n−プロポキシ基、2,2−ジメチル−n−プロポキシ基、1−エチル−n−プロポキシ基、n−ヘキシロキシ基、1−メチル−n−ペンチロキシ基、2−メチル−n−ペンチロキシ基、3−メチル−n−ペンチロキシ基、4−メチル−n−ペンチロキシ基、1,1−ジメチル−n−ブトキシ基、1,2−ジメチル−n−ブトキシ基、1,3−ジメチル−n−ブトキシ基、2,2−ジメチル−n−ブトキシ基、2,3−ジメチル−n−ブトキシ基、3,3−ジメチル−n−ブトキシ基、1−エチル−n−ブトキシ基、2−エチル−n−ブトキシ基、1,1,2−トリメチル−n−プロポキシ基、1,2,2−トリメチル−n−プロポキシ基、1−エチル−1−メチル−n−プロポキシ基及び1−エチル−2−メチル−n−プロポキシ基等が、また環状のアルコキシ基としてはシクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、1−メチル−シクロプロポキシ基、2−メチル−シクロプロポキシ基、シクロペンチロキシ基、1−メチル−シクロブトキシ基、2−メチル−シクロブトキシ基、3−メチル−シクロブトキシ基、1,2−ジメチル−シクロプロポキシ基、2,3−ジメチル−シクロプロポキシ基、1−エチル−シクロプロポキシ基、2−エチル−シクロプロポキシ基、シクロヘキシロキシ基、1−メチル−シクロペンチロキシ基、2−メチル−シクロペンチロキシ基、3−メチル−シクロペンチロキシ基、1−エチル−シクロブトキシ基、2−エチル−シクロブトキシ基、3−エチル−シクロブトキシ基、1,2−ジメチル−シクロブトキシ基、1,3−ジメチル−シクロブトキシ基、2,2−ジメチル−シクロブトキシ基、2,3−ジメチル−シクロブトキシ基、2,4−ジメチル−シクロブトキシ基、3,3−ジメチル−シクロブトキシ基、1−n−プロピル−シクロプロポキシ基、2−n−プロピル−シクロプロポキシ基、1−i−プロピル−シクロプロポキシ基、2−i−プロピル−シクロプロポキシ基、1,2,2−トリメチル−シクロプロポキシ基、1,2,3−トリメチル−シクロプロポキシ基、2,2,3−トリメチル−シクロプロポキシ基、1−エチル−2−メチル−シクロプロポキシ基、2−エチル−1−メチル−シクロプロポキシ基、2−エチル−2−メチル−シクロプロポキシ基及び2−エチル−3−メチル−シクロプロポキシ基等が挙げられる。
式(1)の炭素原子数2乃至炭素原子数20のアシルオキシ基は、例えばメチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、i−プロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、i−ブチルカルボニルオキシ基、s−ブチルカルボニルオキシ基、t−ブチルカルボニルオキシ基、n−ペンチルカルボニルオキシ基、1−メチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、2−メチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、3−メチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、1,1−ジメチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、1,2−ジメチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、2,2−ジメチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、1−エチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、n−ヘキシルカルボニルオキシ基、1−メチル−n−ペンチルカルボニルオキシ基、2−メチル−n−ペンチルカルボニルオキシ基、3−メチル−n−ペンチルカルボニルオキシ基、4−メチル−n−ペンチルカルボニルオキシ基、1,1−ジメチル
−n−ブチルカルボニルオキシ基、1,2−ジメチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、1,3−ジメチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、2,2−ジメチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、2,3−ジメチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、3,3−ジメチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、1−エチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、2−エチル−n−ブチルカルボニルオキシ基、1,1,2−トリメチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、1,2,2−トリメチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、1−エチル−1−メチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、1−エチル−2−メチル−n−プロピルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、及びトシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
式(1)のハロゲン基としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
上記(1)の加水分解性オルガノシランは例えば以下に例示される。下記式でMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。
Figure 2016179982
Figure 2016179982
Figure 2016179982
Figure 2016179982
Figure 2016179982
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本発明では式(3)の加水分解性オルガノシラン及び式(4)の加水分解性オルガノシランからなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物と、上記式(1)の加水分解性オルガノシランとの組み合わせ、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物とを含むことができる。
また、本発明では上記式(1)の加水分解性オルガノシランの加水分解縮合物、又は式(1)の加水分解性オルガノシランと式(3)の加水分解性オルガノシランとの加水分解縮合物を用いることができる。
本発明では式(1)で示される加水分解性オルガノシランと、式(3)の加水分解性オルガノシランを併用して使用することができる。
すなわち、式(1)で示される加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物と、式(3)のケイ素含有化合物、その加水分解物、又はその加水分解縮合物を併用して使用することができる。
上記の式(1)の加水分解性オルガノシランと、式(3)のケイ素含有化合物との割合はモル比で1:0乃至1:200の範囲で使用することができる。良好なレジスト形状を得るためには式(1)の加水分解性オルガノシランと、式(3)のケイ素含有化合物との割合はモル比で1:199乃至1:2の範囲で用いることができる。
これらは加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサンのポリマー)として使用することが好ましく、式(1)で示される加水分解性オルガノシランと式(3)で示される加水分解性オルガノシランとの加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサンのポリマー)を用いるこ
とが好ましい。
式(3)で表される加水分解性オルガノシラン中のRはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、もしくはシアノ基を有する有機基、又はそれらの組み合わせであり、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、aは0乃至3の整数を表す。
、及びRで示されるアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクロロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、もしくはシアノ基を有する有機基、更には加水分解性基に含まれるアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基は、上述式(1)に記載されたものを例示することができる。
式(3)で示される加水分解性オルガノシランは例えば、テトラメトキシシラン、テトラクロロシラン、テトラアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアセチキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、β−(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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリアセトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3、3、3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、フェニルスルホニルアミノプロピルトリエトキシシラン、メチルスルホニルアミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルスルホニルアミノプロピルトリメトキシシラン、メチルスルホニルアミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
特にテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランと、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のフェニルトリアルコキシシランとの組み合わせが好ましい。更にこれらの組み合わせにメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシランを組み合わせることが好ましい。
上記(3)の加水分解性オルガノシランは以下の構造も例示することができる。構造中のRは式(3)のRと同じである。
Figure 2016179982
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式(4)の加水分解性オルガノシランのRはアルキル基を表し、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。
上記アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基は式(1)において例示したものを用いることができる。またアルキレン基、アリーレン基は上記アルキル基、及びアリール基に対応する2価の有機基を例示することができる。
式(4)の加水分解性オルガノシランは例えば、メチレンビストリメトキシシラン、メチレンビストリクロロシラン、メチレンビストリアセトキシシラン、エチレンビストリエトキシシラン、エチレンビストリクロロシラン、エチレンビストリアセトキシシラン、プロピレンビストリエトキシシラン、ブチレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリエトキシシラン、フェニレンビスメチルジエトキシシラン、フェニレンビスメチルジメトキシシラン、ナフチレンビストリメトキシシラン、ビストリメトキシジシラン、ビストリエトキシジシラン、ビスエチルジエトキシジシラン、ビスメチルジメトキシジシラン等が挙げられる。
また、本発明は式(5)で示される新規シラン化合物である。式(5)中、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表す。上記アルコキシ基、アシルオキシ基、及びハロゲン基は上述の例示を挙げることができる。aは1の整数である。
式(5)のRは上記式(6)で示される。式(6)中、R、Ar、R、Ar、及びRの有機基のうち1個の有機基はSi−C結合でSi原子と結合しているものであり、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい2価乃至4価の炭化水素基を表し、Rは置換されていてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよいフェニレン基又はフェニル基を表し、nは1の整数であり、n、n、n、及びnはそれぞれ0又は1の整数であり、nとnは同時に0の整数ではない。上記炭化水素基、及びスルフィド結合又はエーテル結合
を有していてもよい1価乃至3価の炭化水素基は上述の例示を挙げることができる。
式(1)で表される加水分解性オルガノシランと式(3)で示される加水分解性オルガノシランとの加水分解縮合物の具体例として以下に例示される。
Figure 2016179982
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式(1)の加水分解性オルガノシランの加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサン)、又は式(1)の加水分解性オルガノシランと式(3)及び/又は式(4)の有機ケイ素化合物との加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサン)は、重量平均分子量1000乃至1000000、又は1000乃至100000の縮合物を得ることができる。これらの分子量はGPC分析によるポリスチレン換算で得られる分子量である。
GPCの測定条件は、例えばGPC装置(商品名HLC−8220GPC、東ソー株式会社製)、GPCカラム(商品名ShodexKF803L、KF802、KF801、昭和電工製)、カラム温度は40℃、溶離液(溶出溶媒)はテトラヒドロフラン、流量(流速)は1.0ml/min、標準試料はポリスチレン(昭和電工株式会社製)を用いて行うことができる。
アルコキシシリル基、アシロキシシリル基、又はハロゲン化シリル基の加水分解には、加水分解性基の1モル当たり、0.5モル乃至100モル、好ましくは1モル乃至10モルの水を用いる。
また、加水分解性基の1モル当たり0.001モル乃至10モル、好ましくは0.001モル乃至1モルの加水分解触媒を用いることができる。
加水分解と縮合を行う際の反応温度は、通常20℃乃至80℃である。
加水分解は完全に加水分解を行うことも、部分加水分解することでもよい。即ち、加水分解縮合物中に加水分解物やモノマーが残存していてもよい。
加水分解し縮合させる際に触媒を用いることができる。
加水分解触媒としては、金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基を挙げることができる。
加水分解触媒としての金属キレート化合物は、例えばトリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−i−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−t−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブト
キシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−t−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−i−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−t−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−i−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−t−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−t−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−i−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−t−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン、等のチタンキレート化合物;トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−i−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−t−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−t−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−i−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−t−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−i−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−t−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−t−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−i−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−
n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−t−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物;などを挙げることができる。
加水分解触媒としての有機酸は、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等を挙げることができる。
加水分解触媒としての無機酸は、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。
加水分解触媒としての有機塩基は、例えばピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等を挙げることができる。無機塩基としては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等を挙げることができる。これら触媒の内、金属キレート化合物、有機酸、無機酸が好ましく、これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
加水分解に用いられる有機溶媒としては、例えばn−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンゼン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、ヘプタノール−3、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチルヘプタノール−4、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジアセトンアルコール、クレゾール等のモノアルコール系溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、ヘキサンジオール−2,5、ヘプタンジオール−2,4、2−エチルヘキサンジオール−1,3、ジエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール系溶媒;アセトン、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、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶媒;エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、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ジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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モノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、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ブチルエーテル、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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、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sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶媒;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等の含窒素系溶媒;硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3−プロパンスルトン等の含硫黄系溶媒等を挙げることができる。これらの溶剤は1種又は2種以上の組み合わせで用いることができる。
特に、アセトン、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、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン(1,1,3−トリメチル−2−ノルボルネン)等のケトン系溶媒が溶液の保存安定性の点で好
ましい。
加水分解性オルガノシランを溶剤中で触媒を用いて加水分解し縮合し、得られた加水分解縮合物(ポリマー)は減圧蒸留等により副生成物のアルコールや用いた加水分解触媒や水を同時に除去することができる。また、加水分解に用いた酸や塩基触媒を中和やイオン交換により取り除くことができる。そして本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物では、その加水分解縮合物を含むレジスト下層膜形成組成物は安定化のために酸(例えば有機酸)、水、アルコール、又はそれらの組み合わせを添加することができる。
上記有機酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、マレイン酸、リンゴ酸、酒石酸、フタル酸、クエン酸、グルタル酸、クエン酸、乳酸、サリチル酸等が挙げられる。中でも、シュウ酸、マレイン酸等が好ましい。加える有機酸は縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して0.5質量部乃至5.0質量部である。また加える水は純水、超純水、イオン交換水等を用いることができ、その添加量はレジスト下層膜形成組成物100質量部に対して1質量部乃至20質量部とすることができる。
また加えるアルコールとしては塗布後の加熱により飛散しやすいものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等が挙げられる。加えるアルコールはレジスト下層膜形成組成物100質量部に対して1質量部乃至20質量部とすることができる。
また、添加剤としてビスフェノールS、又はビスフェノールS誘導体を添加することができる。ビスフェノールS、又はビスフェノールS誘導体はポリオルガノシロキサン100質量部に対して、0.01質量部乃至20質量部、または0.01質量部乃至10質量部、または0.01質量部乃至5質量部である。
好ましいビスフェノールS、又はビスフェノールS誘導体は以下に例示される。
Figure 2016179982
本発明のレジスト下層膜形成組成物は硬化触媒を含有することができる。硬化触媒は、加水分解縮合物からなるポリオルガノシロキサンを含有する塗布膜を加熱し硬化させる時に硬化触媒の働きをする。
硬化触媒としては、アンモニウム塩、ホスフィン類、ホスフォニウム塩、スルホニウム塩を用いることができる。
アンモニウム塩としては、式(D−1):
Figure 2016179982
(但し、mは2乃至11、nは2乃至3の整数を、Rはアルキル基又はアリール基を、Yは陰イオンを表す。)で表される構造を有する第4級アンモニウム塩、
式(D−2):
Figure 2016179982
(但し、R、R、R及びRはアルキル基又はアリール基を、Nは窒素原子を、Yは陰イオンを表し、且つR、R、R、及びRはそれぞれC−N結合により窒素原子と結合されているものである)で表される構造を有する第4級アンモニウム塩、
式(D−3):
Figure 2016179982
(但し、R及びRはアルキル基又はアリール基を、Yは陰イオンを表す)で表される構造を有する第4級アンモニウム塩、
式(D−4):
Figure 2016179982
(但し、Rはアルキル基又はアリール基を、Yは陰イオンを表す)で表される構造を有する第4級アンモニウム塩、
式(D−5):
Figure 2016179982
(但し、R及びR10はアルキル基又はアリール基を、Yは陰イオンを表す)の構造を有する第4級アンモニウム塩、
式(D−6):
Figure 2016179982
(但し、mは2乃至11、nは2乃至3の整数を、Hは水素原子を、Yは陰イオンを表す)の構造を有する第3級アンモニウム塩が挙げられる。
また、ホスフォニウム塩としては、式(D−7):
Figure 2016179982
(但し、R11、R12、R13、及びR14はアルキル基又はアリール基を、Pはリン原子を、Yは陰イオンを表し、且つR11、R12、R13、及びR14はそれぞれC−P結合によりリン原子と結合されているものである)で示される第4級ホスフォニウム塩が挙げられる。
また、スルホニウム塩としては、式(D−8):
Figure 2016179982
(但し、R15、R16、及びR17はアルキル基又はアリール基を、Sは硫黄原子を、Yは陰イオンを表し、且つR15、R16、及びR17はそれぞれC−S結合により硫黄原子と結合されているものである)で示される第3級スルホニウム塩が挙げられる。
上記の式(D−1)の化合物は、アミンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、mは2乃至11、nは2乃至3の整数を表す。この第4級アンモニウム塩のRは炭素原子数1乃至炭素原子数18、好ましくは炭素原子数2乃至炭素原子数10のアルキル基又はアリール基を表し、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基等の直鎖アルキル基や、ベンジル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ジシクロペンタジエニル基等が挙げられる。また陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。
上記の式(D−2)の化合物は、Rで示される第4級アンモニウム塩である。この第4級アンモニウム塩のR、R、R及びRは炭素原子数1乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基、またはSi−C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物である。陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この第4級アンモニウム塩は、市販品で入手する事が可能であり、例えばテトラメチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート、塩化トリエチルベンジルアンモニウム、臭化トリエチルベンジルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリブチルベンジルアンモニウム、塩化トリメチルベンジルアンモニウム等が例示される。これらはアンモニウム化合物として添加することができる。
上記の式(D−3)の化合物は、1−置換イミダゾールから誘導される第4級アンモニウム塩であり、R及びRは炭素原子数1乃至炭素原子数18であり、R及びRの炭素原子数の総和が7以上で有ることが好ましい。例えばRはメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、ベンジル基、Si−C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物、又はこれらの組み合わせを表す。Rはベンジル基、オクチル基、オクタデシル基を例示する事が出来る。陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は、市販品で入手する事も出来るが、例えば1−メチルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール等のイミダゾール系化合物と、臭化ベンジル、臭化メチル等のハロゲン化アルキルやハロゲン化アリールを反応させて製造する事ができる。また、式(D−
3)の化合物は、4位と5位が水素化された4,5−ジヒドロイミダゾール化合物として用いることができ、例えばN−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール等が挙げられる。これらは環状アンモニウム化合物として添加することができる。
上記の式(D−4)の化合物は、ピリジンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、Rは炭素原子数1乃至炭素原子数18、好ましくは炭素原子数4乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基であり、例えばブチル基、オクチル基、ベンジル基、ラウリル基を例示する事が出来る。陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は、市販品として入手する事も出来るが、例えばピリジンと、塩化ラウリル、塩化ベンジル、臭化ベンジル、臭化メチル、臭化オクチル等のハロゲン化アルキル、又はハロゲン化アリールを反応させて製造する事が出来る。この化合物は例えば、塩化N−ラウリルピリジニウム、臭化N−ベンジルピリジニウム等を例示する事が出来る。
上記の式(D−5)の化合物は、ピコリン等に代表される置換ピリジンから誘導される第4級アンモニウム塩であり、Rは炭素原子数1乃至炭素原子数18、好ましくは炭素原子数4乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基であり、例えばメチル基、オクチル基、ラウリル基、ベンジル基等を例示する事が出来る。R10は炭素原子数1乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基であり、例えばピコリンから誘導される第4級アンモニウムである場合はR10はメチル基である。陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品として入手する事も出来るが、例えばピコリン等の置換ピリジンと、臭化メチル、臭化オクチル、塩化ラウリル、塩化ベンジル、臭化ベンジル等のハロゲン化アルキル、又はハロゲン化アリールを反応させて製造する事が出来る。この化合物は例えば、N−ベンジルピコリニウムクロライド、N−ベンジルピコリニウムブロマイド、N−ラウリルピコリニウムクロライド等を例示することが出来る。
上記の式(D−6)の化合物は、アミンから誘導される第3級アンモニウム塩であり、mは2乃至11、nは2乃至3の整数を表す。また陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。アミンとカルボン酸やフェノール等の弱酸との反応によって製造する事が出来る。カルボン酸としてはギ酸や酢酸が挙げられ、ギ酸を使用した場合は、陰イオン(Y)は(HCOO)であり、酢酸を使用した場合は、陰イオン(Y)は(CHCOO)である。またフェノールを使用した場合は、陰イオン(Y)は(C)である。
上記の式(D−7)の化合物は、R11121314の構造を有する第4級ホスフォニウム塩である。R11、R12、R13、及びR14は炭素原子数1乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基、またはSi−C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物であるが、好ましくはR11乃至R14の4つの置換基の内で3つがフェニル基又は置換されたフェニル基であり、例えばフェニル基やトリル基を例示する事が出来、また残りの1つは炭素原子数1乃至炭素原子数18のアルキル基、アリール基、又はSi−C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物である。また陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品として入手す
る事が可能であり、例えばハロゲン化テトラn−ブチルホスフォニウム、ハロゲン化テトラn−プロピルホスフォニウム等のハロゲン化テトラアルキルホスフォニウム、ハロゲン化トリエチルベンジルホスフォニウム等のハロゲン化トリアルキルベンジルホスフォニウム、ハロゲン化トリフェニルメチルホスフォニウム、ハロゲン化トリフェニルエチルホスフォニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアルキルホスフォニウム、ハロゲン化トリフェニルベンジルホスフォニウム、ハロゲン化テトラフェニルホスフォニウム、ハロゲン化トリトリルモノアリールホスフォニウム、或いはハロゲン化トリトリルモノアルキルホスフォニウム(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)が挙げられる。特に、ハロゲン化トリフェニルメチルホスフォニウム、ハロゲン化トリフェニルエチルホスフォニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアルキルホスフォニウム、ハロゲン化トリフェニルベンジルホスフォニウム等のハロゲン化トリフェニルモノアリールホスフォニウム、ハロゲン化トリトリルモノフェニルホスフォニウム等のハロゲン化トリトリルモノアリールホスフォニウムや、ハロゲン化トリトリルモノメチルホスフォニウム等のハロゲン化トリトリルモノアルキルホスフォニウム(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)が好ましい。
また、ホスフィン類としては、メチルホスフィン、エチルホスフィン、プロピルホスフィン、イソプロピルホスフィン、イソブチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第一ホスフィン、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジイソプロピルホスフィン、ジイソアミルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第二ホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン等の第三ホスフィンが挙げられる。
上記の式(D−8)の化合物は、R151617の構造を有する第3級スルホニウム塩である。R15、R16、及びR17は炭素原子数1乃至炭素原子数18のアルキル基又はアリール基、またはSi−C結合によりケイ素原子と結合しているシラン化合物であるが、好ましくはR15乃至R17の3つの置換基の内で2つがフェニル基又は置換されたフェニル基であり、例えばフェニル基やトリル基を例示する事が出来、また残りの1つは炭素原子数1乃至炭素原子数18の置換されていてもよいアルキル基、又はアリール基である。また陰イオン(Y)は、塩素イオン(Cl)、臭素イオン(Br)、ヨウ素イオン(I)等のハロゲンイオンや、カルボキシラート(−COO)、スルホナト(−SO )、アルコラート(−O)等の酸基を挙げることが出来る。この化合物は市販品として入手する事が可能であり、例えばハロゲン化トリn−ブチルスルホニウム、ハロゲン化トリn−プロピルスルホニウム等のハロゲン化テトラアルキルホスフォニウム、ハロゲン化ジエチルベンジルスルホニウム等のハロゲン化トリアルキルベンジルスルホニウム、ハロゲン化ジフェニルメチルスルホニウム、ハロゲン化ジフェニルエチルスルホニウム等のハロゲン化ジフェニルモノアルキルスルホニウム、ハロゲン化トリフェニルスルホニウム、(ハロゲン原子は塩素原子又は臭素原子)、トリn−ブチルスルホニウムカルボキシラート、トリn−プロピルスルホニウムカルボキシラート等のテトラアルキルホスフォニウムカルボキシラート、ジエチルベンジルスルホニウムカルボキシラート等のトリアルキルベンジルスルホニウムカルボキシラート、ジフェニルメチルスルホニウムカルボキシラート、ジフェニルエチルスルホニウムカルボキシラート等のジフェニルモノアルキルスルホニウムカルボキシラート、トリフェニルスルホニウムカルボキシラート、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等が挙げられる。特に、ハロゲン化トリフェニルスルホニウム、トリフェニルスルホニウムカルボキシラート、例えばマレイン酸モノトリフェニルスルホニウムが好ましい。これらはスルホニウム化合物として添加することができる。
硬化触媒はポリオルガノシロキサン100質量部に対して、0.01質量部乃至10質量部、または0.01質量部乃至5質量部、または0.01質量部乃至3質量部である。
本発明のリソグラフィー用下層膜形成組成物は、上記の成分の他、必要に応じて有機ポリマー化合物、光酸発生剤及び界面活性剤等を含むことができる。
有機ポリマー化合物を使用することにより、本発明のリソグラフィー用下層膜形成組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)、減衰係数及び屈折率等を調整することができる。
有機ポリマー化合物としては特に制限はなく、種々の有機ポリマーを使用することができる。縮重合ポリマー及び付加重合ポリマー等を使用することができる。ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリビニルエーテル、フェノールノボラック、ナフトールノボラック、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート等の付加重合ポリマー及び縮重合ポリマーを使用することができる。吸光部位として機能するベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリアジン環、キノリン環、及びキノキサリン環等の芳香環構造を有する有機ポリマーが好ましく使用される。
そのような有機ポリマー化合物としては、例えば、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、スチレン、ヒドロキシスチレン、ベンジルビニルエーテル及びN−フェニルマレイミド等の付加重合性モノマーをその構造単位として含む付加重合ポリマーや、フェノールノボラック及びナフトールノボラック等の縮重合ポリマーが挙げられる。
有機ポリマー化合物として付加重合ポリマーが使用される場合、そのポリマー化合物は単独重合体でもよく共重合体であってもよい。付加重合ポリマーの製造には付加重合性モノマーが使用される。そのような付加重合性モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、アクリルアミド化合物、メタクリルアミド化合物、ビニル化合物、スチレン化合物、マレイミド化合物、マレイン酸無水物、アクリロニトリル等が挙げられる。
アクリル酸エステル化合物としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ノルマルヘキシルアクリレート、イソプロピルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2−トリクロロエチルアクリレート、2−ブロモエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、5−アクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン及びグリシジルアクリレート等が挙げられる。
メタクリル酸エステル化合物としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ノルマルヘキシルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,2−トリクロロエチルメタクリレート、2−ブロモエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、5−メタクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、グリシジルメタクリレート、2−フェニルエチルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート及びブロモフェニルメタクリレート等が挙げられる。
アクリルアミド化合物としては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N,
N−ジメチルアクリルアミド及びN−アントリルアクリルアミド等が挙げられる。
メタクリルアミド化合物としては、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−ベンジルメタクリルアミド、N−フェニルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド及びN−アントリルアクリルアミド等が挙げられる。
ビニル化合物としては、ビニルアルコール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ビニル酢酸、ビニルトリメトキシシラン、2−クロロエチルビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル、ビニルナフタレン及びビニルアントラセン等が挙げられる。
スチレン化合物としては、スチレン、ヒドロキシスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、シアノスチレン及びアセチルスチレン等が挙げられる。
マレイミド化合物としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド及びN−ヒドロキシエチルマレイミド等が挙げられる。
ポリマーとして縮重合ポリマーが使用される場合、そのようなポリマーとしては、例えば、グリコール化合物とジカルボン酸化合物との縮重合ポリマーが挙げられる。グリコール化合物としてはジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ブチレングリコール等が挙げられる。ジカルボン酸化合物としては、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、無水マレイン酸等が挙げられる。また、例えば、ポリピロメリットイミド、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリイミドが挙げられる。
有機ポリマー化合物にヒドロキシ基が含有されている場合は、このヒドロキシ基はポリオルガノシロキサンと架橋反応を起こすことができる。
有機ポリマー化合物としては、重量平均分子量が、例えば1000乃至1000000であり、または3000乃至300000であり、または5000乃至200000であり、または10000乃至100000であるポリマー化合物を使用することができる。
有機ポリマー化合物は一種のみを使用することができ、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
有機ポリマー化合物が使用される場合、その割合としては、縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して、1質量部乃至200質量部、または5質量部乃至100質量部、または10質量部乃至50質量部、または20質量部乃至30質量部である。
本発明のレジスト下層膜形成組成物では酸発生剤を含有することができる。
酸発生剤としては、熱酸発生剤や光酸発生剤が挙げられる。
光酸発生剤は、レジストの露光時に酸を生ずる。そのため、下層膜の酸性度の調整ができる。これは、下層膜の酸性度を上層のレジストとの酸性度に合わせるための一方法であり、下層膜の酸性度の調整によって、上層に形成されるレジストのパターン形状の調整ができる。
本発明のレジスト下層膜形成組成物に含まれる光酸発生剤としては、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、及びジスルホニルジアゾメタン化合物等が挙げられる。
オニウム塩化合物としてはジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、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ノルマルブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロノルマルオクタ
ンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネート及びビス(4−tert−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等のヨードニウム塩化合物、及び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、トリフェニルスルホニウムノナフルオロノルマルブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート及び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等のスルホニウム塩化合物等が挙げられる。
スルホンイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロノルマルブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド及びN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ナフタルイミド等が挙げられる。
ジスルホニルジアゾメタン化合物としては、例えば、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)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(フェニルスルホニル)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(2,4−ジメチルベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、及びメチルスルホニル−p−トルエンスルホニルジアゾメタン等が挙げられる。
光酸発生剤は一種のみを使用することができ、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
光酸発生剤が使用される場合、その割合としては、縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して、0.01質量部乃至5質量部、または0.1質量部乃至3質量部、または0.5質量部乃至1質量部である。
界面活性剤は、本発明のリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物を基板に塗布した際に、ピンホール及びストレーション等の発生を抑制するのに有効である。
本発明のレジスト下層膜形成組成物に含まれる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セチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、商品名エフトップEF301、EF303、EF352((株)トーケムプロダクツ製)、商品名メガファックF171、F173、R−08、R−30(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、商品名アサヒガードAG710,サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、及びオルガノシロキサンポリマ−KP341(信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また二種以上の組み合わせで使用することもできる。界面活性剤が使用される場合、その割合としては、縮合物(ポリオルガノシロキサン)100質量部に対して0.0001質量部乃至5質量部、または0.001質量部乃至1質量部、または0.01質量部乃至0.5質量部である。
また、本発明のレジスト下層膜形成組成物には、レオロジー調整剤及び接着補助剤等を添加することができる。レオロジー調整剤は、下層膜形成組成物の流動性を向上させるの
に有効である。接着補助剤は、半導体基板またはレジストと下層膜の密着性を向上させるのに有効である。
本発明のレジスト下層膜形成組成物に使用される溶剤としては、前記の固形分を溶解できる溶剤であれば、特に制限なく使用することができる。そのような溶剤としては、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルイソブチルカルビノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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テ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アセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、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プロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、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プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸イソプロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸アミル、ギ酸イソアミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、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、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシプロピルアセテート、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、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、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、4−メチル−2−ペンタノール、及びγ−ブチロラクトン等を挙げることができる。これらの溶剤は単独で、または二種以上の組み合わせで使用することができる。
以下、本発明のレジスト下層膜形成組成物の使用について説明する。
半導体装置の製造に使用される基板(例えば、シリコンウエハー基板、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、ガラス基板、ITO基板、ポリイミド基板、及び低誘電率材料(low−k材料)被覆基板等)の上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のレジスト下層膜形成組成物が塗布され、その後、焼成することによりレジスト下層膜が形成される。焼成する条件としては、焼成温度80℃乃至250℃、焼成時間0.3分間乃至60分間の中から適宜、選択される。好ましくは、焼成温度150℃乃至250℃、焼成時間0.5分間乃至2分間である。ここで、形成される下層膜の膜厚としては、例えば、10nm乃至1000nmであり、または20nm乃至500nmであり、または50nm乃至300nmであり、または100nm乃至200nmである。
次いでそのレジスト下層膜の上に、例えばフォトレジストの層が形成される。フォトレジストの層の形成は、周知の方法、すなわち、フォトレジスト組成物溶液の下層膜上への塗布及び焼成によって行なうことができる。フォトレジストの膜厚としては例えば50nm乃至10000nmであり、または100nm乃至2000nmであり、または200nm乃至1000nmである。
本発明では基板上に有機下層膜を成膜した後、この上に本発明のレジスト下層膜を成膜し、更にその上にフォトレジストを被覆することができる。これによりフォトレジストのパターン幅が狭くなり、パターン倒れを防ぐ為にフォトレジストを薄く被覆した場合でも、適切なエッチングガスを選択することにより基板の加工が可能になる。例えば、フォトレジストに対して十分に早いエッチング速度を示すフッ素系ガスをエッチングガスとして使用して本発明のレジスト下層膜を加工することが可能であり、また本発明のレジスト下層膜に対して十分に早いエッチング速度を示す酸素系ガスをエッチングガスとして使用して有機下層膜を加工することが可能であり、更に有機下層膜に対して十分に早いエッチング速度を示すフッ素系ガスをエッチングガスとして使用して基板の加工を行うことができる。
本発明のレジスト下層膜の上に形成されるフォトレジストとしては露光に使用される光に感光するものであれば特に限定はない。ネガ型フォトレジスト及びポジ型フォトレジストのいずれも使用できる。ノボラック樹脂と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物とアルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤とからなる化学増幅型フォトレジスト、及び酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物と光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジストなどがある。例えば、シプレー社製商品名APEX−E、住友化学工業(株)製商品名PAR710、及び信越化学工業(株)製商品名SEPR430等が挙げられる。また、例えば、Proc.SPIE,Vol.3999,330−334(2000)、Proc.SPIE,Vol.3999,357−364(2000)、やProc.SPIE,Vol.3999,365−374(2000)に記載されているような、含フッ素原子ポリマー系フォトレジストを挙げることができる。
次に、所定のマスクを通して露光が行なわれる。露光には、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)及びF2エキシマレーザー(波長157nm)等を使用することができる。露光後、必要に応じて露光後加熱(post exposure bake)を行なうこともできる。露光後加熱は、加熱温度70℃乃至150℃、加熱時間0.3分間乃至10分間から適宜、選択された条件で行われる。
また、本発明ではレジストとしてフォトレジストに変えて電子線リソグラフィー用レジスト、又はEUVリソグラフィー用レジストを用いることができる。電子線レジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用できる。酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる化学増幅型レジスト、アルカリ可溶性バインダーと酸発生剤と酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーと酸により分解してレジストのアルカリ溶解速度を変化させる低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、電子線によって分解してアルカリ溶解速度を変化させる基を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト、電子線によって切断されアルカリ溶解速度を変化させる部位を有するバインダーからなる非化学増幅型レジスト
などがある。これらの電子線レジストを用いた場合も照射源を電子線としてフォトレジストを用いた場合と同様にレジストパターンを形成することができる。また、EUVレジストとしてはメタクリレート樹脂系レジストを用いることができる。
次いで、現像液(例えばアルカリ現像液)によって現像が行なわれる。これにより、例えばポジ型フォトレジストが使用された場合は、露光された部分のフォトレジストが除去され、フォトレジストのパターンが形成される。
現像液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液を例として挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤などを加えることもできる。現像の条件としては、温度5℃乃至50℃、時間10秒乃至600秒から適宜選択される。
また、本発明では現像液として有機溶剤を用いることができる。露光後に現像液(溶剤)によって現像が行なわれる。これにより、例えばポジ型フォトレジストが使用された場合は、露光されない部分のフォトレジストが除去され、フォトレジストのパターンが形成される。
現像液としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−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−エチル−3−メトキシブチルアセテート、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アセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、4−メチル−2−ペンタノール等を例として挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤などを加えることもできる。現像の条件としては、温度5℃乃至50℃、時間10秒乃至600秒から適宜選択される。
そして、このようにして形成されたフォトレジスト(上層)のパターンを保護膜として本発明のレジスト下層膜(中間層)の除去が行われ、次いでパターン化されたフォトレジスト及び本発明のレジスト下層膜(中間層)からなる膜を保護膜として、有機下層膜(下層)の除去が行われる。最後に、パターン化された本発明のレジスト下層膜(中間層)及
び有機下層膜(下層)を保護膜として、半導体基板の加工が行なわれる。
まず、フォトレジストが除去された部分の本発明のレジスト下層膜(中間層)をドライエッチングによって取り除き、半導体基板を露出させる。本発明のレジスト下層膜のドライエッチングにはテトラフルオロメタン(CF)、パーフルオロシクロブタン(C)、パーフルオロプロパン(C)、トリフルオロメタン、一酸化炭素、アルゴン、酸素、窒素、六フッ化硫黄、ジフルオロメタン、三フッ化窒素及び三フッ化塩素、塩素、トリクロロボラン及びジクロロボラン等のガスを使用することができる。レジスト下層膜のドライエッチングにはハロゲン系ガスを使用することが好ましい。ハロゲン系ガスによるドライエッチングでは、基本的に有機物質からなるフォトレジストは除去されにくい。それに対し、シリコン原子を多く含む本発明のレジスト下層膜はハロゲン系ガスによって速やかに除去される。そのため、レジスト下層膜のドライエッチングに伴うフォトレジストの膜厚の減少を抑えることができる。そして、その結果、フォトレジストを薄膜で使用することが可能となる。レジスト下層膜のドライエッチングはフッ素系ガスによることが好ましく、フッ素系ガスとしては、例えば、テトラフルオロメタン(CF)、パーフルオロシクロブタン(C)、パーフルオロプロパン(C)、トリフルオロメタン、及びジフルオロメタン(CH)等が挙げられる。
その後、パターン化されたフォトレジスト及び本発明のレジスト下層膜からなる膜を保護膜として有機下層膜の除去が行われる。有機下層膜(下層)は酸素系ガスによるドライエッチングによって行なわれることが好ましい。シリコン原子を多く含む本発明のレジスト下層膜は、酸素系ガスによるドライエッチングでは除去されにくいからである。酸素系ガスの具体例としては、O及びOが挙げられる。
最後に、半導体基板の加工が行なわれる。半導体基板の加工はフッ素系ガスによるドライエッチングによって行なわれることが好ましい。
フッ素系ガスとしては、例えば、テトラフルオロメタン(CF)、パーフルオロシクロブタン(C)、パーフルオロプロパン(C)、トリフルオロメタン、及びジフルオロメタン(CH)等が挙げられる。
また、本発明のレジスト下層膜の上層には、フォトレジストの形成前に有機系の反射防止膜を形成することができる。そこで使用される反射防止膜組成物としては特に制限はなく、これまでリソグラフィープロセスにおいて慣用されているものの中から任意に選択して使用することができ、また、慣用されている方法、例えば、スピナー、コーターによる塗布及び焼成によって反射防止膜の形成を行なうことができる。
また、本発明のレジスト下層膜形成組成物が塗布される基板は、その表面にCVD法などで形成された有機系または無機系の反射防止膜を有するものであってもよく、その上に本発明の下層膜を形成することもできる。
本発明のレジスト下層膜形成組成物より形成されるレジスト下層膜は、また、リソグラフィープロセスにおいて使用される光の波長によっては、その光を吸収することがある。そして、そのような場合には、基板からの反射光を防止する効果を有する反射防止膜として機能することができる。さらに、本発明の下層膜は、基板とフォトレジストとの相互作用を防止するための層、フォトレジストに用いられる材料又はフォトレジストへの露光時に生成する物質の基板への悪作用を防ぐ機能を有する層、加熱焼成時に基板から生成する物質の上層フォトレジストへの拡散を防ぐ機能を有する層、及び半導体基板誘電体層によるフォトレジスト層のポイズニング効果を減少させるためのバリア層等として使用することも可能である。
また、レジスト下層膜形成組成物より形成されるレジスト下層膜は、デュアルダマシン
プロセスで用いられるビアホールが形成された基板に適用され、ホールを隙間なく充填することができる埋め込み材として使用できる。また、凹凸のある半導体基板の表面を平坦化するための平坦化材として使用することもできる。
また、EUVレジストの下層膜としてはハードマスクとしての機能以外に以下の目的にも使用できる。EUVレジストとインターミキシングすることなく、EUV露光(波長13.5nm)に際して好ましくない露光光、例えば上述のUVやDUV(ArF光、KrF光)の基板又は界面からの反射を防止することができるEUVレジストの下層反射防止膜として、上記レジスト下層膜形成組成物を用いることができる。EUVレジストの下層で効率的に反射を防止することができる。EUVレジスト下層膜として用いた場合は、プロセスはフォトレジスト用下層膜と同様に行うことができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
(化合物1の合成)
マグネチックスターラーを備えた500ml四ッ口フラスコに、24.50gの2−ヒドロキシエチルメチルスルホン、26.20gの臭化アリル、29.96gの炭酸カリウム、192gのアセトンを仕込み、還流条件下、12時間攪拌した。アセトンを減圧留去後、70gの酢酸エチルで希釈し、50gの純水で2回洗浄した。有機相を濃縮乾燥し、化合物1を14.00g得た(収率:43%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:3.01ppm(s、3H)、3.23ppm(t、J=5.3Hz、2H)、3.89ppm(t、J=5.3Hz、2H)、4.03ppm(dt、J=5.7Hz、1.6Hz、2H)、5.23ppm(dq、J=10.4Hz、1.6HZ、1H)、5.29ppm(dq、J=17.2Hz、1.6Hz、1H)、5.88ppm(ddt、J=17.2Hz、10.4Hz、5.7Hz、1H)。
Figure 2016179982
(化合物2の合成)
マグネチックスターラーを備えた200ml四ッ口フラスコに、12.40gの化合物1と、72gのトルエンを仕込み、Karstedt触媒(白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体0.1Mキシレン溶液)750μl、トリエトキシシラン16.5mlを加えた。その後、室温にて24時間攪拌した。反応液を濃縮乾燥後、減圧蒸留(外温:180℃乃至205℃、圧力:1torr)にて精製を行い、化合物2を9.90g得た(収率:59%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:0.60ppm乃至0.65ppm(m、2H)、1.23ppm(t、J=7.1Hz、9H)、1.65ppm乃至1.74ppm(m、2H)、3.00ppm(s、3H)、3.21ppm(t、J=5.3Hz、2H)、3.46ppm(t、J=6.9Hz、2H)、3.82ppm(q、J=7.1Hz、6H)、3.86ppm(t、J=5.3Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物3の合成)
マグネチックスターラーを備えた50ml四ッ口フラスコに、5.03gのフェニルビニルスルホン、7.13gの(3−メルカプトプロピル)トリエトキシラン、0.30gのトリエチルアミン、30gの1,2−ジクロロエタンを仕込み、室温にて29時間攪拌した。反応液を濃縮・乾燥し、化合物3を11.84g得た(収率:97%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:0.66ppm乃至0.71ppm(m、2H)、1.22ppm(t、J=7.0Hz、9H)、1.60ppm乃至1.70ppm(m、2H)、2.51ppm(t、J=7.2Hz、2H)、2.76ppm乃至2.82ppm(m、2H)、3.30ppm乃至3.35ppm(m、2H)、3.81ppm(q、J=7.0Hz、6H)、7.56ppm乃至7.62ppm(m、2H)、7.68ppm(tt、J=7.4Hz、1.2Hz、1H)、7.89ppm乃至7.94ppm(m、2H)。
Figure 2016179982
(化合物4の合成)
マグネチックスターラーを備えた100ml四ッ口フラスコに、1.50gの水素化ナトリウム(純度:55%品)、5gの脱水THF(テトラヒドロフラン)を仕込み、氷冷下、2.48gのβ−メタリルアルコールを10gの脱水THFに溶解させた溶液を滴下した。次に、4−フルオロフェニルメチルスルホンを30gの脱水THFに溶解させた溶液を滴下した。その後、室温にて20時間攪拌した。反応液を100gの酢酸エチルで希釈後、100gの純水で2回、50gの飽和食塩水で1回洗浄した。有機相を濃縮乾燥し、化合物4を6.50g得た(収率:100%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:1.84ppm(s、3H)、3.03ppm(s、3H)、4.51ppm(s、2H)、5.04ppm乃至5.10ppm(m、2H)、7.03ppm(d、J=9.2Hz、2H)、7.85ppm(d、J=9.2Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物5の合成)
マグネチックスターラーを備えた100ml四ッ口フラスコに、6.50gの化合物4、39gのトルエンを仕込み、Karstedt触媒(白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体 0.1Mキシレン溶液)1450μl、トリエトキシシラン13.6mlを加えた。その後、50℃にて9時間攪拌した。反応液を濃縮乾燥後、減圧蒸留(外温:200℃乃至245℃、圧力:1torr)にて精製を行い、化合物5を3.03g得た(収率:27%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:0.62ppm(dd、J=15.3Hz、8.2Hz、1H)、0.86ppm(dd、J=15.3Hz、5.9Hz、1H)、1.12ppm(d、J=6.7Hz、3H)、1.22ppm(t、J=7.0Hz、9H)、2.16ppm乃至2.28ppm(m、1H)、3.03ppm(s、3H)、3.78ppm(dd、J=9.0Hz、7.0Hz、1H)、3.82ppm(q、J=7.0Hz、6H)、3.93ppm(dd、J=9.2Hz、5.7Hz、1H)、7.02ppm(d、J=9.0Hz、2H)、7.84ppm(d、J=9.0Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物6の合成)
マグネチックスターラーを備えた50ml四ッ口フラスコに、4.00gの4−(クロロメチル)トリメトキシシリルベンゼン、2.89gのp−トルエンスルフィン酸ナトリウム、16gのアセトニトリル、16gのDMF(ジメチルフォルムアミド)を仕込み、60℃にて7時間攪拌した。反応液を100gの酢酸エチルで希釈後、35gの純水で2回洗浄した。さらに、有機相を硫酸ナトリウムで脱水処理した後、濃縮乾燥し、化合物6を5.79g得た(収率:97%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:2.41ppm(s、3H)、3.61ppm(s、9H)、4.30ppm(s、2H)、7.13ppm(d、J=8.4Hz、2H)、7.23ppm(d、J=8.4Hz、2H)、7.50ppm(d、J=8.4Hz、2H)、7.55ppm(d、J=8.4Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物7の合成)
マグネチックスターラーを備えた200ml四ッ口フラスコに、10.00gの4−(クロロメチル)スチレン、12.26gのp−トルエンスルフィン酸ナトリウム、40gのDMFを仕込み、60℃にて3時間攪拌した。反応液を320gの純水に加え、析出した結晶をろ過した。この結晶を48gの2−プロパノールで洗浄した後、ろ過乾燥し、化合物7を15.39g得た(収率:86%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:2.42ppm(s、3H)、4.28ppm(s、2H)、5.28ppm(d、J=11.0Hz、1H)、5.75ppm(d、J=17.6Hz、1H)、6.68ppm(dd、J=17.6Hz、11.0Hz、1H)、7.04ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.24ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.30ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.52ppm(d、J=8.0Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物8の合成)
マグネチックスターラーを備えた200ml四ッ口フラスコに、8.00gの化合物7と、64gのトルエンを仕込み、Karstedt触媒(白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体 0.1Mキシレン溶液)1780μl、トリエトキシシラン12.1mlを加えた。その後、80℃にて13時間攪拌した。反応液を濃縮乾燥後、減圧蒸留(外温:260℃、圧力:0.8torr)にて精製を行い、化合物8を4.81g得た(収率:37%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:0.95ppm(m、2H)、1.23ppm(t、J=7.1Hz、9H)、2.43ppm(s、3H)、2.68ppm乃至2.73ppm(m、2H)、3.83ppm(q、J=7.1Hz、6H)、4.25ppm(s、2H)、7.00ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.11ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.24ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.52ppm(s、J=8.0Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物9の合成)
マグネチックスターラーを備えた100ml四ッ口フラスコに、10.00gの4−(クロロメチル)トリメトキシシリルベンゼン、4.55gのメタンスルフィン酸ナトリウム、40gのDMFを仕込み、50℃にて4時間攪拌した。反応液を113gの酢酸エチルで希釈後、60gの純水で5回洗浄した。さらに、有機相を硫酸ナトリウムで脱水処理した後、濃縮乾燥し、化合物9を9.61g得た(収率:82%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:2.77ppm(s、3H)、3.64ppm(s、9H)、4.27ppm(s、2H)、7.44ppm(d、J=8.0Hz、2H)、7.69ppm(d、J=8.0Hz、2H)。
Figure 2016179982
(化合物10の合成)
マグネチックスターラーを備えた100ml四ッ口フラスコに、6.93gの4−(クロロメチル)トリメトキシシリルベンゼン、5.13gの4−フルオロベンゼンスルフィン酸ナトリウム、20gのDMFを仕込み、50℃にて2時間攪拌した。反応液を酢酸エチル200mlで希釈後、純水100mlで5回洗浄した。さらに、有機相を硫酸ナトリウムで脱水処理した後、濃縮乾燥し、化合物10を9.78g得た(収率:94%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:3.62ppm(s、9H)、4.32ppm(s、2H)、7.07ppm乃至7.15ppm(m、4H)、7.56ppm(d、J=8.2Hz、2H)、7.60ppm乃至7.65ppm(m、2H)。
Figure 2016179982
(化合物11の合成)
マグネチックスターラーを備えた500ml四ッ口フラスコに、20.10gの4−(トリフルオロメチルチオ)フェノール、72.85gの過ヨウ素酸ナトリウム、120gの1,2−ジクロロエタン、60gのアセトニトリル、60gの純水を仕込み、氷冷下、1.06gの塩化ルテニウム(III)を加えた。その後、室温にて22時間攪拌した。反応液を酢酸エチル 500gで希釈した後、塩を減圧吸引ろ過し、ろ液を300gの純水で2回洗浄した。有機相を20gの硫酸ナトリウムで脱水後、濃縮乾燥し、19.97gの化合物11を得た(収率:85%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:7.07ppm(d、J=8.8Hz、2H)、7.92ppm(d、J=8.8Hz、2H)
Figure 2016179982
(化合物12の合成)
マグネチックスターラーを備えた500ml四ッ口フラスコに、19.97gの化合物11、16.02gの臭化アリル、24.48gの炭酸カリウム、40gのDMFを仕込み、50℃にて、2時間攪拌した。反応液を500gの酢酸エチルで希釈した後、塩を減圧吸引ろ過し、ろ液を200gの純水で3回、100gの飽和食塩水で1回洗浄した。有機相を濃縮乾燥し、18.65gの化合物12の粗生成物を得た。この粗生成物16.00gについて、減圧蒸留(温度:125〜165℃、圧力:1torr)にて精製を行い、6.28gの化合物12を得た(収率:27%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:4.67ppm(dt、J=5.3Hz、1.6Hz、2H)、5.37ppm(dq、J=10.6Hz、1.6Hz、1H)、5.45ppm(dq、J=17.2Hz、1.6Hz、1H)、6.04ppm(ddt、J=17.2Hz、10.6Hz、5.3Hz、1H)、7.12ppm(d、J=9.0Hz、2H)、7.94ppm(d、J=9.0Hz、2H)
Figure 2016179982
(化合物13の合成)
マグネチックスターラーを備えた100ml四ッ口フラスコに、6.11gの化合物12、37gのトルエンを仕込み、340μlのKarstedt触媒(白金(0)−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体 0.1Mキシレン溶液)、4.52gのトリエトキシシランを加えた。その後、40℃にて5時間攪拌した。反応液を濃縮乾燥後、減圧蒸留(外温:175〜200℃、圧力:1torr)にて精製を
行い、1.06gの化合物13を得た(収率:11%)。
H−NMR(400MHz)、CDCl溶媒中で測定:0.75〜0.80ppm(m、2H)、1.23ppm(t、J=7.1Hz、9H)、1.91〜2.00ppm(m、2H)、3.83ppm(q、J=7.1Hz、6H)、4.08ppm(t、J=6.7Hz、2H)、7.08ppm(d、J=8.8Hz、2H)、7.93ppm(d、J=8.8Hz、2H)
Figure 2016179982
(合成例1)
トリエトキシ(3−(2−(フェニルスルホニル)エチルチオ)プロピル)シラン(化合物3)3.43g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.57g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.51g(25mol%)、アセトン53.26gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.24gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−1)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(合成例2)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.32g(5mol%)、トリエトキシ(3−(2−(フェニルスルホニル)エチルチオ)プロピル)シラン(化合物3)3.26g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.41g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン5.72g(20mol%)、アセトン53.58gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.70gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−2)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(合成例3)
トリエトキシ(2−メチル−3−(4−(メチルスルホニル)フェノキシ)プロピル)シラン(化合物5)3.30g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.65g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.54g(25mol%)、アセトン53.24gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.27gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−3)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(合成例4)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.33g(5mol%)、トリエトキシ(2−メチル−3−(4−(メチルスルホニル)フェノキシ)プロピル)シラン(化合物5)3.15g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.49g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン5.74g(20mol%)、アセトン53.56gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.74gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−4)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2200であった。
(合成例5)
トリメトキシ(4−(トシルメチル)フェニル)シラン(化合物6)3.11g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.78g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.57g(25mol%)、アセトン53.20gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.33gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−5)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1900であった。
(合成例6)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.35g(5mol%)、トリメトキシ(4−(トシルメチル)フェニル)シラン(化合物6)2.97g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.60g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン5.77g(20mol%)、アセトン53.53gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.79gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−6)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(合成例7)
トリエトキシ(4−(トシルメチル)フェネチル)シラン(化合物8)3.66g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.42g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.46g(25mol%)、アセトン53.30gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.16gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−7)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1400であった。
(合成例8)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.30g(5mol%)、トリエトキシ(4−(トシルメチル)フェネチル)シラン(化合物8)3.48g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.27g(70mol%)メチルトリエトキシシラン5.69g(20mol%)、アセトン53.62gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.64gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−8)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(合成例9)
4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.51g(5mol%)、テトラエトキシシラン25.19g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.70g(25mol%)、アセトン53.09gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.52gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−9)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw3000であった。
(合成例10)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.40g(5mol%)、4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.39g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.97g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン5.86g(20mol%)、アセトン53.42gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.96gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−10)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2500であった。
(合成例11)
4−((p−フルオロフェニルスルホニル)メチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物10)3.14g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.76g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.57g(25mol%)、アセトン53.21gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.32gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−11)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2400であった。
(合成例12)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.34g(5mol%)、4−((p−フルオロフェニルスルホニル)メチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物10)3.00g(5mol%)、テトラエトキシシラン23.58g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン5.77g(20mol%)、アセトン53.53gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.78gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−12)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2000であった。
(合成例13)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.30g(5mol%)、4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.32g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.94g(75mol%)、メチルトリエトキシシラン2.85g(10mol%)、(4−(1−エトキシエトキシ)フェニル)トリメトキシシラン2.29g(5mol%)、アセトン53.53gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.79gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−13)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2500であった。
(合成例14)
4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.43g(5mol%)、テトラエトキシシラン26.17g(75mol%)、メチルトリエトキシシラン4.48g(15mol%)、(4−(1−エトキシエトキシ)フェニル)トリメトキシシラン2.40g(5mol%)、アセトン53.21gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.32gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−14)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2500であった。
(合成例15)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.30g(5mol%)、4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.31g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.91g(75mol%)、メチルトリエトキシシラン2.76g(9.7mol%)、(4−(1−エトキシエトキシ)フェニル)トリメトキシシラン2.28g(5mol%)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール0.13g(0.3mol%)、アセトン53.54gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.10mol/lの塩酸10.79gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノエチルエーテル72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液を得た。希釈し、140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−15)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2500であった。
(合成例16)
4−(メチルスルホニルメチル)フェニルトリメトキシシラン(化合物9)2.43g(5mol%)、テトラエトキシシラン26.13g(75mol%)、メチルトリエトキシシラン4.38g(14.7mol%)、(4−(1−エトキシエトキシ)フェニル)トリメトキシシラン2.40g(5mol%)、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール0.14g(0.3mol%)、アセトン53.22gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.10mol/lの塩酸11.32gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノエチルエーテル72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液を得た。希釈し、140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−16)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2500であった。
(合成例17)
3.44g(5mol%)の(3−(4−((トリフルオロメチル)スルホニル)フェノキシ)プロピル)トリエトキシシラン(化合物13)、23.30g(70mol%)のテトラエトキシシラン、5.70g(20mol%)のメチルトリエトキシシラン、3.30g(5mol%)の3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート、53.61gのアセトンを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸10.66gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるメタノール、エタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(A−17)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1500であった。
(比較合成例1)
3−(トリエトキシシリルプロピル)ジアリルイソシアヌレート3.48g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.53g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.50g(25mol%)、アセトン53.27gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.22gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(B−1)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1800であった。
Figure 2016179982
(比較合成例2)
3−トリエトキシシリルプロポキシメチルエチルスルホン(化合物2)2.81g(5mol%)、テトラエトキシシラン24.98g(70mol%)、メチルトリエトキシシラン7.64g(25mol%)、アセトン53.15gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながら0.01mol/lの塩酸11.42gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、塩酸、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物(ポリマー)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を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、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20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15重量パーセントとなるように調整した。得られたポリマーは式(B−2)に相当し、GPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1600であった。
Figure 2016179982
(レジスト下層膜形成組成物の調製)
上記合成例1乃至合成例17及び比較合成例1及び比較合成例2で得られたケイ素含有ポリマー、酸、硬化触媒、添加剤、溶媒、水を表1に示す割合になるように混合し、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、レジスト下層膜形成組成物の溶液をそれぞれ調製した。表1中のポリマーの添加割合はポリマー溶液の質量ではなく、ポリマー自体の質量を示した。
表1中でマレイン酸はMA、塩化トリエチルベンジルアンモニウムはBTEAC、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾールはIMIDTEOS、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はTPS105、マレイン酸モノトリフェニルスルホニウムはTPSMA、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネートはTPSCS、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートはPGMEA、プロピレングリコールモノエチルエーテルはPGEE、プロピレングリコールモノメチルエーテルはPGMEと略した。水は超純水を用いた。各添加量は質量部で示した。
Figure 2016179982
(有機下層膜(A層)の調製)
窒素下、100mL四口フラスコにカルバゾール(6.69g、0.040mol、東京化成工業(株)製)、9−フルオレノン(7.28g、0.040mol、東京化成工業(株)製)、パラトルエンスルホン酸一水和物(0.76g、0.0040mol、東
京化成工業(株)製)を加え、1,4−ジオキサン(6.69g、関東化学(株)製)を仕込み撹拌し、100℃まで昇温し溶解させ重合を開始した。24時間後60℃まで放冷後、クロロホルム(34g、関東化学(株)製)を加え希釈し、メタノール(168g、関東化学(株)製)へ再沈殿させた。得られた沈殿物をろ過し、減圧乾燥機で80℃、24時間乾燥し、目的とするポリマー(式(C−1)、以下PCzFLと略す)9.37gを得た。
Figure 2016179982
PCzFLのH−NMRの測定結果は以下の通りであった。
H−NMR(400MHz,DMSO−d):δ7.03−7.55(br、12H)、δ7.61−8.10(br、4H)、δ11.18(br、1H)。
PCzFLのGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは2800、多分散度Mw/Mnは1.77であった。
得られた樹脂20gに、架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル(三井サイテック(株)製、商品名パウダーリンク1174)3.0g、触媒としてピリジニウムパラトルエンスルホネート0.30g、界面活性剤としてメガファックR−30(大日本インキ化学(株)製、商品名)0.06gを混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート88gに溶解させ溶液とした。その後、孔径0.10μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いて濾過し、更に、孔径0.05μmのポリエチレン製ミクロフィルターを用いて濾過して、多層膜によるリソグラフィープロセスに用いる有機下層膜(A層)形成組成物の溶液を調製した。
(光学定数測定)
実施例1乃至実施例24、比較例1及び比較例2で調製したSi含有レジスト下層膜形成組成物をスピナーを用い、シリコンウェハー上にそれぞれ塗布した。ホットプレート上で200℃1分間加熱し、Si含有レジスト下層膜(膜厚0.05μm)を形成した。そして、これらのレジスト下層膜を分光エリプソメーター(J.A. Woollam社製、VUV−VASE VU−302)を用い、波長193nmでの屈折率(n値)及び光学吸光係数(k値、減衰係数とも呼ぶ)を測定した。
(ドライエッチング速度の測定)
ドライエッチング速度の測定に用いたエッチャー及びエッチングガスは以下のものを用いた。
ES401(日本サイエンティフィック製):CF
RIE−10NR(サムコ製):O
実施例1乃至実施例24、比較例1及び比較例2で調製したSi含有レジスト下層膜形成組成物の溶液をスピナーを用い、シリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で240℃1分間加熱し、Si含有レジスト下層膜(膜厚0.08μm(CFガスでのエッチング速度測定用)、0.05μm(Oガスでのエッチング速度測定用)をそれぞれ形成した。また、同様に有機下層膜形成組成物をスピナーを用い、シリコンウェハー上に塗膜を形成(膜厚0.20μm)した。エッチングガスとしてOガスを使用してドライエッチング速度を測定し、実施例1乃至比較例20、並びに比較例1及び比較例2のSi含有レジスト下層膜のドライエッチング速度の比較を行った。
(レジストパターニング評価)
上記式で得られた有機下層膜(A層)形成組成物をシリコンウエハー上に塗布し、ホットプレート上で240℃で60秒間ベークし、膜厚200nmの有機下層膜(A層)を得
た。その上に、実施例1乃至実施例24、並びに比較例1及び比較例2で得られたSi含有レジスト下層膜(B層)形成組成物を塗布し、ホットプレート上で240℃で45秒間ベークし、Si含有レジスト下層膜(B層)を得た。Si含有レジスト下層膜(B層)の膜厚は45nmであった。
その上に市販のフォトレジスト溶液(JSR(株)製、商品名AR2772)をスピナーによりそれぞれ塗布し、ホットプレート上で110℃にて60秒間ベークし、膜厚120nmのフォトレジスト膜(C層)を形成した。レジストのパターニングはNIKON社製ArF露光機S−307E(波長193nm、NA、σ:0.85、0.93/0.85(Dipole)液浸液:水)を用いて行った。ターゲットは現像後にフォトレジストのライン幅およびそのライン間の幅が0.065μmである、いわゆるラインアンドスペース(デンスライン)が形成されるように設定されたマスクを通して露光を行った。
その後、ホットプレート上110℃で60秒間ベークし、冷却後、60秒シングルパドル式工程にて2.38質量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(現像液)で現像した。リソグラフィーが行われた後のレジストパターン裾形状においてラインが矩形なものをストレートとし、ライン底部の太りをフッティングとした。
表2に193nmの波長での屈折率n、193nmの波長での光学吸収係数k、フッ素系ガス(CFガス)でのエッチレート(エッチング速度:nm/分)、酸素系ガス(Oガス)耐性は、〔本願レジスト下層膜(B層)〕/〔有機下層膜(A層)〕のエッチレート比で示した。また、リソグラフィー評価後のレジストのすそ形状を観察し結果を示した。
Figure 2016179982
(溶媒現像プロセスによるレジストパターニング評価)
上記式で得られた有機下層膜(A層)形成組成物をシリコンウエハー上に塗布し、ホットプレート上で240℃で60秒間ベークし、膜厚200nmの有機下層膜(A層)を得た。その上に、本願レジスト下層膜形成組成物を塗布し、ホットプレート上で240℃で1分間加熱し、膜厚35nmのレジストの下層膜(B層)を形成した。その上に市販のフォトレジスト溶液(富士フイルム(株)製、商品名FAiRS−9521NT05)をスピナーによりそれぞれ塗布し、ホットプレート上で100℃にて1分間加熱し、膜厚85
nmのフォトレジスト膜(C層)を形成した。
続いて、(株)ニコン製NSR−S307Eスキャナー(波長193nm、NA、σ:0.85、0.93/0.85)を用い、現像後にフォトレジストのライン幅及びそのライン間の幅が0.065μm、すなわち0.065μmのラインアンドスペース(L/S)=1/1のデンスラインが形成されるように設定されたマスクを通して露光を行った。その後、ホットプレート上100℃で60秒間ベークし、冷却後、酢酸ブチル(溶剤現像液)を用いて60秒現像し、レジスト下層膜(B層)上にネガ型のパターンを形成した。
得られたフォトレジストパターンについて、大きなパターン剥がれやアンダーカットが発生しないものを良好と評価し表3に記載した。
Figure 2016179982
ハードマスクとして又は反射防止膜として使用できるレジスト下層膜を形成するためのリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物として利用できる。そして、上塗りレジストとのインターミキシングを起こさない。フッ素系のエッチングガスではレジストに比較して大きなドライエッチング速度を有し、レジストパターンを本願レジスト下層膜に転写す
ることができ、また酸素系エッチングガスに対してはエッチング耐性を示し有機下層膜にレジストパターンを転写することができる。このように矩形なパターンで基板加工が可能なレジスト下層膜を形成するためのレジスト下層膜形成組成物、並びに該組成物の主成分として、該レジスト下層膜の形成に特に有効な新規シラン化合物を提供する。

Claims (1)

  1. 下記式(5):
    Figure 2016179982
    〔式(5)中、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表す。aは1の整数を表す。Rは下記式(6):
    Figure 2016179982
    (式(6)中、R、Ar、R、Ar、及びRの有機基のうち1個の有機基はSi−C結合でSi原子と結合しているものであり、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Rはスルフィド結合又はエーテル結合を有していてもよい2価乃至4価の炭化水素基を表し、Rは置換されていてもよい1価乃至4価の炭化水素基を表し、Ar及びArはそれぞれ置換されていてもよいフェニレン基又はフェニル基を表し、nは1の整数を表し、n、n、n、及びnはそれぞれ0又は1の整数を表し、nとnは同時に0の整数ではない。)で表される基を表す。〕で表される化合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017145809A1 (ja) * 2016-02-24 2018-12-13 日産化学株式会社 シリコン含有パターン反転用被覆剤

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6120013B2 (ja) * 2012-04-23 2017-04-26 日産化学工業株式会社 添加剤を含むケイ素含有euvレジスト下層膜形成組成物
KR102307204B1 (ko) * 2012-07-30 2021-10-01 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 설폰산오늄염을 함유하는 규소함유 euv 레지스트 하층막 형성 조성물
JP5830044B2 (ja) * 2013-02-15 2015-12-09 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法
CN103755604B (zh) * 2014-01-20 2016-04-06 湖南有色郴州氟化学有限公司 氢氟醚砜类化合物及其制备方法、锂离子电池电解液
KR102314080B1 (ko) 2014-06-17 2021-10-18 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 페닐기 함유 크로모퍼를 갖는 실리콘 함유 레지스트 하층막 형성 조성물
WO2015198945A1 (ja) * 2014-06-23 2015-12-30 日産化学工業株式会社 スルホニル結合を有するシラン化合物の製造方法
US9920004B2 (en) 2014-06-26 2018-03-20 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing phenolic compound
KR102417843B1 (ko) 2014-07-15 2022-07-06 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 할로겐화설포닐알킬기를 가지는 실리콘 함유 레지스트 하층막 형성 조성물
US10845703B2 (en) 2014-11-19 2020-11-24 Nissan Chemical Industries, Ltd. Film-forming composition containing silicone having crosslinking reactivity
CN107003613B (zh) 2014-12-08 2021-06-15 日产化学工业株式会社 包含具有含卤素的羧酸酰胺基的水解性硅烷的光刻用抗蚀剂下层膜形成用组合物
WO2016121686A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 日産化学工業株式会社 カーボネート骨格を有する加水分解性シランを含むリソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物
KR102587656B1 (ko) * 2015-06-11 2023-10-11 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 감방사선성 조성물
CN107848965B (zh) * 2015-07-21 2019-09-24 住友化学株式会社 4-(三氟甲磺酰基)苯酚化合物的制造方法
JP2017120359A (ja) * 2015-12-24 2017-07-06 Jsr株式会社 半導体用ケイ素含有膜形成用材料及びパターン形成方法
JPWO2017169487A1 (ja) * 2016-03-30 2019-02-07 Jsr株式会社 レジストプロセス用膜形成材料及びパターン形成方法
JP6897071B2 (ja) * 2016-11-25 2021-06-30 Jsr株式会社 レジストプロセス用膜形成材料、パターン形成方法及び重合体
WO2018190380A1 (ja) * 2017-04-14 2018-10-18 日産化学株式会社 炭素原子間の不飽和結合によるプラズマ硬化性化合物を含む段差基板被覆膜形成組成物
US20180364576A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Coating compositions for use with an overcoated photoresist
US11320738B2 (en) 2018-06-27 2022-05-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Pattern formation method and material for manufacturing semiconductor devices
JP7307004B2 (ja) * 2019-04-26 2023-07-11 信越化学工業株式会社 ケイ素含有レジスト下層膜形成用組成物及びパターン形成方法
CN115947751B (zh) * 2023-03-15 2023-06-16 北京奇点势能科技有限公司 SuFEx点击化学硫醚硅烷偶联剂及其制备方法和应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3483241A (en) * 1967-12-20 1969-12-09 Gen Electric Organosulfonylalkylsilanes and methods for making them
JP2003321479A (ja) * 2002-05-02 2003-11-11 Japan Science & Technology Corp 光分解性シランカップリング剤
WO2004067540A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Nippon Soda Co., Ltd. 光変換性有機薄膜を形成する新規化合物および有機薄膜形成体
JP2005112732A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Rikogaku Shinkokai シランカップリング剤
WO2006013886A1 (ja) * 2004-08-04 2006-02-09 Nippon Soda Co., Ltd. 光感応性新規化合物及び有機薄膜形成体
JP2006122748A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Nippon Soda Co Ltd 有機薄膜形成方法及び有機薄膜形成用溶液
JP2006178274A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Nippon Soda Co Ltd 有機薄膜表面物性の変換方法
JP2008050321A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Univ Kanagawa 光分解性カップリング剤
WO2009087981A1 (ja) * 2008-01-11 2009-07-16 Kri Inc. 重合性化合物及びこの製造方法
JP2010157532A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2011020924A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Kri Inc フッ素化合物及びその製造方法
WO2011033965A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 日産化学工業株式会社 スルホンアミド基を有するシリコン含有レジスト下層膜形成組成物

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0227608D0 (en) * 2002-11-27 2002-12-31 Univ Manchester Resin cross-linking
JP4906305B2 (ja) * 2004-12-07 2012-03-28 日本曹達株式会社 光感応性新規化合物及び有機薄膜形成体
EP1896036B1 (en) * 2005-06-15 2013-01-23 Cambridge Enterprise Limited Anti-inflammatory agents
US8426112B2 (en) * 2007-09-11 2013-04-23 Nissan Chemical Industries, Ltd. Resist underlayer film forming composition containing polymer having nitrogen-containing silyl group
WO2009088039A1 (ja) * 2008-01-11 2009-07-16 Nissan Chemical Industries, Ltd. ウレア基を有するシリコン含有レジスト下層膜形成組成物
JP2009244722A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Jsr Corp レジスト下層膜用組成物及びその製造方法
CN102124064B (zh) * 2008-08-18 2014-09-03 日产化学工业株式会社 具有*基的含硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物
JP5237743B2 (ja) * 2008-10-02 2013-07-17 東京応化工業株式会社 レジスト下層膜形成用組成物
JP5534230B2 (ja) * 2008-12-19 2014-06-25 日産化学工業株式会社 アニオン基を有するシリコン含有レジスト下層膜形成組成物
CN102460301B (zh) * 2009-06-02 2014-08-06 日产化学工业株式会社 含有带硫醚键的硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3483241A (en) * 1967-12-20 1969-12-09 Gen Electric Organosulfonylalkylsilanes and methods for making them
JP2003321479A (ja) * 2002-05-02 2003-11-11 Japan Science & Technology Corp 光分解性シランカップリング剤
WO2004067540A1 (ja) * 2003-01-31 2004-08-12 Nippon Soda Co., Ltd. 光変換性有機薄膜を形成する新規化合物および有機薄膜形成体
JP2005112732A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Rikogaku Shinkokai シランカップリング剤
WO2006013886A1 (ja) * 2004-08-04 2006-02-09 Nippon Soda Co., Ltd. 光感応性新規化合物及び有機薄膜形成体
JP2006122748A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Nippon Soda Co Ltd 有機薄膜形成方法及び有機薄膜形成用溶液
JP2006178274A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Nippon Soda Co Ltd 有機薄膜表面物性の変換方法
JP2008050321A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Univ Kanagawa 光分解性カップリング剤
WO2009087981A1 (ja) * 2008-01-11 2009-07-16 Kri Inc. 重合性化合物及びこの製造方法
JP2010157532A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2011020924A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Kri Inc フッ素化合物及びその製造方法
WO2011033965A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 日産化学工業株式会社 スルホンアミド基を有するシリコン含有レジスト下層膜形成組成物

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LACOMBE, FABRICE; RADKOWSKI, KARIN; SEIDEL, GUNTER; FURSTNER, ALOIS: "(E)-Cycloalkenes and (E,E)-cycloalkadienes by ring closing diyne- or enyne-yne metathesis/semi-redu", TETRAHEDRON, vol. 60(34), JPN6016050533, 2004, pages 7315 - 7324, ISSN: 0003474417 *
ORGANIC LETTERS, vol. 14(6), JPN6016050538, 2012, pages 1552 - 1555, ISSN: 0003542221 *
TILLMAN, NOLAN; ULMAN, ABRAHAM; ELMAN, JAMES F.: "A novel self-assembling monolayer film containing a sulfone-substituted aromatic group", LANGMUIR, vol. 6(9), JPN6016050536, 1990, pages 1512 - 18, ISSN: 0003474418 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017145809A1 (ja) * 2016-02-24 2018-12-13 日産化学株式会社 シリコン含有パターン反転用被覆剤
JP7143763B2 (ja) 2016-02-24 2022-09-29 日産化学株式会社 シリコン含有パターン反転用被覆剤

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