JP2017068049A - Composition for forming silicon-containing film for multilayer resist process, and method for forming pattern - Google Patents

Composition for forming silicon-containing film for multilayer resist process, and method for forming pattern Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a silicon-containing film for a multilayer resist process, which has excellent durability against a solvent of a resist composition in both processes of positive development with an alkali solution and negative development with an organic solvent, an excellent antireflection property and adhesiveness to a resist film, and a high pattern transfer property by etching, and gives a good shape of a resist pattern with little collapse.SOLUTION: The composition for forming a silicon-containing film for a multilayer resist process comprises polysiloxane and an organic solvent. The polysiloxane comprises a hydrolyzed condensate of a compound comprising a first silane compound having at least one of a group containing a cyclic carbonate structure and a group containing a lactone structure, in which a content percentage of a structural unit derived from the first silane compound to the whole structural units constituting the polysiloxane is 0.1 mol% or more and 30 mol% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process and a pattern forming method.

半導体用素子等のパターン形成には、反射防止膜上に形成されたレジストを用いた現像プロセス及び現像後のレジストパターンをマスクに利用した有機材料や無機材料のエッチングが多用されている。しかしながら、半導体素子等の高集積化に伴い、現像後のレジストパターンが剥離してしまう問題が生じている。また、レジストの微細化及び薄膜化に伴い、レジストと反射防止膜とのエッチング速度が似通っているため、反射防止膜の下層の有機材料や無機材料を微細に加工できないという問題がある。   For pattern formation of semiconductor elements and the like, a development process using a resist formed on an antireflection film and an etching of an organic material or an inorganic material using a resist pattern after development as a mask are frequently used. However, with the high integration of semiconductor elements and the like, there is a problem that the resist pattern after development is peeled off. Further, with the miniaturization and thinning of the resist, the etching rate between the resist and the antireflection film is similar, so that there is a problem that the organic material and inorganic material under the antireflection film cannot be processed finely.

上記問題点を解決するため、レジストと有機反射防止膜の間に無機系のレジスト下層膜を設け、まずレジストパターンをマスクに利用してこのレジスト下層膜をエッチングし、得られたレジスト下層膜のパターンをマスクに利用して下層の有機材料をエッチングする多層レジストプロセス技術が検討されている(国際公開第2006/126406号参照)。   In order to solve the above problems, an inorganic resist underlayer film is provided between the resist and the organic antireflection film, and this resist underlayer film is first etched using the resist pattern as a mask. A multilayer resist process technique for etching a lower layer organic material using a pattern as a mask has been studied (see International Publication No. 2006/126406).

一方、化学増幅型レジスト材料の特徴を利用し解像力を高める技術として、現像液にアルカリ水溶液よりも極性の低い有機溶媒を用い、露光部をパターンとして形成する技術が開示されている(特開2000−199953号公報参照)。このような現像後に露光部がパターンとして残るネガ現像プロセスと、現像後に未露光部がパターンとして残るポジ現像プロセスでは、パターンとして残るレジストの性状が異なる為、それぞれのプロセスにおける適した多層レジストプロセス用レジスト下層膜は一般的に異なる。   On the other hand, as a technique for enhancing the resolving power by utilizing the characteristics of a chemically amplified resist material, a technique for forming an exposed portion as a pattern by using an organic solvent having a polarity lower than that of an alkaline aqueous solution as a developing solution is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000). -See 199953). In such a negative development process where the exposed area remains as a pattern after development and a positive development process where the unexposed area remains as a pattern after development, the properties of the resist remaining as a pattern differ. The resist underlayer is generally different.

国際公開第2006/126406号International Publication No. 2006/126406 特開2000−199953号公報JP 2000-199953 A

パターンの微細化が進むにつれて、上記レジスト下層膜に対してより高い性能が求められるようになってきた。本発明の課題は、アルカリ溶液によるポジ現像、有機溶媒によるネガ現像のどちらのプロセスにおいても、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、レジスト膜に対する反射防止性や密着性に優れ、エッチングによる高いパターン転写性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ない多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物、及び微細化が可能なパターン形成方法を提供することである。   As the pattern becomes finer, higher performance is required for the resist underlayer film. The problem of the present invention is that the resist composition is excellent in resistance to a solvent in both the positive development using an alkali solution and the negative development using an organic solvent, has excellent antireflection properties and adhesion to a resist film, and has a high pattern by etching. It is to provide a silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process having a transfer property, having a good resist pattern shape and less falling down, and a pattern forming method capable of being miniaturized.

上記課題を解決するためになされた発明は、ポリシロキサン(以下、「[A]ポリシロキサン」ともいう)、及び有機溶媒(以下、「[B]有機溶媒」ともいう)を含有し、上記[A]ポリシロキサンが、環状カーボネート構造を含む基及びラクトン構造を含む基の少なくとも一方を有する第1シラン化合物(以下、「シラン化合物(I)」ともいう)を含有する化合物(以下、「化合物(A)」ともいう)の加水分解縮合物を含み、上記シラン化合物(I)に由来する構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)の上記[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合が、0.1モル%以上30モル%以下である多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物である。   The invention made to solve the above-mentioned problems contains polysiloxane (hereinafter also referred to as “[A] polysiloxane”) and an organic solvent (hereinafter also referred to as “[B] organic solvent”). A] A compound (hereinafter referred to as “compound (I)”) containing a first silane compound (hereinafter also referred to as “silane compound (I)”) having at least one of a group containing a cyclic carbonate structure and a group containing a lactone structure. A) ”) and the structural unit derived from the silane compound (I) (hereinafter also referred to as“ structural unit (I) ”) constituting the [A] polysiloxane. The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process, wherein the content ratio relative to the unit is 0.1 mol% or more and 30 mol% or less.

上記環状カーボネート構造及びラクトン構造は単環構造であることが好ましい。   The cyclic carbonate structure and lactone structure are preferably monocyclic structures.

上記シラン化合物(I)は、下記式(1)で表されることが好ましい。

Figure 2017068049
(式(1)中、Rは、環員数5〜20の環状カーボネート構造又は環員数4〜20のラクトン構造を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。aは、1〜3の整数である。bは、0〜2の整数である。cは、1〜3の整数である。但し、a+b+cは4である。aが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。bが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。cが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。) The silane compound (I) is preferably represented by the following formula (1).
Figure 2017068049
(In Formula (1), R 1 is a monovalent group containing a cyclic carbonate structure having 5 to 20 ring members or a lactone structure having 4 to 20 ring members. R 2 is cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted. R 3 is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. A is an integer of 1 to 3. b is an integer of 0 to 2. c is an integer of 1 to 3. However, a + b + c is 4. a is 2 or more. A plurality of R 1 groups may be the same or different, and when b is 2, two R 2 groups may be the same or different, and when c is 2 or more, a plurality of R 3 groups are the same or different. May be.)

上記化合物(A)は下記式(2)で表される第2シラン化合物(以下、「シラン化合物(II)」ともいう)をさらに含有することが好ましい。

Figure 2017068049
(式(2)中、Xは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。4つのXは同一でも異なっていてもよい。) The compound (A) preferably further contains a second silane compound represented by the following formula (2) (hereinafter also referred to as “silane compound (II)”).
Figure 2017068049
(In the formula (2), X is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. May be good.)

上記シラン化合物(II)に由来する構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)の上記[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合としては、20モル%以上95モル%以下が好ましい。   The content ratio of the structural unit derived from the silane compound (II) (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”) to the total structural units constituting the [A] polysiloxane is 20 mol% or more and 95 mol%. The following is preferred.

上記化合物(A)が下記式(3)で表される第3シラン化合物(以下、「シラン化合物(III)」ともいう)をさらに含有することが好ましい。

Figure 2017068049
(式(3)中、Rは、炭素数2〜10のアルケニル基、又は環員数6〜20の芳香族炭素環若しくは環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。dは、1〜3の整数である。eは、0〜2の整数である。fは、1〜3の整数である。但し、d+e+fは4である。dが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。eが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。fが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。) The compound (A) preferably further contains a third silane compound represented by the following formula (3) (hereinafter also referred to as “silane compound (III)”).
Figure 2017068049
(In Formula (3), R 4 is a monovalent group containing an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aromatic carbocyclic ring having 6 to 20 ring members, or an aromatic heterocyclic ring having 4 to 20 ring members. R 5 is a cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyano group, and R 6 is a hydrogen atom , A monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom, d is an integer of 1 to 3. e is an integer of 0 to 2. F is an integer of 1 to 3. However, d + e + f is 4. When d is 2 or more, a plurality of R 4 may be the same or different, and when e is 2, two R 5 in the case of two or more is also good .f be the same or different, a plurality of R 6 is be the same or different from each other .)

上記シラン化合物(III)に由来する構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)の上記[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合としては、0.1モル%以上30モル%以下が好ましい。   The content ratio of the structural unit derived from the silane compound (III) (hereinafter also referred to as “structural unit (III)”) to the total structural units constituting the [A] polysiloxane is 0.1 mol% or more and 30 Mole% or less is preferable.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する工程(以下、「シリコン含有膜形成工程」ともいう)と、上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側にレジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)と、フォトマスクを透過させることにより選択的に放射線を照射して上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)と、上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程(以下、「現像工程」ともいう)と、上記レジストパターンをマスクとして、上記シリコン含有膜及び上記基板をドライエッチングする工程(以下、「エッチング工程」ともいう)とを備えるパターン形成方法である。   Another invention made in order to solve the above-mentioned problems is a step of forming a silicon-containing film on at least one surface side of a substrate with the silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process (hereinafter referred to as “silicon-containing film”). Forming step), a step of forming a resist film on the opposite side of the silicon-containing film from the substrate (hereinafter also referred to as a “resist film forming step”), and selecting by passing through a photomask A step of exposing the resist film by irradiation with radiation (hereinafter also referred to as “exposure process”) and a step of forming a resist pattern by developing the exposed resist film (hereinafter referred to as “development process”). And the step of dry etching the silicon-containing film and the substrate (hereinafter referred to as “etching step”) using the resist pattern as a mask. ) And a pattern forming method comprising a.

上記シリコン含有膜形成工程の前に、上記基板の上記シリコン含有膜が形成される面側に有機下層膜を形成する工程(以下、「有機下層膜形成工程」ともいう)をさらに備え、上記エッチング工程において、さらに上記有機下層膜をエッチングすることが好ましい。   Before the silicon-containing film forming step, the method further comprises a step of forming an organic underlayer film on the surface side of the substrate on which the silicon-containing film is formed (hereinafter also referred to as “organic underlayer film forming step”), In the step, it is preferable to further etch the organic underlayer film.

本発明に係る多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物は、アルカリ溶液によるポジ現像、有機溶媒によるネガ現像のどちらのプロセスにおいても、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、レジスト膜に対する反射防止性や密着性に優れ、エッチングによる高いパターン転写性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないことを特徴とする。   The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to the present invention is excellent in resistance to a solvent of a resist composition in both positive development with an alkaline solution and negative development with an organic solvent, and antireflection properties for a resist film. It is characterized in that it has excellent adhesiveness, has high pattern transferability by etching, has a good resist pattern shape, and has little collapse.

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明
の範囲が狭く解釈されることはない。
Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described. In addition, embodiment described below shows an example of typical embodiment of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.

<多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物>
本発明の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物(以下、単に「シリコン含有膜形成組成物」と称する)は、[A]ポリシロキサン及び[B]有機溶媒を含有する。当該シリコン含有膜形成組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、[C]窒素含有化合物、[D]酸発生剤、[E]水等の任意成分を含有していてもよい。以下、各成分について詳述する。
<Silicon-containing film forming composition for multilayer resist process>
The silicon-containing film-forming composition for multilayer resist process of the present invention (hereinafter simply referred to as “silicon-containing film-forming composition”) contains [A] polysiloxane and [B] an organic solvent. The silicon-containing film-forming composition may contain an optional component such as [C] nitrogen-containing compound, [D] acid generator, [E] water, etc., as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]ポリシロキサン>
[A]ポリシロキサンは、環状カーボネート構造を含む基及びラクトン構造を含む基の少なくとも一方を有するシラン化合物(I)を含有する化合物の加水分解縮合物を含む。また、上記シラン化合物(I)に由来する構造単位(I)の上記ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合が0.1モル%以上30モル%以下である。
<[A] polysiloxane>
[A] The polysiloxane includes a hydrolysis condensate of a compound containing the silane compound (I) having at least one of a group containing a cyclic carbonate structure and a group containing a lactone structure. Moreover, the content rate with respect to all the structural units which comprise the said polysiloxane of the structural unit (I) derived from the said silane compound (I) is 0.1 mol% or more and 30 mol% or less.

当該シリコン含有膜形成組成物は、上記[A]ポリシロキサン及び[B]有機溶媒を含有し、上記構造単位(I)の含有割合を上記特定範囲とすることで、アルカリ溶液によるポジ現像、有機溶媒によるネガ現像のどちらのプロセスにおいても、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、レジスト膜に対する反射防止性や密着性に優れ、エッチングによる高いパターン転写性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ない。当該シリコン含有膜形成組成物が上記構成を有することで上記効果を奏する理由としては必ずしも明確ではないが、例えば[A]ポリシロキサンが酸素原子を含む環構造により比較的高い極性を有する環状カーボネート構造及び/又はラクトン構造を、上記特定の割合で有することで、酸素エッチング耐性を維持しつつ、レジスト膜との密着性等が特に向上することなどが挙げられる。   The silicon-containing film-forming composition contains the above [A] polysiloxane and [B] organic solvent, and by making the content ratio of the structural unit (I) in the specific range, positive development with an alkaline solution, organic In both processes of negative development with a solvent, the resist composition has excellent resistance to solvents, has excellent antireflection properties and adhesion to the resist film, has high pattern transferability by etching, and has a good resist pattern shape. There is little fall. Although the reason why the silicon-containing film-forming composition has the above-described configuration has the above-mentioned effects is not necessarily clear, for example, [A] a cyclic carbonate structure having a relatively high polarity due to a ring structure containing polyoxygen. In addition, by having the lactone structure at the specific ratio, it is possible to particularly improve the adhesion with the resist film while maintaining the resistance to oxygen etching.

[A]ポリシロキサンは、構造単位(I)以外に、後述するシラン化合物(II)に由来する構造単位(II)及び後述するシラン化合物(III)に由来する構造単位(III)をさらに有していてもよく、構造単位(I)〜(III)以外のその他の構造単位を有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] In addition to the structural unit (I), the polysiloxane further has a structural unit (II) derived from a silane compound (II) described later and a structural unit (III) derived from a silane compound (III) described later. It may have other structural units other than the structural units (I) to (III). Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、シラン化合物(I)に由来する構造単位である。シラン化合物(I)は、環状カーボネート構造を含む基及びラクトン構造を含む基の少なくとも一方を有するシラン化合物である。構造単位(I)は、シラン化合物(I)を含有する化合物の加水分解縮合により形成される。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit derived from the silane compound (I). Silane compound (I) is a silane compound having at least one of a group containing a cyclic carbonate structure and a group containing a lactone structure. The structural unit (I) is formed by hydrolytic condensation of a compound containing the silane compound (I).

「環状カーボネート構造」とは、−O−C(O)−O−で表される結合を含む1つの環(環状カーボネート環)を含む構造をいう。環状カーボネート環を1つめの環として数え、環状カーボネート環のみの場合は単環の環状カーボネート構造、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環の環状カーボネート構造と称する。   The “cyclic carbonate structure” refers to a structure including one ring (cyclic carbonate ring) including a bond represented by —O—C (O) —O—. A cyclic carbonate ring is counted as the first ring, and when it is only a cyclic carbonate ring, it is called a monocyclic cyclic carbonate structure, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic cyclic carbonate structure regardless of the structure.

環状カーボネート構造としては、例えば
エチレンカーボネート構造、トリメチレンカーボネート構造、テトラメチレンカーボネート構造等の単環の環状カーボネート構造;
シクロペンチレンカーボネート構造、シクロへキシレンカーボネート構造、ノルボルニレンカーボネート構造、フェニレンカーボネート構造、ナフチレンカーボネート構造等の多環のカーボネート構造などが挙げられる。これらの中で、エチレンカーボネート構造、トリメチレンカーボネート構造及びフェニレンカーボネート構造が好ましく、エチレンカーボネート構造がより好ましい。
Examples of the cyclic carbonate structure include monocyclic cyclic carbonate structures such as an ethylene carbonate structure, a trimethylene carbonate structure, and a tetramethylene carbonate structure;
Examples thereof include polycyclic carbonate structures such as a cyclopentylene carbonate structure, a cyclohexylene carbonate structure, a norbornylene carbonate structure, a phenylene carbonate structure, and a naphthylene carbonate structure. Among these, an ethylene carbonate structure, a trimethylene carbonate structure, and a phenylene carbonate structure are preferable, and an ethylene carbonate structure is more preferable.

「ラクトン構造」は、−O−C(O)−で表される結合を含む1つの環(ラクトン環)を含む構造をいう。ラクトン環を1つめの環として数え、ラクトン環のみの場合は単環のラクトン構造、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環のラクトン構造と称する。   “Lactone structure” refers to a structure containing one ring (lactone ring) containing a bond represented by —O—C (O) —. The lactone ring is counted as the first ring. When only the lactone ring is present, it is called a monocyclic lactone structure, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic lactone structure regardless of the structure.

ラクトン構造としては、例えば
プロピオラクトン構造、ブチロラクトン構造、バレロラクトン構造、カプロラクトン構造等の単環のラクトン構造;
シクロペンタンラクトン構造、シクロヘキサンラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造、ベンゾブチロラクトン構造、ベンゾバレロラクトン構造等の多環のラクトン構造などが挙げられる。これらの中でプロピオラクトン構造、ブチロラクトン構造、バレロラクトン構造及びベンゾブチロラクトン構造が好ましく、ブチロラクトン構造がより好ましい。
Examples of the lactone structure include monocyclic lactone structures such as a propiolactone structure, a butyrolactone structure, a valerolactone structure, and a caprolactone structure;
Examples thereof include polycyclic lactone structures such as a cyclopentane lactone structure, a cyclohexane lactone structure, a norbornane lactone structure, a benzobutyrolactone structure, and a benzovalerolactone structure. Among these, a propiolactone structure, a butyrolactone structure, a valerolactone structure and a benzobutyrolactone structure are preferable, and a butyrolactone structure is more preferable.

環状カーボネート構造及びラクトン構造としては、シリコン含有膜とレジスト膜との間の密着性をより高める観点から、単環構造が好ましい。   As the cyclic carbonate structure and the lactone structure, a monocyclic structure is preferable from the viewpoint of further improving the adhesion between the silicon-containing film and the resist film.

シラン化合物(I)としては、下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」ともいう)が好ましい。シラン化合物(I)は、1種単独でも複数種を混合して用いてもよい。   As the silane compound (I), a compound represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “compound (1)”) is preferable. The silane compound (I) may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2017068049
Figure 2017068049

上記式(1)中、Rは、環員数5〜20の環状カーボネート構造又は環員数4〜20のラクトン構造を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。aは、1〜3の整数である。bは、0〜2の整数である。cは、1〜3の整数である。但し、a+b+cは4である。aが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。bが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。cが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (1), R 1 is a monovalent group containing a cyclic carbonate structure having 5 to 20 ring members or a lactone structure having 4 to 20 ring members. R 2 is a cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a cyano group. R 3 is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. a is an integer of 1 to 3. b is an integer of 0-2. c is an integer of 1 to 3. However, a + b + c is 4. When a is 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different. When b is 2, two R 2 may be the same or different. When c is 2 or more, the plurality of R 3 may be the same or different.

で表される環員数5〜20の環状カーボネート構造を含む1価の基としては、下記式(i)で表される基が好ましい。 The monovalent group containing a cyclic carbonate structure having 5 to 20 ring members represented by R 1 is preferably a group represented by the following formula (i).

Figure 2017068049
Figure 2017068049

上記式(i)中、RA1は、単結合又は炭素数1〜10のアルカンジイル基である。Yは、単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はフェニレン基である。RB1は、単結合又は炭素数1〜5のアルカンジイル基である。Rは、環員数5〜20の1価の環状カーボネート環基である。 In said formula (i), R <A1> is a single bond or a C1-C10 alkanediyl group. Y 1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group or a phenylene group. R B1 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms. R C is a monovalent cyclic carbonate ring group having 5 to 20 ring members.

で表される環員数4〜20のラクトン構造を含む1価の基としては、下記式(ii)で表される基が好ましい。 The monovalent group containing a lactone structure having 4 to 20 ring members represented by R 1 is preferably a group represented by the following formula (ii).

Figure 2017068049
Figure 2017068049

上記式(ii)中、RA2は、単結合又は炭素数1〜5のアルカンジイル基である。Yは、単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はフェニレン基である。RB2は、単結合又は炭素数1〜10のアルカンジイル基である。Rは、環員数5〜20の1価のラクトン環基である。 In the above formula (ii), R A2 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group or a phenylene group. R B2 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. R L is a monovalent lactone ring group having 5 to 20 ring members.

で表される環員数5〜20の1価の環状カーボネート環基としては、環員数5〜20の環状カーボネート環を有する化合物の環状カーボネート環に結合する1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 The monovalent cyclic carbonate ring group having 5 to 20 ring members represented by R C is a group in which one hydrogen atom bonded to the cyclic carbonate ring of a compound having a cyclic carbonate ring having 5 to 20 ring members is removed. Etc.

で表される環員数4〜20の1価のラクトン環基としては環員数4〜20のラクトン環を有する化合物のラクトン環に結合する1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the monovalent lactone ring group having 4 to 20 ring members represented by R L include groups in which one hydrogen atom bonded to the lactone ring of a compound having a lactone ring having 4 to 20 ring members is removed. .

上記環状カーボネート環及びラクトン環には、例えばアルキル基等の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子などの基が結合していてもよい。   For example, a monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a halogen atom, or the like may be bonded to the cyclic carbonate ring and the lactone ring.

A1、RA2、RB1及びRB2で表される炭素数1〜10のアルカンジイル基としては、例えばメタンジイル基、エタンジイル基、直鎖状又は分岐状のプロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基等が挙げられる。 Examples of the alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R A1 , R A2 , R B1 and R B2 include a methanediyl group, an ethanediyl group, a linear or branched propanediyl group, a butanediyl group, and a pentanediyl group. And hexanediyl group.

A1及びRA2としては、単結合及び炭素数1〜6のアルカンジイル基が好ましく、単結合、メタンジイル基、エタンジイル基、1,3−プロパンジイル基、1,4−ブタンジイル基及び1,5−ペンタンジイル基がより好ましい。 As R A1 and R A2 , a single bond and an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms are preferable, and a single bond, a methanediyl group, an ethanediyl group, a 1,3-propanediyl group, a 1,4-butanediyl group, and 1,5 -A pentanediyl group is more preferred.

B1及びRB2としては、単結合及び炭素数1〜3のアルカンジイル基が好ましく、単結合及びメタンジイル基がより好ましい。 As R B1 and R B2 , a single bond and an alkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms are preferable, and a single bond and a methanediyl group are more preferable.

及びYとしては、単結合、酸素原子、硫黄原子及びカルボニル基が好ましく、単結合、酸素原子及び硫黄原子がより好ましい。 Y 1 and Y 2 are preferably a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom and a carbonyl group, and more preferably a single bond, an oxygen atom and a sulfur atom.

で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;
シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基等のシクロアルキル基;
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 2 include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group;
A cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group or a norbornyl group;
Aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, and naphthylmethyl group.

で表される炭素数2〜20の1価のシアノ置換炭化水素基としては、例えば炭素数2〜6のシアノアルキル基等が挙げられ、具体的には、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent cyano-substituted hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a cyanoalkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and specifically include a cyanomethyl group, a cyanoethyl group, and a cyano group. A propyl group etc. are mentioned.

で表される炭素数2〜20の1価のフッ素置換炭化水素基としては、例えば炭素数2〜6のフッ素化アルキル基等が挙げられ、具体的には、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent fluorine-substituted hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms represented by R 2 include a fluorinated alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, specifically, a fluoromethyl group, trifluoro A methyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, etc. are mentioned.

で表される炭素数2〜20の1価のシアノ及びフッ素置換炭化水素基としては、例えば炭素数2〜6のシアノフッ素化アルキル基等が挙げられ、具体的には、フルオロシアノメチル基、フルオロシアノエチル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent cyano having 2 to 20 carbon atoms and the fluorine-substituted hydrocarbon group represented by R 2 include a cyanofluorinated alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, specifically, fluorocyanomethyl. Group, fluorocyanoethyl group and the like.

としては、炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 R 2 is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and still more preferably a methyl group.

で表される炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基としては、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、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 3 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, and a 2-methylpropoxy group. 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-nonyloxy group Group, n-decyloxy group and the like.

で表される炭素数1〜20の1価のアシロキシ基としては、例えばアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the monovalent acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 3 include an acetoxy group and a benzoyloxy group.

で表されるハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 Examples of the halogen atom represented by R 3 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

としては、オキシ炭化水素基が好ましく、アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がさらに好ましい。 R 3 is preferably an oxyhydrocarbon group, more preferably an alkoxy group, and further preferably a methoxy group and an ethoxy group.

aとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。bとしては、0及び1が好ましく、0がより好ましい。cとしては、2及び3が好ましく、3がより好ましい。   As a, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable. As b, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. c is preferably 2 or 3, and more preferably 3.

環状カーボネート構造を有する化合物(1)(以下、「化合物(1−1)」ともいう)の具体例としては、例えば下記式(1−1−1)〜(1−1−34)で表される化合物(以下、「化合物(1−1−1)〜(1−1−34)」ともいう)等が挙げられる。   Specific examples of the compound (1) having a cyclic carbonate structure (hereinafter also referred to as “compound (1-1)”) are represented by the following formulas (1-1-1) to (1-1-34), for example. (Hereinafter also referred to as “compounds (1-1-1) to (1-1-34)”) and the like.

Figure 2017068049
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これらの中で、化合物(1−1−3)及び化合物(1−1−12)が好ましい。   Among these, the compound (1-1-3) and the compound (1-1-12) are preferable.

ラクトン構造を有する化合物(1)(以下、「化合物(1−2)」ともいう)の具体例としては、例えば下記式(1−2−1)〜(1−2−37)で表される化合物(以下、「化合物(1−2−1)〜(1−2−37)」ともいう)等が挙げられる。   Specific examples of the compound (1) having a lactone structure (hereinafter also referred to as “compound (1-2)”) are represented by the following formulas (1-2-1) to (1-237), for example. Compounds (hereinafter also referred to as “compounds (1-2-1) to (1-237)”) and the like.

Figure 2017068049
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これらの中で、化合物(1−2−1)及び化合物(1−2−2)が好ましい。   Among these, the compound (1-2-1) and the compound (1-2-2) are preferable.

構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対して、0.1モル%であり、1モル%がより好ましく、5モル%がさらに好ましく、10モル%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、30モル%であり、25モル%がより好ましく、22モル%がさらに好ましく、20モル%が特に好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、上記諸性能をより向上させることができる。構造単位(I)の含有割合が上記下限未満であると、シリコン含有膜とレジスト膜との密着性が低下し、最小倒壊前寸法及びパターン形状の良好性の性能が低下する。構造単位(I)の含有割合が上記上限を超えると、シリコン含有膜中の炭素原子含有率が低下し、酸素エッチング耐性が低下する。   As a minimum of the content rate of structural unit (I), it is 0.1 mol% with respect to all the structural units which comprise [A] polysiloxane, 1 mol% is more preferable, 5 mol% is more preferable, 10 mol% is particularly preferred. As an upper limit of the said content rate, it is 30 mol%, 25 mol% is more preferable, 22 mol% is further more preferable, and 20 mol% is especially preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the said various performance can be improved more. When the content ratio of the structural unit (I) is less than the above lower limit, the adhesion between the silicon-containing film and the resist film is lowered, and the performance of the minimum dimensions before collapse and the good pattern shape is lowered. When the content rate of structural unit (I) exceeds the said upper limit, the carbon atom content rate in a silicon-containing film will fall, and oxygen etching tolerance will fall.

なお、[A]ポリシロキサンにおける構造単位の含有割合は、[A]ポリシロキサンをシラン化合物の加水分解縮合において合成する際の各シラン化合物の仕込み量の割合と同等とみなすことができる。   In addition, the content rate of the structural unit in [A] polysiloxane can be considered equivalent to the ratio of the preparation amount of each silane compound at the time of synthesizing [A] polysiloxane in the hydrolysis condensation of a silane compound.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、シラン化合物(II)に由来する構造単位である。[A]ポリシロキサンが構造単位(II)を有することで、シリコン含有膜は、強度を高めることができる。また、シリコン含有膜の溶媒耐性をより高めることができる。シラン化合物(II)は、下記式(2)で表される化合物(以下、「化合物(2)」ともいう)である。シラン化合物(II)は、1種単独でも複数種を混合して用いてもよい。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit derived from the silane compound (II). [A] Since the polysiloxane has the structural unit (II), the strength of the silicon-containing film can be increased. Further, the solvent resistance of the silicon-containing film can be further increased. The silane compound (II) is a compound represented by the following formula (2) (hereinafter also referred to as “compound (2)”). Silane compound (II) may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2017068049
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上記式(2)中、Xは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。4つのXは同一でも異なっていてもよい。   In said formula (2), X is a hydrogen atom, a C1-C20 monovalent oxyhydrocarbon group, a C1-C20 acyloxy group, or a halogen atom. The four Xs may be the same or different.

Xで表されるオキシ炭化水素基、アシロキシ基及びハロゲン原子としては、例えば上記式(1)のRにおけるそれぞれの基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the oxyhydrocarbon group, acyloxy group and halogen atom represented by X include the same groups as those exemplified as the respective groups in R 3 of the above formula (1).

Xとしては、オキシ炭化水素基が好ましく、アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がさらに好ましく、エトキシ基が特に好ましい。   X is preferably an oxyhydrocarbon group, more preferably an alkoxy group, further preferably a methoxy group and an ethoxy group, and particularly preferably an ethoxy group.

化合物(2)の具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、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−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラベンゾイルオキシシラン、テトラクロロシラン等が挙げられる。これらの中でも、テトラメトキシシラン及びテトラエトキシシランが、反応性及び物質の取り扱い容易性の観点から好ましい。   Specific examples of the compound (2) include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert- Examples include butoxysilane, tetraphenoxysilane, tetraacetoxysilane, tetrabenzoyloxysilane, and tetrachlorosilane. Among these, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable from the viewpoints of reactivity and easy handling of substances.

[A]ポリシロキサンが構造単位(II)を有する場合、構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましく、50モル%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、95モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、70モル%がさらに好ましく、65モル%が特に好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、シリコン含有膜の強度をより高めることができる。   [A] When the polysiloxane has the structural unit (II), the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) is preferably 20 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polysiloxane, More preferably, mol% is more preferable, 40 mol% is further more preferable and 50 mol% is especially preferable. As an upper limit of the said content rate, 95 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, 70 mol% is further more preferable, 65 mol% is especially preferable. By making the content rate of structural unit (II) into the said range, the intensity | strength of a silicon-containing film | membrane can be raised more.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、シラン化合物(III)に由来する構造単位である。[A]ポリシロキサンが構造単位(III)を有することにより、シリコン含有膜の吸光係数等を高めることができ、シリコン含有膜の基板反射率の性能をより高めることができる。シラン化合物(III)は、下記式(3)で表される化合物(以下、「化合物(3)」ともいう)である。シラン化合物(III)は、1種単独でも複数種を混合して用いてもよい。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit derived from the silane compound (III). [A] When the polysiloxane has the structural unit (III), the absorption coefficient of the silicon-containing film can be increased, and the substrate reflectivity performance of the silicon-containing film can be further improved. Silane compound (III) is a compound represented by the following formula (3) (hereinafter also referred to as “compound (3)”). The silane compound (III) may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2017068049
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上記式(3)中、Rは、炭素数2〜10のアルケニル基、又は環員数6〜20の芳香族炭素環若しくは環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。dは、1〜3の整数である。eは、0〜2の整数である。fは、1〜3の整数である。但し、d+e+fは4である。dが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。eが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。fが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (3), R 4 is a monovalent group containing an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aromatic carbocyclic ring having 6 to 20 ring members, or an aromatic heterocyclic ring having 4 to 20 ring members. . R 5 is a cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyano group. R 6 is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. d is an integer of 1 to 3. e is an integer of 0-2. f is an integer of 1 to 3. However, d + e + f is 4. When d is 2 or more, the plurality of R 4 may be the same or different. When e is 2, two R 5 may be the same or different. When f is 2 or more, the plurality of R 6 may be the same or different.

で表される炭素数2〜10のアルケニル基としては、例えばエテニル基、1−プロペン−1−イル基、1−プロペン−2−イル基、1−プロペン−3−イル基、1−ブテン−1−イル基、1−ブテン−2−イル基、1−ブテン−3−イル基、1−ブテン−4−イル基、2−ブテン−1−イル基、2−ブテン−2−イル基、1−ペンテン−5−イル基、2−ペンテン−1−イル基、2−ペンテン−2−イル基、1−ヘキセン−6−イル基、2−ヘキセン−1−イル基、2−ヘキセン−2−イル基等が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms represented by R 4 include ethenyl group, 1-propen-1-yl group, 1-propen-2-yl group, 1-propen-3-yl group, 1- Buten-1-yl group, 1-buten-2-yl group, 1-buten-3-yl group, 1-buten-4-yl group, 2-buten-1-yl group, 2-buten-2-yl Group, 1-penten-5-yl group, 2-penten-1-yl group, 2-penten-2-yl group, 1-hexen-6-yl group, 2-hexen-1-yl group, 2-hexene And 2-yl group.

で表される環員数6〜20の芳香族炭素環を含む1価の基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、ベンジル基、フェネチル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等のアリール基などが挙げられる。これらの中で、フェニル基及びメチルフェニル基が好ましい。 Examples of the monovalent group containing an aromatic carbon ring having 6 to 20 ring members represented by R 4 include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, and a bromo group. Examples thereof include aryl groups such as a phenyl group and a fluorophenyl group. Among these, a phenyl group and a methylphenyl group are preferable.

で表される環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基としては、例えばピリジル基、フリル基、チエニル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent group containing an aromatic heterocyclic ring having 4 to 20 ring members represented by R 4 include a pyridyl group, a furyl group, and a thienyl group.

としては、芳香族炭素環を含む基が好ましく、アリール基がより好ましく、フェニル基及びメチルフェニル基がさらに好ましい。 R 4 is preferably a group containing an aromatic carbocycle, more preferably an aryl group, and still more preferably a phenyl group and a methylphenyl group.

で表される炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、これらの基のシアノ置換体、フッ素置換体としては、例えば上記式(1)のRにおけるそれぞれの基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 , a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a cyano substituent and a fluorine substituent of these groups include, for example, the above formula (1 ), The same groups as those exemplified as the respective groups in R 2 .

としては、アルキル基及び脂環式炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 R 5 is preferably an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and still more preferably a methyl group.

で表されるオキシ炭化水素基、アシロキシ基及びハロゲン原子としては、例えば上記式(1)のRにおけるそれぞれの基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the oxyhydrocarbon group, acyloxy group and halogen atom represented by R 6 include the same groups as those exemplified as the respective groups in R 3 of the above formula (1).

としては、オキシ炭化水素基が好ましく、アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がさらに好ましく、メトキシ基が特に好ましい。 R 6 is preferably an oxyhydrocarbon group, more preferably an alkoxy group, further preferably a methoxy group and an ethoxy group, and particularly preferably a methoxy group.

化合物(3)の具体例としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、4−メチルフェニルトリメトキシシラン、4−エチルフェニルトリメトキシシラン、4−(n−プロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(iso−プロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(n−ブチル)フェニルトリメトキシシラン、4−(2−メチルプロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(1−メチルプロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(tert−ブチル)フェニルトリメトキシシラン、4−メトキシフェニルトリメトキシシラン、4−フェノキシフェニルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、4−アミノフェニルトリメトキシシラン、4−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、4−アセチルアミノフェニルトリメトキシシラン、3−メチルフェニルトリメトキシシラン、3−エチルフェニルトリメトキシシラン、3−メトキシフェニルトリメトキシシラン、3−フェノキシフェニルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、3−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、3−アセチルアミノフェニルトリメトキシシラン、2−メチルフェニルトリメトキシシラン、2−エチルフェニルトリメトキシシラン、2−メトキシフェニルトリメトキシシラン、2−フェノキシフェニルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、2−アミノフェニルトリメトキシシラン、2−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、2−アセチルアミノフェニルトリメトキシシラン、2,4,6−トリメチルフェニルトリメトキシシラン、4−メチルベンジルトリメトキシシラン、4−エチルベンジルトリメトキシシラン、4−メトキシベンジルトリメトキシシラン、4−フェノキシベンジルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシベンジルトリメトキシシラン、4−アミノベンジルトリメトキシシラン、4−ジメチルアミノベンジルトリメトキシシラン、4−アセチルアミノベンジルトリメトキシシラン、N−3−(トリエトキシシリル)プロピルベンジルスルホンアミド、N−3−(トリエトキシシリル)プロピルベンゾイルスルホンアミド、N−3−(トリエトキシシリル)プロピルベンジルスルホンアミド、N−3−(トリエトキシシリル)プロピル−2−オキソ−2−フェニルエチルスルホンアミド、N−3−(トリエトキシシリル)プロピル−C−ベンゾオキサゾール−2−イルスルホンアミド、N−3−(トリエトキシシリル)プロピル−C−ベンゾオキサゾール−2−イルスルホンアミド、N−2−(トリエトキシシリル)エチルベンジルスルホンアミド、N−2−(トリエトキシシリル)エチルベンゾイルスルホンアミド、N−2−(トリエトキシシリル)エチル−2−フェニルエチルスルホンアミド、N−2−(トリエトキシシリル)エチル−3−ニトロフェニルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピルベンジルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピルベンゾイルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピルベンジルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピル−2−オキソ−2−フェニルエチルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピル−C−ベンゾオキサゾール−2−イルスルホンアミド、N−3−(トリメトキシシリル)プロピル−C−ベンゾオキサゾール−2−イルスルホンアミド、N−2−(トリメトキシシリル)エチルベンジルスルホンアミド、N−2−(トリメトキシシリル)エチルベンゾイルスルホンアミド、N−2−(トリメトキシシリル)エチル−2−フェニルエチルスルホンアミド、N−2−(トリメトキシシリル)エチル−3−ニトロフェニルスルホンアミド、N−2−(トリメトキシシリル)エチル−4−ニトロフェニルスルホンアミド、ジフェニルジメトキシシラン、アリルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジクロロシラン、tert−ブチルフェニルジクロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン、フェネチルメチルジクロロシラン、ジ(p−トリル)ジクロロシラン等が挙げられる。   Specific examples of the compound (3) include phenyltrimethoxysilane, 4-methylphenyltrimethoxysilane, 4-ethylphenyltrimethoxysilane, 4- (n-propyl) phenyltrimethoxysilane, and 4- (iso-propyl). ) Phenyltrimethoxysilane, 4- (n-butyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (2-methylpropyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (1-methylpropyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (tert-butyl) ) Phenyltrimethoxysilane, 4-methoxyphenyltrimethoxysilane, 4-phenoxyphenyltrimethoxysilane, 4-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 4-aminophenyltrimethoxysilane, 4-dimethylaminophenyltrimethoxysilane, 4-acetyl Minophenyltrimethoxysilane, 3-methylphenyltrimethoxysilane, 3-ethylphenyltrimethoxysilane, 3-methoxyphenyltrimethoxysilane, 3-phenoxyphenyltrimethoxysilane, 3-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 3-aminophenyl Trimethoxysilane, 3-dimethylaminophenyltrimethoxysilane, 3-acetylaminophenyltrimethoxysilane, 2-methylphenyltrimethoxysilane, 2-ethylphenyltrimethoxysilane, 2-methoxyphenyltrimethoxysilane, 2-phenoxyphenyl Trimethoxysilane, 2-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 2-aminophenyltrimethoxysilane, 2-dimethylaminophenyltrimethoxysilane, 2-acetylamino Phenyltrimethoxysilane, 2,4,6-trimethylphenyltrimethoxysilane, 4-methylbenzyltrimethoxysilane, 4-ethylbenzyltrimethoxysilane, 4-methoxybenzyltrimethoxysilane, 4-phenoxybenzyltrimethoxysilane, 4 -Hydroxybenzyltrimethoxysilane, 4-aminobenzyltrimethoxysilane, 4-dimethylaminobenzyltrimethoxysilane, 4-acetylaminobenzyltrimethoxysilane, N-3- (triethoxysilyl) propylbenzylsulfonamide, N-3 -(Triethoxysilyl) propylbenzoylsulfonamide, N-3- (triethoxysilyl) propylbenzylsulfonamide, N-3- (triethoxysilyl) propyl-2-oxo-2-phenylethyls Ruhonamide, N-3- (triethoxysilyl) propyl-C-benzoxazol-2-ylsulfonamide, N-3- (triethoxysilyl) propyl-C-benzoxazol-2-ylsulfonamide, N-2- (Triethoxysilyl) ethylbenzylsulfonamide, N-2- (triethoxysilyl) ethylbenzoylsulfonamide, N-2- (triethoxysilyl) ethyl-2-phenylethylsulfonamide, N-2- (triethoxysilyl) ) Ethyl-3-nitrophenylsulfonamide, N-3- (trimethoxysilyl) propylbenzylsulfonamide, N-3- (trimethoxysilyl) propylbenzoylsulfonamide, N-3- (trimethoxysilyl) propylbenzylsulfone Amide, N-3- (trimethoxy Ryl) propyl-2-oxo-2-phenylethylsulfonamide, N-3- (trimethoxysilyl) propyl-C-benzoxazol-2-ylsulfonamide, N-3- (trimethoxysilyl) propyl-C- Benzoxazol-2-ylsulfonamide, N-2- (trimethoxysilyl) ethylbenzylsulfonamide, N-2- (trimethoxysilyl) ethylbenzoylsulfonamide, N-2- (trimethoxysilyl) ethyl-2- Phenylethylsulfonamide, N-2- (trimethoxysilyl) ethyl-3-nitrophenylsulfonamide, N-2- (trimethoxysilyl) ethyl-4-nitrophenylsulfonamide, diphenyldimethoxysilane, allylphenyldimethoxysilane, Diphenyldiethoxysilane, Phenyl dichlorosilane, tert- butylphenyl dichlorosilane, phenyl methyl dichlorosilane, phenethylmethyldichlorosilane, di (p- tolyl) dichlorosilane, and the like.

これらの中で、反応性及び物質の取り扱い容易性の観点から、フェニルトリメトキシシラン、4−メチルフェニルトリメトキシシラン、4−エチルフェニルトリメトキシシラン、4−(n−プロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(iso−プロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(n−ブチル)フェニルトリメトキシシラン、4−(2−メチルプロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(1−メチルプロピル)フェニルトリメトキシシラン、4−(tert−ブチル)フェニルトリメトキシシラン、4−メトキシフェニルトリメトキシシラン及び4−メチルベンジルトリメトキシシランが好ましく、フェニルトリメトキシシラン及び4−メチルフェニルトリメトキシシランがより好ましい。   Among these, from the viewpoint of reactivity and ease of handling of substances, phenyltrimethoxysilane, 4-methylphenyltrimethoxysilane, 4-ethylphenyltrimethoxysilane, 4- (n-propyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (iso-propyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (n-butyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (2-methylpropyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (1-methylpropyl) phenyltrimethoxysilane, 4- (tert-butyl) phenyltrimethoxysilane, 4-methoxyphenyltrimethoxysilane and 4-methylbenzyltrimethoxysilane are preferred, and phenyltrimethoxysilane and 4-methylphenyltrimethoxysilane are more preferred.

[A]ポリシロキサンが構造単位(III)を有する場合、構造単位(III)の含有割合の下限としては、[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対して、0.1モル%が好ましく、1モル%がより好ましく、4モル%がさらに好ましく、9モル%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、30モル%が好ましく、25モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、18モル%が特に好ましい。   [A] When the polysiloxane has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) is preferably 0.1 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polysiloxane. 1 mol% is more preferable, 4 mol% is further more preferable, and 9 mol% is especially preferable. As an upper limit of the said content rate, 30 mol% is preferable, 25 mol% is more preferable, 20 mol% is more preferable, 18 mol% is especially preferable.

[その他の構造単位]
[A]ポリシロキサンは、上記構造単位(I)〜(III)以外のその他の構造単位を有していてもよい。その他の構造単位を与えるシラン化合物としては、例えばメチルトリメトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン等の1,2−ビス(トリアルコキシシリル)ベンゼン等が挙げられる。
[Other structural units]
[A] The polysiloxane may have other structural units other than the structural units (I) to (III). Examples of other silane compounds that give structural units include alkyltrialkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, and the like. Examples include 2-bis (trialkoxysilyl) benzene.

[A]ポリシロキサンがその他の構造単位を有する場合、その他の構造単位の含有割合の上限としては、[A]ポリシロキサンを構成する全構造単位に対して、30モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、15モル%がさらに好ましく、5モル%が特に好ましい。   [A] When the polysiloxane has other structural units, the upper limit of the content ratio of the other structural units is preferably 30 mol%, and 20 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polysiloxane. Is more preferable, 15 mol% is further more preferable, and 5 mol% is especially preferable.

[A]ポリシロキサンの含有量の下限としては、当該シリコン含有膜形成組成物の全固形分に対して、50質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、80質量%がさらに好ましく、90質量%が特に好ましい。上記含有量の上限としては、100質量%が好ましく、90質量%がより好ましい。当該シリコン含有膜形成組成物の全固形分とは、[B]有機溶媒及び[E]水以外の成分の総和をいう。[A]ポリシロキサンは、1種のみ含有されていてもよいし、2種以上含有されていてもよい。   [A] The lower limit of the content of polysiloxane is preferably 50% by mass, more preferably 70% by mass, further preferably 80% by mass, and 90% by mass with respect to the total solid content of the silicon-containing film-forming composition. % Is particularly preferred. As an upper limit of the said content, 100 mass% is preferable and 90 mass% is more preferable. The total solid content of the silicon-containing film-forming composition refers to the sum of components other than [B] organic solvent and [E] water. [A] Only 1 type of polysiloxane may be contained and 2 or more types may be contained.

[A]ポリシロキサンのサイズ排除クロマトグラフィによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、1,300がより好ましく、1,500がさらに好ましい。上記Mwの上限としては、100,000が好ましく、50,000がより好ましく、30,000がさらに好ましく、10,000が特に好ましい。   [A] The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by polysiloxane size exclusion chromatography is preferably 1,000, more preferably 1,300, and even more preferably 1,500. The upper limit of Mw is preferably 100,000, more preferably 50,000, still more preferably 30,000, and particularly preferably 10,000.

本明細書における[A]ポリシロキサンのMwは、例えば東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、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ィ(GPC)により測定した値である。   Mw of [A] polysiloxane in this specification uses, for example, Tosoh's GPC columns ("G2000HXL", "G3000HXL" and "G4000HXL"), flow rate: 1.0 mL / min, Elution solvent: Tetrahydrofuran, column temperature: A value measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of 40 ° C.

化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及び他の加水分解性シラン化合物を加水分解及び/又は加水分解縮合する方法としては、公知の加水分解及び/又は加水分解縮合の方法を用いることができる。   As a method of hydrolyzing and / or hydrolyzing and condensing compound (1), compound (2), compound (3) and other hydrolyzable silane compounds, known hydrolysis and / or hydrolytic condensation methods are used. be able to.

[A]ポリシロキサンの合成の際に、反応液中の溶媒における沸点100℃以下のアルコール系溶媒の含有率の上限としては、20質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。沸点100℃以下のアルコール系溶媒は、上記化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)等の加水分解及び/又は加水分解縮合の際に生じる場合があり、反応液中の溶媒における含有率が、20質量%以下、好ましくは5質量%以下になるよう、蒸留塔により除去することが好ましい。   [A] In the synthesis of polysiloxane, the upper limit of the content of the alcohol solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower in the solvent in the reaction solution is preferably 20% by mass, and more preferably 5% by mass. Alcohol solvents having a boiling point of 100 ° C. or lower may be generated during hydrolysis and / or hydrolysis condensation of the above compound (1), compound (2), compound (3), etc., and contained in the solvent in the reaction solution It is preferable to remove by a distillation column so that the rate is 20% by mass or less, preferably 5% by mass or less.

<[B]有機溶媒>
[B]有機溶媒としては、[A]ポリシロキサン及び任意成分を溶解又は分散させることができるものであれば用いることができる。
<[B] Organic solvent>
[B] Any organic solvent can be used as long as it can dissolve or disperse [A] polysiloxane and optional components.

[B]有機溶媒としては、例えば炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、含窒素系溶媒、含硫黄系溶媒等が挙げられる。   [B] Examples of the organic solvent include hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, nitrogen-containing solvents, sulfur-containing solvents, and the like.

炭化水素系溶媒としては、例えば
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−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、iso−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、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などが挙げられる。
Examples of hydrocarbon solvents include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, and cyclohexane. , Aliphatic hydrocarbon solvents such as methylcyclohexane;
Benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene, n-amylnaphthalene, trimethylbenzene, etc. Aromatic hydrocarbon solvents are exemplified.

アルコール系溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−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、3−ヘプタノール、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、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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などが挙げられる。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , Sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethylheptanol-4, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec- Monoalcohol solvents such as heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, phenylmethylcarbinol, diacetone alcohol, cresol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Examples thereof include polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol and glycerin.

ケトン系溶媒としては、例えばアセトン、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−iso−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−iso−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、フェンチョン等が挙げられる。   Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n- Examples include hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, and fencheon.

エーテル系溶媒としては、例えばエチルエーテル、iso−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、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、エチレングリコールジエチルエーテル、2−n−ブトキシエタノール、2−n−ヘキソキシエタノール、2−フェノキシエタノール、2−(2−エチルブトキシ)エタノール、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、1−n−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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、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が挙げられる。   Examples of ether solvents include ethyl ether, iso-propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol diethyl ether, 2-n-butoxyethanol, 2-n-hexoxyethanol, 2-phenoxyethanol, 2- (2-ethylbutoxy) ethanol, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol Monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, di Tylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, 1-n-butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl Examples include ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, and 2-methyltetrahydrofuran. .

エステル系溶媒としては、例えば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iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−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iso−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が挙げられる。   Examples of the ester solvents include diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, N-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, aceto Ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether Ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriacetate Glycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, Examples thereof include dimethyl phthalate and diethyl phthalate.

含窒素系溶媒としては、例えば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が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing solvent include N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methyl. Examples include pyrrolidone and the like.

含硫黄系溶媒としては、例えば硫化ジメチル、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が挙げられる。   Examples of the sulfur-containing solvent include dimethyl sulfide, diethyl sulfide, thiophene, tetrahydrothiophene, dimethyl sulfoxide, sulfolane, 1,3-propane sultone, and the like.

これらの中でも、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒が好ましく、成膜性に優れる観点から、グリコール系溶媒がより好ましい。   Among these, ether solvents and ester solvents are preferable, and glycol solvents are more preferable from the viewpoint of excellent film formability.

グリコール系溶媒としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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等が挙げられる。   Examples of the glycol solvent include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like.

[B]有機溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   [B] An organic solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

[B]有機溶媒の含有量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、95質量%がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、99.8質量%が好ましく、99質量%がより好ましく、98質量%がさらに好ましい。   [B] As a minimum of content of an organic solvent, 80 mass% is preferred, 90 mass% is more preferred, and 95 mass% is still more preferred. As an upper limit of the said content, 99.8 mass% is preferable, 99 mass% is more preferable, 98 mass% is further more preferable.

<任意成分>
<[C]窒素含有化合物>
[C]窒素含有化合物は、窒素原子を有する化合物である。当該シリコン含有膜形成組成物は、[C]窒素含有化合物を含有すると、上記効果を維持しつつ、多層レジストプロセスにおいて形成されるレジストパターンの形状をより向上させることができる。[C]窒素含有化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Optional component>
<[C] Nitrogen-containing compound>
[C] The nitrogen-containing compound is a compound having a nitrogen atom. When the silicon-containing film-forming composition contains a [C] nitrogen-containing compound, the shape of the resist pattern formed in the multilayer resist process can be further improved while maintaining the above effects. [C] The nitrogen-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

[C]窒素含有化合物としては、塩基性アミノ基を有する化合物、及び酸の作用又は熱の作用により塩基性アミノ基を生じる化合物が好ましい。   [C] The nitrogen-containing compound is preferably a compound having a basic amino group and a compound that generates a basic amino group by the action of an acid or the action of heat.

塩基性アミノ基を有する化合物、及び酸の作用又は熱の作用により塩基性アミノ基を生じる化合物としては、例えばアミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。   Examples of the compound having a basic amino group and the compound that generates a basic amino group by the action of an acid or the action of heat include amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like.

アミン化合物としては、例えば
モノ(シクロ)アルキルアミン類;
ジ(シクロ)アルキルアミン類;
トリ(シクロ)アルキルアミン類;
置換アルキルアニリン又はその誘導体;
エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリ
ノール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンN,N,N’,N’’N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。
Examples of the amine compound include mono (cyclo) alkylamines;
Di (cyclo) alkylamines;
Tri (cyclo) alkylamines;
Substituted alkylanilines or derivatives thereof;
Ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4, 4'-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- ( 3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis (1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl) benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) Ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine N, N, N ′, N ″ N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like.

アミド基含有化合物としては、例えば
N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−4−ヒドロキシピロリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシピロリジン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物;
N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン等のN−t−アミロキシカルボニル基含有アミノ化合物;
N−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)ピペリジン等のN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)基含有アミノ化合物;
ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、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、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン等が挙げられる。
Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-4-hydroxypyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxypyrrolidine and the like. A t-butoxycarbonyl group-containing amino compound;
Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compounds such as Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine;
N- (9-anthrylmethyloxycarbonyl) group-containing amino compounds such as N- (9-anthrylmethyloxycarbonyl) piperidine;
Formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine and the like Can be mentioned.

ウレア化合物としては、例えば尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が挙げられる。   Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea and the like. Is mentioned.

含窒素複素環化合物としては、例えばイミダゾール類;ピリジン類;ピペラジン類;ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−(N−ピペリジノ)−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles; pyridines; piperazines; pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3- (N-piperidino) -1,2-propanediol, Morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2 2.2] octane and the like.

これらの中でも、アミド基含有化合物及び含窒素複素環化合物が好ましい。アミド基含有化合物としては、N−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物、N−t−アミロキシカルボニル基含有アミノ化合物及びN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)基含有アミノ化合物が好ましく、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−4−ヒドロキシピロリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−ピロリジン、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン及びN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)ピペリジンがより好ましい。含窒素複素環化合物としては、3−(N−ピペリジノ)−1,2−プロパンジオールが好ましい。   Among these, an amide group-containing compound and a nitrogen-containing heterocyclic compound are preferable. As the amide group-containing compound, an Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compound, an Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compound, and an N- (9-anthrylmethyloxycarbonyl) group-containing amino compound are preferable. t-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-4-hydroxypyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-pyrrolidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxy Piperidine and N- (9-anthrylmethyloxycarbonyl) piperidine are more preferred. As the nitrogen-containing heterocyclic compound, 3- (N-piperidino) -1,2-propanediol is preferable.

当該シリコン含有膜形成組成物が[C]窒素含有化合物を含有する場合、[C]窒素含有化合物の含有量の下限としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、0.01質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、10質量部が好ましく、5質量部がより好ましく、3質量部がさらに好ましい。   When the silicon-containing film-forming composition contains a [C] nitrogen-containing compound, the lower limit of the content of the [C] nitrogen-containing compound is 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of [A] polysiloxane. Is preferable, 0.1 mass part is more preferable, and 0.5 mass part is further more preferable. As an upper limit of the said content, 10 mass parts is preferable, 5 mass parts is more preferable, and 3 mass parts is further more preferable.

<[D]酸発生剤>
[D]酸発生剤は、紫外光の照射及び/又は加熱により酸を発生する化合物である。当該シリコン含有膜形成組成物は、[D]酸発生剤を含有すると、硬化を促進することができ、その結果、シリコン含有膜の強度をより高めることができる。[D]酸発生剤としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩等のオニウム塩、N−スルホニルオキシイミド化合物、有機ハロゲン化合物、ジスルホン類、ジアゾメタンスルホン類等のスルホン化合物などが挙げられる。
<[D] Acid generator>
[D] The acid generator is a compound that generates an acid upon irradiation with ultraviolet light and / or heating. When the silicon-containing film-forming composition contains a [D] acid generator, curing can be promoted, and as a result, the strength of the silicon-containing film can be further increased. [D] Examples of the acid generator include onium salts such as sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, and iodonium salts, sulfone compounds such as N-sulfonyloxyimide compounds, organic halogen compounds, disulfones, and diazomethane sulfones. It is done.

スルホニウム塩としては、例えば
トリフェニルスルホニウム塩化合物としては、例えば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パーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムトリシクロ[3.3.1.13,7]デカニルジフルオロメタンスルホネート等のトリフェニルスルホニウム塩;
4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジ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、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート等の4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム塩;
4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジ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、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムカンファースルホネート等の4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム塩;
トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、トリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムカンファースルホネート等のトリ(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム塩などが挙げられる。
Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclohexane, and the like. [2.2.1] Hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium N, N'-bis (nonafluoro -n- butanesulfonyl) imidate, triphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium Ca Fur sulfonate, triphenylsulfonium salts such as triphenylsulfonium tricyclo [3.3.1.1 3, 7] decanyl difluoromethane sulfonate;
4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2. 2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium N, N'-bis (nonafluoro -n- butanesulfonyl) imidate And 4-cyclohexyl-phenyl camphorsulfonate 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium salts;
4-t-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-t-butylphenyl Diphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-t-butylphenyl diphenyl sulfonium N, N'-bis (nonafluoro -n- butanesulfonyl) imidate, 4-t- Butylphenyl 4-t-butylphenyl diphenyl sulfonium salts such as triphenylsulfonium camphorsulfonate;
Tri (4-t-butylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, Tri (4-t-butylphenyl) sulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium 2 - (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, tri (4-t- butylphenyl) sulfonium N, N'-bis (nonafluoro -N-butanesulfonyl) imidate, tri (4-t-butylphenyl) sulfur And tri (4-t- butylphenyl) sulfonium salts such as triphenylsulfonium camphorsulfonate and the like.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば
1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネート等の1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム塩;
1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)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−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカンファースルホネート等の1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム塩などが挙げられる。
Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydro thiophenium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 1- (4-n- butoxy-1-yl) 1- (4-n-butoxy) such as tetrahydrothiophenium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate Naphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium salt;
1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (3,5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2. 1] Hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (3-tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoro Ethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium salt such as tetrahydrothiophenium camphorsulfonate.

ヨードニウム塩としては、例えば
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パーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート等のジフェニルヨードニウム塩;
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)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホネート等のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩などが挙げられる。
Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonate, diphenyliodonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, diphenyliodonium Diphenyliodonium salts such as N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, diphenyliodonium camphorsulfonate;
Bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2 - (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, bis (4-t- butylphenyl) iodonium N, N'-bis (nonafluoro -N-butanesulfonyl) imidate, bis (4-t-butylphenyl) io Bis (4-t- butylphenyl) iodonium salts such as iodonium camphorsulfonate and the like.

N−スルホニルオキシ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−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエ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)スクシンイミド等のスクシンイミド化合物;
N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−(3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル)−1,1−ジフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等のビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド化合物などが挙げられる。
Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- ( 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, N- (2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2] , 5.1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonyloxy) succinimide, N- (camphorsulfonyloxy) succinimide and the like;
N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept -5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- ( 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxy imide, N- (2- (3- tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecanyl) -1,1-difluoroethane-sulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept Bicyclo [2.2.1] such as -5-ene-2,3-dicarboximide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide. And hept-5-ene-2,3-dicarboximide compound.

また、[D]酸発生剤としては、下記式(4−1)〜(4−7)で表される化合物(以下、「化合物(4−1)〜(4−7)」ともいう)等も挙げられる。   [D] Acid generators include compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-7) (hereinafter also referred to as “compounds (4-1) to (4-7)”), and the like. Also mentioned.

Figure 2017068049
Figure 2017068049

これらの[D]酸発生剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   These [D] acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

[D]酸発生剤としては、オニウム塩が好ましく、スルホニウム塩がより好ましく、化合物(4−1)〜(4−7)がさらに好ましく、化合物(4−1)が特に好ましい。   [D] The acid generator is preferably an onium salt, more preferably a sulfonium salt, still more preferably compounds (4-1) to (4-7), and particularly preferably compound (4-1).

当該シリコン含有膜形成組成物が[D]酸発生剤を含有する場合、[D]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましく、2質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、20質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、5質量部がさらに好ましい。   When the silicon-containing film-forming composition contains a [D] acid generator, the lower limit of the content of the [D] acid generator is 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of [A] polysiloxane. Is preferable, 0.5 mass part is more preferable, 1 mass part is further more preferable, and 2 mass parts is further more preferable. As an upper limit of the said content, 20 mass parts is preferable, 10 mass parts is more preferable, and 5 mass parts is further more preferable.

<[E]水>
当該シリコン含有膜形成組成物は、必要に応じて、[E]水を含有していてもよい。当該シリコン含有膜形成組成物は、[E]水をさらに含有することで、[A]ポリシロキサン等が水和されるため、保存安定性が向上する。また、[E]水を含有することにより、成膜時の硬化が促進され、緻密なシリコン含有膜を得ることができる。
<[E] water>
The silicon-containing film forming composition may contain [E] water as necessary. Since the silicon-containing film-forming composition further contains [E] water, [A] polysiloxane and the like are hydrated, so that the storage stability is improved. [E] By containing water, curing during film formation is promoted, and a dense silicon-containing film can be obtained.

当該シリコン含有膜形成組成物が[E]水を含有する場合、[E]水の含有量の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましく、0.3質量%がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、20質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、3質量%がさらに好ましい。水の含有量が上記上限を超えると、保存安定性が悪化したり、塗布膜の均一性が悪くなったりする場合がある。   When the said silicon-containing film formation composition contains [E] water, as a minimum of content of [E] water, 0.01 mass% is preferable, 0.1 mass% is more preferable, 0.3 mass % Is more preferable. As an upper limit of the said content, 20 mass% is preferable, 10 mass% is more preferable, and 3 mass% is further more preferable. When the water content exceeds the above upper limit, the storage stability may be deteriorated or the uniformity of the coating film may be deteriorated.

<その他の任意成分>
当該シリコン含有膜形成組成物は、[A]〜[E]成分以外にも、その他の任意成分を含有していてもよい。その他の任意成分としては、例えば界面活性剤、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー等が挙げられる。当該シリコン含有膜形成組成物がその他の任意成分を含有する場合、その含有量の上限としては、[A]ポリシロキサン100質量部に対して、2質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。
<Other optional components>
The silicon-containing film-forming composition may contain other optional components in addition to the [A] to [E] components. Examples of other optional components include surfactants, colloidal silica, colloidal alumina, and organic polymers. When the said silicon-containing film formation composition contains another arbitrary component, as an upper limit of the content, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polysiloxane, and 1 mass part is more preferable.

<多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物の調製方法>
当該シリコン含有膜形成組成物の調製方法は特に限定されず、例えば[A]ポリシロキサン、[B]有機溶媒及び必要に応じて[C]窒素含有化合物、[D]酸発生剤、[E]水等を所定の割合で混合し、好ましくは、得られた混合溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより調製することができる。
<Method for preparing silicon-containing film forming composition for multilayer resist process>
The method for preparing the silicon-containing film-forming composition is not particularly limited. For example, [A] polysiloxane, [B] an organic solvent, and if necessary, [C] nitrogen-containing compound, [D] acid generator, [E] It can be prepared by mixing water or the like at a predetermined ratio, and preferably filtering the obtained mixed solution with a filter having a pore size of 0.2 μm.

当該シリコン含有膜形成組成物の固形分濃度の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量部が特に好ましい。上記固形分濃度の上限としては、20質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましく、3質量部が特に好ましい。   As a minimum of solid content concentration of the silicon content film formation constituent, 0.01 mass% is preferred, 0.1 mass% is more preferred, 0.5 mass% is more preferred, and 1 mass part is especially preferred. As an upper limit of the said solid content concentration, 20 mass% is preferable, 10 mass% is more preferable, 5 mass% is further more preferable, and 3 mass parts is especially preferable.

<シリコン含有膜>
当該シリコン含有膜形成組成物から得られるシリコン含有膜は、レジスト膜及び反射防止膜等との密着性が高く、裾引き等のないボトム形状に優れるレジストパターンが得られるという特徴を有する。そのため、多層レジストプロセスにおいて好適に用いることができる。また、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、ナノインプリント等)での多層レジストプロセスを用いたパターン形成において、特に好適に用いることができる。
<Silicon-containing film>
The silicon-containing film obtained from the silicon-containing film-forming composition has a feature that a resist pattern having high adhesion to a resist film, an antireflection film, and the like and having an excellent bottom shape without tailing or the like is obtained. Therefore, it can be suitably used in a multilayer resist process. Further, among the multilayer resist processes, it is particularly preferably used in pattern formation using a multilayer resist process in a region finer than 90 nm (ArF, ArF in immersion exposure, F 2 , EUV, nanoimprint, etc.). it can.

上記シリコン含有膜は、上述の当該シリコン含有膜形成組成物を、基板、有機下層膜等の他の下層膜の表面に塗布することにより、当該シリコン含有膜形成組成物の塗膜を形成し、この塗膜を加熱処理し、硬化させることにより形成することができる。   The silicon-containing film forms the coating film of the silicon-containing film-forming composition by applying the silicon-containing film-forming composition described above to the surface of another lower layer film such as a substrate or an organic underlayer film, The coating film can be formed by heat treatment and curing.

当該シリコン含有膜形成組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ディップ法等が挙げられる。加熱処理の温度としては、通常50℃以上450℃以下である。形成されるシリコン含有膜の平均厚みとしては通常10nm以上200nm以下である。   Examples of the method for applying the silicon-containing film forming composition include spin coating, roll coating, and dipping. As temperature of heat processing, it is 50 to 450 degreeC normally. The average thickness of the formed silicon-containing film is usually from 10 nm to 200 nm.

<パターン形成方法>
当該パターン形成方法は、シリコン含有膜形成工程と、レジスト膜形成工程と、露光工程と、現像工程と、エッチング工程とを備える。また、当該パターン形成方法は、シリコン含有膜形成工程の前に、有機下層膜形成工程を有していてもよい。以下、各工程について説明する。
<Pattern formation method>
The pattern forming method includes a silicon-containing film forming process, a resist film forming process, an exposure process, a developing process, and an etching process. The pattern forming method may include an organic underlayer film forming step before the silicon-containing film forming step. Hereinafter, each step will be described.

<有機下層膜形成工程>
本工程では上記基板の上記シリコン含有膜が形成される面側に有機下層膜を形成する。この有機下層膜は、当該シリコン含有膜形成組成物から形成されるシリコン含有膜とは異なるものである。有機下層膜は、レジストパターン形成において、シリコン含有膜及び/又はレジスト膜が有する機能をさらに補ったり、これらが有していない機能を得るために、必要とされる所定の機能(例えば反射防止機能、塗布膜平坦性、CF等のフッ素系ガスに対する高エッチング耐性)が付与された膜のことである。
<Organic underlayer formation process>
In this step, an organic underlayer film is formed on the side of the substrate on which the silicon-containing film is formed. This organic underlayer film is different from the silicon-containing film formed from the silicon-containing film-forming composition. The organic underlayer film has a predetermined function (for example, an antireflection function) required to further supplement the function of the silicon-containing film and / or the resist film in forming the resist pattern, or to obtain a function that these do not have. , Coating film flatness, high etching resistance against fluorine-based gas such as CF 4 ).

有機下層膜としては、例えばレジスト下層膜、反射防止膜等が挙げられる。   Examples of the organic underlayer film include a resist underlayer film and an antireflection film.

有機下層膜は、有機下層膜形成用組成物をスピンコート法等により塗布して塗膜を形成した後、加熱することにより形成することができる。   The organic underlayer film can be formed by applying a composition for forming an organic underlayer film by a spin coating method or the like to form a coating film, and then heating.

<シリコン含有膜形成工程>
本工程では、上述の当該シリコン含有膜形成組成物により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する。基板上に有機下層膜を形成した場合は、有機下層膜の基板とは反対の面に形成する。これにより、基板上にシリコン含有膜が形成されたシリコン含有膜付き基板を得ることができる。
<Silicon-containing film formation process>
In this step, a silicon-containing film is formed on at least one surface side of the substrate with the above-described silicon-containing film forming composition. When the organic underlayer film is formed on the substrate, it is formed on the surface opposite to the substrate of the organic underlayer film. Thereby, the substrate with a silicon-containing film in which the silicon-containing film is formed on the substrate can be obtained.

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などが挙げられる。また、市販品として、AMAT社の「ブラックダイヤモンド」、ダウケミカル社の「シルク」、JSR社の「LKD5109」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。この基板としては、配線講(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てもよい。   Examples of the substrate include insulating films such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, polysiloxane, and the like. Further, as a commercially available product, an interlayer insulating film such as a wafer coated with a low dielectric insulating film such as “Black Diamond” from AMAT, “Silk” from Dow Chemical, or “LKD5109” from JSR can be used. . As this substrate, a patterned substrate such as a wiring course (trench) or a plug groove (via) may be used.

シリコン含有膜は、反射防止膜上に形成することもできる。反射防止膜としては、市販品として、例えばJSR社の「NFC HM8006」等が挙げられる。   The silicon-containing film can also be formed on the antireflection film. As an antireflection film, as a commercial product, for example, “NFC HM8006” manufactured by JSR Corporation may be mentioned.

シリコン含有膜の形成方法は特に限定されないが、例えば当該シリコン含有膜形成組成物を基板上に、スピンコート法等の公知の方法により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して形成することができる。   The method for forming the silicon-containing film is not particularly limited. For example, a coating film formed by applying the silicon-containing film forming composition on a substrate by a known method such as a spin coating method is exposed and / or heated. Can be formed by curing.

露光に用いられる放射線としては、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等が挙げられる。塗膜を加熱する際の温度の下限としては、90℃が好ましく、150℃がより好ましく、200℃がさらに好ましい。上記温度の上限としては、550℃が好ましく、450℃がより好ましく、300℃がさらに好ましい。形成されるシリコン含有膜の平均厚みの下限としては、1nmが好ましく、10nmがより好ましく、20nmがさらに好ましい。上記平均厚みの上限としては、20,000nmが好ましく、1,000nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。   Examples of radiation used for exposure include visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, electron beams, γ-rays, molecular beams, and ion beams. As a minimum of the temperature at the time of heating a coating film, 90 degreeC is preferable, 150 degreeC is more preferable, and 200 degreeC is further more preferable. As an upper limit of the said temperature, 550 degreeC is preferable, 450 degreeC is more preferable, and 300 degreeC is further more preferable. The lower limit of the average thickness of the formed silicon-containing film is preferably 1 nm, more preferably 10 nm, and even more preferably 20 nm. The upper limit of the average thickness is preferably 20,000 nm, more preferably 1,000 nm, and even more preferably 100 nm.

シリコン含有膜とレジスト膜との密着性をさらに向上させるため、シリコン含有膜表面をシリル化処理剤でメチルシリル化処理しても良い。   In order to further improve the adhesion between the silicon-containing film and the resist film, the silicon-containing film surface may be methylsilylated with a silylation treatment agent.

シリル化処理剤としては、例えばアリロキシトリメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、ビス(トリメチルシリル)尿素、トリメチルクロロシラン、N−(トリメチルシリル)アセトアミド、トリメチルシリルアジド、トリメチルシリルシアナニド、N−(トリメチルシリル)イミダゾール、3−トリメチルシリル−2−オキサゾリジノン、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート、ヘキサメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン、N−メチル−N−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、ノナメチルトリシラザン、1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、トリメチルヨードシラン等が挙げられる。   Examples of the silylation treatment agent include allyloxytrimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, bis (trimethylsilyl) urea, trimethylchlorosilane, N- (trimethylsilyl) acetamide, trimethylsilylazide, Trimethylsilyl cyananide, N- (trimethylsilyl) imidazole, 3-trimethylsilyl-2-oxazolidinone, trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate, hexamethyldisilazane, heptamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoro Acetamide, (N, N-dimethylamino) trimethylsilane, nonamethyltrisilazane, 1,1,3,3-tetramethyldisilazaza , Trimethyl iodo silane, and the like.

シリコン含有膜のメチルシリル化は、上記シリル化処理剤をシリコン含有膜上にディップコート、スピンコート等することにより、又はシリル化処理剤の蒸気雰囲気にシリコン含有膜を曝すことによって行うことができる。また、メチルシリル化の後、塗膜を50℃以上300℃以下に加熱してもよい。   The methylsilylation of the silicon-containing film can be performed by dip coating, spin coating, or the like with the silylation treatment agent on the silicon-containing film, or by exposing the silicon-containing film to the vapor atmosphere of the silylation treatment agent. Moreover, you may heat a coating film to 50 to 300 degreeC after methylsilylation.

<レジスト膜形成工程>
本工程では、上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側にレジスト膜を形成する。
<Resist film formation process>
In this step, a resist film is formed on the surface of the silicon-containing film opposite to the substrate.

上記レジスト膜の形成に用いられるレジスト組成物としては、例えば、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂を有する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を含有するネガ型レジスト組成物等を好適例として挙げることができる。また、レジストパターンの形成には、微細パターンを形成する手法であるダブルパターニング法、ダブルエクスポージャー法等を適宜用いてもよい。また、特開2008−292975号公報に記載されているような、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂を有するレジスト組成物を、有機溶剤で現像してネガ型パターンを形成する方法を用いてもよく、この方法とダブルエクスポージャー法とを組み合わせて用いてもよい。   The resist composition used for forming the resist film includes, for example, a chemically amplified resist composition having a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, a positive composition comprising an alkali-soluble resin and a quinonediazide photosensitizer. Preferable examples include a type resist composition, a negative type resist composition containing an alkali-soluble resin and a crosslinking agent. In addition, a resist pattern may be formed by appropriately using a double patterning method, a double exposure method, or the like, which is a technique for forming a fine pattern. A method of forming a negative pattern by developing a resist composition having a resin whose solubility in an alkali developer increases by the action of an acid as described in JP-A-2008-292975 with an organic solvent. May be used, and this method and the double exposure method may be used in combination.

レジスト組成物の固形分濃度は特に限定されないが、5質量%以上50質量%が好ましい。また、レジスト組成物としては、孔径0.2μm程度のフィルターを用いてろ過したものを好適に用いることができる。本発明のパターン形成方法においては、このようなレジスト組成物として、市販品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 not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 50% by mass. Moreover, as a resist composition, what was filtered using the filter with a hole diameter of about 0.2 micrometer can be used conveniently. In the pattern forming method of the present invention, a commercially available resist composition can be used as it is as such a resist composition.

レジスト組成物を塗布する方法は特に限定されず、例えばスピンコート法等の従来の方法によって塗布することができる。レジスト組成物を塗布する際には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように、塗布するレジスト組成物の量を調整する。   The method for applying the resist composition is not particularly limited, and can be applied by a conventional method such as a spin coating method. When applying the resist composition, the amount of the resist composition to be applied is adjusted so that the resulting resist film has a predetermined thickness.

レジスト膜は、レジスト組成物を塗布することによって形成された塗膜をプレベークすることにより、塗膜中の溶媒を揮発させて形成することができる。プレベークの温度は、使用するレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、プレベークの温度の下限としては、30℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましい。   The resist film can be formed by volatilizing the solvent in the coating film by pre-baking the coating film formed by applying the resist composition. The pre-baking temperature is appropriately adjusted according to the type of resist composition to be used, and the like. The lower limit of the pre-baking temperature is preferably 30 ° C., more preferably 50 ° C. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable and 150 degreeC is more preferable.

<露光工程>
本工程では、フォトマスクを透過させることにより選択的に放射線を照射して上記レジスト膜を露光する。
<Exposure process>
In this step, the resist film is exposed by selectively irradiating radiation through a photomask.

上記露光に用いられる放射線としては、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、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切に選択されるが、これらの中で、遠紫外線が好ましく、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)及び極紫外線(波長13nm等)がより好ましい。また、露光の方法についても特に限定されず、従来公知のパターン形成において行われる方法に準じて行うことができる。 The radiation used for the exposure is from visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-rays, electron beams, gamma rays, molecular beams, ion beams, etc., depending on the type of acid generator used in the resist composition. Among these, far ultraviolet rays are preferable, and 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) and extreme ultraviolet light (wavelength 13 nm, etc.) are more preferred. Further, the exposure method is not particularly limited, and can be performed in accordance with a conventionally known pattern formation method.

<現像工程>
本工程では、上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する。
<Development process>
In this step, a resist pattern is formed by developing the exposed resist film.

上記現像は、アルカリ現像でも、有機溶媒現像でもよい。   The development may be alkali development or organic solvent development.

アルカリ現像に用いられる現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性水溶液などが挙げられる。また、これらのアルカリ性水溶液は、水溶性有機溶媒、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類、界面活性剤等を適量添加したものであってもよい。   Examples of the developer used for alkali development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, and methyl. Diethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [ 4.3.0] -5-nonene and other alkaline aqueous solutions. These alkaline aqueous solutions may be those obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol, surfactants and the like.

有機溶媒現像に用いられる現像液としては、例えばケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒としては、例えば[B]有機溶媒として例示したそれぞれの溶媒と同様のもの等が挙げられる。これらの溶媒は1種単独でも、複数混合して用いてもよく、また、水と混合して用いてもよい。   Examples of the developer used for organic solvent development include ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, and the like. Examples of these solvents include those similar to the respective solvents exemplified as the [B] organic solvent. These solvents may be used singly or in combination, or may be used by mixing with water.

現像液で現像を行った後、洗浄し、乾燥することによって、フォトマスクに対応した所定のレジストパターンを形成することができる。   A predetermined resist pattern corresponding to a photomask can be formed by performing development with a developer, washing, and drying.

本工程において、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、現像を行う前に、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、ポストベークの温度の下限としては、50℃が好ましく、80℃がより好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましい。   In this step, post-baking is preferably performed before development in order to improve resolution, pattern profile, developability, and the like. The post-baking temperature is appropriately adjusted according to the type of resist composition used, but the lower limit of the post-baking temperature is preferably 50 ° C., more preferably 80 ° C. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable and 150 degreeC is more preferable.

<エッチング工程>
本工程では、上記レジストパターンをマスクとして、上記シリコン含有膜及び上記基板をドライエッチングする。
<Etching process>
In this step, the silicon-containing film and the substrate are dry-etched using the resist pattern as a mask.

上記ドライエッチングは、公知のドライエッチング装置を用いて行うことができる。また、ドライエッチング時のソースガスとしては、被エッチ膜の元素組成にもよるが、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。これらのガスは混合して用いることもできる。 The dry etching can be performed using a known dry etching apparatus. The source gas during dry etching depends on the elemental composition of the film to be etched, but includes oxygen atoms such as O 2 , CO, and CO 2 , inert gases such as He, N 2 , and Ar, Cl 2 , chlorine gas such as BCl 4 , H 2 , NH 3 gas, or the like can be used. These gases can also be mixed and used.

他のレジスト下層膜が形成された基板を用いた場合には、シリコン含有膜及び基板と共にこのレジスト下層膜もドライエッチングする。   When a substrate on which another resist underlayer film is formed is used, this resist underlayer film is also dry etched together with the silicon-containing film and the substrate.

当該パターン形成方法によれば、上記各工程を適宜行うことにより、所定の基板パターンを形成することができる。   According to the pattern forming method, a predetermined substrate pattern can be formed by appropriately performing the above steps.

以下、本発明を実施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に限定されるものではない。本実施例におけるポリシロキサン溶液の固形分濃度及び重量平均分子量(Mw)の測定は下記の方法により行った。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The solid content concentration and the weight average molecular weight (Mw) of the polysiloxane solution in this example were measured by the following methods.

[ポリシロキサン溶液の固形分濃度]
ポリシロキサン溶液0.5gを30分間250℃で焼成することで、ポリシロキサン溶液0.5gに対する固形分の質量を測定し、ポリシロキサン溶液の固形分濃度(質量%)を算出した。
[Solid content concentration of polysiloxane solution]
By baking 0.5 g of the polysiloxane solution at 250 ° C. for 30 minutes, the mass of the solid content relative to 0.5 g of the polysiloxane solution was measured, and the solid content concentration (% by mass) of the polysiloxane solution was calculated.

[重量平均分子量(Mw)]
東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、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ィ(GPC)により測定した。
[Weight average molecular weight (Mw)]
Using Tosoh's GPC columns (“G2000HXL”, “G3000HXL” and “G4000HXL”), flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.

<[A]ポリシロキサンの合成>
[A]ポリシロキサンの合成に用いたシラン化合物を以下に示す。
化合物(M−1):テトラエトキシシラン
化合物(M−2):フェニルトリメトキシシラン
化合物(M−3):メチルトリメトキシシラン
化合物(M−4):4−メチルフェニルトリメトキシシラン
化合物(M−5)〜(M−10):下記式(M−5)〜(M−10)で表される化合物
<[A] Synthesis of polysiloxane>
[A] Silane compounds used for the synthesis of polysiloxane are shown below.
Compound (M-1): Tetraethoxysilane Compound (M-2): Phenyltrimethoxysilane Compound (M-3): Methyltrimethoxysilane Compound (M-4): 4-Methylphenyltrimethoxysilane Compound (M- 5) to (M-10): compounds represented by the following formulas (M-5) to (M-10)

Figure 2017068049
Figure 2017068049

[合成例1](ポリシロキサン(A−1)の合成)
シュウ酸1.28gを水12.85gに加熱溶解させて、シュウ酸水溶液を調製した。次に、化合物(M−1)25.05g(90モル%)、化合物(M−2)3.63g(10モル%)及びメタノール43.21gを入れたフラスコに、冷却管及び上記調製したシュウ酸水溶液を入れた滴下ロートをセットした。次いで、上記フラスコをオイルバスにて60℃に加熱した後、上記シュウ酸水溶液をゆっくり滴下し、60℃で4時間反応させた。反応終了後、反応溶液の入ったフラスコを放冷し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート129.00gを上記反応溶液に追加した後、エバポレーターにセットし、残存する水及び生成したメタノールを除去し、固形分としてのポリシロキサン(A−1)を含む溶液86.0gを得た。上記溶液中のポリシロキサン(A−1)の固形分濃度は18.0質量%、ポリシロキサン(A−1)のMwは2,000であった。
[Synthesis Example 1] (Synthesis of polysiloxane (A-1))
1.28 g of oxalic acid was dissolved in 12.85 g of water by heating to prepare an aqueous oxalic acid solution. Next, in a flask containing 25.05 g (90 mol%) of the compound (M-1), 3.63 g (10 mol%) of the compound (M-2) and 43.21 g of methanol, a condenser tube and the above prepared Shu A dropping funnel containing an acid aqueous solution was set. Subsequently, after heating the said flask to 60 degreeC with an oil bath, the said oxalic acid aqueous solution was dripped slowly, and it was made to react at 60 degreeC for 4 hours. After completion of the reaction, the flask containing the reaction solution is allowed to cool, and after adding 129.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to the above reaction solution, it is set in an evaporator to remove the remaining water and generated methanol, As a result, 86.0 g of a solution containing polysiloxane (A-1) was obtained. The solid content concentration of the polysiloxane (A-1) in the solution was 18.0% by mass, and the Mw of the polysiloxane (A-1) was 2,000.

[合成例2〜16](ポリシロキサン(A−2)〜(A−16)の合成)
下記表1に示す種類及び使用量の各単量体を用いた以外は、合成例1と同様の手法にて、ポリシロキサン(A−2)〜(A−16)を合成した。得られたポリシロキサン溶液の固形分濃度(質量%)と、[A]ポリシロキサンのMwを、表1に合わせて示す。
[Synthesis Examples 2 to 16] (Synthesis of polysiloxanes (A-2) to (A-16))
Polysiloxanes (A-2) to (A-16) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that each type and amount of monomers shown in Table 1 were used. Table 1 shows the solid content concentration (% by mass) of the obtained polysiloxane solution and Mw of [A] polysiloxane.

Figure 2017068049
Figure 2017068049

[多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物の調製]
多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物の調製に用いた[A]ポリシロキサン以外の成分を以下に示す。
[Preparation of silicon-containing film forming composition for multilayer resist process]
Components other than [A] polysiloxane used for the preparation of the silicon-containing film forming composition for the multilayer resist process are shown below.

[[B]有機溶媒]
B−1:プロピレングリコールモノエチルエーテル
B−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
[[B] Organic solvent]
B-1: Propylene glycol monoethyl ether B-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate

[[C]窒素含有化合物]
構造式を下記に示す。
C−1;N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
C−2:N−t−アミルオキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
C−3:N−(2,3−ジヒドロキシプロピル)ピペリジン
[[C] Nitrogen-containing compound]
The structural formula is shown below.
C-1; Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine C-2: Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine C-3: N- (2,3-dihydroxypropyl) piperidine

Figure 2017068049
Figure 2017068049

[[D]酸発生剤]
構造式を下記に示す。
D−1:4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼン−1−スルホネート
[[D] acid generator]
The structural formula is shown below.
D-1: 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2,4-difluorobenzene-1-sulfonate

Figure 2017068049
Figure 2017068049

[実施例1]
[A]ポリシロキサン(固形分)としての(A−3)2.00質量部、[B]有機溶媒としての(B−1)97.5質量部並びに[E]水0.05質量部を混合し、得られた混合溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過して、多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物(J−1)を得た。
[Example 1]
[A] 2.00 parts by mass of (A-3) as a polysiloxane (solid content), 97.5 parts by mass of (B-1) as an organic solvent, and 0.05 parts by mass of [E] water. The resulting mixed solution was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a silicon-containing film forming composition (J-1) for a multilayer resist process.

[実施例2〜15及び比較例1〜4]
下記表2に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例1と同じ要領にて、多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物(J−2)〜(J−15)及び(CJ−1)〜(CJ−4)を調製した。
[Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 4]
Except having used each component of the kind and compounding quantity which are shown in following Table 2, in the same way as Example 1, the silicon-containing film formation composition for multilayer resist processes (J-2)-(J-15) and ( CJ-1) to (CJ-4) were prepared.

Figure 2017068049
Figure 2017068049

<シリコン含有膜の形成>
シリコンウェハー上に、上記得られた多層プロセス用シリコン含有膜形成組成物を、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を用い、スピンコート法により塗布した。得られた塗膜に対し、220℃のホットプレートで1分間PBを行い、シリコン含有膜を形成し、シリコン含有膜が形成された基板を得た。形成されたシリコン含有膜の平均厚みを膜厚測定装置(J.A.Woollam社の「M−2000D」)で測定したところ、30nmであった。
<Formation of silicon-containing film>
On the silicon wafer, the obtained silicon-containing film forming composition for a multilayer process was applied by a spin coat method using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Ltd.). The resulting coating film was subjected to PB for 1 minute on a hot plate at 220 ° C. to form a silicon-containing film, thereby obtaining a substrate on which the silicon-containing film was formed. It was 30 nm when the average thickness of the formed silicon-containing film was measured with a film thickness measuring device (“M-2000D” manufactured by JA Woollam).

<評価>
上記形成されたシリコン含有膜について、以下に示す方法で下記項目の評価を行った。評価結果を下記表3に示す。
<Evaluation>
About the formed silicon-containing film | membrane, the following item was evaluated by the method shown below. The evaluation results are shown in Table 3 below.

[基板反射率]
上記形成されたシリコン含有膜、下層膜形成用組成物(JSR社の「NFC HM8006」)及びレジスト材料(JSR社の「ARF AR2772JN」)のそれぞれの屈折率パラメーター(n)及び消衰係数(k)を高速分光エリプソメーター(J.A.Woollam社の「M−2000」)により測定し、この測定値を元にシュミレーションソフト(KLA−Tencor社の「プロリス」)を用いて、NA1.3、Dipoleの条件下におけるレジスト材料/シリコン含有膜/下層膜形成用組成物を積層させた膜の基板反射率を求めた。基板反射率は、1%以下の場合は「○」と、1%を超える場合は「×」と評価した。
[Substrate reflectivity]
Refractive index parameter (n) and extinction coefficient (k) of the silicon-containing film, the underlayer film forming composition (“NFC HM8006” from JSR) and the resist material (“ARF AR2772JN” from JSR) formed above. ) With a high-speed spectroscopic ellipsometer (“M-2000” from JA Woollam), and based on this measurement value, using simulation software (“Prolith” from KLA-Tencor), NA 1.3, The substrate reflectance of the film obtained by laminating the resist material / silicon-containing film / underlayer film forming composition under Dipole conditions was determined. The substrate reflectivity was evaluated as “◯” when it was 1% or less, and “x” when it exceeded 1%.

[溶媒耐性]
上記得られたシリコン含有膜が形成された基板を、シクロヘキサノンに、室温で10秒間浸漬した。シリコン含有膜の浸漬前後の平均厚みを、分光エリプソメーター(KLA−TENCOR社の「UV1280E」)を用いて測定した。浸漬前の平均厚みをT0と、浸漬後の平均厚みをT1とした場合、溶媒浸漬による膜厚変化率(%)を、│T1−T0│×100/T0の式により求めた。溶媒耐性は、膜厚変化率が1%未満の場合は「○」(良好)と、1%以上の場合は「×」(不良)と評価した。
[Solvent resistance]
The obtained substrate on which the silicon-containing film was formed was immersed in cyclohexanone for 10 seconds at room temperature. The average thickness before and after immersion of the silicon-containing film was measured using a spectroscopic ellipsometer (“UV1280E” manufactured by KLA-TENCOR). Assuming that the average thickness before immersion is T0 and the average thickness after immersion is T1, the rate of change in film thickness (%) due to solvent immersion was determined by the formula | T1-T0 | × 100 / T0. The solvent resistance was evaluated as “◯” (good) when the film thickness change rate was less than 1%, and “x” (bad) when the film thickness change rate was 1% or more.

[最小倒壊前寸法及びパターン形状]
最小倒壊前寸法及びパターン形状は、以下に示すリソグラフィー評価を行うことにより評価した。
[Minimum dimensions before collapse and pattern shape]
The minimum dimensions before collapse and the pattern shape were evaluated by performing the lithography evaluation shown below.

(リソグラフィー評価、有機溶媒現像)
12インチシリコンウェハ上に、反射防止膜形成材料(JSR社の「HM8006」)をスピンコートした後、250℃で60秒間PBを行うことにより平均厚み100nmの反射防止膜を形成した。この反射防止膜上に、上記得られた多層プロセス用シリコン含有膜形成組成物を、上記スピンコーターを使用してスピンコートし、220℃で60秒間PBした後、23℃で60秒間冷却することにより平均厚み30nmのシリコン含有膜を形成した。次いで、レジスト材料(JSR社の「ARF AR2772JN」)をこのレジスト下層膜上にスピンコートし、90℃で60秒間PBした後、23℃で30秒間冷却することにより平均厚み100nmのレジスト膜を形成した。
(Lithography evaluation, organic solvent development)
An antireflection film-forming material (“HM8006” from JSR) was spin-coated on a 12-inch silicon wafer, and PB was performed at 250 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having an average thickness of 100 nm. On the antireflection film, the obtained silicon-containing film-forming composition for a multilayer process is spin-coated using the spin coater, PB at 220 ° C. for 60 seconds, and then cooled at 23 ° C. for 60 seconds. Thus, a silicon-containing film having an average thickness of 30 nm was formed. Next, a resist material (“ARF AR2772JN” from JSR) is spin-coated on the resist underlayer film, PB is applied at 90 ° C. for 60 seconds, and then cooled at 23 ° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 100 nm. did.

次いで、ArF液浸露光装置(NIKON社の「S610C」)を使用し、NA:1.30、Dipoleの光学条件にて、40nmライン/80nmピッチ形成用のマスクサイズのマスクを介して露光した。「Lithius Pro−i」のホットプレート上で、100℃で60秒間PEBを行い、23℃で30秒間冷却した後、酢酸ブチルを現像液として30秒間パドル現像し、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)でリンスした。2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、40nmライン/80nmピッチのレジストパターンが形成された評価用基板を得た。   Next, using an ArF immersion exposure apparatus (“S610C” manufactured by NIKON), exposure was performed through a mask having a mask size for forming a 40 nm line / 80 nm pitch under the optical conditions of NA: 1.30 and Dipole. PEB is applied at 100 ° C. for 60 seconds on a “Lithius Pro-i” hot plate, cooled at 23 ° C. for 30 seconds, then paddle developed with butyl acetate as a developer for 30 seconds, and methyl isobutyl carbinol (MIBC). Rinse. An evaluation substrate on which a resist pattern of 40 nm line / 80 nm pitch was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2,000 rpm for 15 seconds.

(最小倒壊前寸法及びパターン形状の評価)
最小倒壊前寸法及びパターン形状は、以下のようにして測定した。評価用基板のレジストパターンの測長及び観察には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「CG−4000」)を用いた。
(Evaluation of minimum collapse dimensions and pattern shape)
The minimum dimensions before collapse and the pattern shape were measured as follows. A scanning electron microscope (“CG-4000” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for length measurement and observation of the resist pattern on the evaluation substrate.

上記評価用基板を得た際に、ラインの線幅が42nmであり、隣り合うライン間の距離(スペース)が84nm(ライン・アンド・スペースが1対2)であるレジストパターンを形成した露光量(mJ/cm)を最適露光量とし、この最適露光量よりも段階的に露光量を大きくして順次露光を行った。このとき、得られるパターンの線幅は次第に細くなるため、ある露光量に対応する線幅で最終的にレジストパターンの倒壊が観察される。レジストパターンの倒壊が確認されない最大の露光量に対応する線幅を最小倒壊前寸法(nm)と定義してパターン倒れ耐性の指標とした。最小倒壊前寸法は、30nm以下の場合は「○」(良好)と、30nmを超え40nm以下の場合は「△」(使用可能)と、40nmを超える場合又はパターン倒れにより評価不可能の場合は「×」(不良)と評価した。パターン形状はレジストパターンのボトムに裾引きがない場合は「○」、パターン倒れ又は裾引きがある場合は「×」と評価した。 When the substrate for evaluation was obtained, the exposure amount formed a resist pattern having a line width of 42 nm and a distance (space) between adjacent lines of 84 nm (line and space is 1 to 2). (MJ / cm 2 ) was set as the optimum exposure amount, and the exposure amount was increased stepwise from the optimum exposure amount, and the exposure was sequentially performed. At this time, since the line width of the obtained pattern is gradually narrowed, the collapse of the resist pattern is finally observed at the line width corresponding to a certain exposure amount. The line width corresponding to the maximum exposure amount at which the resist pattern collapse was not confirmed was defined as the minimum pre-collapse dimension (nm) and used as an index for pattern collapse resistance. The minimum dimension before collapse is “◯” (good) when it is 30 nm or less, “△” (useable) when it is over 30 nm and 40 nm or less, and when it is over 40 nm or cannot be evaluated due to pattern collapse Evaluated as “x” (bad). The pattern shape was evaluated as “◯” when the bottom of the resist pattern had no bottom, and “×” when the pattern collapsed or bottomed.

[酸素エッチング耐性]
上記形成したシリコン含有膜を、ドライエッチンッグ装置(東京エレクトロン社の「Telius SCCM」)を用いて、100Wで120秒間O処理し、処理前後の膜厚の差を測定した。酸素エッチング耐性は、処理前後の膜厚の差が10nm未満の場合は「○」(良好)と、10nm以上15nm以下の場合は「△」(使用可能)と、15nmを超える場合は「×」(不良)と評価した。
[Oxygen etching resistance]
The silicon-containing film thus formed was O 2 treated at 100 W for 120 seconds using a dry etching apparatus (“Telius SCCM” manufactured by Tokyo Electron Ltd.), and the difference in film thickness before and after the treatment was measured. The oxygen etching resistance is “◯” (good) when the difference in film thickness before and after the treatment is less than 10 nm, “△” (available) when it is 10 nm or more and 15 nm or less, and “×” when it exceeds 15 nm. (Poor).

Figure 2017068049
Figure 2017068049

表3の結果から、実施例のシリコン含有膜形成組成物によれば、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、レジスト膜に対する反射防止性に優れ、エッチングによる高いパターン転写性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないシリコン含有膜を形成できることが分かる。   From the results of Table 3, according to the silicon-containing film forming compositions of the examples, the resist composition has excellent resistance to solvents, excellent anti-reflective properties for resist films, and has high pattern transferability by etching. It can be seen that a silicon-containing film having a good shape and less collapse can be formed.

本発明に係る多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物は、アルカリ溶液によるポジ現像、有機溶媒によるネガ現像のどちらのプロセスにおいても、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、レジスト膜に対する反射防止性や密着性に優れ、エッチングによる高いパターン転写性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないことを特徴とする。   The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to the present invention is excellent in resistance to a solvent of a resist composition in both positive development with an alkaline solution and negative development with an organic solvent, and antireflection properties for a resist film. It is characterized in that it has excellent adhesiveness, has high pattern transferability by etching, has a good resist pattern shape, and has little collapse.

Claims (9)

ポリシロキサン、及び
有機溶媒
を含有し、
上記ポリシロキサンが、環状カーボネート構造を含む基及びラクトン構造を含む基の少なくとも一方を有する第1シラン化合物を含有する化合物の加水分解縮合物を含み、
上記第1シラン化合物に由来する構造単位の上記ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合が、0.1モル%以上30モル%以下である多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。
Containing polysiloxane and an organic solvent,
The polysiloxane includes a hydrolysis condensate of a compound containing a first silane compound having at least one of a group containing a cyclic carbonate structure and a group containing a lactone structure,
A silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process, wherein a content ratio of a structural unit derived from the first silane compound to all structural units constituting the polysiloxane is 0.1 mol% or more and 30 mol% or less.
上記環状カーボネート構造及びラクトン構造が単環構造である請求項1に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。   The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to claim 1, wherein the cyclic carbonate structure and the lactone structure are monocyclic structures. 上記第1シラン化合物が、下記式(1)で表される請求項1又は請求項2に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。
Figure 2017068049
(式(1)中、Rは、環員数5〜20の環状カーボネート構造又は環員数4〜20のラクトン構造を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。aは、1〜3の整数である。bは、0〜2の整数である。cは、1〜3の整数である。但し、a+b+cは4である。aが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。bが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。cが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to claim 1 or 2, wherein the first silane compound is represented by the following formula (1).
Figure 2017068049
(In Formula (1), R 1 is a monovalent group containing a cyclic carbonate structure having 5 to 20 ring members or a lactone structure having 4 to 20 ring members. R 2 is cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted. R 3 is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. A is an integer of 1 to 3. b is an integer of 0 to 2. c is an integer of 1 to 3. However, a + b + c is 4. a is 2 or more. A plurality of R 1 groups may be the same or different, and when b is 2, two R 2 groups may be the same or different, and when c is 2 or more, a plurality of R 3 groups are the same or different. May be.)
上記化合物が下記式(2)で表される第2シラン化合物をさらに含有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。
Figure 2017068049
(式(2)中、Xは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。4つのXは同一でも異なっていてもよい。)
The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to claim 1, wherein the compound further contains a second silane compound represented by the following formula (2).
Figure 2017068049
(In the formula (2), X is a hydrogen atom, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom. May be good.)
上記第2シラン化合物に由来する構造単位の上記ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合が、20モル%以上95モル%以下である請求項4に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。   5. The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to claim 4, wherein the content ratio of the structural unit derived from the second silane compound to all structural units constituting the polysiloxane is 20 mol% or more and 95 mol% or less. object. 上記化合物が下記式(3)で表される第3シラン化合物をさらに含有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。
Figure 2017068049
(式(3)中、Rは、炭素数2〜10のアルケニル基、又は環員数6〜20の芳香族炭素環若しくは環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基である。Rは、シアノ置換、フッ素置換若しくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基又はシアノ基である。Rは、水素原子、炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基、炭素数1〜20のアシロキシ基又はハロゲン原子である。dは、1〜3の整数である。eは、0〜2の整数である。fは、1〜3の整数である。但し、d+e+fは4である。dが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。eが2の場合、2つのRは同一でも異なっていてもよい。fが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
The silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to any one of claims 1 to 5, wherein the compound further contains a third silane compound represented by the following formula (3).
Figure 2017068049
(In Formula (3), R 4 is a monovalent group containing an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aromatic carbocyclic ring having 6 to 20 ring members, or an aromatic heterocyclic ring having 4 to 20 ring members. R 5 is a cyano-substituted, fluorine-substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyano group, and R 6 is a hydrogen atom , A monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogen atom, d is an integer of 1 to 3. e is an integer of 0 to 2. F is an integer of 1 to 3. However, d + e + f is 4. When d is 2 or more, a plurality of R 4 may be the same or different, and when e is 2, two R 5 in the case of two or more is also good .f be the same or different, a plurality of R 6 is be the same or different from each other .)
上記第3シラン化合物に由来する構造単位の上記ポリシロキサンを構成する全構造単位に対する含有割合が、0.1モル%以上30モル%以下である請求項6に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物。   The silicon-containing film for a multilayer resist process according to claim 6, wherein the content ratio of the structural unit derived from the third silane compound to all structural units constituting the polysiloxane is 0.1 mol% or more and 30 mol% or less. Forming composition. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の多層レジストプロセス用シリコン含有膜形成組成物により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する工程と、
上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側にレジスト膜を形成する工程と、
フォトマスクを透過させることにより選択的に放射線を照射して上記レジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する工程と、
上記レジストパターンをマスクとして、上記シリコン含有膜及び上記基板をドライエッチングする工程と
を備えるパターン形成方法。
A step of forming a silicon-containing film on at least one surface side of the substrate by the silicon-containing film forming composition for a multilayer resist process according to any one of claims 1 to 7,
Forming a resist film on the opposite side of the silicon-containing film from the substrate;
Exposing the resist film by selectively irradiating radiation through a photomask; and
A step of forming a resist pattern by developing the exposed resist film;
And a step of dry etching the silicon-containing film and the substrate using the resist pattern as a mask.
上記シリコン含有膜形成工程の前に、
上記基板の上記シリコン含有膜が形成される面側に有機下層膜を形成する工程
をさらに備え、
上記エッチング工程において、さらに上記有機下層膜をエッチングする請求項8に記載のパターン形成方法。

Before the silicon-containing film forming step,
Further comprising the step of forming an organic underlayer film on the surface side of the substrate on which the silicon-containing film is formed,
The pattern forming method according to claim 8, wherein the organic underlayer film is further etched in the etching step.

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