JP2019113571A - Resist underlay film-forming composition, and lithography underlay film and patterning method using the same - Google Patents

Resist underlay film-forming composition, and lithography underlay film and patterning method using the same Download PDF

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匠 樋田
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隆 佐藤
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Abstract

To provide a resist underlay film-forming composition having excellent pattern rectangularity, a lithography underlay film, and a patterning method.SOLUTION: A resist underlay film-forming composition contains a compound containing tellurium or a resin containing tellurium, and a silicon-containing compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体素子等の製造工程における微細加工に用いられる多層レジスト法に使用されるテルル含有レジスト下層膜形成用組成物、並びに、それを用いたリソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a composition for forming a tellurium-containing resist underlayer film used for a multilayer resist method used for microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, an underlayer film for lithography using the same, and a pattern forming method.

従来から半導体装置の製造において、フォトレジストを用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。前記微細加工は、まず、シリコンウエハー等の半導体基板上にフォトレジストの薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを形成する。次いで、フォトレジストパターンを保護膜として基板をエッチング処理することにより、基板表面に、前記パターンに対応する微細凹凸を形成する加工法である。ところが、近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線もKrFエキシマレーザー(248nm)からArFエキシマレーザー(193nm)、EUV(Extreme ultraviolet)光(13.5nm)へと短波長化される傾向にある。これに伴い活性光線の半導体基板からの反射の影響が大きな問題となってきた。   Conventionally, in the manufacture of a semiconductor device, fine processing by lithography using a photoresist has been performed. In the microfabrication, first, a thin film of photoresist is formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, and an active light beam such as ultraviolet light is applied and developed through a mask pattern on which a pattern of the semiconductor device is drawn. , Forming the obtained photoresist pattern. Next, the substrate is etched using the photoresist pattern as a protective film to form fine irregularities corresponding to the pattern on the surface of the substrate. However, in recent years, the degree of integration of semiconductor devices has been increased, and the actinic radiation used has also been shortened from KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm) and EUV (Extreme ultraviolet) light (13.5 nm). Tend to be Along with this, the influence of reflection of active light from the semiconductor substrate has become a major problem.

また、半導体基板とフォトレジストとの間の下層膜として、シリコン等の金属元素を含むハードマスクとして知られる膜を使用することが行なわれている(例えば、下記特許文献1参照)。   Further, as a lower layer film between a semiconductor substrate and a photoresist, a film known as a hard mask containing a metal element such as silicon is used (for example, see Patent Document 1 below).

特開平7−183194号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-183194

フォトレジストとハードマスクとでは、その構成成分に大きな違いが有るため、それらのドライエッチングによって除去される速度は、ドライエッチングに使用されるガス種に大きく依存する。そして、ガス種を適切に選択することにより、フォトレジストの膜厚の大きな減少を伴うことなく、ハードマスクをドライエッチングによって除去することが可能となる。このように、近年の半導体装置の製造においては、上層レジスト(フォトレジスト)だけでは微細化が困難であり、反射防止効果をはじめ、さまざまな効果を達成するために、上層レジストの下層に形成されているハードマスクを利用しなければ微細化プロセスが成立しなくなってきている。更に、上層レジスト(例えば、フォトレジスト、電子線レジスト、EUVレジスト)とハードマスクとの間にレジスト下層膜を設ける多層レジスト法が種々開発されている。このようなレジスト下層膜は、上層レジストとインターミキシングを起こさず、また、耐熱性を有し、パターニング時にマスク(パターニングされた上層レジスト)よりも大きなエッチング速度を有することで矩形で良好なパターンを得ることができる。又はドマスクや有機下層膜など基材上に設けられた層のパターニング時にはマスクとして機能するためエッチング耐性を示すことが求められる。   Since the components of the photoresist and the hard mask are largely different, the removal rate by dry etching depends largely on the gas species used for the dry etching. Then, by appropriately selecting the gas type, it is possible to remove the hard mask by dry etching without accompanied by a large decrease in the film thickness of the photoresist. As described above, in recent semiconductor device manufacturing, it is difficult to miniaturize only with the upper layer resist (photoresist), and in order to achieve various effects including the antireflection effect, it is formed under the upper layer resist. If a hard mask is not used, the miniaturization process can not be established. Furthermore, various multilayer resist methods have been developed in which a resist underlayer film is provided between the upper layer resist (for example, photoresist, electron beam resist, EUV resist) and the hard mask. Such a resist underlayer film does not intermix with the upper layer resist, has heat resistance, and has a rectangular and excellent pattern because it has an etching rate higher than that of the mask (upper layer resist patterned) at the time of patterning. You can get it. Or when patterning a layer provided on a substrate such as a mask or an organic lower layer film, it is required to exhibit etching resistance because it functions as a mask.

本発明は、パターンの矩形性に優れたレジスト下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、及び、パターン形成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a composition for forming a resist underlayer film excellent in rectangularity of a pattern, an underlayer film for lithography, and a pattern forming method.

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定構造を有する化合物及び樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含むレジスト下層膜形成用組成物は、高い耐熱性を有するので、高温ベーク条件でも使用可能であり、上述の活性光線に対する吸収能が高く、高感度であり、レジストとのインターミキシングを起こさず、レジストと比較して大きなフッ素系のドライエッチング速度を有することができることを見出し、本発明に至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems, and as a result, a compound and resin having a specific structure, a silicon-containing compound (for example, hydrolyzable organosilane, its hydrolyzate or its hydrolytic condensate), Since the composition for forming a resist underlayer film containing the above has high heat resistance, it can be used under high temperature bake conditions, has high absorption capability to the above-mentioned actinic light, is highly sensitive, and does not intermix with the resist. It has been found that the present invention can have a large fluorine-based dry etching rate as compared to a resist, and has led to the present invention.

すなわち、本発明は次のとおりである。   That is, the present invention is as follows.

<1>テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物と、を含むレジスト下層膜形成用組成物。
<2> 前記ケイ素含有化合物が、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物である<1>のレジスト下層膜形成用組成物。
<3> 前記テルルを含有する化合物が、下記式(A)で示される<1>又は<2>のレジスト下層膜形成用組成物。

Figure 2019113571
(式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であり、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、各々独立して0〜2の整数であり、nは、各々独立して0〜(5+2×p)の整数である。)
<4> 前記テルルを含有する化合物が、下記式(1)で示される<3>のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(1)中、X、Z、m、pは前記式(A)と同義であり、R1は、各々独立して、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はハロゲン原子であり、R2は、各々独立して、水素原子又は酸解離性反応基であり、n1は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数であり、n2は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのn2は1〜(5+2×p)の整数である。)
<5> 前記テルルを含有する化合物が、下記式(2)で示される<4>のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(2)中、Z、R1、R2、p、n1、n2は前記式(1)と同義であり、X1はハロゲン原子である。)
<6> 前記テルルを含有する化合物が、下記式(3)で示される<5>のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(3)中、R1、R2、X1、n1、n2は前記式(2)と同義である。)
<7> 前記テルルを含有する化合物が、下記式(4)で示される<6>のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(4)中、R1、R2、X1は前記式(3)と同義である。)
<8> 前記テルルを含有する化合物は、前記式(1)におけるR2として、少なくとも一つの酸解離性反応基を有する<4>のレジスト下層膜形成用組成物。
<9> 前記テルルを含有する化合物は、前記式(1)におけるR2が全て水素原子である<4>のレジスト下層膜形成用組成物。
<10> 前記テルルを含有する樹脂が、下記式(A)で示される化合物に由来する構成単位を含む樹脂である<1>又は<2>のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であり、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、各々独立して0〜2の整数であり、nは、各々独立して0〜(5+2×p)の整数である。)
<11> 溶媒を更に含むことを特徴とする<1>〜<10>のいずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物。
<12> 酸を更に含有する<1>〜<11>のいずれか1つのジスト下層膜形成用組成物。
<13> 酸架橋剤を更に含有する<1>〜<12>のいずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物。
<14> 前記ケイ素含有化合物が、下記式(A1)及び(A2)からなる群より選ばれた少なくとも一種の加水分解性オルガノシラン、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物である<1〜<13>のいずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物。

式(A1): (R3aSi(R44-a

(式(A1)中、R3はアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する有機基;或いは、それらの組み合わせを表し、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R4はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、aは0〜3の整数を表す。)

式(A2): [(R5cSi(R64-c2b

(式(A2)中、R5はアルキル基を表し、R6はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。)
<15> <1>〜<14>いずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたリソグラフィー用下層膜。
<16> 基板上に、<1>〜<14>いずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行うことを含む、パターン形成方法。
<17> 基板上に塗布型有機下層膜材料を用いて有機下層膜を形成し、
前記有機下層膜上に、<1>〜<14>のいずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記有機下層膜をマスクにして前記基板にエッチングでパターンを転写することを含むパターン形成方法。
<18> 基板上に炭素を主成分とする有機ハードマスクをCVD法で形成し、前記有機ハードマスク上に、<1>〜<14>のいずれか1つのレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機ハードマスクにエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記有機ハードマスクをマスクにして前記基板にエッチングでパターンを転写することを含むパターン形成方法。 The composition for resist underlayer film formation containing the compound containing <1> tellurium, or resin containing tellurium, and a silicon-containing compound.
<2> The composition for forming a resist underlayer film of <1>, wherein the silicon-containing compound is a hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, or a hydrolytic condensate thereof.
<3> A composition for forming a resist underlayer film of <1> or <2>, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (A).
Figure 2019113571
(In the formula (A), X is a 2m-valent group having 0 to 30 carbon atoms including tellurium, Z is an oxygen atom, a sulfur atom or non-crosslinking, and R 0 is each independently oxygen A monovalent group containing an atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom, m is an integer of 1 to 4, and p is Each independently is an integer of 0 to 2, and n is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p).
<4> The composition for forming a resist lower layer film of <3>, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (1).
Figure 2019113571
(In formula (1), X, Z, m and p are as defined in the above formula (A), R 1 is each independently an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a halogen atom, R 2 Each independently represents a hydrogen atom or an acid-dissociable reactive group, each n 1 independently represents an integer of 0 to (5 + 2 × p), and each n 2 independently represents an integer of 0 to (5 + 2) It is an integer of × p), provided that at least one n 2 is an integer of 1 to (5 + 2 × p).
<5> The composition for resist underlayer film formation of <4> by which the compound containing the said tellurium is shown by following formula (2).
Figure 2019113571
(In formula (2), Z, R 1 , R 2 , p, n 1 and n 2 are as defined in the above formula (1), and X 1 is a halogen atom)
<6> The composition for resist underlayer film formation of <5> by which the compound containing the said tellurium is shown by following formula (3).
Figure 2019113571
(In Formula (3), R 1 , R 2 , X 1 , n 1 and n 2 have the same meanings as in Formula (2) above).
<7> The composition for resist underlayer film formation of <6> in which the compound containing the said tellurium is shown by following formula (4).
Figure 2019113571
(In Formula (4), R 1 , R 2 , and X 1 have the same meanings as in Formula (3) above).
<8> The composition for forming a resist underlayer film of <4>, wherein the compound containing tellurium has at least one acid-dissociative reactive group as R 2 in the formula (1).
<9> The composition for forming a resist underlayer film of <4>, wherein all the R 2 in the formula (1) are hydrogen atoms in the compound containing tellurium.
<10> The composition for forming a resist lower layer film of <1> or <2>, wherein the tellurium-containing resin is a resin containing a constitutional unit derived from a compound represented by the following formula (A).
Figure 2019113571
(In the formula (A), X is a 2m-valent group having 0 to 30 carbon atoms including tellurium, Z is an oxygen atom, a sulfur atom or non-crosslinking, and R 0 is each independently oxygen A monovalent group containing an atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom, m is an integer of 1 to 4, and p is Each independently is an integer of 0 to 2, and n is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p).
<11> The composition for forming a resist underlayer film according to any one of <1> to <10>, further comprising a solvent.
<12> The composition for forming a lower underlayer film according to any one of <1> to <11>, further containing an acid.
The composition for resist underlayer film formation any one of <1>-<12> which further contains a <13> acid crosslinking agent.
<14> The silicon-containing compound is at least one hydrolyzable organosilane selected from the group consisting of the following formulas (A1) and (A2), a hydrolyzate thereof, or a hydrolytic condensate thereof Composition for resist underlayer film formation any one of <13>.

Formula (A1): (R 3 ) a Si (R 4 ) 4-a

(In formula (A1), R 3 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an alkoxy An organic group having an aryl group, an acyloxyaryl group, an isocyanurate group, a hydroxy group, a cyclic amino group, or a cyano group; or a combination thereof, which is bonded to a silicon atom by a Si-C bond , R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, and a represents an integer of 0 to 3.)

Formula (A2): [(R 5 ) c Si (R 6 ) 4-c ] 2 Y b

(In formula (A2), R 5 represents an alkyl group, R 6 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, b represents an integer of 0 or 1, c Represents an integer of 0 or 1.)
The underlayer film for lithography formed using the composition for <15><1>-<14> any one resist underlayer film formation.
A resist underlayer film is formed on a <16> substrate using the composition for forming a resist underlayer film according to any one of <1> to <14>, and at least one photoresist layer is formed on the resist underlayer film. After forming, the pattern formation method including irradiating with radiation to the predetermined area | region of this photoresist layer, and performing development.
<17> An organic underlayer film is formed on a substrate using a coating type organic underlayer film material,
A resist underlayer film is formed on the organic underlayer film using the composition for forming a resist underlayer film of any one of <1> to <14>, and an upper layer resist film composition is used on the resist underlayer film. The upper layer resist film is formed, the upper layer resist pattern is formed on the upper layer resist film, the pattern is transferred to the resist lower layer film by etching using the upper layer resist pattern as a mask, and the resist lower layer film on which the pattern is transferred is formed. A pattern forming method comprising: transferring a pattern to the organic lower layer film by etching as a mask; and transferring a pattern to the substrate by etching the organic lower layer film to which the pattern is transferred as a mask.
An organic hard mask containing carbon as a main component is formed by a CVD method on a <18> substrate, and any one composition for forming a resist underlayer film of <1> to <14> is used on the organic hard mask. A resist underlayer film is formed, an upper layer resist film is formed using the upper layer resist film composition on the resist underlayer film, an upper layer resist pattern is formed on the upper layer resist film, and the upper layer resist pattern is used as a mask The pattern is transferred to the resist underlayer film by etching, and the pattern is transferred to the organic hard mask by using the resist underlayer film to which the pattern is transferred as a mask, and the organic hard mask to which the pattern is transferred is used as a mask A pattern forming method comprising transferring a pattern to the substrate by etching.

本発明によれば、パターンの矩形性に優れたレジスト下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、及び、パターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a composition for forming a resist underlayer film excellent in rectangularity of a pattern, an underlayer film for lithography, and a pattern forming method.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含有するレジスト下層膜形成用組成物である。本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、耐熱性が高く、溶媒溶解性も高い。このため、パターンの矩形性に優れる。   The composition for forming a resist underlayer film of the present invention comprises a tellurium-containing compound or a tellurium-containing resin, and a silicon-containing compound (for example, a hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, or a hydrolytic condensate thereof) It is a composition for resist lower layer film formation containing the above. The composition for forming a resist underlayer film of the present invention has a relatively high carbon concentration, a relatively low oxygen concentration, high heat resistance, and high solvent solubility. Therefore, the rectangularity of the pattern is excellent.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、例えば、上層レジスト(フォトレジスト等)とハードマスクや有機下層膜などとの間に更にレジスト下層膜を備えた多層レジスト法に好適に用いることができる。このような多層レジスト法では、例えば、基板上の有機下層膜又はハードマスクを介してその上にレジスト下層膜を塗布法などによって形成し、そのレジスト下層膜上に上層レジスト(例えば、フォトレジスト、電子線レジスト、EUVレジスト)を形成する。そして、露光と現像とによってレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを用いてレジスト下層膜をドライエッチングしてパターンの転写を行い、有機下層膜をエッチングすることによりパターンを転写しその有機下層膜により基板の加工を行う。
即ち、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜は、上層レジストとインターミキシングを起こしにくく、また、耐熱性を有し、例えば、ハロゲン系(フッ素系)のエッチングガスに対するエッチング速度がマスクとして用いられるパターニングされた上層レジストよりも大きいため、矩形で良好なパターンを得ることができる。更に、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜は酸素系エッチングガスに対する耐性が高いため、ハードマスクなど基材上に設けられた層のパターニング時には良好なマスクとして機能することができる。尚、本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、レジスト下層膜を複数積層された態様にも用いることができる。この場合、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜が位置(何層目に積層されているか)は特に限定はなく、上層レジストの直下であってもよい、一番基板側に位置する層であってもよいし、レジスト下層膜で挟まれた態様であってもよい。
The composition for forming a resist underlayer film of the present invention can be suitably used, for example, in a multilayer resist method in which a resist underlayer film is further provided between an upper layer resist (photoresist etc.) and a hard mask or an organic underlayer film. . In such a multilayer resist method, for example, a resist underlayer film is formed thereon by a coating method or the like via an organic underlayer film or hard mask on a substrate, and an upper layer resist (for example, photoresist, etc.) is formed on the resist underlayer film. Electron beam resist, EUV resist) is formed. Then, a resist pattern is formed by exposure and development, the resist underlayer film is dry etched using the resist pattern to transfer the pattern, the organic underlayer film is etched to transfer the pattern, and the organic underlayer film is used. Process the substrate.
That is, the resist underlayer film formed using the composition for forming a resist underlayer film of the present invention is less likely to cause intermixing with the upper layer resist, and has heat resistance, and for example, halogen-based (fluorine-based) etching Since the etching rate for the gas is larger than that of the patterned upper resist used as a mask, a rectangular and good pattern can be obtained. Furthermore, since a resist underlayer film formed using the composition for forming a resist underlayer film of the present invention has high resistance to an oxygen-based etching gas, it can be used as a good mask when patterning a layer provided on a substrate such as a hard mask. Can function. The composition for forming a resist underlayer film of the present invention can also be used in an embodiment in which a plurality of resist underlayer films are laminated. In this case, the position of the resist underlayer film formed using the composition for forming a resist underlayer film of the present invention (the layer on which the layer is laminated) is not particularly limited, and may be directly under the upper layer resist. It may be a layer located closest to the substrate side, or may be an embodiment sandwiched by a resist lower layer film.

微細なパターンを形成する上で、パターン倒れを防ぐためにレジスト膜厚が薄くなる傾向がある。レジストの薄膜化によりその下層に存在する膜にパターンを転写するためのドライエッチングは、上層の膜よりもエッチング速度が高くなければパターン転写ができない。本発明では、基板上に有機下層膜を介して、その上を本願レジスト下層膜(シリコン系化合物含有)で被覆し、さらにその上をレジスト膜(有機レジスト膜)で被覆することができる。有機系成分の膜と無機系成分の膜とはエッチングガスの選択によりドライエッチング速度が大きく異なり、有機系成分の膜は酸素系ガスでドライエッチング速度が高くなり、無機系成分の膜はハロゲン含有ガスでドライエッチング速度が高くなる。
例えば、パターン転写されたレジスト下層膜を用いて、その下層の有機下層膜を酸素系ガスでドライエッチングして有機下層膜にパターン転写を行い、そのパターン転写された有機下層膜で、ハロゲン含有ガスを用いて基板加工を行うことができる。
In forming a fine pattern, the resist film thickness tends to be thin in order to prevent pattern collapse. In dry etching for transferring a pattern to a film existing in the lower layer by thinning the resist, pattern transfer can not be performed unless the etching rate is higher than that of the upper film. In the present invention, the substrate may be coated with the resist lower layer film (containing a silicon compound) of the present invention via the organic lower layer film, and the resist layer (organic resist film) may be further coated thereon. The dry etching rate greatly differs depending on the choice of etching gas between the film of organic type component and the film of inorganic type component, the film of organic type component becomes high in dry etching speed by oxygen type gas, and the film of inorganic type component contains halogen The gas increases the dry etching rate.
For example, using the resist underlayer film on which the pattern is transferred, the organic underlayer film under the layer is dry etched with an oxygen-based gas to perform pattern transfer onto the organic underlayer film, and the organic underlayer film on which the pattern is transferred Can be used to process the substrate.

また、本発明のレジスト下層膜形成用組成物によるレジスト下層膜は、活性光線への吸収能に優れるテルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含むことにより、上層レジストの感度が向上し、上層レジストとインターミキシングを起こさず、露光及び現像後のレジスト下膜形成膜のパターンの形状が矩形になる。これにより微細なパターンによる基板加工が可能になる。   Further, a resist underlayer film comprising the composition for forming a resist underlayer film of the present invention comprises a tellurium-containing compound or a tellurium-containing compound having excellent ability to absorb actinic light, and a silicon-containing compound (for example, hydrolyzable organosilane By including the hydrolyzate or the hydrolytic condensate thereof, the sensitivity of the upper layer resist is improved, and no intermixing occurs with the upper layer resist, and the shape of the pattern of the resist lower film-forming film after exposure and development Becomes a rectangle. This enables substrate processing with a fine pattern.

また、本発明のレジスト下層膜形成用組成物によるレジスト下層膜は、高い耐熱性を有するので、高温ベーク条件でも使用可能である。さらに、比較的に低分子量で低粘度であることから、段差を有する基板(特に、微細なスペースやホールパターン等)であっても、隅々まで均一に充填させることが容易であり、その結果、これを用いたリソグラフィー用下層膜形成材料は平坦化性や埋め込み特性が比較的に有利に高められる傾向にある。   Moreover, since the resist underlayer film by the composition for resist underlayer film formation of this invention has high heat resistance, it can be used also under high temperature baking conditions. Furthermore, due to its relatively low molecular weight and low viscosity, even substrates having steps (in particular, fine spaces, hole patterns, etc.) can be easily filled uniformly to every corner, as a result The material for forming an underlayer film for lithography using this tends to relatively advantageously improve the planarizing property and the embedding property.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, the following embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to the embodiment.

[レジスト下層膜形成用組成物]
本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物と、を含有するレジスト下層膜形成用組成物である。本発明のレジスト下層膜形成用組成物は、特定の構造を含有する化合物又樹脂とケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含有することから、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、耐熱性が高く、溶媒溶解性も高い。
前記レジスト下層膜形成用組成物は、例えば、後述の式(A)で示される化合物及びこれをモノマーとして得られる(即ち、式(A)で示される化合物に由来する構成単位を含む)樹脂から選ばれる1種以上を含有する。
[Composition for forming resist lower layer film]
The composition for forming a resist underlayer film of the present invention is a composition for forming a resist underlayer film, which contains a tellurium-containing compound or a resin containing a tellurium, and a silicon-containing compound. The composition for forming a resist underlayer film of the present invention contains a compound or resin having a specific structure and a silicon-containing compound (for example, hydrolyzable organosilane, its hydrolyzate or its hydrolytic condensate) Thus, the carbon concentration is relatively high, the oxygen concentration is relatively low, the heat resistance is high, and the solvent solubility is also high.
The composition for forming a resist lower layer film is obtained, for example, from a compound represented by the following formula (A) and a resin obtained by using this as a monomer (that is, containing a constitutional unit derived from the compound represented by the formula (A)) It contains one or more selected.

(式(A)で示されるテルルを含有する化合物)
本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、下記式(A)で示されるテルルを含有する化合物を含有することができる。
(Compound containing tellurium represented by the formula (A))
The composition for resist lower layer film formation of this embodiment can contain the compound containing the tellurium shown by following formula (A).

Figure 2019113571
(式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であり、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、各々独立して0〜2の整数であり、nは、各々独立して0〜(5+2×p)の整数である。)
Figure 2019113571
(In the formula (A), X is a 2m-valent group having 0 to 30 carbon atoms including tellurium, Z is an oxygen atom, a sulfur atom or non-crosslinking, and R 0 is each independently oxygen A monovalent group containing an atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom, m is an integer of 1 to 4, and p is Each independently is an integer of 0 to 2, and n is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p).

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物に含有させる前記化合物は、前記式(A)のとおり、テルルを含むため、特にEUVによるリソグラフィーにおいて増感効果が期待できる。また、ベンゼン骨格又はナフタレン骨格等を有するため、耐熱性に優れる。   The compound to be contained in the composition for forming a resist lower layer film of the present embodiment contains tellurium as in the above-mentioned formula (A), and therefore, a sensitizing effect can be expected particularly in lithography by EUV. Moreover, since it has a benzene skeleton or a naphthalene skeleton etc., it is excellent in heat resistance.

前記式(A)中、mは1〜4の整数である。mが2以上の整数の場合、m個の繰り返し単位の構造式は同一であっても、異なっていてもよい。耐熱性や解像度、ラフネス等のレジスト特性の点から、前記式(A)中、mは1〜3であることが好ましい。
なお、本実施形態の化合物はポリマーではないが、便宜上、前記式(A)中のXに結合する[ ](括弧)内の構造を、“繰り返し単位の構造式”と称することがある(以下、式についても同様である)。
In said Formula (A), m is an integer of 1-4. When m is an integer of 2 or more, the structural formulas of m repeating units may be the same or different. In the above formula (A), m is preferably 1 to 3 in terms of heat resistance, resolution, and resist properties such as roughness.
In addition, although the compound of this embodiment is not a polymer, for convenience, the structure in [] (brackets) bonded to X in the above-mentioned formula (A) may be referred to as “structural formula of repeating unit” , And the same for the formula).

前記式(A)中、pは、各々独立して0〜2の整数であり、付属する環構造(式(A)においてナフタレンで示される環構造(以下、当該環構造を単に“環構造A”と称することがある。))の構造を決定する値である。即ち、下記に示すように、式(A)においてp=0の場合、環構造Aはベンゼン構造を示し、p=1の場合環構造Aはナフタレン構造を示し、p=2の場合には環構造Aはアントラセン又はフェナントレン等の三環構造を示す。特に限定されるものではないが、前記環構造Aとしては、溶解性の観点からベンゼン構造又はナフタレン構造が好ましい。式(A)において、X、Z及びR0は環構造A上の任意の結合可能部位に結合される。 In the above formula (A), p is each independently an integer of 0 to 2, and an attached ring structure (a ring structure represented by naphthalene in formula (A) (hereinafter, the ring structure is simply referred to as “ring structure A It is a value which determines the structure of "). That is, as shown below, in the formula (A), in the case of p = 0, the ring structure A represents a benzene structure, in the case of p = 1 the ring structure A represents a naphthalene structure, and in the case of p = 2, the ring Structure A shows a tricyclic structure such as anthracene or phenanthrene. The ring structure A is preferably, but not limited to, a benzene structure or a naphthalene structure from the viewpoint of solubility. In formula (A), X, Z and R 0 are attached to any bondable site on ring structure A.

Figure 2019113571
Figure 2019113571

前記式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基である。Xとしては、テルルを含む単結合、又はテルルを含む炭素数1〜30の2m価の炭化水素基が挙げられる。また、テルルを含む単結合は、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。   In said Formula (A), X is a C2-C30 2m-valent group containing tellurium. As X, a single bond containing tellurium, or a C1-C30 2m-valent hydrocarbon group containing tellurium can be mentioned. In addition, the single bond containing tellurium may have a substituent such as a halogen group.

前記2m価の基とは、例えば、m=1のときには、炭素数1〜30のアルキレン基、m=2のときには、炭素数1〜30のアルカンテトライル基、m=3のときには、炭素数2〜30のアルカンヘキサイル基、m=4のときには、炭素数3〜30のアルカンオクタイル基のことを示す。前記2m価の基としては、例えば、直鎖状、分岐状又は環状構造を有するものが挙げられる。
また、前記2m価の炭化水素基は、脂環式炭化水素基、二重結合、ヘテロ原子若しくは炭素数6〜30の芳香族基を有していてもよい。ここで、前記脂環式炭化水素基については、有橋脂環式炭化水素基も含まれる。
Xは、耐熱性の点から、縮合多環芳香基(特に2〜4環の縮合環構造)を有することが好ましく、安全溶媒への溶解性や耐熱性の点から、ビフェニル基等のポリフェニル基を有することが好ましい。
The 2m-valent group is, for example, an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms when m = 1, an alkanetetrayl group having 1 to 30 carbon atoms when m = 2, and a carbon number when m = 3 When it is 2 to 30 alkanehexayl group and m = 4, it indicates that the C3 to C30 alkane octayl group. Examples of the 2m-valent group include those having a linear, branched or cyclic structure.
The 2m-valent hydrocarbon group may have an alicyclic hydrocarbon group, a double bond, a hetero atom, or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms. Here, as for the alicyclic hydrocarbon group, a bridged alicyclic hydrocarbon group is also included.
X preferably has a fused polycyclic aromatic group (in particular, a fused ring structure of 2 to 4 rings) from the viewpoint of heat resistance, and from the viewpoint of solubility in a safe solvent and heat resistance, polyphenyl such as biphenyl group It is preferred to have a group.

Xで示される、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基の具体例としては、例えば、下記の基が挙げられる。   As a specific example of C2-C30 2m-valent group containing tellurium shown by X, the following groups are mentioned, for example.

Figure 2019113571
Figure 2019113571

Figure 2019113571
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前記式(A)中、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であることを示す。mが2以上の場合、それぞれのZは同一であってもよいし異なっていてもよい。また、mが2以上の場合、異なる繰り返し単位の構造式間がZを介して結合されていてもよい。例えば、mが2以上の場合に、異なる繰り返し単位の構造式間がZを介して結合され、複数の繰り返し単位の構造式がカップ型等の構造を構成していてもよい。特に限定されるものではないが、Zとしては、耐熱性の観点から酸素原子又は硫黄原子であることが好ましい。   In the above formula (A), Z represents an oxygen atom, a sulfur atom or no crosslinking. When m is 2 or more, each Z may be the same or different. In addition, when m is 2 or more, structural formulas of different repeating units may be linked via Z. For example, when m is 2 or more, structural formulas of different repeating units may be linked via Z, and structural formulas of a plurality of repeating units may constitute a cup-shaped structure or the like. Although not particularly limited, Z is preferably an oxygen atom or a sulfur atom from the viewpoint of heat resistance.

前記式(A)中、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子である。 In formula (A), each R 0 independently represents a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom It is.

ここで、酸素原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜6の直鎖状アルキルオキシ基、炭素数3〜20の分岐状アルキルオキシ基、炭素数3〜20の環状アルキルオキシ基、炭素数2〜6の直鎖状アルケニルオキシ基、炭素数3〜6の分岐状アルケニルオキシ基、炭素数3〜10の環状アルケニルオキシ基、炭素数6〜10のアリールオキシ基、炭素数1〜20のアシルオキシ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニルアルキル基、炭素数2〜20の1−置換アルコキシメチル基、炭素数2〜20の環状エーテルオキシ基、炭素数2〜20のアルコキシアルキルオキシ基、グリシジルオキシ基、アリルオキシ基、(メタ)アクリル基、グリシジルアクリレート基、グリシジルメタクリレート基及び水酸基等が挙げられる。   Here, the monovalent group containing an oxygen atom is not limited to the following, and examples thereof include an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, and a linear group having 1 to 6 carbon atoms Alkyloxy group, branched alkyloxy group having 3 to 20 carbon atoms, cyclic alkyloxy group having 3 to 20 carbon atoms, linear alkenyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, branched alkenyloxy group having 3 to 6 carbon atoms Group, cyclic alkenyloxy group having 3 to 10 carbon atoms, aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, alkoxycarbonyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, alkoxy having 2 to 20 carbon atoms A carbonyl alkyl group, a 1-substituted alkoxymethyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic ether oxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, glycidyl Oxy group, allyloxy group, (meth) acrylic groups, glycidyl acrylate group include glycidyl methacrylate groups and hydroxyl groups and the like.

炭素数1〜20のアシル基としては、以下に限定されないが、例えば、メタノイル基(ホルミル基)、エタノイル基(アセチル基)、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。   Examples of the acyl group having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methanoyl group (formyl group), ethanoyl group (acetyl group), propanoyl group, butanoyl group, pentanoyl group, hexanoyl group, octanoyl group, decanoyl group And benzoyl group.

炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基等が挙げられる。   Examples of the alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a pentyloxycarbonyl group, a hexyloxycarbonyl group and an octyloxycarbonyl group. And decyloxycarbonyl group.

炭素数1〜6の直鎖状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the linear alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, n-butoxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group Etc.

炭素数3〜20の分岐状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。   Examples of the branched alkyloxy group having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, isopropoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group and the like.

炭素数3〜20の環状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、シクロデシルオキシ基等が挙げられる。   As a C3-C20 cyclic alkyloxy group, although it is not limited to the following, for example, cyclopropoxy group, cyclobutoxy group, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, cyclooctyloxy group, cyclodecyloxy group etc. may be mentioned .

炭素数2〜6の直鎖状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、2−プロペニルオキシ基、1−ブテニルオキシ基、2−ブテニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the linear alkenyloxy group having 2 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, vinyloxy group, 1-propenyloxy group, 2-propenyloxy group, 1-butenyloxy group, 2-butenyloxy group, etc. Be

炭素数3〜6の分岐状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基、イソペンテニルオキシ基、イソヘキセニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the branched alkenyloxy group having 3 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, isopropenyloxy group, isobutenyloxy group, isopentenyloxy group, isohexenyloxy group and the like.

炭素数3〜10の環状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニルオキシ基、シクロブテニルオキシ基、シクロペンテニルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基、シクロオクテニルオキシ基、シクロデシニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the cyclic alkenyloxy group having 3 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyloxy group, cyclobutenyloxy group, cyclopentenyloxy group, cyclohexenyloxy group, cyclooctenyloxy group, cyclodecenyl group Nyloxy group etc. are mentioned.

炭素数6〜10のアリールオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、フェニルオキシ基(フェノキシ基)、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, phenyloxy group (phenoxy group), 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group and the like.

炭素数1〜20のアシルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。   As a C1-C20 acyloxy group, although it is not limited to the following, For example, formyloxy group, acetyloxy group, propionyloxy group, butyryloxy group, isobutyryloxy group, benzoyloxy group etc. are mentioned.

炭素数2〜20のアルコキシカルボニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、プロポキシカルボニルオキシ基、ブトキシカルボニルオキシ基、オクチルオキシカルボニルオキシ基、デシルオキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkoxycarbonyloxy group having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methoxycarbonyloxy group, an ethoxycarbonyloxy group, a propoxycarbonyloxy group, a butoxycarbonyloxy group, an octyloxycarbonyloxy group, and decyloxycarbonyl group. An oxy group etc. are mentioned.

炭素数2〜20のアルコキシカルボニルアルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n−プロポキシカルボニルメチル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、n−ブトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。   Examples of the alkoxycarbonylalkyl group having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methoxycarbonylmethyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, an n-propoxycarbonylmethyl group, an isopropoxycarbonylmethyl group, and an n-butoxycarbonylmethyl group. Etc.

炭素数2〜20の1−置換アルコキシメチル基としては、以下に限定されないが、例えば、1−シクロペンチルメトキシメチル基、1−シクロペンチルエトキシメチル基、1−シクロヘキシルメトキシメチル基、1−シクロヘキシルエトキシメチル基、1−シクロオクチルメトキシメチル基及び1−アダマンチルメトキシメチル基等が挙げられる。   The C2-C20 1-substituted alkoxymethyl group is not limited to, for example, 1-cyclopentylmethoxymethyl group, 1-cyclopentylethoxymethyl group, 1-cyclohexylmethoxymethyl group, 1-cyclohexylethoxymethyl group And 1-cyclooctylmethoxymethyl group and 1-adamantylmethoxymethyl group.

炭素数2〜20の環状エーテルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、テトラヒドロピラニルオキシ基、テトラヒドロフラニルオキシ基、テトラヒドロチオピラニルオキシ基、テトラヒドロチオフラニルオキシ基、4−メトキシテトラヒドロピラニルオキシ基及び4−メトキシテトラヒドロチオピラニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the cyclic ether oxy group having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, for example, tetrahydropyranyloxy group, tetrahydrofuranyloxy group, tetrahydrothiopyranyloxy group, tetrahydrothiofuranyloxy group, 4-methoxytetrahydrofuran The pyranyloxy group and 4-methoxy tetrahydro thiopyranyloxy group etc. are mentioned.

炭素数2〜20のアルコキシアルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシメトキシ基、エトキシエトキシ基、シクロヘキシルオキシメトキシ基、シクロヘキシルオキシエトキシ基、フェノキシメトキシ基、フェノキシエトキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkoxyalkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methoxymethoxy, ethoxyethoxy, cyclohexyloxymethoxy, cyclohexyloxyethoxy, phenoxymethoxy, phenoxyethoxy and the like. .

(メタ)アクリル基としては、以下に限定されないが、例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。また、グリシジルアクリレート基は、グリシジルオキシ基にアクリル酸を反応させて得ることができるものであれば特に限定されない。更に、グリシジルメタクリレート基としては、グリシジルオキシ基にメタクリル酸を反応させて得ることができるものであれば特に限定されない。   Examples of the (meth) acrylic group include, but are not limited to, an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group. Further, the glycidyl acrylate group is not particularly limited as long as it can be obtained by reacting glycidyloxy group with acrylic acid. Furthermore, the glycidyl methacrylate group is not particularly limited as long as it can be obtained by reacting glycidyloxy group with methacrylic acid.

硫黄原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、チオール基等が挙げられる。硫黄原子を含む1価の基としては、式(A)における環構造(A)を構成する炭素原子に硫黄原子が直接結合した基であることが好ましい。   Examples of monovalent groups containing a sulfur atom include, but are not limited to, thiol groups and the like. The monovalent group containing a sulfur atom is preferably a group in which a sulfur atom is directly bonded to a carbon atom constituting the ring structure (A) in the formula (A).

窒素原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、ニトロ基、アミノ基、ジアゾ基等が挙げられる。窒素原子を含む1価の基としては、式(A)における環構造(A)を構成する炭素原子に窒素原子が直接結合した基であることが好ましい。   Examples of the monovalent group containing a nitrogen atom include, but are not limited to, a nitro group, an amino group and a diazo group. The monovalent group containing a nitrogen atom is preferably a group in which a nitrogen atom is directly bonded to a carbon atom constituting the ring structure (A) in the formula (A).

炭化水素基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基、炭素数3〜6の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数2〜6の直鎖状アルケニル基、炭素数3〜6の分岐状アルケニル基、炭素数3〜10の環状アルケニル基、炭素数6〜10のアリール基等が挙げられる。   The hydrocarbon group is not limited to the following, for example, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and 2 carbon atoms A linear alkenyl group of -6, a branched alkenyl group of 3 to 6 carbon atoms, a cyclic alkenyl group of 3 to 10 carbon atoms, an aryl group of 6 to 10 carbon atoms, and the like can be mentioned.

炭素数1〜6の直鎖状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like. Be

炭素数3〜6の分岐状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基、2−ヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms include, but not limited to, isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, neopentyl group and 2-hexyl group.

炭素数3〜10の環状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等が挙げられる。   Although it does not limit to the following as a C3-C10 cyclic alkyl group, For example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group etc. are mentioned.

炭素数2〜6の直鎖状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基(アリル基)、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基等が挙げられる。   Examples of the linear alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group (allyl group), 1-butenyl group, 2-butenyl group, and the like. -A pentenyl group, 2-hexenyl group, etc. are mentioned.

炭素数3〜6の分岐状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニル基、イソブテニル基、イソペンテニル基、イソヘキセニル基等が挙げられる。   Examples of the branched alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms include, but not limited to, isopropenyl group, isobutenyl group, isopentenyl group, isohexenyl group and the like.

炭素数3〜10の環状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、シクロデシニル基等が挙げられる。   Examples of the cyclic alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cyclohexenyl group, cyclooctenyl group, cyclodecynyl group and the like.

炭素数6〜10のアリール基としては、以下に限定されないが、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。   As a C6-C10 aryl group, although it is not limited to the following, For example, a phenyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned.

ハロゲン原子としては、以下に限定されないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。   Examples of the halogen atom include, but are not limited to, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

前記式(1)において、nは各々独立して、0〜(5+2×p)の整数である。本実施形態においては、溶媒に対する溶解性の観点から、前記式(A)中のnの少なくとも1つが、1〜4の整数であることが好ましい。   In Formula (1) above, n is independently an integer of 0 to (5 + 2 x p). In the present embodiment, it is preferable that at least one of n in the formula (A) is an integer of 1 to 4 from the viewpoint of solubility in a solvent.

本実施形態において、溶媒に対する溶解性と架橋性の導入との観点から、前記式(A)中のR0の少なくとも1つが、酸素原子を含む1価の基であることが好ましい。 In the present embodiment, from the viewpoint of solubility in a solvent and introduction of crosslinkability, it is preferable that at least one of R 0 in the formula (A) is a monovalent group containing an oxygen atom.

−式(1)で示されるテルル含有化合物−
前記式(A)で示されるテルルを含有する化合物は、下記式(1)で示されるテルル含有化合物であることが好ましい。
-Tellurium-containing compound represented by the formula (1)-
It is preferable that the compound containing tellurium shown by said Formula (A) is a tellurium containing compound shown by following formula (1).

Figure 2019113571
(式(1)中、X、Z、m、pは前記式(A)と同義であり、R1は、各々独立して、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はハロゲン原子であり、R2は、各々独立して、水素原子又は酸解離性反応基であり、n1は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数であり、n2は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのn2は1〜(5+2×p)の整数である。)
Figure 2019113571
(In formula (1), X, Z, m and p are as defined in the above formula (A), R 1 is each independently an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a halogen atom, R 2 Each independently represents a hydrogen atom or an acid-dissociable reactive group, each n 1 independently represents an integer of 0 to (5 + 2 × p), and each n 2 independently represents an integer of 0 to (5 + 2) It is an integer of × p), provided that at least one n 2 is an integer of 1 to (5 + 2 × p).

式(1)において、n1は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数であり、n2は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数である。また、少なくとも一つのn2は1〜(5+2×p)の整数である。即ち、一般式(1)のテルルを含有する化合物は、一つの環構造Aに対して、少なくとも一つの「−OR2」を有する。式(1)において、X、Z、R1及び−OR2は環構造A上の任意の結合可能部位に結合される。このため、一つの環構造Aにおけるn1+n2の上限は、X及びZと結合部位を考慮に入れた後の環構造Aの結合可能部位数の上限と一致する。 In Formula (1), n 1 is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p), and n 2 is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p). In addition, at least one n 2 is an integer of 1 to (5 + 2 × p). That is, the tellurium-containing compound of the general formula (1) has at least one “—OR 2 ” for one ring structure A. In formula (1), X, Z, R 1 and -OR 2 are bonded to any bondable site on ring structure A. Therefore, the upper limit of n 1 + n 2 in one ring structure A coincides with the upper limit of the number of bondable sites of the ring structure A after taking into consideration X and Z and the bonding site.

1で示されるアルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン原子は、各々独立して、置換又は無置換の直鎖状、置換又は無置換の分岐状若しくは置換又は無置換の環状のアルキル基;置換又は無置換のアリール基;置換又は無置換のアルケニル基;又はハロゲン原子とすることができる。 Each of the alkyl group, aryl group, alkenyl group and halogen atom represented by R 1 is independently a substituted or unsubstituted linear, substituted or unsubstituted branched or substituted or unsubstituted cyclic alkyl group; It may be a substituted or unsubstituted aryl group; a substituted or unsubstituted alkenyl group; or a halogen atom.

上述のように、R1で示されるアルキル基としては、置換又は無置換の直鎖状、置換又は無置換の分岐状若しくは置換又は無置換の環状のアルキル基が挙げられる。 As described above, the alkyl group represented by R 1 includes a substituted or unsubstituted linear, substituted or unsubstituted branched or substituted or unsubstituted cyclic alkyl group.

直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基、炭素数3〜6の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基が挙げられる。   The linear, branched or cyclic alkyl group is not limited to the following, for example, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and 3 to 10 carbon atoms And a cyclic alkyl group of

炭素数1〜6の直鎖状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like. Be

炭素数3〜6の分岐状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基、2−ヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms include, but not limited to, isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, neopentyl group and 2-hexyl group.

炭素数3〜10の環状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等が挙げられる。   Although it does not limit to the following as a C3-C10 cyclic alkyl group, For example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group etc. are mentioned.

上述のように、R1で示されるアリール基としては、以下に限定されないが、炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。 As described above, examples of the aryl group represented by R 1 include, but are not limited to, aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, such as phenyl group and naphthyl group.

上述のように、R1で示されるアルケニル基としては、以下に限定されないが、置換又は無置換のアルケニル基が挙げられ、例えば、炭素数2〜6の直鎖状アルケニル基、炭素数3〜6の分岐状アルケニル基、炭素数3〜10の環状アルケニル基が挙げられる。 As described above, the alkenyl group represented by R 1 includes, but is not limited to, a substituted or unsubstituted alkenyl group, and examples thereof include a linear alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and 3 to 3 carbon atoms 6 branched alkenyl groups and C3-C10 cyclic alkenyl groups may be mentioned.

炭素数2〜6の直鎖状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基(アリル基)、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基等が挙げられる。   Examples of the linear alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group (allyl group), 1-butenyl group, 2-butenyl group, and the like. -A pentenyl group, 2-hexenyl group, etc. are mentioned.

炭素数3〜6の分岐状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニル基、イソブテニル基、イソペンテニル基、イソヘキセニル基等が挙げられる。   Examples of the branched alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms include, but not limited to, isopropenyl group, isobutenyl group, isopentenyl group, isohexenyl group and the like.

炭素数3〜10の環状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、シクロデシニル基等が挙げられる。   Examples of the cyclic alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cyclohexenyl group, cyclooctenyl group, cyclodecynyl group and the like.

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、ヨウ素原子が挙げられる。   As a halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom is mentioned, for example.

なお、本明細書での「置換」とは、別途の定義がない限り、官能基中の一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、複素環基、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の環状脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数0〜20のアミノ基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアルキロイルオキシ基、炭素数7〜30のアリーロイルオキシ基又は炭素数1〜20のアルキルシリル基で置換されていることを意味する。   In the present specification, “substituted” means, unless otherwise defined, one or more hydrogen atoms in the functional group are a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a heterocyclic group, one carbon atom. To 20 linear aliphatic hydrocarbon groups, branched aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, 7-30 aralkyl group, alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, amino group having 0 to 20 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, acyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy having 2 to 20 carbon atoms It means that it is substituted by a carbonyl group, a C1-C20 alkylloyloxy group, a C7-C30 aryloyloxy group, or a C1-C20 alkylsilyl group.

無置換の炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
置換の炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基とは、例えば、フルオロメチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−シアノプロピル基及び20−ニトロオクタデシル基等が挙げられる。
The unsubstituted C1-C20 linear aliphatic hydrocarbon group is, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, hexadecyl And octadecyl groups.
As a substituted C1-C20 linear aliphatic hydrocarbon group, a fluoromethyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-cyanopropyl group, 20-nitro octadecyl group etc. are mentioned, for example.

無置換の炭素数3〜20の分岐脂肪族炭化水素基とは、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ネオペンチル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等が挙げられる。
置換の炭素数3〜20の分岐脂肪族炭化水素基とは、例えば、1−フルオロイソプロピル基及び1−ヒドロキシ−2−オクタデシル基等が挙げられる。
The unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is, for example, isopropyl group, isobutyl group, tertiary butyl group, neopentyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2 -Dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group etc. are mentioned.
Examples of the substituted branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include 1-fluoroisopropyl group and 1-hydroxy-2-octadecyl group.

無置換の炭素数3〜20の環状脂肪族炭化水素基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。
置換の炭素数3〜20の環状脂肪族炭化水素基とは、例えば、2−フルオロシクロプロピル基及び4−シアノシクロヘキシル基等が挙げられる。
The unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is, for example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cyclo An octadecyl group etc. are mentioned.
Examples of the substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include a 2-fluorocyclopropyl group and a 4-cyanocyclohexyl group.

無置換の炭素数6〜20のアリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
置換の炭素数6〜20のアリール基とは、例えば、4−イソプロピルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−メチルフェニル基、6−フルオロナフチル基等が挙げられる。
As a C6-C20 unsubstituted aryl group, a phenyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.
Examples of the substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms include 4-isopropylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methylphenyl group, 6-fluoronaphthyl group and the like.

無置換の炭素数2〜20のアルケニル基とは、例えば、ビニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、オクチニル基、デシニル基、ドデシニル基、ヘキサデシニル基、オクタデシニル基等が挙げられる。
置換の炭素数2〜20のアルケニル基とは、例えば、クロロプロピニル基等が挙げられる。
Examples of the unsubstituted alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms include a vinyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, octynyl group, octynyl group, decynyl group, dodecynyl group, hexadecynyl group and octadecynyl group.
As a substituted C2-C20 alkenyl group, a chloropropynyl group etc. are mentioned, for example.

ハロゲン原子とは、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。   The halogen atom includes, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

式(1)において、R2は、各々独立して、水素原子又は酸解離性反応基である。一般式(1)において、R2は、各々独立して、水素原子又は酸解離性反応基である。本実施形態において、アルカリ現像によりポジ型パターンを形成する場合又は有機現像によりネガ型パターンを形成する場合は、前記式(1)で示される化合物は、R2として、少なくとも一つの酸解離性反応基を有することが好ましい。本実施形態において、アルカリ現像によりネガ型パターンを形成する場合は、前記式(1)で示される化合物は、R2が全て水素原子であるテルルを含有する化合物を用いることができる。 In formula (1), each R 2 is independently a hydrogen atom or an acid dissociable reactive group. In formula (1), each R 2 independently represents a hydrogen atom or an acid dissociable reactive group. In the present embodiment, when a positive pattern is formed by alkali development or a negative pattern is formed by organic development, the compound represented by the formula (1) is at least one acid dissociable reaction as R 2. It is preferred to have a group. In the embodiment, when a negative pattern is formed by alkali development, a compound containing tellurium in which all R 2 s are hydrogen atoms can be used as the compound represented by the formula (1).

本明細書において「酸解離性反応基」とは、酸の存在下で開裂して、アルカリ可溶性基等の変化を生じる特性基をいう。アルカリ可溶性基としては、特に限定されないが、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、ヘキサフルオロイソプロパノール基などが挙げられ、フェノール性水酸基及びカルボキシル基が好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。前記酸解離性反応基としては、特に限定されないが、例えば、KrFやArF用の化学増幅型レジスト組成物に用いられるヒドロキシスチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂等において提案されているもののなかから適宜選択して用いることができる。   As used herein, the term "acid-dissociable reactive group" refers to a characteristic group that is cleaved in the presence of an acid to produce a change such as an alkali soluble group. The alkali-soluble group is not particularly limited, and examples thereof include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hexafluoroisopropanol group and the like, a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group are preferable, and a phenolic hydroxyl group is particularly preferable. The acid dissociable reactive group is not particularly limited, but, for example, among those proposed in hydroxystyrene resins, (meth) acrylic acid resins and the like used in chemically amplified resist compositions for KrF and ArF. It can select suitably from and use.

本実施形態において、前記式(1)で示される化合物は、安全溶媒への溶解性及び耐熱性の点から、下記式(2)で示される化合物であることが好ましい。   In the present embodiment, the compound represented by the formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (2) from the viewpoint of solubility in a safe solvent and heat resistance.

Figure 2019113571
(式(2)中、Z、R1、R2、p、n1、n2は前記式(1)と同義であり、X1はハロゲン原子である。)
Figure 2019113571
(In formula (2), Z, R 1 , R 2 , p, n 1 and n 2 are as defined in the above formula (1), and X 1 is a halogen atom)

本実施形態において、前記式(2)で示される化合物は、耐熱性の点から、下記式(3)で示される化合物であることが好ましい。   In the present embodiment, the compound represented by the formula (2) is preferably a compound represented by the following formula (3) from the viewpoint of heat resistance.

Figure 2019113571
(式(3)中、R1、R2、X1、n1、n2は前記式(2)と同義である。)
Figure 2019113571
(In Formula (3), R 1 , R 2 , X 1 , n 1 and n 2 have the same meanings as in Formula (2) above).

本実施形態において、前記式(3)で示される化合物は、製造容易性の点から、下記一般式(4)で示される化合物であることが好ましい。   In the present embodiment, the compound represented by the formula (3) is preferably a compound represented by the following general formula (4) from the viewpoint of ease of production.

Figure 2019113571
(式(4)中、R1、R2、X1は前記と同様である。)
Figure 2019113571
(In formula (4), R 1 , R 2 and X 1 are as defined above.)

本実施形態において、前記式(A)で示される化合物の製造方法は、特に限定されず、例えば、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルとを反応させることによってポリアルコキシベンゼン化合物を得て、続いて三臭化ホウ素等の還元剤で還元反応を行い、ポリフェノール化合物を得る方法が挙げられる。
また、フェノール類或いはチオフェノール類と対応するハロゲン化テルルを、反応させることによってポリフェノール化合物を得る方法、更には、フェノール類或いはチオフェノール類と対応するテルルを含むアルデヒド類或いはテルルを含むケトン類を、酸又は塩基触媒下にて反応させることによってポリフェノール化合物を得る方法などを挙げることができる。
In the present embodiment, the method for producing the compound represented by the formula (A) is not particularly limited. For example, a polyalkoxybenzene compound is obtained by reacting an alkoxybenzene with a corresponding halogenated tellurium, and subsequently There is a method of obtaining a polyphenol compound by reduction with a reducing agent such as boron tribromide.
Also, a method of obtaining polyphenol compounds by reacting phenols or thiophenols with corresponding tellurium halides, and further, phenols or thiophenols with corresponding tellurium aldehydes or tellurium-containing ketones And the method of obtaining a polyphenol compound by making it react under an acid or a base catalyst, etc. can be mentioned.

前記ハロゲン化テルルとしては、特に限定されず、例えば、テルル(IV)テトラフルオライド、テルル(IV)テトラクロライド、テルル(IV)テトラブロマイド、テルル(IV)テトラヨーダイド等が挙げられる。   The halogenated tellurium is not particularly limited, and examples thereof include tellurium (IV) tetrafluoride, tellurium (IV) tetrachloride, tellurium (IV) tetrabromide, tellurium (IV) tetraiodide and the like.

前記アルコキシベンゼン類としては、特に限定されず、例えば、メトキシベンゼン、ジメトキシベンゼン、メチルメトキシベンゼン、メチルジメトキシベンゼン、フェニルメトキシベンゼン、フェニルジメトキシベンゼン、メトキシナフタレン、ジメトキシナフタレン、エトキシベンゼン、ジエトキシベンゼン、メチルエトキシベンゼン、メチルジエトキシベンゼン、フェニルエトキシベンゼン、フェニルジエトキシベンゼン、エトキシナフタレン、ジエトキシナフタレン等が挙げられる。   The alkoxybenzenes are not particularly limited. For example, methoxybenzene, dimethoxybenzene, methylmethoxybenzene, methyldimethoxybenzene, phenylmethoxybenzene, phenyldimethoxybenzene, methoxynaphthalene, dimethoxynaphthalene, ethoxybenzene, diethoxybenzene, methyl Examples include ethoxybenzene, methyldiethoxybenzene, phenylethoxybenzene, phenyldiethoxybenzene, ethoxynaphthalene, diethoxynaphthalene and the like.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、用いるアルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルとの反応が進行すれば特に限定されないが、例えば、水、塩化メチレン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン又はこれらの混合溶媒を用いることができる。
前記溶媒の量は、特に限定されず、例えば、反応原料100質量部に対して0〜2000質量部の範囲とすることができる。
A reaction solvent may be used when producing the polyalkoxybenzene compound. The reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction between the alkoxybenzenes used and the corresponding tellurium halide proceeds, but, for example, water, methylene chloride, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylacetamide, N -Methyl pyrrolidone or a mixed solvent of these can be used.
The amount of the solvent is not particularly limited, and can be, for example, in the range of 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material.

前記テルルを含むポリフェノール化合物を製造する際、反応温度は、特に限定されず、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、10〜200℃の範囲であることが好ましい。
前記ポリアルコキシベンゼンの製造方法は、特に限定されないが、例えば、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルを一括で仕込む方法や、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルを滴下していく方法が挙げられる。反応終了後、系内に存在する未反応原料等を除去するために、反応釜の温度を130〜230℃にまで上昇させ、1〜50mmHg程度で揮発分を除去することもできる。
When producing the tellurium-containing polyphenol compound, the reaction temperature is not particularly limited and can be appropriately selected according to the reactivity of the reaction raw material, but is preferably in the range of 10 to 200 ° C.
The method for producing the polyalkoxybenzene is not particularly limited, and examples thereof include a method in which alkoxybenzenes and the corresponding tellurium halide are charged at once, and a method in which the alkoxybenzenes and the corresponding corresponding tellurium halide are dropped . After completion of the reaction, the temperature of the reaction kettle may be raised to 130 to 230 ° C. to remove the volatile components at about 1 to 50 mmHg in order to remove unreacted raw materials and the like present in the system.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際の原料の量は、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化テルル1モルに対し、アルコキシベンゼン類を1モル〜過剰量使用し、常圧で、20〜150℃で20分間〜100時間程度反応させることにより進行させることができる。   The amount of the raw material at the time of producing the polyalkoxybenzene compound is not particularly limited. For example, 1 mole to excess of alkoxybenzenes is used with respect to 1 mole of tellurium halide under normal pressure at 20 to 150 ° C. The reaction can be carried out by reacting for about 20 minutes to about 100 hours.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際、前記反応終了後、公知の方法により目的物を単離することができる。目的物の単離方法は、特に限定されず、例えば、反応液を濃縮し、純水を加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離、得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトにより、副生成物と分離精製し、溶媒留去、濾過、乾燥を行って目的化合物を得る方法が挙げられる。   When the polyalkoxybenzene compound is produced, after completion of the reaction, the desired product can be isolated by a known method. The method for isolating the desired product is not particularly limited. For example, the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate the reaction product, and after cooling to room temperature, filtration is performed to separate the obtained solid The reaction product is filtered and dried, followed by column chromatography to separate and purify the by-product, solvent evaporation, filtration and drying to obtain the target compound.

前記ポリフェノール化合物は、ポリアルコキシベンゼン化合物を還元して得ることができる。還元反応は、三臭化ホウ素等の還元剤を用いて行うことができる。前記ポリフェノール化合物を製造する際、反応溶媒を用いてもよい。また反応時間、反応温度、原料の量及び単離の方法は、前記ポリフェノール化合物が得られる限りにおいて特に限定されない。   The polyphenol compound can be obtained by reducing a polyalkoxybenzene compound. The reduction reaction can be carried out using a reducing agent such as boron tribromide. When manufacturing the said polyphenol compound, you may use the reaction solvent. The reaction time, reaction temperature, amount of raw materials and method of isolation are not particularly limited as long as the polyphenol compound can be obtained.

式(A)で表されるテルルを含有する化合物の具体例としては、例えば、以下を挙げることができる。   Specific examples of the tellurium-containing compound represented by the formula (A) include, for example, the following.

Figure 2019113571
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(式(A)に由来する構成単位を含む樹脂)
本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、式(A)で示されるテルルを含有する化合物に代えて又はこれと共に、式(A)に由来する構成単位を含む樹脂を含有していてもよい。換言すると、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、式(A)で示される化合物をモノマーとして得られる樹脂を含有することができる。
また、本実施形態の樹脂は、例えば、式(A)で示される化合物と架橋反応性を有する化合物とを反応させることによって得ることができる。
架橋反応性を有する化合物としては、式(A)で示される化合物をオリゴマー化又はポリマー化し得るものである限り、公知のものを特に制限なく使用することができる。その具体例としては、例えば、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート、不飽和炭化水素基含有化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
(A resin containing a structural unit derived from formula (A))
The composition for forming a resist underlayer film of the present embodiment may contain a resin containing a structural unit derived from Formula (A) instead of or in addition to the tellurium-containing compound represented by Formula (A) Good. In other words, the composition for forming a resist lower layer film of the present embodiment can contain a resin obtained by using the compound represented by the formula (A) as a monomer.
In addition, the resin of the present embodiment can be obtained, for example, by reacting a compound represented by Formula (A) with a compound having crosslinking reactivity.
As the compound having crosslinking reactivity, known compounds can be used without particular limitation as long as they can oligomerize or polymerize the compound represented by the formula (A). Specific examples thereof include, but not limited to, aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid halides, halogen-containing compounds, amino compounds, imino compounds, isocyanates, unsaturated hydrocarbon group-containing compounds, and the like.

式(A)に由来する構成単位としては、具体例としては例えば以下を挙げることができる。   Specific examples of the structural unit derived from the formula (A) include the following.

Figure 2019113571
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ここで、本実施形態における樹脂は、前記式(A)で表される化合物の単独重合体であってもよいが、他のフェノール類との共重合体であってもよい。ここで共重合可能なフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ジメチルフェノール、トリメチルフェノール、ブチルフェノール、フェニルフェノール、ジフェニルフェノール、ナフチルフェノール、レゾルシノール、メチルレゾルシノール、カテコール、ブチルカテコール、メトキシフェノール、メトキシフェノール、プロピルフェノール、ピロガロール、チモール等が挙げるが、これらに特に限定されない。   Here, the resin in the present embodiment may be a homopolymer of the compound represented by the formula (A), but may be a copolymer with another phenol. Examples of phenols that can be copolymerized here include phenol, cresol, dimethylphenol, trimethylphenol, butylphenol, phenylphenol, diphenylphenol, naphthylphenol, resorcinol, methylresorcinol, catechol, butylcatechol, methoxyphenol, methoxyphenol, Examples include propylphenol, pyrogallol, thymol and the like, but are not particularly limited thereto.

また、本実施形態における樹脂は、上述した他のフェノール類以外に、重合可能なモノマーと共重合させたものであってもよい。かかる共重合モノマーとしては、例えば、ナフトール、メチルナフトール、メトキシナフトール、ジヒドロキシナフタレン、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4−ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルナエン、ピネン、リモネン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、本実施形態における樹脂は、前記式(A)で表される化合物と上述したフェノール類との2元以上の(例えば、2〜4元系)共重合体であっても、前記式(A)で表される化合物と上述した共重合モノマーとの2元以上(例えば、2〜4元系)共重合体であっても、前記式(A)で表される化合物と上述したフェノール類と上述した共重合モノマーとの3元以上の(例えば、3〜4元系)共重合体であっても構わない。   In addition to the above-described other phenols, the resin in this embodiment may be copolymerized with a polymerizable monomer. Such copolymerization monomers include, for example, naphthol, methyl naphthol, methoxy naphthol, dihydroxy naphthalene, indene, hydroxy indene, benzofuran, hydroxy anthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, tris phenol, dicyclopentadiene, tetrahydro indene, 4-vinylcyclohexene And norbornadiene, vinyl norbornaene, pinene, limonene and the like, but not limited thereto. In addition, even if the resin in the present embodiment is a binary or more (for example, a two- to four-way copolymer) copolymer of the compound represented by the formula (A) and the phenol described above, the resin Even if it is a binary or more (for example, 2 to 4 binary system) copolymer of the compound represented by A) and the copolymerizable monomer described above, the compound represented by the formula (A) and the phenol described above And three or more (for example, three- to four-component) copolymers of the above-mentioned copolymer monomers.

なお、本実施形態における樹脂の分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500〜30,000であることが好ましく、より好ましくは750〜20,000である。また、架橋効率を高めるとともにベーク中の揮発成分を抑制する観点から、本実施形態における樹脂は、分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.2〜7の範囲内のものが好ましい。なお、前記Mnは、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。   In addition, the molecular weight of the resin in the present embodiment is not particularly limited, but the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene is preferably 500 to 30,000, and more preferably 750 to 20,000. In addition, from the viewpoint of enhancing the crosslinking efficiency and suppressing the volatile component during baking, the resin in the present embodiment has a degree of dispersion (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) in the range of 1.2 to 7 preferable. In addition, said Mn can be calculated | required by the method as described in the Example mentioned later.

上述した式(A)で表される化合物及び/又は該化合物を構成単位として得られる樹脂は、湿式プロセスの適用がより容易になる等の観点から、溶媒に対する溶解性が高いものであることが好ましい。より具体的には、これら化合物及び/又は樹脂は、1−メトキシ−2−プロパノール(PGME)及び/又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を溶媒とする場合、当該溶媒に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましい。ここで、PGME及び/又はPGMEAに対する溶解度は、「樹脂の質量÷(樹脂の質量+溶媒の質量)×100(質量%)」と定義される。例えば、前記式(A)で表される化合物及び/又は該化合物をモノマーとして得られる樹脂10gがPGMEA90gに対して溶解すると評価されるのは、式(A)で表される化合物及び/又は該化合物をモノマーとして得られる樹脂のPGMEAに対する溶解度が「3質量%以上」となる場合であり、溶解しないと評価されるのは、当該溶解度が「3質量%未満」となる場合である。   The compound represented by the above-mentioned formula (A) and / or the resin obtained by using the compound as a constituent unit has high solubility in a solvent from the viewpoint of easier application of a wet process, etc. preferable. More specifically, when using these compounds and / or resins as solvents, 1-methoxy-2-propanol (PGME) and / or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solubility in the solvent is 10% by mass or more. Is preferred. Here, the solubility in PGME and / or PGMEA is defined as “mass of resin × (mass of resin + mass of solvent) × 100 (mass%)”. For example, the compound of the formula (A) and / or the compound of the formula (A) are evaluated as dissolving 10 g of the compound represented by the formula (A) and / or the compound as a monomer in 90 g of PGMEA. The solubility of the resin obtained using the compound as a monomer in PGMEA is "3% by mass or more", and it is evaluated as not dissolving when the solubility is "less than 3% by mass".

(他の成分)
前記レジスト下層膜形成用組成物は、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、溶媒、酸、酸架橋剤、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物など、を更に含むことができる。更に、任意成分として、有機ポリマー化合物、酸発生剤及び界面活性剤、その他、水、アルコール、及び硬化触媒等を含むことができる。
前記レジスト下層膜形成材料は、上述した式(A)で表される化合物及び該化合物をモノマーは、塗布性及び品質安定性の点から、レジスト下層膜形成用組成物中、0.1〜70質量%であることが好ましく、0.5〜50質量%であることがより好ましく、3.0〜40質量%であることが特に好ましい。
(Other ingredients)
The composition for forming a resist lower layer film includes a tellurium-containing compound or a tellurium-containing resin, a solvent, an acid, an acid crosslinking agent, a hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, a hydrolytic condensate thereof, and the like. It can further include. Furthermore, as optional components, an organic polymer compound, an acid generator and a surfactant, others, water, an alcohol, a curing catalyst and the like can be included.
In the resist underlayer film forming material, the compound represented by the above-mentioned formula (A) and the monomer are 0.1 to 70 in the composition for forming the resist underlayer film from the viewpoint of coating properties and quality stability. It is preferable that it is mass%, It is more preferable that it is 0.5-50 mass%, It is especially preferable that it is 3.0-40 mass%.

−溶媒−
本実施形態において用いる溶媒としては、上述した式(A)で表される化合物及び/又は該化合物を構成単位として得られる樹脂が少なくとも溶解するものであれば、公知のものを適宜用いることができる。
-Solvent-
As the solvent used in the present embodiment, known solvents can be appropriately used as long as the compound represented by the above-mentioned formula (A) and / or the resin obtained by using the compound as a constitutional unit is at least dissolved. .

溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;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メチルエーテルアセテート等のセロソルブ系溶媒;乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステル系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール系溶媒;トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系炭化水素等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの有機溶媒は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; cellosolv solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, Ester solvents such as isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate and methyl hydroxyisobutyrate; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and 1-ethoxy-2-propanol; aromatic solvents such as toluene, xylene and anisole Although a hydrocarbon etc. are mentioned, it is not specifically limited to these. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

前記溶媒の中で、安全性の点から、シクロヘキサノン、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メチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル、アニソールが特に好ましい。   Among the above solvents, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methyl hydroxyisobutyrate and anisole are particularly preferable in terms of safety.

溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、100〜10,000質量部であることが好ましく、200〜8,000質量部であることがより好ましく、200〜5,000質量部であることがさらに好ましい。   The content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and film formation, it is 100 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist lower layer film. Is preferable, 200 to 8,000 parts by mass is more preferable, and 200 to 5,000 parts by mass is more preferable.

−酸−
前記レジスト下層膜形成用組成物は硬化性促進の観点から、酸を含むことができる。前記酸としては、例えば、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン等が挙げられる。
-Acid-
The composition for forming a resist lower layer film can contain an acid from the viewpoint of curing promotion. Examples of the acid include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfone and the like.

酸の含有量は、特に限定されないが、溶解性や塗膜の形状安定性の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.001〜20質量部であることが好ましく、0.005〜10質量部であることがより好ましく、0.01〜5質量部であることがさらに好ましい。   The content of the acid is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and shape stability of the coating, 0.001 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist lower layer film. Is preferable, 0.005 to 10 parts by mass is more preferable, and 0.01 to 5 parts by mass is more preferable.

−酸架橋剤−
前記レジスト下層膜形成用組成物は、ネガ型レジスト材料として使用する場合やポジ型レジスト材料でもパターンの強度を増す為の添加剤として使用する場合に、酸架橋剤を一種以上含むことができる。酸架橋剤とは、上述の酸の存在下で、前記式(A)で表される化合物を分子内又は分子間架橋し得る化合物である。このような酸架橋剤は、特に限定されないが、例えば前記式(A)で表される化合物を架橋し得る1種以上の基(以下、「架橋性基」という。)を有する化合物を挙げることができる。
-Acid crosslinker-
The composition for forming a resist underlayer film may contain one or more acid crosslinking agents when used as a negative resist material or as an additive for increasing the strength of a pattern even in a positive resist material. The acid crosslinking agent is a compound capable of intramolecular or intermolecular crosslinking of the compound represented by the formula (A) in the presence of the above-mentioned acid. Although such an acid crosslinking agent is not particularly limited, for example, mention is made of a compound having one or more groups capable of crosslinking the compound represented by the formula (A) (hereinafter referred to as "crosslinkable group"). Can.

このような架橋性基の具体例としては、特に限定されないが、例えば(i)ヒドロキシ(炭素数1〜6のアルキル基)、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数1〜6のアルキル基)、アセトキシ(炭素数1〜6のアルキル基)等のヒドロキシアルキル基又はそれらから誘導される基;(ii)ホルミル基、カルボキシ(炭素数1〜6のアルキル基)等のカルボニル基又はそれらから誘導される基;(iii)ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル基等の含窒素基含有基;(iv)グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基等のグリシジル基含有基;(v)ベンジルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基等の、炭素数1〜6のアリルオキシ(炭素数1〜6のアルキル基)、炭素数1〜6のアラルキルオキシ(炭素数1〜6のアルキル基)等の芳香族基から誘導される基;(vi)ビニル基、イソプロペニル基等の重合性多重結合含有基等を挙げることができる。酸架橋剤(G)の架橋性基としては、ヒドロキシアルキル基、及びアルコキシアルキル基等が好ましく、特にアルコキシメチル基が好ましい。   Although it does not specifically limit as a specific example of such a crosslinkable group, For example, (i) Hydroxy (C1-C6 alkyl group), C1-C6 alkoxy (C1-C6 alkyl group) Hydroxyalkyl group such as acetoxy (C1-C6 alkyl group) or a group derived therefrom; (ii) carbonyl group such as formyl group, carboxy (C1-C6 alkyl group) or the like (Iii) nitrogen-containing group-containing groups such as dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl group, dimethylolaminomethyl group, diethylolaminomethyl group, morpholinomethyl group and the like; (iv) glycidyl ether group, glycidyl ester group, Glycidyl group-containing groups such as glycidyl amino group; (v) Carbon number such as benzyloxymethyl group, benzoyloxymethyl group A group derived from an aromatic group such as allyloxy of 6 to 6 (alkyl group of 1 to 6 carbon atoms), aralkyloxy of 1 to 6 carbon atoms (alkyl group of 1 to 6 carbon atoms); (vi) vinyl group, Examples thereof include polymerizable multiple bond-containing groups such as isopropenyl group. As the crosslinkable group of the acid crosslinking agent (G), a hydroxyalkyl group, an alkoxyalkyl group and the like are preferable, and an alkoxymethyl group is particularly preferable.

前記酸架橋剤としては、特に限定されないが、例えば(i)メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール基含有ウレア化合物、メチロール基含有グリコールウリル化合物、メチロール基含有フェノール化合物等のメチロール基含有化合物;(ii)アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有ウレア化合物、アルコキシアルキル基含有グリコールウリル化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物等のアルコキシアルキル基含有化合物;(iii)カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル基含有ウレア化合物、カルボキシメチル基含有グリコールウリル化合物、カルボキシメチル基含有フェノール化合物等のカルボキシメチル基含有化合物;(iv)ビスフェノールA系エポキシ化合物、ビスフェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系エポキシ化合物、ノボラック樹脂系エポキシ化合物、レゾール樹脂系エポキシ化合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシ化合物等のエポキシ化合物等を挙げることができる。
また、例えば、国際公開WO2013/024779号に記載のもの前記酸架橋剤の具体例として挙げることができる。
The acid crosslinking agent is not particularly limited, and examples thereof include methylol groups such as (i) methylol group-containing melamine compounds, methylol group-containing benzoguanamine compounds, methylol group-containing urea compounds, methylol group-containing glycoluril compounds and methylol group-containing phenol compounds. (Ii) alkoxyalkyl group-containing compounds such as alkoxyalkyl group-containing melamine compounds, alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compounds, alkoxyalkyl group-containing urea compounds, alkoxyalkyl group-containing glycoluril compounds, alkoxyalkyl group-containing phenol compounds; iii) Carboxymethyl group-containing melamine compound, Carboxymethyl group-containing benzoguanamine compound, Carboxymethyl group-containing urea compound, Carboxymethyl group-containing Carboxymethyl group-containing compounds such as recalluril compounds and carboxymethyl group-containing phenol compounds; (iv) bisphenol A epoxy compounds, bisphenol F epoxy compounds, bisphenol S epoxy compounds, novolac resin epoxy compounds, resole resin epoxy compounds And epoxy compounds such as poly (hydroxystyrene) epoxy compounds.
In addition, for example, those described in International Publication WO 2013/024779 can be mentioned as a specific example of the acid crosslinking agent.

酸架橋剤としては、更に、フェノール性水酸基を有する化合物、並びにアルカリ可溶性樹脂中の酸性官能基に前記架橋性基を導入し、架橋性を付与した化合物及び樹脂を使用することができる。その場合の架橋性基の導入率は、特に限定されず、フェノール性水酸基を有する化合物、及びアルカリ可溶性樹脂中の全酸性官能基に対して、例えば、5〜100モル%、好ましくは10〜60モル%、更に好ましくは15〜40モル%に調節される。前記範囲であると、架橋反応が十分起こり、残膜率の低下、パターンの膨潤現象や蛇行等が避けられるので好ましい。   As the acid crosslinking agent, compounds having a phenolic hydroxyl group, and compounds and resins obtained by introducing the above-mentioned crosslinkable group into an acidic functional group in an alkali-soluble resin to impart crosslinkability can be used. The introduction rate of the crosslinkable group in that case is not particularly limited, and is, for example, 5 to 100% by mole, preferably 10 to 60 based on all the acidic functional groups in the compound having a phenolic hydroxyl group and the alkali-soluble resin. It is preferably adjusted to mol%, more preferably 15 to 40 mol%. It is preferable that the content is in the above range, since the crosslinking reaction occurs sufficiently to reduce the residual film rate, the swelling phenomenon of the pattern, the meandering, and the like.

酸架橋剤の含有量は、特に限定されないが、溶解性や塗膜の形状安定性の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.01〜30質量部であることが好ましく、0.05〜20質量部であることがより好ましく、0.1〜10質量部であることがさらに好ましい。   The content of the acid crosslinking agent is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and shape stability of the coating, it is 0.01 to 30 based on 100 parts by mass of the total solids of the composition for forming a resist underlayer film. It is preferable that it is a mass part, It is more preferable that it is 0.05-20 mass parts, It is further more preferable that it is 0.1-10 mass parts.

−ケイ素含有化合物−
前記レジスト下層膜形成用組成物は、テルルを含有する化合物等とともにケイ素含有化合物を含む。前記ケイ素含有化合物としては、有機ケイ素含有化合物又は無機ケイ素含有化合物のいずれであってもよいが、有機ケイ素含有化合物であることが好ましい。前記無機ケイ素含有化合物としては、例えば、低温での塗布方式での成膜が可能な珪素酸化物、珪素窒化物、珪素酸化窒化物からなるポリシラザン化合物等が挙げられる。また、前記有機ケイ素含有化合物としては、例えば、ポリシルセスキオキサンベースの化合物や、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物が挙げられる。前記ポリシルセスキオキサンベースの具体的な材料については、以下に限定されないが、例えば、特開2007−226170号、特開2007−226204号に記載されたものを用いることができる。また、前記加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物としては、下記式(A1)の加水分解性オルガノシラン及び下記式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の加水分解性オルガノシラン、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物(以下、これらを単に「式(A1)及び式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物」と称することがある)を含むことができる。前記レジスト下層膜形成用組成物が式(A1)及び式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物を含んでいると、硬化条件の調整によりSi−O結合の制御が容易であり、コスト的にも有利であり、有機系成分の導入に適している。このため、レジスト下層膜形成用組成物が式(A1)及び式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物を含む前記レジスト下層膜形成用組成物を用いて形成された層は、レジスト層の中間層(上層レジスト層と、基材上に設けられた有機下層膜との間の層)として有用である。
-Silicon-containing compound-
The composition for forming a resist underlayer film contains a silicon-containing compound as well as a compound containing tellurium. The silicon-containing compound may be either an organic silicon-containing compound or an inorganic silicon-containing compound, but is preferably an organic silicon-containing compound. Examples of the inorganic silicon-containing compound include silicon oxides, silicon nitrides, and polysilazane compounds made of silicon oxynitride which can be formed into a film by a coating method at a low temperature. Moreover, as said organosilicon containing compound, a polysilsesquioxane based compound, hydrolysable organosilane, its hydrolyzate, or its hydrolysis-condensation product is mentioned, for example. The specific material of the polysilsesquioxane base is not limited to the following, but, for example, those described in JP-A-2007-226170 and JP-A-2007-226204 can be used. In addition, as the hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, or a hydrolytic condensate thereof, at least one selected from the group consisting of a hydrolyzable organosilane of the following formula (A1) and the following formula (A2) Hydrolysable organosilanes, their hydrolysates, or their hydrolytic condensates (hereinafter referred to simply as “at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formula (A1) and formula (A2) (Which may be referred to as When the composition for forming a resist underlayer film contains at least one organosilicon compound selected from the group consisting of Formula (A1) and Formula (A2), control of Si-O bond is controlled by adjustment of curing conditions. It is easy, cost-effective and suitable for the introduction of organic components. Therefore, the composition for forming a resist underlayer film is formed using the composition for forming a resist underlayer film, which includes at least one organosilicon compound selected from the group consisting of Formula (A1) and Formula (A2). The layer is useful as an intermediate layer of the resist layer (a layer between the upper resist layer and the organic underlayer provided on the substrate).

式(A1): (R3aSi(R44-a
(式(A1)中、R3は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する“有機基”;或いは、それらの組み合わせを表し、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R4はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、aは0〜3の整数を表す。)
Formula (A1): (R 3 ) a Si (R 4 ) 4-a
(In formula (A1), R 3 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, "Organic group" having an alkoxyaryl group, an acyloxyaryl group, an isocyanurate group, a hydroxy group, a cyclic amino group, or a cyano group; or a combination thereof and is bonded to a silicon atom by a Si-C bond R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, and a represents an integer of 0 to 3.)

式(A2): [(R5cSi(R64-c2b
(式(A2)中、R5はアルキル基を表し、R6はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。)
Formula (A2): [(R 5 ) c Si (R 6 ) 4-c ] 2 Y b
(In formula (A2), R 5 represents an alkyl group, R 6 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, b represents an integer of 0 or 1, c Represents an integer of 0 or 1.)

前記レジスト下層膜形成用組成物中、式(A)で示されるテルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、式(A1)及び式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物)と、の割合はモル比で1:2〜1:200の範囲で使用することができる。良好なレジスト形状を得るためには、例えば、前記モル比で1:2〜1:100の範囲で用いることができる。式(A1)及び式(A2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物は、加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサンのポリマー)として使用することが好ましい。   In the composition for forming a resist underlayer film, a compound containing tellurium represented by the formula (A) or a resin containing tellurium, and a silicon-containing compound (for example, selected from the group consisting of the formula (A1) and the formula (A2) The molar ratio of at least one organosilicon compound) can be used in the range of 1: 2 to 1: 200 in molar ratio. In order to obtain a good resist shape, for example, the molar ratio can be used in the range of 1: 2 to 1: 100. It is preferable to use at least one organosilicon compound selected from the group consisting of Formula (A1) and Formula (A2) as a hydrolysis condensate (polymer of polyorganosiloxane).

式(A1)で表される加水分解性オルガノシラン中のR3は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する“有機基”、或いは、それらの組み合わせであり、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R4はアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、aは0〜3の整数を表す。 R 3 in the hydrolyzable organosilane represented by the formula (A1) is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group An “organic group” having a group, methacryloyl group, mercapto group, alkoxyaryl group, acyloxyaryl group, isocyanurate group, hydroxy group, cyclic amino group, or cyano group, or a combination thereof, and a Si—C bond R 4 is an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group, and a represents an integer of 0 to 3.

式(A1)で示される加水分解性オルガノシランは例えば、テトラメトキシシラン、テトラクロロシラン、テトラアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアセチキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、αーグリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリアセトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3、3、3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、フェニルスルホニルアミノプロピルトリエトキシシラン、メチルスルホニルアミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルスルホニルアミノプロピルトリメトキシシラン、メチルスルホニルアミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。   The hydrolyzable organosilane represented by the formula (A1) is, for example, tetramethoxysilane, tetrachlorosilane, tetraacetoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, methyltrimethoxy Silane, methyltriethoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltriacetoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltriaryloxysilane, methyltriphenoxysilane, methyltribenzyloxysilane, methyltriethoxysilane Triphenethyloxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxye Titrilyethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, β-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxy Propyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltriphenoxysilane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxy Butyltrimethoxysilane, -Glycidoxybutyltriethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) Methyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltributoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriphenoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (3,3, 4-epoxycyclohexyl) Propyltriethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxy Silane, α-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyl Dimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glyci Xypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyl diphenoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyl diethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane , Vinyltriacetoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltriacetoxysilane, phenyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimetho Sisilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltriacetoxysilane, 3, 3-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- Mercaptopropyltriethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, γ-chloropropylmethylsilane Dimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxyp Ropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptomethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, phenylsulfonylaminopropyltriethoxysilane, methylsulfonylaminopropyltriethoxysilane, And phenylsulfonylaminopropyltrimethoxysilane, methylsulfonylaminopropyltrimethoxysilane and the like.

式(A1)で示される加水分解性オルガノシランとしては、特にテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランと、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のフェニルトリアルコキシシランとの組み合わせが好ましい。更にこれらの組み合わせにメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシランを組み合わせることが好ましい。   As the hydrolyzable organosilane represented by the formula (A1), a combination of tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane with phenyltrialkoxysilane such as phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane is particularly preferable. . Furthermore, it is preferable to combine an alkyltrialkoxysilane such as methyltrimethoxysilane or methyltriethoxysilane with these combinations.

式(A2)の加水分解性オルガノシランのR5はアルキル基を表し、R6はアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。 R 5 in the hydrolyzable organosilane of formula (A2) represents an alkyl group, R 6 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, and b is 0 or 1 Represents an integer, c represents an integer of 0 or 1;

式(A2)の加水分解性オルガノシランは例えば、メチレンビストリメトキシシラン、メチレンビストリクロロシラン、メチレンビストリアセトキシシラン、エチレンビストリエトキシシラン、エチレンビストリクロロシラン、エチレンビストリアセトキシシラン、プロピレンビストリエトキシシラン、ブチレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリメトキシシラン、フェニレンビストリエトキシシラン、フェニレンビスメチルジエトキシシラン、フェニレンビスメチルジメトキシシラン、ナフチレンビストリメトキシシラン、ビストリメトキシジシラン、ビストリエトキシジシラン、ビスエチルジエトキシジシラン、ビスメチルジメトキシジシラン等が挙げられる。   Hydrolyzable organosilanes of the formula (A2) are, for example, methylenebistrimethoxysilane, methylenebistrichlorosilane, methylenebistriacetoxysilane, ethylenebistriethoxysilane, ethylenebistrichlorosilane, ethylenebistrichlorosilane, ethylenebistriacetoxysilane, propylenebistriethoxysilane, butylenebistrimethoxysilane , Phenylene bis trimethoxysilane, phenylene bis triethoxysilane, phenylene bis methyldiethoxy silane, phenylene bis methyl dimethoxysilane, naphthalene bis trimethoxysilane, bis trimethoxy disilane, bis triethoxy disilane, bis ethyl diethoxy disilane, bis methyl dimethoxy disilane, etc. It can be mentioned.

本発明においては、テルル化合物と、加水分解性オルガノシラン等と、を反応させずに混合体として膜を形成してもよいが、レジスト下層膜形成用組成物中のテルルを含有する化合物と、上述の加水分解性オルガノシラン等とを、無機酸、脂肪族スルホン酸及び芳香族スルホン酸から選ばれる一種以上の化合物を酸触媒として用いて、加水分解縮合を行うことでテルル含有ケイ素化合物を合成してもよい。
このとき使用される酸触媒は、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等を挙げることができる。触媒の使用量は、モノマー(テルルを含有する化合物と加水分解性オルガノシラン等との総量)1モルに対して10-6〜10モルが好ましく、より好ましくは10-5〜5モル、さらに好ましくは10-4〜1モルである。
In the present invention, the film may be formed as a mixture without reacting the tellurium compound and the hydrolyzable organosilane or the like, but a compound containing tellurium in the composition for forming a resist underlayer film, Synthesis of tellurium-containing silicon compounds by hydrolysis and condensation using the above-mentioned hydrolyzable organosilane or the like with one or more compounds selected from inorganic acids, aliphatic sulfonic acids and aromatic sulfonic acids as an acid catalyst You may
Examples of the acid catalyst used at this time include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid and the like. The amount of the catalyst used is preferably 10 -6 to 10 moles, more preferably 10 -5 to 5 moles, still more preferably, per mole of the monomer (the total amount of the compound containing tellurium and the hydrolyzable organosilane etc.) Is 10 -4 to 1 mole.

これらのモノマーから加水分解縮合によりテルル含有ケイ素化合物を得るときの水の量は、モノマー(テルルを含有する化合物及び加水分解性オルガノシラン等)に結合している加水分解性置換基1モル当たり0.01〜100モルが好ましく、より好ましくは0.05〜50モル、さらに好ましくは0.1〜30モルを添加することが好ましい。100モル以下の添加であれば、反応に使用する装置が過大になることがないため経済的である。   The amount of water when obtaining a tellurium-containing silicon compound by hydrolysis condensation from these monomers is 0 per mol of hydrolyzable substituent bonded to the monomer (the compound containing tellurium and the hydrolyzable organosilane etc.) It is preferable to add .01 to 100 mol, more preferably 0.05 to 50 mol, and still more preferably 0.1 to 30 mol. Addition of 100 moles or less is economical because the apparatus used for the reaction is not excessive.

テルル含有ケイ素化合物を合成する際の操作方法としては、例えば、触媒水溶液にモノマーを添加して加水分解縮合反応を開始させる。このとき、触媒水溶液に有機溶剤を加えてもよいし、モノマーを有機溶剤で希釈しておいてもよいし、両方行ってもよい。反応温度は好ましくは0〜100℃、より好ましくは40〜100℃である。モノマーの滴下時に5〜80℃に温度を保ち、その後40〜100℃で熟成させる方法が好ましい。   As an operation method at the time of synthesizing the tellurium-containing silicon compound, for example, a monomer is added to a catalyst aqueous solution to start a hydrolysis condensation reaction. At this time, an organic solvent may be added to the aqueous catalyst solution, a monomer may be diluted with an organic solvent, or both may be performed. The reaction temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 40 to 100 ° C. It is preferable to keep the temperature at 5 to 80 ° C. at the time of dropping the monomer and then to age at 40 to 100 ° C.

触媒水溶液に加えることのできる、又はモノマーを希釈することのできる有機溶剤としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、ブタンジオールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ブタンジオールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸t−ブチル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン及びこれらの混合物等が好ましい。   Organic solvents which can be added to the aqueous catalyst solution or which can be added to dilute the monomers include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, acetone Acetonitrile, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl amyl ketone, butanediol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, butanediol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether , Propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate Propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, t-butyl propionate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate, γ -Butyrolactone and mixtures thereof are preferred.

これらの溶剤の中でより好ましいものは水溶性のものである。例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール、ブタンジオールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ブタンジオールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ブタンジオールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール縮合物誘導体、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。この中で特に好ましいのは、沸点が100℃以下のものである。   Among these solvents, more preferred are water-soluble ones. For example, alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, butanediol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, butanediol monoethyl ether, Polyhydric alcohol condensate derivatives such as propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, butanediol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, acetone, acetonitrile, tetrahydrofuran and the like can be mentioned. Particularly preferred among these is one having a boiling point of 100 ° C. or less.

尚、有機溶剤の使用量は、モノマー(テルルを含有する化合物と加水分解性オルガノシラン等との総量)1モルに対して0〜1,000mlが好ましく、特に0〜500mlが好ましい。有機溶剤の使用量が1,000ml以下であれば、反応容器が過大となることがないため経済的である。   The amount of the organic solvent used is preferably 0 to 1,000 ml, particularly preferably 0 to 500 ml, per 1 mol of the monomer (the total amount of the compound containing tellurium and the hydrolyzable organosilane etc.). If the amount of use of the organic solvent is 1,000 ml or less, it is economical because the reaction container will not be excessive.

その後、必要であれば触媒の中和反応を行い、加水分解縮合反応で生成したアルコールを減圧除去し、反応混合物水溶液を得る。このとき、中和に使用することのできるアルカリ性物質の量は、触媒で使用された酸に対して0.1〜2当量が好ましい。このアルカリ性物質は水中でアルカリ性を示すものであれば、任意の物質でよい。   Thereafter, neutralization reaction of the catalyst is carried out if necessary, and the alcohol produced by the hydrolysis condensation reaction is removed under reduced pressure to obtain an aqueous reaction mixture solution. At this time, the amount of the alkaline substance that can be used for neutralization is preferably 0.1 to 2 equivalents relative to the acid used in the catalyst. The alkaline substance may be any substance as long as it exhibits alkalinity in water.

続いて、反応混合物から加水分解縮合反応で生成したアルコールなどの副生物を取り除くことが好ましい。このとき反応混合物を加熱する温度は、添加した有機溶剤と反応で発生したアルコールなどの種類によるが、好ましくは0〜100℃、より好ましくは10〜90℃、さらに好ましくは15〜80℃である。またこのときの減圧度は、除去すべき有機溶剤及びアルコールなどの種類、排気装置、凝縮装置及び加熱温度により異なるが、好ましくは大気圧以下、より好ましくは絶対圧で80kPa以下、さらに好ましくは絶対圧で50kPa以下である。この際除去されるアルコール量を正確に知ることは難しいが、生成したアルコールなどのおよそ80質量%以上が除かれることが望ましい。   Subsequently, it is preferable to remove by-products such as alcohol generated by the hydrolysis condensation reaction from the reaction mixture. At this time, the temperature at which the reaction mixture is heated depends on the type of organic solvent added and the alcohol generated in the reaction, preferably 0 to 100 ° C., more preferably 10 to 90 ° C., still more preferably 15 to 80 ° C. . At this time, the degree of pressure reduction varies depending on the kind of organic solvent and alcohol to be removed, the exhaust device, the condenser and the heating temperature, but is preferably atmospheric pressure or less, more preferably 80 kPa or less in absolute pressure, still more preferably absolute The pressure is 50 kPa or less. At this time, although it is difficult to know exactly the amount of alcohol to be removed, it is desirable to remove about 80% by mass or more of the produced alcohol and the like.

次に、反応混合物から加水分解縮合に使用した酸触媒を除去してもよい。酸触媒を除去する方法として、水とテルル含有ケイ素化合物とを混合し、テルル含有ケイ素化合物を有機溶剤で抽出する方法を例示できる。このとき使用する有機溶剤としては、テルル含有ケイ素化合物を溶解でき、水と混合させると2層分離するものが好ましい。例えば1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、ブタンジオールモノメチルエーテル、ブタンジオールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ブタンジオールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸t−ブチル、プロピオン酸t−ブチル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテルアセテート、メチルイソブチルケトン、シクロペンチルメチルエーテル等及びこれらの混合物を挙げることができる。   Next, the acid catalyst used for hydrolytic condensation may be removed from the reaction mixture. As a method of removing an acid catalyst, a method of mixing water and a tellurium-containing silicon compound and extracting the tellurium-containing silicon compound with an organic solvent can be exemplified. As an organic solvent to be used at this time, a solvent capable of dissolving a tellurium-containing silicon compound and capable of being separated into two layers when mixed with water is preferable. For example, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl amyl ketone, butanediol monomethyl ether, butanediol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, butanediol monopropyl Ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, t-butyl acetate, t-butyl propionate, propylene glycol mono Mention may be made of t-butyl ether acetate, methyl isobutyl ketone, cyclopentyl methyl ether etc. and mixtures thereof.

さらに、反応混合物から加水分解縮合に使用した酸触媒を除去する際に、水溶性有機溶剤と水難溶性有機溶剤との混合物を使用することも可能である。例えばメタノール+酢酸エチル、エタノール+酢酸エチル、1−プロパノール+酢酸エチル、2−プロパノール+酢酸エチル、ブタンジオールモノメチルエーテル+酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル+酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル+酢酸エチル、ブタンジオールモノエチルエーテル+酢酸エチル、プロピレングリコールモノエチルエーテル+酢酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテル+酢酸エチル、ブタンジオールモノプロピルエーテル+酢酸エチル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル+酢酸エチル、エチレングリコールモノプロピルエーテル+酢酸エチル、メタノール+メチルイソブチルケトン、エタノール+メチルイソブチルケトン、1−プロパノール+メチルイソブチルケトン、2−プロパノール+メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル+メチルイソブチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル+メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノエチルエーテル+メチルイソブチルケトン、エチレングリコールモノエチルエーテル+メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノプロピルエーテル+メチルイソブチルケトン、エチレングリコールモノプロピルエーテル+メチルイソブチルケトン、メタノール+シクロペンチルメチルエーテル、エタノール+シクロペンチルメチルエーテル、1−プロパノール+シクロペンチルメチルエーテル、2−プロパノール+シクロペンチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル+シクロペンチルメチルエーテル、メタノール+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エタノール+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1−プロパノール+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、2−プロパノール+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル+プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等の組み合わせが好ましいが、組み合わせはこれらに限定されることはない。   Furthermore, when removing the acid catalyst used for hydrolysis condensation from the reaction mixture, it is also possible to use a mixture of a water-soluble organic solvent and a poorly water-soluble organic solvent. For example, methanol + ethyl acetate, ethanol + ethyl acetate, 1-propanol + ethyl acetate, 2-propanol + ethyl acetate, butanediol monomethyl ether + ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether + ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether + ethyl acetate, butane Diol monoethyl ether + ethyl acetate, propylene glycol monoethyl ether + ethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether + ethyl acetate, butanediol monopropyl ether + ethyl acetate, propylene glycol monopropyl ether + ethyl acetate, ethylene glycol monopropyl ether + Ethyl acetate, methanol + methyl isobutyl ketone, ethanol + methyl isobutyl ketone, 1-propanol + methyl isobu Ketone, 2-propanol + methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether + methyl isobutyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether + methyl isobutyl ketone, propylene glycol monoethyl ether + methyl isobutyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether + methyl isobutyl ketone, propylene glycol Monopropyl ether + methyl isobutyl ketone, ethylene glycol monopropyl ether + methyl isobutyl ketone, methanol + cyclopentyl methyl ether, ethanol + cyclopentyl methyl ether, 1-propanol + cyclopentyl methyl ether, 2-propanol + cyclopentyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether + Cyclopen Methyl ether, ethylene glycol monomethyl ether + cyclopentyl methyl ether, propylene glycol monoethyl ether + cyclopentyl methyl ether, ethylene glycol monoethyl ether + cyclopentyl methyl ether, propylene glycol monopropyl ether + cyclopentyl methyl ether, ethylene glycol monopropyl ether + cyclopentyl Methyl ether, methanol + propylene glycol methyl ether acetate, ethanol + propylene glycol methyl ether acetate, 1-propanol + propylene glycol methyl ether acetate, 2-propanol + propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether + propylene glycol Methyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether + propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether + propylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether + propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether + propylene glycol methyl A combination of ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether + propylene glycol methyl ether acetate, etc. is preferred, but the combination is not limited thereto.

尚、水溶性有機溶剤と水難溶性有機溶剤との混合割合は、適宜選定されるが、水難溶性有機溶剤100質量部に対して、水溶性有機溶剤0.1〜1,000質量部が好ましく、より好ましくは1〜500質量部、さらに好ましくは2〜100質量部である。   The mixing ratio of the water-soluble organic solvent and the poorly water-soluble organic solvent is appropriately selected, but 0.1 to 1,000 parts by mass of the water-soluble organic solvent is preferable with respect to 100 parts by mass of the poorly water-soluble organic solvent, More preferably, it is 1-500 mass parts, More preferably, it is 2-100 mass parts.

酸触媒が残留しているテルル含有ケイ素化合物及び酸触媒が除去されたテルル含有ケイ素化合物、いずれの場合においても、最終的な溶剤を加え、減圧で溶剤交換することでテルル含有ケイ素化合物溶液を得ることができる。このときの溶剤交換の温度は、除去すべき反応溶剤や抽出溶剤の種類によるが、好ましくは0〜100℃、より好ましくは10〜90℃、さらに好ましくは15〜80℃である。またこのときの減圧度は、除去すべき抽出溶剤の種類、排気装置、凝縮装置及び加熱温度により異なるが、好ましくは大気圧以下、より好ましくは絶対圧で80kPa以下、さらに好ましくは絶対圧で50kPa以下である。   A tellurium-containing silicon compound having an acid catalyst remaining and a tellurium-containing silicon compound from which an acid catalyst has been removed. In any case, a final solvent is added and solvent exchange is performed under reduced pressure to obtain a tellurium-containing silicon compound solution. be able to. The temperature of the solvent exchange at this time depends on the type of reaction solvent and extraction solvent to be removed, but is preferably 0 to 100 ° C., more preferably 10 to 90 ° C., and still more preferably 15 to 80 ° C. The degree of pressure reduction at this time varies depending on the type of extraction solvent to be removed, the exhaust device, the condenser and the heating temperature, but is preferably atmospheric pressure or less, more preferably 80 kPa or less in absolute pressure, still more preferably 50 kPa in absolute pressure It is below.

−その他の任意成分−
前記レジスト下層膜形成用組成物は、前記の成分の他、必要に応じて有機ポリマー化合物、架橋剤、光酸発生剤及び界面活性剤等を含むことができる。
-Other optional components-
The composition for forming a resist lower layer film may contain an organic polymer compound, a crosslinking agent, a photoacid generator, a surfactant and the like as needed in addition to the above components.

有機ポリマー化合物を使用することにより、前記レジスト下層膜形成用組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)、減衰係数及び屈折率等を調整することができる。
有機ポリマー化合物としては特に制限はなく、種々の有機ポリマーを使用することができる。縮重合ポリマー及び付加重合ポリマー等を使用することができる。ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリビニルエーテル、フェノールノボラック、ナフトールノボラック、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート等の付加重合ポリマー及び縮重合ポリマーを使用することができる。吸光部位として機能するベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリアジン環、キノリン環、及びキノキサリン環等の芳香環構造を有する有機ポリマーが好ましく使用される。
Adjusting the dry etching rate (reduction amount of film thickness per unit time), attenuation coefficient, refractive index and the like of the resist underlayer film formed from the composition for forming a resist underlayer film, by using an organic polymer compound Can.
There is no restriction | limiting in particular as an organic polymer compound, Various organic polymers can be used. Condensation polymerization polymers and addition polymerization polymers can be used. Addition polymerization polymers and condensation polymers such as polyesters, polystyrenes, polyimides, acrylic polymers, methacrylic polymers, polyvinyl ethers, phenol novolaks, naphthol novolaks, polyethers, polyamides, polycarbonates and the like can be used. An organic polymer having an aromatic ring structure such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a triazine ring, a quinoline ring, and a quinoxaline ring that functions as an absorption site is preferably used.

架橋剤を使用することにより、前記レジスト下層膜形成用組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)等を調整することができる。
架橋剤としては特に制限はなく、種々の架橋剤を使用することができる。本実施形態で使用可能な架橋剤の具体例としては、例えば、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、ウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物であって、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基を置換基(架橋性基)として有するものなどが挙げるが、これらに特に限定されない。なお、これらの架橋剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらは添加剤として用いてもよい。なお、前記架橋性基を式(1)で表される化合物及び/又は該化合物をモノマーとして得られる樹脂におけるポリマー側鎖にペンダント基として導入してもよい。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いることができる。この中でも特にメラミン化合物、グリコールウリル化合物等が好ましく使用される。
By using a crosslinking agent, it is possible to adjust the dry etching rate (the amount of reduction of the film thickness per unit time) and the like of the resist underlayer film formed from the composition for forming a resist underlayer film.
There is no restriction | limiting in particular as a crosslinking agent, Various crosslinking agents can be used. Specific examples of the crosslinking agent that can be used in the present embodiment include, for example, double bonds such as melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, epoxy compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, and alkenyl ether groups. And compounds having at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group as a substituent (crosslinkable group), and the like, but not limited thereto. In addition, these crosslinking agents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, you may use these as an additive. In addition, the crosslinkable group may be introduced as a pendant group to a polymer side chain in a resin obtained by using the compound represented by the formula (1) and / or the compound as a monomer. In addition, compounds containing a hydroxy group can also be used as the crosslinking agent. Among these, in particular, melamine compounds, glycoluril compounds and the like are preferably used.

メラミン化合物の具体例としては、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1〜6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜6個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。エポキシ化合物の具体例としては、例えば、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが挙げられる。   Specific examples of the melamine compound include, for example, hexamethylolmelamine, hexamethoxymethylmelamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, hexamethoxyethylmelamine, hexaacyloxymethylmelamine And compounds in which 1 to 6 of methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated or a mixture thereof. Specific examples of the epoxy compound include, for example, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylol ethane triglycidyl ether and the like.

グアナミン化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。グリコールウリル化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。ウレア化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。   Specific examples of the guanamine compound include, for example, tetramethylol guanamine, tetramethoxymethyl guanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol guanamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethyl guanamine, tetraacyloxy guanamine, The compound etc. in which the acyloxymethylation of 1-4 methylol group of tetramethylol guanamine was carried out, etc. are mentioned. Specific examples of the glycoluril compound include, for example, tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethyl glycoluril, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycoluril are methoxymethylated or a mixture thereof, tetramer The compound etc. which the acyloxymethylation of 1 to 4 of methylol group of methylol glycol uryl carried out, or its mixture etc. are mentioned. Specific examples of the urea compound include, for example, tetramethylolurea, tetramethoxymethylurea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolurea are methoxymethylated or a mixture thereof, and tetramethoxyethylurea.

アルケニルエーテル基を含む化合物の具体例としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどが挙げられる。   Specific examples of the compound containing an alkenyl ether group include, for example, ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neo Pentyl glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, etc. It can be mentioned.

前記レジスト下層膜形成用組成物において、架橋剤の含有量は、特に限定されないが、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂100質量部に対して、1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは1〜5質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にあり、また、反射防止効果が高められ、架橋後の膜形成性が高められる傾向にある。   The content of the crosslinking agent in the composition for forming a resist lower layer film is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound containing tellurium or the resin containing tellurium. And more preferably 1 to 5 parts by mass. By setting the above-mentioned preferable range, the occurrence of mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed, and the antireflective effect tends to be enhanced, and the film formation after crosslinking tends to be enhanced.

前記レジスト下層膜形成用組成物では酸発生剤を含有することができる。酸発生剤としては、熱分解によって酸を発生するもの、光照射によって酸を発生するものなどが知られているが、いずれのものも使用することができる。前記酸発生剤としては、例えば、国際公開WO2013/024779号に記載のものを用いることができる。   The composition for forming a resist lower layer film can contain an acid generator. As an acid generator, although what generate | occur | produces an acid by thermal decomposition, the thing which generate | occur | produces an acid by light irradiation, etc. are known, any thing can be used. As the acid generator, for example, those described in International Publication WO 2013/024779 can be used.

酸発生剤が使用される場合、その割合としては、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂100質量部に対して、0.01質量部〜5質量部、又は0.1質量部〜3質量部、又は0.5質量部〜1質量部である。   When an acid generator is used, the proportion thereof is 0.01 parts by mass to 5 parts by mass, or 0.1 parts by mass to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound containing tellurium or the resin containing tellurium It is a mass part, or 0.5 mass part-1 mass part.

界面活性剤は、前記レジスト下層膜形成用組成物を基板に塗布した際に、表面欠陥等の発生を抑制するのに有効である。
前記レジスト下層膜形成用組成物に含まれる界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また二種以上の組み合わせで使用することもできる。界面活性剤が使用される場合、その割合としては、テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂100質量部に対して、例えば、0.0001質量部〜5質量部、又は0.001質量部〜1質量部、又は0.01質量部〜0.5質量部である。
The surfactant is effective in suppressing the occurrence of surface defects and the like when the composition for forming a resist underlayer film is applied to a substrate.
Examples of the surfactant contained in the composition for forming a resist lower layer film include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. Polyoxyethylene alkyl aryl ethers such as polyoxyethylene octyl phenol ether and polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan mono Sorbitan fatty acid esters such as oleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sol Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as tan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate And the like. These surfactants may be used alone or in combination of two or more. When a surfactant is used, the proportion thereof is, for example, 0.0001 parts by mass to 5 parts by mass, or 0.001 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound containing tellurium or the resin containing tellurium It is 1 mass part, or 0.01 mass part-0.5 mass part.

[リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法]
本発明のリソグラフィー用下層膜は、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成することができる。本発明のリソグラフィー用下層膜は、多層レジスト法に用いられる、フォトレジスト(上層)の下層(レジスト下層膜)として好適に用いることができる。
本発明においては、例えば、レジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行うことでパターンを形成することができる。
また、上述のようにして作製した前記レジスト下層膜形成用組成物を用いた本発明のパターン形成方法の一態様としては、基板上に、塗布型有機下層膜材料を用いて有機下層膜を形成し、前記有機下層膜上に本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機下層膜にエッチングでパターンを転写し、さらにパターンが転写された前記有機下層膜をマスクにして前記基板(被加工体)にエッチングでパターンを転写するパターン形成方法を挙げることができる。
[Underlayer film for lithography and pattern formation method]
The underlayer film for lithography of the present invention can be formed using the composition for forming a resist underlayer film of the present invention. The underlayer film for lithography of the present invention can be suitably used as a lower layer (resist underlayer film) of a photoresist (upper layer) used in a multilayer resist method.
In the present invention, for example, a resist underlayer film is formed using a composition for forming a resist underlayer film, and at least one photoresist layer is formed on the resist underlayer film, and then a predetermined photoresist layer is formed. A pattern can be formed by irradiating the region with radiation and performing development.
Moreover, as an aspect of the pattern formation method of the present invention using the composition for forming a resist underlayer film prepared as described above, an organic underlayer film is formed on a substrate using a coating type organic underlayer film material A resist underlayer film is formed on the organic underlayer film using the composition for forming a resist underlayer film of the present invention, and an upper layer resist film is formed on the resist underlayer film using an upper layer resist film composition, An upper layer resist pattern is formed on the upper layer resist film, the pattern is transferred to the resist lower layer film by etching using the upper layer resist pattern as a mask, and the organic lower layer film is etched using the resist lower layer film to which the pattern is transferred as a mask. And transfer the pattern to the substrate (object to be processed) by etching using the organic lower layer film to which the pattern is transferred as a mask. It can be mentioned pattern forming method.

本発明のパターン形成方法の別の態様として、基板上に炭素を主成分とする有機ハードマスクをCVD法で形成し、前記有機ハードマスク上に本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、該上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機ハードマスクにエッチングでパターンを転写し、さらにパターンが転写された前記有機ハードマスクをマスクにして前記基材(被加工体)にエッチングでパターンを転写するパターン形成方法を挙げることができる。   As another embodiment of the pattern forming method of the present invention, an organic hard mask mainly composed of carbon is formed on a substrate by a CVD method, and the composition for forming a resist underlayer film of the present invention is used on the organic hard mask. A resist underlayer film is formed, an upper layer resist film is formed on the resist underlayer film using the upper layer resist film composition, an upper layer resist pattern is formed on the upper layer resist film, and the upper layer resist pattern is used as a mask The pattern is transferred to the lower layer film by etching, and the pattern is transferred to the organic hard mask by using the resist lower layer film to which the pattern is transferred as a mask, and the pattern is transferred by etching. The pattern formation method which transcribes | transfers a pattern to a base material (processed object) by an etching can be mentioned.

前記基材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。前記半導体基板としては、シリコン基板が一般的に用いることができるが、特に限定されるものではなく、Si、アモルファスシリコン(α−Si)、p−Si、SiO2、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工層と異なる材質のものを用いることができる。
また、前記基材(被加工体;前記半導体基板を含む)を構成する金属としては、ケイ素、チタン、タングステン、ハフニウム、ジルコニウム、クロム、ゲルマニウム、銅、アルミニウム、インジウム、ガリウム、ヒ素、パラジウム、鉄、タンタル、イリジウム、又はモリブデンのいずれか、或いはこれらの合金を用いることができる。
For example, a semiconductor substrate can be used as the base material. Although a silicon substrate can be generally used as the semiconductor substrate, it is not particularly limited, and Si, amorphous silicon (α-Si), p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN , Al, etc., which are different in material from the processing layer.
Moreover, as a metal which comprises the said base material (processed object; containing the said semiconductor substrate), silicon, titanium, tungsten, hafnium, zirconium, chromium, germanium, copper, aluminum, an indium, a gallium, an arsenic, palladium, iron Tantalum, iridium, or molybdenum, or an alloy thereof can be used.

また、半導体基板上に被加工層(被加工部分)として、金属膜、金属炭化膜、金属酸化膜、金属窒化膜、金属酸化炭化膜、又は金属酸化窒化膜のいずれかが成膜されたもの等を用いることができる。このような金属を含む被加工層としては、例えば、Si、SiO2、SiN、SiON、SiOC、p−Si、α−Si、TiN、WSi、BPSG、SOG、Cr、CrO、CrON、MoSi、W、W−Si、Al、Cu、Al−Si等並びに種々の低誘電膜及びそのエッチングストッパー膜が用いられ、通常、50〜10,000nm、特に100〜5,000nmの厚さに形成し得る。 In addition, any of a metal film, a metal carbide film, a metal oxide film, a metal nitride film, a metal oxide carbide film, or a metal oxynitride film is formed as a process layer (process portion) on a semiconductor substrate Etc. can be used. As a process layer containing such a metal, for example, Si, SiO 2 , SiN, SiON, SiON, p-Si, α-Si, TiN, WSi, BPSG, SOG, Cr, CrO, CrON, MoSi, W W-Si, Al, Cu, Al-Si, etc., as well as various low dielectric films and their etching stopper films can be used to form a thickness of usually 50 to 10,000 nm, especially 100 to 5,000 nm.

本発明のパターン形成方法では、基板上に、有機下層膜、又は有機ハードマスクを形成することができる。このうち、有機下層膜は塗布型有機下層膜材料から回転塗布法等を用いて形成することができ、有機ハードマスクは炭素を主成分とする有機ハードマスクの材料からCVD法を用いて形成することができる。このような有機下層膜及び有機ハードマスクの種類等は、特に限定されないが、上層レジスト膜が露光によりパターン形成を行う場合は、十分な反射防止膜機能を発現するものが好ましい。このような有機下層膜又は有機ハードマスクを形成することで、サイズ変換差を生じさせることなく上層レジスト膜で形成されたパターンを基材(被加工体)上に転写することができる。尚、「炭素を主成分とする」ハードマスクとは、固形分の50質量%以上がアモルファスカーボンとも呼ばれa−C:Hと表示されるアモルファス水素化炭素等の炭素系材料で構成されているハードマスクを意味する。a−C:H膜は、様々な技術によって堆積させることができるが、プラズマ化学気相堆積(PECVD)が、費用効率及び膜質調整可能性のために広く使用されている。前記ハードマスクの例としては、例えば、特表2013−526783に記載のものを参照することができる。   In the pattern formation method of the present invention, an organic lower layer film or an organic hard mask can be formed on a substrate. Among them, the organic lower layer film can be formed from a coating type organic lower layer film material by using a spin coating method or the like, and the organic hard mask is formed from a material of an organic hard mask containing carbon as a main component by using a CVD method. be able to. The types and the like of the organic lower layer film and the organic hard mask are not particularly limited. However, in the case where the upper layer resist film forms a pattern by exposure to light, those which exhibit a sufficient antireflective film function are preferable. By forming such an organic lower layer film or an organic hard mask, the pattern formed by the upper layer resist film can be transferred onto the base (workpiece) without causing a size conversion difference. In addition, a hard mask “based on carbon as a main component” is made of a carbon-based material such as amorphous hydrogenated carbon in which 50% by mass or more of solid content is also called amorphous carbon and is displayed as aC: H. Mean a hard mask. Although a-C: H films can be deposited by various techniques, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used for cost efficiency and film quality tunability. As an example of the hard mask, for example, those described in JP-A-2013-526783 can be referred to.

本発明のパターンの形成方法に使用される本発明のレジスト下膜形成用組成物を用いたレジスト下層膜は、レジスト下層膜形成用組成物からスピンコート法等で有機下層膜等が設けられた被加工体上に作製することが可能である。レジスト下膜をスピンコート法で形成する場合、スピンコート後、溶剤を蒸発させ、上層レジスト膜とのミキシング防止を目的として、架橋反応を促進させるためにベークをすることが望ましい。ベーク温度は50〜500℃の範囲内が好ましい。このとき、製造されるデバイスの構造にもよるが、デバイスへの熱ダメージを少なくするため、ベーク温度は400℃以下が特に好ましい。ベーク時間は10秒〜300秒の範囲内が好ましく用いられる。   The resist underlayer film using the composition for forming a resist lower layer film of the present invention used in the method for forming a pattern of the present invention was provided with an organic underlayer film etc. from the composition for forming a resist underlayer film by spin coating etc. It is possible to produce on a processing object. In the case where the lower resist film is formed by spin coating, it is desirable that the solvent is evaporated after spin coating, and baking is performed to accelerate the crosslinking reaction for the purpose of preventing mixing with the upper resist film. The baking temperature is preferably in the range of 50 to 500 ° C. At this time, although depending on the structure of the device to be manufactured, in order to reduce heat damage to the device, the baking temperature is particularly preferably 400 ° C. or less. The baking time is preferably in the range of 10 seconds to 300 seconds.

また、本発明のパターン形成方法では、上層レジスト膜にパターンを形成する方法として、波長が300nm以下の光又はEUV光を用いたリソグラフィー法;電子線直接描画法、及び誘導自己組織化法のいずれかの方法を好適に用いることができる。このような方法を用いることで、レジスト上層膜上に微細なパターンを形成することができる。   Further, in the pattern formation method of the present invention, as a method of forming a pattern on the upper layer resist film, any of lithography method using light having a wavelength of 300 nm or less or EUV light; electron beam direct writing method or induced self-assembly method. Either method can be used suitably. By using such a method, a fine pattern can be formed on the resist upper layer film.

前記上層レジスト膜組成物としては、上述の上層レジスト膜にパターンを形成する方法に応じて適宜選択することができる。例えば、300nm以下の光又はEUV光を用いたリソグラフィーを行う場合、上層レジスト膜組成物としては、化学増幅型のフォトレジスト膜材料を用いることができる。このようなフォトレジスト膜材料としては、フォトレジスト膜を形成して露光を行った後に、アルカリ現像液を用いて露光部を溶解することによりポジ型パターンを形成するものや、有機溶媒からなる現像液を用いて未露光部を溶解することによりネガ型パターンを形成するものを例示できる。   The upper layer resist film composition can be appropriately selected according to the method for forming a pattern on the above upper layer resist film. For example, when lithography using light of 300 nm or less or EUV light is performed, a chemically amplified photoresist film material can be used as the upper layer resist film composition. As such a photoresist film material, after forming a photoresist film and performing exposure, a positive type pattern is formed by dissolving an exposed portion using an alkaline developer, or development comprising an organic solvent It can be exemplified that the negative pattern is formed by dissolving the unexposed area using a liquid.

本発明のレジスト下層膜形成用組成物より形成されるレジスト下層膜は、リソグラフィープロセスにおいて使用される光の波長によっては、その光を吸収することがある。そして、そのような場合には、基板からの反射光を防止する効果を有する反射防止膜として機能することができる。   The resist underlayer film formed from the composition for forming a resist underlayer film of the present invention may absorb the light depending on the wavelength of the light used in the lithography process. And in such a case, it can function as an anti-reflective film which has the effect of preventing the reflected light from a board | substrate.

また、EUVレジストの下層膜としてはハードマスクとしての機能以外に以下の目的にも使用できる。EUVレジストとインターミキシングすることなく、EUV露光(波長13.5nm)に際して好ましくない露光光、例えば上述のUVやDUV(ArF光、KrF光)の基板又は界面からの反射を防止することができるEUVレジストの下層反射防止膜として、前記テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を用いることができる。EUVレジストの下層で効率的に反射を防止することができる。また、前記下層膜形成用組成物はEUVの吸収能に優れることから、上層レジスト組成物の増感作用を発現することが可能であり、感度向上に寄与する。EUVレジスト下層膜として用いた場合は、プロセスはフォトレジスト用下層膜と同様に行うことができる。   In addition to the function as a hard mask, the lower layer film of the EUV resist can also be used for the following purposes. Without intermixing with the EUV resist, it is possible to prevent the reflection of unwanted exposure light during EUV exposure (wavelength 13.5 nm), for example UV or DUV (ArF light, KrF light) mentioned above, from the substrate or interface The composition for forming the tellurium-containing resist lower layer film can be used as a lower layer anti-reflection film of a resist. Reflection can be efficiently prevented in the lower layer of the EUV resist. Further, since the composition for forming the lower layer film is excellent in EUV absorbability, it is possible to express the sensitizing effect of the upper layer resist composition, which contributes to the improvement of sensitivity. When used as an EUV resist underlayer film, the process can be performed in the same manner as the photoresist underlayer film.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

[測定法]
(1)化合物の構造
化合物の構造は、Bruker社製「Advance600II spectrometer」を用いて、以下の条件で、1H−NMR測定を行い、確認した。
周波数:400MHz
溶媒:d6−DMSO
内部標準:TMS
測定温度:23℃
[Measuring method]
(1) Structure of Compound The structure of the compound was confirmed by 1 H-NMR measurement under the following conditions using “Advance 600 II spectrometer” manufactured by Bruker.
Frequency: 400 MHz
Solvent: d6-DMSO
Internal standard: TMS
Measurement temperature: 23 ° C

(2)化合物の分子量
化合物の分子量は、LC−MS分析により、Waters社製「Acquity UPLC/MALDI−Synapt HDMS」を用いて測定した。
(2) Molecular Weight of Compound The molecular weight of the compound was measured by LC-MS analysis using “Acquity UPLC / MALDI-Synapt HDMS” manufactured by Waters.

(製造例1)化合物(BHPT)の合成
グローブボックス中で、50mL容器に四塩化テルル(5.39g、20mmol)を仕込み、アニソール10.8g(100mmol)を加え還流条件下で160℃、6時間反応を行った。得られた生成物を減圧乾燥し、アセトニトリルを用いて再結晶を二回行い、濾過後橙色結晶を得た。得られた結晶を24時間減圧乾燥し、BMPT(ビス(4−メトキシフェニル)テルルジクロライド)を5.95g得た。
得られた化合物(BMPT)について、上述の測定方法(LC−MS)によって測定した結果、分子量は414であった。
Production Example 1 Synthesis of Compound (BHPT) Tellurium tetrachloride (5.39 g, 20 mmol) is charged in a 50 mL container in a glove box, 10.8 g (100 mmol) of anisole is added, and the mixture is refluxed at 160 ° C. for 6 hours under reflux conditions. The reaction was done. The obtained product was dried under reduced pressure, recrystallized twice with acetonitrile, and filtered to obtain orange crystals. The obtained crystals were dried under reduced pressure for 24 hours to obtain 5.95 g of BMPT (bis (4-methoxyphenyl) tellurium dichloride).
The molecular weight of the obtained compound (BMPT) was 414 as a result of measurement by the above-mentioned measurement method (LC-MS).

得られた化合物(BMPT)について、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化合物(BMPT)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.0〜7.9(8H,Ph−H)、3.8(6H,−CH3
About the obtained compound (BMPT), when NMR measurement was performed on the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found and it confirmed that it had a chemical structure of a compound (BMPT) shown below.
δ (ppm) 7.0 to 7.9 (8 H, Ph-H), 3.8 (6 H, -CH 3 )

Figure 2019113571
Figure 2019113571

続いて、攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mLの容器にビス(4−メトキシフェニル)テルルジクロライドを1.1g(2.8mmol)、メチレンジクロライドを18ml加え、三臭化ホウ素3.9g(15.75mmol)を滴下し、−20℃で48時間反応を行った。反応後の溶液を氷浴中で0.5N塩酸溶液に滴下し、濾過後、黄色固体を回収した。酢酸エチルで溶解させ、硫酸マグネシウムを加え、脱水処理後、濃縮を行い、カラムクロマトグラフィーによる分離精製を行うことで、BHPT(ビス(4−ヒドロキシフェニル)テルルジクロライド)を0.1g得た。
得られた化合物(BHPT)について、上述の測定方法(LC−MS)によって測定した結果、分子量は386であった。
得られた化合物(BHPT)について、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化合物(BHPT)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)10.2(2H,−OH)、6.8〜7.8(8H,Ph−H)
Subsequently, 1.1 g (2.8 mmol) of bis (4-methoxyphenyl) tellurium dichloride and 18 ml of methylene dichloride were added to a container with an internal volume of 100 mL equipped with a stirrer, a condenser and a burette, and 3.9 g of boron tribromide (15.75 mmol) was added dropwise, and the reaction was allowed to proceed at -20.degree. C. for 48 hours. The solution after reaction was added dropwise to a 0.5 N hydrochloric acid solution in an ice bath, and after filtration, a yellow solid was recovered. Dissolve with ethyl acetate, add magnesium sulfate, dehydrate and concentrate, and separate and purify by column chromatography to obtain 0.1 g of BHPT (bis (4-hydroxyphenyl) tellurium dichloride).
As a result of measuring the obtained compound (BHPT) by the above-mentioned measuring method (LC-MS), the molecular weight was 386.
About the obtained compound (BHPT), when NMR measurement was performed on the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were discovered and it confirmed having a chemical structure of the compound (BHPT) shown below.
δ (ppm) 10.2 (2H, -OH), 6.8 to 7.8 (8H, Ph-H)

Figure 2019113571
Figure 2019113571

(合成例1)
前記化合物(BHPT)3.86g(10mol%)、テトラエトキシシラン14.56g(70mol%)、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン5.56g(20mol%)、アセトン60gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながらメタンスルホン酸0.1gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分間反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノエチルエーテル20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15質量%となるように調整した。得られたポリマー(テルル含有ケイ素化合物)のGPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1420であった。
Synthesis Example 1
3.86 g (10 mol%) of the compound (BHPT), 14.56 g (70 mol%) of tetraethoxysilane, 5.56 g (20 mol%) of β-glycidoxyethyltriethoxysilane, and 60 g of acetone are placed in a 300 ml flask, While stirring the mixed solution with a magnetic stirrer, 0.1 g of methanesulfonic acid was added dropwise to the mixed solution. After the addition, the flask was transferred to an oil bath adjusted to 85 ° C., and reacted under heating and reflux for 240 minutes. Thereafter, the reaction solution is cooled to room temperature, 72.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate is added to the reaction solution, ethanol, water and acetone as reaction by-products are distilled off under reduced pressure, and concentrated to give propylene glycol as a hydrolysis condensation product. A monomethyl ether acetate solution was obtained. Propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether were added, and the solvent ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monoethyl ether 20/80 was adjusted to 15% by mass in terms of solid residue at 140 ° C. The weight average molecular weight by GPC of the obtained polymer (tellurium containing silicon compound) was Mw 1420 in polystyrene conversion.

(合成例2)
前記化合物(BHPT)3.86g(10mol%)、3−(イソシアナトプロピル)トリエトキシシラン4.94g(20mol%)、テトラエトキシシラン12.48g(60mol%)、エチレンビストリエトキシシラン4.15g(10mol%)、アセトン60gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながらメタンスルホン酸0.1gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分間反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノエチルエーテル20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15質量%となるように調整した。得られたポリマー(テルル含有ケイ素化合物)のGPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1830であった。
(Composition example 2)
3.86 g (10 mol%) of the compound (BHPT), 4.94 g (20 mol%) of 3- (isocyanatopropyl) triethoxysilane, 12.48 g (60 mol%) of tetraethoxysilane, 4.15 g of ethylene bistriethoxysilane ( 10 mol%) and 60 g of acetone were placed in a 300 ml flask, and 0.1 g of methanesulfonic acid was dropped into the mixed solution while stirring the mixed solution with a magnetic stirrer. After the addition, the flask was transferred to an oil bath adjusted to 85 ° C., and reacted under heating and reflux for 240 minutes. Thereafter, the reaction solution is cooled to room temperature, 72.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate is added to the reaction solution, ethanol, water and acetone as reaction by-products are distilled off under reduced pressure, and concentrated to give propylene glycol as a hydrolysis condensation product. A monomethyl ether acetate solution was obtained. Propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether were added, and the solvent ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monoethyl ether 20/80 was adjusted to 15% by mass in terms of solid residue at 140 ° C. The weight average molecular weight by GPC of the obtained polymer (tellurium containing silicon compound) was Mw 1830 in polystyrene conversion.

(比較合成例1)
β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン8.34g(30mol%)、テトラエトキシシラン14.56g(70mol%)、アセトン60gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながらメタンスルホン酸0.1gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分間反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノエチルエーテル20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15質量%となるように調整した。得られたポリマーのGPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw1610であった。
(Comparative Example 1)
A 300 ml flask was charged with 8.34 g (30 mol%) of β-glycidoxyethyltriethoxysilane, 14.56 g (70 mol%) of tetraethoxysilane, and 60 g of acetone, and the mixed solution was stirred with a magnetic stirrer to give a methanesulfone 0.1 g of acid was dropped into the mixed solution. After the addition, the flask was transferred to an oil bath adjusted to 85 ° C., and reacted under heating and reflux for 240 minutes. Thereafter, the reaction solution is cooled to room temperature, 72.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate is added to the reaction solution, ethanol, water and acetone as reaction by-products are distilled off under reduced pressure, and concentrated to give propylene glycol as a hydrolysis condensation product. A monomethyl ether acetate solution was obtained. Propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether were added, and the solvent ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monoethyl ether 20/80 was adjusted to 15% by mass in terms of solid residue at 140 ° C. The weight average molecular weight by GPC of the obtained polymer was Mw 1610 in polystyrene conversion.

(比較合成例2)
3−(イソシアナトプロピル)トリエトキシシラン3.15g(30mol%)、テトラエトキシシラン23.49g(60mol%)、エチレンビストリエトキシシラン(10mol%)、アセトン60gを300mlのフラスコに入れ、混合溶液をマグネチックスターラーにて撹拌しながらメタンスルホン酸0.1gを混合溶液に滴下した。添加後、85℃に調整されたオイルバスにフラスコを移し、加温還流下で240分間反応させた。その後、反応溶液を室温まで冷却し、反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート72.00gを加え、反応副生物であるエタノール、水、アセトンを減圧留去し、濃縮して加水分解縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルを加え、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノエチルエーテル20/80の溶媒比率として140℃における固形残物換算で15質量%となるように調整した。得られたポリマーのGPCによる重量平均分子量はポリスチレン換算でMw2030であった。
(Comparative Synthesis Example 2)
3.15 g (30 mol%) of 3- (isocyanatopropyl) triethoxysilane, 23.49 g (60 mol%) of tetraethoxysilane, ethylene bistriethoxysilane (10 mol%), and 60 g of acetone are placed in a 300 ml flask, and the mixed solution is added. While stirring with a magnetic stirrer, 0.1 g of methanesulfonic acid was dropped into the mixed solution. After the addition, the flask was transferred to an oil bath adjusted to 85 ° C., and reacted under heating and reflux for 240 minutes. Thereafter, the reaction solution is cooled to room temperature, 72.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate is added to the reaction solution, ethanol, water and acetone as reaction by-products are distilled off under reduced pressure, and concentrated to give propylene glycol as a hydrolysis condensation product. A monomethyl ether acetate solution was obtained. Propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether were added, and the solvent ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monoethyl ether 20/80 was adjusted to 15% by mass in terms of solid residue at 140 ° C. The weight average molecular weight by GPC of the obtained polymer was Mw 2030 in terms of polystyrene.

[実施例1]
(テルル含有レジスト下層膜形成用組成物の調製)
合成例1で得られたテルル含有ケイ素化合物の15質量%溶液160g、プロピレングリコールモノメチルエーテル640g、及び脱イオン水80gを加え、撹拌均一化した後、目開きが5nmのポリエチレン製のフィルターで毎分10mlの流速で1時間循環ろ過し、テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を調製した。
Example 1
(Preparation of composition for forming tellurium-containing resist underlayer film)
After adding 160 g of a 15% by mass solution of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 1, 640 g of propylene glycol monomethyl ether, and 80 g of deionized water and stirring and homogenizing, a polyethylene filter with an aperture of 5 nm is used every minute The mixture was subjected to circulation filtration at a flow rate of 10 ml for 1 hour to prepare a composition for forming a tellurium-containing resist underlayer film.

(光学定数の測定)
次に、前記テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を清浄な容器に充填し、続いてスピンコーターを用いてシリコンウエハーに1500rpmで回転塗布し、240℃で60秒間加熱して、膜厚35nmの塗布膜を作製した。そして、これらのレジスト下層膜を分光エリプソメーター(J.A. Woollam社製、VUV−VASE VU−302)を用い、波長193nmでの屈折率(n値)及び光学吸光係数(k値、減衰係数とも呼ぶ)を測定した。結果を下記表1に示す。
(Measurement of optical constant)
Next, the composition for forming the tellurium-containing resist lower layer film is filled in a clean container, followed by spin coating on a silicon wafer at 1500 rpm using a spin coater, and heating at 240 ° C. for 60 seconds, 35 nm thick A coated film was produced. Then, using these resist underlayer films as a spectroscopic ellipsometer (VUV-VASE VU-302 manufactured by JA Woollam Co., Ltd.), the refractive index (n value) at a wavelength of 193 nm and the optical absorption coefficient (k value, attenuation coefficient) Also called). The results are shown in Table 1 below.

(有機下層膜形成用組成物の調製)
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に、2,6−ナフタレンジオール(シグマ−アルドリッチ社製試薬)1.60g(10mmol)と、4−ビフェニルアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)1.82g(10mmol)と、メチルイソブチルケトン30mlとを仕込み、95%の硫酸5mlを加えて、反応液を100℃で6時間撹拌して反応を行った。次に、反応液を濃縮し、純水50gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離した。得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことにより、下記式で示される目的化合物(BisN−1)3.05gを得た。
なお、400MHz−1H−NMRにより以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。また、2,6−ジヒドロキシナフトールの置換位置が1位であることは、3位と4位のプロトンのシグナルがダブレットであることから確認した。
1H−NMR:(d−DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.7(2H,O−H)、7.2〜8.5(19H,Ph−H)、6.6(1H,C−H)
(Preparation of composition for forming organic lower layer film)
1.60 g (10 mmol) of 2,6-naphthalenediol (reagent manufactured by Sigma-Aldrich) and 4-biphenylaldehyde (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) 1 in a container with an inner volume of 100 ml equipped with a stirrer, a condenser and a burette 1 .82 g (10 mmol) and 30 ml of methyl isobutyl ketone were charged, 5 ml of 95% sulfuric acid was added, and the reaction solution was stirred at 100 ° C. for 6 hours for reaction. Next, the reaction solution was concentrated, and 50 g of pure water was added to precipitate a reaction product, which was cooled to room temperature and then separated by filtration. The obtained solid was filtered and dried, and then separated and purified by column chromatography to obtain 3.05 g of a target compound (BisN-1) represented by the following formula.
The following peaks found by 400 MHz- 1 H-NMR, it was confirmed to have the following chemical structure formula. In addition, it was confirmed that the substitution position of 2,6-dihydroxynaphthol is at the 1-position because the signals of protons at the 3- and 4-positions are doublets.
1 H-NMR: (d-DMSO, internal standard TMS)
δ (ppm) 9.7 (2 H, O-H), 7.2 to 8.5 (19 H, Ph-H), 6.6 (1 H, C-H)

Figure 2019113571
Figure 2019113571

前記、得られた化合物(BisN−1)2.0gに乳酸エチル18.0gを加え、均一溶液化した後、目開きが5nmのポリエチレン製のフィルターでろ過し、有機下層膜形成用組成物を調製した。   To 2.0 g of the compound (BisN-1) obtained above, 18.0 g of ethyl lactate is added to form a uniform solution, and the solution is filtered with a polyethylene filter having an opening of 5 nm to obtain a composition for forming an organic lower layer film. Prepared.

(フォトレジスト溶液の調製)
温度を制御できる内容積500mLの電磁撹拌装置付オートクレーブ(SUS316L製)に、無水HF 74.3g(3.71モル)、BF3 50.5g(0.744モル)を仕込み、内容物を撹拌し、液温を−30℃に保ったまま一酸化炭素により2MPaまで昇圧した。その後、圧力を2MPa、液温を−30℃に保ったまま、4−シクロヘキシルベンゼン57.0g(0.248モル)とn−ヘプタン50.0gとを混合した原料を供給し、1時間保った後、内容物を採取し氷の中にいれ、ベンゼンで希釈後、中和処理をして得られた油層をガスクロマトグラフィーで分析した。反応成績を求めたところ、4−シクロヘキシルベンゼン転化率100%、4−シクロヘキシルベンズアルデヒド選択率97.3%であった。
単蒸留により目的成分を単離し、GC−MSで分析した結果、目的物の4−シクロヘキシルベンズアルデヒド(以下、「CHBAL」と示す)の分子量188を示した。すなわち、前記分子量は、島津製鉄所製社製GC−MS QP2010 Ultraを用いて測定した。また重クロロホルム溶媒中での1H−NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は、1.0〜1.6(m,10H)、2.6(m,1H)、7.4(d,2H)、7.8(d,2H)、10.0(s,1H)であった。
(Preparation of photoresist solution)
74.3 g (3.71 mol) of anhydrous HF and 50.5 g (0.744 mol) of BF 3 are charged into an autoclave (made of SUS 316 L) with an internal volume of 500 mL capable of controlling the temperature, and the contents are stirred. The pressure was increased to 2 MPa with carbon monoxide while maintaining the liquid temperature at -30 ° C. Thereafter, while maintaining the pressure at 2 MPa and the liquid temperature at -30 ° C., a raw material in which 57.0 g (0.248 mol) of 4-cyclohexylbenzene and 50.0 g of n-heptane were mixed was supplied and maintained for 1 hour After that, the contents were collected, placed in ice, diluted with benzene and neutralized, and the oil layer obtained was analyzed by gas chromatography. When the reaction result was calculated | required, it was 100% of 4-cyclohexylbenzene conversion and 97.3% of 4-cyclohexyl benzaldehyde selectivity.
The objective component was isolated by simple distillation, and analyzed by GC-MS. As a result, it showed a molecular weight 188 of 4-cyclohexylbenzaldehyde (hereinafter referred to as "CHBAL") of interest. That is, the molecular weight was measured using GC-MS QP2010 Ultra manufactured by Shimadzu Iron Works. Further, the chemical shift value (δ ppm, reference to TMS) of 1 H-NMR in heavy chloroform solvent is 1.0 to 1.6 (m, 10 H), 2.6 (m, 1 H), 7.4 (d , 2H), 7.8 (d, 2 H), 10.0 (s, 1 H).

Figure 2019113571
Figure 2019113571

十分乾燥し、窒素置換した、滴下漏斗、ジム・ロート氏冷却管、温度計、攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)に、窒素気流下で、関東化学社製レゾルシノール(22g、0.2mol)と、前記4−シクロヘキシルベンズアルデヒド(46.0g,0.2mol)と、脱水エタノール(200mL)を投入し、エタノール溶液を調製した。この溶液を攪拌しながらマントルヒーターで85℃まで加熱した。次いで濃塩酸(35%)75mLを、滴下漏斗により30分間かけて滴下した後、引き続き85℃で3時間攪拌した。反応終了後、放冷し、室温に到達させた後、氷浴で冷却した。1時間静置後、淡黄色の目的粗結晶が生成し、これを濾別した。粗結晶をメタノール500mLで2回洗浄し、濾別、真空乾燥させることにより、50gの生成物(以下、「CR−1A」と示す。)を得た。
この生成物の構造は、LC−MSで分析した結果、分子量1121を示した。また重クロロホルム溶媒中での1H−NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8〜1.9(m,44H)、5.5,5.6(d,4H)、6.0〜6.8(m,24H)、8.4,8.5(m,8H)であった。
これらの結果から、得られた生成物を目的化合物(CR−1A)と同定した(収率91%)。
A well-dried four-necked flask (1000 mL) equipped with a dropping funnel, a Jim Rohto condenser, a thermometer, and a stirring blade, which had been sufficiently dried and purged with nitrogen, under a nitrogen stream, resorcinol (22 g, 0. 2 mol), the said 4-cyclohexyl benzaldehyde (46.0 g, 0.2 mol), and dehydrated ethanol (200 mL) were thrown in, and the ethanol solution was prepared. The solution was heated to 85 ° C. with a mantle heater while stirring. Next, 75 mL of concentrated hydrochloric acid (35%) was added dropwise over 30 minutes using a dropping funnel, and the mixture was subsequently stirred at 85 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was allowed to cool, allowed to reach room temperature, and cooled in an ice bath. After standing for 1 hour, pale yellow objective crude crystals were formed, which were separated by filtration. The crude crystals were washed twice with 500 mL of methanol, separated by filtration, and dried under vacuum to obtain 50 g of a product (hereinafter referred to as "CR-1A").
The structure of this product showed a molecular weight of 1121 as a result of analysis by LC-MS. The chemical shift values (δ ppm, TMS reference) of 1 H-NMR in heavy chloroform solvent are 0.8 to 1.9 (m, 44 H), 5.5, 5.6 (d, 4 H), It was 0 to 6.8 (m, 24H) and 8.4, 8.5 (m, 8H).
From these results, the obtained product was identified as the target compound (CR-1A) (yield 91%).

Figure 2019113571
Figure 2019113571

前記、得られた化合物(CR−1A)0.5gに光活性化合物として、下記構造式(G)のナフトキノンジアジド系感光剤(4NT−300,東洋合成工業(株))1.5g、及び溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテル30gを加え、均一溶液化した後、目開きが5nmのポリエチレン製のフィルターでろ過し、フォトレジスト溶液を調製した。   As a photoactive compound, 0.5 g of the naphthoquinone diazide photosensitive agent (4NT-300, Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) of the following structural formula (G) as a photoactive compound is obtained in the above compound (CR-1A) 0.5 g and a solvent Then, 30 g of propylene glycol monomethyl ether was added thereto to make a uniform solution, and then the solution was filtered through a polyethylene filter having an aperture of 5 nm to prepare a photoresist solution.

Figure 2019113571
Figure 2019113571

(ドライエッチング速度の測定)
前記テルル含有レジスト下層膜形成用組成物の溶液を、スピンコーターを用いシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で240℃1分間加熱し、テルル含有レジスト下層膜(膜厚100nm)を形成した。また、同様にスピンコーターを持いて、有機下層膜形成組成物(BisN−1の10質量%乳酸エチル溶液)をシリコンウエハー上に塗布し、有機下層膜を膜厚200nmで形成した。エッチングガスとしてO2ガスを使用してドライエッチング速度を測定し、テルル含有レジスト下層膜のドライエッチング速度の比較を行い、酸素系エッチングガスに対する耐性(酸素系ガス耐性)を評価した。
ドライエッチング速度の測定に用いたエッチャー及びエッチングガスはRIE−10NR(サムコ製):O2を用いた。酸素系ガス(O2ガス)耐性(〔本願レジスト下層膜〕/〔有機下層膜〕のエッチレート比)を下記表1に示す。
(Measurement of dry etching rate)
A solution of the composition for forming the tellurium-containing resist underlayer film was applied onto a silicon wafer using a spin coater. C. for 1 minute on a hot plate to form a tellurium-containing resist underlayer film (film thickness 100 nm). Similarly, the composition for forming an organic lower layer film (10% by mass ethyl lactate solution of BisN-1) was coated on a silicon wafer while holding the spin coater to form an organic lower layer film with a thickness of 200 nm. The dry etching rate was measured using O 2 gas as the etching gas, the dry etching rates of the tellurium-containing resist underlayer film were compared, and the resistance to oxygen-based etching gas (oxygen-based gas resistance) was evaluated.
The etcher and the etching gas used for measuring the dry etching rate were RIE-10 NR (manufactured by Samco): O 2 . The resistance to oxygen-based gas (O 2 gas) (etch rate ratio of [the resist underlayer film of the present invention] / [organic underlayer film]) is shown in Table 1 below.

(レジストパターニング試験)
シリコンウエハー上に、スピンコーターを用いて、前記有機下層膜形成組成物を塗布し、有機下層膜を膜厚200nmで形成した。その上に前記テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を塗布して240℃で60秒間加熱して、膜厚35nmのテルル含有レジスト下層膜を作製した。続いて、前記フォトレジスト溶液をスピナーによりそれぞれ塗布し、ホットプレート上で110℃にて60秒間ベークし、膜厚120nmのフォトレジスト膜を形成した。
次いで、これらをArF液浸露光装置((株)ニコン製;NSR−S610C,NA1.30、σ0.98/0.65、35度ダイポール偏光照明、6%ハーフトーン位相シフトマスク)で露光し、100℃で60秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間現像し、50nm1:1のポジ型のラインアンドスペースパターンを得た。リソグラフィーが行われた後のレジストパターンを観察し、パターン裾形状においてラインの形状が矩形なものを「矩形」とし、ライン底部の太りを「不良」として評価した。結果を下記表1に示す。
(Resist patterning test)
The composition for forming an organic lower layer film was coated on a silicon wafer using a spin coater to form an organic lower layer film with a thickness of 200 nm. The composition for forming the tellurium-containing resist underlayer film was applied thereon and heated at 240 ° C. for 60 seconds to prepare a tellurium-containing resist underlayer film having a film thickness of 35 nm. Subsequently, the photoresist solution was applied by a spinner, and baked on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds to form a photoresist film having a film thickness of 120 nm.
Then, they are exposed with an ArF immersion exposure apparatus (manufactured by Nikon Corporation; NSR-S610C, NA 1.30, σ 0.98 / 0.65, 35 ° dipole polarized illumination, 6% halftone phase shift mask), It was baked (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds and developed for 30 seconds with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to obtain a 50 nm 1: 1 positive-working line and space pattern. The resist pattern after the lithography was performed was observed, and in the pattern bottom shape, a rectangular shape of the line was regarded as “rectangular”, and the fatness of the line bottom was evaluated as “defect”. The results are shown in Table 1 below.

[実施例2]
合成例1で得られたテルル含有ケイ素化合物の代わりに合成例2で得られたテルル含有ケイ素化合物の15質量%溶液160gを使用した以外は実施例1と全く同じ方法で塗布膜を作製し、各種評価を行った。
Example 2
A coated film is prepared in the same manner as in Example 1 except that 160 g of a 15% by mass solution of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 2 is used instead of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 1. Various evaluations were made.

[実施例3]
合成例1で得られたテルル含有ケイ素化合物の15質量%溶液160g、プロピレングリコールモノメチルエーテル640g、架橋剤として、テトラメチロールグリコールウリル、及び脱イオン水80gを加え、撹拌均一化した後、目開きが5nmのポリエチレン製のフィルターで毎分10mlの流速で1時間循環ろ過し、テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を調製した。
[Example 3]
160 g of a 15% by mass solution of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 1, 640 g of propylene glycol monomethyl ether, tetramethylol glycoluril as a crosslinking agent, and 80 g of deionized water are added and homogenized after stirring. The mixture was subjected to circulation filtration with a 5 nm polyethylene filter at a flow rate of 10 ml / min for 1 hour to prepare a tellurium-containing resist underlayer film forming composition.

[比較例1]
合成例1で得られたテルル含有ケイ素化合物の代わりに比較合成例1で得られたケイ素化合物の加水分解縮合物15質量%溶液160gを使用した以外は実施例1と全く同じ方法で塗布膜を作製し、各種評価を行った。
Comparative Example 1
The coated film was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that 160 g of a 15% by mass solution of the hydrolytic condensate of the silicon compound obtained in Comparative Synthesis Example 1 was used instead of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 1. It produced and performed various evaluations.

[比較例2]
合成例1で得られたテルル含有ケイ素化合物の代わりに比較合成例2で得られたケイ素化合物の加水分解縮合物15質量%溶液160gを使用した以外は実施例1と全く同じ方法で塗布膜を作製し、各種評価を行った。
Comparative Example 2
The coated film was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that 160 g of a 15% by mass solution of the hydrolytic condensate of the silicon compound obtained in Comparative Synthesis Example 2 was used instead of the tellurium-containing silicon compound obtained in Synthesis Example 1. It produced and performed various evaluations.

Figure 2019113571
Figure 2019113571

表1からわかるようにテルル化合物を含む本発明の下層膜形成用組成物を用いた実施例1〜3は、屈折率、光学吸光係数、酸素系エッチングガスに対する耐性(酸素系ガス耐性)(実施例3を除く)、パターン矩形性に優れていることがわかる。このことから、本発明の下層膜形成用組成物を用いた下層膜は、フッ素系エッチングガスに対するドライエッチング速度が上層レジスト(フォトレジスト)と比較して大きく、耐熱性に優れていることが分かった。   As can be seen from Table 1, Examples 1 to 3 using the composition for forming a lower layer film of the present invention containing a tellurium compound have refractive index, optical absorption coefficient, resistance to oxygen-based etching gas (oxygen-based gas resistance) (implementation It can be seen that the pattern rectangularity is excellent (except for Example 3). From this, it is understood that the lower layer film using the composition for forming the lower layer film of the present invention has a larger dry etching rate with respect to the fluorine-based etching gas than the upper layer resist (photoresist) and is excellent in heat resistance. The

更に、本願のテルルを含有したレジスト下層膜形成用組成物を用いることにより、レジストとのインターミキシングを起こさず、フッ素系のエッチングガスではレジストに比較して大きなドライエッチング速度を有し、レジストパターンを本願レジスト下層膜に転写することができ、また酸素系エッチングガスに対してはエッチング耐性を示し、有機下層膜にレジストパターンを転写することができる。また、比較例に比べて矩形性の良好なパターンが得られることが示された。   Furthermore, by using the tellurium-containing composition for forming a resist underlayer film of the present invention, no intermixing with the resist occurs, and a fluorine-based etching gas has a larger dry etching rate than the resist, and a resist pattern Can be transferred to the resist underlayer film of the present invention, and can exhibit etching resistance to an oxygen-based etching gas, and the resist pattern can be transferred to the organic underlayer film. In addition, it was shown that a pattern having good rectangularity could be obtained as compared with the comparative example.

Claims (18)

テルルを含有する化合物又はテルルを含有する樹脂と、ケイ素含有化合物と、を含むレジスト下層膜形成用組成物。   A composition for forming a resist underlayer film, comprising a tellurium-containing compound or a tellurium-containing resin, and a silicon-containing compound. 前記ケイ素含有化合物が、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物である請求項1に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The composition for forming a resist underlayer film according to claim 1, wherein the silicon-containing compound is a hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, or a hydrolytic condensate thereof. 前記テルルを含有する化合物が、下記式(A)で示される請求項1又は2に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であり、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、各々独立して0〜2の整数であり、nは、各々独立して0〜(5+2×p)の整数である。)
The composition for resist underlayer film formation according to claim 1 or 2, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (A).
Figure 2019113571
(In the formula (A), X is a 2m-valent group having 0 to 30 carbon atoms including tellurium, Z is an oxygen atom, a sulfur atom or non-crosslinking, and R 0 is each independently oxygen A monovalent group containing an atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom, m is an integer of 1 to 4, and p is Each independently is an integer of 0 to 2, and n is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p).
前記テルルを含有する化合物が、下記式(1)で示される請求項3に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(1)中、X、Z、m、pは前記式(A)と同義であり、R1は、各々独立して、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はハロゲン原子であり、R2は、各々独立して、水素原子又は酸解離性反応基であり、n1は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数であり、n2は各々独立して、0〜(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのn2は1〜(5+2×p)の整数である。)
The composition for resist underlayer film formation of Claim 3 in which the compound containing the said tellurium is shown by following formula (1).
Figure 2019113571
(In formula (1), X, Z, m and p are as defined in the above formula (A), R 1 is each independently an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a halogen atom, R 2 Each independently represents a hydrogen atom or an acid-dissociable reactive group, each n 1 independently represents an integer of 0 to (5 + 2 × p), and each n 2 independently represents an integer of 0 to (5 + 2) It is an integer of × p), provided that at least one n 2 is an integer of 1 to (5 + 2 × p).
前記テルルを含有する化合物が、下記式(2)で示される請求項4に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(2)中、Z、R1、R2、p、n1、n2は前記式(1)と同義であり、X1はハロゲン原子である。)
5. The composition for forming a resist underlayer film according to claim 4, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (2).
Figure 2019113571
(In formula (2), Z, R 1 , R 2 , p, n 1 and n 2 are as defined in the above formula (1), and X 1 is a halogen atom)
前記テルルを含有する化合物が、下記式(3)で示される請求項5に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(3)中、R1、R2、X1、n1、n2は前記式(2)と同義である。)
The composition for forming a resist underlayer film according to claim 5, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (3).
Figure 2019113571
(In Formula (3), R 1 , R 2 , X 1 , n 1 and n 2 have the same meanings as in Formula (2) above).
前記テルルを含有する化合物が、下記式(4)で示される請求項6に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(4)中、R1、R2、X1は前記式(3)と同義である。)
The composition for forming a resist underlayer film according to claim 6, wherein the compound containing tellurium is represented by the following formula (4).
Figure 2019113571
(In Formula (4), R 1 , R 2 , and X 1 have the same meanings as in Formula (3) above).
前記テルルを含有する化合物は、前記式(1)におけるR2として、少なくとも一つの酸解離性反応基を有する請求項4に記載のレジスト下層膜形成用組成物。 The composition for forming a resist underlayer film according to claim 4, wherein the compound containing tellurium has at least one acid dissociable reactive group as R 2 in the formula (1). 前記テルルを含有する化合物は、前記式(1)におけるR2が全て水素原子である請求項4に記載のレジスト下層膜形成用組成物。 The composition for forming a resist underlayer film according to claim 4, wherein in the compound containing tellurium, all of R 2 in the formula (1) are hydrogen atoms. 前記テルルを含有する樹脂が、下記式(A)で示される化合物に由来する構成単位を含む樹脂である請求項1又は2に記載のレジスト下層膜形成用組成物。
Figure 2019113571
(式(A)中、Xは、テルルを含む炭素数0〜30の2m価の基であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は無架橋であり、R0は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、各々独立して0〜2の整数であり、nは、各々独立して0〜(5+2×p)の整数である。)
The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1 or 2, wherein the tellurium-containing resin is a resin containing a constitutional unit derived from a compound represented by the following formula (A).
Figure 2019113571
(In the formula (A), X is a 2m-valent group having 0 to 30 carbon atoms including tellurium, Z is an oxygen atom, a sulfur atom or non-crosslinking, and R 0 is each independently oxygen A monovalent group containing an atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom, m is an integer of 1 to 4, and p is Each independently is an integer of 0 to 2, and n is each independently an integer of 0 to (5 + 2 × p).
溶媒を更に含むことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 10, further comprising a solvent. 酸を更に含有する請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The composition for resist underlayer film formation of any one of Claims 1-11 which further contain an acid. 酸架橋剤を更に含有する請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物。   The composition for resist underlayer film formation of any one of Claims 1-12 which further contain an acid crosslinking agent. 前記ケイ素含有化合物が、下記式(A1)及び(A2)からなる群より選ばれた少なくとも一種の加水分解性オルガノシラン、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物である請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物。

式(A1): (R3aSi(R44-a

(式(A1)中、R3はアルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する有機基;或いは、それらの組み合わせを表し、且つSi−C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R4はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、aは0〜3の整数を表す。)

式(A2): [(R5cSi(R64-c2b

(式(A2)中、R5はアルキル基を表し、R6はアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。)
The silicon-containing compound is at least one hydrolysable organosilane selected from the group consisting of the following formulas (A1) and (A2), their hydrolysates, or their hydrolytic condensates. The composition for resist underlayer film formation of any one of Claims 13.

Formula (A1): (R 3 ) a Si (R 4 ) 4-a

(In formula (A1), R 3 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an alkoxy An organic group having an aryl group, an acyloxyaryl group, an isocyanurate group, a hydroxy group, a cyclic amino group, or a cyano group; or a combination thereof, which is bonded to a silicon atom by a Si-C bond , R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, and a represents an integer of 0 to 3.)

Formula (A2): [(R 5 ) c Si (R 6 ) 4-c ] 2 Y b

(In formula (A2), R 5 represents an alkyl group, R 6 represents an alkoxy group, an acyloxy group or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, b represents an integer of 0 or 1, c Represents an integer of 0 or 1.)
請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたリソグラフィー用下層膜。   The underlayer film for lithography formed using the composition for resist underlayer film formation of any one of Claims 1-14. 基板上に、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行うことを含む、パターン形成方法。   A resist underlayer film is formed on a substrate using the composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 14, and at least one photoresist layer is formed on the resist underlayer film. And forming a predetermined area of the photoresist layer for development. 基板上に塗布型有機下層膜材料を用いて有機下層膜を形成し、
前記有機下層膜上に、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、
前記レジスト下層膜上に、上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、
前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、
前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、
パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機下層膜にエッチングでパターンを転写し、
パターンが転写された前記有機下層膜をマスクにして前記基板にエッチングでパターンを転写することを含むパターン形成方法。
An organic underlayer film is formed on a substrate using a coating type organic underlayer film material,
A resist underlayer film is formed on the organic underlayer film using the composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 14,
An upper resist film is formed on the resist lower layer film using an upper resist film composition,
Forming an upper layer resist pattern on the upper layer resist film;
The pattern is transferred to the resist lower layer film by etching using the upper layer resist pattern as a mask;
The pattern is transferred to the organic lower layer film by etching using the resist lower layer film to which the pattern is transferred as a mask,
A pattern forming method comprising transferring a pattern to the substrate by etching using the organic lower layer film to which the pattern has been transferred as a mask.
基板上に炭素を主成分とする有機ハードマスクをCVD法で形成し、
前記有機ハードマスク上に、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、
前記レジスト下層膜上に、上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、
前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、
前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、
パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機ハードマスクにエッチングでパターンを転写し、
パターンが転写された前記有機ハードマスクをマスクにして前記基板にエッチングでパターンを転写することを含むパターン形成方法。
An organic hard mask consisting mainly of carbon is formed on a substrate by a CVD method,
A resist underlayer film is formed on the organic hard mask using the composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 14,
An upper resist film is formed on the resist lower layer film using an upper resist film composition,
Forming an upper layer resist pattern on the upper layer resist film;
The pattern is transferred to the resist lower layer film by etching using the upper layer resist pattern as a mask;
The pattern is transferred to the organic hard mask by etching using the resist underlayer film to which the pattern is transferred as a mask;
A pattern forming method comprising transferring a pattern to the substrate by etching using the organic hard mask to which the pattern is transferred as a mask.
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