JP4483518B2 - Etching mask composition - Google Patents

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Description

本発明は、電子分野、光通信分野、光情報処理分野等に用いられる光回路を作製するためのエッチングマスク組成物に関する。   The present invention relates to an etching mask composition for producing an optical circuit used in the electronic field, optical communication field, optical information processing field and the like.

マルチメディア時代を迎え、光通信システムやコンピュータにおける情報処理の大容量化および高速化の要求から、光を伝送媒体とする伝送システムが、公衆通信網、LAN(ローカルエリアネットワーク)、FA(ファクトリーオートメーション)、コンピュータ間のインターコネクト、家庭内配線等に使用されるようになっている。
これら伝送システムで用いられる光回路を、シリコン基板等の基材上に形成するに際し、当該基材の表面を所定のパターンでエッチングすることがある。
In the multimedia era, transmission systems that use light as a transmission medium have become public communication networks, LANs (local area networks), and FAs (factory automation) in response to demands for large capacity and high speed information processing in optical communication systems and computers. ), Interconnects between computers, home wiring, etc.
When an optical circuit used in these transmission systems is formed on a base material such as a silicon substrate, the surface of the base material may be etched with a predetermined pattern.

上述のエッチングを行なうためには、基材上にエッチングマスク(パターン化されたエッチングマスク層)を形成した後に、エッチングマスク以外の領域をエッチングすればよい。
しかし、エッチングマスクを形成するための組成物(エッチングマスク組成物)として、形状精度等の種々の物性に優れた組成物を見出すことは、困難であった。
そこで、本発明は、優れた透明性や耐熱性を有し、界面で剥離を生じたり内部にクラックを発生させることがなく、しかも優れた形状精度を有するエッチングマスクを安価に形成することのできるエッチングマスク組成物を提供することを目的とする。
In order to perform the above-described etching, an area other than the etching mask may be etched after an etching mask (patterned etching mask layer) is formed on the substrate.
However, it has been difficult to find a composition excellent in various physical properties such as shape accuracy as a composition for forming an etching mask (etching mask composition).
Therefore, the present invention can form an etching mask having excellent transparency and heat resistance, without causing peeling at the interface or generating cracks inside, and having excellent shape accuracy at low cost. An object is to provide an etching mask composition.

本発明者は、フッ素原子を含む非加水分解性有機基を有するシロキサンオリゴマーと、光酸発生剤とを構成成分として含むエッチングマスク組成物が、種々の物性に優れており、エッチングマスクの材料として極めて好適に用いうることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[5]を提供するものである。
[1] 下記成分(A)及び(B):
(A)下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の加水分解物及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも一種以上、
(R(RSi(X)4−p−q (1)
[一般式(1)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rは炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基(ただし、フッ素原子を含有するものを除く。)、Xは加水分解性基、pは1又は2の整数、qは0又は1の整数である。]、および
(B)光酸発生剤
を含有するエッチングマスク組成物であって、
該組成物中の全Si上の結合基に占めるシラノール(Si−OH)基の含有率が、10〜50%であることを特徴とするエッチングマスク組成物。
The inventor of the present invention has an etching mask composition that includes a siloxane oligomer having a non-hydrolyzable organic group containing a fluorine atom and a photoacid generator as constituent components, and has various physical properties. The present invention has been completed by finding that it can be used very suitably.
That is, the present invention provides the following [1] to [5].
[1] The following components (A) and (B):
(A) at least one or more selected from the group consisting of a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1) and a condensate of the hydrolyzate;
(R 1 ) p (R 2 ) q Si (X) 4-pq (1)
[In General Formula (1), R 1 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms, and R 2 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms. (However, the thing containing a fluorine atom is remove | excluded.), X is a hydrolysable group, p is an integer of 1 or 2, q is an integer of 0 or 1. And (B) an etching mask composition containing a photoacid generator,
The etching mask composition characterized by the content rate of the silanol (Si-OH) group which occupies for the bonding group on all the Si in this composition being 10 to 50%.

[2] 上記(A)成分が、下記一般式(2)及び(3)からなる群のうち少なくとも一種以上の構造を有する前記[1]のエッチングマスク組成物。

Figure 0004483518
[一般式(2)及び(3)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であって、Rと同じでもよい。]
[3] 前記式(1)中のRが、CF(CF(CH[mは0〜5の整数、nは1〜11の整数であり、m+nは1〜11である。]である前記[2]のエッチングマスク組成物。
[4] 前記成分(A)が、さらに下記一般式(4)及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも一種以上の構造を有する前記[2]又は[3]のエッチングマスク組成物。
Figure 0004483518
[一般式(4)及び(5)中、Rはフェニル基又はフッ素化フェニル基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であって、Rと同じでもよい。]
[5] 前記成分(A)100重量部に対する前記(B)光酸発生剤の添加量が0.01〜15重量部である前記[1]〜[4]のいずれかのエッチングマスク組成物。 [2] The etching mask composition according to [1], wherein the component (A) has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (2) and (3).
Figure 0004483518
[In General Formulas (2) and (3), R 3 is a non-hydrolyzable organic group containing 1 to 12 carbon atoms containing fluorine atoms, and R 4 is a carbon atom that may contain fluorine atoms. a non-hydrolyzable organic group is 1-12, it may be the same as R 3. ]
[3] R 1 in the formula (1) is CF 3 (CF 2 ) n (CH 2 ) m [m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 1 to 11, and m + n is 1 to 11] It is. ] The etching mask composition of [2] above.
[4] The etching mask composition according to [2] or [3], wherein the component (A) further has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (4) and (5).
Figure 0004483518
[In General Formulas (4) and (5), R 5 is a phenyl group or a fluorinated phenyl group, and R 6 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms which may contain a fluorine atom. It may be the same as R 5 . ]
[5] The etching mask composition according to any one of [1] to [4], wherein an addition amount of the (B) photoacid generator is 0.01 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).

本発明のエッチングマスク組成物によれば、優れた透明性や耐熱性を有し、界面で剥離を生じたり内部にクラックを発生させることがなく、しかも優れた形状精度を有するエッチングマスクを安価に形成することができる。   According to the etching mask composition of the present invention, an etching mask having excellent transparency and heat resistance, without causing peeling at the interface or generating cracks inside, and having excellent shape accuracy at low cost. Can be formed.

以下、本発明を詳細に説明する。
[(A)成分]
本発明の成分(A)は、下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の加水分解物及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも一種以上からなるものであり、好ましくは、シラノール基含量が1〜10mmol/gのものである。ここで、加水分解性シラン化合物の加水分解物とは、例えば加水分解反応によりアルコキシ基がシラノール基に変化した生成物を意味するばかりでなく、一部のシラノール基同士、あるいはシラノール基とアルコキシ基が縮合した部分縮合物をも意味するものである。
(R(RSi(X)4−p−q (1)
[一般式(1)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rは炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Xは加水分解性基、pは1又は2の整数、qは0又は1の整数である。]
成分(A)は、一般に、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物、またはこれと一般式(1)以外の加水分解性シラン化合物との混合物を加熱することにより得ることができる。加熱によって加水分解性シラン化合物が加水分解されて加水分解物となり、あるいは該加水分解物が縮合反応を起こして、成分(A)が生成する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[(A) component]
The component (A) of the present invention comprises at least one selected from the group consisting of a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1) and a condensate of the hydrolyzate. The silanol group content is preferably 1 to 10 mmol / g. Here, the hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound means, for example, a product in which an alkoxy group is changed to a silanol group by a hydrolysis reaction, but also a part of silanol groups or silanol groups and alkoxy groups. It also means a partial condensate obtained by condensing.
(R 1 ) p (R 2 ) q Si (X) 4-pq (1)
[In General Formula (1), R 1 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms, and R 2 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms. , X is a hydrolyzable group, p is an integer of 1 or 2, and q is an integer of 0 or 1. ]
The component (A) is generally obtained by heating the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) or a mixture of this with a hydrolyzable silane compound other than the general formula (1). it can. The hydrolyzable silane compound is hydrolyzed by heating to become a hydrolyzate, or the hydrolyzate undergoes a condensation reaction to produce component (A).

(1) 有機基R
一般式(1)におけるRは、フッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基である。ここで、非加水分解性とは、加水分解性基Xが加水分解される条件において、そのまま安定に存在する性質であることを意味する。このような非加水分解性の有機基として、フッ素化アルキル基やフッ素化アリール基等を挙げることができる。具体的なフッ素化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、トリフルオロプロピル基、ヘプタデカフルオロデシル基、トリデカフルオロオクチル基、ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。また、具体的なフッ素化アリール基としては、ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。
これらのうち、より好ましくは、C2n+12m[mは0〜5の整数、nは1〜12の整数であり、m+nは1〜12である。]で表されるフッ素化アルキル基であり、ヘプタデカフルオロデシル基、トリデカフルオロオクチル基、ノナフルオロヘキシル基等のようなフッ素含有量が大きく、かつ長鎖のものが特に好ましい。
一般式(1)中の添え字pは1又は2の整数であるが、好ましくは1である。
(1) Organic group R 1
R 1 in the general formula (1) is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms and containing a fluorine atom. Here, the term “non-hydrolyzable” means that it is a property that exists stably as it is under the condition that the hydrolyzable group X is hydrolyzed. Examples of such non-hydrolyzable organic groups include fluorinated alkyl groups and fluorinated aryl groups. Specific examples of the fluorinated alkyl group include a trifluoromethyl group, a trifluoropropyl group, a heptadecafluorodecyl group, a tridecafluorooctyl group, and a nonafluorohexyl group. Specific examples of the fluorinated aryl group include a pentafluorophenyl group.
Of these, C n F 2n + 1 C m H 2m [m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 1 to 12, and m + n is 1 to 12. A fluorinated alkyl group represented by the formula (1), having a large fluorine content such as a heptadecafluorodecyl group, a tridecafluorooctyl group, a nonafluorohexyl group, etc., and having a long chain is particularly preferable.
The subscript p in the general formula (1) is an integer of 1 or 2, but is preferably 1.

(2) 有機基R
一般式(1)におけるRは、炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基(ただし、フッ素原子を含有するものを除く。)である。Rとしては、非重合性の有機基および重合性の有機基あるいはいずれか一方の有機基を選ぶことができる。
ここで、非重合性の有機基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又はこれらを重水素化若しくはハロゲン化したもの等が挙げられる。これらは、直鎖状、分岐状、環状あるいはこれらの組み合わせであってもよい。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。好ましいハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等を挙げることができる。
(2) Organic group R 2
R 2 in the general formula (1) is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms (excluding those containing a fluorine atom). As R 2 , a non-polymerizable organic group and a polymerizable organic group, or one of the organic groups can be selected.
Here, examples of the non-polymerizable organic group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a deuterated or halogenated group thereof. These may be linear, branched, cyclic, or combinations thereof.
Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, and an octyl group. Preferred halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like.

また、非重合性の有機基におけるアリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基、重水素化アリール基、ハロゲン化アリール基等が挙げられる。
また、アラルキル基の具体例としては、ベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられる。
さらに、非重合性の有機基として、ヘテロ原子を含む構造単位を有する基を用いてもよい。該構造単位としては、エーテル結合、エステル結合、スルフィド結合等を例示することができる。また、ヘテロ原子を含む場合、非塩基性であることが好ましい。
Specific examples of the aryl group in the non-polymerizable organic group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a deuterated aryl group, and a halogenated aryl group.
Specific examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenylethyl group.
Further, a group having a structural unit containing a hetero atom may be used as the non-polymerizable organic group. Examples of the structural unit include an ether bond, an ester bond, and a sulfide bond. Moreover, when it contains a hetero atom, it is preferable that it is non-basic.

一方、重合性の有機基は、分子中にラジカル重合性の官能基およびカチオン重合性の官能基の両方あるいはいずれか一方を有する有機基であることが好ましい。このような官能基を導入することにより、ラジカル重合やカチオン重合を生じさせて、組成物をより効果的に硬化させることができる。
また、重合性の有機基におけるラジカル重合性の官能基、およびカチオン重合性の官能基のうち、より好ましいものは、カチオン重合性の官能基である。光酸発生剤により、シラノール基における硬化反応のみならず、カチオン重合性の官能基における硬化反応を同時に生じさせることができるためである。
ここで、一般式(1)中の添え字qは0又は1の整数であるが、好ましくは0である。
On the other hand, the polymerizable organic group is preferably an organic group having one or both of a radical polymerizable functional group and a cationic polymerizable functional group in the molecule. By introducing such a functional group, radical polymerization or cationic polymerization can be caused to cure the composition more effectively.
Further, among the radical polymerizable functional group and the cationic polymerizable functional group in the polymerizable organic group, a more preferable one is a cationic polymerizable functional group. This is because the photoacid generator can cause not only a curing reaction in a silanol group but also a curing reaction in a cationic polymerizable functional group at the same time.
Here, the subscript q in the general formula (1) is an integer of 0 or 1, but is preferably 0.

(3) 加水分解性基X
一般式(1)におけるXは、加水分解性基である。ここで、加水分解性基とは、通常、1気圧でかつ触媒および過剰の水の存在下において、0〜150℃の温度範囲内で1〜10時間加熱することにより、加水分解されてシラノール基を生成することができる基、もしくはシロキサン縮合物を形成することができる基である。
ここで触媒としては、酸触媒、又はアルカリ触媒が挙げられる。酸触媒としては、例えば1価もしくは多価の有機酸や無機酸、ルイス酸等が挙げられる。有機酸の具体例としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸等が挙げられる。ルイス酸の具体例としては、金属化合物、Ti、Zr、Al、B等の無機塩、アルコキシド、カルボキシレート等が挙げられる。アルカリ触媒の具体例としては、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物や、アミン類、酸性塩、塩基性塩等が挙げられる。加水分解に必要な触媒の添加量は、全シラン化合物に対して、0.001〜5%が好ましく、0.002〜1%であることがより好ましい。
(3) Hydrolyzable group X
X in the general formula (1) is a hydrolyzable group. Here, the hydrolyzable group is usually a silanol group that is hydrolyzed by heating in a temperature range of 0 to 150 ° C. for 1 to 10 hours in the presence of a catalyst and excess water at 1 atm. Or a group capable of forming a siloxane condensate.
Here, examples of the catalyst include an acid catalyst and an alkali catalyst. Examples of the acid catalyst include monovalent or polyvalent organic acids, inorganic acids, Lewis acids, and the like. Specific examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, oxalic acid and the like. Specific examples of the Lewis acid include metal compounds, inorganic salts such as Ti, Zr, Al, and B, alkoxides, and carboxylates. Specific examples of the alkali catalyst include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, amines, acidic salts, basic salts, and the like. The addition amount of the catalyst necessary for the hydrolysis is preferably 0.001 to 5%, more preferably 0.002 to 1% with respect to the total silane compound.

加水分解性基Xの具体例としては、例えば、水素原子、炭素数1〜12のアルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アシルオキシ基等が挙げられる。
ここで、炭素数1〜12のアルコキシ基の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシベンジロキシ基、メトキシエトキシ基、アセトキシエトキシ基、2−(メタ)アクリロキシエトキシ基、3−(メタ)アクリロキシプロポキシ基、4−(メタ)アクリロキシブトキシ基などの他、グリシジロキシ基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エトキシ基等のエポキシ基含有アルコキシ基や、メチルオキセタニルメトキシ基、エチルオキセタニルメトキシ基等のオキセタニル基含有アルコキシ基や、オキサシクロヘキシロキシ等の6員環エーテル基を有するアルコキシ基等を挙げることができる。
Specific examples of the hydrolyzable group X include a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, an amino group, and an acyloxy group.
Here, preferred specific examples of the alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, phenoxybenzyloxy group, methoxyethoxy group, acetoxyethoxy group, and 2- (meth) acryloxy. In addition to ethoxy group, 3- (meth) acryloxypropoxy group, 4- (meth) acryloxybutoxy group, etc., epoxy group-containing alkoxy groups such as glycidyloxy group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethoxy group, Examples thereof include oxetanyl group-containing alkoxy groups such as methyl oxetanyl methoxy group and ethyl oxetanyl methoxy group, and alkoxy groups having a 6-membered ring ether group such as oxacyclohexyloxy.

また、好ましいハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等を挙げることができる。
ただし、このように加水分解性基としてハロゲン原子を含む加水分解性シラン化合物を用いる場合、組成物の保存安定性を低下させないように注意を払う必要がある。すなわち、加水分解によって生成するハロゲン化水素の量にもよるが、かかるハロゲン化水素を、中和や蒸留等の操作により除去して、組成物の保存安定性に悪影響を及ぼさないようにすることが好ましい。
Preferred halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
However, when using a hydrolyzable silane compound containing a halogen atom as the hydrolyzable group in this way, care must be taken not to reduce the storage stability of the composition. That is, although depending on the amount of hydrogen halide produced by hydrolysis, such hydrogen halide should be removed by operations such as neutralization and distillation so as not to adversely affect the storage stability of the composition. Is preferred.

(4) 一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の具体例
一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の具体例としては、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、メチル−3,3,3,−トリフルオロプロピルジクロロシラン、ジメトキシメチル−3,3,3,−トリフルオロプロピルシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルジクロロシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルメチルジクロロシラン、3−ヘプタフルオロイソプロポキシプロピルトリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。これらの中で、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランや3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン等が好ましい。
(4) Specific examples of hydrolyzable silane compounds represented by general formula (1) Specific examples of hydrolyzable silane compounds represented by general formula (1) include trifluoromethyltrimethoxysilane and trifluoromethyl. Triethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrichlorosilane, methyl-3,3,3, -trifluoropropyldichlorosilane, dimethoxymethyl-3,3,3, -trifluoropropylsilane, 3,3 3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropylmethyldichlorosilane, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyltrichlorosilane, 3,3,4 4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexylmethyldichlorosilane, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8 9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyltrichlorosilane, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10 -Heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyltriethoxysilane 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecylmethyldichlorosilane, 3-heptafluoroisopropoxypropyl Examples include triethoxysilane, pentafluorophenylpropyltrimethoxysilane, pentafluorophenylpropyltrichlorosilane and the like. Among these, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyltriethoxysilane and 3,3 , 4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, 3,3,4,4,5,5 1,6,6,6-nonafluorohexyltrichlorosilane and the like are preferable.

(5) その他の加水分解性シラン化合物
上記以外の加水分解性シラン化合物として、テトラクロロシラン、テトラアミノシラン、テトラアセトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラベンジロキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等の4個の加水分解性基を有するシラン化合物;メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、重水素化メチルトリメトキシシラン等の3個の加水分解性基を有するシラン化合物;あるいはジメチルジクロロシラン、ジメチルジアミノシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン等の2個の加水分解性基を有するシラン化合物等が挙げられる。
(5) Other hydrolyzable silane compounds Other hydrolyzable silane compounds include tetrachlorosilane, tetraaminosilane, tetraacetoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraphenoxysilane, and tetrabenzyloxysilane. Silane compounds having four hydrolyzable groups such as trimethoxysilane and triethoxysilane; methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriisopropoxy It has three hydrolyzable groups such as silane, ethyltributoxysilane, butyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, deuterated methyltrimethoxysilane, etc. Or a silane compound having two hydrolyzable groups such as dimethyldichlorosilane, dimethyldiaminosilane, dimethyldiacetoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and dibutyldimethoxysilane. .

(6) (A)成分の調製
一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物を加熱して(A)成分を得る方法は、後述のシラノール基含量を過大、もしくは過少にしない限り、特に限定されないが、一例として、以下に示す1)〜3)の工程からなる方法を挙げることができる。ただし、一般式(1)で示される加水分解性シラン化合物の加水分解物において、一部未加水分解の加水分解性基が残っていてもよく、その場合は、加水分解性シラン化合物と加水分解物との混合物となる。
(6) Preparation of Component (A) The method for obtaining the component (A) by heating the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) is as follows unless the silanol group content described below is excessive or excessive. Although it does not specifically limit, The method which consists of the process of 1) -3) shown below as an example can be mentioned. However, in the hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1), a partially unhydrolyzed hydrolyzable group may remain. In that case, the hydrolyzable silane compound and the hydrolyzate It becomes a mixture with things.

1)一般式(1)に示す加水分解性シラン化合物と酸触媒とを、攪拌機付の容器内に収容する。
2)次いで、得られた溶液の粘度を調節しながら、有機溶媒を容器内にさらに収容し、混合溶液とする。
3)得られた混合溶液を、空気雰囲気中において、有機溶媒もしくは加水分解性シラン化合物の沸点以下の温度で攪拌しながら、水を滴下した後、0〜150℃で、1〜24時間の間加熱攪拌する。なお、加熱攪拌中、必要に応じて蒸留によって混合溶液を濃縮したり、あるいは有機溶媒を置換することも好ましい。ここで、最終硬化物の屈折率や、組成物の硬化性、粘度等を調整するために、上記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物以外の加水分解性シラン化合物を混合させて、シロキサンオリゴマーを調製することもできる。この場合、上記1)の工程で一般式(1)の加水分解性シラン化合物とそれ以外の加水分解性シラン化合物とを添加して混合した後に、加熱し反応させることができる。
1) The hydrolyzable silane compound and acid catalyst represented by the general formula (1) are accommodated in a container equipped with a stirrer.
2) Next, an organic solvent is further accommodated in the container while adjusting the viscosity of the obtained solution to obtain a mixed solution.
3) After stirring the obtained mixed solution at a temperature not higher than the boiling point of the organic solvent or hydrolyzable silane compound in an air atmosphere, at 0 to 150 ° C. for 1 to 24 hours. Stir with heating. In addition, during heating and stirring, it is also preferable to concentrate the mixed solution by distillation or replace the organic solvent as necessary. Here, in order to adjust the refractive index of the final cured product, the curability of the composition, the viscosity, and the like, a hydrolyzable silane compound other than the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) is mixed. Thus, a siloxane oligomer can also be prepared. In this case, after adding and mixing the hydrolyzable silane compound of general formula (1) and the other hydrolyzable silane compound in the step 1), the reaction can be carried out by heating.

(A)成分の調製過程においてシラノール基が生成するが、調製方法によってはシラノール基の生成量が本発明で規定する範囲から外れて、フォトリソグラフィーによるエッチングマスクのパターニング形成等における悪影響を及ぼすことがある。このため、(A)成分の調製過程は、上記方法に準ずることが好ましい。   (A) Silanol groups are generated during the component preparation process, but depending on the preparation method, the amount of silanol groups may be outside the range defined in the present invention, which may adversely affect the patterning of an etching mask by photolithography. is there. For this reason, it is preferable that the preparation process of (A) component follows the said method.

(7) (A)成分の好ましい態様
(A)成分は、下記一般式(2)及び(3)からなる群のうち少なくとも一種以上の構造を有することが好ましい。

Figure 0004483518
[一般式(2)及び(3)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であって、Rと同じでもよい。]
(A)成分が上記構造を有していると、本発明のエッチングマスク組成物からなるエッチングマスクの耐クラック性等の物性をより一層向上させることができる。
さらに、前記一般式(1)のRが、CF(CF(CH[mは0〜5の整数、nは1〜11の整数であり、m+nは1〜11である。]であることが好ましい。Rがこのような構造であると、本発明のエッチングマスク組成物を用いてフォトリソグラフィー法によりエッチングマスクを形成する際のパターニング性や、エッチングマスクの耐クラック性をより一層向上させることができる。 (7) Preferred Embodiment of Component (A) The component (A) preferably has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (2) and (3).
Figure 0004483518
[In General Formulas (2) and (3), R 3 is a non-hydrolyzable organic group containing 1 to 12 carbon atoms containing fluorine atoms, and R 4 is a carbon atom that may contain fluorine atoms. a non-hydrolyzable organic group is 1-12, it may be the same as R 3. ]
When (A) component has the said structure, physical properties, such as crack resistance of the etching mask which consists of an etching mask composition of this invention, can be improved further.
Further, the R 1 of the general formula (1) is, CF 3 (CF 2) n (CH 2) m [m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 1 to 11, m + n is 1 to 11 is there. ] Is preferable. When R 1 has such a structure, the patterning property when forming an etching mask by photolithography using the etching mask composition of the present invention and the crack resistance of the etching mask can be further improved. .

が上記構造である場合において、(A)成分はさらに、下記一般式(4)及び(5)からなる群のうち少なくとも一種以上の構造を有することが好ましい。

Figure 0004483518
[一般式(4)又は(5)中、Rはフェニル基、あるいはフッ素化フェニル基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であってRと同じでもよい。]
これらの一般式(4)または一般式(5)の構造を有する加水分解性化合物の具体例としては、上述の一般式(1)、または一般式(1)以外の加水分解性シラン化合物の具体例のうち、フェニル基またはフッ素化フェニル基を有する化合物が挙げられる。これらのうち、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、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン等が特に好ましい。
(A)成分が上記構造を有していると、本発明のエッチングマスク組成物を用いて形成されるエッチングマスクの耐熱性やパターニング性をより一層向上させることができる。 In the case where R 1 has the above structure, the component (A) preferably further has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (4) and (5).
Figure 0004483518
[In General Formula (4) or (5), R 5 is a phenyl group or a fluorinated phenyl group, and R 6 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms which may contain a fluorine atom. And may be the same as R 5 . ]
Specific examples of the hydrolyzable compound having the structure of the general formula (4) or the general formula (5) include specific examples of the hydrolyzable silane compounds other than the above general formula (1) or the general formula (1). Among the examples, compounds having a phenyl group or a fluorinated phenyl group can be mentioned. Of these, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, pentafluorophenyltrimethoxysilane and the like are particularly preferable.
When (A) component has the said structure, the heat resistance and patterning property of the etching mask formed using the etching mask composition of this invention can be improved further.

[(B)成分]
(B)成分は光酸発生剤である。放射線を照射することにより、(B)成分が分解し、(A)成分を光硬化させる酸性活性物質を放出することができる。
ここで、放射線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、電子線、α線、γ線等を挙げることができる。ただし、一定のエネルギーレベルを有し、硬化速度が大であり、しかも照射装置が比較的安価でかつ小型である観点から、紫外線を使用することが好ましい。
[Component (B)]
The component (B) is a photoacid generator. By irradiating with radiation, the component (B) is decomposed and an acidic active substance that photocures the component (A) can be released.
Here, examples of the radiation include visible light, ultraviolet rays, infrared rays, X-rays, electron beams, α rays, and γ rays. However, it is preferable to use ultraviolet rays from the viewpoint of having a constant energy level, a high curing rate, and a relatively inexpensive and compact irradiation apparatus.

成分(B)としては、例えば、下記一般式(6)で表される構造を有するオニウム塩や、下記一般式(7)で表される構造を有するスルフォン酸誘導体等を挙げることができる。   Examples of the component (B) include an onium salt having a structure represented by the following general formula (6), a sulfonic acid derivative having a structure represented by the following general formula (7), and the like.

[R 10 W]+m[MZm+n−m (6)
[一般式(6)中、カチオンはオニウムイオンであり、WはS、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O,I、Br、Clまたは−N≡Nであり、R、R、RおよびR10は同一または異なる有機基であり、a、b、cおよびdはそれぞれ0〜3の整数であって、(a+b+c+d)はWの価数に等しい。また、Mはハロゲン化物錯体[MZm+n]の中心原子を構成する金属またはメタロイドであり、例えばB、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Coである。Zは、例えばF、Cl、Br等のハロゲン原子またはアリール基であり、mはハロゲン化物錯体イオンの正味の電荷であり、nはMの原子価である。]
[R 7 a R 8 b R 9 c R 10 d W] + m [MZ m + n] -m (6)
[In General Formula (6), the cation is an onium ion, W is S, Se, Te, P, As, Sb, Bi, O, I, Br, Cl, or —N≡N, and R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are the same or different organic groups, a, b, c and d are each an integer of 0 to 3, and (a + b + c + d) is equal to the valence of W. M is a metal or metalloid constituting the central atom of the halide complex [MZ m + n ], for example, B, P, As, Sb, Fe, Sn, Bi, Al, Ca, In, Ti, Zn, Sc, V, Cr, Mn, and Co. Z is, for example, a halogen atom or an aryl group such as F, Cl, Br, etc., m is the net charge of the halide complex ion, and n is the valence of M. ]

−〔S(=O)−R11 (7)
[一般式(7)中、Qは1価もしくは2価の有機基、R11は炭素数1〜12の1価の有機基、添え字sは0又は1、添え字tは1又は2である。]
Q s- [S (= O) 2 -R 11 ] t (7)
[In the general formula (7), Q is a monovalent or divalent organic group, R 11 is a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, the subscript s is 0 or 1, and the subscript t is 1 or 2. is there. ]

(1) オニウム塩
一般式(6)におけるアニオン[MZm+n]の具体例としては、テトラフルオロボレート(BF )、ヘキサフルオロホスフェート(PF )、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF )、ヘキサフルオロアルセネート(AsF )、ヘキサクロルアンチモネート(SbCl )、テトラフェニルボレート、テトラキス(トリフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロメチルフェニル)ボレート等が挙げられる。
また、一般式(6)におけるアニオン[MZm+n]の代わりに、一般式[MZOH]で表されるアニオンを使用することも好ましい。さらに、過塩素酸イオン(ClO )、トリフルオロメタンスルフォン酸イオン(CFSO )、フルオロスルフォン酸イオン(FSO )、トルエンスルフォン酸イオン、トリニトロベンゼンスルフォン酸アニオン、トリニトロトルエンスルフォン酸アニオン等の他のアニオンを有するオニウム塩を使用することもできる。
(1) Onium salt Specific examples of the anion [MZ m + n ] in the general formula (6) include tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophosphate (PF 6 ), hexafluoroantimonate (SbF 6 ), Examples include hexafluoroarsenate (AsF 6 ), hexachloroantimonate (SbCl 6 ), tetraphenyl borate, tetrakis (trifluoromethylphenyl) borate, tetrakis (pentafluoromethylphenyl) borate and the like.
Further, instead of the anion [MZ m + n] in the general formula (6), the general formula - it is also preferable to use the anion represented by [MZ n OH]. Furthermore, perchlorate ion (ClO 4 ), trifluoromethane sulfonate ion (CF 3 SO 4 ), fluorosulfonate ion (FSO 4 ), toluene sulfonate ion, trinitrobenzene sulfonate anion, trinitrotoluene sulfonate Onium salts having other anions such as anions can also be used.

また、オニウム塩としては芳香族オニウム塩が好ましく、特に好ましくはトリアリールスルホニウム塩、下記一般式(8)で表される化合物、下記一般式(9)で表されるジアリールヨードニウム塩あるいはトリアリールヨードニウム塩である。

Figure 0004483518
[一般式(8)中、R12およびR13は、それぞれ独立して水素又はアルキル基、R14は水酸基または−OR15(但し、R15は1価の有機基である。)を示し、aは4〜7の整数、bは1〜7の整数である。ナフタレン環への各置換基の結合位置は特に限定されない。]
[R16−Ph−I−Ph−R17][Y] (9)
[一般式(9)中、R16およびR17は、それぞれ1価の有機基であり、同一でも異なっていてもよく、R16およびR17の少なくとも一方は、炭素数が4以上のアルキル基を有しており、PhおよびPhはそれぞれ芳香族基であり、同一でも異なっていてもよく、Yは1価の陰イオンであり、周期律表3族、5族のフッ化物陰イオンもしくは、ClO 、CFSO から選ばれる陰イオンである。] The onium salt is preferably an aromatic onium salt, particularly preferably a triarylsulfonium salt, a compound represented by the following general formula (8), a diaryl iodonium salt represented by the following general formula (9) or a triaryl iodonium. Salt.
Figure 0004483518
[In General Formula (8), R 12 and R 13 each independently represent hydrogen or an alkyl group, R 14 represents a hydroxyl group or —OR 15 (where R 15 is a monovalent organic group), a is an integer of 4 to 7, and b is an integer of 1 to 7. The bonding position of each substituent to the naphthalene ring is not particularly limited. ]
[R 16 -Ph 1 -I + -Ph 2 -R 17] [Y -] (9)
[In General Formula (9), R 16 and R 17 are each a monovalent organic group and may be the same or different, and at least one of R 16 and R 17 is an alkyl group having 4 or more carbon atoms. And Ph 1 and Ph 2 are each an aromatic group, which may be the same or different, Y is a monovalent anion, and is a group 3 or group 5 fluoride anion in the periodic table. An ion or an anion selected from ClO 4 and CF 3 SO 3 . ]

一般式(8)で表される化合物としては、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4,7−ジヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4,7−ジ−t−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
さらに、ジアリールヨードニウム塩としては、具体的に、(4−n−デシロキシフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムトリフルオロスルホネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメチルスルフォネート等の1種または2種以上の組み合わせを挙げることができる。
Examples of the compound represented by the general formula (8) include 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4,7-dihydroxy-1 -Naphtyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4,7-di-t-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, and the like.
Further, as the diaryl iodonium salt, specifically, (4-n-decyloxyphenyl) phenyl iodonium hexafluoroantimonate, [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyl iodonium hexafluoroantimonate [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium trifluorosulfonate, [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium hexafluorophosphate, [4- (2 -Hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium hexafluorophosphate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluorosulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) Examples thereof include one or a combination of two or more of iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (dodecylphenyl) iodonium trifluoromethylsulfonate, and the like.

(2) スルフォン酸誘導体
一般式(7)で表されるスルフォン酸誘導体としては、ジスルホン類、ジスルホニルジアゾメタン類、ジスルホニルメタン類、スルホニルベンゾイルメタン類、イミドスルホネート類、ベンゾインスルホネート類、1−オキシ−2−ヒドロキシ−3−プロピルアルコールのスルホネート類、ピロガロールトリスルホネート類、ベンジルスルホネート類等を挙げることができる。
これらの中で好ましくはイミドスルホネート類であり、さらに好ましくはトリフルオロメチルスルホネート誘導体である。
(2) Sulfonic acid derivatives The sulfonic acid derivatives represented by the general formula (7) include disulfones, disulfonyldiazomethanes, disulfonylmethanes, sulfonylbenzoylmethanes, imidosulfonates, benzoinsulfonates, 1-oxy Examples include sulfonates of 2-hydroxy-3-propyl alcohol, pyrogallol trisulfonates, benzyl sulfonates, and the like.
Among these, imide sulfonates are preferable, and trifluoromethyl sulfonate derivatives are more preferable.

(B)光酸発生剤の添加量は特に制限されるものではないが、(A)成分100重量部に対して、通常0.01〜15重量部である。光酸発生剤の添加量が0.1重量部未満では、光硬化性が低下し、十分な硬化速度が得られない傾向がある。一方、光酸発生剤の添加量が15重量部を超えると、得られる硬化物の耐候性や耐熱性が低下する傾向がある。
光硬化性と得られる硬化物の耐候性等とのバランスをより良好にする観点から、(B)成分としての光酸発生剤の添加量を、(A)成分100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
(B) Although the addition amount of a photo-acid generator is not restrict | limited in particular, It is 0.01-15 weight part normally with respect to 100 weight part of (A) component. When the addition amount of the photoacid generator is less than 0.1 parts by weight, the photocurability is lowered and a sufficient curing rate tends not to be obtained. On the other hand, when the addition amount of a photo-acid generator exceeds 15 weight part, there exists a tendency for the weather resistance and heat resistance of the hardened | cured material obtained to fall.
From the viewpoint of improving the balance between the photocurability and the weather resistance of the resulting cured product, the addition amount of the photoacid generator as the component (B) is 0 with respect to 100 parts by weight of the component (A). It is preferable to set the value within the range of 1 to 10 parts by weight.

[(C)成分]
本発明のエッチングマスク組成物は、(C)有機溶媒を配合することによって組成物の保存安定性を向上させ、かつ適当な粘度を付与することができ、均一な厚さを有するエッチングマスクを形成することができる。
[Component (C)]
The etching mask composition of the present invention can improve the storage stability of the composition by adding (C) an organic solvent, and can impart an appropriate viscosity, thereby forming an etching mask having a uniform thickness. can do.

(C)有機溶媒としては、エーテル系有機溶媒、エステル系有機溶媒、ケトン系有機溶媒、炭化水素系有機溶媒、アルコール系有機溶媒等が挙げられる。通常、大気圧下での沸点が50〜200℃の範囲内の値を有し、各成分を均一に溶解させることのできる有機溶媒を用いることが、好ましい。
このような有機溶媒としては、例えば脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、モノアルコール系溶媒、多価アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、含窒素系溶媒、含硫黄系溶媒等を用いることができる。これらの有機溶媒は、一種単独あるいは二種以上を組み合わせて用いられる。
Examples of the organic solvent (C) include ether organic solvents, ester organic solvents, ketone organic solvents, hydrocarbon organic solvents, alcohol organic solvents, and the like. Usually, it is preferable to use an organic solvent having a boiling point under atmospheric pressure in the range of 50 to 200 ° C. and capable of uniformly dissolving each component.
Examples of such organic solvents include aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, monoalcohol solvents, polyhydric alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, nitrogen-containing solvents. A sulfur-containing solvent or the like can be used. These organic solvents are used singly or in combination of two or more.

これらの(C)有機溶媒の中では、アルコール類およびケトン類が好ましい。組成物の保存安定性をより向上させることができるためである。
また、より好ましい有機溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、トルエン、キシレン、およびメタノールからなる群より選択される少なくとも一つの化合物が挙げられる。
Among these (C) organic solvents, alcohols and ketones are preferable. This is because the storage stability of the composition can be further improved.
More preferable organic solvents include at least one compound selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, toluene, xylene, and methanol.

また、(C)有機溶媒の種類は、好ましくは、組成物の塗布方法を考慮して選択される。例えば、均一な厚さを有する薄膜が容易に得られることから、スピンコート法を用いることが好ましいが、その場合に使用する有機溶媒としては、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モノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチルセロソルブアセテート、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エチルエーテルアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;乳酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等のエステル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル等のジエチレングリコール類;メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン等のケトン類等を使用することが好ましく、特にエチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、メチルイソブチルケトンおよびメチルアミルケトンを使用することが好ましい。   In addition, the type of (C) organic solvent is preferably selected in consideration of the coating method of the composition. For example, since a thin film having a uniform thickness can be easily obtained, it is preferable to use a spin coating method. Examples of the organic solvent used in this case include glycols such as ethylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monomethyl ether. Ethers; Ethylene glycol alkyl ether acetates such as ethyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate; Esters such as ethyl lactate and ethyl 2-hydroxypropionate; Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl Diethylene glycols such as methyl ether; methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, cyclohexanone Preferred to use ketones such as methyl amyl ketone, particularly ethyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ether acetate, ethyl lactate, it is preferable to use methyl isobutyl ketone and methyl amyl ketone.

(C)成分の添加量は、(A)成分100重量部に対して、1〜300重量部、好ましくは2〜200重量部である。1〜300重量部の範囲内であれば、組成物の保存安定性を向上させ、かつ適当な粘度を付与することができ、均一な厚さを有するエッチングマスクを形成することができる。
なお、(C)有機溶媒の添加方法は、特に制限されるものではないが、例えば、(A)成分を製造する際に添加してもよいし、(A)成分および(B)成分を配合する際に添加してもよい。
Component (C) is added in an amount of 1 to 300 parts by weight, preferably 2 to 200 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A). If it is in the range of 1 to 300 parts by weight, the storage stability of the composition can be improved, an appropriate viscosity can be imparted, and an etching mask having a uniform thickness can be formed.
In addition, although the addition method in particular of (C) organic solvent is not restrict | limited, For example, you may add when manufacturing (A) component and mix | blend (A) component and (B) component You may add when you do.

[組成物中のシラノール基含量]
本発明のエッチングマスク組成物中の全Si上の結合基に占めるシラノール基の含有率は、10〜50%(好ましくは20〜40%)であることが必要である。この範囲を外れると、アルカリ現像の際に目的とする形状のパターニングを得ることができなかったりすることがある。
[Silanol group content in the composition]
The content of silanol groups in the bonding groups on all Si in the etching mask composition of the present invention needs to be 10 to 50% (preferably 20 to 40%). If it is out of this range, patterning of the target shape may not be obtained during alkali development.

[その他の成分]
さらに、本発明の目的や効果を損なわない範囲において、酸拡散制御剤、反応性希釈剤、ラジカル発生剤(光重合開始剤)、光増感剤、金属アルコキシド、無機微粒子、脱水剤、レベリング剤、重合禁止剤、重合開始助剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、高分子添加剤等を配合させることも好ましい。
[Other ingredients]
Furthermore, within the range that does not impair the object and effect of the present invention, an acid diffusion controller, a reactive diluent, a radical generator (photopolymerization initiator), a photosensitizer, a metal alkoxide, inorganic fine particles, a dehydrating agent, and a leveling agent. , Polymerization inhibitors, polymerization initiation assistants, wettability improvers, surfactants, plasticizers, UV absorbers, antioxidants, antistatic agents, silane coupling agents, polymer additives, and the like are also preferably added. .

(D)酸拡散制御剤
(D)成分の酸拡散制御剤は、光照射によって光酸発生剤から生じた酸性活性物質の被膜中における拡散を制御し、非照射領域での硬化反応を抑制する作用を有する化合物と定義される。ただし、定義上、光酸発生剤と区別するため、(D)成分の酸拡散制御剤は、酸発生機能を有しない化合物である。
このような酸拡散制御剤を添加することにより、本発明の組成物を効果的に硬化して、パターン精度を向上させることができる。
(D) Acid Diffusion Control Agent (D) The acid diffusion control agent of component (D) controls the diffusion of the acidic active substance generated from the photoacid generator by photoirradiation in the coating and suppresses the curing reaction in the non-irradiated region. It is defined as a compound having an action. However, in order to distinguish from a photoacid generator by definition, the acid diffusion control agent of component (D) is a compound that does not have an acid generation function.
By adding such an acid diffusion controller, the composition of the present invention can be effectively cured and the pattern accuracy can be improved.

(D)成分の酸拡散制御剤の種類としては、形成工程中の露光や加熱処理によって塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(10)で表される化合物が挙げられる。
NR181920 (10)
[一般式(10)中、R18、R19およびR20はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアラルキル基を表す。]
As a kind of (D) component acid-diffusion controlling agent, the nitrogen-containing organic compound whose basicity does not change with the exposure in a formation process or heat processing is preferable.
Examples of such nitrogen-containing organic compounds include compounds represented by the following general formula (10).
NR 18 R 19 R 20 (10)
[In General Formula (10), R 18 , R 19 and R 20 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group. To express. ]

また、別の含窒素有機化合物としては、同一分子内に窒素原子を2個有するジアミノ化合物や、窒素原子を3個以上有するジアミノ重合体、あるいは、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
含窒素有機化合物の具体例としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン等のトリアルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、1−ナフチルアミン等の芳香族アミン類;エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類等を挙げることができる。
なお、酸拡散制御剤は、一種単独で使用することもできるし、あるいは二種以上を混合して使用することもできる。
Other nitrogen-containing organic compounds include diamino compounds having two nitrogen atoms in the same molecule, diamino polymers having three or more nitrogen atoms, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocycles. A compound etc. can be mentioned.
Specific examples of the nitrogen-containing organic compound include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; di-n-butylamine, di-n -Dialkylamines such as pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine; triethylamine, tri-n-propylamine , Tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, etc. Amines; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, - methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, aromatic amines such as 1-naphthylamine; can be mentioned ethanolamine, diethanolamine, alkanolamines such as triethanolamine and the like.
In addition, an acid diffusion control agent can also be used individually by 1 type, or can also be used in mixture of 2 or more types.

(D)酸拡散制御剤の添加量は、(A)成分100重量部に対して、0.001〜15重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる酸拡散制御剤の添加量が0.001重量部未満では、プロセス条件によっては、エッチングマスクのパターン形状や寸法再現性が低下することがあるためであり、一方、かかる酸拡散制御剤の添加量が15重量部を超えると、(A)成分の光硬化性が低下することがあるためである。
したがって、酸拡散制御剤の添加量を、(A)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.005〜5重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(D) It is preferable that the addition amount of an acid diffusion controller is a value within the range of 0.001 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (A).
The reason for this is that when the amount of the acid diffusion control agent added is less than 0.001 part by weight, depending on the process conditions, the pattern shape and dimensional reproducibility of the etching mask may be lowered. It is because the photocurability of (A) component may fall when the addition amount of a control agent exceeds 15 weight part.
Therefore, the addition amount of the acid diffusion control agent is more preferably set to a value within the range of 0.001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A), and the range of 0.005 to 5 parts by weight. More preferably, the value is within the range.

また、本発明のエッチングマスク組成物は、(A)成分の種類を選ぶことにより、異なる屈折率を有するエッチングマスクを容易に形成することができる。したがって、エッチングマスクをエッチング加工終了後も永久膜として活用する際、光学的に必要な屈折率を設計することができる。   Moreover, the etching mask composition of this invention can form easily the etching mask which has a different refractive index by selecting the kind of (A) component. Therefore, when the etching mask is used as a permanent film even after the etching process is completed, an optically necessary refractive index can be designed.

また、本発明のエッチングマスク組成物の粘度は、25℃において、5〜5,000mPa・sが好ましく、10〜1,000mPa・sがより好ましい。粘度が5,000mPa・sを超えると、均一な塗膜(エッチングマスク層)を形成することが困難となる場合がある。本発明の組成物の粘度は、反応性希釈剤や有機溶媒の配合量によって、適宜調整することができる。   The viscosity of the etching mask composition of the present invention is preferably 5 to 5,000 mPa · s, more preferably 10 to 1,000 mPa · s at 25 ° C. If the viscosity exceeds 5,000 mPa · s, it may be difficult to form a uniform coating film (etching mask layer). The viscosity of the composition of this invention can be suitably adjusted with the compounding quantity of a reactive diluent and an organic solvent.

次に、本発明のエッチングマスク組成物を用いてエッチングマスクを形成する方法について説明する。図1は、本発明のエッチングマスク組成物を用いたエッチングマスクの形成方法の一例を示すフロー図である。
まず、図1中の(a)に示すように、平坦な表面を有する基板1を用意する。この基板1の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、シリコン基板等を用いることができる。
次に、図1中の(b)に示すように、シリコン基板1の表面に本発明のエッチングマスク組成物を塗布し、乾燥またはプリベーク(好ましくは50〜200℃での加熱)して、薄膜(エッチングマスク層2)を形成する。
ここで、エッチングマスク用組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、またはインクジェット法等の方法を用いることができる。このうち、特に均一な厚さのエッチングマスク層が得られることから、スピンコート法を採用することがより好ましい。
また、エッチングマスク用組成物のレオロジー特性を塗布方法に適切に対応したものとするために、表面張力低下剤以外の添加剤を必要に応じて配合することができる。
Next, a method for forming an etching mask using the etching mask composition of the present invention will be described. FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method for forming an etching mask using the etching mask composition of the present invention.
First, as shown in FIG. 1A, a substrate 1 having a flat surface is prepared. The type of the substrate 1 is not particularly limited. For example, a silicon substrate can be used.
Next, as shown in FIG. 1 (b), the etching mask composition of the present invention is applied to the surface of the silicon substrate 1 and dried or pre-baked (preferably heated at 50 to 200 ° C.) to form a thin film. (Etching mask layer 2) is formed.
Here, as a coating method of the etching mask composition, a spin coating method, a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a gravure printing method, a silk screen method, an ink jet method or the like is used. Can be used. Among these, it is more preferable to employ the spin coat method because an etching mask layer having a particularly uniform thickness can be obtained.
Moreover, in order to make the rheological characteristics of the composition for etching mask appropriately correspond to the coating method, additives other than the surface tension reducing agent can be blended as necessary.

その後、図1中の(c)に示すように、エッチングマスク層2の上面に対して、所定のパターンに従って、例えば所定のラインパターンを有するフォトマスク3を介して光(放射線)4の照射を行う。これにより、光が照射された箇所のみが硬化するので、それ以外の未硬化の部分を現像液によって現像除去することにより、図1中の(d)に示すように、シリコン基板1上に、パターニングされた硬化膜からなるエッチングマスク5を形成させることができる。
ここで、エッチングマスクの形成に用いる光は、特に制限されるものではなく、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等を用いることができるが、好ましくは200〜450nmの紫外〜可視領域の光、より好ましくは波長365nmの紫外線を含む光が用いられる。波長200〜450nmでの照射は、照度が1〜1000mW/cm、照射量が0.01〜5000mJ/cm、好ましくは0.1〜1000mJ/cmとなるように行なわれて、露光される。
光の照射装置としては、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプなどの広い面積を同時に照射するランプ光源と、パルス、連続発光等のレーザー光源のいずれか一方又は両方の光源から、ミラー、レンズ、光ファイバーを用いて収束光を生じさせるものを用いることができる。
収束光を用いてエッチングマスクを形成する場合、収束光と被照射体のいずれか一方を移動させることによって、エッチングマスク形状となるように露光することができる。これらの光源の中でも、365nmの紫外線強度の高い光源が好ましく、例えば、ランプ光源としては高圧水銀ランプ、レーザー光源としてはアルゴンレーザーが好ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the upper surface of the etching mask layer 2 is irradiated with light (radiation) 4 through a photomask 3 having a predetermined line pattern, for example, according to a predetermined pattern. Do. Thereby, since only the portion irradiated with light is cured, the other uncured portion is developed and removed by the developer, and as shown in FIG. 1 (d), on the silicon substrate 1, An etching mask 5 made of a patterned cured film can be formed.
Here, the light used for forming the etching mask is not particularly limited, and visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays, and the like can be used. Light in the ultraviolet to visible region of 450 nm, more preferably light including ultraviolet light having a wavelength of 365 nm is used. Irradiation at wavelengths 200~450nm, the illuminance is 1~1000mW / cm 2, irradiation amount 0.01~5000mJ / cm 2, and preferably is carried out such that the 0.1~1000mJ / cm 2, is exposed The
Examples of the light irradiation device include a lamp light source that simultaneously irradiates a wide area such as a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and an excimer lamp, and a laser light source such as a pulse or continuous light source, or both of them. Accordingly, a mirror, a lens, or an optical fiber that generates convergent light can be used.
In the case of forming an etching mask using convergent light, exposure can be performed so as to have an etching mask shape by moving either the convergent light or the irradiated object. Among these light sources, a light source with high ultraviolet intensity of 365 nm is preferable. For example, a high pressure mercury lamp is preferable as a lamp light source, and an argon laser is preferable as a laser light source.

所定のパターンに従って光の照射を行う方法としては、光の透過部と非透過部とからなるフォトマスクを用いる方法に限られず、例えば、以下に示すa〜c等の方法が挙げられる。
a.液晶表示装置と同様の原理を利用した、所定のパターンに従って光透過領域と不透過領域とよりなるマスク像を電気光学的に形成する手段を利用する方法。
b.多数の光ファイバーを束ねてなる導光部材を用い、この導光部材における所定のパターンに対応する光ファイバーを介して光を照射する方法。
c.レーザー光、あるいはレンズ、ミラー等の集光性光学系により得られる収束光を走査させながら光硬化性組成物に照射する方法。
The method of irradiating light according to a predetermined pattern is not limited to a method using a photomask composed of a light transmitting portion and a non-transmitting portion, and examples thereof include the following methods a to c.
a. A method using electro-optical means for forming a mask image composed of a light transmission region and a non-transmission region according to a predetermined pattern, using the same principle as that of a liquid crystal display device.
b. A method of irradiating light through an optical fiber corresponding to a predetermined pattern in the light guide member using a light guide member formed by bundling a large number of optical fibers.
c. A method of irradiating a photocurable composition while scanning a laser beam or convergent light obtained by a condensing optical system such as a lens or a mirror.

露光後、露光部分の硬化を促進させるために、加熱処理(以下、「PEB」という。)を行うことが好ましい。その加熱条件は、本発明の組成物の配合組成、添加剤の種類等により異なるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜150℃である。
現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エタノールアミン、N―メチルエタノールアミン、N,N―ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノナンなどの塩基性物質と水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブタノール、オクタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、N−メチルピロリドン、ホルムアミド、N,N―ジメチルホルムアミド、 N,N―ジメチルアセトアミド、などの溶媒で希釈された溶液を用いることができる。
また、現像液中の塩基性物質の濃度を、通常0.05〜25重量%、好ましくは0.1〜3.0重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
After exposure, it is preferable to perform heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) in order to promote curing of the exposed portion. The heating conditions vary depending on the composition of the composition of the present invention, the type of additive, and the like, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
Developers include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethanolamine, N-methylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4 .0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonane and water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butanol, octano Le, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, N- methylpyrrolidone, formamide, N, N- dimethylformamide, N, N- dimethylacetamide can be used a solution diluted with a solvent such as.
The concentration of the basic substance in the developer is usually 0.05 to 25% by weight, preferably 0.1 to 3.0% by weight.

また、現像時間は、通常30〜600秒間である。現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー現像法などの公知の方法を採用することができる。
現像液として有機溶媒を用いた場合には、そのまま風乾することにより、また、アルカリ水溶液を用いた場合には流水洗浄を例えば30〜90秒間行なった後、圧縮空気や圧縮窒素等で風乾させて表面上の水分を除去することにより、パターン状の被膜を形成させることができる。
パターン状の被膜をさらに硬化させるために、ホットプレートやオーブンなどの加熱装置により、例えば30〜400℃の温度で5分間〜72時間ポストベーク処理すれば、硬化したエッチングマスク5が形成されることになる。
The development time is usually 30 to 600 seconds. As a developing method, a known method such as a liquid piling method, a dipping method, or a shower developing method can be employed.
When an organic solvent is used as the developer, it is directly air-dried. When an alkaline aqueous solution is used, it is washed with running water for 30 to 90 seconds and then air-dried with compressed air or compressed nitrogen. By removing moisture on the surface, a patterned film can be formed.
In order to further cure the patterned film, a cured etching mask 5 is formed by post-baking, for example, at a temperature of 30 to 400 ° C. for 5 minutes to 72 hours with a heating device such as a hot plate or an oven. become.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[(A)成分の調製]
[合成例1]
撹拌機、還流管付のフラスコに、フェニルトリメトキシシラン(30.79g)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン(22.64g)、テトラエトキシシラン(4.62g)、1−メトキシ−2−プロパノール(29.93g)、およびシュウ酸(0.04g)を添加、攪拌した後、溶液の温度を60℃に加熱した。次いで、蒸留水(11.98g)を滴下し、滴下終了後、溶液を120℃にて6時間攪拌した。そして、最終的に固形分を65重量%に調整した(A)成分の1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。これを「シロキサンオリゴマー溶液1」とする。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Preparation of component (A)]
[Synthesis Example 1]
In a flask equipped with a stirrer and a reflux tube, phenyltrimethoxysilane (30.79 g), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10, Add 10,10-heptadecafluorodecyltriethoxysilane (22.64 g), tetraethoxysilane (4.62 g), 1-methoxy-2-propanol (29.93 g), and oxalic acid (0.04 g), After stirring, the temperature of the solution was heated to 60 ° C. Then, distilled water (11.98 g) was added dropwise, and after completion of the addition, the solution was stirred at 120 ° C. for 6 hours. And the 1-methoxy-2-propanol solution of (A) component which finally adjusted solid content to 65 weight% was obtained. This is designated as “siloxane oligomer solution 1”.

[合成例2]
撹拌機、還流管付のフラスコに、フェニルトリメトキシシラン(30.56g)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン(18.15g)、テトラエトキシシラン(9.88g)、メチル−n−アミルケトン(27.72g)、およびシュウ酸(0.04g)を添加、攪拌した後、溶液の温度を60℃に加熱した。次いで、蒸留水(13.66g)を滴下し、滴下終了後、溶液を120℃にて6時間攪拌した。そして、最終的に固形分を70重量%に調整した(A)成分のメチル−n−アミルケトン溶液を得た。これを「シロキサンオリゴマー溶液2」とする。
[Synthesis Example 2]
In a flask equipped with a stirrer and a reflux tube, phenyltrimethoxysilane (30.56 g), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10, 10,10-heptadecafluorodecyltriethoxysilane (18.15 g), tetraethoxysilane (9.88 g), methyl-n-amyl ketone (27.72 g), and oxalic acid (0.04 g) were added and stirred. Later, the temperature of the solution was heated to 60 ° C. Then, distilled water (13.66 g) was added dropwise, and after completion of the addition, the solution was stirred at 120 ° C. for 6 hours. And the methyl- n-amyl ketone solution of (A) component which finally adjusted solid content to 70 weight% was obtained. This is designated as “siloxane oligomer solution 2”.

[合成例3]
撹拌機、還流管付のフラスコに、メチルトリメトキシシラン(2.97g)、フェニルトリメトキシシラン(29.01g)、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン(25.64g)、1−メトキシ−2−プロパノール(31.00g)、およびシュウ酸(0.04g)を添加、攪拌した後、溶液の温度を60℃に加熱した。次いで、蒸留水(11.35g)を滴下し、滴下終了後、溶液を120℃にて6時間攪拌した。そして、最終的に固形分を70重量%に調整した(A)成分の1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。これを「シロキサンオリゴマー溶液3」とする。
[Synthesis Example 3]
In a flask equipped with a stirrer and a reflux tube, methyltrimethoxysilane (2.97 g), phenyltrimethoxysilane (29.01 g), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7, Add 8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyltriethoxysilane (25.64 g), 1-methoxy-2-propanol (31.00 g), and oxalic acid (0.04 g) After stirring, the temperature of the solution was heated to 60 ° C. Then, distilled water (11.35 g) was added dropwise, and after completion of the addition, the solution was stirred at 120 ° C. for 6 hours. And the 1-methoxy-2-propanol solution of (A) component which finally adjusted solid content to 70 weight% was obtained. This is designated as “siloxane oligomer solution 3”.

[エッチングマスク組成物1の調製]
シロキサンオリゴマー溶液1(固形分および有機溶媒)92.56gに対し、光酸発生剤として4,7−ジ−t−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート0.32g、トリ−n−オクチルアミン0.03g、1−メトキシ−2−プロパノール7.09gを添加し、均一に混合することにより、固形分濃度を65重量%に調整した「組成物1」を得た。
[Preparation of Etching Mask Composition 1]
As a photoacid generator, 0.32 g of 4,7-di-t-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, tri-n- is used as a photoacid generator for 92.56 g of siloxane oligomer solution 1 (solid content and organic solvent). 0.03 g of octylamine and 7.09 g of 1-methoxy-2-propanol were added and mixed uniformly to obtain “Composition 1” in which the solid content concentration was adjusted to 65% by weight.

[エッチングマスク組成物2の調製]
シロキサンオリゴマー溶液2(固形分および有機溶媒)92.56gに対し、光酸発生剤として4,7−ジ−t−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート0.32g、トリ−n−オクチルアミン0.03g、1−メトキシ−2−プロパノール7.09gを添加し、均一に混合することにより、固形分濃度を65重量%に調整した「組成物2」を得た。
[Preparation of Etching Mask Composition 2]
As a photoacid generator, 0.32 g of 4,7-di-t-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, tri-n- is used as a photoacid generator for 92.56 g of siloxane oligomer solution 2 (solid content and organic solvent). 0.03 g of octylamine and 7.09 g of 1-methoxy-2-propanol were added and mixed uniformly to obtain “Composition 2” in which the solid content concentration was adjusted to 65% by weight.

[エッチングマスク組成物3の調製]
シロキサンオリゴマー溶液3(固形分および有機溶媒)92.56gに対し、光酸発生剤として4,7−ジ−t−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート0.32g、トリ−n−オクチルアミン0.03g、1−メトキシ−2−プロパノール7.09gを添加し、均一に混合することにより、固形分濃度を65重量%に調整した「組成物3」を得た。
[Preparation of Etching Mask Composition 3]
As a photoacid generator, 0.32 g of 4,7-di-t-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, tri-n- is used as the photoacid generator for 92.56 g of the siloxane oligomer solution 3 (solid content and organic solvent). 0.03 g of octylamine and 7.09 g of 1-methoxy-2-propanol were added and mixed uniformly to obtain “Composition 3” in which the solid content concentration was adjusted to 65% by weight.

[実施例1]
組成物1をシリコン基板の表面上にスピンコータで塗布し、80℃で2分間乾燥させた後、ライン/スペース=50/150μmの直線パターンを刻んだフォトマスクを用いて波長365nm、照度20mW/cmの紫外線を露光機(ズースマイクロテック社製フォトアライナー)にて10秒間照射した。その後、この基板を100℃にて1分間加熱した後、5%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(TMAH)水溶液からなる現像液中に浸漬して未露光部を溶解し、さらに水で洗浄した。その後、紫外線を1分間照射した後、300℃にて1時間加熱することにより、厚さ10μmのエッチングマスクを形成した。
次にこの基板に対し、TMAHによるウェットエッチングを行ったところ、エッチング前後でのエッチングマスクの膜厚変化はなく、エッチングマスクはエッチング条件下でもダメージを受けないことがわかった。また、シリコン基板はエッチングされた。
[Example 1]
Composition 1 was applied onto the surface of a silicon substrate with a spin coater, dried at 80 ° C. for 2 minutes, and then a wavelength of 365 nm and an illuminance of 20 mW / cm using a photomask engraved with a linear pattern of line / space = 50/150 μm. The ultraviolet rays of No. 2 were irradiated for 10 seconds with an exposure machine (Photo aligner manufactured by SUSS Microtec). Thereafter, this substrate was heated at 100 ° C. for 1 minute, and then immersed in a developer composed of a 5% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution to dissolve unexposed portions, and further washed with water. Then, after irradiating with ultraviolet rays for 1 minute, an etching mask having a thickness of 10 μm was formed by heating at 300 ° C. for 1 hour.
Next, when this substrate was wet-etched by TMAH, it was found that there was no change in the thickness of the etching mask before and after the etching, and the etching mask was not damaged even under the etching conditions. In addition, the silicon substrate was etched.

[実施例2]
組成物1に代えて組成物2を用いた以外は実施例1と同様にして、エッチングマスクを作製し、評価を行なった。その結果、エッチングマスクのダメージはなく、シリコン基板のみエッチングされた。
[実施例3]
組成物1に代えて組成物3を用いた以外は実施例1と同様にして、エッチングマスクを作製し、評価を行なった。その結果、エッチングマスクのダメージはなく、シリコン基板のみエッチングされた。
[Example 2]
An etching mask was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the composition 2 was used in place of the composition 1. As a result, the etching mask was not damaged and only the silicon substrate was etched.
[Example 3]
An etching mask was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the composition 3 was used in place of the composition 1. As a result, the etching mask was not damaged and only the silicon substrate was etched.

[シラノール含量測定]
組成物1〜3を各々、NMR測定溶媒である重水素化クロロホルムで希釈し、Si−NMRにてシラノール含量を測定した。具体的には、−120ppm〜−60ppmにかけて現れる置換基、結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにてピーク分離し、ピークの面積比から各成分のモル%を算出した。得られた各成分中のシラノール基数を掛け合わせ、全Si上の結合基に占める割合(%)を算出した。
計算例を以下に示すと、
モル% シラノール基数
ピーク1:R−Si(OH) a 3
ピーク2:R−Si(OH)(OSi) b 2
ピーク3:R−Si(OH)(OSi) c 1
ピーク4:R−Si(OSi) d 0

全Si上の結合基に占めるシラノールの含有率(%)
=(3a+2b+c)×100/[4×(a+b+c+d)]
その結果、組成物1、組成物2および組成物3の前記シラノールの含有率は、各々、29%、28%、30%であった。
[Silanol content measurement]
Each of Compositions 1 to 3 was diluted with deuterated chloroform as an NMR measurement solvent, and the silanol content was measured by Si-NMR. Specifically, a plurality of silane components having different substituents and bonding groups appearing at −120 ppm to −60 ppm were peak-separated by curve fitting, and the mol% of each component was calculated from the peak area ratio. By multiplying the number of silanol groups in each of the obtained components, the ratio (%) to the bonding groups on the total Si was calculated.
An example calculation is shown below.
Mole% Number of silanol groups Peak 1: R—Si (OH) 3 a 3
Peak 2: R—Si (OH) 2 (OSi) b 2
Peak 3: R—Si (OH) (OSi) 2 c 1
Peak 4: R—Si (OSi) 3 d 0

Silanol content in all Si bonding groups (%)
= (3a + 2b + c) × 100 / [4 × (a + b + c + d)]
As a result, the silanol contents of Composition 1, Composition 2 and Composition 3 were 29%, 28% and 30%, respectively.

本発明のエッチングマスク組成物を用いたエッチングマスクの形成方法の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the formation method of the etching mask using the etching mask composition of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板
2 エッチングマスク層
3 フォトマスク
4 光
5 エッチングマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Etching mask layer 3 Photomask 4 Light 5 Etching mask

Claims (5)

下記成分(A)及び(B):
(A)下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の加水分解物及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも一種以上、
(R(RSi(X)4−p−q (1)
[一般式(1)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rは炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基(ただし、フッ素原子を含有するものを除く。)、Xは加水分解性基、pは1又は2の整数、qは0又は1の整数である。]
および
(B)光酸発生剤
を含有するエッチングマスク組成物であって、
該組成物中の全Si上の結合基に占めるシラノール(Si−OH)基の含有率が、10〜50%であることを特徴とするエッチングマスク組成物。
The following components (A) and (B):
(A) at least one or more selected from the group consisting of a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1) and a condensate of the hydrolyzate;
(R 1 ) p (R 2 ) q Si (X) 4-pq (1)
[In General Formula (1), R 1 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms, and R 2 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms. (However, the thing containing a fluorine atom is remove | excluded.), X is a hydrolysable group, p is an integer of 1 or 2, q is an integer of 0 or 1. ]
And (B) an etching mask composition containing a photoacid generator,
The etching mask composition characterized by the content rate of the silanol (Si-OH) group which occupies for the bonding group on all the Si in this composition being 10 to 50%.
上記(A)成分が、下記一般式(2)及び(3)からなる群のうち少なくとも一種以上の構造を有する請求項1記載のエッチングマスク組成物。
Figure 0004483518
[一般式(2)及び(3)中、Rはフッ素原子を含有する炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であって、Rと同じでもよい。]
The etching mask composition according to claim 1, wherein the component (A) has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (2) and (3).
Figure 0004483518
[In General Formulas (2) and (3), R 3 is a non-hydrolyzable organic group containing 1 to 12 carbon atoms containing fluorine atoms, and R 4 is a carbon atom that may contain fluorine atoms. a non-hydrolyzable organic group is 1-12, it may be the same as R 3. ]
前記式(1)中のRが、CF(CF(CH[mは0〜5の整数、nは1〜11の整数であり、m+nは1〜11である。]である請求項2記載のエッチングマスク組成物。 R 1 in the formula (1) is CF 3 (CF 2 ) n (CH 2 ) m [m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 1 to 11, and m + n is 1 to 11. The etching mask composition according to claim 2. 前記成分(A)が、さらに下記一般式(4)及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも一種以上の構造を有する請求項2又は3記載のエッチングマスク組成物。
Figure 0004483518
[一般式(4)及び(5)中、Rはフェニル基又はフッ素化フェニル基、Rはフッ素原子を含んでいてもよい炭素数が1〜12である非加水分解性の有機基であって、Rと同じでもよい。]
The etching mask composition according to claim 2 or 3, wherein the component (A) further has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (4) and (5).
Figure 0004483518
[In General Formulas (4) and (5), R 5 is a phenyl group or a fluorinated phenyl group, and R 6 is a non-hydrolyzable organic group having 1 to 12 carbon atoms which may contain a fluorine atom. It may be the same as R 5 . ]
前記成分(A)100重量部に対する前記(B)光酸発生剤の添加量が0.01〜15重量部である請求項1〜4のいずれか1項に記載のエッチングマスク組成物。
The etching mask composition according to any one of claims 1 to 4, wherein an addition amount of the (B) photoacid generator is 0.01 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).
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