JP4662052B2 - Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method - Google Patents

Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method Download PDF

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本発明は、半導体素子など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工程において有効な下層膜形成材料及びこれを用いた遠紫外線、KrFエキシマレーザー光(248nm)、ArFエキシマレーザー光(193nm)、F2レーザー光(157nm)、Kr2レーザー光(146nm)、Ar2レーザー光(126nm)、軟X線、電子ビーム、イオンビーム、X線露光に好適なレジストパターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to an underlayer film forming material effective in a multilayer resist process used for microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element and the like, and far ultraviolet rays, KrF excimer laser light (248 nm), ArF excimer laser light (193 nm) using the same, The present invention relates to a resist pattern forming method suitable for F 2 laser light (157 nm), Kr 2 laser light (146 nm), Ar 2 laser light (126 nm), soft X-ray, electron beam, ion beam, and X-ray exposure.

近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が求められている中、現在汎用技術として用いられている光露光を用いたリソグラフィーにおいては、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。   In recent years, with the increasing integration and speed of LSIs, there is a need for finer pattern rules. In lithography using light exposure, which is currently used as a general-purpose technology, the essence derived from the wavelength of the light source The resolution limit is approaching.

レジストパターン形成の際に使用するリソグラフィー用の光源として、水銀灯のg線(436nm)もしくはi線(365nm)を光源とする光露光が広く用いられており、更なる微細化のための手段として、露光光を短波長化する方法が有効とされてきた。このため、64MビットDRAM加工方法の量産プロセスには、露光光源としてi線(365nm)に代わって短波長のKrFエキシマレーザー(248nm)が利用された。しかし、更に微細な加工技術(加工寸法が0.13μm以下)を必要とする集積度1G以上のDRAMの製造には、より短波長の光源が必要とされ、特にArFエキシマレーザー(193nm)を用いたリソグラフィーが検討されてきている。   As a light source for lithography used in forming a resist pattern, light exposure using a mercury lamp g-line (436 nm) or i-line (365 nm) as a light source is widely used, and as a means for further miniaturization, A method of shortening the wavelength of exposure light has been considered effective. For this reason, a short wavelength KrF excimer laser (248 nm) was used as an exposure light source in place of the i-line (365 nm) in the mass production process of the 64-Mbit DRAM processing method. However, in order to manufacture a DRAM having a degree of integration of 1G or more, which requires a finer processing technique (processing dimension is 0.13 μm or less), a light source with a shorter wavelength is required, and in particular, an ArF excimer laser (193 nm) is used. Lithography has been studied.

一方、従来、段差基板上に高アスペクト比のパターンを形成するには2層レジスト法が優れていることが知られており、更に、2層レジスト膜を一般的なアルカリ現像液で現像するためには、ヒドロキシ基やカルボキシル基等の親水基を有する高分子シリコーン化合物が必要である。   On the other hand, conventionally, it is known that a two-layer resist method is excellent for forming a pattern with a high aspect ratio on a stepped substrate, and further, a two-layer resist film is developed with a general alkaline developer. Requires a high molecular silicone compound having a hydrophilic group such as a hydroxy group or a carboxyl group.

シリコーン系化学増幅ポジ型レジスト材料としては、安定なアルカリ可溶性シリコーンポリマーであるポリヒドロキシベンジルシルセスキオキサンのフェノール性水酸基の一部をt−Boc基で保護したものをベース樹脂として使用し、これと酸発生剤とを組み合わせたKrFエキシマレーザー用シリコーン系化学増幅ポジ型レジスト材料が提案された(特許文献1:特開平6−118651号公報、非特許文献1:SPIE vol. 1925(1993) p377等参照)。また、ArFエキシマレーザー用としては、シクロヘキシルカルボン酸を酸不安定基で置換したタイプのシルセスキオキサンをベースにしたポジ型レジストが提案されている(特許文献2,3:特開平10−324748号公報、特開平11−302382号公報、非特許文献2:SPIE vol. 3333(1998) p62等参照)。更に、F2レーザー用としては、ヘキサフルオロイソプロパノールを溶解性基として持つシルセスキオキサンをベースにしたポジ型レジストが提案されている(特許文献4:特開2002−55456号公報)。上記ポリマーは、トリアルコキシシシラン、又はトリハロゲン化シランの縮重合によるラダー骨格を含むポリシルセスキオキサンを主鎖に含むものである。 As the silicone-based chemically amplified positive resist material, a base resin in which a part of the phenolic hydroxyl group of polyhydroxybenzylsilsesquioxane, which is a stable alkali-soluble silicone polymer, is protected with a t-Boc group is used. And a silicon-based chemically amplified positive resist material for KrF excimer lasers in which an acid generator is combined (Patent Document 1: JP-A-6-118651, Non-Patent Document 1: SPIE vol. 1925 (1993) p377 Etc.). For ArF excimer lasers, a positive resist based on silsesquioxane in which cyclohexyl carboxylic acid is substituted with an acid labile group has been proposed (Patent Documents 2 and 3: JP-A-10-324748). No. 1, JP-A-11-302382, Non-Patent Document 2: SPIE vol. 3333 (1998) p62). Furthermore, for F 2 lasers, a positive resist based on silsesquioxane having hexafluoroisopropanol as a soluble group has been proposed (Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-55456). The polymer contains a polysilsesquioxane having a ladder skeleton formed by condensation polymerization of trialkoxysilane or trihalogenated silane in the main chain.

珪素が側鎖にペンダントされたレジスト用ベースポリマーとしては、珪素含有(メタ)アクリルエステル系ポリマーが提案されている(特許文献5:特開平9−110938号公報、非特許文献3:J. Photopolymer Sci. and Technol. Vol. 9 No.3(1996) p435−446等参照)。   Silicon-containing (meth) acrylic ester-based polymers have been proposed as resist base polymers in which silicon is pendant to the side chain (Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 9-110938, Non-Patent Document 3: J. Photopolymer). Sci. And Technol., Vol. 9 No. 3 (1996) p435-446 etc.).

2層レジスト法の下層膜としては、酸素ガスによるエッチングが可能な炭化水素化合物であり、更にその下の基板をエッチングする場合におけるマスクになるため、高いエッチング耐性を有することが必要である。酸素ガスエッチングにおいては、珪素原子を含まない炭化水素のみで構成される必要がある。また、上層の珪素含有レジストの線幅制御性を向上させ、定在波によるパターン側壁の凹凸とパターンの崩壊を低減させるためには、反射防止膜としての機能も有し、具体的には下層膜からレジスト膜内への反射率を1%以下に抑える必要がある。   The lower layer film of the two-layer resist method is a hydrocarbon compound that can be etched with oxygen gas, and further serves as a mask when etching the underlying substrate, and therefore needs to have high etching resistance. In oxygen gas etching, it is necessary to be composed only of hydrocarbons that do not contain silicon atoms. In addition, in order to improve the line width controllability of the upper-layer silicon-containing resist and reduce pattern sidewall irregularities and pattern collapse due to standing waves, it also has a function as an antireflection film, specifically the lower layer It is necessary to suppress the reflectance from the film into the resist film to 1% or less.

ここで、最大500nmの膜厚までの反射率を計算した結果を図1,2に示す。露光波長は193nm、上層レジストのn値を1.74、k値を0.02と仮定し、図1では下層膜のk値を0.3に固定し、縦軸にn値を1.0〜2.0、横軸に膜厚0〜500nmの範囲で変動させたときの基板反射率を示す。膜厚が300nm以上の2層レジスト用下層膜を想定した場合、上層レジストと同程度かあるいはそれよりも少し屈折率が高い1.6〜1.9の範囲で反射率を1%以下にできる最適値が存在する。   Here, the results of calculating the reflectance up to a maximum film thickness of 500 nm are shown in FIGS. Assuming that the exposure wavelength is 193 nm, the n value of the upper layer resist is 1.74, and the k value is 0.02, the k value of the lower layer film is fixed at 0.3 in FIG. -2.0, the horizontal axis represents the substrate reflectance when the film thickness is varied in the range of 0 to 500 nm. Assuming a lower layer film for a two-layer resist having a film thickness of 300 nm or more, the reflectance can be reduced to 1% or less in the range of 1.6 to 1.9, which is the same as or slightly higher than the upper layer resist. An optimal value exists.

図2では、下層膜のn値を1.5に固定し、k値を0〜1.0の範囲で変動させたときの反射率を示す。k値が0.24〜0.15の範囲で反射率を1%以下にすることが可能である。一方、40nm程度の薄膜で用いられる単層レジスト用の反射防止膜の最適k値は0.4〜0.5であり、300nm以上で用いられる2層レジスト用下層の最適k値とは異なる。2層レジスト用下層では、より低いk値、即ち、より高透明な下層膜が必要であることが示されている。   FIG. 2 shows the reflectance when the n value of the lower layer film is fixed to 1.5 and the k value is varied in the range of 0 to 1.0. The reflectance can be reduced to 1% or less when the k value is in the range of 0.24 to 0.15. On the other hand, the optimum k value of the antireflection film for a single layer resist used in a thin film of about 40 nm is 0.4 to 0.5, which is different from the optimum k value of the lower layer for a two layer resist used at 300 nm or more. It has been shown that a lower layer for a two-layer resist requires a lower k value, that is, a more transparent lower layer film.

ここで、193nm用の下層膜形成材料として、SPIE vol. 4345(2001) p50(非特許文献4)に紹介されているようにポリヒドロキシスチレンとアクリル化合物の共重合体が検討されている。ポリヒドロキシスチレンは193nmに非常に強い吸収を持ち、そのもの単独ではk値が0.6前後と高い値である。そこで、k値が殆ど0であるアクリル化合物と共重合させることによって、k値を0.25前後に調整しているのである。   Here, as a lower layer film forming material for 193 nm, SPIE vol. 4345 (2001) p50 (non-patent document 4), a copolymer of polyhydroxystyrene and an acrylic compound has been studied. Polyhydroxystyrene has a very strong absorption at 193 nm, and the k value alone is a high value of around 0.6. Therefore, the k value is adjusted to around 0.25 by copolymerizing with an acrylic compound having a k value of almost zero.

しかしながら、ポリヒドロキシスチレンに対して、アクリルポリマーの基板エッチングにおけるエッチング耐性は弱く、しかもk値を下げるためにかなりの割合のアクリル化合物を共重合せざるを得ず、結果的に基板エッチングの耐性はかなり低下する。エッチングの耐性は、エッチング速度だけでなく、エッチング後の表面ラフネスの発生にも現れてくる。アクリル化合物の共重合によってエッチング後の表面ラフネスの増大が深刻なほど顕著になっている。   However, with respect to polyhydroxystyrene, the etching resistance of acrylic polymer in the substrate etching is weak, and a considerable proportion of acrylic compounds must be copolymerized to lower the k value. It drops considerably. The resistance to etching appears not only in the etching rate but also in the occurrence of surface roughness after etching. The increase in surface roughness after etching becomes more prominent due to the copolymerization of acrylic compounds.

ベンゼン環よりも193nmにおける透明性が高く、エッチング耐性が高いものの一つにナフタレン環がある。特開2002−14474号公報(特許文献6)にナフタレン環、アントラセン環を有する下層膜が提案されている。しかしながら、ナフトール共縮合ノボラック樹脂、ポリビニルナフタレン樹脂のk値は0.3〜0.4の間であり、目標の0.1〜0.3の透明性には未達であり、更に透明性を上げなくてはならない。また、ナフトール共縮合ノボラック樹脂、ポリビニルナフタレン樹脂の193nmにおけるn値は低く、本発明者の測定した結果では、ナフトール共縮合ノボラック樹脂で1.4、ポリビニルナフタレン樹脂に至っては1.2である。特開2001−40293号(特許文献7)、特開2002−214777号公報(特許文献8)で示されるアセナフチレン重合体においても、波長248nmに比べて193nmにおけるn値が低く、k値は高く、共に目標値には達していない。n値が高く、k値が低く透明でかつエッチング耐性が高い下層膜が求められている。   One of the ones having higher transparency at 193 nm and higher etching resistance than a benzene ring is a naphthalene ring. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-14474 (Patent Document 6) proposes a lower layer film having a naphthalene ring and an anthracene ring. However, the k value of naphthol co-condensed novolak resin and polyvinyl naphthalene resin is between 0.3 and 0.4, and the target transparency of 0.1 to 0.3 has not been achieved. I have to raise it. In addition, the n value at 193 nm of the naphthol co-condensed novolak resin and the polyvinyl naphthalene resin is low, and as a result of measurement by the present inventors, it is 1.4 for the naphthol co-condensed novolak resin and 1.2 for the polyvinyl naphthalene resin. Also in the acenaphthylene polymer shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-40293 (patent document 7), Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-214777 (patent document 8), the n value in 193 nm is low compared with wavelength 248 nm, k value is high, Both have not reached the target value. There is a need for a lower layer film that has a high n value, a low k value, is transparent and has high etching resistance.

一方、珪素を含まない単層レジストを上層、その下に珪素を含有する中間層、更にその下に有機膜を積層する3層プロセスが提案されている(非特許文献5:J. Vac. Sci. Technol., 16(6), Nov./Dec. 1979参照)。
一般的には珪素含有レジストより単層レジストの方が解像性に優れ、3層プロセスでは高解像な単層レジストを露光イメージング層として用いることができる。
中間層としては、スピンオングラス(SOG)膜が用いられ、多くのSOG膜が提案されている。
On the other hand, a three-layer process has been proposed in which a single-layer resist containing no silicon is formed as an upper layer, an intermediate layer containing silicon underneath, and an organic film thereunder (Non-Patent Document 5: J. Vac. Sci). Technol., 16 (6), Nov./Dec. 1979).
In general, a single-layer resist has better resolution than a silicon-containing resist, and a high-resolution single-layer resist can be used as an exposure imaging layer in a three-layer process.
As the intermediate layer, a spin-on-glass (SOG) film is used, and many SOG films have been proposed.

ここで3層プロセスにおける基板反射を抑えるための最適な下層膜の光学定数は2層プロセスにおけるそれとは異なっている。
基板反射をできるだけ抑え、具体的には1%以下にまで低減させる目的は2層プロセスも3層プロセスも変わらないのであるが、2層プロセスは下層膜だけに反射防止効果を持たせるのに対して、3層プロセスは中間層と下層のどちらか一方あるいは両方に反射防止効果を持たせることができる。
反射防止効果を付与させた珪素含有層材料が、米国特許第6506497号明細書(特許文献9)、米国特許第6420088号明細書(特許文献10)に提案されている。
一般的に単層の反射防止膜よりも多層反射防止膜の方が反射防止効果が高く、光学材料の反射防止膜として広く工業的に用いられている。
中間層と下層の両方に反射防止効果を付与させることによって高い反射防止効果を得ることができる。
3層プロセスにおいて珪素含有中間層に反射防止膜としての機能を持たせることができれば、下層膜に反射防止膜としての最高の効果は特に必要がない。
3層プロセスの場合の下層膜としては、反射防止膜としての効果よりも基板加工における高いエッチング耐性が要求される。
そのために、エッチング耐性が高く、芳香族基を多く含有するノボラック樹脂を3層プロセス用下層膜として用いることが必要である。
Here, the optimum optical constant of the lower layer film for suppressing the substrate reflection in the three-layer process is different from that in the two-layer process.
The purpose of suppressing the substrate reflection as much as possible, specifically to reduce it to 1% or less, is the same in both the two-layer process and the three-layer process, whereas the two-layer process has an antireflection effect only on the lower layer film. In the three-layer process, one or both of the intermediate layer and the lower layer can have an antireflection effect.
A silicon-containing layer material imparted with an antireflection effect is proposed in US Pat. No. 6,506,497 (Patent Document 9) and US Pat. No. 6420088 (Patent Document 10).
In general, a multilayer antireflection film has a higher antireflection effect than a single-layer antireflection film, and is widely used industrially as an antireflection film for optical materials.
By giving an antireflection effect to both the intermediate layer and the lower layer, a high antireflection effect can be obtained.
If the silicon-containing intermediate layer can be provided with a function as an antireflection film in the three-layer process, the lower layer film does not need the highest effect as the antireflection film.
As a lower layer film in the case of a three-layer process, higher etching resistance in substrate processing is required than an effect as an antireflection film.
Therefore, it is necessary to use a novolak resin having high etching resistance and containing many aromatic groups as a lower layer film for a three-layer process.

ここで、図3に中間層のk値を変化させたときの基板反射率を示す。
中間層のk値として0.2以下の低い値と、適切な膜厚設定によって、1%以下の十分な反射防止効果を得ることができる。
通常反射防止膜として、膜厚100nm以下で反射を1%以下に抑えるためにはk値として0.2以上が必要であるが(図2参照)、下層膜である程度の反射を抑えることができる3層構造の中間層としては0.2より低い値のk値が最適値となる。
Here, FIG. 3 shows the substrate reflectivity when the k value of the intermediate layer is changed.
A sufficient antireflection effect of 1% or less can be obtained by a low value of 0.2 or less as the k value of the intermediate layer and an appropriate film thickness setting.
As an antireflection film, in order to suppress reflection to 1% or less at a film thickness of 100 nm or less, a k value of 0.2 or more is necessary (see FIG. 2), but a certain amount of reflection can be suppressed by the lower layer film. For an intermediate layer having a three-layer structure, a k value lower than 0.2 is an optimum value.

次に、下層膜のk値が0.2の場合と0.6の場合の、中間層と下層の膜厚を変化させたときの反射率変化を図4と図5に示す。
k値が0.2の下層は、2層プロセスに最適化された下層膜を想定しており、k値が0.6の下層は、193nmにおけるノボラックやポリヒドロキシスチレンのk値に近い値である。
下層膜の膜厚は基板のトポグラフィーによって変動するが、中間層の膜厚は殆ど変動せず、設定した膜厚で塗布できると考えられる。
ここで、下層膜のk値が高い方(0.6の場合)が、より薄膜で反射を1%以下に抑えることができる。
下層膜のk値が0.2の場合、250nm膜厚では反射を1%以下にするために中間層の膜厚を厚くしなければならない。
中間層の膜厚を上げると、中間層を加工するときのドライエッチング時に最上層のレジストに対する負荷が大きく、好ましいことではない。
下層膜を薄膜で用いるためには、高いk値だけでなく、より強いエッチング耐性が必要である。
Next, FIG. 4 and FIG. 5 show the reflectance change when the thickness of the intermediate layer and the lower layer is changed when the k value of the lower layer film is 0.2 and 0.6.
The lower layer with a k value of 0.2 assumes a lower layer film optimized for a two-layer process, and the lower layer with a k value of 0.6 is close to the k value of novolak or polyhydroxystyrene at 193 nm. is there.
Although the film thickness of the lower layer film varies depending on the topography of the substrate, the film thickness of the intermediate layer hardly varies, and it is considered that the film can be applied with a set film thickness.
Here, the higher the k value of the lower layer film (in the case of 0.6), the reflection can be suppressed to 1% or less with a thinner film.
When the k value of the lower layer film is 0.2, the thickness of the intermediate layer must be increased in order to reduce the reflection to 1% or less when the film thickness is 250 nm.
Increasing the thickness of the intermediate layer is not preferable because the load on the resist of the uppermost layer is large during dry etching when the intermediate layer is processed.
In order to use the lower layer film as a thin film, not only a high k value but also a higher etching resistance is required.

下地の被加工膜がポーラスシリカからなる低誘電絶縁膜の場合、ポジ型レジストでは裾引きやスペース部分にスカムが生じるポイゾニングという問題が生じている。これは、アンモニアなどを使う基板洗浄工程時にポーラスシリカにアンモニアが吸着し、レジストプロセス時にアンモニアが遊離し、露光部に発生したレジストの酸を中和することによって発生すると考えられている。ポイゾニングの発生防止のためには、酸性基を有するポリマーを使うことが提案されている(特許文献11:特開2004−177666号公報)。   When the underlying film to be processed is a low dielectric insulating film made of porous silica, the positive resist has a problem of poisoning that causes skirting and scum in a space portion. This is considered to be caused by ammonia adsorbed on the porous silica during the substrate cleaning process using ammonia or the like, and liberated during the resist process to neutralize the resist acid generated in the exposed portion. In order to prevent the occurrence of poisoning, it has been proposed to use a polymer having an acidic group (Patent Document 11: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-177666).

特開平6−118651号公報JP-A-6-118651 特開平10−324748号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-324748 特開平11−302382号公報JP-A-11-302382 特開2002−55456号公報JP 2002-55456 A 特開平9−110938号公報JP-A-9-110938 特開2002−14474号公報JP 2002-14474 A 特開2001−40293号公報JP 2001-40293 A 特開2002−214777号公報JP 2002-214777 A 米国特許第6506497号明細書US Pat. No. 6,506,497 米国特許第6420088号明細書US Pat. No. 6420088 特開2004−177666号公報JP 2004-177666 A SPIE vol. 1925(1993) p377SPIE vol. 1925 (1993) p377 SPIE vol. 3333(1998) p62SPIE vol. 3333 (1998) p62 J. Photopolymer Sci. and Technol. Vol. 9 No.3(1996) p435−446J. et al. Photopolymer Sci. and Technol. Vol. 9 No. 3 (1996) p435-446 SPIE vol. 4345(2001) p50SPIE vol. 4345 (2001) p50 J. Vac. Sci. Technol., 16(6), Nov./Dec. 1979J. et al. Vac. Sci. Technol. , 16 (6), Nov. / Dec. 1979

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、特に、2層あるいは3層レジストプロセス用下層膜として炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物を有し、ポリヒドロキシスチレン、クレゾールノボラックよりもエッチング耐性が非常に優れた下層膜形成材料、及びこれを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in particular has a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms as a lower layer film for a two-layer or three-layer resist process, and is etched more than polyhydroxystyrene and cresol novolac. An object of the present invention is to provide a material for forming a lower layer film having very excellent resistance and a pattern forming method using the material.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物がエッチング耐性にも優れる2層あるいは3層レジストプロセス用下層膜として有望な材料であることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、2層あるいは3層レジストプロセス用下層膜として、特に波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3〜20nmの軟X線、電子ビーム、X線におけるエッチング耐性に優れる、炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物及びこれを縮合したノボラック樹脂をベースにする材料を提案するもので、基板加工におけるドライエッチング耐性が非常に高い下層膜を得ることができる。
本発明の下層膜は、主に3層プロセスに適用される。KrF、ArFの2層プロセス用としてはk値が高いため、基板反射が大きくなるが、反射防止効果のある中間層と併せて基板反射率を1%以下に抑えることができる。
また、本発明の下層膜形成材料は膜の緻密性に優れ、アンモニアガスの遮断効果が高く、これによってポイゾニングの発生を抑えることができる。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor is a promising material as a lower layer film for a two-layer or three-layer resist process in which a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms is excellent in etching resistance. As a result, they have found the present invention.
That is, the present invention is a low-layer film for a two-layer or three-layer resist process, particularly high energy rays having a wavelength of 300 nm or less, specifically, excimer lasers of 248 nm, 193 nm, 157 nm, soft X-rays of 3-20 nm, electron beams. , Which proposes a material based on a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms, which has excellent etching resistance in X-rays, and a novolak resin condensed therewith, and has a very high dry etching resistance in substrate processing Can be obtained.
The underlayer film of the present invention is mainly applied to a three-layer process. For a two-layer process of KrF and ArF, since the k value is high, the substrate reflection becomes large, but the substrate reflectance can be suppressed to 1% or less together with the intermediate layer having an antireflection effect.
Moreover, the lower layer film-forming material of the present invention is excellent in the denseness of the film and has a high ammonia gas blocking effect, which can suppress the occurrence of poisoning.

従って、本発明は、下記一般式(1)で示されるビスフェノール基を有する化合物を含有することを特徴とするフォトレジスト下層膜形成材料及び下記一般式(2)で示されるビスフェノール基を有する化合物をノボラック化した繰り返し単位を有する樹脂を含有することを特徴とするフォトレジスト下層膜形成材料を提供する。

(式中、R1、R2は同一又は異種の水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数2〜10のアルケニル基である。R3、R4は水素原子又は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数2〜6のアセタール基、炭素数2〜6のアシル基、又はグリシジル基であり、zは炭素数13〜30の芳香族骨格を含む2価の炭化水素基であり、該2価の炭化水素基は縮合多環式炭化水素基であってもよく、また、前記炭化水素基中にヘテロ原子を含んでいてもよい。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基である。但し、

である基を除く。
この場合、フォトレジスト下層膜形成材料は、更に有機溶剤、架橋剤、酸発生剤を配合することができる。
Accordingly, the present invention provides a photoresist underlayer film forming material characterized by containing a compound having a bisphenol group represented by the following general formula (1) and a compound having a bisphenol group represented by the following general formula (2): Disclosed is a photoresist underlayer film forming material comprising a resin having a novolak-ized repeating unit.

(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an acetal group having 2 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a glycidyl group, and z is a divalent group containing an aromatic skeleton having 13 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group, and the divalent hydrocarbon group may be a condensed polycyclic hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a hetero atom, R 5 is a hydrogen atom, A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl having 6 to 10 carbon atoms Is a group. However,
But
Except for groups that are )
In this case, the photoresist underlayer film forming material can further contain an organic solvent, a crosslinking agent, and an acid generator.

また、本発明は、上記フォトレジスト下層膜を被加工基板上に適用し、該下層膜の上にフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、次にドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにしてフォトレジスト下層膜層及び被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法を提供する。この場合、フォトレジスト組成物が珪素原子含有ポリマーを含み、フォトレジスト層をマスクにしてフォトレジスト下層膜を加工するドライエッチングを、酸素ガスを主体とするエッチングガスを用いて行うことが好ましい。   Further, the present invention applies the photoresist underlayer film on a substrate to be processed, applies a layer of a photoresist composition on the underlayer film, irradiates a desired region of the photoresist layer with radiation, and develops it. Provided is a pattern forming method characterized by forming a photoresist pattern by developing with a liquid, and then processing the photoresist underlayer film layer and the substrate to be processed using the photoresist pattern layer as a mask in a dry etching apparatus. . In this case, it is preferable that the photoresist composition contains a silicon atom-containing polymer, and dry etching for processing the photoresist underlayer film using the photoresist layer as a mask is performed using an etching gas mainly composed of oxygen gas.

更に、本発明は、上記フォトレジスト下層膜形成材料を被加工基板上に適用し、該下層膜の上に珪素原子を含有する中間層を適用し、該中間層の上にフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにして中間膜層を加工し、フォトレジストパターン層を除去後、上記加工した中間膜層をマスクにして下層膜層、次いで被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法を提供する。この場合、フォトレジスト組成物が珪素原子を含有しないポリマーを含み、中間層膜をマスクにして下層膜を加工するドライエッチングを、酸素ガスを主体とするエッチングガスを用いて行うことが好ましい。   Further, in the present invention, the photoresist underlayer film forming material is applied on a substrate to be processed, an intermediate layer containing silicon atoms is applied on the underlayer film, and a photoresist composition is formed on the intermediate layer. Apply a layer, irradiate the required area of this photoresist layer with radiation, develop with a developer to form a photoresist pattern, and process the intermediate film layer with this photoresist pattern layer as a mask with a dry etching device Then, after the photoresist pattern layer is removed, a lower layer film layer and then a substrate to be processed are processed using the processed intermediate film layer as a mask. In this case, it is preferable to perform dry etching, in which the photoresist composition contains a polymer containing no silicon atom, and the lower layer film is processed using the intermediate layer film as a mask, using an etching gas mainly composed of oxygen gas.

本発明のフォトレジスト下層膜形成材料は、必要により反射防止効果のある中間層と組み合わせることによって、200nm以上の膜厚で十分な反射防止効果を発揮できるだけの吸光係数を有し、基板加工に用いられるCF4/CHF3系ガス及びCl2/BCl3系ガスに対するエッチング耐性も通常のm−クレゾールノボラック樹脂よりも強固であり、高いエッチング耐性を有する。また、パターニング後のレジスト形状も良好である。 The photoresist underlayer film forming material of the present invention has an extinction coefficient that can exhibit a sufficient antireflection effect at a film thickness of 200 nm or more by combining with an intermediate layer having an antireflection effect as necessary, and is used for substrate processing. Etching resistance to CF 4 / CHF 3 gas and Cl 2 / BCl 3 gas to be produced is stronger than ordinary m-cresol novolac resin and has high etching resistance. Also, the resist shape after patterning is good.

本発明のパターン形成方法は、一般式(1)で示される炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物及び/又はこれをノボラック化した一般式(2)で示される繰り返し単位を有する樹脂を含むフォトレジスト下層膜を基板上に適用し、該下層膜の上に必要により中間層を介してフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でフォトレジストパターン層をマスクにして下層膜層及び基板を加工するものであるが、ここで用いる下層膜形成材料は、
(A)下記一般式(1)で示される炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物及び/又はこれをノボラック化した一般式(2)で示される繰り返し単位を有する樹脂
を必須成分とするほか、通常
(B)有機溶剤
を含むものであるが、スピンコート特性、段差基板の埋め込み特性、膜の剛性や耐溶媒性を上げるために
(C)ブレンド用ポリマー、
(D)架橋剤、
(E)酸発生剤
を含むこともできる。
The pattern forming method of the present invention includes a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms represented by the general formula (1) and / or a resin having a repeating unit represented by the general formula (2) obtained by novolacizing the compound. A photoresist underlayer film is applied on the substrate, a layer of a photoresist composition is applied on the underlayer film through an intermediate layer as necessary, and a desired region of the photoresist layer is irradiated with radiation, and a developer is used. A resist pattern is formed by development, and the lower layer film layer and the substrate are processed using the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus.
(A) In addition to a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms represented by the following general formula (1) and / or a resin having a repeating unit represented by the general formula (2) obtained by novolacizing this compound as an essential component (B) Usually contains an organic solvent, but (C) a polymer for blending in order to increase spin coating characteristics, step board embedding characteristics, film rigidity and solvent resistance,
(D) a crosslinking agent,
(E) An acid generator may also be included.


(式中、R1、R2は同一又は異種の水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数2〜10のアルケニル基である。R3、R4は水素原子又は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数2〜6のアセタール基、炭素数2〜6のアシル基、又はグリシジル基であり、zは炭素数13〜30の芳香族骨格を含む2価の炭化水素基であり、該2価の炭化水素基は縮合多環式炭化水素基であってもよく、また、前記炭化水素基中にヘテロ原子を含んでいてもよい。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基である。但し、

である基を除く。

(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an acetal group having 2 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a glycidyl group, and z is a divalent group containing an aromatic skeleton having 13 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group, and the divalent hydrocarbon group may be a condensed polycyclic hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a hetero atom, R 5 is a hydrogen atom, A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl having 6 to 10 carbon atoms Is a group. However,
But
Except for groups that are )

この場合、R1、R2として具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等のアルケニル基が挙げられ、R3、R4として具体的には、水素原子、上記と同様のアルキル基、アルケニル基、アリール基のほか、エトキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基等のアセタール基、アセチル基等のアシル基、グリシジル基が挙げられる。R5として具体的には、水素原子、上記と同様のアルキル基、アリール基が挙げられる。 In this case, specific examples of R 1 and R 2 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group. Group, alkyl group such as octyl group, aryl group such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, alkenyl group such as hexenyl group, cyclohexenyl group, etc. Specific examples of R 3 and R 4 include a hydrogen atom, the same alkyl group, alkenyl group, and aryl group as described above, as well as an ethoxyethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxypropyl group, an ethoxybutyl group, a propoxyethyl group, and a butoxy group. Examples include an acetal group such as an ethyl group, an acyl group such as an acetyl group, and a glycidyl group. Specific examples of R 5 include a hydrogen atom, the same alkyl group as described above, and an aryl group.

また、

としては、下記のものが例示される。
Also,

Examples of such are as follows.

上記一般式(1)で示される化合物として具体的には、下記のものが例示される。
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include the following.


(式中、R1、R2、R3、R4は上記の通りである。好ましくはR3、R4は水素原子又はグリシジル基、特に水素原子である。)

(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are as described above. Preferably, R 3 and R 4 are a hydrogen atom or a glycidyl group, particularly a hydrogen atom.)

上記化合物のうち、R3、R4がHのものは、フェノールと対応する環状ケトンとを常法に従って反応させることによって得ることができ、R3、R4がグリシジル基のものは、上記フェノールのフェノール性水酸基を常法に従ってグリシジル化することによって得ることができる。また、R3、R4がアルキル基、アルケニル基、アリール基、アセタール基、アシル基のものも、同様にフェノール性水酸基を常法に従って所用の基に変換すればよい。 Among the above compounds, those in which R 3 and R 4 are H can be obtained by reacting phenol and the corresponding cyclic ketone according to a conventional method, and those in which R 3 and R 4 are glycidyl groups are those described above. Can be obtained by glycidylation of the phenolic hydroxyl group according to a conventional method. Further, in the case where R 3 and R 4 are an alkyl group, alkenyl group, aryl group, acetal group or acyl group, the phenolic hydroxyl group may be similarly converted to a desired group according to a conventional method.

本発明においては、下層膜に用いる特定のビスフェノール化合物は、一般式(1)で示されるそのものを添加して下層膜としてもよいし、一般式(2)で示されるように、式(1)のビスフェノール化合物とアルデヒド類との縮合反応によってノボラック化した繰り返し単位を有する樹脂を添加してもよい。   In the present invention, the specific bisphenol compound used for the lower layer film may be added as it is represented by the general formula (1) to form the lower layer film, or, as represented by the general formula (2), the formula (1) A resin having a repeating unit novolakized by a condensation reaction between the bisphenol compound and aldehydes may be added.

ここで用いられるアルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール等を挙げることができる。これらのうち、特にホルムアルデヒドを好適に用いることができる。   Examples of aldehydes used here include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p. -Hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p -Ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, furfural, etc. Can be mentioned. Of these, formaldehyde can be particularly preferably used.

これらのアルデヒド類は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記アルデヒド類の使用量は、フェノール類1モルに対して0.2〜5モルが好ましく、より好ましくは0.5〜2モルである。
These aldehydes can be used alone or in combination of two or more.
0.2-5 mol is preferable with respect to 1 mol of phenols, and, as for the usage-amount of the said aldehyde, More preferably, it is 0.5-2 mol.

フェノール類とアルデヒド類の縮合反応に触媒を用いることもできる。
具体的には、塩酸、硝酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の酸性触媒を挙げることができる。
これらの酸性触媒の使用量は、フェノール類1モルに対して1×10-5〜5×10-1モルである。
A catalyst can also be used for the condensation reaction of phenols and aldehydes.
Specific examples include acidic catalysts such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, methanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, tosylic acid, and trifluoromethanesulfonic acid.
The usage-amount of these acidic catalysts is 1 * 10 < -5 > -5 * 10 < -1 > mol with respect to 1 mol of phenols.

なお、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、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどの非共役2重結合を有する化合物との共重合反応の場合は、必ずしもアルデヒド類は必要ない。   Indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, α-pinene, β-pinene In the case of a copolymerization reaction with a compound having a non-conjugated double bond such as limonene, aldehydes are not necessarily required.

重縮合における反応溶媒として、水、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、ジオキサン又はこれらの混合溶媒を用いることができる。
これらの溶媒は、反応原料100部(質量部、以下同じ)に対して0〜2,000部の範囲である。
反応温度は、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、通常10〜200℃の範囲である。
As a reaction solvent in polycondensation, water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane or a mixed solvent thereof can be used.
These solvents are in the range of 0 to 2,000 parts with respect to 100 parts (parts by mass, the same applies hereinafter) of reaction raw materials.
Although reaction temperature can be suitably selected according to the reactivity of the reaction raw material, it is the range of 10-200 degreeC normally.

上記縮合反応方法としては、フェノール類、アルデヒド類、触媒を一括で仕込む方法や、触媒存在下フェノール類、アルデヒド類を滴下していく方法がある。
重縮合反応終了後、系内に存在する未反応原料、触媒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ができる。
Examples of the condensation reaction method include a method in which phenols, aldehydes, and a catalyst are charged in a lump, and a method in which phenols and aldehydes are dropped in the presence of a catalyst.
After completion of the polycondensation reaction, in order to remove unreacted raw materials, catalysts, etc. existing in the system, the temperature of the reaction kettle can be raised to 130-230 ° C., and volatile matter can be removed at about 1-50 mmHg. .

上記一般式(1)で示されるビスフェノール類は単独で重合してもよいが、他のフェノール類を共重合してもよい。   The bisphenols represented by the general formula (1) may be polymerized alone, but other phenols may be copolymerized.

共重合可能なフェノール類は、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモール等を挙げることができる。   The copolymerizable phenols are phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3,5-diphenylphenol, 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, 4-tritylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4 -Methylresorcinol 5-methylresorcinol, catechol, 4-t-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4 -Isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, pyrogallol, thymol, isothimol and the like can be mentioned.

その他、共重合可能なモノマーを共重合させることができ、具体的には1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール及び1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン、3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸メチル、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、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどが挙げられ、これらのものを加えた3元以上の共重合体であってもかまわない。   In addition, copolymerizable monomers can be copolymerized. Specifically, 1-naphthol, 2-naphthol, 2-methyl-1-naphthol, 4-methoxy-1-naphthol, 7-methoxy-2-naphthol And 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, dihydroxynaphthalene such as 2,6-dihydroxynaphthalene, methyl 3-hydroxy-naphthalene-2-carboxylate, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, Biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, α-pinene, β-pinene, limonene, and the like. It may be a ternary or higher copolymer added with.

これによって得られたノボラック樹脂は、上記式(2)の繰り返し単位を10〜100モル%、特に30〜100モル%含有することが好ましく、また、上記共重合可能なフェノール類に基づく繰り返し単位の含有量は0〜90モル%、特に0〜70モル%、上記共重合可能なモノマーに基づく繰り返し単位の含有量は0〜90モル%、特に0〜70モル%とすることが好ましい。   The novolak resin thus obtained preferably contains 10 to 100 mol%, particularly 30 to 100 mol% of the repeating unit of the above formula (2). The content is preferably 0 to 90 mol%, particularly 0 to 70 mol%, and the content of the repeating unit based on the copolymerizable monomer is preferably 0 to 90 mol%, particularly preferably 0 to 70 mol%.

ノボラック樹脂のポリスチレン換算の分子量は、重量平均分子量(Mw)が1,000〜30,000、特に2,000〜20,000であることが好ましい。分子量分布は1.2〜7の範囲内が好ましく用いられるが、モノマー成分、オリゴマー成分又は分子量(Mw)1,000以下の低分子量体をカットして分子量分布を狭くした方が、架橋効率が高くなり、またベーク中の揮発成分を抑えることによりベークカップ周辺の汚染を防ぐことができる。   The molecular weight in terms of polystyrene of the novolak resin is preferably a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,000, particularly 2,000 to 20,000. The molecular weight distribution is preferably within the range of 1.2 to 7, but the crosslinking efficiency is improved by narrowing the molecular weight distribution by cutting monomer components, oligomer components or low molecular weight materials having a molecular weight (Mw) of 1,000 or less. In addition, the contamination around the baking cup can be prevented by suppressing the volatile components in the baking.

次に、酸性触媒を用いて縮合後のノボラック樹脂のフェノールに対してオルソ位に縮合芳香族、あるいは脂環族の置換基を導入することができる。
ここで導入可能な置換基としては、具体的には下記のものを例示することができる。
Next, a condensed aromatic or alicyclic substituent can be introduced into the ortho position with respect to the phenol of the novolak resin after condensation using an acidic catalyst.
Specific examples of the substituent that can be introduced here include the following.

これらの中で248nm露光用には、多環芳香族基、例えばアントラセンメチル基、ピレンメチル基が最も好ましく用いられる。193nmでの透明性向上のためには脂環構造を持つものや、ナフタレン構造を持つものが好ましく用いられる。一方、波長157nmにおいてベンゼン環は透明性が向上するウィンドウがあるため、吸収波長をずらして吸収を上げてやる必要がある。フラン環はベンゼン環よりも吸収が短波長化して157nmの吸収が若干向上するが、効果は小さい。ナフタレン環やアントラセン環、ピレン環は吸収波長が長波長化することによって吸収が増大し、これらの芳香族環はエッチング耐性も向上する効果もあり、好ましく用いられる。   Of these, polycyclic aromatic groups such as anthracenemethyl group and pyrenemethyl group are most preferably used for 248 nm exposure. In order to improve transparency at 193 nm, those having an alicyclic structure and those having a naphthalene structure are preferably used. On the other hand, since the benzene ring has a window with improved transparency at a wavelength of 157 nm, it is necessary to increase the absorption by shifting the absorption wavelength. The furan ring has a shorter absorption than the benzene ring and slightly improves the absorption at 157 nm, but the effect is small. Naphthalene rings, anthracene rings, and pyrene rings are preferably used because their absorption increases as the absorption wavelength increases, and these aromatic rings also have an effect of improving etching resistance.

置換基の導入方法としては、重合後のポリマーに、上記置換基の結合位置がヒドロキシ基になっているアルコールを酸触媒存在下フェノールのヒドロキシ基のオルソ位又はパラ位に導入する方法が挙げられる。酸触媒は、塩酸、硝酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、メタンスルホン酸、n−ブタンスルホン酸、カンファースルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の酸性触媒を用いることができる。
これらの酸性触媒の使用量は、フェノール類1モルに対して1×10-5〜5×10-1モルである。置換基の導入量は、フェノールのヒドロキシ基1モルに対して0〜0.8モルの範囲である。
Examples of the method for introducing a substituent include a method in which an alcohol in which the substituent is bonded to a hydroxy group is introduced into the polymer after polymerization in the ortho or para position of the hydroxy group of the phenol in the presence of an acid catalyst. . As the acid catalyst, an acidic catalyst such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, methanesulfonic acid, n-butanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, tosylic acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like can be used.
The usage-amount of these acidic catalysts is 1 * 10 < -5 > -5 * 10 < -1 > mol with respect to 1 mol of phenols. The amount of the substituent introduced is in the range of 0 to 0.8 mol with respect to 1 mol of the phenol hydroxy group.

本発明の一般式(2)の繰り返し単位を有する樹脂の193nmにおける透明性を向上させるために、水素添加を行うことができる。好ましい水素添加の割合は、芳香族基の80モル%以下、特に60モル%以下である。   In order to improve the transparency at 193 nm of the resin having the repeating unit of the general formula (2) of the present invention, hydrogenation can be performed. A preferable hydrogenation ratio is 80 mol% or less, particularly 60 mol% or less of the aromatic group.

更に、他のポリマーとブレンドすることもできる。ブレンド用ポリマーとしては、前記一般式(1)の化合物あるいは一般式(2)の繰り返し単位を有するノボラック樹脂と混合し、スピンコーティングの成膜性や、段差基板での埋め込み特性を向上させる役割を持つものが好適である。また、炭素密度が高くエッチング耐性の高い材料がより好適に選ばれる。このような材料としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモール、4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’−ジメチル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’−ジアリル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’−ジフルオロ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’−ジフェニル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’−ジメトキシ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’,4,4’−ヘキサメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−5,5’−ジオール、5,5‘−ジメチル−3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール及び1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン、3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸メチル、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、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルカルバゾール、ポリインデン、ポリアセナフチレン、ポリノルボルネン、ポリシクロデセン、ポリテトラシクロドデセン、ポリノルトリシクレン、ポリ(メタ)アクリレート及びこれらの共重合体が挙げられる。   It can also be blended with other polymers. As the polymer for blending, it is mixed with the compound of the general formula (1) or the novolak resin having the repeating unit of the general formula (2) to improve the spin coating film forming property and the embedding property on the stepped substrate. What it has is suitable. A material having a high carbon density and high etching resistance is more preferably selected. Such materials include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2 , 4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, 2 -Phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3,5-diphenylphenol, 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, 4-tritylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4- Methyl resorcinol, 5 Methylresorcinol, catechol, 4-t-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropyl Phenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, pyrogallol, thymol, isothimol, 4,4 '-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2'-dimethyl -4,4 '-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2'-diallyl-4,4'-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2'-difluoro-4,4 '-(9H-Fluorene-9-ylidene) bi Phenol, 2,2′-diphenyl-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2′-dimethoxy-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2, 3,2 ′, 3′-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-6,6′-diol, 3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-2,3,2 ′, 3 ′ -Tetrahydro- (1,1 ')-spirobiindene-6,6'-diol, 3,3,3', 3 ', 4,4'-hexamethyl-2,3,2', 3'-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-6,6′-diol, 2,3,2 ′, 3′-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-5,5′-diol, 5, 5′-dimethyl-3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-2,3,2 ′, 3'-tetrahydro- (1,1 ')-spirobiindene-6,6'-diol, 1-naphthol, 2-naphthol, 2-methyl-1-naphthol, 4-methoxy-1-naphthol, 7-methoxy 2-naphthol and 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, dihydroxynaphthalene such as 2,6-dihydroxynaphthalene, methyl 3-hydroxy-naphthalene-2-carboxylate, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxy Novolac resins such as anthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, α-pinene, β-pinene, limonene , Polyhydroxystyrene, polystyrene, polyvinyl naphthalene, polyvinyl anthracene, polyvinyl carbazole, polyindene, polyacenaphthylene, polynorbornene, polycyclodecene, polytetracyclododecene, polynortricyclene, poly (meth) acrylate and their co- A polymer is mentioned.

上記ブレンド用ポリマーの配合量は、一般式(1)あるいは(2)に示される化合物100部に対して0〜1,000部、好ましくは0〜500部である。   The blending amount of the blending polymer is 0 to 1,000 parts, preferably 0 to 500 parts, based on 100 parts of the compound represented by the general formula (1) or (2).

反射防止膜を含む下層膜に要求される性能の一つとして、上層膜、例えば珪素含有中間層及びレジスト膜とのインターミキシングがないこと、上層膜ヘの低分子成分の拡散がないことが挙げられる[Proc. SPIE vol. 2195(1994) p225−229]。これらを防止するために、一般的に反射防止膜のスピンコート後のベークで熱架橋するという方法が採られている。そのため、反射防止膜材料の成分として架橋剤を添加する場合、ポリマーに架橋性の置換基を導入する方法が採られることがある。架橋剤を特に添加していない場合でも、式(1)の炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物及びこれを縮合した式(2)の繰り返し単位を有するノボラック樹脂の場合は、300℃以上の加熱によりヒドロキシ基が縮合反応することによって架橋させることができる。   One of the performance requirements for the lower layer film including the antireflection film is that there is no intermixing with the upper layer film, for example, the silicon-containing intermediate layer and the resist film, and there is no diffusion of low molecular components into the upper layer film. [Proc. SPIE vol. 2195 (1994) p225-229]. In order to prevent these problems, a method is generally employed in which thermal crosslinking is performed by baking after spin coating of the antireflection film. Therefore, when a crosslinking agent is added as a component of the antireflection film material, a method of introducing a crosslinkable substituent into the polymer may be employed. Even in the case where no crosslinking agent is particularly added, in the case of a novolak resin having a specific unit bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms of formula (1) and a repeating unit of formula (2) condensed with this, 300 ° C. or more It can be crosslinked by the condensation reaction of the hydroxy group by heating.

本発明で使用可能な架橋剤の具体例を列挙すると、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で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、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を挙げることができる。これらは添加剤として用いてもよいが、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られる。   Specific examples of the crosslinking agent that can be used in the present invention include a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound, or a urea compound substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Examples of the compound include a double bond such as an epoxy compound, a thioepoxy compound, an isocyanate compound, an azide compound, and an alkenyl ether group. These may be used as additives, but may be introduced as pendant groups in the polymer side chain. A compound containing a hydroxy group is also used as a crosslinking agent.

前記諸化合物のうち、エポキシ化合物を例示すると、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例示される。メラミン化合物を具体的に例示すると、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が挙げられる。グアナミン化合物としては、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が挙げられる。グリコールウリル化合物としては、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が挙げられる。ウレア化合物としては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。   Examples of the epoxy compound among the various compounds include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether and the like. Specific examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, Examples thereof include compounds in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof. Examples of the guanamine compound include tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine, and tetramethylolguanamine. A compound in which ˜4 methylol groups are acyloxymethylated or a mixture thereof may be mentioned. Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxymethylated, or a mixture thereof, and tetramethylolglycoluril methylol. Examples thereof include compounds in which 1 to 4 of the groups are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethylated, a mixture thereof, tetramethoxyethyl urea, and the like.

アルケニルエーテル基を含む化合物としては、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。   Examples of the compound containing an alkenyl ether group include ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, Examples include 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, and the like.

ナフトールノボラック、m−及びp−クレゾールノボラック、ナフトール−ジシクロペンタジエンノボラック、m−及びp−クレゾール−ジシクロペンタジエンノボラック、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン、ペンタエリトリトール、1,2,6−ヘキサントリオール、4,4’,4’’−メチリデントリスシクロヘキサノール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスシクロヘキサノール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−4,4’−ジオール、メチレンビスシクロヘキサノール、デカヒドロナフタレン−2,6−ジオール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−3,3’,4,4’−テトラヒドロキシルなどのアルコール基含有化合物、ビスフェノール、メチレンビスフェノール、2,2’−メチレンビス[4−メチルフェノール]、4,4’−メチリデン−ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−(1−メチル−エチリデン)ビス[2−メチルフェノール]、4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノール、4,4’−(1,3−ジメチルブチリデン)ビスフェノール、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−オキシビスフェノール、4,4’−メチレンビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4’−メチレンビス[2−メチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、4,4’−(1,2−エタンジイル)ビスフェノール、4,4’−(ジエチルシリレン)ビスフェノール、4,4’−[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’−エチリジントリス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’−エチリジントリスフェノール、4,6−ビス[(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、4,4’−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,2−エタンジイリデン)テトラキスフェノール、4,4’,4’’,4’’’−エタンジイリデン)テトラキス[2−メチルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニルメチル)1,3−ベンゼンジオール、2,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’,4’’’−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリデン)トリスフェノール、2,6−ビス[(4−ヒドロキシ−3−フロロフェニル)メチル]−4−フルオロフェノール、2,6−ビス[4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル]メチル]−4−フルオロフェノール、3,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、p−メチルカリックス[4]アレン、2,2’−メチレンビス[6−[(2,5/3,6−ジメチル−4/2−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’,4’’’−テトラキス[(1−メチルエチリデン)ビス(1,4−シクロヘキシリデン)]フェノール、6,6’−メチレンビス[4−(4−ヒドロキシフェニルメチル)−1,2,3−ベンゼントリオール、3,3’,5,5’−テトラキス[(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−[(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジオール]などのフェノール低核体のヒドロキシ基をエピクロルヒドリンによってグリシジルエーテル化された化合物を架橋剤として用いることもできる。 Naphthol novolak, m- and p-cresol novolak, naphthol-dicyclopentadiene novolak, m- and p-cresol-dicyclopentadiene novolak, 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2, 6 ] -decane, pentaerythritol, 1,2,6-hexanetriol, 4,4 ′, 4 ″ -methylidenetriscyclohexanol, 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-hydroxy) (Cyclohexyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] biscyclohexanol, [1,1′-bicyclohexyl] -4,4′-diol, methylenebiscyclohexanol, decahydronaphthalene-2,6-diol, [1 , 1′-bicyclohexyl] -3,3 ′, 4,4′-tetrahydroxyl and other alcohol groups Compound, bisphenol, methylene bisphenol, 2,2′-methylene bis [4-methylphenol], 4,4′-methylidene-bis [2,6-dimethylphenol], 4,4 ′-(1-methyl-ethylidene) bis [2-Methylphenol], 4,4′-cyclohexylidenebisphenol, 4,4 ′-(1,3-dimethylbutylidene) bisphenol, 4,4 ′-(1-methylethylidene) bis [2,6- Dimethylphenol], 4,4′-oxybisphenol, 4,4′-methylenebisphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methanone, 4,4′-methylenebis [2-methylphenol], 4,4 ′-[1, 4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol, 4,4 ′-(1,2-ethanediyl) bisphenol, 4,4 ′-( Diethylsilylene) bisphenol, 4,4 ′-[2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethylidene] bisphenol, 4,4 ′, 4 ″ -methylidenetrisphenol, 4,4′- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4 ′, 4 ″ -ethylidynetris [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″ -ethylidenetrisphenol, 4,6-bis [(4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 4,4 ′-[(3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,2-ethanediylidene) tetrakisf Ol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-ethanediylidene) tetrakis [2-methylphenol], 2,2′-methylenebis [6-[(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4 -Methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,4-phenylenedimethylidene) tetrakisphenol, 2,4,6-tris (4-hydroxyphenylmethyl) 1,3-benzene Diol, 2,4 ′, 4 ″ -methylidenetrisphenol, 4,4 ′, 4 ′ ″-(3-methyl-1-propanyl-3-ylidene) trisphenol, 2,6-bis [(4 -Hydroxy-3-fluorophenyl) methyl] -4-fluorophenol, 2,6-bis [4-hydroxy-3-fluorophenyl] methyl] -4-fluorophenol, 3,6-bis [(3,5- Dimethyl-4-hi Droxyphenyl) methyl] -1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, p-methylcalix [4] arene 2,2′-methylenebis [6-[(2,5 / 3,6-dimethyl-4 / 2-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 2,2′-methylenebis [6-[(3 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-tetrakis [(1-methylethylidene) bis (1,4-cyclohexylidene)] Phenol, 6,6′-methylenebis [4- (4-hydroxyphenylmethyl) -1,2,3-benzenetriol, 3,3 ′, 5,5′-tetrakis [(5-methyl-2-hydroxyphenyl Methyl] - [(1,1'-biphenyl) -4,4'-diol] the hydroxy groups of the phenolic low nuclei such as may be a compound which is a glycidyl ether by epichlorohydrin as a crosslinking agent.

本発明における架橋剤の配合量は、式(1)の化合物、式(2)の繰り返し単位を有する樹脂、及びブレンド用ポリマーの合計量(以下、ベースポリマーという)100部に対して3〜50部が好ましく、特に5〜40部が好ましい。3部未満であるとレジストとミキシングを起こす場合があり、50部を超えると反射防止効果が低下したり、架橋後の膜にひび割れが入るあるいは炭素密度の低下によりエッチング耐性が低下することがある。   The blending amount of the crosslinking agent in the present invention is 3 to 50 with respect to 100 parts of the total amount of the compound of formula (1), the resin having the repeating unit of formula (2), and the polymer for blending (hereinafter referred to as base polymer). Part is preferable, and 5 to 40 parts are particularly preferable. If it is less than 3 parts, it may cause mixing with the resist, and if it exceeds 50 parts, the antireflection effect may be reduced, or the film after crosslinking may be cracked or the etching resistance may be reduced due to a decrease in carbon density. .

本発明においては、熱による架橋反応を更に促進させるための酸発生剤を添加することができる。酸発生剤は熱分解によって酸を発生するものや、光照射によって酸を発生するものがあるが、いずれのものも添加することができる。   In the present invention, an acid generator for further promoting the crosslinking reaction by heat can be added. There are acid generators that generate an acid by thermal decomposition and those that generate an acid by light irradiation, and any of them can be added.

本発明で使用される酸発生剤としては、
i.下記一般式(P1a−1)、(P1a−2)、(P1a−3)又は(P1b)のオニウム塩、
ii.下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、
iii.下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、
iv.下記一般式(P4)のビススルホン誘導体、
v.下記一般式(P5)のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
vi.β−ケトスルホン酸誘導体、
vii.ジスルホン誘導体、
viii.ニトロベンジルスルホネート誘導体、
ix.スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
As the acid generator used in the present invention,
i. An onium salt of the following general formula (P1a-1), (P1a-2), (P1a-3) or (P1b),
ii. A diazomethane derivative of the following general formula (P2):
iii. A glyoxime derivative of the following general formula (P3):
iv. A bissulfone derivative of the following general formula (P4):
v. A sulfonic acid ester of an N-hydroxyimide compound of the following general formula (P5),
vi. β-ketosulfonic acid derivatives,
vii. Disulfone derivatives,
viii. Nitrobenzyl sulfonate derivatives,
ix. Examples thereof include sulfonic acid ester derivatives.


(式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜6のアルキレン基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。R101d、R101e、R101f、R101gは、R101a、R101b、R101cに水素原子を加えて示される。R101dとR101e、R101dとR101eとR101fとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101dとR101e及びR101dとR101eとR101fは炭素数3〜10のアルキレン基を示す。又は式中の窒素原子を環の中に有する複素芳香族環を示す。)

Wherein R 101a , R 101b and R 101c are each a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and an aryl having 6 to 20 carbon atoms. Group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms or an aryloxoalkyl group, part or all of hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, etc. R 101b and R 101c May form a ring, and in the case of forming a ring, R 101b and R 101c each represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, K represents a non-nucleophilic counter ion, R 101d , R 101e , R 101f , and R 101g are represented by adding a hydrogen atom to R 101a , R 101b , and R 101c , R 101d and R 101e , and R 101d , R 101e, and R 101f may form a ring. In the case of forming a ring, R 101d and R 101e and R 101d and R 10 1e and R 101f represent an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a heteroaromatic ring having a nitrogen atom in the formula.

上記R101a、R101b、R101c、R101d、R101e、R101f、R101gは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。 R 101a , R 101b , R 101c , R 101d , R 101e , R 101f and R 101g may be the same as or different from each other. Specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group , Isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl Group, cyclohexylmethyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, and the like. 2-oxopropyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, dimethylphenyl groups, etc. Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group and the like Groups and the like. Non-nucleophilic counter ions of K include halide ions such as chloride ion and bromide ion, fluoroalkyl sulfonates such as triflate, 1,1,1-trifluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate, tosylate, and benzene sulfonate. And aryl sulfonates such as 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.

また、R101dは、R101e、R101f、R101gが式中の窒素原子を環の中に有する複素芳香族環は、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。 In addition, R 101d is a heteroaromatic ring in which R 101e , R 101f , and R 101g each have a nitrogen atom in the formula is an imidazole derivative (for example, imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenyl). Imidazole etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline etc.), pyrrolidine derivatives (eg pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone etc.), imidazoline derivatives, imidazo Lysine derivatives, pyridine derivatives (eg pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethylpyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridy , 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- ( 1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc.), pyridazine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolidine derivatives, piperidine derivatives, piperazine derivatives, morpholine derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, 1H-indazole Derivatives, indoline derivatives, quinoline derivatives (eg quinoline, 3-quinolinecarbonitrile, etc.), isoquinoline derivatives, cinnoline derivatives, quinazoline derivatives, quinoxaline derivatives, phthalas Exemplified derivatives, purine derivatives, pteridine derivatives, carbazole derivatives, phenanthridine derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, 1,10-phenanthroline derivatives, adenine derivatives, adenosine derivatives, guanine derivatives, guanosine derivatives, uracil derivatives, uridine derivatives, etc. Is done.

上記一般式(P1a−1)と一般式(P1a−2)は光酸発生剤、熱酸発生剤の両方の効果があるが、上記一般式(P1a−3)は熱酸発生剤として作用する。   The general formula (P1a-1) and the general formula (P1a-2) have both effects of a photoacid generator and a thermal acid generator, but the general formula (P1a-3) acts as a thermal acid generator. .


(式中、R102a、R102bはそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104a、R104bはそれぞれ炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。)

(In the formula, R 102a and R 102b each represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 103 is a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 10 carbon atoms. R 104a and R 104b each represent a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.)

上記R102a、R102bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。R103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。R104a、R104bとしては、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。K-は式(P1a−1)、(P1a−2)及び(P1a−3)で説明したものと同様のものを挙げることができる。 Specific examples of R 102a and R 102b include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group and the like. R 103 is methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene. Group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclooctylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like. Examples of R 104a and R 104b include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group. K - is the formula (P1a-1), can be exemplified the same ones as described in (P1a-2) and (P1a-3).


(式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。)

(In the formula, R 105 and R 106 are linear, branched or cyclic alkyl groups or halogenated alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, aryl groups or halogenated aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, or carbon atoms. 7 to 12 aralkyl groups are shown.)

105、R106のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としては、フルオロフェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group for R 105 and R 106 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, Examples include amyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. As the aryl group, an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, or an m-tert-butoxyphenyl group. And alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group, and dimethylphenyl group. Examples of the halogenated aryl group include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.


(式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)

(Wherein R 107 , R 108 and R 109 are each a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 108 and R 109 may be bonded to each other to form a cyclic structure, and in the case of forming a cyclic structure, R 108 and R 109 each have 1 to 6 carbon atoms. Represents a linear or branched alkylene group.)

107、R108、R109のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、R105、R106で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、R108、R109のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group, and aralkyl group of R 107 , R 108 , and R 109 include the same groups as those described for R 105 and R 106 . Examples of the alkylene group for R 108 and R 109 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group.


(式中、R101a、R101bは上記と同様である。)

(In the formula, R 101a and R 101b are the same as above.)


(式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。)

(In the formula, R 110 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are further carbon atoms. It may be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group, and R 111 is a linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a substituted alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, a phenyl group, or a naphthyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups are further an alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; A phenyl group which may be substituted with an alkyl group of 4 to 4, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or a phenyl group which may be substituted with a chlorine atom or a fluorine atom.

ここで、R110のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−2,3−ジイル基等が、アルケニレン基としては、1,2−ビニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。R111のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、ジメチルアリル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。 Here, as the arylene group of R 110 , 1,2-phenylene group, 1,8-naphthylene group, etc., and as the alkylene group, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, phenylethylene group, norbornane Examples of the alkenylene group such as -2,3-diyl group include 1,2-vinylene group, 1-phenyl-1,2-vinylene group, 5-norbornene-2,3-diyl group and the like. The alkyl group for R 111 is the same as R 101a to R 101c, and the alkenyl group is a vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, isoprenyl group, 1- Pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, dimethylallyl group, 1-hexenyl group, 3-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-heptenyl group, 3-heptenyl group, 6-heptenyl group, 7-octenyl Groups such as alkoxyalkyl groups include methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, butoxymethyl, pentyloxymethyl, hexyloxymethyl, heptyloxymethyl, methoxyethyl, ethoxyethyl, Propoxyethyl, butoxyethyl, pentyloxyethyl, hexyloxyethyl, methoxypro Group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxy propyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.

なお、更に置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が、炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、p−tert−ブトキシフェニル基、p−アセチルフェニル基、p−ニトロフェニル基等が、炭素数3〜5のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。   In addition, examples of the optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. As the alkoxy group of ˜4, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group and the like are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, and a nitro group. As the phenyl group which may be substituted with an acetyl group, a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, a p-acetylphenyl group, a p-nitrophenyl group, etc. are heterocycles having 3 to 5 carbon atoms. Examples of the aromatic group include a pyridyl group and a furyl group.

具体的には、例えばトリフルオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸ピリジニウム、カンファースルホン酸トリエチルアンモニウム、カンファースルホン酸ピリジニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩。   Specifically, for example, tetramethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetramethylammonium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium nonafluorobutanesulfonate, pyridinium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium camphorsulfonate, pyridinium camphorsulfonate, nona Tetra n-butylammonium fluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, phenyliodonium trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-Toluenesulfonic acid diphenyliodonium, p-toluenesulfonic acid ( -Tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethane Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium sulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxy) p-toluenesulfonate Phenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonafluorobuta Triphenylsulfonium sulfonate, triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexylmethyl p-toluenesulfonate ( 2-oxocyclohexyl) sulfonium, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoro Lomethanesulfone Cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium acid, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate], 1,2 ' -Onium salts such as naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate.

ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体。   Bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane, bis (isoamylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsulfonyl) diazomethane, B hexylsulfonyl-1-(tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexyl sulfonyl-1-(tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1-(tert-butylsulfonyl) diazomethane derivatives such as diazomethane.

ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体。   Bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime Bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- ( n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime, bis-O— (N-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -2- Til-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (1,1 , 1-trifluoroethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis -O- (cyclohexanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O -(P-tert-butylbenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, Scan -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-dimethylglyoxime, bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-glyoxime derivatives such as dimethylglyoxime.

ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体。   Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane.

2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体。   Β-ketosulfone derivatives such as 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.

ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体。   Disulfone derivatives such as diphenyldisulfone derivatives and dicyclohexyldisulfone derivatives.

p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体。   Nitrobenzyl sulfonate derivatives such as 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.

1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体。   Sulfonic acid ester derivatives such as 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy) benzene .

N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−クロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等が挙げられるが、特にトリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。   N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-methoxybenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2 -Chloroethane sulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide benzene sulfonic acid ester, N- Droxysuccinimide-2,4,6-trimethylbenzenesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonate, N-hydroxysuccinimide 2-naphthalenesulfonate, N-hydroxy-2-phenylsuccinimide methanesulfonate N-hydroxymaleimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxymaleimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxyglutarimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxyglutarimide benzenesulfonic acid Esters, N-hydroxyphthalimide methanesulfonate, N-hydroxyphthalimidebenzenesulfonate, N-hydroxyphthalate Imidotrifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2,3- Dicarboximide methanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide p-toluenesulfonate Sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-buto Xylphenyl) diphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid triphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium Onium salts such as 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate, bis (benzenes) Phonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propyl) Diazomethane derivatives such as sulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) ) -Α-dimethylglyoxime and other glyoxime derivatives, bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane, N-hydroxysuccinimide methanesulfonate, N-hydroxy Succinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester , N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, and other sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds are preferably used.

なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸発生剤の添加量は、ベースポリマー100部に対して好ましくは0.1〜50部、より好ましくは0.5〜40部である。0.1部より少ないと酸発生量が少なく、架橋反応が不十分な場合があり、50部を超えると上層レジストへ酸が移動することによるミキシング現象が起こる場合がある。
In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The addition amount of the acid generator is preferably 0.1 to 50 parts, more preferably 0.5 to 40 parts with respect to 100 parts of the base polymer. If the amount is less than 0.1 part, the amount of acid generated is small and the crosslinking reaction may be insufficient. If the amount exceeds 50 parts, a mixing phenomenon may occur due to the acid moving to the upper resist.

更に、本発明の下層膜形成材料には、保存安定性を向上させるための塩基性化合物を配合することができる。
塩基性化合物としては、酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。
このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
Furthermore, the lower layer film-forming material of the present invention can be blended with a basic compound for improving storage stability.
As a basic compound, it plays the role of the quencher with respect to an acid in order to prevent the acid which generate | occur | produced in trace amount from the acid generator to advance a crosslinking reaction.
Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl groups. A nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative, and the like.

具体的には、第一級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。   Specifically, primary aliphatic amines include ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, tert- Amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, etc. are exemplified as secondary aliphatic amines. Dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, disi Lopentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, didodecylamine, dicetylamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepenta Examples of tertiary aliphatic amines include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine, and tripentylamine. , Tricyclopentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, Examples include cetylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylmethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyltetraethylenepentamine and the like. Is done.

また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、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、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロール、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。   Examples of hybrid amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, and benzyldimethylamine. Specific examples of aromatic amines and heterocyclic amines include aniline derivatives (eg, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3- Methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5- Dinitroaniline, N, N-dimethyltoluidine, etc.), diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (eg pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dim Lupyrrole, 2,5-dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.), oxazole derivatives (eg oxazole, isoxazole etc.), thiazole derivatives (eg thiazole, isothiazole etc.), imidazole derivatives (eg imidazole, 4-methylimidazole, 4 -Methyl-2-phenylimidazole, etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline etc.), pyrrolidine derivatives (eg pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone etc.) ), Imidazoline derivatives, imidazolidine derivatives, pyridine derivatives (eg pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethyl) Lysine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc.), pyridazine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolidine derivatives, piperidine Derivatives, piperazine derivatives, morpholine derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, 1H-indazole derivatives, indoline derivatives, quinoline derivatives (eg quinoline, 3-quinoline carbo Nitriles), isoquinoline derivatives, cinnoline derivatives, quinazoline derivatives, quinoxaline derivatives, phthalazine derivatives, purine derivatives, pteridine derivatives, carbazole derivatives, phenanthridine derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, 1,10-phenanthroline derivatives, adenine derivatives, adenosine Examples include derivatives, guanine derivatives, guanosine derivatives, uracil derivatives, uridine derivatives and the like.

更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシアラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノ−ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロリジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。   Furthermore, examples of the nitrogen-containing compound having a carboxy group include aminobenzoic acid, indolecarboxylic acid, amino acid derivatives (for example, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, leucine, methionine. , Phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine) and the like, and examples of the nitrogen-containing compound having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, and the like. Nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, and alcoholic nitrogen-containing compounds include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, and 3-indolemethanol. Drate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2'-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol 4-amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) Ethyl] piperazine, piperidineethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidinone, 3-piperidino-1,2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propane Diol, 8-hydroxyuroli , 3-cuincridinol, 3-tropanol, 1-methyl-2-pyrrolidineethanol, 1-aziridineethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotinamide, etc. Illustrated. Examples of amide derivatives include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like. Examples of imide derivatives include phthalimide, succinimide, maleimide and the like.

塩基性化合物の配合量はベースポリマー100部に対して0.001〜2部、特に0.01〜1部が好適である。配合量が0.001部より少ないと配合効果がなく、2部を超えると熱で発生した酸を全てトラップして架橋しなくなる場合がある。   The compounding amount of the basic compound is preferably 0.001 to 2 parts, particularly 0.01 to 1 part, relative to 100 parts of the base polymer. When the blending amount is less than 0.001 part, there is no blending effect, and when it exceeds 2 parts, all of the acid generated by heat may be trapped and crosslinking may not occur.

本発明の下層膜形成材料において使用可能な有機溶剤としては、前記のベースポリマー、酸発生剤、架橋剤、その他添加剤等が溶解するものであれば特に制限はない。その具体例を列挙すると、シクロヘキサノン、メチル−2−アミルケトン等のケトン類;3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−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類;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、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等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、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tert−ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類が挙げられ、これらの1種又は2種以上を混合使用できるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、これら有機溶剤の中でもジエチレングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ−2−プロパノール、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びこれらの混合溶剤が好ましく使用される。   The organic solvent that can be used in the lower layer film-forming material of the present invention is not particularly limited as long as the base polymer, the acid generator, the cross-linking agent, and other additives can be dissolved. Specific examples thereof include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-amyl ketone; 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol and the like. Alcohols: ethers such as propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl 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, lactic acid Ethyl, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate , Tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate and the like, and one or more of these can be used in combination. It is not limited. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether and a mixed solvent thereof are preferably used.

溶剤の配合量は、ベースポリマー100部に対して200〜10,000部が好ましく、特に300〜5,000部とすることが好ましい。   The amount of the solvent is preferably 200 to 10,000 parts, particularly preferably 300 to 5,000 parts with respect to 100 parts of the base polymer.

本発明の下層膜は、フォトレジスト組成物と同様にスピンコート法などで被加工基板上に作製することが可能である。スピンコート後、溶媒を蒸発し、上層レジスト膜とミキシング防止のため、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80〜300℃の範囲内で、10〜300秒の範囲内が好ましく用いられる。なお、この下層膜の厚さは適宜選定されるが、30〜20,000nm、特に50〜15,000nmとすることが好ましい。下層膜を作製した後、2層プロセスの場合はその上に珪素含有レジスト層、3層プロセスの場合はその上に珪素含有中間層、更にその上に珪素を含まない単層レジスト層を作製する。
この場合、これらのレジスト層を形成するためのフォトレジスト組成物としては公知のものを使用することができる。
The underlayer film of the present invention can be produced on a substrate to be processed by a spin coating method or the like, similar to a photoresist composition. After spin coating, it is desirable to evaporate the solvent and bake to accelerate the crosslinking reaction in order to prevent mixing with the upper resist film. The baking temperature is preferably in the range of 80 to 300 ° C. and in the range of 10 to 300 seconds. Although the thickness of this lower layer film is appropriately selected, it is preferably 30 to 20,000 nm, particularly 50 to 15,000 nm. After forming the lower layer film, a silicon-containing resist layer is formed thereon in the case of a two-layer process, and a silicon-containing intermediate layer is formed thereon in the case of a three-layer process, and a single-layer resist layer not containing silicon is formed thereon. .
In this case, a well-known thing can be used as a photoresist composition for forming these resist layers.

2層プロセス用の珪素含有レジスト組成物としては、酸素ガスエッチング耐性の点から、ベースポリマーとしてポリシルセスキオキサン誘導体又はビニルシラン誘導体等の珪素原子含有ポリマーを使用し、更に有機溶剤、酸発生剤、必要により塩基性化合物等を含むポジ型のフォトレジスト組成物が使用される。なお、珪素原子含有ポリマーとしては、この種のレジスト組成物に用いられる公知のポリマーを使用することができる。   As a silicon-containing resist composition for a two-layer process, a silicon atom-containing polymer such as a polysilsesquioxane derivative or a vinylsilane derivative is used as a base polymer from the viewpoint of oxygen gas etching resistance, and further an organic solvent, an acid generator If necessary, a positive photoresist composition containing a basic compound or the like is used. In addition, as a silicon atom containing polymer, the well-known polymer used for this kind of resist composition can be used.

3層プロセス用の珪素含有中間層としてはポリシルセスキオキサンベースの中間層が好ましく用いられる。中間層に反射防止膜として効果を持たせることによって、反射を抑えることができる。   A polysilsesquioxane-based intermediate layer is preferably used as the silicon-containing intermediate layer for the three-layer process. By providing the intermediate layer with an effect as an antireflection film, reflection can be suppressed.

特に193nm露光用としては、下層膜として芳香族基を多く含み基板エッチング耐性が高い材料を用いると、k値が高くなり、基板反射が高くなるが、中間層で反射を抑えることによって基板反射を0.5%以下にすることができる。   Especially for 193 nm exposure, if a material with many aromatic groups and high substrate etching resistance is used as the lower layer film, the k value increases and the substrate reflection increases, but the substrate reflection is suppressed by suppressing the reflection in the intermediate layer. It can be made 0.5% or less.

反射防止効果がある中間層としては、248nm、157nm露光用としてはアントラセニル基、193nm露光用としてはフェニル基又は珪素−珪素結合を有する吸光基をペンダントし、酸あるいは熱で架橋するポリシルセスキオキサンが好ましく用いられる。   As an intermediate layer having an antireflection effect, an anthracenyl group is used for exposure at 248 nm and 157 nm, a light-absorbing group having a phenyl group or a silicon-silicon bond is pendant for exposure at 193 nm, and polysilsesquioxy which is crosslinked with acid or heat. Sun is preferably used.

また、Chemical Vapour Deposition(CVD)法で形成した中間層を用いることもできる。CVD法で作製した反射防止膜としての効果が高い中間層としてはSiON膜が知られている。CVD法よりスピンコート法による中間層の形成の方が簡便でコスト的なメリットがある。3層プロセスにおける上層レジスト組成物は、ポジ型でもネガ型でもどちらでもよく、通常用いられている単層レジスト組成物と同じものを用いることができる。   In addition, an intermediate layer formed by a chemical vapor deposition (CVD) method can also be used. A SiON film is known as an intermediate layer having a high effect as an antireflection film produced by a CVD method. The formation of the intermediate layer by spin coating is simpler and more cost-effective than CVD. The upper layer resist composition in the three-layer process may be either a positive type or a negative type, and the same one as a commonly used single layer resist composition can be used.

上記フォトレジスト組成物によりレジスト層を形成する場合、上記下層膜を形成する場合と同様に、スピンコート法が好ましく用いられる。レジスト組成物をスピンコート後、プリベークを行うが、80〜180℃で10〜300秒の範囲が好ましい。その後常法に従い、露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像を行い、レジストパターンを得る。なお、レジスト膜の厚さは特に制限されないが、30〜500nm、特に50〜400nmが好ましい。
また、露光光としては、波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3〜20nmの軟X線、電子ビーム、X線等を挙げることができる。
When forming a resist layer with the said photoresist composition, a spin coat method is used preferably similarly to the case where the said lower layer film is formed. Pre-baking is performed after spin-coating the resist composition, and a range of 10 to 300 seconds at 80 to 180 ° C. is preferable. Thereafter, exposure is performed according to a conventional method, post-exposure baking (PEB), and development is performed to obtain a resist pattern. The thickness of the resist film is not particularly limited, but is preferably 30 to 500 nm, particularly 50 to 400 nm.
Examples of the exposure light include high energy rays having a wavelength of 300 nm or less, specifically, excimer lasers of 248 nm, 193 nm, and 157 nm, soft X-rays of 3 to 20 nm, electron beams, and X-rays.

次に、得られたレジストパターンをマスクにしてエッチングを行う。2層プロセスにおける下層膜エッチングは酸素ガスを用いたエッチングを行う。酸素ガスに加えて、He、Arなどの不活性ガスや、CO、CO2、NH3、SO2、N2、NO2、2ガスを加えることも可能であり、酸素ガスを使わずにCO、CO2、NH3、SO2、N2、NO2、2ガスだけでエッチングを行うこともできる。特に後者のガスはパターン側壁のアンダーカット防止のための側壁保護のために用いられる。3層プロセスにおける中間層のエッチングは、フロン系のガスを用いてレジストパターンをマスクにして中間層の加工を行う。次いで上記酸素ガスエッチングを行い、中間層パターンをマスクにして下層膜の加工を行う。 Next, etching is performed using the obtained resist pattern as a mask. The lower layer film etching in the two-layer process is performed using oxygen gas. In addition to oxygen gas, it is also possible to add inert gases such as He and Ar, and CO, CO 2 , NH 3 , SO 2 , N 2 , NO 2 and H 2 gases without using oxygen gas. Etching can be performed using only CO, CO 2 , NH 3 , SO 2 , N 2 , NO 2, and H 2 gas. In particular, the latter gas is used for side wall protection for preventing undercut of the pattern side wall. In the etching of the intermediate layer in the three-layer process, the intermediate layer is processed by using a fluorocarbon gas with the resist pattern as a mask. Next, the oxygen gas etching is performed, and the lower layer film is processed using the intermediate layer pattern as a mask.

次の被加工基板のエッチングも、常法によって行うことができ、例えば基板がSiO2、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、p−SiやAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行う。基板加工をフロン系ガスでエッチングした場合、2層レジストプロセスの珪素含有レジストと3層プロセスの珪素含有中間層は基板加工と同時に剥離される。塩素系、臭素系ガスで基板をエッチングした場合は、珪素含有レジスト又は珪素含有中間層の剥離は基板加工後にフロン系ガスによるドライエッチング剥離を別途行う必要がある。 The next substrate to be processed can also be etched by a conventional method. For example, if the substrate is SiO 2 or SiN, etching mainly using a chlorofluorocarbon gas, and if p-Si, Al, or W is chlorine or bromine, Etching is mainly performed. When the substrate processing is etched with chlorofluorocarbon gas, the silicon-containing resist in the two-layer resist process and the silicon-containing intermediate layer in the three-layer process are peeled off simultaneously with the substrate processing. When the substrate is etched with a chlorine-based or bromine-based gas, the silicon-containing resist or the silicon-containing intermediate layer needs to be removed by dry etching using a chlorofluorocarbon-based gas after the substrate is processed.

本発明の下層膜は、これら被加工基板のエッチング耐性に優れる特徴がある。
なお、被加工基板としては、基板上に形成される。基板としては、特に限定されるものではなく、Si、α−Si、p−Si、SiO2、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工膜(被加工基板)と異なる材質のものが用いられる。被加工膜としては、Si、SiO2、SiON、SiN、p−Si、α−Si、W、W−Si、Al、Cu、Al−Si等種々のLow−k膜及びそのストッパー膜が用いられ、通常50〜10,000nm、特に100〜5,000nm厚さに形成し得る。
The underlayer film of the present invention is characterized by excellent etching resistance of these substrates to be processed.
The substrate to be processed is formed on the substrate. There is no particular limitation on the substrate, and Si, α-Si, p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, Al, etc. may be made of a material different from the film to be processed (substrate to be processed). Used. Various low-k films such as Si, SiO 2 , SiON, SiN, p-Si, α-Si, W, W-Si, Al, Cu, Al-Si, and their stopper films are used as the work film. Usually, it can be formed to a thickness of 50 to 10,000 nm, particularly 100 to 5,000 nm.

本発明のパターン形成方法は、このようにフォトレジスト下層膜を基板上に適用し、該下層膜の上に必要により中間層を介してフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でフォトレジストパターン層をマスクにして下層膜層及び基板を加工するものであるが、2層レジスト加工プロセス、3層レジスト加工プロセスの一例について更に具体的に示すと下記の通りである。   In the pattern forming method of the present invention, the photoresist underlayer film is thus applied on the substrate, and a layer of the photoresist composition is applied on the underlayer film through an intermediate layer as necessary. Radiation is applied to the required area, developed with a developing solution to form a resist pattern, and the lower layer film layer and the substrate are processed using the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus. More specifically, an example of the three-layer resist processing process is as follows.

2層レジスト加工プロセスの場合、図6(A)に示したように、基板1の上に積層された被加工基板(被加工膜)2上に下層膜形成材料を用いて下層膜3を形成し、その上にフォトレジスト組成物、特に珪素原子含有ポリマーをベース樹脂とするフォトレジスト組成物によるフォトレジスト層4を形成し、次いでフォトマスクを介してフォトレジスト層4の所用部分5を露光し[図6(B)]、PEB、現像してフォトレジストパターン層4aを形成する[図6(C)]。
その後、このフォトレジストパターン層4aをマスクにして下地層3を酸素プラズマエッチング加工し[図6(D)]、更にフォトレジストパターン層を除去後、被加工基板2をエッチング加工する[図6(E)]。
In the case of the two-layer resist processing process, as shown in FIG. 6A, the lower layer film 3 is formed on the substrate to be processed (processed film) 2 stacked on the substrate 1 using the lower layer film forming material. A photoresist layer 4 made of a photoresist composition, in particular, a photoresist composition based on a silicon atom-containing polymer is formed thereon, and then a desired portion 5 of the photoresist layer 4 is exposed through a photomask. [FIG. 6B], PEB, and development to form a photoresist pattern layer 4a [FIG. 6C].
Thereafter, the base layer 3 is subjected to oxygen plasma etching using the photoresist pattern layer 4a as a mask [FIG. 6D], and after further removal of the photoresist pattern layer, the substrate 2 to be processed is etched [FIG. E)].

一方、3層レジスト加工プロセスの場合、図7(A)に示したように、2層レジスト加工プロセスの場合と同様に、基板1の上に積層された被加工基板2上に下層膜3を形成した後、珪素含有中間層6を形成し、その上に単層フォトレジスト層7を形成する。   On the other hand, in the case of the three-layer resist processing process, as shown in FIG. 7A, as in the case of the two-layer resist processing process, the lower layer film 3 is formed on the substrate 2 to be processed stacked on the substrate 1. After the formation, a silicon-containing intermediate layer 6 is formed, and a single-layer photoresist layer 7 is formed thereon.

次いで、図7(B)に示したように、フォトレジスト層7の所用部分8を露光し、PEB現像を行ってフォトレジストパターン層7aを形成する[図7(C)]。このフォトレジストパターン層7aをマスクとし、CF系ガスを用いて中間層6をエッチング加工し[図7(D)]、フォトレジストパターン層を除去後、この加工された中間層6aをマスクとして下地膜3を酸素プラズマエッチングし[図7(E)]、更に加工中間層6aを除去後、被加工基板2をエッチング加工するものである[図7(F)]。   Next, as shown in FIG. 7B, the desired portion 8 of the photoresist layer 7 is exposed and subjected to PEB development to form a photoresist pattern layer 7a [FIG. 7C]. Using this photoresist pattern layer 7a as a mask, the intermediate layer 6 is etched using a CF-based gas [FIG. 7D], and after removing the photoresist pattern layer, the processed intermediate layer 6a is used as a mask. The base film 3 is subjected to oxygen plasma etching [FIG. 7E], and the processed substrate 2 is further etched after the processing intermediate layer 6a is removed [FIG. 7F].

以下、合成例及び実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。
なお、分子量の測定法は具体的に下記の方法により行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を求め、分散度(Mw/Mn)を求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by these description.
In addition, the measuring method of molecular weight was specifically performed by the following method.
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were determined by gel permeation chromatography (GPC), and the degree of dispersion (Mw / Mn) was determined.

[合成例1]
300mlのフラスコに下記に示す化合物1を200g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5gを加え、撹拌しながら100℃で24時間反応させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解させ、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃,2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き、下記式で示されるポリマー1を163g得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
Mw=8,000、Mw/Mn=4.30
[Synthesis Example 1]
To a 300 ml flask, 200 g of Compound 1 shown below, 75 g of a 37% formalin aqueous solution, and 5 g of oxalic acid were added and reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. After the reaction, it is dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst and metal impurities are removed by washing with sufficient water, the solvent is removed under reduced pressure, the pressure is reduced to 150 ° C. and 2 mmHg, water and unreacted monomers are removed, and the polymer represented by the following formula 163 g of 1 was obtained.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Mw = 8,000, Mw / Mn = 4.30

[合成例2]
300mlのフラスコ下記に示す化合物2を200g、37%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5gを加え、撹拌しながら100℃で24時間反応させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解させ、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶媒を減圧除去し、150℃,2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き、下記式で示されるポリマー2を188g得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
Mw=9,500、Mw/Mn=4.80
[Synthesis Example 2]
300 ml flask 200 g of the compound 2 shown below, 37% formalin aqueous solution 75 g, and oxalic acid 5 g were added and reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. After the reaction, it is dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst and metal impurities are removed by washing with sufficient water, the solvent is removed under reduced pressure, the pressure is reduced to 150 ° C. and 2 mmHg, water and unreacted monomers are removed, and the polymer represented by the following formula 188 g of 2 was obtained.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Mw = 9,500, Mw / Mn = 4.80

炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物としては、下記化合物1〜6を用いた。
As specific bisphenol compounds having a group having a large number of carbon atoms, the following compounds 1 to 6 were used.

ブレンド用ベースポリマー3としてはカチオン重合によって得られたインデン−ヒドロキシスチレン、ポリマー4としては同じくカチオン重合によって得られたアセナフチレン−ヒドロキシスチレン、ポリマー5としては4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノールをホルマリンにてノボラック化した樹脂を用いた。ブレンド用ポリマー3〜5の構造、重合比率、分子量を下記に示す。
The base polymer 3 for blending is indene-hydroxystyrene obtained by cationic polymerization, the polymer 4 is acenaphthylene-hydroxystyrene obtained by cationic polymerization, and the polymer 5 is 4,4 ′-(9H-fluorene-9- A resin in which ylidene) bisphenol was novolaked with formalin was used. The structures, polymerization ratios, and molecular weights of the blending polymers 3 to 5 are shown below.

比較例用ポリマー1としてはラジカル重合によって得られた4−ヒドロキシスチレン:2−メタクリル酸−1−アントラセンメチル=56:44、重量平均分子量(Mw)=14,400、分子量分布(Mw/Mn)=1.77、比較例用ポリマー2としてはMw=8,800、Mw/Mn=4.5のm−クレゾールノボラック樹脂、比較例用ポリマー3としてはMw=9,200、Mw/Mn=1.05のポリヒドロキシスチレンを用いた。   As Comparative Example Polymer 1, 4-hydroxystyrene: 2-methacrylic acid-1-anthracenemethyl = 56: 44 obtained by radical polymerization, weight average molecular weight (Mw) = 14,400, molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.77, mw-cresol novolak resin with Mw = 8,800, Mw / Mn = 4.5 as polymer 2 for comparative example, Mw = 9,200, Mw / Mn = 1 as polymer 3 for comparative example .05 polyhydroxystyrene was used.

[実施例、比較例]
表1に示すように、ポリマー1,2で示される樹脂、ブレンド用ポリマー3〜5で示される樹脂、比較例用ポリマー1〜3で示される樹脂、炭素数が多い基を有する特定のビスフェノール化合物1〜6、ArF珪素含有中間層ポリマー1、AG1で示される酸発生剤、CR1,2で示される架橋剤を、FC−430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む溶媒中に表1に示す割合で溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって下層膜溶液と中間層膜溶液をそれぞれ調製した。
[Examples and Comparative Examples]
As shown in Table 1, the resin shown by polymers 1 and 2, the resin shown by polymers 3 to 5 for blending, the resin shown by polymers 1 to 3 for comparative examples, and a specific bisphenol compound having a group having a large number of carbon atoms 1 to 6, an ArF silicon-containing intermediate layer polymer 1, an acid generator represented by AG1, and a crosslinking agent represented by CR1 and 2, in a solvent containing 0.1% by mass of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) The lower layer film solution and the intermediate layer film solution were respectively prepared by dissolving them in the ratios shown in Table 1 and filtering through a 0.1 μm fluororesin filter.

上層レジスト材料としては、表2に示す組成の樹脂、酸発生剤、塩基性化合物をFC−430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む溶媒中に溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによって調製した。   As an upper layer resist material, a resin, an acid generator, and a basic compound having the composition shown in Table 2 are dissolved in a solvent containing 0.1% by mass of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), and 0.1 μm It was prepared by filtering with a fluororesin filter.

下層膜形成材料をそれぞれシリコン基板上に塗布して、UDL−1,2は300℃で60秒間、UDL−3〜14、比較例UDL−1〜3は200℃で60秒間ベークして、それぞれ下層膜としては膜厚300nmの下層膜(以下、UDL−1〜14、比較例UDL−1〜3と略称する)を形成し、中間層としては、中間層膜溶液をスピンコートし、200℃で60秒間ベークして、膜厚100nmの珪素含有膜(以下、SOG1と略称する)を形成し、J.A.ウーラム社の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)で波長193nmにおけるUDL−1〜14、SOG1、比較例UDL−1〜3の屈折率(n,k)を求め、その結果を表1に示した。   Underlayer film forming materials are respectively applied on a silicon substrate, UDL-1 and 2 are baked at 300 ° C. for 60 seconds, UDL-3 to 14 and comparative examples UDL-1 to 3 are baked at 200 ° C. for 60 seconds, respectively. As a lower layer film, a lower layer film having a film thickness of 300 nm (hereinafter referred to as UDL-1 to 14 and abbreviated as comparative examples UDL-1 to UDL-1) is formed. For 60 seconds to form a 100 nm thick silicon-containing film (hereinafter abbreviated as SOG1). A. The refractive index (n, k) of UDL-1-14, SOG1, and comparative example UDL-1-3 at a wavelength of 193 nm was determined by a Woollam Incident Angle Ellipsometer (VASE), and the results are shown in Table 1. It was.


PGMEA: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: Propylene glycol monomethyl ether acetate

上記下層膜形成材料の溶液(UDL−1〜14、比較例UDL−1〜3)を膜厚300nmのSiO2基板上に塗布して、UDL−1,2は300℃で60秒間、UDL−3〜14は200℃で60秒間ベークして膜厚200nmの下層膜を形成した。
その上に珪素含有中間層材料溶液SOG1を塗布して200℃で60秒間ベークして膜厚70nmの中間層を形成し、更にArF用SLレジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークして膜厚150nmのフォトレジスト層を形成した。
次いで、ArF露光装置((株)ニコン製;S307E、NA0.85、σ0.93、4/5輪体照明、6%透過率ハーフトーン位相シフトマスク)で露光し、110℃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60秒間現像し、ポジ型のパターンを得た。得られたパターンの0.08μmL/Sのパターン形状を観察した。結果を表5に示す。
The lower layer film forming material solution (UDL-1 to 14, Comparative Example UDL-1 to UDL-1 to 3) was applied on a 300 nm thick SiO 2 substrate, and UDL-1 and UDL-1 were heated at 300 ° C. for 60 seconds. 3 to 14 were baked at 200 ° C. for 60 seconds to form an underlayer film having a thickness of 200 nm.
A silicon-containing intermediate layer material solution SOG1 is applied thereon and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form a 70 nm-thick intermediate layer. Further, an ArF SL resist solution is applied and baked at 130 ° C. for 60 seconds. A photoresist layer having a thickness of 150 nm was formed.
Next, exposure was performed with an ArF exposure apparatus (manufactured by Nikon Corporation; S307E, NA 0.85, σ 0.93, 4/5 ring illumination, 6% transmittance halftone phase shift mask), and baked at 110 ° C. for 60 seconds ( PEB) and developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds to obtain a positive pattern. A pattern shape of 0.08 μmL / S of the obtained pattern was observed. The results are shown in Table 5.

次に、ドライエッチング耐性のテストを行った。まず、前記屈折率測定に用いたものと同じ下層膜(UDL−1〜14、比較例UDL−1〜3)を作製し、これらの下層膜のCF4/CHF3系ガスでのエッチング試験として下記(1)の条件で試験した。この場合、東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置TE−8500Pを用い、エッチング前後の下層膜及びレジストの膜厚差を測定した。結果を表3に示す。
(1)CF4/CHF3系ガスでのエッチング試験
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,300W
ギャップ 9mm
CHF3ガス流量 30ml/min
CF4ガス流量 30ml/min
Arガス流量 100ml/min
時間 60sec
Next, a dry etching resistance test was performed. First, the same lower layer films (UDL-1 to 14 and Comparative Examples UDL-1 to UDL-1 to 3) used for the refractive index measurement were prepared, and these lower layer films were etched with CF 4 / CHF 3 gas as an etching test. The test was performed under the following conditions (1). In this case, the difference in film thickness between the lower layer film and the resist before and after etching was measured using a dry etching apparatus TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Limited. The results are shown in Table 3.
(1) Etching test with CF 4 / CHF 3 gas Etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,300W
Gap 9mm
CHF 3 gas flow rate 30ml / min
CF 4 gas flow rate 30ml / min
Ar gas flow rate 100ml / min
60 sec

更に、上記下層膜(UDL−1〜14、比較例UDL−1〜3)を用いて、下記(2)の条件でCl2/BCl3系ガスでのエッチング試験を行った。この場合、日電アネルバ株式会社製ドライエッチング装置L−507D−Lを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。結果を表4に示す。
(2)Cl2/BCl3系ガスでのエッチング試験
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 300W
ギャップ 9mm
Cl2ガス流量 30ml/min
BCl3ガス流量 30ml/min
CHF3ガス流量 100ml/min
2ガス流量 2ml/min
時間 60sec
Further, using the lower layer films (UDL-1 to 14, Comparative Examples UDL-1 to UDL-1), an etching test with a Cl 2 / BCl 3 gas was performed under the condition (2) below. In this case, the thickness difference of the polymer film before and after etching was determined using a dry etching apparatus L-507D-L manufactured by Nidec Anelva Corporation. The results are shown in Table 4.
(2) Etching test with Cl 2 / BCl 3 gas Etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 300W
Gap 9mm
Cl 2 gas flow rate 30ml / min
BCl 3 gas flow rate 30ml / min
CHF 3 gas flow rate 100ml / min
O 2 gas flow rate 2ml / min
60 sec

また、上記ArF露光と現像後に得られたレジストパターンをSOG膜に下記条件で転写した。エッチング条件(3)は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,000W
ギャップ 9mm
CHF3ガス流量 20ml/min
CF4ガス流量 60ml/min
Arガス流量 200ml/min
時間 30sec
更に、SOG膜に転写されたパターンを、下記酸素ガスを主体とするエッチングで下層膜に転写した。エッチング条件(4)は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 60.0Pa
RFパワー 600W
Arガス流量 40ml/min
2ガス流量 60ml/min
ギャップ 9mm
時間 20sec
最後に(1)に示すエッチング条件で下層膜パターンをマスクにしてSiO2基板を加工した。
The resist pattern obtained after the ArF exposure and development was transferred to the SOG film under the following conditions. Etching conditions (3) are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,000W
Gap 9mm
CHF 3 gas flow rate 20ml / min
CF 4 gas flow rate 60ml / min
Ar gas flow rate 200ml / min
Time 30sec
Further, the pattern transferred to the SOG film was transferred to the lower layer film by etching mainly composed of the following oxygen gas. Etching conditions (4) are as shown below.
Chamber pressure 60.0Pa
RF power 600W
Ar gas flow rate 40ml / min
O 2 gas flow rate 60ml / min
Gap 9mm
Time 20sec
Finally, the SiO 2 substrate was processed using the lower layer film pattern as a mask under the etching conditions shown in (1).

パターン断面を(株)日立製作所製電子顕微鏡(S−4700)にて観察し、形状を比較し、表5にまとめた。   The cross section of the pattern was observed with an electron microscope (S-4700) manufactured by Hitachi, Ltd., and the shapes were compared and summarized in Table 5.

表3,4に示すように、本発明の下層膜のCF4/CHF3系ガス及びCl2/BCl3系ガスエッチングの速度は、ノボラック樹脂ポリヒドロキシスチレンよりも十分にエッチング速度が遅い。更に、表5に示すように現像後のレジスト形状、酸素エッチング後、基板加工エッチング後の下層膜の形状も良好であることが認められた。 As shown in Tables 3 and 4, the etching rate of the CF 4 / CHF 3 gas and Cl 2 / BCl 3 gas of the lower layer film of the present invention is sufficiently slower than that of the novolac resin polyhydroxystyrene. Furthermore, as shown in Table 5, it was recognized that the resist shape after development, the shape of the lower layer film after the oxygen etching and the substrate processing etching were also good.

2層プロセスにおける下層膜屈折率k値が0.3固定で、n値を1.0〜2.0の範囲で変化させた下層膜の膜厚と基板反射率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of the lower layer film | membrane which changed the n value in the range of 1.0-2.0, and the board | substrate reflectance with the lower layer film refractive index k value in 0.3 layer being fixed. 2層プロセスにおける下層膜屈折率n値が1.5固定で、k値を0〜1.0の範囲で変化させた下層膜の膜厚と基板反射率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of the lower layer film | membrane which changed the k value in the range of 0-1.0, and the board | substrate reflectance with the lower layer film refractive index n value in 2 layer process being 1.5 fixed. 3層プロセスにおける下層膜屈折率n値が1.5、k値が0.6、膜厚500nm固定で、中間層のn値が1.5、k値を0〜0.4、膜厚を0〜400nmの範囲で変化させたときの基板反射率の関係を示すグラフである。In the three-layer process, the refractive index n value of the lower layer film is 1.5, the k value is 0.6, the film thickness is fixed to 500 nm, the n value of the intermediate layer is 1.5, the k value is 0 to 0.4, and the film thickness is It is a graph which shows the relationship of a board | substrate reflectance when it changes in the range of 0-400 nm. 3層プロセスにおける下層膜屈折率n値が1.5、k値が0.2、中間層のn値が1.5、k値を0.1固定で下層と中間層の膜厚を変化させたときの基板反射率の関係を示すグラフである。In the three-layer process, the refractive index n value of the lower layer film is 1.5, the k value is 0.2, the n value of the intermediate layer is 1.5, and the k value is fixed at 0.1 to change the film thickness of the lower layer and the intermediate layer. It is a graph which shows the relationship of the board | substrate reflectance at the time. 3層プロセスにおける下層膜屈折率n値が1.5、k値が0.6、中間層のn値が1.5、k値を0.1固定で下層と中間層の膜厚を変化させたときの基板反射率の関係を示すグラフである。In the three-layer process, the refractive index n value of the lower layer film is 1.5, the k value is 0.6, the n value of the intermediate layer is 1.5, and the k value is fixed at 0.1 to change the film thickness of the lower layer and the intermediate layer. It is a graph which shows the relationship of the substrate reflectance at the time. 2層レジスト加工プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of a two-layer resist processing process. 3層レジスト加工プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of a 3 layer resist processing process.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 被加工基板(被加工膜)
3 下層膜
4,7 フォトレジスト層
5,8 露光部分
6 中間層
1 substrate 2 substrate to be processed (film to be processed)
3 Underlayer film 4, 7 Photoresist layer 5, 8 Exposed part 6 Intermediate layer

Claims (9)

下記一般式(1)で示されるビスフェノール基を有する化合物を含有することを特徴とするフォトレジスト下層膜形成材料。
(式中、R1、R2は同一又は異種の水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数2〜10のアルケニル基である。R3、R4は水素原子又は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数2〜6のアセタール基、炭素数2〜6のアシル基、又はグリシジル基であり、zは炭素数13〜30の芳香族骨格を含む2価の炭化水素基であり、該2価の炭化水素基は縮合多環式炭化水素基であってもよく、また、前記炭化水素基中にヘテロ原子を含んでいてもよい。但し、

である基を除く。
A photoresist underlayer film forming material comprising a compound having a bisphenol group represented by the following general formula (1).
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an acetal group having 2 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a glycidyl group, and z is a divalent group containing an aromatic skeleton having 13 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group, and the divalent hydrocarbon group may be a condensed polycyclic hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a heteroatom , provided that
But
Except for groups that are )
下記一般式(2)で示されるビスフェノール基を有する化合物をノボラック化した繰り返し単位を有する樹脂を含有することを特徴とするフォトレジスト下層膜形成材料。

(式中、R1、R2は同一又は異種の水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数2〜10のアルケニル基である。R3、R4は水素原子又は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数2〜6の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数2〜6のアセタール基、炭素数2〜6のアシル基、又はグリシジル基であり、zは炭素数13〜30の芳香族骨格を含む2価の炭化水素基であり、該2価の炭化水素基は縮合多環式炭化水素基であってもよく、また、前記炭化水素基中にヘテロ原子を含んでいてもよい。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基である。但し、

である基を除く。
A photoresist underlayer film forming material comprising a resin having a repeating unit obtained by novolacizing a compound having a bisphenol group represented by the following general formula (2).

(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms. , An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an acetal group having 2 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a glycidyl group, and z is a divalent group containing an aromatic skeleton having 13 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group, and the divalent hydrocarbon group may be a condensed polycyclic hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a hetero atom, R 5 is a hydrogen atom, A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl having 6 to 10 carbon atoms Is a group. However,
But
Except for groups that are )
が下記の基から選ばれる基である請求項1又は2記載のフォトレジスト下層膜形成材料。The material for forming a photoresist underlayer according to claim 1, wherein is a group selected from the following groups.

更に、有機溶剤を含有する請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトレジスト下層膜形成材料。 The material for forming a photoresist underlayer film according to any one of claims 1 to 3, further comprising an organic solvent. 更に、架橋剤及び酸発生剤を含有する請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトレジスト下層膜形成材料。 The material for forming a photoresist underlayer film according to any one of claims 1 to 4, further comprising a crosslinking agent and an acid generator. 請求項1乃至のいずれか1項記載のフォトレジスト下層膜を被加工基板上に適用し、該下層膜の上にフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、次にドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにしてフォトレジスト下層膜層及び被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法。 A photoresist underlayer film according to any one of claims 1 to 5 is applied on a substrate to be processed, a layer of a photoresist composition is applied on the underlayer film, and radiation is applied to a desired region of the photoresist layer. And developing with a developing solution to form a photoresist pattern, and then processing the photoresist underlayer film layer and the substrate to be processed using the photoresist pattern layer as a mask in a dry etching apparatus. Forming method. フォトレジスト組成物が珪素原子含有ポリマーを含み、フォトレジスト層をマスクにしてフォトレジスト下層膜を加工するドライエッチングを、酸素ガスを主体とするエッチングガスを用いて行う請求項記載のパターン形成方法。 7. The pattern forming method according to claim 6, wherein the photoresist composition contains a silicon atom-containing polymer, and dry etching for processing the photoresist underlayer film using the photoresist layer as a mask is performed using an etching gas mainly composed of oxygen gas. . 請求項1乃至のいずれか1項記載のフォトレジスト下層膜形成材料を被加工基板上に適用し、該下層膜の上に珪素原子を含有する中間層を適用し、該中間層の上にフォトレジスト組成物の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにして中間膜層を加工し、フォトレジストパターン層を除去後、上記加工した中間膜層をマスクにして下層膜層、次いで被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法。 The photo-resist underlayer film forming composition of any one of claims 1 to 5 is applied on a substrate to be processed, applying an intermediate layer containing a silicon atom on the lower layer film, on the intermediate layer Apply a layer of the photoresist composition, irradiate the desired area of the photoresist layer with radiation, develop with a developer to form a photoresist pattern, and use the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus A pattern forming method comprising processing a film layer, removing a photoresist pattern layer, and then processing a lower film layer and then a substrate to be processed using the processed intermediate film layer as a mask. フォトレジスト組成物が珪素原子を含有しないポリマーを含み、中間層膜をマスクにして下層膜を加工するドライエッチングを、酸素ガスを主体とするエッチングガスを用いて行う請求項記載のパターン形成方法。 9. The pattern forming method according to claim 8, wherein the photoresist composition contains a polymer containing no silicon atom, and dry etching for processing the lower layer film using the intermediate layer film as a mask is performed using an etching gas mainly composed of oxygen gas. .
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