JP4700929B2 - Antireflection film material, antireflection film using the same, and pattern forming method - Google Patents

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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反射防止膜材料として好適な、珪素原子を含む置換基を含有する化合物を主成分とする反射防止膜材料及びこれを用いた遠紫外線、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)露光に好適なレジストパターン形成方法及び基板への集積回路パターン形成方法に関するものである。 The present invention relates to an antireflective film material mainly composed of a compound containing a substituent containing silicon atoms, which is suitable as an antireflective film material used for microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, and far ultraviolet rays using the same , A resist pattern forming method suitable for ArF excimer laser light (193 nm), F 2 laser light (157 nm), Kr 2 laser light (146 nm), Ar 2 laser light (126 nm) exposure, and an integrated circuit pattern forming method on a substrate Is.

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)が利用されるようになった。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, in the mass production process of the 64-Mbit DRAM processing method, a short wavelength KrF excimer laser (248 nm) is used as an exposure light source instead of i-line (365 nm). 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.

KrFリソグラフィーの初期の段階に於いて、色消しレンズ、あるいは反射光学系などと、ブロードバンド光との組み合わせのステッパーが開発された。しかし、色消しレンズあるいは非球面の反射光学系の精度が充分でなかったことから、狭帯域化したレーザー光と屈折光学系レンズの組み合わせが主流になった。一般に、単一波長露光においては、入射する光と、基板からの反射光とが干渉し、定在波を発生することは古くからよく知られた現象である。また、基板の凹凸によって光が集光あるいは散乱することによるハレーションと呼ばれる現象が起きることも知られている。定在波とハレーションは、どちらもパターンの線幅などの寸法変動や、形状の崩れなどを引き起こす。コヒーレントな単色光の使用は、短波長化とともに定在波やハレーションを更に増幅させる。このためハレーションや定在波を抑える方法として、レジストに吸光剤を入れる方法、レジスト上面、基板面に反射防止膜を敷く方法が提案された。しかし、吸光剤を入れる方法は、レジストパターン形状がテーパー形状になる問題が生じた。近年の波長の短波長化と、微細化の進行とともに、定在波とハレーションがパターン寸法変動に及ぼす問題が深刻化し、吸光剤を入れる方法では対応できなくなった。   In the early stages of KrF lithography, steppers were developed that combine achromatic lenses or reflective optics with broadband light. However, since the accuracy of the achromatic lens or the aspherical reflecting optical system is not sufficient, a combination of a narrow-band laser beam and a refractive optical system lens has become mainstream. In general, in single wavelength exposure, it is a long-known phenomenon that incident light and reflected light from a substrate interfere to generate a standing wave. It is also known that a phenomenon called halation occurs due to light being condensed or scattered by the unevenness of the substrate. Both standing waves and halation cause dimensional fluctuations such as the line width of the pattern and shape collapse. The use of coherent monochromatic light further amplifies standing waves and halation with shorter wavelengths. For this reason, as a method for suppressing halation and standing waves, a method of putting a light-absorbing agent in the resist and a method of laying an antireflection film on the resist upper surface and the substrate surface have been proposed. However, the method of adding a light-absorbing agent has a problem that the resist pattern has a tapered shape. With the recent shortening of wavelengths and the progress of miniaturization, the problem that standing waves and halation have on pattern dimension fluctuations has become serious, and it has become impossible to cope with the method using a light absorber.

上層透過型反射防止膜は、原理的に定在波の低減だけに効果があり、ハレーションには効果がない。また、定在波を完全にうち消すための上層反射防止膜の屈折率は、レジストの屈折率の平方根が理想的であるため、KrFで用いられているポリヒドロキシスチレン系のレジストの屈折率1.8では、1.34が理想値である。ArFに用いられている脂環族系アクリルレジスト屈折率1.6では、理想値が1.27となる。このような低い屈折率を有する材料は、パーフルオロ系の材料に限定されるが、上層反射防止膜はアルカリ現像時に剥離が可能な方がプロセス的に有利であるため、水溶性材料であることが必要である。非常に疎水性の高いパーフルオロ系材料を水溶性にするために、親水性置換基を導入すると、屈折率が増加し、KrFでは1.42前後、ArFにおいては1.5前後の値
となる。このためKrFリソグラフィーで、0.20μm以下のパターニングを行う場合は、吸光剤と上層反射防止膜の組み合わせだけでは定在波の影響を抑えることができなくなっている。ArFにおいては、前記理由により、上層反射防止膜の効果は殆ど期待できず、KrFにおいても今後さらなる線幅の縮小により線幅の管理が厳しくなってくると、レジストの下地に反射防止膜を敷くことが必要になってきた。
The upper-layer transmissive antireflection film is effective only in reducing standing waves in principle, and is not effective in halation. Further, the refractive index of the upper antireflection film for completely eliminating the standing wave is ideally the square root of the refractive index of the resist, so that the refractive index of the polyhydroxystyrene resist used in KrF is 1 .8, 1.34 is the ideal value. With an alicyclic acrylic resist refractive index of 1.6 used for ArF, the ideal value is 1.27. The material having such a low refractive index is limited to a perfluoro-based material, but the upper antireflection film is a water-soluble material because it is advantageous in terms of process that it can be peeled off during alkali development. is required. When a hydrophilic substituent is introduced to make a highly hydrophobic perfluoro-based material water-soluble, the refractive index is increased to a value of around 1.42 for KrF and around 1.5 for ArF. . For this reason, when patterning of 0.20 μm or less is performed by KrF lithography, it is impossible to suppress the influence of the standing wave only by the combination of the light absorber and the upper antireflection film. For ArF, the effect of the upper antireflection film can hardly be expected for the reasons described above, and even in KrF, when line width management becomes stricter due to further reduction of the line width in the future, an antireflection film is laid on the base of the resist. It has become necessary.

レジストの下地の反射防止膜は、その下がポリシリコンやアルミニウムなどの高反射基板の場合では、最適な屈折率(n値)、吸光係数(k値)の材料を適切な膜厚に設定することによって、基板からの反射を1%以下に低減でき、極めて大きな効果を発揮することができる。例えば、波長193nmにおいて、レジストの屈折率が1.8として、下層反射防止膜の屈折率(屈折率の実数部)n=1.5、消光係数(屈折率の虚数部)k=0.5、膜厚42nmであれば、反射率が0.5%以下になる(図3参照)。しかし、下地に段差がある場合は、段差上で反射防止膜の膜厚が大きく変動する。下地の反射防止効果は、光の吸収だけでなく、干渉効果も利用しているため、干渉効果が強い40〜45nmの第一底辺はそれだけ反射防止効果も高いが、膜厚の変動によって大きく反射率が変動する。反射防止膜材料に用いるベース樹脂の分子量を上げて段差上での膜厚変動を抑えコンフォーマル性を高めた材料が提案されているが(特許文献1)、ベース樹脂の分子量が高くなると、スピンコート後にピンホールが発生しやすくなる問題や、ろ過できなくなるといった問題、経時的に粘度変動が生じ膜厚が変化するといった問題、ノズルの先端に結晶物が析出するといった問題が生じ、また、コンフォーマル性が発揮できるのは比較的高さの低い段差に限定される。   In the case where the underlying antireflection film of the resist is a highly reflective substrate such as polysilicon or aluminum, the material of optimum refractive index (n value) and extinction coefficient (k value) is set to an appropriate film thickness. As a result, reflection from the substrate can be reduced to 1% or less, and an extremely large effect can be exhibited. For example, at a wavelength of 193 nm, the refractive index of the resist is 1.8, the refractive index of the lower antireflection film (real part of the refractive index) n = 1.5, the extinction coefficient (imaginary part of the refractive index) k = 0.5 If the film thickness is 42 nm, the reflectance is 0.5% or less (see FIG. 3). However, when there is a step on the base, the thickness of the antireflection film varies greatly on the step. Since the antireflection effect of the base uses not only the light absorption but also the interference effect, the first base of 40 to 45 nm where the interference effect is strong also has a high antireflection effect. The rate fluctuates. A material has been proposed in which the molecular weight of the base resin used for the antireflection film material is increased to suppress the film thickness fluctuation on the step and the conformal property is improved (Patent Document 1). There are problems such as pinholes that tend to occur after coating, problems such as impossibility of filtration, changes in viscosity over time and changes in film thickness, problems such as precipitation of crystals at the tip of the nozzle, and Formality can be exhibited only at steps with relatively low height.

次に、膜厚変動による反射率の変動が比較的小さい第3底辺以上の膜厚(170nm以上)を採用する方法が考えられる。この場合、k値が0.2〜0.3の間で、膜厚が170nm以上であれば膜厚の変化に対する反射率の変動が小さく、しかも反射率を1.5%以下に押さえることができる。反射防止膜の下地が酸化膜や窒化膜などの透明膜で、さらにその透明膜の下に段差がある場合、透明膜の表面がCMPなどで平坦化されていたとしても、透明膜の膜厚が変動する。この場合、その上の反射防止膜の膜厚は一定にする事は可能であるが、反射防止膜の下地透明膜の膜厚が変動すると図3における最低反射膜の厚みが透明膜の膜厚分だけλ/2n(λ:露光波長、n:露光波長における透明膜の屈折率)の周期でずれることになる。反射防止膜の膜厚を、下地が反射膜の時の最低反射膜厚55nmに設定した場合、透明膜の膜厚変動によって反射率が高い部分が出現する。この場合、下地透明膜の膜厚の変化に対する反射率を安定化するためにも、前述と同様反射防止膜の膜厚を170nm以上の厚膜にする必要がある。   Next, there can be considered a method of adopting a film thickness (170 nm or more) of the third base or more in which the reflectance variation due to the film thickness variation is relatively small. In this case, if the k value is between 0.2 and 0.3 and the film thickness is 170 nm or more, the change in reflectance with respect to the change in film thickness is small, and the reflectance can be suppressed to 1.5% or less. it can. When the base of the antireflection film is a transparent film such as an oxide film or a nitride film, and there is a step under the transparent film, the film thickness of the transparent film is not limited even if the surface of the transparent film is flattened by CMP or the like. Fluctuates. In this case, it is possible to make the film thickness of the antireflection film thereon constant, but when the film thickness of the base transparent film of the antireflection film varies, the thickness of the minimum reflection film in FIG. 3 becomes the film thickness of the transparent film. It shifts by a period of λ / 2n (λ: exposure wavelength, n: refractive index of the transparent film at the exposure wavelength). When the film thickness of the antireflection film is set to the minimum reflection film thickness of 55 nm when the base is a reflection film, a portion having a high reflectance appears due to the film thickness fluctuation of the transparent film. In this case, in order to stabilize the reflectance with respect to the change in the film thickness of the base transparent film, it is necessary to make the film thickness of the antireflection film 170 nm or more as described above.

反射防止膜の材料は、無機系と有機系に大別できる。無機系はSiON膜が挙げられる。これは、シランとアンモニアの混合ガスによるCVDなどで形成され、レジストに対するエッチング選択比が大きいため、レジストへのエッチングの負荷が小さい利点があるが、剥離が困難なため、適用できる場合に制限がある。
窒素原子を含む塩基性基板であるため、ポジレジストではフッティング、ネガレジストではアンダーカットプロファイルになりやすいという欠点もある。有機系はスピンコート可能でCVDやスパッタリングなどの特別な装置を必要としない点、レジストと同時に剥離可能な点、裾引き等の発生が無く形状が素直でレジストとの接着性も良好である点が利点であり、多くの有機材料をベースとした反射防止膜が提案された。例えば、特許文献2に記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂と吸光剤とからなるものや、特許文献3に記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特許文献4に記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特許文献5に記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂ベース型、特許文献5に記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特許文献7に記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。これらの全ては、バインダーポリマーに吸光剤を添加、あるいはポリマーに置換基として導入する方法を採っている。しかし、吸光剤の多くが芳香族基、あるいは2重結合を有するため、吸光剤の添加によってドライエッチング耐性が高まり、レジストとのドライエッチング選択比がそれほど高くないという欠点がある。微細化が進行し、レジストの薄膜化にも拍車がかかっており、更に次世代のArF露光に於いては、レジスト材料にアクリル又は脂環族のポリマーを使うことになるため、レジストのエッチング耐性が低下する。更に、前述の通り、反射防止膜の膜厚を厚くしな
ければならないという問題もある。このため、エッチングは深刻な問題であり、レジストに対してエッチング選択比の高い、即ち、エッチングスピードが速い反射防止膜が求められている。
Antireflection film materials can be broadly classified into inorganic and organic materials. An inorganic system is a SiON film. This is formed by CVD using a mixed gas of silane and ammonia, and has a large etching selection ratio with respect to the resist. Therefore, there is an advantage that the etching load on the resist is small. is there.
Since it is a basic substrate containing nitrogen atoms, there is also a drawback that it tends to have a footing in a positive resist and an undercut profile in a negative resist. The organic system can be spin-coated and does not require special equipment such as CVD or sputtering, can be peeled off simultaneously with the resist, has no tailing, has a straight shape, and has good adhesion to the resist Is an advantage, and many antireflection films based on organic materials have been proposed. For example, a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in Patent Document 2, an alkali-soluble resin and a light absorber, or a maleic anhydride copolymer and a diamine-type light absorber described in Patent Document 3. A reaction product, a resin binder described in Patent Document 4 and a methylolmelamine-based thermal crosslinking agent, an acrylic resin base type having a carboxylic acid group, an epoxy group, and a light-absorbing group in the same molecule, Patent Examples include those composed of methylolmelamine and a benzophenone-based light absorber described in Document 5, and those obtained by adding a low-molecular light absorber to the polyvinyl alcohol resin described in Patent Document 7. All of these employ a method in which a light absorber is added to the binder polymer or introduced as a substituent into the polymer. However, since many of the light-absorbing agents have aromatic groups or double bonds, the addition of the light-absorbing agent increases the dry etching resistance and has a drawback that the dry etching selectivity with the resist is not so high. As miniaturization progresses and the thinning of resists is spurred, and the next generation ArF exposure uses acrylic or alicyclic polymers as resist materials, resist etching resistance. Decreases. Further, as described above, there is a problem that the thickness of the antireflection film must be increased. For this reason, etching is a serious problem, and there is a demand for an antireflection film having a high etching selectivity with respect to a resist, that is, a high etching speed.

反射防止膜において最適な吸光係数を与えるための吸光剤が検討されている。KrFでは特にアントラセン型、ArFではフェニル型が提案されている。しかし、これらのものは、前述の通り、優れたドライエッチング耐性を有する置換基でもあり、ダイをペンダントさせたポリマーバックボーンをアクリルなどのエッチング耐性の低いポリマーにした場合においても実用的には限界がある。一方、一般に、珪素を含む材料は、フルオロカーボン系のガスを用いたエッチング条件において、エッチング速度が速く、レジストに対して高い選択比が得られることが知られており、珪素原子を含む反射防止膜を用いることによってエッチングの選択比を飛躍的に高めることができると考えられる。例えば、フェニル基がペンダントされたポリシランを骨格とするKrF露光用の反射防止膜が特許文献8で提案され、高いエッチング選択比が達成されている。   A light absorbing agent for giving an optimum extinction coefficient in an antireflection film has been studied. In particular, an anthracene type is proposed for KrF, and a phenyl type is proposed for ArF. However, as described above, these are also substituents having excellent dry etching resistance, and even when the polymer backbone formed by pendating the die is made of a polymer having low etching resistance such as acrylic, there is a practical limit. is there. On the other hand, in general, it is known that a material containing silicon has a high etching rate and a high selectivity with respect to a resist under etching conditions using a fluorocarbon-based gas. It is considered that the etching selectivity can be dramatically increased by using. For example, Patent Document 8 proposes an antireflective film for KrF exposure having a polysilane having a phenyl group pendant as a skeleton, and a high etching selectivity is achieved.

近年高解像度化に伴ってレジスト膜の薄膜化が進んでいる。薄膜化に伴ってレジストのエッチング耐性向上が求められているが、十分ではない。薄膜レジストのパターン転写方法として、ハードマスク法がある。被加工基盤がp−SiなどではSiO2膜、被加工基盤がSiO2膜ではSiN、W−Si、アモルファスSiなどが検討されている。ハードマスクを残す場合と剥離する場合があるが、特に下地がSiO2膜などの絶縁膜の場合、特にW−Si、アモルファスSi膜は良導膜なので剥離する事が必要である。SiN膜は絶縁膜なので場合によっては剥離する必要がないが、SiO2と構成元素が似ているため、ハードマスクとしての本来の機能としてのエッチング選択比が低いという欠点がある。更に、反射防止膜としての機能を兼ねたSiON膜のハードマスクが提案されている(非特許文献1)。 In recent years, the resist film has been made thinner with higher resolution. Although there is a demand for improving the etching resistance of resists as the film thickness is reduced, it is not sufficient. A thin mask resist pattern transfer method includes a hard mask method. When the substrate to be processed is p-Si or the like, an SiO 2 film is considered. When the substrate to be processed is an SiO 2 film, SiN, W—Si, amorphous Si, or the like is being studied. The hard mask may be left or peeled off. In particular, when the base is an insulating film such as a SiO 2 film, it is necessary to peel off the W-Si and amorphous Si films because they are good conducting films. Since the SiN film is an insulating film, it does not need to be peeled off depending on the case. However, since the constituent elements are similar to those of SiO 2 , there is a drawback that the etching selectivity as an original function as a hard mask is low. Furthermore, a hard mask of a SiON film that also functions as an antireflection film has been proposed (Non-Patent Document 1).

ここで、特許文献9〜14において、シリカ系絶縁膜形成用塗布液が提案されている。この技術を用いて、レジストの下層膜として珪素含有ポリマーを用いる多くのパターン形成方法が提案されている。例えば特許文献15〜16には、基盤上有機膜を形成し、その上にシリカガラスをスピンコートし、その上のレジストパターンをシリカガラス層に転写、次に酸素ガスエッチングで有機膜層にパターン転写、最後に基盤を加工する3層プロセスが提案されている。特許文献17〜21においては、反射防止膜としての効果も兼ねたシリカガラス層、シルセスキオキサンポリマー材料が提案されている。更に、特許文献22においてはシルセスキオキサンポリマーを、特許文献23においてはスピンオンガラス材料をベースとした反射防止膜とハードマスクの機能を兼ねそろえた材料が提案されている。しかしながら、いずれの珪素含有ポリマーにおいても、保存安定性に問題があり、実際の使用時に膜厚が変動するという致命的欠陥が存在していた。   Here, in Patent Documents 9 to 14, a coating liquid for forming a silica-based insulating film is proposed. Many pattern forming methods using this technique and using a silicon-containing polymer as a resist underlayer have been proposed. For example, in Patent Documents 15 to 16, an organic film is formed on a substrate, silica glass is spin-coated thereon, a resist pattern thereon is transferred to a silica glass layer, and then patterned into an organic film layer by oxygen gas etching. A three-layer process has been proposed to transfer and finally process the substrate. Patent Documents 17 to 21 propose a silica glass layer and a silsesquioxane polymer material that also serve as an antireflection film. Further, Patent Document 22 proposes a material that combines the functions of an antireflection film based on a silsesquioxane polymer and a spin-on glass material and a hard mask in Patent Document 23. However, any silicon-containing polymer has a problem in storage stability, and has a fatal defect that the film thickness fluctuates during actual use.

特開平10−69072号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-69072 特公平7−69611号公報Japanese Patent Publication No. 7-69611 米国特許第5294680号US Pat. No. 5,294,680 特開平6−118631号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-118631 特開平6−118656号公報JP-A-6-118656 特開平8−87115号公報JP-A-8-87115 特開平8−179509号公報JP-A-8-179509 特開平11−60735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-60735 特開昭57−83563号公報JP-A-57-83563 特開平57−131250号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-131250 特開昭56−129261号公報JP-A-56-129261 特許第3287119号公報Japanese Patent No. 3287119 特開2001−22082号公報JP 2001-22082 A 特開2001−22083号公報JP 2001-22083 A 特許第3118887号公報Japanese Patent No. 3118887 特開2000−356854号公報JP 2000-356854 A 特開平5−27444号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-27444 特開平6−138664号公報JP-A-6-138664 特開平2001−53068号公報JP 2001-53068 A 特開平2001−92122号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-92122 特開2001−343752号公報JP 2001-343752 A 米国特許第6420088号US Pat. No. 6420088 特表2003−502449号Special table 2003-502449 SPIE2000,Vol.4226,p93SPIE2000, Vol. 4226, p93 Proc.SPIE Vol.2195,225−229(1994)Proc. SPIE Vol. 2195, 225-229 (1994) Proc.SPIE Vol.3678,241−250(1999)Proc. SPIE Vol. 3678, 241-250 (1999) SPIE Vol.3678,p702 (1999)SPIE Vol. 3678, p702 (1999)

本発明が解決しようとする課題はレジストに対してエッチング選択比が高い、即ちレジストに対してエッチングスピードが速く、長期の保存においても膜厚変動が少ない反射防止膜の材料を提供し、且つこの反射防止膜材料を用いて基板上に反射防止膜層を形成するパターン形成方法及び、この反射防止膜を基盤加工のハードマスクとして用いるパターン形成方法も提供するものである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a material for an antireflection film having a high etching selection ratio with respect to a resist, that is, a high etching speed with respect to the resist, and with little film thickness fluctuation even during long-term storage. A pattern forming method for forming an antireflection film layer on a substrate using an antireflection film material and a pattern forming method using the antireflection film as a hard mask for substrate processing are also provided.

反射防止膜に要求される性能の一つとして、レジストとのインターミキシングがないこと、レジスト層ヘの低分子成分の拡散がないことが挙げられる(非特許文献2)。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。更に、反射防止膜又はレジスト下層膜上のレジストパターンは、裾引き或いはアンダーカットがない垂直な形状であることが望まれる。裾引き形状では、反射防止膜のエッチング後に寸法変換差が生じ、アンダーカット形状では現像後にレジストパターンの倒れが生じるからである。   As one of the performance required for the antireflection film, there are no intermixing with a resist and no diffusion of low molecular components into the resist layer (Non-patent Document 2). 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. Furthermore, it is desirable that the resist pattern on the antireflection film or the resist underlayer film has a vertical shape without skirting or undercut. This is because a dimensional conversion difference occurs after etching the antireflection film in the skirt shape, and the resist pattern collapses after development in the undercut shape.

非特許文献3において、酸による架橋がポジ型レジストの裾引き低減に有効であることが報告されている。架橋剤を添加し、酸により架橋させる方法は反射防止膜材料において重要であり、前記特許文献20と特許文献17においては架橋剤の添加が有効とされている。   In Non-Patent Document 3, it is reported that cross-linking with an acid is effective in reducing the trailing edge of a positive resist. The method of adding a crosslinking agent and crosslinking with an acid is important in the antireflection film material. In Patent Document 20 and Patent Document 17, the addition of a crosslinking agent is effective.

ここで、現像後のレジストの断面パターンが逆テーパー形状になる問題が発生している。これは、反射防止膜の架橋反応に用いられる酸がレジスト層に移動し、ベーク時にレジストの酸不安定基を脱離させる、あるいはレジスト中に添加されているアミン化合物を中和させてしまったことが原因と考えられる。レジスト層に移動しないためには、反射防止膜に発生する酸をバルキーなものにする方法が挙げられるが、架橋反応も進行しにくくなり、レジストとのインターミキシングの原因となるので好ましくない。ここで非特許文献4において、ArF用の有機反射防止膜として、ヒドロキシエチルメタクリレート、メチルアクリレート、スチレンの3元共重合体を用いた材料が提案されている。架橋システムとしてはヒドロキシエチルメタクリレートとグリコールウリル系の架橋剤を用いている。ここで注目したいのはメチルアクリレートの存在であり、このものを共重合することによって逆テーパーを防止している。メチルアクリレートはレジストとの密着性を向上させ、酸拡散を押さえる効果もあると考えられる。逆テーパー形状防止のためには架橋後の反射防止膜中に酸を閉じこめておく必要があり、このためには、カルボニル、エステル、ラクトン、エーテル基などの炭素−酸素単結合及び/又は二重結合を含有する有機基を持つポリマーを用いることが有効であり、前記官能基をペンダントしたシロキサンポリマー樹脂を反射防止膜として用いることを考案した。
さらに、本発明では、架橋反応メカニズムを鋭意調査したところ、ポリマー中に残存しているシラノール基が架橋反応に大きく寄与しており、従来必須であった架橋剤を添加しなくても、ある特定の量のシラノール基が存在すると、実質上問題のない反射防止膜を得ることができることを発見した。
Here, there is a problem that the cross-sectional pattern of the resist after development becomes an inversely tapered shape. This is because the acid used for the crosslinking reaction of the antireflection film moves to the resist layer, and the acid labile group of the resist is eliminated during baking, or the amine compound added in the resist is neutralized. This is thought to be the cause. In order not to move to the resist layer, there is a method of making the acid generated in the antireflection film bulky, but this is not preferable because the crosslinking reaction also hardly proceeds and causes intermixing with the resist. Here, Non-Patent Document 4 proposes a material using a ternary copolymer of hydroxyethyl methacrylate, methyl acrylate, and styrene as an organic antireflection film for ArF. As the crosslinking system, hydroxyethyl methacrylate and glycoluril-based crosslinking agents are used. What should be noted here is the presence of methyl acrylate, which is copolymerized to prevent reverse taper. Methyl acrylate is considered to have an effect of improving adhesion to the resist and suppressing acid diffusion. In order to prevent reverse taper shape, it is necessary to confine the acid in the antireflection film after crosslinking. For this purpose, carbon-oxygen single bonds such as carbonyl, ester, lactone, ether group and / or double bonds are required. It is effective to use a polymer having an organic group containing a bond, and it has been devised to use a siloxane polymer resin pendant with the functional group as an antireflection film.
Furthermore, in the present invention, when the cross-linking reaction mechanism has been intensively investigated, the silanol groups remaining in the polymer greatly contribute to the cross-linking reaction, and there is a certain specification without adding a cross-linking agent that has been essential in the past. It has been found that an antireflection film having substantially no problem can be obtained when the amount of silanol groups is present.

即ち、本発明は、炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基と、光吸収基と、末端がSi−OH及び/又はSi−ORになっているケイ素原子とを含んでなるシリコーン樹脂を変性して得られる反射防止用変性シリコーン樹脂を提供する。また、この(A)反射防止膜用シリコーン樹脂と、(B)有機溶剤と、(C)酸発生剤とを含有する反射防止膜材料を提供する。
また、本発明は、リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に反射防止膜材料を塗布し、ベークして反射防止膜を形成し、該反射防止膜上にフォトレジスト膜材料を塗布し、プリベークしてフォトレジスト膜を形成し、該フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止膜及び基板をエッチングして基板にパターンを形成することを含んでなるパターン形成方法を提供する
なお、露光は、好ましくは波長300nm以下の高エネルギー線又は電子線を用いる。
また、本発明の反射防止膜材料を基板上に塗布し、ベークして得られる反射防止膜を提供する。
That is, the present invention includes an organic group having a carbon-oxygen single bond and / or a carbon-oxygen double bond, a light-absorbing group, and a silicon atom whose terminal is Si-OH and / or Si-OR. An antireflective modified silicone resin obtained by modifying a silicone resin is provided. Moreover, the anti-reflective film material containing this (A) silicone resin for anti-reflective films, (B) an organic solvent, and (C) an acid generator is provided.
The present invention is also a method for forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least an antireflection film material is applied on the substrate and baked to form an antireflection film, and a photoresist is formed on the antireflection film. Apply the film material, pre-bake to form a photoresist film, expose the pattern circuit area of the photoresist film, develop with a developer to form a resist pattern on the photoresist film, and form the resist pattern An antireflection film and a substrate are etched using the formed photoresist film as a mask, and a pattern is formed on the substrate .
The exposure is preferably performed using a high energy beam or an electron beam having a wavelength of 300 nm or less.
The present invention also provides an antireflection film obtained by applying the antireflection film material of the present invention on a substrate and baking it.

本発明の反射防止膜材料を用いれば、特に短波長での露光に対して、充分な反射防止効果を発揮できるだけのn値、k値を有する上に、エッチング選択比が高い、即ち、フォトレジスト膜に対してエッチング速度が充分に速く、被加工基板よりもエッチング速度が充分に遅い反射防止膜を得ることができる。また、本発明の反射防止膜材料は、長期の保存においても膜厚変動が少ない。従って、この反射防止膜は、被加工基板に対するハードマスクとしての効果も高いものである。さらに、この反射防止膜の上のフォトレジスト膜に形成するレジストパターン形状も、逆テーパー、裾引き等の発生が無い垂直形状にできる。   When the antireflection film material of the present invention is used, it has an n value and a k value that can exhibit a sufficient antireflection effect, particularly for exposure at a short wavelength, and has a high etching selectivity, that is, a photoresist. It is possible to obtain an antireflection film having a sufficiently high etching rate with respect to the film and a sufficiently lower etching rate than the substrate to be processed. Further, the antireflection film material of the present invention has little film thickness fluctuation even during long-term storage. Therefore, this antireflection film has a high effect as a hard mask for the substrate to be processed. Furthermore, the resist pattern formed on the photoresist film on the antireflection film can also be formed into a vertical shape that does not cause reverse taper or tailing.

以下に、本発明について更に詳しく説明する。
本発明で示される変性シリコーン樹脂は、下記一般式(1)

Figure 0004700929
(上式中、R1aは炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基であり、Rは光吸収基を有する1価の有機基であってベンゼン環を含み、Xは同一又は異種のハロゲン原子、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数1〜6のアルキルカルボニルオキシ基であり、mとnは各々0〜3の整数であって、0<(4−m−n)≦4の関係を満足する。)
で示されるケイ素含有化合物の2種以上の混合物を加水分解、縮合して得ることができ、末端がSi−OH及び/又はSi−ORになっているケイ素原子を含み、該Si−OHとSi−ORのモル比率が100/0から20/80であるシリコーン樹脂のエポキシ環を変性して種類の異なる炭素−酸素結合を有する有機基に変換して得られ、
該反射防止用変性シリコーン樹脂の繰り返し単位が、
n=0に相当する下記一般式(2)
Figure 0004700929
(上式(2)中、Y、Zは、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基である。)
又は下記一般式(3)
Figure 0004700929
(上式(3)中、Yは、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基でありZは、水素原子である。)
で表される繰り返し単位と、m=0に相当する繰り返し単位とからなる。
一般式(1)で示されるケイ素含有化合物の重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)に基づく測定でポリスチレン換算で500〜100万、好ましくは1000〜50万である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The modified silicone resin shown in the present invention has the following general formula (1)
Figure 0004700929
(In the above formula, R 1a is an organic group having a carbon-oxygen single bond and / or a carbon-oxygen double bond, R 2 is a monovalent organic group having a light absorbing group and includes a benzene ring, X is the same or different halogen atom, hydrogen atom, hydroxy group, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or alkylcarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, and m and n are each an integer of 0 to 3. And 0 <(4-mn) ≦ 4 is satisfied.)
It can be obtained by hydrolyzing and condensing a mixture of two or more of the silicon-containing compounds represented by the formula (1), containing a silicon atom whose terminal is Si—OH and / or Si—OR, and the Si—OH and Si Obtained by modifying the epoxy ring of a silicone resin having a —OR molar ratio of 100/0 to 20/80 to convert it into organic groups having different types of carbon-oxygen bonds ,
The repeating unit of the modified silicone resin for antireflection is
The following general formula (2) corresponding to n = 0
Figure 0004700929
(In the above formula (2), Y and Z are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
Or the following general formula (3)
Figure 0004700929
(In the above formula (3), Y is an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms , and Z is a hydrogen atom .)
And a repeating unit corresponding to m = 0.
The weight average molecular weight of the silicon-containing compound represented by the general formula (1) is 500 to 1,000,000, preferably 1000 to 500,000 in terms of polystyrene as measured based on GPC (gel permeation chromatography).

本発明又は参考発明の炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基は、好ましくは炭素数2〜30であり、さらに好ましくは、エポキシ基とエステル基とアルコキシ基とヒドロキシ基から選ばれる一種以上の有機基である。有機基は、炭素を含む基の意味であり、水素、窒素、硫黄等を含んでもよい。炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基は、例として以下を挙げることができる。
(P−Q1−(S1)v1−Q2−)u−(T)v2−Q3−(S2)v3−Q4
上式中、Pは水素原子、ヒドロキシル基、エポキシ環(OCH2CH−)、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルカルボニルオキシ基、又は炭素数1〜6のアルキルカルボニル基であり、Q1とQ2とQ3とQ4は各々独立して−Cq2q-pp−(式中、Pは上記と同様であり、pは0〜3の整数であり、qは0〜10の整数である。)、uは0〜3の整数であり、S1とS2は各々独立して−O−、−CO−、−OCO−、−COO−又はOCOOを表す。v1、v2、v3は、各々独立して0又は1を表す。これらとともに、Tの例を以下に示す。TにおいてQ2とQ3と結合する位置は、特に限定されないが、立体的な要因による反応性や反応に用いる市販試薬の入手性等を考慮して適宜選択できる。
The organic group having a carbon-oxygen single bond and / or a carbon-oxygen double bond of the present invention or the reference invention preferably has 2 to 30 carbon atoms, and more preferably an epoxy group, an ester group, an alkoxy group, and a hydroxy group. One or more organic groups selected from the group. The organic group means a group containing carbon and may contain hydrogen, nitrogen, sulfur and the like . -Carbon - oxygen single bond and / or carbon - organic group having an oxygen double bond can be cited below as examples.
(P-Q 1 - (S 1) v1 -Q 2 -) u - (T) v2 -Q 3 - (S 2) v3 -Q 4 -
In the above formula, P is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an epoxy ring (OCH 2 CH—), an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylcarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkylcarbonyl having 1 to 6 carbon atoms. Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 are each independently —C q H 2q-p P p — (wherein P is the same as above, p is an integer of 0 to 3) And q is an integer of 0 to 10), u is an integer of 0 to 3, and S 1 and S 2 are each independently —O—, —CO—, —OCO—, —COO— or Represents OCOO. v1, v2, and v3 each independently represent 0 or 1. Along with these, examples of T are shown below. The position where Q 2 and Q 3 are bonded to each other in T is not particularly limited, but can be appropriately selected in consideration of reactivity due to steric factors, availability of commercially available reagents used in the reaction, and the like.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

参考発明の炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基の好ましい例として、以下が挙げられる。なお、化学式中において、(Si)はSiとの結合箇所を示すために記載した。
Preferable examples of the organic group having a carbon-oxygen single bond and / or a carbon-oxygen double bond of the reference invention include the following. In the chemical formula, (Si) is shown to indicate the bonding site with Si.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

Figure 0004700929
Figure 0004700929

次に、本発明又は参考発明の光吸収基は、波長150〜300nmの間で吸収を有する基であり、アントラセン環(参考発明)、ナフタレン環(参考発明)又はベンゼン環(本発明)、又はこれらの環に一個以上の置換基があってもよく、置換基としては炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基又は炭素数1〜6のアセタール基が好ましく、より好ましくは、メチル基、メトキシ基、t−ブトキシ基、t−アミロキシ基、アセトキシ基、1−エトキシエトキシ基等である。この例を以下に挙げることができる。
Next, the light-absorbing groups of the present invention or the reference invention is a group having absorption at a wavelength between 150 to 300 nm, A anthracene ring (Reference Invention), naphthalene ring (Reference Invention) or a benzene ring (the present invention), Alternatively, these rings may have one or more substituents, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 carbon atom. To 6 acetal groups are preferred, and more preferred are methyl, methoxy, t-butoxy, t-amyloxy, acetoxy, 1-ethoxyethoxy and the like. An example of this can be given below.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

上記光吸収基のメトキシ基、アセトキシ基、アセタール基は、重合中あるいは重合後脱保護化して、ヒドロキシ基にすることも可能である。   The methoxy group, acetoxy group, and acetal group of the light absorbing group can be deprotected during polymerization or after polymerization to form a hydroxy group.

上記芳香族系の吸収基の他に、Si−Si結合を持つ吸収基を用いることもできる。具体的には下記に挙げることができる。   In addition to the aromatic absorbing group, an absorbing group having a Si—Si bond can also be used. Specifically, the following can be mentioned.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

上記高分子化合物の合成方法としては、前記一般式(1)で示されるモノマーを加水分解による共縮合を行う。
加水分解反応における水の量は、モノマー1モル当たり0.2〜10モルを添加することが好ましい。この時に、触媒を用いることもでき、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、塩酸、硫酸、硝酸、スルホン酸、メチルスルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの酸、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの塩基、テトラアルコキシチタン、トリアルコキシモノ(アセチルアセトナート)チタン、テトラアルコキシジルコニウム、トリアルコキシ
モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウムなどの金属キレート化合物を挙げることができが、重合中にエポキシを開環させない様にし、アルカリや金属の不純物を混入しないようにするためには有機アミンが好ましく用いられる。
As a method for synthesizing the polymer compound, the monomer represented by the general formula (1) is co-condensed by hydrolysis.
The amount of water in the hydrolysis reaction is preferably 0.2 to 10 moles per mole of monomer. At this time, a catalyst can also be used. Acetic acid, propionic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid Acids such as sulfonic acid, methylsulfonic acid, tosylic acid, trifluoromethanesulfonic acid, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide , Bases such as choline hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide, tetraalkoxytitanium, trialkoxymono (acetylacetonato) titanium, tetraalkoxyzirconium, trialkoxymono (acetylacetonato) zirconium Which metal chelate compound can be mentioned are, to avoid potential by ring-opening the epoxy during polymerization, an organic amine is preferably used in order not mixed with alkali and metal impurities.

反応操作としては、有機溶媒に水及び触媒を溶解させ、そこにモノマーを添加してもよい。このとき、モノマーは有機溶媒で希釈してもおいてもよい。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。水の滴下時に10〜50℃に加熱し、その後40〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。   As a reaction operation, water and a catalyst may be dissolved in an organic solvent, and a monomer may be added thereto. At this time, the monomer may be diluted with an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. at the time of dropping the water and then raising the temperature to 40 to 80 ° C. for aging is preferable.

有機溶媒としては、水溶性のものが好ましく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル及びこれらの混合物などが好ましい。   As an organic solvent, a water-soluble thing is preferable, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, acetone, tetrahydrofuran, acetonitrile, propylene glycol monomethyl ether Ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether and mixtures thereof are preferred.

その後、上記の水に難溶又は不溶の有機溶媒を添加し、有機溶媒層を分別、水洗して加水分解縮合に使用した触媒を除去する。このとき、必要に応じて触媒を中和してもよい。   Thereafter, an organic solvent that is hardly soluble or insoluble in the above water is added, the organic solvent layer is separated and washed with water to remove the catalyst used for the hydrolytic condensation. At this time, the catalyst may be neutralized as necessary.

有機溶媒としては、水に難溶あるいは不溶のものが好ましく、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン、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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert―ブチル、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、γ―ブチルラクトン及びこれらの混合物などが好ましい。   As the organic solvent, those hardly soluble or insoluble in water are preferable, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl-2-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-acetate Butyl, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert Butyl ether acetate, γ- butyrolactone, and mixtures thereof.

その後、有機溶媒層を分別し脱水する。水分の残存は、残存したシラノールの縮合反応を進行させるため、十分に行う必要がある。硫酸マグネシウムなどの塩やモレキュラーシーブによる吸着法や、溶媒を除去しながらの共沸脱水法が好ましく挙げられる。   Thereafter, the organic solvent layer is separated and dehydrated. It is necessary to sufficiently perform the remaining of water in order to advance the condensation reaction of the remaining silanol. Preferable examples include an adsorption method using a salt such as magnesium sulfate and molecular sieve, and an azeotropic dehydration method while removing the solvent.

また、別の操作方法として、モノマーの加水分解縮合に用いる有機溶媒として、水に難溶あるいは不溶のものを使用することもできる。例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、メチル−2−n−アミルケトン、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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert―ブチル、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、γ―ブチルラクトン及びこれらの混合物などが好ましい。   As another operation method, an organic solvent that is hardly soluble or insoluble in water can also be used as the organic solvent used for the hydrolysis and condensation of the monomer. For example, tetrahydrofuran, toluene, hexane, ethyl acetate, cyclohexanone, methyl-2-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene Glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether Acetate, γ-butyl lactone and A mixture thereof are preferred.

モノマーをこの有機溶媒に溶解させ、水を添加し加水分解反応を開始させる。
触媒は水に添加していても良いし、有機溶媒中に添加しておいても良い。反応温度は0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。水の滴下時に10〜50℃に加熱し、その後40〜80℃に昇温させて熟成させる方法が好ましい。
The monomer is dissolved in the organic solvent, and water is added to initiate the hydrolysis reaction.
The catalyst may be added to water or may be added to an organic solvent. The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C. A method of heating to 10 to 50 ° C. at the time of dropping the water and then raising the temperature to 40 to 80 ° C. for aging is preferable.

このときの反応条件を調整することにより、本発明で必要とされる末端がSi−OH及び/又はSi−ORになっているケイ素原子の割合が0.1〜50モル%となるシリコーン樹脂を得ることができる。このときの末端基は29Si−NMRを使用することで簡単に求めることができる。末端がSi−OH及び/又はSi−ORになっているケイ素原子の割合をA(モル%)とすると、下記の式となる。

Figure 0004700929
By adjusting the reaction conditions at this time, a silicone resin in which the proportion of silicon atoms having a terminal end required in the present invention is Si—OH and / or Si—OR is 0.1 to 50 mol%. Obtainable. The terminal group at this time can be easily obtained by using 29Si-NMR. When the ratio of silicon atoms whose ends are Si—OH and / or Si—OR is A (mol%), the following formula is obtained.
Figure 0004700929

ここで、Q1,Q2,Q3,Q4は4官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数、T1,T2,T3は3官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数、D1,D2は2官能Si原子が形成しているシロキサン結合の数を表す。それぞれの結合の量は29Si−NMRのピーク値を積分したものを使用して計算する。   Here, Q1, Q2, Q3 and Q4 are the number of siloxane bonds formed by tetrafunctional Si atoms, T1, T2 and T3 are the number of siloxane bonds formed by trifunctional Si atoms, and D1 and D2 are 2 This represents the number of siloxane bonds formed by the functional Si atom. The amount of each bond is calculated by integrating the 29Si-NMR peak values.

このとき、Aが0.1モル%以下では、樹脂の架橋に使用される末端SiOH、SiORの数が少なすぎて、塗布膜が十分に硬化しきれず、次工程で使用されるレジストとのインターミキシングが発生し、矩形性のよいレジストパターンを得ることができない場合がある。一方、Aが50モル%以上あると、縮合が不十分であり、強度的に弱い塗布膜しか得られず、レジストパターンの倒れなどが発生して好ましくない場合がある。   At this time, when A is 0.1 mol% or less, the number of terminal SiOH and SiOR used for crosslinking of the resin is too small, and the coating film cannot be sufficiently cured, and the resist is used in the next step. Mixing may occur and a resist pattern with good rectangularity may not be obtained. On the other hand, if A is 50 mol% or more, condensation may be insufficient, and only a coating film having a weak strength may be obtained, and a resist pattern may collapse, which may be undesirable.

更に、Aが0.1モル%以上50モル%以下の間であっても、Si−OHとSi−ORの比率が所定の割合でないと十分に硬化した塗布膜を得ることができない場合がある。すなわち、さらに好ましくは、Si−OH/Si−OR=(100/0)〜(20/80)の割合が必要である。このとき、−SiOH/−SiORの比率は、13CNMRを用いてSi原子のα位の炭素原子1個当りの積分強度(B)を内部標準として用いて求めることができる。即ち、−SiORのRをRx−CH2とすると−SiO2−Rxとなり、下線部の炭素原子の積分強度(C)を用いると、下記の式で求めることができる。
−SiOH/−SiOR=(A/100−C/B)/(C/B)
Si−OH/Si−OR=20/80よりSi−ORの割合が高くなると、Si−OR同士では縮合できないので、膜硬化のためのシロキサン結合の形成が少なく、十分な硬さの膜を得ることができない場合がある。一方、Si−OH/Si−OR=20/80よりSi−ORの割合が低くなると、Si−OH同士の縮合やSi−OHとSi−OR間での縮合が容易に進行し、十分な強度がありインターミキシングの発生しない塗布膜を得ることができることが、本発明の特徴である。
Furthermore, even when A is between 0.1 mol% and 50 mol%, a sufficiently cured coating film may not be obtained unless the ratio of Si—OH and Si—OR is a predetermined ratio. . That is, more preferably, a ratio of Si—OH / Si—OR = (100/0) to (20/80) is necessary. At this time, the ratio of —SiOH / —SiOR can be determined using 13 CNMR, using the integrated intensity (B) per one carbon atom at the α-position of the Si atom as an internal standard. That is, the R of -SiOR -SiO When R x -CH 2 C H 2 -R x , and the the use of integrated intensity of the carbon atoms of the underlined portion (C), it is possible to determine by the following equation.
-SiOH / -SiOR = (A / 100-C / B) / (C / B)
When the ratio of Si-OR is higher than Si-OH / Si-OR = 20/80, the Si-OR cannot condense with each other, so that formation of a siloxane bond for film hardening is small and a film with sufficient hardness is obtained. It may not be possible. On the other hand, when the ratio of Si-OR is lower than Si-OH / Si-OR = 20/80, condensation between Si-OH and condensation between Si-OH and Si-OR easily proceeds and sufficient strength is obtained. It is a feature of the present invention that a coating film free from intermixing can be obtained.

更に、炭素−酸素結合を含有する有機基にエポキシ基が含まれている場合、シリコーン樹脂を形成した後、変性反応させることにより種類の異なる炭素−酸素結合を有する有機基を持つ変性シリコーン樹脂に変換することができる。変性シリコーン樹脂の繰り返し単位の例を以下に挙げる。上段の第1番目と第2番目の繰り返し単位が本願発明の例であり、それ以外が参考発明の例である。
Furthermore, when an epoxy group is contained in an organic group containing a carbon-oxygen bond, a modified silicone resin having an organic group having a different type of carbon-oxygen bond is formed by a modification reaction after forming a silicone resin. Can be converted. Examples of the repeating unit of the modified silicone resin are given below. The first and second repeating units in the upper stage are examples of the present invention, and the others are examples of the reference invention.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

ここで、Y、Zは、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−エチルブチル基、3−エチルブチル基、2,2−ジエチルプロピル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基などを例示することができる。   Here, Y and Z are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specifically, , Methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-ethylbutyl group, 3-ethylbutyl Group, 2,2-diethylpropyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, pivaloyl group, cyclohexylcarbonyl group, methoxy group Examples include carbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, etc. It can be.

もとのシリコーン樹脂からの変換は、一般に知られている方法で可能である。例えば、酸、アルカリ又は4級アンモニウム触媒の存在下でアルコール類やカルボン酸類とを加熱することにより変性シリコーン樹脂に容易に変換することができる。また、カルボン酸類との反応では、カルボン酸自身が触媒となるので、触媒を添加する必要がない。   Conversion from the original silicone resin is possible by generally known methods. For example, it can be easily converted into a modified silicone resin by heating alcohols or carboxylic acids in the presence of an acid, alkali or quaternary ammonium catalyst. In the reaction with carboxylic acids, carboxylic acid itself becomes a catalyst, so there is no need to add a catalyst.

このとき使用される酸触媒として、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、シュウ酸、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、サリチル酸、安息香酸、ギ酸、マロン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸などの酸を使用することができる。またアルカリ触媒としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジエチルアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの塩基、四級アンモニウム触媒として塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアンモニウム等を挙げることができる。   Acid catalysts used at this time include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, oxalic acid, acetic acid, propionic acid Acids such as oleic acid, stearic acid, linoleic acid, salicylic acid, benzoic acid, formic acid, malonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid and tartaric acid can be used. Examples of the alkali catalyst include bases such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, triethylamine, triethanolamine, benzyldiethylamine, tetraethylammonium hydroxide, choline hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide. Examples of the quaternary ammonium catalyst include benzyltriethylammonium chloride and benzyltriethylammonium bromide.

このようにして得られる元のシリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂(以下、両者及び両者のブレンド物を含んでシリコーン樹脂と呼ぶ。)をブレンドして用いることもできる。このときのブレンド比は、得られる組成物の性能に大きく影響するため、性能が最高になるように任意の割合でブレンドすることができる。得られた混合物中を、加熱、攪拌、超音波照射、混練などの操作での高分子化合物を均一な組成にすると、より好ましい。   The original silicone resin and modified silicone resin thus obtained (hereinafter referred to as a silicone resin including both and a blend of both) can also be used by blending. Since the blend ratio at this time greatly affects the performance of the resulting composition, it can be blended at an arbitrary ratio so that the performance is maximized. In the obtained mixture, it is more preferable to make the polymer compound into a uniform composition by operations such as heating, stirring, ultrasonic irradiation, and kneading.

本発明で使用される(B)成分の有機溶剤としては、シリコーン樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチル2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−エチル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エチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ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エチル、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tert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ―ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジエチルエーテルや1−エトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。   The organic solvent of the component (B) used in the present invention may be any organic solvent that can dissolve a silicone resin, an acid generator, other additives, and the like. Examples of such organic solvents include ketones such as cyclohexanone and ethyl 2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-ethyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2- Alcohols such as propanol, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol diethyl ether, ethers such as diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropyl Examples include esters such as ethyl pionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate, and lactones such as γ-butyrolactone. One of these may be used alone or two or more may be used. Although it can be used in mixture, it is not limited to these. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol diethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monoethyl ether acetate and mixed solvents thereof, which have the highest solubility of the acid generator in the resist component, are preferably used. Is done.

有機溶剤の使用量は、シリコーン樹脂100重量部に対して500〜2,000重量部、特に400〜3,000重量部が好適である。   The amount of the organic solvent used is preferably 500 to 2,000 parts by weight, particularly 400 to 3,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silicone resin.

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(C)成分に示される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 this invention, the acid generator shown by (C) component for further accelerating | stimulating the crosslinking reaction by a heat | fever can be added. The acid generator includes those that generate acid by thermal decomposition and those that generate 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.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

(上式中、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。) (In the above formula, each of R 101a , R 101b and R 101c is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and having 6 to 20 carbon atoms. An aryl group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or an aryloxoalkyl group, part or all of hydrogen atoms of which may be substituted with an alkoxy group, etc. R 101b and R 101c and may form a ring, when they form a ring, R 101b, .K indicating each is R 101c alkylene group having 1 to 6 carbon atoms - .R 101d is representative of a non-nucleophilic counter ion 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. When forming a ring, R 101d and R 101e and R 101d and R 101e and R 101f represent an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms.)

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、シクロプロピルエチル基、4−エチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルエチル基、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−エ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、ジエ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。 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 the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, Propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopropylethyl, 4- Examples thereof include an ethylcyclohexyl group, a cyclohexylethyl group, a norbornyl group, an 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 -Ethylcyclohexyl) -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, diethylphenyl 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.

-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。 Non-nucleophilic counter ions of K include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate, fluoroalkyl sulfonates such as 1,1,1-trifluoroethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, tosylate, and benzene. Examples thereof include aryl sulfonates such as sulfonate, 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.

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

Figure 0004700929
Figure 0004700929

(上式中、R102aとR102bはそれぞれ独立して炭素数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とR104bはそれぞれ独立して炭素数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 above formula, R 102a and R 102b each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 103 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 104a and R 104b each independently represents a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.

102aと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、シクロプロピルエチル基、4−エチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルエチル基等が挙げられる。 Specific examples of R 102a and R 102b include methyl group, ethyl group, 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, cyclopropylethyl group, 4-ethylcyclohexyl group, cyclohexylethyl group and the like.

103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。 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.

104aと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。 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.

-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。 Examples of K are the same as those described in the formulas (P1a-1), (P1a-2), and (P1a-3).

Figure 0004700929
Figure 0004700929

(上式中、R105、R106は独立して炭素数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 above formula, R 105 and R 106 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.)

105と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。 Examples of the alkyl group of R 105 and R 106 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, Examples include amyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like.

105とR106のハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロエチル基、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−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、メチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジエチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。 Examples of the halogenated alkyl group for R 105 and R 106 include a trifluoroethyl 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, p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, p-tert-butoxyphenyl group, m-tert-butoxyphenyl group, Examples thereof include alkylphenyl groups such as 2-ethylphenyl group, 3-ethylphenyl group, 4-ethylphenyl group, methylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and diethylphenyl group.

105とR106の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。
105とR106の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 halogenated aryl group for R 105 and R 106 include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group.
Examples of the aralkyl group for R 105 and R 106 include a benzyl group and a phenethyl group.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

(上式中、R107とR108とR109は独立して炭素数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と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とR109はそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。) (In the above formula, R 107 , R 108 and R 109 are independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, aryl group or halogen having 6 to 20 carbon atoms. An aryl group 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 when forming a cyclic structure, R 108 and R 109 are each independently And represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)

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.

Figure 0004700929
(上式中、R101a、R101bは上記と同様である。)
Figure 0004700929
(In the above formula, R 101a and R 101b are the same as above.)

Figure 0004700929
Figure 0004700929

(上式中、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若しくはアルコキシ基、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、アルケニル基若しく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、炭素数1〜4のアルコキシ基、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 above 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 It may be substituted with a linear or branched alkyl 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 group 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 an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; A phenyl group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or substituted with a chlorine atom or a fluorine atom Is There may be.)

110のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が挙げられ、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−ジイル基等が挙げられ、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。 Examples of the arylene group for R 110 include a 1,2-phenylene group and a 1,8-naphthylene group. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a phenylethylene group, and a norbornane- 2,3-diyl group etc. are mentioned, As the alkenylene group, 1,2-vinylene group, 1-phenyl-1,2-vinylene group, 5-norbornene-2,3-diyl group and the like can be mentioned.

111のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のものが挙げられ、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、ジエチルアリル基、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−オクテニル基等が挙げられ、アルコキシアルキル基としては、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、ヘプチロキシエチル基、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。 Examples of the alkyl group of R 111 include the same groups as R 101a to R 101c, and examples of the alkenyl group include 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, diethylallyl group, 1-hexenyl group, 3-hexenyl group, 5-hexenyl group, 1-heptenyl group, 3-heptenyl group, 6-heptenyl group, 7 -Octenyl group and the like, and as the alkoxyalkyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, hexyloxyethyl group, heptyloxyethyl group, methoxyethyl group, Ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, hexyloxyethyl , Methoxypropyl, ethoxypropyl, 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−ブチル基等が挙げられ、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−ブトキシ基等が挙げられる。
炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、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挙げられ、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。
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. Examples of the alkoxy group having 1 to 4 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group.
Examples of the phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group or an acetyl group include a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, p -Acetylphenyl group, p-nitrophenyl group, etc. are mentioned, As a C3-C5 heteroaromatic group, a pyridyl group, a furyl group, etc. are mentioned.

具体的には、オニウム塩として、例えばトリフルオロメタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、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エチルアンモニウム、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エチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリエチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルエチル(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エチル(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エチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジエ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エチル(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)エチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[エチル(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エチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等が挙げられる。   Specific examples of onium salts include tetraethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetraethylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetra-n-butylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, and p-toluenesulfonic acid. Tetraethylammonium, trifluoromethanesulfonic acid diphenyliodonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-toluenesulfonic acid diphenyliodonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, trifluoro Triphenylsulfonium lomethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butyl) Xylphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid (P-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonafluorobutanesulfonic acid tri Phenylsulfonium, butanesulfonic acid triphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid triethylsulfonium, p-toluenesulfonic acid Liethylsulfonium, cyclohexylethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexylethyl p-toluenesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, diethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, Dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, ethyl (2-norbornyl) sulfonate trifluoromethanesulfonate ( 2-Oxocyclohexyl) sulfoniu And ethylene bis [ethyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate], 1,2'-naphthylcarbonylethyltetrahydrothiophenium triflate, and the like.

ジアゾメタン誘導体としては、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)ジアゾメタン等が挙げられる。   Diazomethane derivatives include 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-amylsulfur) Nyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane Etc.

グリオキシム誘導体としては、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、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−エチル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−ジエチルグリオキシム、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−エチル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−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(カンファースルホニル)−α−ジエチルグリオキシム等が挙げられる。   Examples of glyoxime derivatives include bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diethylglyoxime, 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-ethyl3,4-pentanedione glyoxime, bis -O- (n-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, 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-ethyl 3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O -(1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl) -α- Diethylglyoxime, bis-O- (cyclohexanesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-diethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-diethylglyoxime Oxime, bis-O- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) -α Diethyl glyoxime, bis -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-diethyl glyoxime, bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-diethyl glyoxime, and the like.

ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロエ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が挙げられる。   Examples of bissulfone derivatives include bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoroethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane. Can be mentioned.

β−ケトスルホン誘導体としては、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)プロパン等が挙げられる。   Examples of the β-ketosulfone derivative include 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.

ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、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が挙げられる。   Examples of the nitrobenzyl sulfonate derivative include 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.

スルホン酸エステル誘導体としては、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)ベンゼン等が挙げられる。   Examples of sulfonic acid ester derivatives include 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy). Examples include benzene.

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としては、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−トリエ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が挙げられる。   Examples of sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds include 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-chloroethanesulfonic acid ester N-hydroxysuccinimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide-2,4,6-triethylbenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-naphthalenesulfonic acid ester, N- Hydroxy-2-phenylsuccinimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimide ethanesulfonate, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide methanesulfonate Ester, N-hydroxyglutarimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydro Siphthalimidobenzenesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide trifluoromethanesulfonic 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-toluenesulfonic acid ester etc. are mentioned.

好ましくは、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エチル(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)エチル(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エ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−ジエチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジエ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用いられる。   Preferably, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) 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 cyclohexylethyl (2-oxo) (Cyclohexyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) ethyl (2-oxocyclohexyl) sulfur Onium salts such as 1,2′-naphthylcarbonylethyltetrahydrothiophenium triflate, bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) ) Diazomethane derivatives such as diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis- Glyoxime derivatives such as O- (p-toluenesulfonyl) -α-diethylglyoxime and bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diethylglyoxime; Bissulfone derivatives such as butylsulfonylmethane, N-hydroxysuccinimide methanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester, etc. Acid ester derivatives are 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、シリコーン樹脂100重量部に対して好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは0.5〜40重量部である。0.1重量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重量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 by weight, more preferably 0.5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone resin. If the amount is less than 0.1 part by weight, the amount of acid generated is small and the crosslinking reaction may be insufficient. If the amount exceeds 50 parts by weight, a mixing phenomenon may occur due to the acid moving to the upper resist.

ここで(D)成分の中和剤は、発生した酸が次工程で塗布されるレジスト層へ拡散していくのを防止するための材料であり、例えば、メチロール基、アルコキシエチル基、アシロキシエチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたエポキシ化合物、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、などを挙げることができる。   Here, the neutralizing agent of the component (D) is a material for preventing the generated acid from diffusing into the resist layer to be applied in the next step, for example, methylol group, alkoxyethyl group, acyloxy group. An epoxy compound, a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound substituted with at least one group selected from an ethyl group can be exemplified.

中和剤のうち、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。   Examples of the neutralizing agent include epoxy compounds such as tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether, and the like.

中和剤のうち、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、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1から6個がメトキシエチル化した化合物及びその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシエチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシエチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。   Among the neutralizing agents, specific examples of melamine compounds include hexamethylol melamine, hexamethoxyethyl melamine, compounds in which 1 to 6 of hexamethylol melamine are methoxyethylated and mixtures thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxy Examples thereof include compounds in which 1 to 5 methylol groups of ethylmelamine and hexamethylolmelamine are acyloxyethylated, or a mixture thereof.

中和剤のうち、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、テトラメトキシエチルグアナミン、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エチル化した化合物及びその混合物、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エチル化した化合物及びその混合物が挙げられる。   Among the neutralizing agents, guanamine compounds include tetramethylolguanamine, tetramethoxyethylguanamine, compounds in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxyethylated, and mixtures thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine. And compounds in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are acyloxyethylated, and mixtures thereof.

中和剤のうち、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、テトラメトキシエ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個がメトキシエチル基化した化合物、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個がアシロキシエチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。   Among the neutralizing agents, as the glycoluril compound, tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxyethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 of the methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxyethylated, or its Examples thereof include a mixture, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycoluril are acyloxyethylated, or a mixture thereof.

中和剤のうち、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、テトラメトキシエチルウレア、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エチル基化した化合物、又はその混合物などが挙げられる。   Among the neutralizing agents, examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, tetramethoxyethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are converted to methoxyethyl group, or a mixture thereof. It is done.

次に、本発明では、リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に本発明の反射防止膜材料を塗布し、ベークして反射防止膜を形成し、該反射防止膜上にフォトレジスト膜材料を塗布し、プリベークしてフォトレジスト膜を形成し、該フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止膜及び基板をエッチングして基板にパターンを形成するパターン形成方法が提供される。   Next, the present invention is a method for forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least the antireflection film material of the present invention is applied on the substrate and baked to form an antireflection film. A photoresist film material is applied thereon, pre-baked to form a photoresist film, the pattern circuit region of the photoresist film is exposed, and then developed with a developer to form a resist pattern on the photoresist film. There is provided a pattern forming method for forming a pattern on a substrate by etching the antireflection film and the substrate using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask.

さらに、参考発明では、リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に本発明の反射防止膜材料を塗布し、ベークして反射防止膜を形成し、該反射防止膜上にフォトレジスト膜材料を塗布し、プリベークしてフォトレジスト膜を形成し、該フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにした反射防止膜をエッチングし、さらにパターンが形成された反射防止膜をマスクにして基板をエッチングして基板にパターンを形成するパターン形成方法も提供される。
Further, the reference invention is a method of forming a pattern on a substrate by lithography, and at least the antireflection film material of the present invention is applied on the substrate and baked to form an antireflection film, and the antireflection film is formed on the antireflection film. A photoresist film material is applied to the substrate, pre-baked to form a photoresist film, the pattern circuit area of the photoresist film is exposed, and then developed with a developer to form a resist pattern on the photoresist film. There is also provided a pattern forming method for etching a reflection preventing film using a patterned photoresist film as a mask, and further etching the substrate using the patterned reflection preventing film as a mask to form a pattern on the substrate. .

これらのパターン形成方法について図1を参照して説明する。
先ず、図1(a)に示すレジストパターン形成までについて説明する。
反射防止膜10は、スピンコート法などで本発明の反射防止膜材料を基板12上に塗布して形成することが可能である。スピンコートなどで塗布後、有機溶剤を蒸発し、上層となるフォトレジスト膜11とのミキシング防止のため、ベークして架橋反応を促進させることが望ましい。ベーク温度は80〜300℃の範囲内で、ベーク時間は10秒から300秒の範囲内が好ましく用いられる。
These pattern forming methods will be described with reference to FIG.
First, the process up to the formation of the resist pattern shown in FIG.
The antireflection film 10 can be formed by applying the antireflection film material of the present invention on the substrate 12 by spin coating or the like. After application by spin coating or the like, it is desirable to evaporate the organic solvent and to bake to promote the crosslinking reaction in order to prevent mixing with the upper photoresist film 11. The baking temperature is preferably in the range of 80 to 300 ° C., and the baking time is preferably in the range of 10 to 300 seconds.

反射防止膜10を形成した後、その上にフォトレジスト膜11を形成するが、反射防止膜の形成時と同様にスピンコート法が好ましく用いられる。フォトレジスト膜材料をスピンコートなどで塗布後、プリベークを行うが、プリベーク条件としては、80〜180℃の温度範囲で10〜300秒の時間範囲が好ましい。
その後、パターン回路領域の露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像液での現像を行い、レジストパターンを得る(図1(a))。
After the antireflection film 10 is formed, a photoresist film 11 is formed thereon, and spin coating is preferably used as in the formation of the antireflection film. Pre-baking is performed after applying the photoresist film material by spin coating or the like, and the pre-baking condition is preferably a temperature range of 80 to 180 ° C. and a time range of 10 to 300 seconds.
Thereafter, the pattern circuit region is exposed, post-exposure baking (PEB), and development with a developer is performed to obtain a resist pattern (FIG. 1A).

次に、図1(b)に示すパターン形成までについて説明する。
フォトレジスト膜11をマスクとして反射防止膜10をエッチングするには、フロン系ガス、窒素ガス、炭酸ガスなどを使ってエッチングを行う。本発明の反射防止膜材料から形成された反射防止膜10は、前記ガスに対するエッチング速度が速く、上層のフォトレジスト膜11の膜減りが小さいという特徴がある。
Next, the process up to the pattern formation shown in FIG.
In order to etch the antireflection film 10 using the photoresist film 11 as a mask, etching is performed using a chlorofluorocarbon gas, nitrogen gas, carbon dioxide gas, or the like. The antireflection film 10 formed of the antireflection film material of the present invention is characterized in that the etching rate with respect to the gas is high and the film loss of the upper photoresist film 11 is small.

次の基板12のエッチングは、下地層12b上の被加工層12a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(p型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。本発明の反射防止膜材料から形成された反射防止膜10は、塩素、臭素に対するエッチング耐性に優れ、特に被加工層がp−SiやAl、Wなどの場合、ハードマスクとして適用可能である。被加工層12aがSiO2、SiN膜の場合においても、本発明の反射防止膜材料から形成された反射防止膜10は、フォトレジスト膜11よりはエッチング速度が速いが、基板12よりはエッチング速度が遅く、ハードマスクとして機能し得る。
従って、基板12の被加工層12aをエッチング除去してパターンを作成する場合、フォトレジスト膜11をマスクとしてもよいし、パターンが形成された反射防止膜10をマスクとして加工するようにしてもよい。
Etching of the next substrate 12 includes etching mainly using a chlorofluorocarbon gas when the layer 12a to be processed on the base layer 12b is SiO 2 or SiN, chlorine based on p-Si (p-type Si), Al, or W, Etching mainly using bromine-based gas. The antireflection film 10 formed of the antireflection film material of the present invention is excellent in etching resistance to chlorine and bromine, and can be applied as a hard mask particularly when the layer to be processed is p-Si, Al, W, or the like. Even when the layer 12a to be processed is an SiO 2 or SiN film, the antireflection film 10 formed of the antireflection film material of the present invention has an etching rate higher than that of the photoresist film 11, but is higher than that of the substrate 12. Is slow and can function as a hard mask.
Therefore, when a pattern is created by etching away the layer 12a to be processed of the substrate 12, the photoresist film 11 may be used as a mask, or the antireflection film 10 on which the pattern is formed may be processed as a mask. .

さらに、参考発明では、リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に有機膜を形成し、該有機膜の上に本発明の反射防止膜材料を塗布し、ベークして反射防止膜を形成し、該反射防止膜上にフォトレジスト膜材料を塗布し、プリベークしてフォトレジスト膜を形成し、該フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してフォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして反射防止膜をエッチングし、パターンが形成された反射防止膜をマスクにして有機膜をエッチングし、さらに基板をエッチングして基板にパターンを形成するパターン形成方法が提供される。
Further, the reference invention is a method of forming a pattern on a substrate by lithography, and at least an organic film is formed on the substrate, and the antireflection film material of the present invention is applied on the organic film and baked. An antireflection film is formed, a photoresist film material is applied on the antireflection film, prebaked to form a photoresist film, the pattern circuit area of the photoresist film is exposed, and then developed with a developer. Forming a resist pattern on the photoresist film, etching the antireflection film using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask, etching the organic film using the antireflection film on which the pattern is formed as a mask, and There is provided a pattern forming method for forming a pattern on a substrate by etching the substrate.

このように、本発明の反射防止膜材料から形成された反射防止膜は、例えば三層レジストプロセスといった多層レジストプロセスにおいて中間層としての適用も可能である。このパターン形成方法について図2を参照して説明する。   Thus, the antireflection film formed from the antireflection film material of the present invention can be applied as an intermediate layer in a multilayer resist process such as a three-layer resist process. This pattern forming method will be described with reference to FIG.

先ず、図2(a)に示すレジストパターン形成までについて説明する。
基板22上に有機膜23をスピンコート法などで形成する。この有機膜23は、基板22をエッチングするときのマスクとして作用するので、エッチング耐性が高いことが望ましく、上層の珪素含有反射防止膜20とミキシングしないことが求められるので、スピンコート等で塗布した後に熱あるいは酸によって架橋することが望ましい。この有機膜23の上に本発明の反射防止膜材料から形成する反射防止膜20、フォトレジスト膜21を前記方法と同様の方法で作成する。その後、パターン回路領域の露光、現像液での現像によってレジストパターンを得る(図2(a))。
ここで、有機膜としては、クレゾールノボラック、ナフトールノボラック、カトールジシクロペンタジエンノボラック、アモルファスカーボン、ポリヒドロキシスチレン、アクリレート、メタクリレート、ポリイミド、ポリスルフォン等の樹脂が挙げられる。
First, the process up to the formation of the resist pattern shown in FIG.
An organic film 23 is formed on the substrate 22 by spin coating or the like. Since this organic film 23 acts as a mask when etching the substrate 22, it is desirable that the etching resistance is high, and it is required not to mix with the upper silicon-containing antireflection film 20, so that the organic film 23 is applied by spin coating or the like. It is desirable to crosslink later with heat or acid. An antireflection film 20 and a photoresist film 21 formed from the antireflection film material of the present invention are formed on the organic film 23 by the same method as described above. Thereafter, a resist pattern is obtained by exposing the pattern circuit area and developing with a developer (FIG. 2A).
Here, examples of the organic film include resins such as cresol novolak, naphthol novolak, catol dicyclopentadiene novolak, amorphous carbon, polyhydroxystyrene, acrylate, methacrylate, polyimide, and polysulfone.

次に、図2(b)に示すように、パターンが形成されたフォトレジスト膜21をマスクとして反射防止膜20のエッチングを行い、レジストパターンを反射防止膜20に転写する。次に、図2(c)に示すように、反射防止膜20に形成されたパターンを酸素プラズマエッチングなどによって有機膜23に転写する。この時、フォトレジスト膜21も同時にエッチング除去される。次に、図2(d)に示すように、下地層22bの上に被加工層22aのエッチングを行い、基板22にパターンを形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, the antireflection film 20 is etched using the photoresist film 21 on which the pattern is formed as a mask, and the resist pattern is transferred to the antireflection film 20. Next, as shown in FIG. 2C, the pattern formed on the antireflection film 20 is transferred to the organic film 23 by oxygen plasma etching or the like. At this time, the photoresist film 21 is also etched away. Next, as shown in FIG. 2D, the layer to be processed 22a is etched on the base layer 22b to form a pattern on the substrate 22.

各膜と各層の厚さは、例えば、有機膜が50〜2000nm、反射防止膜が50〜2000nm、レジスト膜が0.1〜1μm(好ましくは100〜500nm)であるが、これに限定されるものではない。   The thickness of each film and each layer is, for example, 50 to 2000 nm for the organic film, 50 to 2000 nm for the antireflection film, and 0.1 to 1 μm (preferably 100 to 500 nm) for the resist film, but is not limited thereto. It is not a thing.

このとき使用される基板としては、特に限定されず、シリコンウェハー等が用いられる。   The substrate used at this time is not particularly limited, and a silicon wafer or the like is used.

レジスト層の形成に用いるレジスト組成物は、公知のものを使用でき、例えば、ベース樹脂と有機溶媒と酸発生剤の組み合わせを用いることができる。
ベース樹脂としては、ポリヒドロキシスチレン及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリメタクリル酸及びその誘導体、ヒドロキシスチレンとアクリル酸とメタクリル酸とそれらの誘導体から選ばれ形成される共重合体、シクロオレフィン及びその誘導体と無水マレイン酸とアクリル酸及びその誘導体から選ばれる3以上の共重合体、シクロオレフィン及びその誘導体とマレイミドとアクリル酸及びその誘導体から選ばれる3以上の共重合体、ポリノルボルネン、及びメタセシス開環重合体からなる一群から選択される1種以上の高分子重合体が挙げられる。なお、ここにいう誘導体は、アクリル酸誘導体にはアクリル酸エステル等、メタクリル酸誘導体にはメタクリル酸エステル等、ヒドロキシスチレン誘導体にはアルコキシスチレン等が含まれるように、主要な骨格が誘導後に残っているものを意味する。
A known resist composition can be used for forming the resist layer, and for example, a combination of a base resin, an organic solvent, and an acid generator can be used.
Base resins include polyhydroxystyrene and its derivatives, polyacrylic acid and its derivatives, polymethacrylic acid and its derivatives, copolymers formed from hydroxystyrene, acrylic acid, methacrylic acid and their derivatives, cycloolefin And three or more copolymers selected from maleic anhydride and acrylic acid and derivatives thereof, cycloolefin and derivatives thereof, and three or more copolymers selected from maleimide, acrylic acid and derivatives thereof, polynorbornene, and Examples thereof include one or more polymer polymers selected from the group consisting of metathesis ring-opening polymers. In addition, the main skeleton remains after the induction, such as acrylic acid derivatives such as acrylic acid esters, methacrylic acid derivatives such as methacrylic acid derivatives, and alkoxystyrenes such as hydroxystyrene derivatives. Means what

KrFエキシマレーザー用レジスト用としては、ポリヒドロキシスチレン(PHS)、ヒドロキシスチレンとスチレンとアクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとマレイミドNカルボン酸エステルとから選ばれて形成される共重合体、ArFエキシマレーザー用レジストとしては、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタクリル酸エステル系、ノルボルネンと無水マレイン酸との交互共重合系、テトラシクロドデセンと無水マレイン酸との交互共重合系、ポリノルボルネン系、開環重合によるメタセシス重合系があげられるが、これらの重合系ポリマーに限定される
ことはない。
As a resist for KrF excimer laser, polyhydroxystyrene (PHS), a copolymer selected from hydroxystyrene, styrene, acrylic acid ester, methacrylic acid ester and maleimide N carboxylic acid ester, for ArF excimer laser The resist includes polyacrylate ester, polymethacrylate ester, alternating copolymerization system of norbornene and maleic anhydride, alternating copolymerization system of tetracyclododecene and maleic anhydride, polynorbornene system, and ring-opening polymerization. However, the present invention is not limited to these polymerization polymers.

ポジ型レジストの場合、フェノールあるいはカルボキシル基の水酸基を酸不安定基で置換することによって、未露光部の溶解速度を下げる場合が一般的である。即ち、カルボキシル基の水素原子又はフェノール性水酸基の水素原子がアルカリ溶解制御能を有する酸不安定基で置換され、露光により発生した酸の作用により該酸不安定基が解離しアルカリ水溶液への溶解度が増大するベース樹脂と組み合わせてポジ型レジスト材料として用いることができる。   In the case of a positive resist, the dissolution rate of the unexposed area is generally lowered by substituting the hydroxyl group of the phenol or carboxyl group with an acid labile group. That is, a hydrogen atom of a carboxyl group or a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group is substituted with an acid labile group having an alkali dissolution control ability, and the acid labile group is dissociated by the action of an acid generated by exposure to dissolve in an aqueous alkali solution. It can be used as a positive resist material in combination with a base resin that increases.

レジスト組成物に用いる有機溶剤と酸発生剤としては、反射防止膜材料の(B)成分である有機溶剤と(C)成分である酸発生剤と同様なものが挙げられる。
レジスト組成物の各成分の添加量は、例えば、ベース樹脂の添加量は、反射防止膜材料中の(A)成分であるシリコーン樹脂の添加量と同様であり、レジスト組成物に用いる有機溶剤と酸発生剤の添加量も、反射防止膜材料の(B)成分である有機溶媒と(C)成分である酸発生剤と同様である。
Examples of the organic solvent and acid generator used in the resist composition include the same organic solvent as the component (B) and acid generator as the component (C) of the antireflection film material.
The addition amount of each component of the resist composition is, for example, the addition amount of the base resin is the same as the addition amount of the silicone resin as the component (A) in the antireflection film material, and the organic solvent used in the resist composition The amount of the acid generator added is also the same as that of the organic solvent as the component (B) and the acid generator as the component (C) of the antireflection film material.

以下、合成例、参考合成例、重合例、参考例及び実施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。
参考合成例1
3000mlのガラス製のフラスコに、メタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン217gとフェニルトリメトキシシラン43gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でメタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー1(Polymer1)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=10.2%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=100/0になった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to synthesis examples, reference synthesis examples, polymerization examples , reference examples, and examples, but the present invention is not limited to these descriptions.
Reference synthesis example 1
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of methanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 217 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 43 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and methanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. The polymer 1 (Polymer 1) was obtained under reduced pressure.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the ratio of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 10.2%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 100/0.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

参考合成例2
3000mlのガラス製のフラスコに、エタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン139gとフェニルトリメトキシシラン32gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でエタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー2(Polymer2)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、C13−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=3.2%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=90/10になった。
Reference synthesis example 2
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of ethanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 139 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 32 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and ethanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. The polymer 2 (Polymer 2) was obtained under reduced pressure.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by C 13 -NMR as follows.
Subsequently, the ratio of terminal groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 3.2%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 90/10.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

参考合成例3
3000mlのガラス製のフラスコに、エタノール1500g、純水750g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液150gを仕込み、攪拌した。この混合物に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン450g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン162g及びフェニルトリメトキシシラン138gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、4時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でエタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー3(Polymer3)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=19%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=97/3になった。
Reference synthesis example 3
A 3000 ml glass flask was charged with 1500 g of ethanol, 750 g of pure water, and 150 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 450 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 162 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 138 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C. The mixture was stirred at 0 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and ethanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. The polymer 3 (Polymer 3) was obtained under reduced pressure.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the proportion of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 19%, and Si—OH / Si—OR was calculated by 13 C-NMR to find Si—OH / Si—. OR = 97/3.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

合成例4
3000mlのガラス製のフラスコに、エタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン139gとフェニルトリメトキシシラン32gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でエタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、酢酸を1000g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、酢酸エチルを留去した。得られたポリマーの酢酸溶液を40℃で12時間攪拌した。続いて、得られた溶液にプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー4(Polymer4)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=20.5%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=40/60になった。
Synthesis example 4
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of ethanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 139 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 32 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and ethanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 1000 g of acetic acid was added, and the ethyl acetate was removed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. Distilled off. The acetic acid solution of the obtained polymer was stirred at 40 ° C. for 12 hours. Subsequently, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added to the obtained solution, and polymer 4 (Polymer 4) was obtained under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the ratio of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 20.5%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 40/60.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

合成例5
3000mlのガラス製のフラスコに、メタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン217gとフェニルトリメトキシシラン43gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でメタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、酢酸を1000g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、酢酸エチルを留去した。得られたポリマーの酢酸溶液に60%過塩素酸水溶液1.6gを室温で加え、70℃で45時間攪拌した。得られたポリマー溶液に、酢酸エチル3000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、続いて、得られた溶液にプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー5(Polymer5)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=15.6%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=70/30になった。
Synthesis example 5
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of methanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 217 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 43 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and methanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 1000 g of acetic acid was added, and the ethyl acetate was removed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. Distilled off. To the obtained acetic acid solution of the polymer, 1.6 g of a 60% aqueous perchloric acid solution was added at room temperature, followed by stirring at 70 ° C. for 45 hours. To the obtained polymer solution, 3000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, and then 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added to the obtained solution. Polymer 5 (Polymer 5) was obtained under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the ratio of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 15.6%, and Si—OH / Si—OR was calculated by 13 C-NMR to find Si—OH / Si-OR = 70/30.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

参考合成例6
3000mlのガラス製のフラスコに、メタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン217gとフェニルトリメトキシシラン43gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でメタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄し、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、酢酸エチルを留去した。得られたポリマーをメタノール1000mlに溶解し、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)5gを室温で加え、65℃で40時間攪拌した。得られたポリマー溶液に酢酸を25g加えて反応を停止させた後、40℃、減圧でメタノールを留去した。得られたポリマーに、酢酸エチル3000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、続いてプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー6(Polymer6)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=41.6%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=80/20になった。
Reference synthesis example 6
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of methanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 217 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 43 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and methanol was distilled off under reduced pressure. To the resulting liquid was added 2000 ml of ethyl acetate, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, and ethyl acetate was distilled off under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. The obtained polymer was dissolved in 1000 ml of methanol, 5 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) was added at room temperature, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 40 hours. After 25 g of acetic acid was added to the obtained polymer solution to stop the reaction, methanol was distilled off at 40 ° C. under reduced pressure. To the obtained polymer, 3000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, and then 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. Under reduced pressure, Polymer 6 was obtained.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the ratio of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 41.6%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 80/20.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

合成例7
3000mlのガラス製のフラスコに、エタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン139gとフェニルトリメトキシシラン32gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でエタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄し、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、酢酸エチルを留去した。得られたポリマーをメタノール1000ml及びテトラヒドロフラン1000mlの混合溶液に溶解し、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)5gを室温で加え、65℃で30時間攪拌した。得られたポリマー溶液に酢酸を25g加えて反応を停止させた後、40℃、減圧でエタノール及びテトラヒドロフランを留去した。得られたポリマーに、酢酸エチル3000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、続いてプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー7(Polymer7)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=5.7%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=85/15になった。
Synthesis example 7
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of ethanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 139 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 32 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and ethanol was distilled off under reduced pressure. To the resulting liquid was added 2000 ml of ethyl acetate, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, and ethyl acetate was distilled off under reduced pressure while heating the liquid temperature to 40 ° C. The obtained polymer was dissolved in a mixed solution of 1000 ml of methanol and 1000 ml of tetrahydrofuran, 5 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) was added at room temperature, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 30 hours. . After 25 g of acetic acid was added to the obtained polymer solution to stop the reaction, ethanol and tetrahydrofuran were distilled off at 40 ° C. under reduced pressure. To the obtained polymer, 3000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, and then 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. Under reduced pressure, Polymer 7 (Polymer 7) was obtained.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the proportion of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 5.7%, and Si—OH / Si—OR was calculated by 13 C-NMR to find Si—OH / Si-OR = 85/15.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

参考合成例8
3000mlのガラス製のフラスコに、メタノール1400g、純水700g及び25重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液50gを仕込み、攪拌した。この混合物に、テトラメトキシシラン300g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン217gとフェニルトリメトキシシラン43gの混合物を、液温40℃で滴下し、その後40℃、2時間攪拌した。反応終了後、酢酸を35g加えて反応を停止させ、減圧でメタノールを留去した。得られた液に、酢酸エチル2000ml加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を600g加え、液温を40℃に加熱しながらの減圧下で、ポリマー8(Polymer8)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=38.7%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=60/40になった。
Reference synthesis example 8
A 3000 ml glass flask was charged with 1400 g of methanol, 700 g of pure water and 50 g of a 25 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and stirred. To this mixture, a mixture of 300 g of tetramethoxysilane, 217 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 43 g of phenyltrimethoxysilane was added dropwise at a liquid temperature of 40 ° C., and then stirred at 40 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, 35 g of acetic acid was added to stop the reaction, and methanol was distilled off under reduced pressure. To the obtained liquid, 2000 ml of ethyl acetate was added, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 600 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the liquid temperature was heated to 40 ° C. The polymer 8 (Polymer 8) was obtained under reduced pressure.
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the proportion of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 38.7%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 60/40.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

比較合成例1
テトラヒドロフラン(THF)200g、純水100gに3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン23.6gとフェニルトリメトキシシラン19.8gを溶解させ液温を35℃にし、37%塩酸水を21g1時間かけて滴下し、その後64℃に昇温し、シラノールの縮合反応とエポキシ基の開環反応、塩酸の付加反応を行った。この反応液にジエチルエーテル200g加え水層を分別し、有機液層を超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を200g加え、液温を60℃に加熱しながらの減圧下にTHF、ジエチルエーテル水を除去し、比較例ポリマー1(Reference Polymer1)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=55.6%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=50/50になった。
Comparative Synthesis Example 1
Dissolve 23.6 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 19.8 g of phenyltrimethoxysilane in 200 g of tetrahydrofuran (THF) and 100 g of pure water, bring the liquid temperature to 35 ° C., and dropwise add 37% hydrochloric acid over 21 g for 1 hour. Then, the temperature was raised to 64 ° C., and a silanol condensation reaction, an epoxy group ring-opening reaction, and a hydrochloric acid addition reaction were carried out. 200 g of diethyl ether was added to the reaction liquid, the aqueous layer was separated, the organic liquid layer was washed twice with ultrapure water, 200 g of propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA) was added, and the pressure was reduced while heating the liquid temperature to 60 ° C. Underneath, THF and diethyl ether water were removed to obtain Comparative Polymer 1 (Reference Polymer 1).
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the proportion of end groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 55.6%, and Si—OH / Si—OR was calculated by 13 C-NMR to calculate Si—OH / Si-OR = 50/50.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

比較合成例2
テトラヒドロフラン200g、純水100gに2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン42.6gとフェニルトリメトキシシラン19.8gを溶解させ液温を35℃にし、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを1.7g添加し、その後60℃に昇温し、シラノールの縮合反応を行った。
前記反応液にジエチルエーテル200g加え水層を分別し、有機液層の重量に対して、1%の60重量%硝酸を加えて、300gの超純水で2回洗浄、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)を200g加え、液温を60℃に加熱しながらの減圧下にTHF、ジエチルエーテル水を除去し、比較例ポリマー2(Reference Polymer2)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求め、13C−NMRによって共重合比を下記の通りに求めた。
続いて、29Si−NMRで末端基の割合を測定し、Aを計算したところA=30.2%であり、13C−NMRでSi−OH/Si−ORを計算したところSi−OH/Si−OR=15/85になった。
Comparative Synthesis Example 2
In 200 g of tetrahydrofuran and 100 g of pure water, 42.6 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 19.8 g of phenyltrimethoxysilane are dissolved to bring the liquid temperature to 35 ° C. 7 g was added, and then the temperature was raised to 60 ° C. to conduct a silanol condensation reaction.
200 g of diethyl ether was added to the reaction solution, the aqueous layer was separated, 1% of 60% by weight nitric acid was added to the weight of the organic liquid layer, washed twice with 300 g of ultrapure water, and propylene glycol monoethyl ether acetate. 200 g of (PGMEA) was added, and THF and diethyl ether water were removed under reduced pressure while heating the liquid temperature to 60 ° C. to obtain Comparative Example Polymer 2 (Reference Polymer 2).
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC), and the copolymerization ratio was determined by 13 C-NMR as follows.
Subsequently, the ratio of terminal groups was measured by 29 Si-NMR, and A was calculated to be A = 30.2%. Si-OH / Si-OR was calculated by 13 C-NMR, and Si-OH / Si-OR = 15/85.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

実施例、参考例、比較例
[反射防止膜材料の調整]
上記合成例5、7参考合成例1〜3、6、8、比較合成例1〜2で得られた高分子化合物を用いて、FC−430(住友スリーエム社製)0.1重量%を含む有機溶剤中に表1に示す割合で溶解させ、0.1μmの弗素樹脂製のフィルターでろ過することによって反射防止膜材料(実施例参考例1〜4、8、比較例1〜2)をそれぞれ調製した。
Examples, Reference Examples, and Comparative Examples [Adjustment of Antireflection Film Material]
FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Co.) 0.1 weight using the polymer compounds obtained in Synthesis Examples 4 to 5 , 7 and Reference Synthesis Examples 1 to 3, 6, 8 and Comparative Synthesis Examples 1 to 2 % In an organic solvent containing 1% and filtered through a 0.1 μm fluororesin filter (Examples 5 to 7 and Reference Examples 1 to 4 and 8) Examples 1-2) were prepared respectively.

表1中の各組成は次の通りである。
ポリマー1〜8: 合成例5、7、参考合成例1〜3、6、8より得たもの
比較ポリマー1: 比較合成例1より得たもの
比較ポリマー2: 比較合成例2より得たもの
酸発生剤:AG1、AG2(下記構造式参照)
有機溶剤: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)
Each composition in Table 1 is as follows.
Polymers 1 to 8: Synthetic Examples 4 to 5, 7 and those obtained from Reference Synthetic Examples 1 to 3, 6, and 8 Comparative Polymer 1: Obtained from Comparative Synthetic Example 1 Comparative Polymer 2: Obtained from Comparative Synthetic Example 2 Acid generator: AG1, AG2 (see the following structural formula)
Organic solvent: PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)

Figure 0004700929
Figure 0004700929

このようにして調製した反射防止膜材料をシリコン基板上に塗布して、200℃で120秒間ベークして膜厚193nmの反射防止膜を形成した。
反射防止膜を形成後、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における反射防止膜の屈折率(n,k)を求め結果を表1に示した。
The antireflection film material thus prepared was applied on a silicon substrate and baked at 200 ° C. for 120 seconds to form an antireflection film having a thickness of 193 nm.
After forming the antireflection film, A. The refractive index (n, k) of the antireflection film at a wavelength of 193 nm was determined with a Woollam Inc. variable incidence ellipsometer (VASE), and the results are shown in Table 1.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

表1に示すように、実施例7、参考例1〜4、8、比較例1〜2の反射防止膜は、屈折率のn値が1.5〜1.9、k値が0.15以上の範囲であり、充分な反射防止効果を発揮できるだけの最適なn値及びk値を有することが判る。更に、3ヶ月間室温で放置しておいても膜厚変化がほとんどないことが判った。
As shown in Table 1, the antireflection films of Examples 5 to 7, Reference Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 have a refractive index n value of 1.5 to 1.9 and a k value of 0. It can be seen that it has an optimum n value and k value that are sufficient to exhibit a sufficient antireflection effect. Furthermore, it was found that there was almost no change in film thickness even after standing at room temperature for 3 months.

[フォトレジスト膜材料の調製]
フォトレジスト膜材料のベース樹脂として下記重合体(ポリマー(Polymer)A
〜ポリマー(Polymer)C)を準備した。
[Preparation of photoresist film material]
The following polymer (Polymer A) is used as the base resin for the photoresist film material.
-Polymer C) was prepared.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

ポリマーAは、上に示される繰り返し単位s、tからなる重合体である。この重合体の共重合比及び重量平均分子量(Mw)を以下に示す。
共重合モル比 s:t=0.40:0.60
重量平均分子量(Mw)=8800
The polymer A is a polymer composed of the repeating units s and t shown above. The copolymerization ratio and weight average molecular weight (Mw) of this polymer are shown below.
Copolymerization molar ratio s: t = 0.40: 0.60
Weight average molecular weight (Mw) = 8800

ポリマーBは、上に示される繰り返し単位u、vからなる重合体である。この重合体の共重合比及び重量平均分子量(Mw)を以下に示す。
共重合モル比 u:v=0.50:0.50
重量平均分子量(Mw)=8300
The polymer B is a polymer composed of the repeating units u and v shown above. The copolymerization ratio and weight average molecular weight (Mw) of this polymer are shown below.
Copolymerization molar ratio u: v = 0.50: 0.50
Weight average molecular weight (Mw) = 8300

ポリマーCは、上に示される繰り返し単位w、xからなる重合体である。この重合体の共重合比及び重量平均分子量(Mw)を以下に示す。
共重合モル比 w:x=0.40:0.60
重量平均分子量(Mw)=18300
The polymer C is a polymer composed of the repeating units w and x shown above. The copolymerization ratio and weight average molecular weight (Mw) of this polymer are shown below.
Copolymerization molar ratio w: x = 0.40: 0.60
Weight average molecular weight (Mw) = 18300

上記準備した重合体(ポリマーA〜ポリマーC)を用いて、下記表2に示す組成でArFリソグラフィー用のフォトレジスト膜材料1〜3をそれぞれ調製した。表2中の各組成は次の通りである。
ポリマー:ポリマーA〜ポリマーC
酸発生剤:PAG1(下記構造式参照)
塩基添加剤:トリエタノールアミン
有機溶剤: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)
Using the prepared polymers (polymer A to polymer C), photoresist film materials 1 to 3 for ArF lithography were prepared with the compositions shown in Table 2 below. Each composition in Table 2 is as follows.
Polymer: Polymer A to Polymer C
Acid generator: PAG1 (see structural formula below)
Base additive: Triethanolamine Organic solvent: PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)

Figure 0004700929
Figure 0004700929

Figure 0004700929
Figure 0004700929

[パターン形状の観察及びエッチング耐性試験]
(1)パターン形状の観察
上記調製した反射防止膜材料(実施例7、参考例1〜4、8、比較例1〜2)をシリコン基板上に塗布して、200℃で120秒間ベークして膜厚193nmの反射防止膜を形成した。
[Observation of pattern shape and etching resistance test]
(1) Observation of pattern shape The above prepared antireflection film materials (Examples 5 to 7, Reference Examples 1 to 4, 8, and Comparative Examples 1 to 2) were applied on a silicon substrate and baked at 200 ° C. for 120 seconds. Thus, an antireflection film having a thickness of 193 nm was formed.

次に、反射防止膜の上に、表3に示される組合せで、上記調製したフォトレジスト膜材料1〜3を塗布して、120℃で60秒間ベークし、膜厚250nmのフォトレジスト膜を調製した。   Next, on the antireflection film, the above-prepared photoresist film materials 1 to 3 are applied in the combinations shown in Table 3, and baked at 120 ° C. for 60 seconds to prepare a 250 nm-thick photoresist film. did.

次いで、ArF露光装置(ニコン社製;S305B、NA0.68、σ0.85、2/3輪体照明、Crマスク)で露光し、110℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で現像し、0.13μmラインアンドスペースのポジ型のレジストパターンを得た。得られたレジストパターン形状(フォトレジスト膜の断面形状)について、裾引きやアンダーカット、インターミキシング現象が起きていないかを観察し、結果を表3に示した。   Next, the film was exposed with an ArF exposure apparatus (Nikon Corp .; S305B, NA 0.68, σ 0.85, 2/3 ring illumination, Cr mask), baked at 110 ° C. for 90 seconds (PEB), and 2.38 wt%. Development was performed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution to obtain a positive resist pattern of 0.13 μm line and space. The resulting resist pattern shape (cross-sectional shape of the photoresist film) was observed for occurrence of tailing, undercutting, and intermixing, and the results are shown in Table 3.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

その結果、実施例7、参考例1〜4、8の反射防止膜材料を用いた場合では、フォトレジスト膜は反射防止膜との境界付近で裾引きやアンダーカット、インターミキシング現象が起きておらず、矩形のパターンが得られていることを確認した。しかし、比較例1の反射防止膜材料を用いた場合、やや逆テーパー及び裾引きが観察された。
As a result, when the antireflection film materials of Examples 5 to 7 and Reference Examples 1 to 4 and 8 are used, the photoresist film causes skirting, undercut, and intermixing phenomenon near the boundary with the antireflection film. It was confirmed that a rectangular pattern was obtained. However, when the antireflection film material of Comparative Example 1 was used, slightly reverse taper and skirting were observed.

(2)エッチング耐性試験
前記反射防止膜材料(実施例7、参考例1〜4、8、比較例1〜2)から形成した反射防止膜、及び前記フォトレジスト膜材料(フォトレジスト膜材料1〜3)から形成したフォトレジスト膜のエッチング耐性について、以下のような2系統の条件で評価した。
(2) Etching resistance test Antireflection film formed from the antireflection film material (Examples 5 to 7, Reference Examples 1 to 4, 8, Comparative Examples 1 to 2), and the photoresist film material (photoresist film material) The etching resistance of the photoresist film formed from 1 to 3) was evaluated under the following two conditions.

(i)CHF3/CF4系ガスでのエッチング試験
東京エレクトロン社製ドライエッチング装置TE−8500Pを用い、エッチング前後の反射防止膜、フォトレジスト膜、SiO2膜の膜厚差を測定した。
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 40Pa
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 10sec
この結果を表4に示した。
(I) Etching Test with CHF 3 / CF 4 Gas Using a dry etching apparatus TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd., the thickness difference between the antireflection film, the photoresist film, and the SiO 2 film before and after etching was measured.
Etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40Pa
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
Time 10sec
The results are shown in Table 4.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

表4に示すように、本発明の反射防止膜材料(実施例7、参考例1〜4、8)から形成した反射防止膜は、CHF3/CF4系ガスでのドライエッチングの速度が、フォトレジスト膜に比べて充分に速い速度で、SiO2膜に比べれば充分に遅いものである。そのため、基板の被加工層がSiO2膜の場合、基板エッチングにおけるハードマスクとして充分な機能を有する。
As shown in Table 4, the antireflection film formed from the antireflection film material of the present invention (Examples 5 to 7, Reference Examples 1 to 4 and 8) has a rate of dry etching with CHF 3 / CF 4 gas. However, it is sufficiently faster than the photoresist film and sufficiently slower than the SiO 2 film. Therefore, when the layer to be processed of the substrate is a SiO 2 film, it has a sufficient function as a hard mask in substrate etching.

(ii)Cl2/BCl3系ガスでのエッチング試験
日電アネルバ社製ドライエッチング装置L−507D−Lを用い、エッチング前後の反射防止膜、p−Siの膜厚差を求めた。
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
この結果を表5に示した。
(Ii) Etching test with Cl 2 / BCl 3 -based gas Using a dry etching apparatus L-507D-L made by Nidec Anelva, the thickness difference between the antireflection film and p-Si before and after etching was determined.
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
The results are shown in Table 5.

Figure 0004700929
Figure 0004700929

表5に示すように、本発明の反射防止膜材料(実施例7、参考例1〜4、8)から形成した反射防止膜は、Cl2/BCl3系ガスでのドライエッチングの速度が、p−Siに比較して充分に遅いものである。従って、基板の被加工層がp−Siの場合には、ハードマスクとしての性能を満たしている。
As shown in Table 5, the antireflection film formed from the antireflection film material of the present invention (Examples 5 to 7, Reference Examples 1 to 4 and 8) has a rate of dry etching with a Cl 2 / BCl 3 gas. However, it is sufficiently slower than p-Si. Therefore, when the processed layer of the substrate is p-Si, the performance as a hard mask is satisfied.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

本発明のパターン形成方法に関する説明図であり、(a)現像後のレジストパターン、(b)基板ドライエッチング後のパターンを示す。It is explanatory drawing regarding the pattern formation method of this invention, (a) The resist pattern after image development, (b) The pattern after board | substrate dry etching is shown. のパターン形成方法に関する説明図であり、(a)現像後のレジストパターン、(b)反射防止膜に転写されたパターン、(c)有機膜に転写されたパターン、(d)基板ドライエッチング後のパターンを示す。It is explanatory drawing regarding another pattern formation method, (a) The resist pattern after image development, (b) The pattern transcribe | transferred to the antireflection film, (c) The pattern transcribe | transferred to the organic film, (d) After board | substrate dry etching Shows the pattern. 反射防止膜の膜厚と反射率の関係を示すグラフであり、さまざまなk値に対する基板反射率を示す。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of an anti-reflective film, and a reflectance, and shows the board | substrate reflectance with respect to various k value.

符号の説明Explanation of symbols

10 反射防止膜
11 フォトレジスト膜
12 基板
12a 被加工層
12b 下地層
20 反射防止膜
21 フォトレジスト膜
22 基板
22a 被加工層
22b 下地層
23 有機膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Antireflection film 11 Photoresist film 12 Substrate 12a Processed layer 12b Underlayer 20 Antireflection film 21 Photoresist film 22 Substrate 22a Processed layer 22b Underlayer 23 Organic film

Claims (5)

下記一般式(1)
Figure 0004700929
(上式中、R1aは炭素−酸素単結合及び/又は炭素−酸素二重結合を有する有機基であり、Rは光吸収基を有する1価の有機基であってベンゼン環を含み、Xは同一又は異種のハロゲン原子、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数1〜6のアルキルカルボニルオキシ基であり、mとnは各々0〜3の整数であって、0<(4−m−n)≦4の関係を満足する。)
で示されるケイ素含有化合物の2種以上の混合物を加水分解、縮合して得ることができ、GPCに基づく重量平均分子量が500〜100万であり、末端がSi−OH及び/又はSi−ORになっているケイ素原子を含み、該Si−OHとSi−ORのモル比率が100/0から20/80であるシリコーン樹脂のエポキシ環を変性して種類の異なる炭素−酸素結合を有する有機基に変換して得られる反射防止用変性シリコーン樹脂であって、
該反射防止用変性シリコーン樹脂の繰り返し単位が、
n=0に相当する下記一般式(2)
Figure 0004700929
(上式(2)中、Y、Zは、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基である。)
又は下記一般式(3)
Figure 0004700929
(上式(3)中、Yは、炭素数1〜8のアルキルカルボニル基でありZは、水素原子である。)
で表される繰り返し単位と、m=0に相当する繰り返し単位とからなる反射防止用変性シリコーン樹脂。
The following general formula (1)
Figure 0004700929
(In the above formula, R 1a is an organic group having a carbon-oxygen single bond and / or a carbon-oxygen double bond, R 2 is a monovalent organic group having a light absorbing group and includes a benzene ring, X is the same or different halogen atom, hydrogen atom, hydroxy group, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or alkylcarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, and m and n are each an integer of 0 to 3. And 0 <(4-mn) ≦ 4 is satisfied.)
It can be obtained by hydrolyzing and condensing a mixture of two or more silicon-containing compounds represented by the formula (1), having a weight average molecular weight based on GPC of 500 to 1,000,000, and the terminal being Si—OH and / or Si—OR. An organic group having different carbon-oxygen bonds by modifying an epoxy ring of a silicone resin containing a silicon atom and having a molar ratio of Si—OH to Si—OR of 100/0 to 20/80 A modified silicone resin for antireflection obtained by conversion ,
The repeating unit of the modified silicone resin for antireflection is
The following general formula (2) corresponding to n = 0
Figure 0004700929
(In the above formula (2), Y and Z are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
Or the following general formula (3)
Figure 0004700929
(In the above formula (3), Y is an alkylcarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms , and Z is a hydrogen atom .)
A modified silicone resin for antireflection comprising a repeating unit represented by formula (I) and a repeating unit corresponding to m = 0.
請求項1に記載の反射防止用変性シリコーン樹脂と、有機溶剤と、酸発生剤とを含有する反射防止膜材料。   An antireflection film material comprising the modified silicone resin for antireflection according to claim 1, an organic solvent, and an acid generator. さらに、反射防止膜中に発生する酸が該反射防止膜上に塗布されるレジスト層へ拡散していくのを防止するための中和剤を含有し、該中和剤が、メチロール基、アルコキシエチル基、アシロキシエチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたエポキシ化合物、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である請求項2に記載の反射防止膜材料。   Further, it contains a neutralizing agent for preventing the acid generated in the antireflective film from diffusing into the resist layer coated on the antireflective film, and the neutralizing agent contains a methylol group, an alkoxyl The antireflection film material according to claim 2, which is an epoxy compound, a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound substituted with at least one group selected from an ethyl group and an acyloxyethyl group. リソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法であって、少なくとも、基板上に請求項2又は請求項3に記載の反射防止膜材料を塗布し、ベークして反射防止膜を形成し、該反射防止膜上にフォトレジスト膜材料を塗布し、プリベークしてフォトレジスト膜を形成し、該フォトレジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像して該フォトレジスト膜にレジストパターンを形成し、該レジストパターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクにして該反射防止膜及び該基板をエッチングして該基板にパターンを形成することを含んでなるパターン形成方法。   A method of forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least the antireflection film material according to claim 2 is applied on the substrate and baked to form an antireflection film, the antireflection film A photoresist film material is applied thereon, pre-baked to form a photoresist film, the pattern circuit region of the photoresist film is exposed, and then developed with a developer to form a resist pattern on the photoresist film, A pattern forming method comprising: forming a pattern on the substrate by etching the antireflection film and the substrate using the photoresist film on which the resist pattern is formed as a mask. 請求項2又は請求項3に記載の反射防止膜材料を基板上に塗布し、ベークして得られる反射防止膜。   An antireflection film obtained by applying the antireflection film material according to claim 2 or 3 onto a substrate and baking it.
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