JP5835194B2 - Resist underlayer film material and pattern forming method - Google Patents

Resist underlayer film material and pattern forming method Download PDF

Info

Publication number
JP5835194B2
JP5835194B2 JP2012257094A JP2012257094A JP5835194B2 JP 5835194 B2 JP5835194 B2 JP 5835194B2 JP 2012257094 A JP2012257094 A JP 2012257094A JP 2012257094 A JP2012257094 A JP 2012257094A JP 5835194 B2 JP5835194 B2 JP 5835194B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
layer
atom
underlayer film
derivatives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012257094A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014106263A (en
Inventor
畠山 潤
畠山  潤
勤 荻原
勤 荻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2012257094A priority Critical patent/JP5835194B2/en
Publication of JP2014106263A publication Critical patent/JP2014106263A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5835194B2 publication Critical patent/JP5835194B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

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及びハードマスクとして有効なレジスト下層膜材料に関し、特に、遠紫外線、KrFエキシマレーザー光(248nm)、ArFエキシマレーザー光(193nm)、F2レーザー光(157nm)、Kr2レーザー光(146nm)、Ar2レーザー光(126nm)、軟X線(EUV、13.5nm)、電子線(EB)等での露光に好適な多層レジスト膜のレジスト下層膜材料に関する。更に、本発明は、これを用いてリソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法に関する。 The present invention relates to an antireflection film material used for microfabrication in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, and a resist underlayer film material effective as a hard mask. 193 nm), F 2 laser beam (157 nm), Kr 2 laser beam (146 nm), Ar 2 laser beam (126 nm), soft X-ray (EUV, 13.5 nm), suitable for exposure with electron beam (EB), etc. The present invention relates to a resist underlayer film material of a multilayer resist film. Furthermore, the present invention relates to a method for forming a pattern on a substrate by lithography using the same.

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、ArFエキシマレーザーによる液浸リソグラフィーが広く用いられており、更にパターンの解像力を倍化させるためのダブルパターニングが適用されつつある。   As a light source for lithography used in forming a resist pattern, immersion lithography using an ArF excimer laser is widely used, and double patterning for doubling the resolution of the pattern is being applied.

一方、従来、段差基板上に高アスペクト比のパターンを形成するには多層膜法が優れていることが知られており、特には、被加工基板上にカーボン膜、その上に珪素含有中間膜、その上にフォトレジスト膜を積層させた3層レジスト膜が広く用いられている。   On the other hand, conventionally, it is known that a multilayer film method is excellent for forming a pattern with a high aspect ratio on a stepped substrate, in particular, a carbon film on a substrate to be processed, and a silicon-containing intermediate film thereon. A three-layer resist film in which a photoresist film is laminated thereon is widely used.

被加工基板の加工にはカーボン膜がマスクとなるために、優れたエッチング耐性を有していることが求められる。カーボン膜としては、CVD法で作製するアモルファスカーボン膜や、スピンコーティング法で作製するスピンオンカーボン膜がある。アモルファスカーボン膜は炭素密度が高く、エッチング耐性に優れるが、CVD装置の導入によるコストアップと、段差基板の平坦化が難しいという欠点がある。スピンオンカーボン膜はエッチング耐性がやや劣るがプロセスコストが低く、平坦化に優れるメリットがある。   Since the carbon film serves as a mask for processing the substrate to be processed, it is required to have excellent etching resistance. Examples of the carbon film include an amorphous carbon film manufactured by a CVD method and a spin-on carbon film manufactured by a spin coating method. An amorphous carbon film has a high carbon density and excellent etching resistance, but has the disadvantages that it is difficult to increase the cost by introducing a CVD apparatus and to flatten the stepped substrate. The spin-on carbon film is slightly inferior in etching resistance but has a low process cost and has an advantage of excellent planarization.

被加工基板が珪素酸化膜の場合、フロロカーボン系のガスを用いたドライエッチングで被加工基板をエッチングするが、このエッチング中にカーボン膜がフッ素化されることによって体積が膨張してラインパターンが曲がったりする問題が生じる。特にエッチング耐性が低いスピンオンカーボン膜を適用した場合にパターンがよれる現象が顕著であり、エッチング中のパターンよれが発生しない下層膜の開発が求められている。   When the substrate to be processed is a silicon oxide film, the substrate to be processed is etched by dry etching using a fluorocarbon-based gas. The volume of the carbon film is expanded during this etching, and the line pattern is bent. Problems occur. In particular, when a spin-on carbon film having low etching resistance is applied, the phenomenon that the pattern is changed is remarkable, and there is a demand for the development of a lower layer film that does not cause the pattern during etching.

半導体の微細化が困難さを増していく中で、積層数を増すことによってメモリーの容量を増加させることができる三次元構造のデバイスが検討されている。株式会社東芝が提唱する積層NANDフラッシュメモリーBiCSでは、板状の電極を積層しこれを貫通ホールで埋め込んだゲート電極でつなぐ。   As the miniaturization of semiconductors becomes increasingly difficult, devices having a three-dimensional structure that can increase the memory capacity by increasing the number of stacked layers are being studied. In the stacked NAND flash memory BiCS proposed by Toshiba Corporation, plate-shaped electrodes are stacked and connected by gate electrodes embedded in through holes.

BiCS用のホールパターンはゲート電極なので、穴の寸法ばらつきはデバイスの応答速度のばらつきにつながるために、ばらつきを小さく抑えなければならない。しかも数多くの積層膜を貫通する深い穴のホールを形成する必要がある。深い穴のホールを形成するにはエッチング耐性に優れるハードマスクが必要である。Si、TiN、SiC、SiN、C等の無機のハードマスクはエッチング耐性に優れるが、CVDやスパッタリングで形成するために専用の装置が必要となるためにコスト高になる。低コストで形成できるのはスピンコートとベークによって形成可能なハードマスクである。現在トライレイヤープロセスの下層膜としてスピンコート可能なカーボンハードマスクが用いられているが、これだと数多くの積層膜をドライエッチングで加工するためのエッチング耐性が不足している。エッチング耐性が非常に高く、スピンコート可能なハードマスク材料の開発が望まれているのである。
なお、後述する本発明に係るシクロペンタジエニル錯体のアルデヒドを用いて重合するノボラック樹脂をレジスト下層膜材料に使用する先行技術はみあたらなかった。
Since the hole pattern for BiCS is a gate electrode, variation in the hole size leads to variation in the response speed of the device, so the variation must be kept small. In addition, it is necessary to form deep holes that penetrate a large number of laminated films. In order to form a deep hole, a hard mask having excellent etching resistance is required. Inorganic hard masks such as Si, TiN, SiC, SiN, and C are excellent in etching resistance, but the cost is high because a dedicated apparatus is required for forming by CVD or sputtering. What can be formed at low cost is a hard mask that can be formed by spin coating and baking. Currently, a spin hard coatable carbon hard mask is used as the lower layer of the tri-layer process. However, this is insufficient in etching resistance for processing many laminated films by dry etching. It is desired to develop a hard mask material that has very high etching resistance and can be spin-coated.
In addition, there has been no prior art in which a novolak resin that is polymerized using an aldehyde of a cyclopentadienyl complex according to the present invention described later is used as a resist underlayer film material.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、例えばレジスト膜の下に珪素を含有する中間膜、その下にフロロカーボンガスでのエッチング耐性に優れた下層膜といった多層レジストプロセス用、特には3層レジストプロセス用のレジスト下層膜材料であって、特にエッチング耐性に優れ、短波長の露光に対して優れた反射防止膜として機能する下層膜材料、及びこれを用いてリソグラフィーにより基板にパターンを形成する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, for example, for a multilayer resist process such as an intermediate film containing silicon under a resist film and a lower layer film having excellent etching resistance with fluorocarbon gas under the resist film, Is a resist underlayer film material for a three-layer resist process, and is an underlayer film material that is particularly excellent in etching resistance and functions as an antireflection film excellent for short-wavelength exposure. It is an object to provide a method of forming a film.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明は下記のレジスト下層膜材料及びパターン形成方法を提供する。
〔1〕
リソグラフィーで用いられる多層レジスト膜のレジスト下層膜材料であって、シクロペンタジエニル錯体のアルデヒドの重合物であるノボラック樹脂を含むことを特徴とするレジスト下層膜材料。
〔2〕
シクロペンタジエニル錯体のアルデヒドの重合物であるノボラック樹脂が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする〔1〕に記載のレジスト下層膜材料。

Figure 0005835194
(式中、R1は単結合、又は炭素数1〜4のアルキレン基、MはFe、Co、Ni、Cr、又はRuである。R2、R4、R5は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アシル基、グリシジル基、又は酸不安定基であり、R3は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、ハロゲン原子、又はトリフルオロメチル基、R6は単結合、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、炭素数2〜16のアルケニレン基、炭素数6〜20のアリーレン基から選ばれる1価炭化水素基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−S(=O)2−であり、上記1価炭化水素基の水素原子がアルキル基、アリール基、アルケニル基、又はハロゲン原子で置換されていても、上記1価炭化水素基が酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。円はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フルオレン環、フェナントレン環から選ばれる炭化水素である。mは1〜3の整数、nは1〜4の整数、q、rは1又は2、s、tは0又は1である。但し、ベンゼン環の場合m+n≦4、ナフタレン環の場合m+n≦5である。0.1≦a≦0.6、0≦b1≦0.6、0≦b2≦0.6、0.1≦b1+b2≦0.6、0.5≦a+b1+b2≦1.0である。)
〔3〕
前記レジスト下層膜材料が、更に有機溶剤、酸発生剤、架橋剤のうちいずれか1つ以上のものを含有するものであることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のレジスト下層膜材料。
〔4〕
〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のレジスト下層膜材料を被加工基板上に適用し、得られた下層膜の上にフォトレジスト材料の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、次にドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにしてフォトレジスト下層膜層及び被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法。
〔5〕
〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のレジスト下層膜材料を被加工基板上に適用し、得られた下層膜の上に珪素原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、アルミニウム原子から選ばれる原子を1種以上含有する中間層を適用し、該中間層の上にフォトレジスト材料の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにして中間膜層を加工し、フォトレジストパターン層を除去後、上記加工した中間膜層をマスクにして下層膜層、次いで被加工基板を加工することを特徴とする〔4〕に記載のパターン形成方法。
〔6〕
フォトレジスト材料が珪素原子を含有しないポリマーを含み、中間層膜をマスクにして下層膜を加工するドライエッチングを、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガス、酸素ガス、窒素ガス、塩素ガス、臭素ガス、塩化水素ガス、臭化水素ガス、二酸化硫黄ガス、二硫化炭素ガスから選ばれるエッチングガスを用いて行う〔5〕に記載のパターン形成方法。 The present invention has been made to solve the above problems, and the present invention provides the following resist underlayer film material and pattern forming method.
[1]
A resist underlayer film material for a multilayer resist film used in lithography, comprising a novolak resin that is a polymer of an aldehyde of a cyclopentadienyl complex.
[2]
The resist underlayer film material according to [1] , wherein a novolak resin, which is a polymer of an aldehyde of a cyclopentadienyl complex , is represented by the following general formula (1).
Figure 0005835194
(In the formula, R 1 is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, M is Fe, Co, Ni, Cr, or Ru. R 2 , R 4 , and R 5 are hydrogen atoms and 1 carbon atom. -10 alkyl group, acyl group, glycidyl group, or acid labile group, R 3 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. An alkenyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a halogen atom, or a trifluoromethyl group, R 6 is a single bond, a linear, branched or cyclic alkylene group, an alkenylene group having 2 to 16 carbon atoms, or a carbon number A monovalent hydrocarbon group selected from 6 to 20 arylene groups, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, or —S (═O) 2 —, wherein the hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, aryl Substituted with a group, alkenyl group, or halogen atom The monovalent hydrocarbon group may have an oxygen atom or a sulfur atom, and the circle is a hydrocarbon selected from a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyrene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring. An integer of 1 to 3, n is an integer of 1 to 4, q, r is 1 or 2, s, t is 0 or 1. However, in the case of a benzene ring, m + n ≦ 4, and in the case of a naphthalene ring, m + n ≦ 5. 0.1 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b1 ≦ 0.6, 0 ≦ b2 ≦ 0.6, 0.1 ≦ b1 + b2 ≦ 0.6, and 0.5 ≦ a + b1 + b2 ≦ 1.0. )
[3]
The resist underlayer film according to [1] or [2], wherein the resist underlayer film material further contains at least one of an organic solvent, an acid generator, and a crosslinking agent material.
[4]
The resist underlayer film material according to any one of [1] to [3] is applied on a substrate to be processed, a layer of a photoresist material is applied on the obtained underlayer film, and a desired region of the photoresist layer A photoresist pattern is formed by irradiating with radiation and developing with a developing solution, and then the photoresist underlayer film layer and the substrate to be processed are processed using the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus. Pattern forming method.
[5]
The resist underlayer film material according to any one of [1] to [3] is applied onto a substrate to be processed, and a silicon atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, or an aluminum atom is selected on the obtained underlayer film. An intermediate layer containing one or more atoms to be applied is applied, a layer of a photoresist material is applied on the intermediate layer, a desired region of the photoresist layer is irradiated with radiation, and developed with a developer to form a photoresist. A pattern is formed, and the intermediate film layer is processed using the photoresist pattern layer as a mask in a dry etching apparatus. After removing the photoresist pattern layer, the processed intermediate film layer is used as a mask to form a lower layer film layer, and then to be processed The pattern forming method as described in [4], wherein the substrate is processed.
[6]
The photoresist material contains a polymer that does not contain silicon atoms, and dry etching for processing the lower layer film using the intermediate layer film as a mask is performed by carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas, chlorine gas, The pattern formation method according to [5], which is performed using an etching gas selected from bromine gas, hydrogen chloride gas, hydrogen bromide gas, sulfur dioxide gas, and carbon disulfide gas.

本発明によれば、多層レジストプロセス用、特には3層レジストプロセス用のレジスト下層膜材料であって、特に短波長の露光に対して、優れた反射防止膜として機能し、即ちポリヒドロキシスチレン、クレゾールノボラック、ナフトールノボラックなどよりも基板加工におけるエッチング耐性が極めて優れたレジスト下層膜材料を得ることができる。   According to the present invention, a resist underlayer film material for a multi-layer resist process, particularly for a three-layer resist process, which functions as an excellent antireflection film, particularly for short-wavelength exposure, ie, polyhydroxystyrene, It is possible to obtain a resist underlayer film material that has extremely superior etching resistance in substrate processing than cresol novolak, naphthol novolak, and the like.

3層レジスト加工プロセスの説明図である。It is explanatory drawing of a 3 layer resist processing process.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、シクロペンタジエニル錯体のアルデヒドを用いたノボラック樹脂が、エッチング耐性にも優れ、珪素含有中間層による3層レジストプロセスといった多層レジストプロセス用レジスト下層膜のベース樹脂として有望な材料であることを見出し、本発明をなすに至った。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a novolak resin using an aldehyde of a cyclopentadienyl complex is excellent in etching resistance and a three-layer resist process using a silicon-containing intermediate layer. The present inventors have found that it is a promising material as a base resin for a resist underlayer film for a multilayer resist process, and has led to the present invention.

このような本発明のレジスト下層膜材料から形成したレジスト下層膜は、珪素含有中間層を有する3層レジストプロセスといった多層レジストプロセスに適用可能な新規なレジスト下層膜である。特に、波長193nmといった短波長での露光において反射防止効果に優れ、かつ基板エッチングの条件におけるエッチング耐性に極めて優れるものである。   The resist underlayer film formed from the resist underlayer film material of the present invention is a novel resist underlayer film applicable to a multilayer resist process such as a three-layer resist process having a silicon-containing intermediate layer. In particular, it is excellent in antireflection effect in exposure at a short wavelength such as 193 nm and extremely excellent in etching resistance under substrate etching conditions.

また、レジスト下層膜材料に、更に有機溶剤、酸発生剤、架橋剤のうちいずれか1つ以上のものを含有させることで、該材料の基板等への塗布性を向上させたり、基板等への塗布後にベーク等により、レジスト下層膜内での架橋反応を促進することができる。従って、このようなレジスト下層膜は、膜厚均一性がよく、レジスト上層膜とのインターミキシングのおそれが少なく、レジスト上層膜への低分子成分の拡散が少ないものとなる。   Further, by adding any one or more of an organic solvent, an acid generator, and a crosslinking agent to the resist underlayer film material, it is possible to improve the coating property of the material on a substrate or the like. The crosslinking reaction in the resist underlayer film can be promoted by baking or the like after coating. Therefore, such a resist underlayer film has good film thickness uniformity, is less likely to be intermixed with the resist upper layer film, and has low diffusion of low molecular components into the resist upper layer film.

即ち、本発明のレジスト下層膜材料は、リソグラフィーで用いられる多層レジスト膜のレジスト下層膜材料であって、少なくとも下記一般式(1)で表されるシクロペンタジエニル錯体のアルデヒドを用いて重合してなるノボラック樹脂を含む下層膜を提案する。この場合、該ノボラック樹脂としては、下記一般式(1)で表されるものであることが好ましい。

Figure 0005835194
(式中、R1は単結合、又は炭素数1〜4のアルキレン基、MはFe、Co、Ni、Cr、又はRuである。R2、R4、R5は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アシル基、グリシジル基、又は酸不安定基であり、R3は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、ハロゲン原子、又はトリフルオロメチル基、R6は単結合、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、炭素数2〜16のアルケニレン基、炭素数6〜20のアリーレン基から選ばれる1価炭化水素基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−S(=O)2−であり、上記1価炭化水素基の水素原子がアルキル基、アリール基、アルケニル基、又はハロゲン原子で置換されていても、上記1価炭化水素基が酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。円はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フルオレン環、フェナントレン環から選ばれる炭化水素である。mは1〜3の整数、nは1〜4の整数、q、rは1又は2、s、tは0又は1である。但し、ベンゼン環の場合m+n≦4、ナフタレン環の場合m+n≦5である。0.1≦a≦0.6、0≦b1≦0.6、0≦b2≦0.6、0.1≦b1+b2≦0.6、0.5≦a+b1+b2≦1.0である。) That is, the resist underlayer film material of the present invention is a resist underlayer film material of a multilayer resist film used in lithography, and is polymerized using at least an aldehyde of a cyclopentadienyl complex represented by the following general formula (1). An underlayer film containing novolak resin is proposed. In this case, the novolac resin is preferably represented by the following general formula (1).
Figure 0005835194
(In the formula, R 1 is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, M is Fe, Co, Ni, Cr, or Ru. R 2 , R 4 , and R 5 are hydrogen atoms and 1 carbon atom. -10 alkyl group, acyl group, glycidyl group, or acid labile group, R 3 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. An alkenyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a halogen atom, or a trifluoromethyl group, R 6 is a single bond, a linear, branched or cyclic alkylene group, an alkenylene group having 2 to 16 carbon atoms, or a carbon number A monovalent hydrocarbon group selected from 6 to 20 arylene groups, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, or —S (═O) 2 —, wherein the hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, aryl Substituted with a group, alkenyl group, or halogen atom The monovalent hydrocarbon group may have an oxygen atom or a sulfur atom, and the circle is a hydrocarbon selected from a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyrene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring. An integer of 1 to 3, n is an integer of 1 to 4, q, r is 1 or 2, s, t is 0 or 1. However, in the case of a benzene ring, m + n ≦ 4, and in the case of a naphthalene ring, m + n ≦ 5. 0.1 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b1 ≦ 0.6, 0 ≦ b2 ≦ 0.6, 0.1 ≦ b1 + b2 ≦ 0.6, and 0.5 ≦ a + b1 + b2 ≦ 1.0. )

ここで、一般式(1)で示される繰り返し単位aのシクロペンタジエニルメタロセンを有するオレフィンの重合体の金属Mとしては、Fe、Co、Ni、Cr、Ruを挙げることができる。これらの金属の中でもFeとRuが最も好ましく用いることができる。他の金属のビニルシクロペンタジエニルメタロセンは大気中に不安定であり、窒素中や不活性ガス中で取り扱う必要がある。金属MがFeの場合がフェロセン、Ruの場合がルテノセンという名称であり、どちらも錯体の荷電子数が18であり安定に存在する。一方、金属MがCoの場合は酸化されやすく、Ni、Mn、Cr、Vは大気中不安定である。   Here, examples of the metal M of the olefin polymer having the cyclopentadienyl metallocene of the repeating unit a represented by the general formula (1) include Fe, Co, Ni, Cr, and Ru. Among these metals, Fe and Ru can be most preferably used. Other metal vinylcyclopentadienyl metallocenes are unstable in the atmosphere and must be handled in nitrogen or in an inert gas. When the metal M is Fe, the name is ferrocene, and when the metal M is Ru, the name is ruthenocene. In both cases, the complex has 18 valence electrons and exists stably. On the other hand, when the metal M is Co, it is easily oxidized, and Ni, Mn, Cr, and V are unstable in the atmosphere.

シクロペンタジエニルメタロセンを有するアルデヒドとしては、具体的には下記に例示することができる。

Figure 0005835194
Specific examples of the aldehyde having cyclopentadienyl metallocene can be given below.
Figure 0005835194

また、一般式(1)の繰り返し単位において、R2、R4、R5の定義のうち、酸不安定基としては、tert−ブチル基、tert−アミル基、tert−ブトキシカルボニル基、エトキシエチル基、エトキシメチル基、メトキシメチル基であることが好ましい。 In the repeating unit of the general formula (1), among the definitions of R 2 , R 4 and R 5 , the acid labile group includes a tert-butyl group, a tert-amyl group, a tert-butoxycarbonyl group, and ethoxyethyl. It is preferably a group, an ethoxymethyl group, or a methoxymethyl group.

シクロペンタジエニルメタロセンを有するアルデヒドを用いて縮合されるノボラック樹脂としては、一般式(1)中の繰り返し単位b1を形成するフェノール化合物を用いることができる。具体的には、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−tert−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−tert−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモール、1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール及び1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン、3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸メチル、9−ヒドロキシアントラセン、1−ヒドロキシピレン、1−ヒドロキシフェナントレン、9−ヒドロキシフェナントレン、2−ヒドロキシフルオレンを挙げることができる。   As the novolak resin condensed using an aldehyde having cyclopentadienyl metallocene, a phenol compound that forms the repeating unit b1 in the general formula (1) can be used. Specifically, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4 -Dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2-phenyl Phenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3,5-diphenylphenol, 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, 4-tritylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4-methylreso Lucino 5-methylresorcinol, catechol, 4-tert-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-tert-butyl-5-methylphenol, pyrogallol, thymol, isothymol, 1-naphthol, 2-naphthol, 2-methyl-1-naphthol, 4-methoxy Dihydroxynaphthalene such as -1-naphthol, 7-methoxy-2-naphthol and 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 3-hydroxy-naphthalene 2-carboxylate, 9-hydroxy anthracene, 1-hydroxy pyrene, 1-hydroxy phenanthrene, 9-hydroxy phenanthrene, and 2-hydroxy fluorene.

これらの中で、繰り返し単位b1を形成するフェノール化合物として、好ましくはフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−tert−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−tert−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモールである。   Among these, the phenol compound forming the repeating unit b1 is preferably phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethyl. Phenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-tert -Butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3,5-diphenylphenol, 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, 4-tritylphenol , Les Lucinol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, catechol, 4-tert-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-tert-butyl-5-methylphenol, pyrogallol, thymol, and isothymol.

一般式(1)中の繰り返し単位b2を形成するビスフェノール化合物としては、下記に例示することができる。なお、下記例において、R4、R5は上記の通りである。

Figure 0005835194
Examples of the bisphenol compound forming the repeating unit b2 in the general formula (1) can be exemplified below. In the following examples, R 4 and R 5 are as described above.
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
(式中、R7、R8は水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、又はアリル基である。以下、同じ。)
Figure 0005835194
(Wherein R 7 and R 8 are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a cyclohexyl group, a vinyl group, or an allyl group. The same shall apply hereinafter.)

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

これらの中で、繰り返し単位b2を形成するビスフェノール化合物として、好ましくは[化4]〜[化15]である。   Of these, [Chemical Formula 4] to [Chemical Formula 15] are preferable as the bisphenol compound forming the repeating unit b2.

ここで、a、b1、b2は上記の通りであるが、0.1≦a≦0.6、0≦b1≦0.6、0≦b2≦0.6、0.1≦b1+b2≦0.6、0.5≦a+b1+b2≦1.0である。好ましくは0.2≦a≦0.55、0≦b1≦0.55、0≦b2≦0.55、0.2≦b1+b2≦0.55、0.6≦a+b1+b2≦1.0である。   Here, a, b1, and b2 are as described above, but 0.1 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b1 ≦ 0.6, 0 ≦ b2 ≦ 0.6, 0.1 ≦ b1 + b2 ≦ 0. 6, 0.5 ≦ a + b1 + b2 ≦ 1.0. Preferably, 0.2 ≦ a ≦ 0.55, 0 ≦ b1 ≦ 0.55, 0 ≦ b2 ≦ 0.55, 0.2 ≦ b1 + b2 ≦ 0.55, and 0.6 ≦ a + b1 + b2 ≦ 1.0.

この場合、a+b1+b2<0の場合の他の繰り返し単位としては、ノボラックの縮合反応にシクロペンタジエニル錯体のアルデヒド以外のアルデヒドを用いて得られた繰り返し単位a2を挙げることができる。a2の割合は、0≦a2≦0.5、特に0≦a2≦0.4であることが好ましい。   In this case, as another repeating unit in the case of a + b1 + b2 <0, a repeating unit a2 obtained by using an aldehyde other than the aldehyde of the cyclopentadienyl complex in the condensation reaction of novolak can be exemplified. The ratio of a2 is preferably 0 ≦ a2 ≦ 0.5, particularly preferably 0 ≦ a2 ≦ 0.4.

本発明は、このように繰り返し単位aに示されるシクロペンタジエニル錯体のアルデヒドを用いたノボラック樹脂をベースとする下層膜材料であるが、ノボラックの縮合反応にシクロペンタジエニル錯体のアルデヒド以外のアルデヒドを用いた繰り返し単位a2を用いることもできる。   The present invention is a lower layer film material based on a novolak resin using the aldehyde of the cyclopentadienyl complex shown in the repeating unit a as described above. The novolak condensation reaction is not limited to the aldehyde of the cyclopentadienyl complex. The repeating unit a2 using an aldehyde can also be used.

具体的にはホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール等を挙げることができる。a2の割合は上述した通りである。   Specifically, formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o- Chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, p- Examples thereof include n-butylbenzaldehyde and furfural. The ratio of a2 is as described above.

上記アルデヒド類a、a2の使用量は、フェノール化合物1モルに対して0.2〜5モルが好ましく、より好ましくは0.5〜2モルである。   0.2-5 mol is preferable with respect to 1 mol of phenolic compounds, and, as for the usage-amount of the said aldehydes a and a2, More preferably, it is 0.5-2 mol.

繰り返し単位b1、b2を得るためのフェノール化合物とシクロペンタジエニル錯体のアルデヒドの縮合反応に触媒を用いることもできる。
具体的には塩酸、硝酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸、トシル酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の酸性触媒を挙げることができる。
これらの酸性触媒の使用量は、ビスナフトール化合物1モルに対して1×10-5〜5×10-1モルである。
A catalyst can also be used in the condensation reaction of the phenol compound and cyclopentadienyl complex aldehyde for obtaining the repeating units b1 and b2.
Specific examples include acidic catalysts such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, methanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, tosylic acid, and trifluoromethanesulfonic acid.
The usage-amount of these acidic catalysts is 1 * 10 < -5 > -5 * 10 < -1 > mol with respect to 1 mol of bisnaphthol compounds.

重縮合における反応溶剤として水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン又はこれらの混合溶剤用いることができる。
これらの溶剤は、反応原料100質量部に対して0〜2,000質量部の範囲である。反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、通常10〜200℃の範囲である。
フェノール化合物、アルデヒド類、触媒を一括で仕込む方法や、触媒存在下フェノール化合物、アルデヒド類を滴下していく方法がある。
重縮合反応終了後、系内に存在する未反応原料、触媒等を除去するために、反応釜の温度を130〜230℃にまで上昇させ、1〜50mmHg程度で揮発分を除去することができる。
As a reaction solvent in polycondensation, water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane or a mixed solvent thereof can be used.
These solvents are in the range of 0 to 2,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. Although reaction temperature can be suitably selected according to the reactivity of the reaction raw material, it is the range of 10-200 degreeC normally.
There are a method in which a phenol compound, aldehydes, and a catalyst are charged at once, and a method in which a phenol compound and aldehydes are dropped in the presence of the catalyst.
After completion of the polycondensation reaction, in order to remove unreacted raw materials, catalysts, etc. existing in the system, the temperature of the reaction kettle can be raised to 130-230 ° C., and volatile matter can be removed at about 1-50 mmHg. .

次に、酸性触媒を用いて縮合後のノボラック樹脂のヒドロキシ基のオルソ位に縮合芳香族、あるいは脂環族の置換基を導入することができる。
ここで導入可能な置換基は、具体的には下記に挙げることができる。
Next, a condensed aromatic or alicyclic substituent can be introduced into the ortho position of the hydroxy group of the novolak resin after condensation using an acidic catalyst.
Specific examples of the substituent that can be introduced here are listed below.

Figure 0005835194
Figure 0005835194

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

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

本発明の一般式(1)の樹脂の193nmにおける透明性を向上させるために、水素添加を行うことができる。好ましい水素添加の割合は、芳香族基の80モル%以下、特に60モル%以下である。   In order to improve the transparency at 193 nm of the resin of the general formula (1) of the present invention, hydrogenation can be performed. A preferable hydrogenation ratio is 80 mol% or less, particularly 60 mol% or less of the aromatic group.

本発明に係るノボラック樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量は、1,500〜200,000の範囲が好ましく、より好ましくは2,000〜100,000の範囲である。分子量分布は特に制限がなく、分画によって低分子体及び高分子体を除去し、分散度を小さくすることも可能であり、分子量、分散度が異なる2つ以上の一般式(1)の重合体の混合、あるいは組成比の異なる2種以上の一般式(1)の重合体を混合してもかまわない。   The polystyrene-reduced weight average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC) of the novolak resin according to the present invention is preferably in the range of 1,500 to 200,000, more preferably in the range of 2,000 to 100,000. The molecular weight distribution is not particularly limited, and low molecular weight and high molecular weight substances can be removed by fractionation to reduce the degree of dispersion. The weight of two or more general formulas (1) having different molecular weights and degrees of dispersion can be reduced. Mixtures of blends or two or more polymers of the general formula (1) having different composition ratios may be mixed.

本発明のレジスト下層膜材料用のベース樹脂は、重合性オレフィンを有するシクロペンタジエニルメタロセンの繰り返し単位を含むことを特徴とするが、反射防止膜材料として挙げられている従来のポリマーとブレンドすることもできる。ガラス転移点を低下させるポリマーをブレンドして埋め込み特性を向上させることができる(例えば、特開2000−294504号公報参照)。ガラス転移点の低いポリマー、特にガラス転移点が180℃以下、とりわけ100〜170℃のポリマー、例えばアクリル誘導体、ビニルアルコール、ビニルエーテル類、アリルエーテル類、スチレン誘導体、アリルベンゼン誘導体、エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのオレフィン類から選ばれる1種あるいは2種以上の共重合ポリマー、メタセシス開環重合などによるポリマー、ノボラックレジン、ジシクロペンタジエンレジン、フェノール類の低核体、カリックスアレーン類、フラーレン類とブレンドすることによってガラス転移点を低下させ、ビアホールの埋め込み特性を向上させることができる。   The base resin for resist underlayer film material of the present invention is characterized by containing a repeating unit of cyclopentadienyl metallocene having a polymerizable olefin, but is blended with a conventional polymer mentioned as an antireflection film material. You can also A polymer that lowers the glass transition point can be blended to improve the embedding property (see, for example, JP 2000-294504 A). Polymers having a low glass transition point, especially polymers having a glass transition point of 180 ° C. or lower, particularly 100 to 170 ° C., such as acrylic derivatives, vinyl alcohol, vinyl ethers, allyl ethers, styrene derivatives, allylbenzene derivatives, ethylene, propylene, butadiene Blends with one or more copolymer selected from olefins such as, polymers by metathesis ring-opening polymerization, novolak resins, dicyclopentadiene resins, phenolic low nuclei, calixarenes, fullerenes As a result, the glass transition point can be lowered, and the via hole filling characteristics can be improved.

更に、他のポリマーとブレンドすることもできる。ブレンド用ポリマーとしては、前記一般式(1)のノボラック樹脂と混合し、スピンコーティングの成膜性や、段差基板での埋め込み特性を向上させる役割を持つ材料、また、炭素密度が高くエッチング耐性の高い材料が選ばれる。このような材料とは、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−トリチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、カテコール、4−tert−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−tert−ブチル−5−メチルフェノール、ピロガロール、チモール、イソチモール、4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジメチル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジアリル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジフルオロ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジフェニル−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,2’ジメトキシ−4,4’−(9H−フルオレン−9−イリデン)ビスフェノール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、3,3,3’,3’,4,4’−ヘキサメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−5,5’−ジオール、5,5’−ジメチル−3,3,3’,3’−テトラメチル−2,3,2’,3’−テトラヒドロ−(1,1’)−スピロビインデン−6,6’−ジオール、1−ナフトール、2−ナフトール、2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−1−ナフトール、7−メトキシ−2−ナフトール及び1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン、3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸メチル、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4−ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、5−ビニルノルボルナ−2−エン、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルカルバゾール、ポリインデン、ポリアセナフチレン、ポリノルボルネン、ポリシクロデセン、ポリテトラシクロドデセン、ポリノルトリシクレン、ポリ(メタ)アクリレート及びこれらの共重合体が挙げられる。
上記ブレンド用ポリマーの配合量は、一般式(1)で示されるノボラック樹脂100質量部に対して0〜1,000質量部、好ましくは0〜500質量部である。
It can also be blended with other polymers. As a polymer for blending, it is mixed with the novolak resin of the general formula (1), and is a material having a role of improving spin coating film formability and embedding characteristics in a stepped substrate, and has a high carbon density and etching resistance. High material is selected. Such materials include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2 , 4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2 -Phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3,5-diphenylphenol, 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, 4-tritylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4- Methyl reso Sinol, 5-methylresorcinol, catechol, 4-tert-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol 4-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-tert-butyl-5-methylphenol, pyrogallol, thymol, isothymol, 4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2, 2′dimethyl-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2′diallyl-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2′difluoro-4, 4 ′-(9H-fluorene-9-i Den) bisphenol, 2,2′diphenyl-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2,2′dimethoxy-4,4 ′-(9H-fluorene-9-ylidene) bisphenol, 2, 3,2 ′, 3′-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-6,6′-diol, 3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-2,3,2 ′, 3 ′ -Tetrahydro- (1,1 ')-spirobiindene-6,6'-diol, 3,3,3', 3 ', 4,4'-hexamethyl-2,3,2', 3'-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-6,6′-diol, 2,3,2 ′, 3′-tetrahydro- (1,1 ′)-spirobiindene-5,5′-diol, 5, 5'-dimethyl-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-2,3,2', 3'-tetrahydro- (1,1 ')- Pyrobiindene-6,6′-diol, 1-naphthol, 2-naphthol, 2-methyl-1-naphthol, 4-methoxy-1-naphthol, 7-methoxy-2-naphthol and 1,5-dihydroxynaphthalene, 1, Dihydroxynaphthalene such as 7-dihydroxynaphthalene and 2,6-dihydroxynaphthalene, methyl 3-hydroxy-naphthalene-2-carboxylate, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene , Tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, α-pinene, β-pinene, limonene and other novolak resins, polyhydroxystyrene, polystyrene , Polyvinyl naphthalene, polyvinyl anthracene, polyvinyl carbazole, polyindene, polyacenaphthylene, polynorbornene, polycyclodecene, polytetracyclododecene, polynortricyclene, poly (meth) acrylate, and copolymers thereof. .
The blending amount of the blending polymer is 0 to 1,000 parts by mass, preferably 0 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the novolak resin represented by the general formula (1).

レジスト下層膜に要求される性能の一つとして、レジスト上層膜とのインターミキシングがないこと、レジスト上層膜ヘの低分子成分の拡散がないことが挙げられる(例えば、「Proc. SPIE vol.2195、p225−229(1994)」参照)。これらを防止するために、一般的にレジスト下層膜をスピンコート法などで基板に形成後、ベークで熱架橋するという方法がとられている。そのため、レジスト下層膜材料の成分として架橋剤を添加する方法、ポリマーに架橋性の置換基を導入する方法がある。ポリマーに架橋性の置換基を導入する方法としては、一般式(1)で示されるb1、b2のヒドロキシ基をグリシジル基で置換する方法が挙げられる。   As performance required for the resist lower layer film, there is no intermixing with the resist upper layer film, and there is no diffusion of low molecular components into the resist upper layer film (for example, “Proc. SPIE vol. 2195”). P225-229 (1994). In order to prevent these problems, a method is generally employed in which a resist underlayer film is formed on a substrate by spin coating or the like and then thermally crosslinked by baking. Therefore, there are a method of adding a crosslinking agent as a component of the resist underlayer film material and a method of introducing a crosslinkable substituent into the polymer. Examples of the method for introducing a crosslinkable substituent into the polymer include a method in which the hydroxy groups of b1 and b2 represented by the general formula (1) are substituted with a glycidyl group.

本発明で使用可能な架橋剤の具体例を列挙すると、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物等を挙げることができる。これらは添加剤として用いてもよいが、ポリマー側鎖にペンダント基として導入してもよい。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いることができる。   Specific examples of the crosslinking agent that can be used in the present invention include a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound, or a urea compound substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Examples include compounds containing double bonds such as epoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, and alkenyl ether groups. These may be used as additives, but may be introduced as pendant groups in the polymer side chain. A compound containing a hydroxy group can also be used as a crosslinking agent.

前記架橋剤の具体例のうち、更にエポキシ化合物を例示すると、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが例示される。メラミン化合物を具体的に例示すると、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1〜6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜6個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。グアナミン化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。ウレア化合物としてはテトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。   Among specific examples of the crosslinking agent, when an epoxy compound is further exemplified, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether and the like Illustrated. Specific examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, Examples thereof include compounds in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof. Examples of the guanamine compound include tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine, and tetramethylolguanamine. A compound in which ˜4 methylol groups are acyloxymethylated or a mixture thereof may be mentioned. Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxymethylated, or a mixture thereof, and tetramethylolglycoluril methylol. Examples thereof include compounds in which 1 to 4 of the groups are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethylated, a mixture thereof, tetramethoxyethyl urea, and the like.

イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられ、アジド化合物としては、1,1’−ビフェニル−4,4’−ビスアジド、4,4’−メチリデンビスアジド、4,4’−オキシビスアジドが挙げられる。   Examples of the isocyanate compound include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and cyclohexane diisocyanate. Examples of the azide compound include 1,1′-biphenyl-4,4′-bisazide and 4,4′-methylidenebis. Examples include azide and 4,4′-oxybisazide.

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

本発明のレジスト下層膜材料に含まれる重合体、特に一般式(1)で示される繰り返し単位を有するフェノール樹脂のヒドロキシ基がグリシジル基で置換されている場合は、ヒドロキシ基を含む化合物の添加が有効である。特に分子内に2個以上のヒドロキシ基を含む化合物が好ましい。ヒドロキシ基を含む化合物としては、例えば、ナフトールノボラック、m−及びp−クレゾールノボラック、ナフトール−ジシクロペンタジエンノボラック、m−及びp−クレゾール−ジシクロペンタジエンノボラック、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]−デカン、ペンタエリトリトール、1,2,6−ヘキサントリオール、4,4’,4’’−メチリデントリスシクロヘキサノール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスシクロヘキサノール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−4,4’−ジオール、メチレンビスシクロヘキサノール、デカヒドロナフタレン−2,6−ジオール、[1,1’−ビシクロヘキシル]−3,3’,4,4’−テトラヒドロキシなどのアルコール基含有化合物、ビスフェノール、メチレンビスフェノール、2,2’−メチレンビス[4−メチルフェノール]、4,4’−メチリデン−ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−(1−メチル−エチリデン)ビス[2−メチルフェノール]、4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノール、4,4’−(1,3−ジメチルブチリデン)ビスフェノール、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−オキシビスフェノール、4,4’−メチレンビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4’−メチレンビス[2−メチルフェノール]、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスフェノール、4,4’−(1,2−エタンジイル)ビスフェノール、4,4’−(ジエチルシリレン)ビスフェノール、4,4’−[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’−エチリジントリス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’−エチリジントリスフェノール、4,6−ビス[(4−ヒドロキシフェニル)メチル]1,3−ベンゼンジオール、4,4’−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,2−エタンジイリデン)テトラキスフェノール、4,4’,4’’,4’’’−エタンジイリデン)テトラキス[2−メチルフェノール]、2,2’−メチレンビス[6−[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール]、4,4’,4’’,4’’’−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニルメチル)1,3−ベンゼンジオール、2,4’,4’’−メチリデントリスフェノール、4,4’,4’’−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリデン)トリスフェノール、2,6−ビス[(4−ヒドロキシ−3−フロロフェニル)メチル]−4−フルオロフェノール、2,6−ビス[4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル]メチル]−4−フルオロフェノール、3,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]1,3−ベンゼンジオール、p−メチルカリックス[4]アレン、2,2’−メチレンビス[6−[(2,5/3,6−ジメチル−4/2−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’,4’’,4’’’−テトラキス[(1−メチルエチリデン)ビス(1,4−シクロヘキシリデン)]フェノール、6,6’−メチレンビス[4−(4−ヒドロキシフェニルメチル)−1,2,3−ベンゼントリオール、3,3’,5,5’−テトラキス[(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−[(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジオール]などのフェノール低核体が挙げられる。 When the hydroxy group of the polymer contained in the resist underlayer film material of the present invention, particularly the phenol resin having a repeating unit represented by the general formula (1) is substituted with a glycidyl group, addition of a compound containing a hydroxy group is required. It is valid. Particularly preferred are compounds containing two or more hydroxy groups in the molecule. Examples of the compound containing a hydroxy group include naphthol novolak, m- and p-cresol novolak, naphthol-dicyclopentadiene novolak, m- and p-cresol-dicyclopentadiene novolak, 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo. [5.2.1.0 2,6 ] -decane, pentaerythritol, 1,2,6-hexanetriol, 4,4 ′, 4 ″ -methylidenetriscyclohexanol, 4,4 ′-[1- [4- [1- (4-Hydroxycyclohexyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] biscyclohexanol, [1,1′-bicyclohexyl] -4,4′-diol, methylenebiscyclohexanol, decahydro Naphthalene-2,6-diol, [1,1′-bicyclohexyl] -3,3 ′, 4,4 Alcohol group-containing compounds such as '-tetrahydroxy, bisphenol, methylenebisphenol, 2,2'-methylenebis [4-methylphenol], 4,4'-methylidene-bis [2,6-dimethylphenol], 4,4' -(1-methyl-ethylidene) bis [2-methylphenol], 4,4'-cyclohexylidenebisphenol, 4,4 '-(1,3-dimethylbutylidene) bisphenol, 4,4'-(1- Methylethylidene) bis [2,6-dimethylphenol], 4,4′-oxybisphenol, 4,4′-methylenebisphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methanone, 4,4′-methylenebis [2-methylphenol] 4,4 ′-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene)] bisphenol, 4,4 ′-(1,2- Tandiyl) bisphenol, 4,4 ′-(diethylsilylene) bisphenol, 4,4 ′-[2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethylidene] bisphenol, 4,4 ′, 4 ″- Methylidenetrisphenol, 4,4 ′-[1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl]- 4-methylphenol, 4,4 ′, 4 ″ -ethylidene tris [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″ -ethylidene trisphenol, 4,6-bis [(4-hydroxyphenyl) Methyl] 1,3-benzenediol, 4,4 ′-[(3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-( , 2-ethanediylidene) tetrakisphenol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-ethanediylidene) tetrakis [2-methylphenol], 2,2′-methylenebis [6-[(2-hydroxy-5-methyl Phenyl) methyl] -4-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,4-phenylenedimethylidyne) tetrakisphenol, 2,4,6-tris (4-hydroxyphenylmethyl) ) 1,3-benzenediol, 2,4 ′, 4 ″ -methylidenetrisphenol, 4,4 ′, 4 ″-(3-methyl-1-propanyl-3-ylidene) trisphenol, 2,6 -Bis [(4-hydroxy-3-fluorophenyl) methyl] -4-fluorophenol, 2,6-bis [4-hydroxy-3-fluorophenyl] methyl] -4-fluorophenol, 3 6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] 1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] 1,3-benzene Diol, p-methylcalix [4] arene, 2,2′-methylenebis [6-[(2,5 / 3,6-dimethyl-4 / 2-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 2,2 '-Methylenebis [6-[(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4', 4 '', 4 '''-tetrakis [(1-methylethylidene) bis (1,4-cyclohexylidene)] phenol, 6,6′-methylenebis [4- (4-hydroxyphenylmethyl) -1,2,3-benzenetriol, 3,3 ′, 5,5′-tetrakis [ (5 And phenolic low nuclei such as -methyl-2-hydroxyphenyl) methyl]-[(1,1'-biphenyl) -4,4'-diol].

本発明のレジスト下層膜材料における架橋剤の配合量は、ベースポリマー(全樹脂分)100部(質量部、以下同じ)に対して5〜50部が好ましく、特に10〜40部が好ましい。5部未満であるとレジスト膜とミキシングを起こす場合があり、50部を超えると反射防止効果が低下したり、架橋後の膜にひび割れが入ることがある。   The blending amount of the crosslinking agent in the resist underlayer film material of the present invention is preferably 5 to 50 parts, particularly preferably 10 to 40 parts, relative to 100 parts (parts by mass, the same applies hereinafter) of the base polymer (total resin). If it is less than 5 parts, it may cause mixing with the resist film, and if it exceeds 50 parts, the antireflection effect may be reduced, or the film after crosslinking may be cracked.

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

本発明のレジスト下層膜材料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 an acid generator used in the resist underlayer film material of 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 0005835194
(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と同じか、又は水素原子である。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、又は式中の窒素原子を環の中に有する複素芳香族環を示す。)
Figure 0005835194
Wherein R 101a , R 101b and R 101c are each a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and an aryl having 6 to 20 carbon atoms. Group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms or an aryloxoalkyl group, part or all of hydrogen atoms of these groups may be substituted by an alkoxy group, etc. R 101b and R 101c May form a ring, and in the case of forming a ring, R 101b and R 101c each represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, K represents a non-nucleophilic counter ion, R 101d , R 101e , R 101f and R 101g are the same as R 101a , R 101b and R 101c or a hydrogen atom, and R 101d and R 101e , 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 or a heteroaromatic ring having a nitrogen atom in the formula in the ring.

上記R101a、R101b、R101c、R101d、R101e、R101f、R101gは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。オキソアルケニル基としては、2−オキソ−4−シクロヘキセニル基、2−オキソ−4−プロペニル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネート、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロエチルスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロブチルスルホニル)イミド等のイミド酸、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド、トリス(パーフルオロエチルスルホニル)メチドなどのメチド酸、更には下記一般式(K−1)で示されるα位がフルオロ置換されたスルホネート、下記一般式(K−2)で示されるα,β位がフルオロ置換されたスルホネートが挙げられる。 R 101a , R 101b , R 101c , R 101d , R 101e , R 101f and R 101g may be the same as or different from each other. Specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group , Isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl Group, cyclohexylmethyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, and the like. 2-oxopropyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned. Examples of the oxoalkenyl group include 2-oxo-4-cyclohexenyl group and 2-oxo-4-propenyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, dimethylphenyl groups, etc. Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group and the like Groups and the like. K - a non-nucleophilic counter chloride ions as the ion, halide ions such as bromide ion, triflate, 1,1,1-trifluoroethane sulfonate, fluoroalkyl sulfonate such as nonafluorobutanesulfonate, tosylate, benzenesulfonate , 4-fluorobenzenesulfonate, arylsulfonates such as 1,2,3,4,5-pentafluorobenzenesulfonate, alkylsulfonates such as mesylate and butanesulfonate, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, bis (perfluoroethylsulfonyl) ) Imido acids such as imide and bis (perfluorobutylsulfonyl) imide, methide acids such as tris (trifluoromethylsulfonyl) methide and tris (perfluoroethylsulfonyl) methide, and Sulfonate position alpha of the formula (K-1) is fluoro substituted, alpha represented by the following general formula (K-2), β-position include sulfonates fluorine substituted.

Figure 0005835194
(上記式(K−1)中、R102は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアシル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリール基又はアリーロキシ基である。式(K−2)中、R103は水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリール基である。)
Figure 0005835194
(In the above formula (K-1), R102 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group or acyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, or 6 carbon atoms. An aryl group or an aryloxy group of -20, wherein R 103 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; Group or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.)

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

(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 0005835194
(式中、R102a、R102bはそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104a、R104bはそれぞれ炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。)
Figure 0005835194
(In the formula, R 102a and R 102b each represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R 103 is a linear, branched or cyclic alkylene having 1 to 10 carbon atoms. R 104a and R 104b each represent a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and K represents a non-nucleophilic counter ion.)

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

Figure 0005835194
(式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。)
Figure 0005835194
(In the formula, R 105 and R 106 are linear, branched or cyclic alkyl groups or halogenated alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, aryl groups or halogenated aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, or carbon atoms. 7 to 12 aralkyl groups are shown.)

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

Figure 0005835194
(式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R105は式(P2)のものと同様である。)
Figure 0005835194
(Wherein R 107 , R 108 and R 109 are each a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 108 and R 109 may be bonded to each other to form a cyclic structure, and in the case of forming a cyclic structure, R 108 and R 109 each have 1 to 6 carbon atoms. And R 105 is the same as that in formula (P2).

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 0005835194
(式中、R101a、R101bは前記と同様である。)
Figure 0005835194
(In the formula, R 101a and R 101b are the same as described above.)

Figure 0005835194
(式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。)
Figure 0005835194
(In the formula, R 110 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are further carbon atoms. It may be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group, and R 111 is a linear or branched chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a substituted alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, a phenyl group, or a naphthyl group, and part or all of the hydrogen atoms of these groups are further an alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; A phenyl group which may be substituted with an alkyl group of 4 to 4, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; or a phenyl group which may be substituted with a chlorine atom or a fluorine atom.

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

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

上記で例示した酸発生剤として、具体的には下記のものが挙げられる。
オニウム塩としては、例えばトリフルオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸ピリジニウム、カンファースルホン酸トリエチルアンモニウム、カンファースルホン酸ピリジニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート、トリエチルアンモニウムノナフレート、トリブチルアンモニウムノナフレート、テトラエチルアンモニウムノナフレート、テトラブチルアンモニウムノナフレート、トリエチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリエチルアンモニウムトリス(パーフルオロエチルスルホニル)メチド等のオニウム塩を挙げることができる。
Specific examples of the acid generator exemplified above include the following.
Examples of onium salts include tetramethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetramethylammonium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium nonafluorobutanesulfonate, pyridinium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium camphorsulfonate, pyridinium camphorsulfonate, nona Tetra n-butylammonium fluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, phenyliodonium trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-Toluenesulfonic acid diphenyliodonium, p-toluenesulfuric acid Acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, trifluoromethanesulfonic acid triphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenyl Sulfonium, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, p-toluenesulfonic acid triphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (p -Tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonaflu Tributanesulfonium tributanesulfonate, triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexyl p-toluenesulfonate Methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate , Trifluoromethane Sulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate], 1,2'-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate, triethylammonium Examples thereof include onium salts such as nonaflate, tributylammonium nonaflate, tetraethylammonium nonaflate, tetrabutylammonium nonaflate, triethylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, triethylammonium tris (perfluoroethylsulfonyl) methide, 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)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体を挙げることができる。   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 And the like.

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

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、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体を挙げることができる。   Examples of bissulfone derivatives include bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane. Bissulfone derivatives can be mentioned.

β−ケトスルホン酸誘導体としては、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)プロパン等のβ−ケトスルホン酸誘導体を挙げることができる。   Examples of β-ketosulfonic acid derivatives include β-ketosulfonic acid derivatives such as 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.

ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体を挙げることができる。   Examples of the disulfone derivative include disulfone derivatives such as diphenyldisulfone and dicyclohexyldisulfone.

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のニトロベンジルスルホネート誘導体を挙げることができる。   Examples of the nitrobenzyl sulfonate derivative include nitrobenzyl sulfonate derivatives such as 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)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体を挙げることができる。   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). Mention may be made of sulfonic acid ester derivatives such as 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−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が挙げられる。   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-trimethylbenzenesulfonic 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 -Sulphonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds such as dicarboximide p-toluenesulfonic acid ester.

特に、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。
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。
In particular, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p -Toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) ) Sulfonium, (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonyl trifluoromethanesulfonate Onium salts such as 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium 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-O -Glyoxime derivatives such as-(p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime and bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bisnaphthyl Bissulfone derivatives such as sulfonylmethane, 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. Derivatives are preferably used.
In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

酸発生剤の添加量は、ベースポリマー100部に対して好ましくは0.1〜50部、より好ましくは0.5〜40部である。0.1部より少ないと酸発生量が少なく、架橋反応が不十分な場合があり、50部を超えると上層レジストへ酸が移動することによるミキシング現象が起こる場合がある。   The addition amount of the acid generator is preferably 0.1 to 50 parts, more preferably 0.5 to 40 parts with respect to 100 parts of the base polymer. If the amount is less than 0.1 part, the amount of acid generated is small and the crosslinking reaction may be insufficient. If the amount exceeds 50 parts, a mixing phenomenon may occur due to the acid moving to the upper resist.

更に、本発明のレジスト下層膜材料には、保存安定性を向上させるための塩基性化合物を配合することができる。
塩基性化合物は、保存中等に酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。
Furthermore, the resist underlayer film material of the present invention can be blended with a basic compound for improving storage stability.
The basic compound serves as a quencher for the acid to prevent the acid generated in a trace amount from the acid generator during storage and the like from causing the crosslinking reaction to proceed.

このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。   Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl groups. A nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative, and the like.

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

また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。   Examples of hybrid amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, and benzyldimethylamine.

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

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

アミド誘導体としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。
イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
Examples of amide derivatives include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like.
Examples of imide derivatives include phthalimide, succinimide, maleimide and the like.

塩基性化合物の配合量は全ベースポリマー100部に対して0.001〜2部、特に0.01〜1部が好適である。配合量が0.001部より少ないと配合効果が少なく、2部を超えると熱で発生した酸を全てトラップして架橋しなくなる場合がある。   The compounding amount of the basic compound is suitably 0.001 to 2 parts, particularly 0.01 to 1 part, based on 100 parts of the total base polymer. If the blending amount is less than 0.001 part, the blending effect is small, and if it exceeds 2 parts, all of the acid generated by heat may be trapped and not crosslinked.

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

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

更に、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、前記本発明のレジスト下層膜材料を用いてレジスト下層膜を基板上に形成し、該下層膜の上にフォトレジスト材料のレジスト上層膜を形成して、多層レジスト膜とし、該多層レジスト膜のパターン回路領域を露光した後、現像液で現像してレジスト上層膜にレジストパターンを形成し、該パターンが形成されたレジスト上層膜をマスクにしてレジスト下層膜をエッチングし、更にパターンが形成された多層レジスト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ことを特徴とするパターン形成方法を提供する。   Furthermore, the present invention is a method of forming a pattern on a substrate by lithography, wherein at least a resist underlayer film material of the present invention is used to form a resist underlayer film on the substrate, and a photoresist is formed on the underlayer film. The resist upper layer film of the material was formed to form a multilayer resist film, the pattern circuit region of the multilayer resist film was exposed, and then developed with a developer to form a resist pattern on the resist upper layer film. There is provided a pattern forming method characterized in that a resist underlayer film is etched using a resist upper layer film as a mask, and a substrate is etched using a multilayer resist film having a pattern formed as a mask to form a pattern on the substrate.

この場合、フォトレジスト下層膜材料を被加工基板上に適用し、得られた下層膜の上に珪素原子を含有する中間層を適用し、該中間層の上にフォトレジスト材料の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにして中間膜層を加工し、フォトレジストパターン層を除去後、上記加工した中間膜層をマスクにして下層膜層、次いで被加工基板を加工することもできる。   In this case, a photoresist underlayer film material is applied on the substrate to be processed, an intermediate layer containing silicon atoms is applied over the obtained underlayer film, and a layer of the photoresist material is applied over the intermediate layer. The photoresist layer is irradiated with radiation, developed with a developer to form a photoresist pattern, and the intermediate layer is processed by using the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus. After removing the layer, the lower film layer and then the substrate to be processed can be processed using the processed intermediate film layer as a mask.

以下、図1を参照して、本発明のパターン形成方法について説明する。
図1は3層レジスト加工プロセスの説明図である。
被加工基板11は、図示したように、被加工層11aとベース層11bとで構成されてもよい。基板11のベース層11bとしては、特に限定されるものではなく、Si、アモルファスシリコン(α−Si)、p−Si、SiO2、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工層11aと異なる材質のものが用いられてもよい。被加工層11aとしては、Si、SiO2、SiON、SiN、p−Si、α−Si、W、W−Si、Al、Cu、Al−Si等及び種々の低誘電膜及びそのエッチングストッパー膜が用いられ、通常50〜10,000nm、特に100〜5,000nm厚さに形成し得る。
Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a three-layer resist processing process.
The substrate 11 to be processed may be composed of a layer to be processed 11a and a base layer 11b, as shown. The base layer 11b of the substrate 11 is not particularly limited, and Si, amorphous silicon (α-Si), p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, Al, etc. Different materials may be used. The layer to be processed 11a, Si, SiO 2, SiON , SiN, p-Si, α-Si, W, W-Si, Al, Cu, Al-Si , etc. and various low dielectric films and etching stopper film It is usually used and can be formed to a thickness of 50 to 10,000 nm, particularly 100 to 5,000 nm.

3層レジスト加工プロセスは、図1(A)に示したように、レジスト下層膜12とレジスト上層膜13との間に珪素原子を含有する中間層14を介在させる(図1(A)参照)。なお、レジスト下層膜12の厚さは、通常10〜100,000nmである。この場合、中間層14を形成する材料としては、ポリシルセスキオキサンをベースとするシリコーンポリマーあるいはテトラオルソシリケートガラス(TEOS)のようなスピンコートによって作製される膜や、CVDで作製されるSiO2、SiN、SiON膜を用いることができる。
この中間層14の厚さとしては、10〜1,000nmが好ましい。
In the three-layer resist processing process, as shown in FIG. 1A, an intermediate layer 14 containing silicon atoms is interposed between the resist lower layer film 12 and the resist upper layer film 13 (see FIG. 1A). . Note that the thickness of the resist underlayer film 12 is usually 10 to 100,000 nm. In this case, the material for forming the intermediate layer 14 may be a film made by spin coating such as a silicone polymer based on polysilsesquioxane or tetraorthosilicate glass (TEOS), or SiO produced by CVD. 2 , SiN, SiON films can be used.
The thickness of the intermediate layer 14 is preferably 10 to 1,000 nm.

次に、露光と現像によってレジストパターンを形成する(図1(B),(C)参照)。露光と現像の間にベーク(PEB)を行ってもよい。レジストが化学増幅型レジストの場合、PEBによってポジ型レジストの場合は脱保護反応、ネガ型レジストの場合は架橋反応を起こすことによって現像における高い溶解コントラストを得ることができる。次いで、レジストパターンが形成されたレジスト上層膜13をマスクにしてフロン系ガスを主体とするドライエッチングなどで、中間層14のエッチングを行う(図1(D)参照)。このエッチングは常法によって行うことができる。フロン系ガスを主体とするドライエッチングの場合、CF4、CHF3、C26、C38、C410などを一般的に用いることができる。 Next, a resist pattern is formed by exposure and development (see FIGS. 1B and 1C). Bake (PEB) may be performed between exposure and development. When the resist is a chemically amplified resist, high dissolution contrast in development can be obtained by causing a deprotection reaction in the case of a positive resist by PEB and a crosslinking reaction in the case of a negative resist. Next, the intermediate layer 14 is etched by dry etching mainly using chlorofluorocarbon gas, using the resist upper layer film 13 on which the resist pattern is formed as a mask (see FIG. 1D). This etching can be performed by a conventional method. In the case of dry etching mainly using a chlorofluorocarbon gas, CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 and the like can be generally used.

更に、中間層14をエッチングした後、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガス、酸素ガス、窒素ガス、塩素ガス、臭素ガス、塩化水素ガス、臭化水素ガス、二酸化硫黄ガス、二硫化炭素ガスから選ばれるエッチングガスドライエッチングなどで、レジスト下層膜のエッチングを行う(図1(E)参照)。これらのガスはシクロペンタジエニルメタロセンのメタロセンに配位してメタルをガス化することによってエッチングを進行させることができる。   Further, after etching the intermediate layer 14, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas, chlorine gas, bromine gas, hydrogen chloride gas, hydrogen bromide gas, sulfur dioxide gas, carbon disulfide. The resist underlayer film is etched by etching gas selected from gases (see FIG. 1E). These gases can be coordinated to the metallocene of the cyclopentadienyl metallocene to gasify the metal so that etching can proceed.

次の基板11のエッチングも、常法によって行うことができ、例えば基板がSiO2、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、ポリシリコン(p−Si)やAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行う(図1(F)参照)。本発明のレジスト下層膜材料は、これら基板のエッチング時のエッチング耐性に優れる特徴がある。この時、レジスト上層膜は必要に応じ、除去した後に基板のエッチングをしてもよいし、レジスト上層膜をそのまま残して基板のエッチングを行うこともできる。 Etching of the next substrate 11 can also be performed by a conventional method. For example, if the substrate is SiO 2 or SiN, etching mainly using a chlorofluorocarbon gas, polysilicon (p-Si), Al, or W is chlorine, Etching mainly using bromine-based gas is performed (see FIG. 1F). The resist underlayer film material of the present invention is characterized by excellent etching resistance when etching these substrates. At this time, if necessary, the resist upper layer film may be removed and then the substrate may be etched, or the resist upper layer film may be left as it is and the substrate may be etched.

以下、合成例、比較合成例、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって限定されるものではない。
なお、下記の例で重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン基準の測定値である。
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, a comparative synthesis example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited by these description.
In the following examples, the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn are measured values based on polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).

ポリマー合成例
[合成例1]
1Lのフラスコにフルオレンビスフェノール175g、フェロセンカルボキシアルデヒド107g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー1を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー1 Mw4,500、Mw/Mn4.50
Polymer synthesis example [Synthesis Example 1]
175 g of fluorene bisphenol, 107 g of ferrocenecarboxaldehyde, 5 g of oxalic acid and 100 g of dioxane were added to a 1 L flask, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 1.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 1 Mw 4,500, Mw / Mn 4.50

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例2]
1Lのフラスコにフルオレンビスナフトール175g、フェロセンカルボキシアルデヒド107g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー2を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー2 Mw2,600、Mw/Mn4.90
[Synthesis Example 2]
175 g of fluorene bisnaphthol, 107 g of ferrocenecarboxaldehyde, 5 g of oxalic acid, and 100 g of dioxane were added to a 1 L flask, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 2.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 2 Mw2,600, Mw / Mn4.90

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例3]
1Lのフラスコにベンゾ[c]フルオレンビスナフトール320g、フェロセンカルボキシアルデヒド53g、37質量%ホルマリン水溶液20g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除きポリマー3を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー3 Mw3,100、Mw/Mn4.80
[Synthesis Example 3]
To a 1 L flask were added 320 g of benzo [c] fluorene bisnaphthol, 53 g of ferrocenecarboxaldehyde, 20 g of a 37 mass% formalin aqueous solution, 5 g of oxalic acid, and 100 g of dioxane, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, the product was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst and metal impurities were removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg, and water and unreacted monomers were removed to obtain polymer 3.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 3 Mw 3,100, Mw / Mn 4.80

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例4]
1Lのフラスコに1−ヒドロキシピレン175g、フェロセンカルボキシアルデヒド107g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー4を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー4 Mw2,500、Mw/Mn4.60
[Synthesis Example 4]
175 g of 1-hydroxypyrene, 107 g of ferrocenecarboxaldehyde, 5 g of oxalic acid and 100 g of dioxane were added to a 1 L flask, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours while stirring. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 4.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 4 Mw2,500, Mw / Mn4.60

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例5]
1Lのフラスコにm−クレゾール60g、フェロセンカルボキシアルデヒド107g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー5を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー5 Mw7,500、Mw/Mn6.60
[Synthesis Example 5]
To a 1 L flask, 60 g of m-cresol, 107 g of ferrocenecarboxaldehyde, 5 g of oxalic acid and 100 g of dioxane were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 5.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 5 Mw 7,500, Mw / Mn 6.60

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例6]
1Lのフラスコに1−ヒドロキシナフタレン72g、フェロセンカルボキシアルデヒド107g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー6を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー6 Mw2,800、Mw/Mn3.60
[Synthesis Example 6]
To a 1 L flask, 72 g of 1-hydroxynaphthalene, 107 g of ferrocenecarboxaldehyde, 5 g of oxalic acid, and 100 g of dioxane were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 6.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 6 Mw2,800, Mw / Mn3.60

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[合成例7]
1Lのフラスコに1−ヒドロキシナフタレン72g、ルテノセンカルボキシアルデヒド130g、シュウ酸5g、ジオキサン100gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧してポリマー7を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
ポリマー7 Mw2,100、Mw/Mn3.10
[Synthesis Example 7]
To a 1 L flask, 72 g of 1-hydroxynaphthalene, 130 g of ruthenocene carboxaldehyde, 5 g of oxalic acid, and 100 g of dioxane were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction, it was dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst was removed by washing with sufficient water, the solvent was removed under reduced pressure, and the pressure was reduced to 150 ° C. and 2 mmHg to obtain polymer 7.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Polymer 7 Mw2,100, Mw / Mn3.10

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[比較合成例1]
300mlのフラスコにフルオレンビスフェノール200g、37質量%ホルマリン水溶液75g、シュウ酸5gを加え、撹拌しながら100℃で24時間撹拌させた。反応後メチルイソブチルケトン500mlに溶解し、十分な水洗により触媒と金属不純物を除去し、溶剤を減圧除去し、150℃、2mmHgまで減圧し、水分、未反応モノマーを除き、135gの比較ポリマー1を得た。
GPCにより分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を求め、1H−NMR分析によりポリマー中の比率を以下のように求めた。
比較ポリマー1 Mw6,500、Mw/Mn5.20
[Comparative Synthesis Example 1]
200 g of fluorene bisphenol, 75 g of a 37 mass% formalin aqueous solution and 5 g of oxalic acid were added to a 300 ml flask, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours while stirring. After the reaction, it is dissolved in 500 ml of methyl isobutyl ketone, the catalyst and metal impurities are removed by washing with sufficient water, the solvent is removed under reduced pressure, the pressure is reduced to 150 ° C. and 2 mmHg, moisture and unreacted monomers are removed, and 135 g of the comparative polymer 1 is obtained. Obtained.
The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) were determined by GPC, and the ratio in the polymer was determined by 1 H-NMR analysis as follows.
Comparative polymer 1 Mw 6,500, Mw / Mn 5.20

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[実施例、比較例]
[レジスト下層膜材料の調製]
上記ポリマー1〜7で示される樹脂、比較ポリマー1で示される樹脂、下記AG1で示される酸発生剤、下記CR1で示される架橋剤を、FC−430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む有機溶剤中に表1に示す割合で溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによってレジスト下層膜材料(実施例1〜8、比較例1)をそれぞれ調製した。
ポリマー1〜7:上記合成例1〜7で得たポリマー
比較ポリマー1:比較合成例1で得たポリマー
[Examples and Comparative Examples]
[Preparation of resist underlayer film material]
A resin represented by the above polymers 1 to 7, a resin represented by comparative polymer 1, an acid generator represented by AG1 below, and a crosslinking agent represented by CR1 below were prepared using FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Limited) 0.1. Resist underlayer film materials (Examples 1 to 8 and Comparative Example 1) were prepared by dissolving them in an organic solvent containing mass% at a ratio shown in Table 1 and filtering with a 0.1 μm fluororesin filter. .
Polymers 1-7: Polymers obtained in Synthesis Examples 1-7 Comparative polymer 1: Polymer obtained in Comparative Synthesis Example 1

酸発生剤:AG1(下記構造式参照)

Figure 0005835194
Acid generator: AG1 (see structural formula below)
Figure 0005835194

架橋剤:CR1(下記構造式参照)

Figure 0005835194
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)、
CyH(シクロヘキサノン) Cross-linking agent: CR1 (see structural formula below)
Figure 0005835194
Organic solvent: PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate),
CyH (cyclohexanone)

上記で調製したレジスト下層膜材料(実施例1〜8、比較例1)の溶液をシリコン基板上に塗布して、280℃で60秒間ベークしてそれぞれ膜厚100nmのレジスト下層膜(UDL1〜8、比較UDL1)を形成した。
レジスト下層膜の形成後、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における屈折率(n,k)を求め、その結果を表1に示した。
The resist underlayer film materials (Examples 1 to 8 and Comparative Example 1) prepared above were applied onto a silicon substrate, baked at 280 ° C. for 60 seconds, and 100 nm thick resist underlayer films (UDL1 to 8), respectively. Comparative UDL 1) was formed.
After formation of the resist underlayer film, A. The refractive index (n, k) at a wavelength of 193 nm was determined using a spectroscopic ellipsometer (VASE) with variable incident angle from Woollam, and the results are shown in Table 1.

Figure 0005835194
Figure 0005835194

次いで、ドライエッチング耐性のテストを行った。まず、前記屈折率測定に用いたものと同じ下層膜(UDL1〜8、比較UDL1)を作製し、これらの下層膜のCF4/CHF3系ガスでのエッチング試験として下記の条件で試験した。この場合、東京エレクトロン(株)製ドライエッチング装置TE−8500Pを用い、エッチング前後の下層膜及びレジストの膜厚差を測定した。結果を表2に示す。
CF 4 /CHF 3 系ガスでのエッチング試験
チャンバー圧力 40.0Pa
RFパワー 1,000W
ギヤップ 9mm
CHF3ガス流量 30ml/min
CF4ガス流量 30ml/min
Arガス流量 100ml/min
時間 60sec
Next, a dry etching resistance test was performed. First, the same lower layer as used for refractive index measurement (UDL1~8, compared UDL1) were prepared and tested under the following conditions as an etching test in CF 4 / CHF 3 series gas of the lower film. In this case, the difference in film thickness between the lower layer film and the resist before and after etching was measured using a dry etching apparatus TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Ltd. The results are shown in Table 2.
CF 4 / etch testing in CHF 3 series gas <br/> chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,000W
Gearup 9mm
CHF 3 gas flow rate 30ml / min
CF 4 gas flow rate 30ml / min
Ar gas flow rate 100ml / min
60 sec

Figure 0005835194
Figure 0005835194

[レジスト上層膜材料の調製]
表3に示す組成でArFレジスト材料(ArF用SLレジスト)をFC−430(住友スリーエム(株)製)0.1質量%を含む有機溶剤中に表3に示す割合で溶解させ、0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過することによってレジスト上層膜材料を調製した。
[Preparation of resist upper layer film material]
ArF resist material (SL resist for ArF) having the composition shown in Table 3 was dissolved in an organic solvent containing 0.1% by mass of FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) at a ratio shown in Table 3, and 0.1 μm The resist upper layer film material was prepared by filtering with a fluororesin filter.

Figure 0005835194
Figure 0005835194

Figure 0005835194
Figure 0005835194

下層膜形成材料の溶液(UDL1〜8、比較UDL1)を膜厚100nmのSiO2基板上に塗布してUDL1〜7と比較UDL1は280℃で60秒間ベークして、UDL8は350℃でベークして膜厚100nmの下層膜を形成した。
その上に珪素含有中間層材料溶液SOG(信越化学工業(株)製;SHB−A940)を塗布して220℃で60秒間ベークして膜厚35nmの中間層を形成し、ArF単層レジスト材料溶液を塗布し、100℃で60秒間ベークして膜厚90nmのフォトレジスト層を形成した。
次いでArFエキシマレーザー液浸スキャナー((株)ニコン製、NSR−610C、NA1.30、σ0.98/0.78、ダイポール開口35度、Azimuthally偏光照明、6%ハーフトーン位相シフトマスク)を用いて露光量を変化させながら露光し、80℃で60秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間現像し、ポジ型のパターンを得た。得られたパターンの45nmラインアンドスペースのパターン形状を観察した。結果を表4に示す。
The lower layer film forming material solution (UDL1-8, comparative UDL1) is applied onto a 100 nm thick SiO 2 substrate, UDL1-7 and comparative UDL1 are baked at 280 ° C. for 60 seconds, and UDL8 is baked at 350 ° C. Thus, a lower layer film having a thickness of 100 nm was formed.
A silicon-containing intermediate layer solution SOG (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; SHB-A940) is applied thereon and baked at 220 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer having a thickness of 35 nm. The solution was applied and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a 90 nm-thick photoresist layer.
Next, using an ArF excimer laser immersion scanner (Nikon Corporation, NSR-610C, NA1.30, σ0.98 / 0.78, dipole aperture 35 degrees, azimuthally polarized illumination, 6% halftone phase shift mask) Exposure was performed while changing the exposure amount, baking (PEB) at 80 ° C. for 60 seconds, and development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 30 seconds to obtain a positive pattern. The pattern shape of 45 nm line and space of the obtained pattern was observed. The results are shown in Table 4.

次いで、東京エレクトロン(株)製エッチング装置Teliusを用いてドライエッチングによるレジストパターンをマスクにして珪素含有レジスト中間層膜(SOG)の加工、珪素含有レジスト中間層膜をマスクにしてレジスト下層膜、得られたレジスト下層膜パターンをマスクにしてSiO2膜の加工を行った。エッチング条件は下記に示す通りである。
レジストパターンのレジスト中間層膜への転写条件。
チャンバー圧力 10.0Pa
RFパワー 1,500W
CF4ガス流量 75ml/min
2ガス流量 15ml/min
時間 15sec
レジスト中間膜パターンのレジスト下層膜への転写条件。
チャンバー圧力 2.0Pa
RFパワー 500W
Arガス流量 75ml/min
COガス流量 45ml/min
時間 120sec
レジスト下層膜パターンのSiO2膜への転写条件。
チャンバー圧力 2.0Pa
RFパワー 2,200W
512ガス流量 20ml/min
26ガス流量 10ml/min
Arガス流量 300ml/min
2 60ml/min
時間 30sec
パターン断面を(株)日立製作所製電子顕微鏡(S−4700)にて観察し、形状を比較し、表4にまとめた。
Next, processing of silicon-containing resist intermediate layer film (SOG) is performed using the resist pattern by dry etching as a mask using an etching apparatus Telius manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd., and a resist underlayer film is obtained using the silicon-containing resist intermediate layer film as a mask. The SiO 2 film was processed using the resist underlayer film pattern as a mask. Etching conditions are as shown below.
Transfer conditions of resist pattern to resist interlayer film.
Chamber pressure 10.0Pa
RF power 1,500W
CF 4 gas flow rate 75ml / min
O 2 gas flow rate 15ml / min
Time 15sec
Transfer conditions of resist interlayer film pattern to resist underlayer film.
Chamber pressure 2.0Pa
RF power 500W
Ar gas flow rate 75ml / min
CO gas flow rate 45ml / min
Time 120sec
Transfer conditions of resist underlayer film pattern to SiO 2 film.
Chamber pressure 2.0Pa
RF power 2,200W
C 5 F 12 gas flow rate 20 ml / min
C 2 F 6 gas flow rate 10ml / min
Ar gas flow rate 300ml / min
O 2 60ml / min
Time 30sec
The cross sections of the patterns were observed with an electron microscope (S-4700) manufactured by Hitachi, Ltd., and the shapes were compared and summarized in Table 4.

Figure 0005835194
Figure 0005835194

表2に示すように、本発明の下層膜のCF4/CHF3ガスエッチングの速度は、比較例1よりも十分にエッチング速度が遅い。
表4に示すように、現像後のパターン形状、酸素エッチング後、基板加工エッチング後の下層膜の形状も良好であることが認められた。
As shown in Table 2, the CF 4 / CHF 3 gas etching rate of the lower layer film of the present invention is sufficiently slower than that of Comparative Example 1.
As shown in Table 4, it was confirmed that the pattern shape after development, the shape of the lower layer film after the oxygen etching and the substrate processing etching were also good.

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.

11 基板
11a 被加工層
11b ベース層
12 下層膜
13 上層膜
13’ 露光部分
14 中間層
11 Substrate 11a Processed layer 11b Base layer 12 Lower layer film 13 Upper layer film 13 'Exposed portion 14 Intermediate layer

Claims (6)

リソグラフィーで用いられる多層レジスト膜のレジスト下層膜材料であって、シクロペンタジエニル錯体のアルデヒドの重合物であるノボラック樹脂を含むことを特徴とするレジスト下層膜材料。 A resist underlayer film material for a multilayer resist film used in lithography, comprising a novolak resin that is a polymer of an aldehyde of a cyclopentadienyl complex. シクロペンタジエニル錯体のアルデヒドの重合物であるノボラック樹脂が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜材料。
Figure 0005835194
(式中、R1は単結合、又は炭素数1〜4のアルキレン基、MはFe、Co、Ni、Cr、又はRuである。R2、R4、R5は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、アシル基、グリシジル基、又は酸不安定基であり、R3は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基、ハロゲン原子、又はトリフルオロメチル基、R6は単結合、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、炭素数2〜16のアルケニレン基、炭素数6〜20のアリーレン基から選ばれる1価炭化水素基、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は−S(=O)2−であり、上記1価炭化水素基の水素原子がアルキル基、アリール基、アルケニル基、又はハロゲン原子で置換されていても、上記1価炭化水素基が酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。円はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フルオレン環、フェナントレン環から選ばれる炭化水素である。mは1〜3の整数、nは1〜4の整数、q、rは1又は2、s、tは0又は1である。但し、ベンゼン環の場合m+n≦4、ナフタレン環の場合m+n≦5である。0.1≦a≦0.6、0≦b1≦0.6、0≦b2≦0.6、0.1≦b1+b2≦0.6、0.5≦a+b1+b2≦1.0である。)
The resist underlayer film material according to claim 1 , wherein a novolak resin, which is a polymer of an aldehyde of a cyclopentadienyl complex , is represented by the following general formula (1).
Figure 0005835194
(In the formula, R 1 is a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, M is Fe, Co, Ni, Cr, or Ru. R 2 , R 4 , and R 5 are hydrogen atoms and 1 carbon atom. -10 alkyl group, acyl group, glycidyl group, or acid labile group, R 3 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms. An alkenyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a halogen atom, or a trifluoromethyl group, R 6 is a single bond, a linear, branched or cyclic alkylene group, an alkenylene group having 2 to 16 carbon atoms, or a carbon number A monovalent hydrocarbon group selected from 6 to 20 arylene groups, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, or —S (═O) 2 —, wherein the hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, aryl Substituted with a group, alkenyl group, or halogen atom The monovalent hydrocarbon group may have an oxygen atom or a sulfur atom, and the circle is a hydrocarbon selected from a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyrene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring. An integer of 1 to 3, n is an integer of 1 to 4, q, r is 1 or 2, s, t is 0 or 1. However, in the case of a benzene ring, m + n ≦ 4, and in the case of a naphthalene ring, m + n ≦ 5. 0.1 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b1 ≦ 0.6, 0 ≦ b2 ≦ 0.6, 0.1 ≦ b1 + b2 ≦ 0.6, and 0.5 ≦ a + b1 + b2 ≦ 1.0. )
前記レジスト下層膜材料が、更に有機溶剤、酸発生剤、架橋剤のうちいずれか1つ以上のものを含有するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のレジスト下層膜材料。   The resist underlayer film material according to claim 1 or 2, wherein the resist underlayer film material further contains any one or more of an organic solvent, an acid generator, and a crosslinking agent. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレジスト下層膜材料を被加工基板上に適用し、得られた下層膜の上にフォトレジスト材料の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、次にドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにしてフォトレジスト下層膜層及び被加工基板を加工することを特徴とするパターン形成方法。   A resist underlayer film material according to any one of claims 1 to 3 is applied on a substrate to be processed, a layer of a photoresist material is applied on the obtained underlayer film, and a desired region of the photoresist layer A photoresist pattern is formed by irradiating with radiation and developing with a developing solution, and then the photoresist underlayer film layer and the substrate to be processed are processed using the photoresist pattern layer as a mask with a dry etching apparatus. Pattern forming method. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレジスト下層膜材料を被加工基板上に適用し、得られた下層膜の上に珪素原子、チタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、アルミニウム原子から選ばれる原子を1種以上含有する中間層を適用し、該中間層の上にフォトレジスト材料の層を適用し、このフォトレジスト層の所用領域に放射線を照射し、現像液で現像してフォトレジストパターンを形成し、ドライエッチング装置でこのフォトレジストパターン層をマスクにして中間膜層を加工し、フォトレジストパターン層を除去後、上記加工した中間膜層をマスクにして下層膜層、次いで被加工基板を加工することを特徴とする請求項4に記載のパターン形成方法。   The resist underlayer film material according to any one of claims 1 to 3 is applied on a substrate to be processed, and a silicon atom, a titanium atom, a zirconium atom, a hafnium atom, or an aluminum atom is selected on the obtained underlayer film. An intermediate layer containing one or more atoms to be applied is applied, a layer of a photoresist material is applied on the intermediate layer, a desired region of the photoresist layer is irradiated with radiation, and developed with a developer to form a photoresist. A pattern is formed, and the intermediate film layer is processed using the photoresist pattern layer as a mask in a dry etching apparatus. After removing the photoresist pattern layer, the processed intermediate film layer is used as a mask to form a lower layer film layer, and then to be processed The pattern forming method according to claim 4, wherein the substrate is processed. フォトレジスト材料が珪素原子を含有しないポリマーを含み、中間層膜をマスクにして下層膜を加工するドライエッチングを、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガス、酸素ガス、窒素ガス、塩素ガス、臭素ガス、塩化水素ガス、臭化水素ガス、二酸化硫黄ガス、二硫化炭素ガスから選ばれるエッチングガスを用いて行う請求項5に記載のパターン形成方法。   The photoresist material contains a polymer that does not contain silicon atoms, and dry etching for processing the lower layer film using the intermediate layer film as a mask is performed by carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas, chlorine gas, The pattern forming method according to claim 5, which is performed using an etching gas selected from bromine gas, hydrogen chloride gas, hydrogen bromide gas, sulfur dioxide gas, and carbon disulfide gas.
JP2012257094A 2012-11-26 2012-11-26 Resist underlayer film material and pattern forming method Active JP5835194B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012257094A JP5835194B2 (en) 2012-11-26 2012-11-26 Resist underlayer film material and pattern forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012257094A JP5835194B2 (en) 2012-11-26 2012-11-26 Resist underlayer film material and pattern forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014106263A JP2014106263A (en) 2014-06-09
JP5835194B2 true JP5835194B2 (en) 2015-12-24

Family

ID=51027841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012257094A Active JP5835194B2 (en) 2012-11-26 2012-11-26 Resist underlayer film material and pattern forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5835194B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6372887B2 (en) * 2015-05-14 2018-08-15 信越化学工業株式会社 Organic film material, organic film forming method, pattern forming method, and compound
CN108026011A (en) * 2015-09-04 2018-05-11 三菱瓦斯化学株式会社 The purification process of compound
EP3395845A4 (en) * 2015-12-25 2019-08-14 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, composition, method for forming resist pattern, and method for forming circuit pattern
EP3517522A4 (en) * 2016-09-20 2020-04-22 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, composition, resist pattern forming method and circuit pattern forming method
JP6885281B2 (en) * 2016-10-12 2021-06-09 Jsr株式会社 A composition for forming a resist underlayer film, a method for forming a resist underlayer film, a method for forming a resist underlayer film, and a method for producing a patterned substrate.
KR101994366B1 (en) * 2016-11-09 2019-06-28 삼성에스디아이 주식회사 Polymer, organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
CN110709774B (en) * 2017-05-31 2023-12-08 三井化学株式会社 Underlayer film forming material, resist underlayer film, method for producing resist underlayer film, and laminate
JP6894364B2 (en) 2017-12-26 2021-06-30 信越化学工業株式会社 Organic film forming composition, semiconductor device manufacturing substrate, organic film forming method, and pattern forming method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014106263A (en) 2014-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4662063B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP4671046B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
JP4539845B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP4662052B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
EP3118183B1 (en) Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying the compound or resin
JP4355943B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP4466854B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP4659678B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP5741518B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
JP4496432B2 (en) Photoresist underlayer film forming material and pattern forming method
JP4069025B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
JP3981825B2 (en) Pattern forming method and lower layer film forming material
JP4575214B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
JP4252872B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
JP4013058B2 (en) Pattern forming method and lower layer film forming material
US9828355B2 (en) Compound, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and pattern forming method
JP4623309B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method using the same
JP5835194B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method
US10747112B2 (en) Compound, resin, and purification method thereof, material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film, and underlayer film, as well as resist pattern forming method and circuit pattern forming method
JP2004354554A (en) Material for resist lower layer film and method of forming pattern
EP2955577B1 (en) Compound, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, and pattern forming method
JP4638378B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method using the same
EP3266759A1 (en) Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying compound or resin
JP4355643B2 (en) Resist underlayer film material and pattern forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150714

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5835194

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150