JP6741957B2 - Film forming material for resist process and pattern forming method - Google Patents

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    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups

Description

本発明は、レジストプロセス用膜形成材料、パターン形成方法及び重合体に関する。 The present invention relates to a film forming material for a resist process, a pattern forming method and a polymer.

半導体用素子等のパターン形成には、被加工基板上に有機系の反射防止膜を介して積層されたレジスト膜を露光及び現像し、得られたレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うレジストプロセスが多用されている。このようなレジストプロセスにおいては、半導体素子等の高集積化、すなわちレジストパターンの微細化に伴い、現像の際又は現像後にレジストパターンが剥離してしまう現象が生じやすくなっている。また、レジスト膜と有機系反射防止膜とはエッチング速度の差が小さい。このため、レジスト膜の微細化及び薄膜化に伴い、レジストパターンをマスクとしたエッチングによっては、有機系反射防止膜で被覆された被加工基板の微細加工ができないという不都合がある。 For pattern formation of semiconductor devices, etc., a resist process in which a resist film laminated on a substrate to be processed through an organic antireflection film is exposed and developed and the obtained resist pattern is used as a mask for etching is often used. Has been done. In such a resist process, a phenomenon in which the resist pattern is peeled off during or after development is likely to occur due to higher integration of semiconductor elements and the like, that is, miniaturization of the resist pattern. Further, the difference in etching rate between the resist film and the organic antireflection film is small. For this reason, with the miniaturization and thinning of the resist film, there is a disadvantage that the substrate to be processed coated with the organic antireflection film cannot be finely processed by etching using the resist pattern as a mask.

そこで、レジスト膜と有機系反射防止膜との間に無機系のレジスト中間膜を設ける多層レジストプロセス技術が検討されている(国際公開第2006/126406号参照)。この多層レジストプロセスは、まずレジストパターンをマスクとしてレジスト中間膜をエッチングし、得られたレジスト中間膜のパターンをマスクとしてレジスト下層膜をエッチングして、レジスト下層膜のパターンをマスクとして被加工基板をエッチングする方法である。 Therefore, a multilayer resist process technology in which an inorganic resist intermediate film is provided between a resist film and an organic antireflection film is being studied (see International Publication No. 2006/126406). In this multilayer resist process, the resist intermediate film is first etched using the resist pattern as a mask, the resist underlayer film is etched using the obtained resist intermediate film pattern as a mask, and the substrate to be processed is patterned using the resist underlayer film pattern as a mask. This is a method of etching.

一方、化学増幅型レジスト材料の特徴を利用し解像力を高める技術として、現像液にアルカリ水溶液よりも極性の低い有機溶媒を用い、露光部をパターンとして形成する技術が開示されている(特開2000−199953号公報参照)。このような現像後に露光部がパターンとして残るネガ現像プロセスと、現像後に未露光部がパターンとして残るポジ現像プロセスでは、パターンとして残るレジストの性状が異なる為、それぞれのプロセスに適した多層レジストプロセス用レジスト中間膜は一般的に異なる。 On the other hand, as a technique for enhancing the resolution by utilizing the characteristics of the chemically amplified resist material, a technique for forming an exposed portion in a pattern by using an organic solvent having a polarity lower than that of an alkaline aqueous solution as a developing solution has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000). -199953 gazette). Since the properties of the resist remaining as a pattern are different between the negative development process in which the exposed portion remains as a pattern after development and the positive development process in which the unexposed portion remains as a pattern after development, a multilayer resist process suitable for each process Resist interlayers are generally different.

国際公開第2006/126406号International Publication No. 2006/126406 特開2000−199953号公報JP-A-2000-199953

パターンの微細化が進むにつれて、上記レジスト中間膜に対してより高い性能が求められるようになってきた。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、レジスト膜との密着性に優れ、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないレジスト中間膜(シリコン含有膜)を形成することができるレジストプロセス用膜形成材料、これを用いたパターン形成方法、及びこのようなレジストプロセス用膜形成材料として好適な重合体を提供することである。
As the pattern becomes finer, higher performance is required for the resist intermediate film.
The present invention has been made based on the above circumstances, and it is possible to form a resist intermediate film (silicon-containing film) which has excellent adhesion to a resist film, has a good resist pattern shape, and is less likely to fall. It is to provide a film forming material for a resist process, a pattern forming method using the same, and a polymer suitable as such a film forming material for a resist process.

上記課題を解決するためになされた本発明は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位を有する重合体、及び有機溶媒を含有するレジストプロセス用膜形成材料である。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention made|formed in order to solve the said subject is the polymer which has the structural unit derived from the silane monomer which has two or more protected alcoholic hydroxyl groups, and the film forming material for resist processes containing an organic solvent. is there.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記レジストプロセス用膜形成材料により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する工程と、酸解離性基を有する重合体及び感放射線性酸発生体を含む感放射線性樹脂組成物により、上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側に、レジスト膜を形成する工程と、上記レジスト膜を露光する工程と、上記露光されたレジスト膜を現像する工程とを備えるパターン形成方法である。 Another invention made to solve the above-mentioned problems is a film forming material for a resist process, a step of forming a silicon-containing film on at least one surface side of a substrate, and a polymer having an acid dissociable group, With a radiation-sensitive resin composition containing a radiation-sensitive acid generator, on the surface side of the silicon-containing film opposite to the substrate, a step of forming a resist film, a step of exposing the resist film, and the exposure And a step of developing the formed resist film.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、下記式(1)で表される構造を有する重合体である。

Figure 0006741957
(式(1)中、
は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、又は保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である。
は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基、水素原子、ヒドロキシ基、又は保護されたアルコール性水酸基を有さない置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。aは、0又は1である。但し、Rが保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である場合は、aは1である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、光吸収性基を有する1価の有機基である。
は、水素原子、ヒドロキシ基、保護されたアルコール性水酸基を有さない置換又は非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。bは、0又は1である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、非光吸収性の置換若しくは非置換の1価の脂肪族炭化水素基である。cは、0〜2の整数である。cが2の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。
dは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
eは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
fは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
d、e及びfは、それぞれ0<d<1、0≦e<1及び0≦f<1を満たし、かつd+e+f≦1である。)Another invention made to solve the above problems is a polymer having a structure represented by the following formula (1).
Figure 0006741957
(In formula (1),
R 1 is a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups or a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group.
R 2 is a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups, a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group, a hydrogen atom, a hydroxy group, or a protected alcoholic group. It is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having no hydroxyl group. a is 0 or 1. However, a is 1 when R 1 is a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group.
R 3 is a monovalent organic group having a light absorbing group, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group.
R 4 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which does not have a hydrogen atom, a hydroxy group, or a protected alcoholic hydroxyl group. b is 0 or 1.
R 5 is a non-light-absorbing substituted or unsubstituted monovalent aliphatic hydrocarbon group having no protected alcoholic hydroxyl group. c is an integer of 0-2. When c is 2, a plurality of R 5 may be the same or different.
d represents the molar ratio of the structural unit U X to all the structural units constituting the polymer.
e represents the molar ratio of the structural unit U Y to all structural units constituting the polymer.
f represents the molar ratio of structural units U Z to the total structural units constituting the polymer.
d, e and f satisfy 0<d<1, 0≦e<1 and 0≦f<1, respectively, and d+e+f≦1. )

本発明のレジストプロセス用膜形成材料によれば、レジスト膜との密着性に優れ、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないシリコン含有膜を形成することができる。
しかも、当該レジストプロセス用膜形成材料から得られるシリコン含有膜は、レジスト組成物の溶媒に対する耐性、反射防止性及びエッチング耐性にも優れる。
本発明のパターン形成方法によれば、上記レジストプロセス用膜形成材料により形成された優れたシリコン含有膜を用いることにより、優れたレジストパターンを形成することができる。
本発明の重合体は、レジスト膜との密着性に優れ、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないシリコン含有膜を形成することができるレジストプロセス用膜形成材料の主成分などとして好適に用いることができる。
従って、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイスの製造等に好適に用いることができる。
According to the film forming material for a resist process of the present invention, it is possible to form a silicon-containing film that is excellent in adhesiveness with a resist film, has a good resist pattern shape, and is less likely to fall.
Moreover, the silicon-containing film obtained from the film forming material for a resist process is excellent in solvent resistance, antireflection property and etching resistance of the resist composition.
According to the pattern forming method of the present invention, an excellent resist pattern can be formed by using the excellent silicon-containing film formed of the above film forming material for resist process.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polymer of the present invention is preferably used as a main component of a film forming material for a resist process capable of forming a silicon-containing film which has excellent adhesiveness to a resist film and has a good resist pattern shape and less tilting. You can
Therefore, these can be suitably used for manufacturing semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized in the future.

以下、本発明のレジストプロセス用膜形成材料、パターン形成方法及び重合体を実施するための実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the film forming material for resist process, the pattern forming method and the polymer of the present invention will be described.

<レジストプロセス用膜形成材料>
本発明の一実施形態に係るレジストプロセス用膜形成材料(以下、単に「膜形成材料」と称することもある)は、[A]保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位を有する重合体、及び[B]有機溶媒を含有する。当該膜形成材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、[C]窒素含有化合物、[D]酸発生剤、[E]水等の任意成分を含有していてもよい。但し、[C]窒素含有化合物、[D]酸発生剤、[E]水等の各任意成分は、含有されていなくてもよい。以下、各成分について詳述する。
<Film forming material for resist process>
A film forming material for a resist process according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “film forming material”) is derived from [A] a silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups. And a polymer having a structural unit of [B] and an organic solvent. The film-forming material may contain an optional component such as a [C] nitrogen-containing compound, a [D] acid generator, and a [E] water as long as the effects of the present invention are not impaired. However, each optional component such as the [C] nitrogen-containing compound, the [D] acid generator, and the [E] water may not be contained. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]重合体>
[A]重合体は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位を有する。当該膜形成材料からシリコン含有膜を形成し、レジストパターンを形成する場合、以下の理由によりレジストパターンとの優れた密着性を有し、現像の際のパターン倒れを抑制することができると推察される。但し、本発明が上記効果を奏する理由は、以下の理由に限定されるものでは無い。本発明において、保護されたアルコール性水酸基は、酸解離性の保護基により保護されたアルコール性水酸基であることが好ましい。
<[A] polymer>
The polymer [A] has a structural unit derived from a silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups. When a silicon-containing film is formed from the film-forming material and a resist pattern is formed, it has excellent adhesiveness to the resist pattern due to the following reasons, and it is presumed that pattern collapse during development can be suppressed. It However, the reason why the present invention achieves the above effects is not limited to the following reasons. In the present invention, the protected alcoholic hydroxyl group is preferably an alcoholic hydroxyl group protected by an acid dissociable protective group.

シリコン含有膜の表面に積層されるレジスト膜は、通常、感放射線性酸発生体(以下、単に「酸発生剤」と称することもある)を含有する感放射線性組成物などにより形成される。このため、レジスト膜に対する露光の際にレジスト膜中で酸が発生する。このとき、シリコン含有膜表面においても、上記酸によって[A]重合体中の上記構造単位のアルコール性水酸基が脱保護され、露光部分のシリコン含有膜(以下、「レジスト中間膜」、「レジスト下層膜」等と称することもある。)表面が親水化される。現像液として有機溶媒を用いたネガ型現像を行う場合、上述のように露光部分のシリコン含有膜表面が親水化されているため、露光部分において、親水化されているレジスト膜(レジストパターン)とシリコン含有膜との密着性が高まり、現像の際のパターン倒れを抑制することができると推察される。特に、[A]重合体が有する上記構造単位は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するため、効果的に親水性を高めることができ、パターン倒れの抑制能が優れると推察される。なお、表面エネルギーの低い物質は気相界面に偏在するため、保護されていないアルコール性水酸基等の親水性基を有する重合体を用いて膜を形成した場合、この親水性基は表面には偏在しない。これに対して、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位を有する[A]重合体を用いることにより、露光後の膜表面の効果的な親水化を図ることができ、レジストパターンとの密着性を高めることができると推察される。 The resist film laminated on the surface of the silicon-containing film is usually formed of a radiation-sensitive composition containing a radiation-sensitive acid generator (hereinafter sometimes simply referred to as “acid generator”). Therefore, acid is generated in the resist film when the resist film is exposed. At this time, also on the surface of the silicon-containing film, the alcoholic hydroxyl group of the structural unit in the [A] polymer is deprotected by the acid, and the silicon-containing film in the exposed portion (hereinafter, “resist intermediate film”, “resist lower layer”). It may also be referred to as a "membrane." The surface is hydrophilized. When performing negative development using an organic solvent as a developing solution, since the silicon-containing film surface of the exposed portion is hydrophilized as described above, a resist film (resist pattern) that is hydrophilized in the exposed portion It is presumed that the adhesion with the silicon-containing film is enhanced and the pattern collapse during development can be suppressed. In particular, since the structural unit of the polymer [A] has two or more protected alcoholic hydroxyl groups, it can be expected that the hydrophilicity can be effectively increased and the pattern collapse suppressing ability is excellent. .. Since substances with low surface energy are unevenly distributed on the gas-phase interface, when a film is formed using a polymer having a hydrophilic group such as an unprotected alcoholic hydroxyl group, this hydrophilic group is unevenly distributed on the surface. do not do. On the other hand, by using the [A] polymer having a structural unit derived from a silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups, it is possible to effectively hydrophilize the film surface after exposure. It is presumed that the adhesiveness with the resist pattern can be improved.

[A]重合体は、例えば下記式(1)で表される構造を有する。 The polymer [A] has, for example, a structure represented by the following formula (1).

Figure 0006741957
Figure 0006741957

上記式(1)中、
は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、又は保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である。
は、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基、水素原子、ヒドロキシ基、又は保護されたアルコール性水酸基を有さない置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。aは、0又は1である。但し、Rが保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である場合は、aは1である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、光吸収性基を有する1価の有機基である。
は、水素原子、ヒドロキシ基、保護されたアルコール性水酸基を有さない置換又は非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。bは、0又は1である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、非光吸収性の置換若しくは非置換の1価の脂肪族炭化水素基である。cは、0〜2の整数である。cが2の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。
dは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
eは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
fは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位Uのモル比率を表す。
d、e及びfは、それぞれ0<d<1、0≦e<1及び0≦f<1を満たし、かつd+e+f≦1である。
In the above formula (1),
R 1 is a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups or a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group.
R 2 is a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups, a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group, a hydrogen atom, a hydroxy group, or a protected alcoholic group. It is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having no hydroxyl group. a is 0 or 1. However, a is 1 when R 1 is a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group.
R 3 is a monovalent organic group having a light absorbing group, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group.
R 4 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which does not have a hydrogen atom, a hydroxy group, or a protected alcoholic hydroxyl group. b is 0 or 1.
R 5 is a non-light-absorbing substituted or unsubstituted monovalent aliphatic hydrocarbon group having no protected alcoholic hydroxyl group. c is an integer of 0-2. When c is 2, a plurality of R 5 may be the same or different.
d represents the molar ratio of the structural unit U X to all the structural units constituting the polymer.
e represents the molar ratio of the structural unit U Y to all structural units constituting the polymer.
f represents the molar ratio of structural units U Z to the total structural units constituting the polymer.
d, e and f satisfy 0<d<1, 0≦e<1 and 0≦f<1, respectively, and d+e+f≦1.

上記式(1)で表される構造は、構造単位U以外に、構造単位Uをさらに有してもよい。即ち、上記式(1)中、0<d<1かつ0<e<1であってもよい。The structure represented by the above formula (1) may further have a structural unit U Y in addition to the structural unit U X. That is, 0<d<1 and 0<e<1 may be satisfied in the above formula (1).

上記式(1)中、構造単位Uをさらに有することで、光吸収性基を含むことにより、基盤反射率を低くすることができ、良好なレジストパターンを得ることができる。By further including the structural unit U Y in the formula (1), the substrate reflectance can be lowered by containing the light absorbing group, and a good resist pattern can be obtained.

上記式(1)で表される構造は、構造単位U及び構造単位U以外に、構造単位Uをさらに有してもよい。即ち、上記式(1)中、0<d<1かつ0<f<1であってもよいし、0<d<1、0<e<1、かつ0<f<1であってもよい。The structure represented by the above formula (1) may further have a structural unit U Z in addition to the structural unit U X and the structural unit U Y. That is, in the above formula (1), 0<d<1 and 0<f<1 may be satisfied, or 0<d<1, 0<e<1 and 0<f<1 may be satisfied. ..

上記式(1)中、構造単位Uをさらに有することで、重合体のケイ素含有割合が増加し、酸素ガスエッチング耐性を向上させることなどができる。By further containing the structural unit U Z in the above formula (1), the silicon content ratio of the polymer is increased, and the oxygen gas etching resistance can be improved.

以下、上記式(1)で表される各構造単位について説明する。 Hereinafter, each structural unit represented by the above formula (1) will be described.

[構造単位U
上記構造単位Uは、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位である。
[Structural unit U X ]
The structural unit U X is a structural unit derived from a silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups.

(保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基)
上記式(1)中、R及びRで表される保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基としては、例えば下記式(2)で表される基を挙げることができる。
(Monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups)
In the above formula (1), examples of the monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups represented by R 1 and R 2 include a group represented by the following formula (2). You can

Figure 0006741957
Figure 0006741957

上記式(2)中、Xは、炭素数1〜20の3価の有機基である。Rは、それぞれ独立して、単結合、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基である。Yは、それぞれ独立して1価の保護基であるか、2つのYが互いに結合して2価の保護基を形成していてもよい。*は、結合部位を示す。In the above formula (2), X 1 is a trivalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 6 s are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Y 1's are each independently a monovalent protecting group, or two Y 1's may be bonded to each other to form a divalent protecting group. * Indicates a binding site.

上記Xで表される炭素数1〜20の3価の有機基としては、炭素数1〜20の3価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は末端にヘテロ原子含有基を含む基、及びこれらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基等が挙げられる。The trivalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by X 1 is a trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a hetero atom-containing group at the carbon-carbon or terminal of the hydrocarbon group. And a group in which a part or all of hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent.

上記炭素数1〜20の3価の炭化水素基としては、炭素数1〜20の3価の脂肪族炭化水素基、及び炭素数6〜20の3価の芳香族炭化水素基を挙げることができる。なお、Xが炭素数6〜20の3価の芳香族炭化水素基である場合、Rは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基とすることができる。Examples of the trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a trivalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. it can. Incidentally, when X 1 is a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, R 6 are each independently a divalent hydrocarbon group having a substituted or unsubstituted 1 to 10 carbon atoms can do.

炭素数1〜20の3価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜20の3価の鎖状炭化水素基や、炭素数3〜20の3価の脂環式炭化水素基を挙げることができる。 Examples of the trivalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a trivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. be able to.

炭素数1〜20の3価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メタントリイル基、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基等のアルカントリイル基、
エテントリイル基、プロペントリイル基、ブテントリイル基、ペンテントリイル基等のアルケントリイル基、
プロピントリイル基、ブチントリイル基、ペンチントリイル基等のアルキントリイル基等を挙げることができる。
Examples of the trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include alkanetriyl groups such as methanetriyl group, ethanetriyl group, propanetriyl group, butanetriyl group and pentanetriyl group,
Alkenetriyl groups such as ethenetriyl group, propenetriyl group, butenetriyl group, pentenetriyl group,
Examples thereof include an alkynetriyl group such as a propynetriyl group, a butynetriyl group and a pentintriyl group.

炭素数3〜20の3価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基等のシクロアルカントリイル基、
シクロプロペントリイル基、シクロペンテントリイル基、シクロヘキセントリイル基等のシクロアルケントリイル基、
ノルボルナントリイル基、アダマンタントリイル基、ノルボルネントリイル基等の3価の橋かけ環炭化水素基等を挙げることができる。
Examples of the trivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cycloalkanetriyl groups such as cyclopropanetriyl group, cyclopentanetriyl group and cyclohexanetriyl group,
Cyclopropenetriyl group, cyclopentenetriyl group, cycloalkenetriyl group such as cyclohexenetriyl group,
Examples thereof include trivalent bridged ring hydrocarbon groups such as a norbornanetriyl group, an adamantanetriyl group and a norbornenetriyl group.

炭素数6〜20の3価の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基、アントラセントリイル基等を挙げることができる。 Examples of the trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include a benzenetriyl group, a naphthalenetriyl group, and an anthracentriyl group.

上記ヘテロ原子含有基とは、構造中に2価以上のヘテロ原子を有する基をいう。上記ヘテロ原子含有基はヘテロ原子を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。また、上記ヘテロ原子含有基は、1個のヘテロ原子のみから構成されるものであってもよい。 The hetero atom-containing group refers to a group having a divalent or higher valent hetero atom in the structure. The hetero atom-containing group may have one hetero atom or two or more hetero atoms. Moreover, the hetero atom-containing group may be composed of only one hetero atom.

上記ヘテロ原子含有基が有する2価以上のへテロ原子としては、2価以上の原子価を有するヘテロ原子であれば特に限定されず、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子等が挙げられる。 The hetero atom having a valence of 2 or more in the hetero atom-containing group is not particularly limited as long as it is a hetero atom having a valence of 2 or more, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom and a phosphorus atom. , Boron atom and the like.

上記ヘテロ原子含有基としては、例えば
−O−、−S−、−SO−、−SO−、−SOO−、−SO−等のヘテロ原子のみからなる基、
−CO−、−COO−、−COS−、−CONH−、−OCOO−、−OCOS−、−OCONH−、−SCONH−、−SCSNH−、−SCSS−等の炭素原子とヘテロ原子とを組み合わせた基などが挙げられる。なお、上記Xで表される有機基の炭素数には、これらのヘテロ原子含有基中の炭素数も含まれる。以下、有機基の炭素数について、同様である。
As the hetero atom-containing group, for example, a group consisting of only a hetero atom such as —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —SO 2 O—, —SO 3 —,
A combination of a carbon atom and a hetero atom such as -CO-, -COO-, -COS-, -CONH-, -OCOO-, -OCOS-, -OCONH-, -SCONH-, -SCSNH-, -SCSS-. Groups and the like. The carbon number of the organic group represented by X 1 includes the carbon number of these hetero atom-containing groups. Hereinafter, the same applies to the carbon number of the organic group.

上記置換基としては、例えばハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。なお、上記Xで表される有機基の炭素数には、これらの置換基中の炭素数も含まれる。以下、有機基の炭素数について、同様である。Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a nitro group, a cyano group and the like. The carbon number of the organic group represented by X 1 includes the carbon number of these substituents. Hereinafter, the same applies to the carbon number of the organic group.

上記Xで表される基としては、置換又は非置換の3価の炭化水素基が好ましく、置換又は非置換の3価の脂肪族炭化水素基がより好ましく、置換又は非置換の3価の鎖状炭化水素基がさらに好ましく、置換又は非置換のアルカントリイル基がよりさらに好ましく、直鎖状のアルカントリイル基がよりさらに好ましい。The group represented by X 1 is preferably a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group, more preferably a substituted or unsubstituted trivalent aliphatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted trivalent group. A chain hydrocarbon group is more preferable, a substituted or unsubstituted alkanetriyl group is still more preferable, and a linear alkanetriyl group is still more preferable.

これらの炭化水素基の炭素−炭素間に酸素原子又は硫黄原子を含む基も好ましい。上記Xで表される基の炭素数の下限としては、1であるが、2が好ましく、3がさらに好ましい。一方、Xで表される基の炭素数の上限としては、20が好ましく、10がより好ましく、6がさらに好ましい。A group containing an oxygen atom or a sulfur atom between carbon and carbon of these hydrocarbon groups is also preferable. The lower limit of the number of carbon atoms of the group represented by X 1 is 1, but is preferably 2 and more preferably 3. On the other hand, the upper limit of the carbon number of the group represented by X 1 is preferably 20, more preferably 10, and even more preferably 6.

上記Rで表される置換又は非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基としては、炭素数1〜10の2価の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の2価の芳香族炭化水素基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基等が挙げられる。Examples of the substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 6 include a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a divalent hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. And aromatic hydrocarbon groups, groups obtained by substituting a part or all of hydrogen atoms of these groups with a substituent, and the like.

炭素数1〜10の2価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基や、炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基を挙げることができる。 Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms. be able to.

炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基等のアルカンジイル基、
エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基、ペンテンジイル基等のアルケンジイル基、
エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基、ペンチンジイル基等のアルキンジイル基等を挙げることができる。
Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include alkanediyl groups such as methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group, butanediyl group and pentanediyl group,
Alkenediyl groups such as ethenediyl group, propenediyl group, butenediyl group, pentenediyl group,
Examples thereof include alkynediyl groups such as ethynediyl group, propynediyl group, butynediyl group and pentindiyl group.

炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等のシクロアルカンジイル基、
シクロプロペンジイル基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等のシクロアルケンジイル基、
ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、ノルボルネンジイル基等の2価の橋かけ環炭化水素基等を挙げることができる。
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms include cycloalkanediyl groups such as cyclopropanediyl group, cyclopentanediyl group and cyclohexanediyl group,
Cyclopropenediyl group, cyclopentenediyl group, cycloalkenediyl group such as cyclohexenediyl group,
Examples thereof include a divalent bridged ring hydrocarbon group such as a norbornanediyl group, an adamantanediyl group and a norbornenediyl group.

炭素数6〜10の2価の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼンジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基等を挙げることができる。 Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms include benzenediyl group, naphthalenediyl group and anthracenediyl group.

上記Rで表される炭化水素基の置換基としては、Xで表される基の置換基として例示したものと同様の基を挙げることができる。Examples of the substituent of the hydrocarbon group represented by R 6 include the same groups as those exemplified as the substituent of the group represented by X 1 .

上記Rとしては、単結合及び炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基が好ましい。炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基の中でも、炭素数1〜4の2価の鎖状炭化水素基がより好ましく、炭素数1〜2の2価の鎖状炭化水素基がさらに好ましく、メタンジイル基が特に好ましい。As R 6 , a single bond and a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms are preferable. Among the divalent chain hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 2 carbon atoms is More preferably, the methanediyl group is particularly preferable.

2つのRは、Xにおける同一の炭素原子に結合していることが好ましい。さらに、Xが直鎖状のアルカントリイル基又はこの炭素−炭素間に酸素原子又は硫黄原子を含む基であって、2つのRは、このXの末端の炭素原子に結合していることがより好ましい。The two R 6 are preferably bonded to the same carbon atom in X 1 . Further, X 1 is a linear alkanetriyl group or a group containing an oxygen atom or a sulfur atom between the carbon and carbon, and two R 6 are bonded to the terminal carbon atom of X 1. Is more preferable.

上記Yで表される1価の保護基としては、酸等により脱保護される基であれば特に限定されないが、酸により脱保護される基であることが好ましく、例えばR−、R−CO−、R−O−C(R−及びR−O−CO−で表される基を挙げることができる。The monovalent protecting group represented by Y 1 is not particularly limited as long as it is a group that can be deprotected by an acid or the like, but is preferably a group that can be deprotected by an acid, for example, R a —, R The group represented by a-CO-, Ra- O-C( Rb ) 2- and Ra- O-CO- can be mentioned.

上記各式中、Rは、置換又は非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。2つのRは、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。Rは、Rと結合して環構造の一部を形成していてもよい。In each of the above formulas, Ra is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. The two R b are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R b may combine with R a to form a part of a ring structure.

上記YがRで表される基の場合、エーテル型の保護構造を形成する。上記YがR−CO−で表される基の場合、アルキルカルボニルオキシ基保護等のエステル型の保護構造を形成する。上記YがR−O−C(R−で表される基の場合、アセタール型の保護構造を形成する。When Y 1 is a group represented by R a , an ether type protective structure is formed. When Y 1 is a group represented by R a —CO—, it forms an ester type protected structure such as an alkylcarbonyloxy group protected group. When Y 1 is a group represented by Ra- OC( Rb ) 2- , it forms an acetal-type protective structure.

上記R及びRで表される置換又は非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基としては、炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の1価の芳香族炭化水素基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基等が挙げられる。炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基や、炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基を挙げることができる。The substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R a and R b is a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and 6 to 10 carbon atoms. And monovalent aromatic hydrocarbon groups, groups obtained by substituting a part or all of hydrogen atoms of these groups with a substituent, and the like. Examples of the monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms. be able to.

炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等のアルキル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基、エチニル基等のアルキニル基等を挙げることができる。 Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group and pentyl group, ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group and the like. Examples thereof include alkynyl groups such as alkenyl groups and ethynyl groups.

炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、シクロプロペニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等の1価の橋かけ環炭化水素基等を挙げることができる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms include cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclopentyl group and cyclohexyl group, cycloalkenyl groups such as cyclopropenyl group, cyclopentenyl group and cyclohexenyl group. And monovalent bridged ring hydrocarbon groups such as norbornyl group and adamantyl group.

炭素数6〜10の1価の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等を挙げることができる。 Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group and naphthyl group, and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.

上記R及びRで表される炭化水素基の置換基としては、Xで表される基の置換基として例示したものと同様の基を挙げることができる。Examples of the substituent of the hydrocarbon group represented by R a and R b include the same groups as those exemplified as the substituent of the group represented by X 1 .

上記Rとしては、アルキル基及びシクロアルキル基が好ましく、脱離性の点などから、第二級及び第三級のアルキル基並びにシクロアルキル基がより好ましく、第三級のアルキル基がさらに好ましく、t−ブチル基が特に好ましい。上記Rとしては、水素原子及びアルキル基が好ましく、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基がより好ましい。As R a , an alkyl group and a cycloalkyl group are preferable, a secondary and tertiary alkyl group and a cycloalkyl group are more preferable, and a tertiary alkyl group is further preferable, from the standpoint of elimination. , T-butyl groups are particularly preferred. As R b , a hydrogen atom and an alkyl group are preferable, and a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms are more preferable.

上記2つのYが互いに結合して形成する2価の保護基としては、置換又は非置換の2価の炭化水素基を挙げることができる。上記置換又は非置換の2価の炭化水素基としては、上記Rで表される基として例示した基を挙げることができる。この2価の保護基の好ましい形態としては、後述するY1bで表される2価の保護基における好ましい形態と同様である。Examples of the divalent protective group formed by the two Y 1 bonded to each other include a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group. Examples of the substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group include the groups exemplified as the group represented by R 6 . The preferred form of the divalent protecting group is the same as the preferred form of the divalent protecting group represented by Y 1b described later.

上記R及びRで表される保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基としては、下記式(2a)又は(2b)で表される基が好ましい。The monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups represented by R 1 and R 2 is preferably a group represented by the following formula (2a) or (2b).

Figure 0006741957
Figure 0006741957

上記式(2a)及び(2b)中、Rは、炭素数1〜10の2価の有機基である。pは、1〜5の整数である。qは、0〜5の整数である。Y1aは、それぞれ独立して、1価の保護基である。Y1bは、2価の保護基である。In the above formulas (2a) and (2b), R 7 is a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. p is an integer of 1 to 5. q is an integer of 0-5. Y 1a's are each independently a monovalent protecting group. Y 1b is a divalent protecting group.

上記Rで表される炭素数1〜10の2価の有機基としては、上記Rで表される置換又は非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は末端にヘテロ原子含有基を含む基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基などが挙げられる。上記置換基としては、Xで表される基の置換基として例示したものと同様のものを挙げることができる。The divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 7 is a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 6 , and this hydrocarbon group. And a group containing a hetero atom-containing group at the carbon-carbon or terminal thereof, a group in which a part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the like. Examples of the substituent include the same as those exemplified as the substituent of the group represented by X 1 .

上記Rで表される炭素数1〜10の2価の有機基としては、置換又は非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基、及びこの炭化水素基の炭素−炭素間にヘテロ原子を含む基が好ましく、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルカンジイル基及びこのアルカンジイル基の炭素−炭素間又は末端にヘテロ原子を含む基がより好ましく、置換又は非置換の炭素数1〜6の直鎖状のアルカンジイル基及びこのアルカンジイル基の炭素−炭素間又は末端に酸素原子又は硫黄原子を含む基がさらに好ましい。Examples of the divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 7 include a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and carbon-carbon of the hydrocarbon group. A group containing a hetero atom is preferable, and a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms and a group containing a hetero atom at the carbon-carbon or terminal of this alkanediyl group are more preferable, and a substituted or unsubstituted carbon atom. A straight-chain alkanediyl group of formulas 1 to 6 and a group containing an oxygen atom or a sulfur atom at the carbon-carbon or terminal of the alkanediyl group are more preferable.

なお、上記直鎖状のアルカンジイル基において、2つの結合位置は、両末端に有することが好ましい。 In addition, in the above-mentioned linear alkanediyl group, it is preferable to have two bonding positions at both ends.

上記Rで表される2価の有機基の炭素数は、1〜3であることがさらに好ましい。炭素数を上記範囲と小さくすることで、得られるシリコン含有膜の酸素エッチング耐性をより高めることなどができる。The carbon number of the divalent organic group represented by R 7 is more preferably 1 to 3. By setting the carbon number in the above range, it is possible to further improve the oxygen etching resistance of the obtained silicon-containing film.

上記pは、1〜5の整数であるが、1及び2が好ましく、1がより好ましい。 The above p is an integer of 1 to 5, preferably 1 and 2, and more preferably 1.

上記qは、0〜5の整数であるが、0及び1が好ましく、0がより好ましい。 The above q is an integer of 0 to 5, but 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable.

上記Y1aで表される1価の保護基としては、式(2)の説明中で記載したR−、R−CO−、R−O−C(R−及びR−O−CO−で表される基が好ましい。これらの基の詳細、及びこれらの基の中でのより好ましい基については、式(2)の説明中で記載した通りである。Examples of the monovalent protecting group represented by Y 1a include R a −, R a —CO—, R a —O—C(R b ) 2 — and R a described in the description of formula (2). A group represented by -O-CO- is preferable. The details of these groups and more preferable groups among these groups are as described in the description of formula (2).

上記Y1bで表される2価の保護基としては、置換又は非置換の2価の炭化水素基を挙げることができる。上記置換又は非置換の2価の炭化水素基としては、上記Rで表される基として例示した基を挙げることができる。上記置換又は非置換の2価の炭化水素基としては、置換又は非置換のメタンジイル基、及び下記式(4)で表される基が好ましい。上記Y1bで表される2価の保護基が、置換又は非置換のメタンジイル基、又は下記式(4)で表される基である場合、アセタール型の保護基を形成する。Examples of the divalent protecting group represented by Y 1b include a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group. Examples of the substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group include the groups exemplified as the group represented by R 6 . As the substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted methanediyl group and a group represented by the following formula (4) are preferable. When the divalent protecting group represented by Y 1b is a substituted or unsubstituted methanediyl group or a group represented by the following formula (4), it forms an acetal-type protecting group.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

上記式(4)中、nは、0〜4の整数である。Rは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。2つのRは、互いに結合して、これらが結合する炭素鎖と共に炭素数4〜12の炭素環構造(脂環構造、芳香環構造又はこれらの組み合わせの環構造)を形成していてもよい。*は、結合位置を示す。In the above formula (4), n is an integer of 0 to 4. R c is each independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R d's are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Two R d's may be bonded to each other to form a carbon ring structure having 4 to 12 carbon atoms (alicyclic structure, aromatic ring structure or ring structure of a combination thereof) with the carbon chain to which they are bonded. .. * Indicates a binding position.

上記R及びRで表される置換又は非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基としては、上記Rで表される基として例示したものを挙げることができる。Examples of the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R c and R d include those exemplified as the group represented by R a .

上記Rとしては、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。As R c , an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is further preferable.

上記Rとしては、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。上記nは、0〜4の整数であるが、0及び1が好ましく、0がより好ましい。As R d , an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is further preferable. Although n is an integer of 0 to 4, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable.

上記Y1bで表されるメタンジイル基が有していてもよい置換基としては、上述したハロゲン原子等の他、炭化水素基を挙げることができ、炭化水素基が好ましく、炭素数1〜10の炭化水素基がより好ましい。この炭化水素基は、アルキル基等の脂肪族炭化水素基であってもよいし、フェニル基等の芳香族炭化水素基であってもよい。また、2つの置換基が互いに結合して、これらが結合する炭素原子と共に環構造を形成していてもよい。上記環構造としては、例えば炭素数3〜20の脂環式基や芳香族基などを挙げることができる。上記Y1bが、置換基を有していてもよいメタンジイル基である場合、置換基として2つの炭化水素基を有するメタンジイル基が好ましい。この2つの炭化水素基は、互いに結合して脂環構造を形成していてもよい。Examples of the substituent that the methanediyl group represented by Y 1b may have include a hydrocarbon group in addition to the above-mentioned halogen atom and the like, and a hydrocarbon group is preferable, and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. Hydrocarbon groups are more preferred. This hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group. Also, two substituents may be bonded to each other to form a ring structure with the carbon atom to which they are bonded. Examples of the ring structure include an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms and an aromatic group. When Y 1b is a methanediyl group which may have a substituent, a methanediyl group having two hydrocarbon groups as a substituent is preferable. The two hydrocarbon groups may be bonded to each other to form an alicyclic structure.

アルコール性水酸基の保護基であるY(Y1a及びY1b)は、酸による脱離性等の点からは、アセタール型又はエステル型の保護基を形成することが好ましい。It is preferable that Y 1 (Y 1a and Y 1b ), which is a protective group for an alcoholic hydroxyl group, forms an acetal-type or ester-type protecting group from the standpoint of elimination by acid and the like.

上記式(1)中、上記aは、0又は1であるが、0が好ましい。aを0とすることで、得られるシリコン含有膜の酸素エッチング耐性を高めることなどができる。 In the formula (1), a is 0 or 1, but 0 is preferable. By setting a to 0, the oxygen etching resistance of the obtained silicon-containing film can be increased.

(保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基)
上記式(1)中、R及びRで表される保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基としては、特に限定されないが、下記式(3)で表される基を挙げることができる。
(Monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group)
In the above formula (1), the monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, but a group represented by the following formula (3) may be used. Can be mentioned.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

上記式(3)中、Xは、単結合、又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Yは、1価の保護基である。*は、結合部位を示す。In the above formula (3), X 2 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Y 2 is a monovalent protecting group. * Indicates a binding site.

上記Xで表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、上記Rで表される2価の有機基として例示したものなどを挙げることができる。上記Xで表される基としては、置換又は非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基、及びこの炭化水素基の炭素−炭素間端にヘテロ原子を含む基が好ましく、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルカンジイル基及びこのアルカンジイル基の炭素−炭素間にヘテロ原子を含む基がより好ましく、置換又は非置換の炭素数1〜6の直鎖状のアルカンジイル基及びこのアルカンジイル基の炭素−炭素間又に酸素原子又は硫黄原子を含む基がさらに好ましい。Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by X 2 include those exemplified as the divalent organic group represented by R 7 . As the group represented by X 2 , a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a group containing a hetero atom at the carbon-carbon end of this hydrocarbon group are preferable, and substituted. Or, an unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms and a group containing a hetero atom between carbon and carbon of the alkanediyl group are more preferable, and a substituted or unsubstituted linear alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. A group and a group containing an oxygen atom or a sulfur atom between the carbon and the carbon of the alkanediyl group are more preferable.

なお、上記直鎖状のアルカンジイル基において、2つの結合位置は、両末端に有することが好ましい。 In addition, in the above-mentioned linear alkanediyl group, it is preferable to have two bonding positions at both ends.

上記Yで表される1価の保護基としては、上記Y及びY1aで表される1価の保護基として説明したものを例示することができる。上記Yで表される1価の保護基の好ましい基も、上記Y及びY1aと同様である。すなわち、式(2)の説明中で記載したR−、R−CO−、R−O−C(R−及びR−O−CO−で表される基が好ましい。これらの基の具体的構造、及びより好ましい構造も上述した通りである。Examples of the monovalent protecting group represented by Y 2 include those described as the monovalent protecting group represented by Y 1 and Y 1a . The preferable group of the monovalent protecting group represented by Y 2 is also the same as those of Y 1 and Y 1a . That, R a and described in the description of formula (2) -, R a -CO- , R a -O-C (R b) 2 - and groups represented by R a -O-CO- preferred. Specific structures of these groups, and more preferable structures are also as described above.

アルコール性水酸基の保護基であるYは、酸による脱離性等の点からは、アセタール型又はエステル型の保護基を形成することが好ましい。It is preferable that Y 2 which is a protective group for an alcoholic hydroxyl group forms an acetal-type or ester-type protecting group from the viewpoint of acid releasability and the like.

上記Rで表される保護されたアルコール性水酸基を有さない置換又は非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、上記R及びRで表される置換又は非置換の炭素数1〜10の1価の炭化水素基として例示した基と同様のものなどを挙げることができる。The substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group and is represented by R 2 , is the substituted or non-substituted one represented by R a and R b. Examples thereof include the same groups as those exemplified as the substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

上記式(1)におけるRとしては、保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基であることが好ましい。R 1 in the above formula (1) is preferably a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups.

が保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基である構造単位Uは、保護された2つ以上のアルコール性水酸基と、ケイ素原子に結合する加水分解性基とを有するシランモノマー(I)の加水分解縮合により得られる。上記加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、塩素原子等のハロゲン原子等を挙げることができる。シランモノマー(I)は、2又は3の加水分解性基を有することが好ましく、3の加水分解性基を有することがより好ましい。The structural unit U X , in which R 1 is a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups, includes two or more protected alcoholic hydroxyl groups and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. It is obtained by hydrolysis condensation of the silane monomer (I) having Examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, an acyloxy group such as an acetoxy group, and a halogen atom such as a chlorine atom. The silane monomer (I) preferably has 2 or 3 hydrolyzable groups, and more preferably 3 hydrolyzable groups.

上記シランモノマー(I)の具体例としては、下記式(i−1)〜(i−27)でそれぞれ表される化合物等を挙げることができる。シランモノマー(I)は、1種単独でも複数種を混合して用いてもよい。 Specific examples of the silane monomer (I) include compounds represented by the following formulas (i-1) to (i-27). The silane monomer (I) may be used alone or in combination of two or more.

Figure 0006741957
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Figure 0006741957
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Figure 0006741957
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[A]重合体における保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位、具体的には構造単位Uの含有割合(モル比率d)の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して0.1モル%が好ましく、1モル%がより好ましく、3モル%がさらに好ましい。一方、この上限としては、40モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、25モル%がさらに好ましく、20モル%が特に好ましい。構造単位Uの含有割合を上記下限以上とすることで、露光後のシリコン含有膜表面の親水性がより高まり、レジストパターンの密着性をより高めることができる。一方、構造単位Uの含有割合を上記上限以下とすることで、他の構造単位を十分に含有させることができ、反射防止性や、エッチング耐性等をバランスよく発揮させることができる。[A] The lower limit of the content ratio (molar ratio d) of the structural unit derived from the silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups in the polymer, specifically the structural unit U X is [A] 0.1 mol% is preferable, 1 mol% is more preferable, 3 mol% is still more preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer. On the other hand, the upper limit is preferably 40 mol%, more preferably 30 mol%, further preferably 25 mol%, particularly preferably 20 mol%. By setting the content ratio of the structural unit U X to the above lower limit or more, the hydrophilicity of the surface of the silicon-containing film after exposure is further enhanced, and the adhesiveness of the resist pattern can be further enhanced. On the other hand, when the content ratio of the structural unit U X is not more than the above upper limit, other structural units can be sufficiently contained, and antireflection property, etching resistance and the like can be exhibited in a well-balanced manner.

なお、[A]重合体における構造単位の含有割合は、[A]重合体をシランモノマーの加水分解縮合において合成する際の対応する各シランモノマーの仕込量の割合と同じとみなすことができる。 The content ratio of the structural unit in the [A] polymer can be regarded as the same as the ratio of the charged amount of the corresponding silane monomer when the [A] polymer is synthesized by hydrolytic condensation of the silane monomer.

[構造単位U
上記Rで表される保護されたアルコール性水酸基を有さない、光吸収性基を有する1価の有機基としては、炭素数2〜10のアルケニル基、又は環員数6〜20の芳香族炭素環若しくは環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基を挙げることができる。これらの基が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。
[Structural unit U Y ]
The monovalent organic group having a light-absorbing group, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group and is represented by R 3 , is an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 20 ring members. A monovalent group containing a carbon ring or an aromatic heterocycle having 4 to 20 ring members can be mentioned. Some or all of the hydrogen atoms contained in these groups may be substituted with a substituent.

上記炭素数2〜10のアルケニル基としては、例えばエテニル基、1−プロペン−1−イル基、1−プロペン−2−イル基、1−プロペン−3−イル基、1−ブテン−1−イル基、1−ブテン−2−イル基、1−ブテン−3−イル基、1−ブテン−4−イル基、2−ブテン−1−イル基、2−ブテン−2−イル基、1−ペンテン−5−イル基、2−ペンテン−1−イル基、2−ペンテン−2−イル基、1−ヘキセン−6−イル基、2−ヘキセン−1−イル基、2−ヘキセン−2−イル基等を挙げることができる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include ethenyl group, 1-propen-1-yl group, 1-propen-2-yl group, 1-propen-3-yl group, 1-buten-1-yl group. Group, 1-buten-2-yl group, 1-buten-3-yl group, 1-buten-4-yl group, 2-buten-1-yl group, 2-buten-2-yl group, 1-pentene -5-yl group, 2-penten-1-yl group, 2-penten-2-yl group, 1-hexen-6-yl group, 2-hexen-1-yl group, 2-hexen-2-yl group Etc. can be mentioned.

上記環員数6〜20の芳香族炭素環を含む1価の基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、ベンジル基、フェネチル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等のアリール基などを挙げることができる。これらの中で、フェニル基及びメチルフェニル基が好ましい。 Examples of the monovalent group containing an aromatic carbon ring having 6 to 20 ring members include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group. Examples thereof include aryl groups such as groups. Of these, a phenyl group and a methylphenyl group are preferable.

上記環員数4〜20の芳香族複素環を含む1価の基としては、例えばピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。 Examples of the monovalent group containing an aromatic heterocycle having 4 to 20 ring members include a pyridyl group, a furyl group and a thienyl group.

上記Rとしては、芳香族炭素環を含む基が好ましく、アリール基がより好ましく、フェニル基及びメチルフェニル基がさらに好ましい。As R 3 , a group containing an aromatic carbocycle is preferable, an aryl group is more preferable, and a phenyl group and a methylphenyl group are further preferable.

上記Rで表される保護されたアルコール性水酸基を有さない置換又は非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、上記Rで表される置換又は非置換の1価の炭化水素基として例示した基と同様の基を挙げることができる。The substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having no protected alcoholic hydroxyl group represented by R 4 is the substituted or unsubstituted 1 represented by R a. The same groups as those exemplified as the valent hydrocarbon group can be mentioned.

上記bとしては、0が好ましい。 As b above, 0 is preferable.

上記構造単位Uを与えるシランモノマーとしては、例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルフェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等を挙げることができる。Examples of the silane monomer that gives the structural unit U Y include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methylphenyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane.

[A]重合体における構造単位Uの含有割合(モル比率e)の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して0.1モル%が好ましく、1モル%がより好ましく、3モル%がさらに好ましく、5モル%が特に好ましい。一方、この上限としては、40モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、15モル%が特に好ましい。構造単位Uの含有割合を上記範囲とすることでレジストパターンの密着性等を高めつつ、反射防止性等をより良好にバランスよく発揮させることができる。The lower limit of the content ratio (molar ratio e) of the structural unit U Y in the [A] polymer is preferably 0.1 mol% and more preferably 1 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. Preferably, 3 mol% is more preferable, and 5 mol% is particularly preferable. On the other hand, the upper limit is preferably 40 mol%, more preferably 30 mol%, further preferably 20 mol%, particularly preferably 15 mol%. By setting the content ratio of the structural unit U Y in the above range, it is possible to enhance the adhesion of the resist pattern and the like, and to exert the antireflection property and the like in a better and balanced manner.

[構造単位U
上記Rで表される保護されたアルコール性水酸基を有さない、非光吸収性の置換若しくは非置換の1価の脂肪族炭化水素基としては、上記Rで表される置換又は非置換の1価の炭化水素基として例示した1価の鎖状炭化水素基や1価の脂環式炭化水素基等を挙げることができる。これらの鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。上記Rで表される基の炭素数としては、例えば1〜10とすることができ、脂環式炭化水素基の場合は、その炭素数は3〜10とすることができる。
[Structural unit U Z ]
As the non-light-absorbing substituted or unsubstituted monovalent aliphatic hydrocarbon group having no protected alcoholic hydroxyl group represented by R 5 , the substituted or unsubstituted represented by R a can be used. Examples of the monovalent hydrocarbon group include a monovalent chain hydrocarbon group and a monovalent alicyclic hydrocarbon group. Some or all of the hydrogen atoms contained in these chain hydrocarbon groups and alicyclic hydrocarbon groups may be substituted with a substituent. The carbon number of the group represented by R 5 can be, for example, 1 to 10, and in the case of an alicyclic hydrocarbon group, the carbon number can be 3 to 10.

上記Rとしては、鎖状炭化水素基が好ましく、炭素数1〜4の鎖状炭化水素基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。As R 5 , a chain hydrocarbon group is preferable, a chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is further preferable.

上記式(1)中、構造単位Uにおいてcは0及び1が好ましく、0がより好ましい。In the above formula (1), in the structural unit U Z , c is preferably 0 or 1, and more preferably 0.

上記構造単位Uを与えるシランモノマーとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。Examples of the silane monomer that gives the structural unit U Z include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane.

[A]重合体における構造単位Uの含有割合(モル比率f)の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して20モル%が好ましく、40モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましく、70モル%が特に好ましい。一方、この上限としては、95モル%が好ましく、90モル%がより好ましく、85モル%がさらに好ましい。構造単位Uの含有割合を上記範囲とすることで、レジストパターンの密着性等を高めつつ、溶媒耐性やエッチング耐性などをより高めることができる。The lower limit of the content ratio (molar ratio f) of the structural unit U Z in the polymer [A] is preferably 20 mol%, more preferably 40 mol%, based on all the structural units constituting the polymer [A]. 60 mol% is more preferable, and 70 mol% is particularly preferable. On the other hand, the upper limit is preferably 95 mol%, more preferably 90 mol%, and further preferably 85 mol%. By setting the content ratio of the structural unit U Z in the above range, it is possible to further improve solvent resistance, etching resistance and the like while improving the adhesiveness of the resist pattern and the like.

[A]重合体は、上記構造単位U、構造単位U及び構造単位U以外の構造単位を有していてもよい。その他の構造単位としては、ヘキサメトキシジシラン、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ポリジメトキシメチルカルボシラン等の複数のケイ素原子を含むシランモノマーに由来する構造単位などを挙げることができる。[A]重合体がその他の構造単位を有する場合、その他の構造単位の含有割合の上限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、3モルがさらに好ましく、1モル%が特に好ましい。即ち、式(1)中のd、e及びfの和(d+e+f)の下限は、0.8が好ましく、0.9がより好ましく、0.97がさらに好ましく、0.99が特に好ましい。The polymer [A] may have a structural unit other than the structural unit U X , the structural unit U Y, and the structural unit U Z. Other structural units include structural units derived from silane monomers containing a plurality of silicon atoms such as hexamethoxydisilane, bis(trimethoxysilyl)methane, and polydimethoxymethylcarbosilane. When the polymer [A] has other structural units, the upper limit of the content of the other structural units is preferably 20 mol% with respect to all structural units constituting the polymer [A], and 10 mol% Is more preferable, 3 mol is further preferable, and 1 mol% is particularly preferable. That is, the lower limit of the sum (d+e+f) of d, e and f in the formula (1) is preferably 0.8, more preferably 0.9, further preferably 0.97, and particularly preferably 0.99.

[A]重合体の含有量の下限としては、当該膜形成材料の全固形分に対して、50質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、80質量%がさらに好ましく、90質量%が特に好ましい。上記含有量の上限としては、99質量%が好ましく、97質量%がより好ましい。当該膜形成材料の全固形分とは、[B]有機溶媒及び[E]水以外の成分の総和をいう。[A]重合体は、1種のみ含有されていてもよいし、2種以上含有されていてもよい。 The lower limit of the content of the polymer [A] is preferably 50% by mass, more preferably 70% by mass, further preferably 80% by mass, particularly preferably 90% by mass, based on the total solid content of the film-forming material. preferable. As a maximum of the above-mentioned content, 99 mass% is preferred and 97 mass% is more preferred. The total solid content of the film-forming material means the sum of components other than [B] organic solvent and [E] water. The polymer [A] may be contained alone or in combination of two or more.

[A]重合体のサイズ排除クロマトグラフィによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、1,300がより好ましく、1,500がさらに好ましい。上記Mwの上限としては、100,000が好ましく、30,000がより好ましく、10,000がさらに好ましく、4,000が特に好ましい。 The lower limit of the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] by size exclusion chromatography is preferably 1,000, more preferably 1,300, and even more preferably 1,500. As the upper limit of the Mw, 100,000 is preferable, 30,000 is more preferable, 10,000 is further preferable, and 4,000 is particularly preferable.

本明細書における[A]重合体のMwは、例えば東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(検出器:示差屈折計)により測定した値である。 The Mw of the [A] polymer in the present specification uses, for example, a GPC column of Tosoh Corporation (two "G2000HXL", one "G3000HXL" and one "G4000HXL"), and a flow rate of 1.0 mL/min. It is a value measured by gel permeation chromatography (detector: differential refractometer) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of eluting solvent: tetrahydrofuran and column temperature: 40°C.

[A]重合体の製造方法は、上述した各構造単位に対応する加水分解性シランモノマーを加水分解縮合する方法により得ることができる。このシランモノマーの加水分解縮合は、従来公知の方法により行うことができる。 The polymer [A] can be produced by a method of hydrolyzing and condensing the hydrolyzable silane monomer corresponding to each structural unit described above. The hydrolysis condensation of the silane monomer can be performed by a conventionally known method.

[A]重合体の合成の際、反応液中の溶媒における沸点100℃以下のアルコール系溶媒の含有率の上限としては、20質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。沸点100℃以下のアルコール系溶媒は、上記各シランモノマー等の加水分解縮合の際に生じる場合があり、反応液中の溶媒におけるこの含有率が、20質量%以下、好ましくは5質量%以下になるよう、蒸留等により除去することが好ましい。 When synthesizing the polymer [A], the upper limit of the content of the alcohol solvent having a boiling point of 100° C. or less in the solvent in the reaction liquid is preferably 20% by mass, and more preferably 5% by mass. An alcoholic solvent having a boiling point of 100° C. or less may be generated during the hydrolytic condensation of each of the above silane monomers, and the content of the solvent in the reaction solution is 20% by mass or less, preferably 5% by mass or less. Therefore, it is preferable to remove it by distillation or the like.

<[B]有機溶媒>
[B]有機溶媒としては、[A]重合体(ポリシロキサン)及び任意成分を溶解又は分散させることができるものであれば用いることができる。
<[B] organic solvent>
As the organic solvent [B], any solvent that can dissolve or disperse the [A] polymer (polysiloxane) and optional components can be used.

[B]有機溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、含窒素系溶媒等が挙げられる。[B]有機溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the organic solvent [B] include alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, nitrogen-containing solvents and the like. The organic solvent [B] may be used alone or in combination of two or more.

アルコール系溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール等のモノアルコール系溶媒、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒などが挙げられる。 Examples of alcohol solvents include monoalcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, and iso-butanol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and the like. Examples thereof include polyhydric alcohol solvents.

ケトン系溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。 Examples of the ketone-based solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, cyclohexanone, and the like.

エーテル系溶媒としては、例えばエチルエーテル、iso−プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 As the ether solvent, for example, ethyl ether, iso-propyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, Tetrahydrofuran etc. are mentioned.

エステル系溶媒としては、例えば酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、酢酸n−ブチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。 Examples of the ester solvent include ethyl acetate, γ-butyrolactone, n-butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and acetic acid. Propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, methyl lactate, ethyl lactate and the like can be mentioned.

含窒素系溶媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing solvent include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like.

これらの中でも、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒が好ましく、成膜性に優れるため、グリコール構造を有するエーテル系溶媒及びエステル系溶媒がより好ましい。 Among these, ether-based solvents and ester-based solvents are preferable, and ether-based solvents and ester-based solvents having a glycol structure are more preferable because they have excellent film-forming properties.

グリコール構造を有するエーテル系溶媒及びエステル系溶媒としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、特に、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。 Examples of the ether solvent and ester solvent having a glycol structure include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monopropyl acetate. Examples include ether and the like. Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate is particularly preferable.

[B]有機溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the organic solvent [B], one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

当該膜形成材料における[B]有機溶媒の含有量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、95質量%がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、99質量%が好ましく、98質量%がより好ましい。 As a minimum of content of [B] organic solvent in the film formation material, 80 mass% is preferred, 90 mass% is more preferred, and 95 mass% is still more preferred. As a maximum of the above-mentioned content, 99 mass% is preferred and 98 mass% is more preferred.

<[C]窒素含有化合物>
[C]窒素含有化合物は、窒素原子を有する化合物である。当該膜形成材料は、[C]窒素含有化合物を含有すると、上記効果を維持しつつ、レジストプロセスにおいて形成されるレジストパターンの形状をより向上させることができる。また、硬化を促進することができ、その結果、得られるシリコン含有膜の強度をより高めることができる。[C]窒素含有化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<[C] nitrogen-containing compound>
[C] Nitrogen-containing compound is a compound having a nitrogen atom. When the film forming material contains the [C] nitrogen-containing compound, the shape of the resist pattern formed in the resist process can be further improved while maintaining the above effect. Further, curing can be accelerated, and as a result, the strength of the obtained silicon-containing film can be further increased. The nitrogen-containing compound [C] may be used alone or in combination of two or more.

[C]窒素含有化合物としては、塩基性アミノ基を有する化合物、及び酸の作用又は熱の作用により塩基性アミノ基を生じる化合物が好ましい。 As the nitrogen-containing compound [C], a compound having a basic amino group and a compound which produces a basic amino group by the action of an acid or the action of heat are preferable.

塩基性アミノ基を有する化合物、及び酸の作用又は熱の作用により塩基性アミノ基を生じる化合物としては、例えばアミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。 Examples of the compound having a basic amino group and the compound generating a basic amino group by the action of acid or the action of heat include amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds and the like.

上記アミン化合物としては、例えばモノ(シクロ)アルキルアミン類、ジ(シクロ)アルキルアミン類、トリ(シクロ)アルキルアミン類、置換アルキルアニリン又はその誘導体、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’’N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。 Examples of the amine compound include mono(cyclo)alkylamines, di(cyclo)alkylamines, tri(cyclo)alkylamines, substituted alkylaniline or a derivative thereof, ethylenediamine, N,N,N′,N′- Tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenylamine, 2,2-bis( 4-aminophenyl)propane, 2-(3-aminophenyl)-2-(4-aminophenyl)propane, 2-(4-aminophenyl)-2-(3-hydroxyphenyl)propane, 2-(4- Aminophenyl)-2-(4-hydroxyphenyl)propane, 1,4-bis(1-(4-aminophenyl)-1-methylethyl)benzene, 1,3-bis(1-(4-aminophenyl) -1-Methylethyl)benzene, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, bis(2-diethylaminoethyl)ether, 1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, Examples thereof include N,N′,N′-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, N,N,N′,N″N″-pentamethyldiethylenetriamine and the like.

上記アミド基含有化合物としては、例えばN−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−4−ヒドロキシピロリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシピロリジン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン等のN−t−アミロキシカルボニル基含有アミノ化合物、N−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)ピペリジン等のN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)基含有アミノ化合物、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、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン等が挙げられる。 Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-4-hydroxypyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxypyrrolidine and the like. Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and other Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compounds, N-(9-anthrylmethyloxycarbonyl)piperidine and the like N-(9-anthrylmethyloxycarbonyl) group-containing amino compound, formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, Pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine and the like can be mentioned.

ウレア化合物としては、例えば尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が挙げられる。 Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea and tri-n-butylthiourea. Is mentioned.

含窒素複素環化合物としては、例えばイミダゾール類;ピリジン類;ピペラジン類;ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−(N−ピペリジノ)−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles; pyridines; piperazines; pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinazoline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-(N-piperidino)-1,2-propanediol, Morpholine, 4-methylmorpholine, 1-(4-morpholinyl)ethanol, 4-acetylmorpholine, 3-(N-morpholino)-1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo[2 2.2.2] Octane and the like can be mentioned.

これらの中でも、アミド基含有化合物及び含窒素複素環化合物が好ましく、アミド基含有化合物がより好ましい。アミド基含有化合物としては、N−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物、N−t−アミロキシカルボニル基含有アミノ化合物及びN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)基含有アミノ化合物が好ましく、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−4−ヒドロキシピロリジン、N−t−ブトキシカルボニル−2−カルボキシ−ピロリジン、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン及びN−(9−アントリルメチルオキシカルボニル)ピペリジンがより好ましい。 Among these, amide group-containing compounds and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferable, and amide group-containing compounds are more preferable. As the amide group-containing compound, Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds, Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compounds and N-(9-anthrylmethyloxycarbonyl) group-containing amino compounds are preferable, and N- t-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-4-hydroxypyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-carboxy-pyrrolidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxy More preferred are piperidine and N-(9-anthrylmethyloxycarbonyl)piperidine.

当該膜形成材料が[C]窒素含有化合物を含有する場合、[C]窒素含有化合物の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、3質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。 When the film forming material contains a [C] nitrogen-containing compound, the lower limit of the content of the [C] nitrogen-containing compound is preferably 0.1 part by mass relative to 100 parts by mass of the [A] polymer, 1 part by mass is more preferable, and 3 parts by mass is further preferable. The upper limit of the content is preferably 30 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and even more preferably 10 parts by mass.

但し、上述のように、当該膜形成材料は、実質的に[C]窒素含有化合物を含有していなくてもよく、[C]窒素含有化合物の含有量の上限が[A]重合体100質量部に対して、5質量部であってもよく、1質量部であってもよく、0.1質量部であってもよい。 However, as described above, the film forming material may not substantially contain the [C] nitrogen-containing compound, and the upper limit of the content of the [C] nitrogen-containing compound is 100 mass of the [A] polymer. The amount may be 5 parts by mass, 1 part by mass, or 0.1 part by mass.

<[D]酸発生剤>
[D]酸発生剤は、紫外線等の放射線の照射及び/又は加熱により酸を発生する化合物である。当該膜形成材料は、[D]酸発生剤を含有すると、得られるシリコン含有膜の表面の親水化をさらに促進させることができる。[D]酸発生剤としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩等のオニウム塩、N−スルホニルオキシイミド化合物、有機ハロゲン化合物、ジスルホン類、ジアゾメタンスルホン類等のスルホン化合物などが挙げられる。
<[D] acid generator>
The acid generator [D] is a compound that generates an acid upon irradiation with radiation such as ultraviolet rays and/or heating. When the film-forming material contains the acid generator [D], the surface of the obtained silicon-containing film can be further hydrophilized. Examples of the acid generator [D] include onium salts such as sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts and iodonium salts, N-sulfonyloxyimide compounds, organic halogen compounds, sulfone compounds such as disulfones and diazomethanesulfones. To be

スルホニウム塩としては、特開2014−037386号公報の段落[0110]に記載のスルホニウム塩が挙げられ、より具体的には、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシル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ネート等が挙げられる。 Examples of the sulfonium salt include the sulfonium salts described in JP-A-2014-037386, paragraph [0110], and more specifically, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, Examples thereof include triphenylsulfonium 2-bicyclo[2.2.1]hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and the like.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、特開2014−037386号公報の段落[0111]に記載のテトラヒドロチオフェニウム塩が挙げられ、より具体的には、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。 Examples of the tetrahydrothiophenium salt include the tetrahydrothiophenium salt described in paragraph [0111] of JP-A-2014-037386, and more specifically, 1-(4-n-butoxynaphthalene-1- 1-(4-n-butoxynaphthalen-1-yl)tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1-(4-n-butoxynaphthalen-1-yl) Tetrahydrothiophenium 2-bicyclo[2.2.1]hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonate etc. are mentioned.

ヨードニウム塩としては、特開2014−037386号公報の段落[0112]に記載のヨードニウム塩が挙げられ、より具体的には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート等が挙げられる。 Examples of the iodonium salt include the iodonium salt described in paragraph [0112] of JP-A-2014-037386, and more specifically, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium. 2-bicyclo[2.2.1]hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate and the like can be mentioned. ..

N−スルホニルオキシイミド化合物としては、特開2014−037386号公報の段落[0113]に記載のN−スルホニルオキシイミド化合物が挙げられ、より具体的には、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。 Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include the N-sulfonyloxyimide compounds described in paragraph [0113] of JP-A No. 2014-037386, and more specifically, N-(trifluoromethanesulfonyloxy)bicyclo[ 2.2.1]Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(nonafluoro-n-butanesulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-di Carboximide, N-(2-bicyclo[2.2.1]hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene- 2,3-dicarboximide and the like can be mentioned.

また、[D]酸発生剤としては、スルホニウム塩である下記式(4−1)〜(4−7)で表される化合物(以下、「化合物(4−1)〜(4−7)」ともいう)等も挙げられる。 Moreover, as the [D] acid generator, compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-7) which are sulfonium salts (hereinafter, referred to as “compounds (4-1) to (4-7)”). (Also referred to as) and the like.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

これらの[D]酸発生剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These [D] acid generators may be used alone or in combination of two or more.

[D]酸発生剤としては、オニウム塩が好ましく、スルホニウム塩がより好ましく、化合物(4−1)〜(4−7)がさらに好ましく、化合物(4−1)が特に好ましい。 As the acid generator [D], onium salts are preferable, sulfonium salts are more preferable, compounds (4-1) to (4-7) are further preferable, and compound (4-1) is particularly preferable.

当該膜形成材料が[D]酸発生剤を含有する場合、[D]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましく、3質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましく、10質量部がよりさらに好ましい。 When the film-forming material contains the [D] acid generator, the lower limit of the content of the [D] acid generator is preferably 0.1 part by mass relative to 100 parts by mass of the [A] polymer, 0.5 parts by mass is more preferable, 1 part by mass is further preferable, and 3 parts by mass is further preferable. The upper limit of the content is preferably 30 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, even more preferably 15 parts by mass, still more preferably 10 parts by mass.

但し、上述のように、当該膜形成材料は、実質的に[D]酸発生剤を含有していなくてもよく、[D]酸発生剤の含有量の上限が[A]重合体100質量部に対して、5質量部であってもよく、1質量部であってもよく、0.1質量部であってもよい。 However, as described above, the film forming material may not substantially contain the [D] acid generator, and the upper limit of the content of the [D] acid generator is 100 mass of the [A] polymer. The amount may be 5 parts by mass, 1 part by mass, or 0.1 part by mass.

<[E]水>
当該膜形成材料は、必要に応じて、[E]水を含有していてもよい。当該膜形成材料は、[E]水をさらに含有することで、[A]重合体等が水和されるため、保存安定性が向上する。また、[E]水を含有することにより、成膜時の硬化が促進され、緻密なシリコン含有膜を得ることができる。
<[E] water>
The film forming material may contain [E] water, if necessary. When the film-forming material further contains [E] water, the [A] polymer and the like are hydrated, so that the storage stability is improved. Further, by containing [E] water, curing during film formation is promoted, and a dense silicon-containing film can be obtained.

当該膜形成材料が[E]水を含有する場合、[E]水の含有量の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましく、0.3質量%がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、10質量%が好ましく、5質量%がより好ましく、2質量%がさらに好ましく、1質量%が特に好ましい。水の含有量が上記上限を超えると、保存安定性が悪化したり、塗布膜の均一性が悪くなったりする場合がある。 When the film forming material contains [E] water, the lower limit of the content of [E] water is preferably 0.01% by mass, more preferably 0.1% by mass, and further preferably 0.3% by mass. preferable. The upper limit of the content is preferably 10% by mass, more preferably 5% by mass, further preferably 2% by mass, and particularly preferably 1% by mass. If the water content exceeds the above upper limit, the storage stability may be deteriorated or the uniformity of the coating film may be deteriorated.

<その他の任意成分>
当該膜形成材料は、上記[A]〜[E]成分以外にも、その他の任意成分を含有していてもよい。その他の任意成分としては、例えば界面活性剤、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー等が挙げられる。当該膜形成材料がその他の任意成分を含有する場合、その含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。
<Other optional ingredients>
The film forming material may contain other optional components in addition to the components [A] to [E]. Other optional components include, for example, surfactants, colloidal silica, colloidal alumina, organic polymers and the like. When the film-forming material contains other optional components, the upper limit of the content is preferably 2 parts by mass and more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer.

<レジストプロセス用膜形成材料の調製方法>
当該膜形成材料の調製方法は特に限定されず、例えば[A]重合体、[B]有機溶媒及び必要に応じて[C]窒素含有化合物、[D]酸発生剤、[E]水等を所定の割合で混合し、好ましくは、得られた混合溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより調製することができる。
<Preparation Method of Film Forming Material for Resist Process>
The method for preparing the film-forming material is not particularly limited, and includes, for example, [A] polymer, [B] organic solvent and, if necessary, [C] nitrogen-containing compound, [D] acid generator, [E] water and the like. It can be prepared by mixing at a predetermined ratio and preferably filtering the obtained mixed solution with a filter having a pore size of 0.2 μm.

当該膜形成材料の固形分濃度の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%が特に好ましい。上記固形分濃度の上限としては、20質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましく、3質量%が特に好ましい。当該膜形成材料の固形分濃度とは、膜形成材料を250℃で30分間焼成することで、膜形成材料中の固形分の質量を測定し、この固形分の質量を膜形成材料の質量で除することにより算出される値(質量%)である。 As a minimum of solid content concentration of the film formation material, 0.01 mass% is preferred, 0.1 mass% is more preferred, 0.5 mass% is more preferred, and 1 mass% is especially preferred. As a maximum of the above-mentioned solid content concentration, 20 mass% is preferred, 10 mass% is more preferred, 5 mass% is still more preferred, and 3 mass% is especially preferred. The solid content concentration of the film forming material means that the mass of the solid content in the film forming material is measured by firing the film forming material at 250° C. for 30 minutes, and the mass of the solid content is defined as the mass of the film forming material. It is a value (mass %) calculated by dividing.

<用途及びシリコン含有膜>
当該膜形成材料から得られるシリコン含有膜は、レジスト膜(レジストパターン)等との密着性が高く、レジスト中間膜として使用した場合、この表面に良好な形状のレジストパターンを形成することができる。従って、当該膜形材料は、レジストプロセス、特に多層レジストプロセスにおけるレジスト中間膜形成材料として好適に用いることができる。また、多層レジストプロセスの中でも、90nmよりも微細な領域(ArF、液侵露光でのArF、F、EUV、ナノインプリント等)での多層レジストプロセスを用いたパターン形成において、特に好適に用いることができる。
<Applications and silicon-containing film>
The silicon-containing film obtained from the film forming material has high adhesiveness with a resist film (resist pattern) and the like, and when used as a resist intermediate film, a resist pattern having a good shape can be formed on this surface. Therefore, the film-shaped material can be preferably used as a resist intermediate film forming material in a resist process, particularly a multilayer resist process. Among the multi-layer resist processes, it is particularly preferably used in pattern formation using the multi-layer resist process in a region finer than 90 nm (ArF, ArF in liquid immersion exposure, F 2 , EUV, nanoimprint, etc.). it can.

上記シリコン含有膜は、上述の当該膜形成材料を、基板、有機下層膜等の他の下層膜の表面に塗布することにより塗膜を形成し、この塗膜を加熱処理し、硬化させることにより形成することができる。 The above-mentioned silicon-containing film is formed by applying the above-mentioned film forming material to the surface of a substrate, another underlayer film such as an organic underlayer film to form a coating film, and subjecting this coating film to heat treatment and curing. Can be formed.

当該膜形成材料を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ディップ法等が挙げられる。加熱処理の温度としては、通常50℃以上450℃以下である。形成されるシリコン含有膜の平均厚みとしては、通常10nm以上200nm以下である。 Examples of the method of applying the film forming material include a spin coating method, a roll coating method, and a dipping method. The temperature of the heat treatment is usually 50° C. or higher and 450° C. or lower. The average thickness of the formed silicon-containing film is usually 10 nm or more and 200 nm or less.

なお、当該膜形成材料は、例えば反転プロセスを経て得られるパターン(反転パターン)の形成材料など、レジストプロセスにおけるレジスト中間膜の形成以外のレジストプロセス用途に用いることができる。 The film forming material can be used for resist process applications other than the formation of a resist intermediate film in the resist process, such as a pattern (reversal pattern) forming material obtained through an inversion process.

<パターン形成方法>
当該パターン形成方法は、シリコン含有膜形成工程と、レジスト膜形成工程と、露光工程と、現像工程とを備える。当該パターン形成方法は、シリコン含有膜形成工程の前に、有機下層膜形成工程を備えていてもよく、現像工程の後にエッチング工程を備えていてもよい。以下、各工程について説明する。
<Pattern forming method>
The pattern forming method includes a silicon-containing film forming step, a resist film forming step, an exposing step, and a developing step. The pattern forming method may include an organic underlayer film forming step before the silicon-containing film forming step, and may include an etching step after the developing step. Each step will be described below.

<有機下層膜形成工程>
本工程では基板の上記シリコン含有膜が形成される面側に有機下層膜を形成する。
<Organic underlayer film forming step>
In this step, the organic underlayer film is formed on the surface side of the substrate on which the silicon-containing film is formed.

上記基板としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、ポリシロキサン等の絶縁膜や、樹脂基板などが挙げられる。また、市販品として、AMAT社の「ブラックダイヤモンド」、ダウケミカル社の「シルク」、JSR社の「LKD5109」等の低誘電体絶縁膜で被覆したウェハ等の層間絶縁膜を使用することができる。この基板としては、配線講(トレンチ)、プラグ溝(ビア)等のパターン化された基板を用いてもよい。 Examples of the substrate include an insulating film made of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, polysiloxane, or the like, or a resin substrate. Further, as a commercially available product, an interlayer insulating film such as a wafer covered with a low dielectric insulating film such as “Black Diamond” manufactured by AMAT, “Silk” manufactured by Dow Chemical, “LKD5109” manufactured by JSR can be used. .. As this substrate, a wiring substrate (trench), a patterned substrate such as a plug groove (via) may be used.

上記有機下層膜は、当該膜形成材料から形成されるシリコン含有膜とは異なるものである。有機下層膜は、レジストパターン形成において、シリコン含有膜及び/又はレジスト膜が有する機能をさらに補ったり、これらが有していない機能を得るために、必要とされる所定の機能(例えば反射防止機能、塗布膜平坦性、CF等のフッ素系ガスに対する高エッチング耐性)が付与された膜のことである。The organic underlayer film is different from the silicon-containing film formed from the film forming material. The organic underlayer film has a predetermined function (for example, an antireflection function) required in order to further supplement the function of the silicon-containing film and/or the resist film in the formation of the resist pattern or to obtain the function that these do not have. , Coating film flatness, and high etching resistance to a fluorine-based gas such as CF 4 ).

有機下層膜としては、例えば反射防止膜等が挙げられる。反射防止膜形成用の組成物としては、市販品として、例えばJSR社の「NFC HM8006」等が挙げられる。 Examples of the organic lower layer film include an antireflection film and the like. As a composition for forming the antireflection film, as a commercially available product, for example, "NFC HM8006" by JSR Co. and the like can be mentioned.

有機下層膜は、有機下層膜形成用組成物をスピンコート法等により塗布して塗膜を形成した後、加熱することにより形成することができる。 The organic underlayer film can be formed by applying a composition for forming an organic underlayer film by a spin coating method or the like to form a coating film and then heating.

<シリコン含有膜形成工程>
本工程では、上述の当該膜形成材料により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する。基板上に有機下層膜を形成した場合は、有機下層膜の基板とは反対の面に形成する。これにより、基板上にシリコン含有膜が形成されたシリコン含有膜付き基板を得ることができる。
<Silicon-containing film forming step>
In this step, a silicon-containing film is formed on at least one surface side of the substrate by the above film forming material. When the organic underlayer film is formed on the substrate, it is formed on the surface of the organic underlayer film opposite to the substrate. This makes it possible to obtain a substrate with a silicon-containing film in which the silicon-containing film is formed on the substrate.

シリコン含有膜の形成方法は特に限定されないが、例えば当該膜形成材料を基板上に、スピンコート法等の公知の方法により塗布して形成された塗膜を、露光及び/又は加熱することにより硬化して形成することができる。 The method for forming the silicon-containing film is not particularly limited, but for example, a coating film formed by applying the film forming material on a substrate by a known method such as a spin coating method is cured by exposing and/or heating. Can be formed.

露光に用いられる放射線としては、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等が挙げられる。塗膜を加熱する際の温度の下限としては、90℃が好ましく、150℃がより好ましく、200℃がさらに好ましい。上記温度の上限としては、550℃が好ましく、450℃がより好ましく、300℃がさらに好ましい。形成されるシリコン含有膜の平均厚みの下限としては、1nmが好ましく、10nmがより好ましく、20nmがさらに好ましい。上記平均厚みの上限としては、20,000nmが好ましく、1,000nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。 Examples of the radiation used for exposure include visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, electron beam, γ-ray, molecular beam, ion beam and the like. The lower limit of the temperature for heating the coating film is preferably 90°C, more preferably 150°C, and even more preferably 200°C. The upper limit of the temperature is preferably 550°C, more preferably 450°C, and even more preferably 300°C. As a minimum of the average thickness of the formed silicon-containing film, 1 nm is preferable, 10 nm is more preferable, and 20 nm is further preferable. The upper limit of the average thickness is preferably 20,000 nm, more preferably 1,000 nm, even more preferably 100 nm.

<レジスト膜形成工程>
本工程では、上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側にレジスト膜を形成する。
<Resist film forming step>
In this step, a resist film is formed on the surface of the silicon-containing film opposite to the substrate.

上記レジスト膜の形成に用いられるレジスト組成物としては、酸解離性基を有する重合体及び感放射線性酸発生体(感放射線性酸発生剤)を含む感放射線性樹脂組成物(化学増幅型レジスト組成物)や、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤と光重合開始剤や光酸発生剤等の感光剤とを含有するネガ型レジスト組成物等を挙げることができるが、上記化学増幅型レジスト組成物が好ましい。上記化学増幅型レジスト組成物を用いた場合、アルカリ現像液で現像することでポジ型パターンを形成することができ、有機溶媒で現像することでネガ型パターンを形成することができる。レジストパターンの形成には、微細パターンを形成する手法であるダブルパターニング法、ダブルエクスポージャー法等を適宜用いてもよい。 The resist composition used for forming the resist film is a radiation-sensitive resin composition containing a polymer having an acid dissociable group and a radiation-sensitive acid generator (radiation-sensitive acid generator) (chemically amplified resist Composition) and a positive resist composition comprising an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitizer, and a negative resist composition containing an alkali-soluble resin, a crosslinking agent, and a photosensitizer such as a photopolymerization initiator or a photoacid generator. Examples of the chemically amplified resist composition include the above-mentioned chemically amplified resist compositions. When the chemically amplified resist composition is used, a positive type pattern can be formed by developing with an alkali developing solution, and a negative type pattern can be formed by developing with an organic solvent. A double patterning method, a double exposure method or the like, which is a method of forming a fine pattern, may be appropriately used for forming the resist pattern.

レジスト組成物の固形分濃度は特に限定されないが、5質量%以上50質量%が好ましい。また、レジスト組成物としては、孔径0.2μm程度のフィルターを用いてろ過したものを好適に用いることができる。本発明のパターン形成方法においては、このようなレジスト組成物として、市販品のレジスト組成物をそのまま使用することもできる。 The solid content concentration of the resist composition is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or more. Further, as the resist composition, one obtained by filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm can be preferably used. In the pattern forming method of the present invention, as such a resist composition, a commercially available resist composition can be used as it is.

レジスト組成物を塗布する方法は特に限定されず、例えばスピンコート法等の従来の方法によって塗布することができる。レジスト組成物を塗布する際には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように、塗布するレジスト組成物の量を調整する。 The method of applying the resist composition is not particularly limited, and the resist composition can be applied by a conventional method such as a spin coating method. When applying the resist composition, the amount of the resist composition to be applied is adjusted so that the obtained resist film has a predetermined film thickness.

レジスト膜は、レジスト組成物を塗布することによって形成された塗膜をプレベークすることにより、塗膜中の溶媒を揮発させて形成することができる。プレベークの温度は、使用するレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、プレベークの温度の下限としては、30℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましい。 The resist film can be formed by prebaking the coating film formed by applying the resist composition to volatilize the solvent in the coating film. The pre-baking temperature is appropriately adjusted depending on the type of resist composition used and the like, but the lower limit of the pre-baking temperature is preferably 30°C, and more preferably 50°C. The upper limit of the temperature is preferably 200°C, more preferably 150°C.

<露光工程>
本工程では、フォトマスクを透過させることにより選択的に放射線を照射して上記レジスト膜を露光する。
<Exposure process>
In this step, the resist film is exposed by selectively irradiating radiation through the photomask.

上記露光に用いられる放射線としては、レジスト組成物に使用されている感放射線性酸発生体等の種類等に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適切に選択されるが、これらの中で、遠紫外線が好ましく、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(波長157nm)、Krエキシマレーザー(波長147nm)、ArKrエキシマレーザー(波長134nm)及び極紫外線(波長13nm等)がより好ましい。また、露光の方法についても特に限定されず、従来公知のパターン形成において行われる方法に準じて行うことができる。The radiation used for the exposure includes visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, γ rays, and molecular beams, depending on the type of radiation-sensitive acid generator used in the resist composition. , An ion beam, or the like, but far ultraviolet rays are preferable among them, and KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), Kr 2 excimer laser ( A wavelength of 147 nm), an ArKr excimer laser (wavelength of 134 nm), and extreme ultraviolet rays (wavelength of 13 nm) are more preferable. The exposure method is also not particularly limited, and it can be performed according to a conventionally known method for pattern formation.

<現像工程>
本工程では、上記露光されたレジスト膜の現像により、レジストパターンを形成する。
<Developing process>
In this step, a resist pattern is formed by developing the exposed resist film.

上記現像は、アルカリ現像でも、有機溶媒現像でもよいが、有機溶媒現像による場合、特に優れたレジストパターンの密着性等を発揮することができる。 The above-mentioned development may be either alkali development or organic solvent development. In the case of organic solvent development, particularly excellent adhesiveness of the resist pattern can be exhibited.

アルカリ現像に用いられる現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性水溶液などが挙げられる。また、これらのアルカリ性水溶液は、水溶性有機溶媒、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類、界面活性剤等を適量添加したものであってもよい。 Examples of the developer used for alkali development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyl. Diethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene,1,5-diazabicyclo[ 4.3.0]-5-Nonene and other alkaline aqueous solutions. Further, these alkaline aqueous solutions may be prepared by adding a proper amount of a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol, a surfactant and the like.

有機溶媒現像に用いられる現像液は、有機溶媒含有液である。この現像液としては、例えばケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒としては、例えば[B]有機溶媒として例示したそれぞれの溶媒と同様のもの等が挙げられる。これらの溶媒は1種単独でも、複数混合して用いてもよく、また、水と混合して用いてもよい。 The developing solution used for organic solvent development is an organic solvent-containing solution. Examples of this developing solution include ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents and the like. Examples of these solvents include those similar to the respective solvents exemplified as the [B] organic solvent. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more, or may be used as a mixture with water.

上記化学増幅型レジスト組成物から形成されたレジスト膜を有機溶媒現像する場合、露光部の極性が高まるため、この露光部がレジストパターンとなる。一方、当該膜形成用材料から形成されたシリコン含有膜の表面における露光部は、酸発生剤により生じた酸により親水性が高まっている。このため現像液である有機溶媒に対して、レジスト膜(レジストパターン)とシリコン含有膜との密着性が高く、パターン倒れ等を抑制することができる。 When a resist film formed from the above chemically amplified resist composition is developed with an organic solvent, the polarity of the exposed portion increases, so that the exposed portion becomes a resist pattern. On the other hand, the exposed portion on the surface of the silicon-containing film formed from the film-forming material has increased hydrophilicity due to the acid generated by the acid generator. Therefore, the adhesiveness between the resist film (resist pattern) and the silicon-containing film is high with respect to the organic solvent that is the developing solution, and it is possible to suppress pattern collapse and the like.

現像液で現像を行った後、洗浄し、乾燥することによって、フォトマスクに対応した所定のレジストパターンを形成することができる。 A predetermined resist pattern corresponding to the photomask can be formed by performing development with a developing solution, followed by washing and drying.

本工程において、解像度、パターンプロファイル、現像性等を向上させるため、現像を行う前に、ポストベークを行うことが好ましい。このポストベークの温度は、使用されるレジスト組成物の種類等に応じて適宜調整されるが、ポストベークの温度の下限としては、50℃が好ましく、80℃がより好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましい。 In this step, post-baking is preferably performed before development in order to improve resolution, pattern profile, developability and the like. The temperature of this post-baking is appropriately adjusted depending on the type of resist composition used and the like, but the lower limit of the temperature of post-baking is preferably 50°C, more preferably 80°C. The upper limit of the temperature is preferably 200°C, more preferably 150°C.

<エッチング工程>
本工程では、上記レジストパターンをマスクとして、上記シリコン含有膜及び上記基板をドライエッチングする。
<Etching process>
In this step, the silicon-containing film and the substrate are dry-etched using the resist pattern as a mask.

上記ドライエッチングは、公知のドライエッチング装置を用いて行うことができる。また、ドライエッチング時のソースガスとしては、被エッチ膜の元素組成にもよるが、例えばCHF、CF、C、C、SF等のフッ素系ガス、Cl、BCl等の塩素系ガス、O、O等の酸素系ガス、H、NH、CO、CO、CH、C、C、C、C、C、C、HF、HI、HBr、HCl、NO、NH、BCl等の還元性ガス、He、N、Ar等の不活性ガス等が用いられ、これらのガスは混合して用いることもできる。ケイ素含有膜のドライエッチングには、通常、フッ素系ガスが用いられ、これに酸素系ガスと不活性ガスとを混合したものが好適に用いられる。The dry etching can be performed using a known dry etching device. The source gas for dry etching depends on the elemental composition of the film to be etched, but may be fluorine-based gas such as CHF 3 , CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 or SF 6 , Cl 2 , BCl 3 or the like chlorine based gas, an oxygen-containing gas such as O 2, O 3, H 2 , NH 3, CO, CO 2, CH 4, C 2 H 2, C 2 H 4, C 2 H 6, C 3 A reducing gas such as H 4 , C 3 H 6 , C 3 H 8 , HF, HI, HBr, HCl, NO, NH 3 , BCl 3 or an inert gas such as He, N 2 or Ar is used, These gases may be mixed and used. A fluorine-based gas is usually used for dry etching of the silicon-containing film, and a mixture of this with an oxygen-based gas and an inert gas is preferably used.

他のレジスト下層膜が形成された基板を用いた場合には、シリコン含有膜及び基板と共にこのレジスト下層膜もドライエッチングする。 When a substrate on which another resist underlayer film is formed is used, this resist underlayer film is dry-etched together with the silicon-containing film and the substrate.

当該パターン形成方法によれば、上記各工程を適宜行うことにより、所定のパターンを形成することができる。 According to the pattern forming method, a predetermined pattern can be formed by appropriately performing the above steps.

<重合体>
本発明の一実施形態に係る重合体は、上記式(1)で表される構造を有する重合体である。当該重合体についての詳細は、「レジストプロセス用膜形成材料」の成分である[A]重合体として上述したとおりであり、ここでの説明を省略する。当該重合体は、レジスト膜との密着性に優れ、良好な形状のパターンを形成することができるレジストプロセス用膜形成材料の主成分などとして好適に用いることができる。
<Polymer>
The polymer according to one embodiment of the present invention is a polymer having a structure represented by the above formula (1). The details of the polymer are as described above for the [A] polymer which is a component of the “film forming material for resist process”, and the description thereof is omitted here. The polymer has excellent adhesiveness to a resist film and can be suitably used as a main component of a film forming material for a resist process capable of forming a pattern having a good shape.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例における重合体溶液の固形分濃度及び重量平均分子量(Mw)の測定は下記の方法により行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The solid content concentration and the weight average molecular weight (Mw) of the polymer solution in this example were measured by the following methods.

[重合体溶液の固形分濃度]
重合体溶液0.5gを30分間250℃で焼成することで、重合体溶液0.5gに対する固形分の質量を測定し、重合体溶液の固形分濃度(質量%)を算出した。
[Solid content concentration of polymer solution]
By baking 0.5 g of the polymer solution for 30 minutes at 250° C., the mass of the solid content relative to 0.5 g of the polymer solution was measured, and the solid content concentration (mass %) of the polymer solution was calculated.

[重量平均分子量(Mw)]
東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(検出器:示差屈折計)により測定した。
[Weight average molecular weight (Mw)]
Tosoh GPC columns (two "G2000HXL", one "G3000HXL" and one "G4000HXL") were used, and flow rate: 1.0 mL/min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40°C under analysis conditions. , Was measured by gel permeation chromatography (detector: differential refractometer) using monodisperse polystyrene as a standard.

[膜の平均厚み]
膜の平均厚みは、分光エリプソメーター(J.A.WOOLLAM社の「M2000D」)を用いて測定した。
[Average film thickness]
The average thickness of the film was measured by using a spectroscopic ellipsometer (“M2000D” manufactured by JA WOLLAM).

<[A]重合体の合成>
[A]重合体(ポリシロキサン)の合成に用いたシランモノマーを以下に示す。
化合物(M−1)〜(M−16):下記式(M−1)〜(M−16)で表される化合物
なお、化合物(M−1)及び(M−2)は構造単位Uを与えるシランモノマーであり、化合物(M−3)は構造単位Uを与えるシランモノマーであり、化合物(M−4)〜(M−15)は構造単位Uを与えるシランモノマーである。
<Synthesis of [A] Polymer>
The silane monomers used to synthesize the polymer (A) (polysiloxane) are shown below.
Compounds (M-1) to (M-16): Compounds represented by the following formulas (M-1) to (M-16) The compounds (M-1) and (M-2) are structural units U Z. The compound (M-3) is a silane monomer that gives the structural unit U Y , and the compounds (M-4) to (M-15) are silane monomers that give the structural unit U X.

Figure 0006741957
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[実施例1](重合体A−1の合成)
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド7.22gを水21.67gに加熱溶解させて、テトラアンモニウムヒドロキシド水溶液を調製した。その後、調製したテトラアンモニウムヒドロキシド水溶液及びメタノール40.89gを入れた反応容器に、冷却管と、シランモノマーを投入した滴下ロートをセットした。上記シランモノマーとしては、化学式(M−1)に示す化合物、化学式(M−2)に示す化合物、化学式(M−3)に示す化合物、及び化学式(M−4)に示す化合物をモル比率50/25/10/15(モル%)で用い、シランモノマーの合計質量は30.21gとした。次いで、反応容器をオイルバスにて60℃に加熱した後、上記調整したシランモノマーの混合液を10分間かけて滴下した。滴下開始を反応の開始時間とし、反応を60℃で4時間実施した。反応終了後、反応容器を10℃以下に冷却した。
[Example 1] (Synthesis of Polymer A-1)
7.22 g of tetramethylammonium hydroxide was dissolved in 21.67 g of water by heating to prepare an aqueous solution of tetraammonium hydroxide. Then, a cooling tube and a dropping funnel charged with a silane monomer were set in a reaction vessel containing the prepared tetraammonium hydroxide aqueous solution and 40.89 g of methanol. As the silane monomer, the compound represented by the chemical formula (M-1), the compound represented by the chemical formula (M-2), the compound represented by the chemical formula (M-3), and the compound represented by the chemical formula (M-4) are used in a molar ratio of 50. It was used at /25/10/15 (mol %), and the total mass of silane monomers was 30.21 g. Next, the reaction vessel was heated to 60° C. in an oil bath, and then the mixed solution of the silane monomer prepared above was added dropwise over 10 minutes. The reaction was carried out at 60° C. for 4 hours with the start of dropping being the start time of the reaction. After completion of the reaction, the reaction vessel was cooled to 10°C or lower.

その後、無水マレイン酸9.33gを、水34.25gに溶解させて調製した10℃以下のマレイン酸水溶液へ、上記反応容器内の反応液を滴下し、10℃以下で30分間攪拌した。次いで、1−ブチルアルコール143.58g及び水を添加して、分液ロート水による液液抽出を行い、ポリシロキサン系重合体(A−1)の1−ブタノール溶液を得た。酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル143.58gを添加し、エバポレーターを用いて、1−ブタノールを除去することで重合体(A−1)の酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液を得た。重合体(A−1)の酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液の固形分濃度は9.8質量%であった。また、重合体(A−1)の重量平均分子量(Mw)は1,780であった。 Then, 9.33 g of maleic anhydride was dissolved in 34.25 g of water to prepare a maleic acid aqueous solution at 10° C. or lower, and the reaction solution in the reaction vessel was dropped, and the mixture was stirred at 10° C. or lower for 30 minutes. Then, 143.58 g of 1-butyl alcohol and water were added, and liquid-liquid extraction was performed with a separating funnel water to obtain a 1-butanol solution of the polysiloxane polymer (A-1). 143.58 g of propylene glycol monoethyl ether acetate was added, and 1-butanol was removed using an evaporator to obtain a propylene glycol monoethyl ether acetate solution of the polymer (A-1). The solid content concentration of the propylene glycol monoethyl ether acetate solution of the polymer (A-1) was 9.8 mass %. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A-1) was 1,780.

[実施例13](重合体(A−13)の合成)
シュウ酸0.75gを水11.23gに加熱溶解させて、シュウ酸水溶液を調製した。反応容器に、シランモノマー及びメタノール14.09gを投入した。上記シランモノマーとしては、化合物(M−1)、化合物(M−2)、化合物(M−3)及び化合物(M−10)をモル比率30/50/10/10(モル%)で用い、シランモノマーの合計質量は23.93gとした。上記反応容器に、冷却管及び上記調製したシュウ酸水溶液を入れた滴下ロートをセットした。次いで、上記フラスコをオイルバスにて60℃に加熱した後、上記シュウ酸水溶液を10分間かけて滴下した。滴下開始を反応の開始時間とし、反応を60℃で4時間反応実施した。反応終了後、反応容器内を30℃以下に冷却した。酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200.0gを上記反応容器に添加した後、エバポレーターを用いて、水及び生成したアルコール類を除去し、重合体(A−13)の酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液を得た。重合体(A−13)の酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル溶液の固形分濃度は12.1質量%であった。また、重合体(A−13)のMwは1,850であった。
[Example 13] (Synthesis of polymer (A-13))
0.75 g of oxalic acid was dissolved in 11.23 g of water by heating to prepare an aqueous oxalic acid solution. A silane monomer and 14.09 g of methanol were added to the reaction vessel. As the silane monomer, compound (M-1), compound (M-2), compound (M-3) and compound (M-10) are used at a molar ratio of 30/50/10/10 (mol %), The total mass of silane monomers was 23.93 g. A cooling tube and a dropping funnel containing the prepared oxalic acid aqueous solution were set in the reaction vessel. Next, after heating the flask to 60° C. in an oil bath, the oxalic acid aqueous solution was added dropwise over 10 minutes. The reaction was carried out at 60° C. for 4 hours, with the start of dropping being the start time of the reaction. After completion of the reaction, the inside of the reaction vessel was cooled to 30°C or lower. After 200.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate acetate was added to the above reaction vessel, water and generated alcohols were removed using an evaporator to obtain a propylene glycol monoethyl ether acetate solution of the polymer (A-13). It was The solid content concentration of the propylene glycol monoethyl ether acetate solution of the polymer (A-13) was 12.1% by mass. The Mw of the polymer (A-13) was 1,850.

[実施例2〜12、比較例1](重合体(A−2)〜(A−12)、及び重合体(a−1)の合成)
下記表1に示す種類及び使用量の各シランモノマーを用いた以外は、実施例1と同様の手法にて、重合体(A−2)〜(A−12)及び重合体(a−1)を合成した。得られた重合体溶液の固形分濃度(質量%)と、[A]重合体のMwとを表1にあわせて示す。
[Examples 2 to 12, Comparative Example 1] (Synthesis of Polymers (A-2) to (A-12) and Polymer (a-1))
Polymers (A-2) to (A-12) and polymer (a-1) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the silane monomers shown in Table 1 below were used. Was synthesized. The solid content concentration (mass %) of the obtained polymer solution and the Mw of the [A] polymer are also shown in Table 1.

[実施例14、比較例2](重合体(A−14)及び重合体(a−2)の合成)
下記表1に示す種類及び使用量の各シランモノマーを用いた以外は、実施例13と同様の手法にて、重合体(A−14)及び重合体(a−2)を合成した。得られた重合体溶液の固形分濃度(質量%)と、[A]重合体のMwとを表1にあわせて示す。
[Example 14, Comparative Example 2] (Synthesis of Polymer (A-14) and Polymer (a-2))
The polymer (A-14) and the polymer (a-2) were synthesized by the same method as in Example 13 except that the types and amounts of the silane monomers shown in Table 1 below were used. The solid content concentration (mass %) of the obtained polymer solution and the Mw of the [A] polymer are also shown in Table 1.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

[レジストプロセス用膜形成材料の調製]
レジストプロセス用膜形成材料の調製に用いた[A]重合体以外の成分を以下に示す。
[Preparation of film forming material for resist process]
The components other than the [A] polymer used for the preparation of the film forming material for the resist process are shown below.

[[B]有機溶媒]
B−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
[[B] organic solvent]
B-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

[[C]窒素含有化合物]
C−1:N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
構造式を以下に示す。
[[C] Nitrogen-containing compound]
C-1: Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine Structural formula is shown below.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

[[D]酸発生剤]
D−1:4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼン−1−スルホネート
構造式を以下に示す。
[[D] acid generator]
D-1: 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2,4-difluorobenzene-1-sulfonate Structural formula is shown below.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

[実施例15]
[A]重合体(固形分)としての(A−1)2.0質量部、[B]有機溶媒としての(B−1)97.4質量部([A]重合体の溶液に含まれる溶媒(B−1)も含む)、[D]酸発生剤としての(D−1)0.1質量部、及び[E]水0.5質量部を混合し、得られた混合溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過して、レジストプロセス用膜形成材料(J−1)を得た。
[Example 15]
2.0 parts by mass of (A-1) as [A] polymer (solid content), 97.4 parts by mass of (B-1) as [B] organic solvent (contained in a solution of the [A] polymer) The solvent (including B-1)), 0.1 part by mass of (D-1) as a [D] acid generator, and 0.5 part by mass of [E] water are mixed, and the resulting mixed solution has a pore size. It was filtered with a 0.2 μm filter to obtain a film forming material for resist process (J-1).

[実施例16〜28及び比較例3〜4]
下記表2に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例15と同じ要領にて、レジストプロセス用膜形成材料(J−2)〜(J−14)及び(j−1)〜(j−2)を調製した。
[Examples 16 to 28 and Comparative Examples 3 to 4]
Film forming materials for resist process (J-2) to (J-14) and (j-1) were prepared in the same manner as in Example 15, except that the components shown in Table 2 below were used. ~ (J-2) were prepared.

Figure 0006741957
Figure 0006741957

<シリコン含有膜の形成>
シリコンウェハー上に、上記得られたプロセス用膜形成材料を、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を用い、スピンコート法により塗布した。得られた塗膜に対し、220℃のホットプレートで60秒間加熱処理した後、23℃で60秒間冷却することにより、表2の実施例15〜28並びに比較例3及び4に示す平均厚み30nmのシリコン含有膜が形成された基板を得た。
<Formation of silicon-containing film>
The obtained film forming material for a process was applied onto a silicon wafer by a spin coating method using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Ltd.). The obtained coating film was heat-treated for 60 seconds on a hot plate at 220° C. and then cooled at 23° C. for 60 seconds to give an average thickness of 30 nm shown in Examples 15 to 28 and Comparative Examples 3 and 4 in Table 2. A substrate on which the above-mentioned silicon-containing film was formed was obtained.

<評価>
上記形成されたシリコン含有膜について、以下に示す方法で下記項目の評価を行った。評価結果を下記表3に示す。
<Evaluation>
The silicon-containing film formed above was evaluated for the following items by the methods described below. The evaluation results are shown in Table 3 below.

[基板反射率]
上記形成されたシリコン含有膜、下層膜形成用組成物(JSR社の「NFC HM8006」)及びレジスト材料(JSR社の「ARF AR2772JN」)のそれぞれの屈折率パラメーター(n)及び消衰係数(k)を高速分光エリプソメーター(J.A.Woollam社の「M−2000D」)により測定し、この測定値を元にシュミレーションソフト(KLA−Tencor社の「プロリス」)を用いて、NA1.3、Dipoleの条件下におけるレジスト材料/シリコン含有膜/下層膜形成用組成物を積層させた膜の基板反射率を求めた。基板反射率は、1%以下の場合は「A」と、1%を超える場合は「B」と評価した。
[Substrate reflectance]
The silicon-containing film, the composition for forming a lower layer film (“NFC HM8006” by JSR Co.) and the resist material (“ARF AR2772JN” by JSR Co.) each having the above refractive index parameter (n) and extinction coefficient (k). ) Is measured by a high-speed spectroscopic ellipsometer (“M-2000D” manufactured by JA Woollam Co.), and NA1.3, using simulation software (“Prolith” manufactured by KLA-Tencor) based on the measured values. The substrate reflectance of the film obtained by laminating the resist material/silicon-containing film/underlayer film-forming composition under Dipole conditions was determined. The substrate reflectance was evaluated as "A" when it was 1% or less, and "B" when it was more than 1%.

[溶媒耐性]
上記得られたシリコン含有膜が形成された基板を、シクロヘキサノンに、室温で10秒間浸漬した。シリコン含有膜の浸漬前後の平均厚みを、分光エリプソメーターを用いて測定した。浸漬前の平均厚みをTと、浸漬後の平均厚みをTとした場合、溶媒浸漬による膜厚変化率(%)を下記式により求めた。
膜厚変化率(%)=│T−T│×100/T
溶媒耐性は、膜厚変化率が1%未満の場合は「A」(良好)、1%以上の場合は「B」(不良)と評価した。
[Solvent resistance]
The substrate having the silicon-containing film obtained above was immersed in cyclohexanone at room temperature for 10 seconds. The average thickness of the silicon-containing film before and after immersion was measured using a spectroscopic ellipsometer. When the average thickness before immersion was T 0 and the average thickness after immersion was T 1 , the rate of change in film thickness (%) due to solvent immersion was determined by the following formula.
Thickness change rate (%)=|T 1 −T 0 |×100/T 0
The solvent resistance was evaluated as "A" (good) when the film thickness change rate was less than 1% and "B" (poor) when the film thickness change rate was 1% or more.

[最小倒壊前寸法及びパターン形状]
最小倒壊前寸法及びパターン形状は、以下に示すリソグラフィー評価を行うことにより評価した。
[Minimum collapse dimension and pattern shape]
The minimum pre-collapse dimension and the pattern shape were evaluated by performing the following lithography evaluation.

(リソグラフィー評価、有機溶媒現像)
12インチシリコンウェハ上に、反射防止膜形成材料(JSR社の「HM8006」)をスピンコートした後、250℃で60秒間加熱処理を行うことにより平均厚み100nmの反射防止膜を形成した。この反射防止膜上に、上記得られたレジストプロセス用膜形成材料を、上記スピンコーターを使用してスピンコートし、220℃で60秒間加熱処理した後、23℃で60秒間冷却することにより平均厚み30nmのシリコン含有膜を形成した。次いで、レジスト材料(JSR社の「ARF AR2772JN」)をこのシリコン含有膜上にスピンコートし、90℃で60秒間加熱処理した後、23℃で30秒間冷却することにより平均厚み100nmのレジスト膜を形成した。
(Lithography evaluation, organic solvent development)
A 12-inch silicon wafer was spin-coated with an antireflection film-forming material (“HM8006” manufactured by JSR Corporation), and then heat-treated at 250° C. for 60 seconds to form an antireflection film having an average thickness of 100 nm. The obtained film forming material for a resist process was spin-coated on the antireflection film using the spin coater, heat-treated at 220° C. for 60 seconds, and then cooled at 23° C. for 60 seconds to obtain an average. A silicon-containing film having a thickness of 30 nm was formed. Then, a resist material (“ARF AR2772JN” manufactured by JSR) is spin-coated on the silicon-containing film, heated at 90° C. for 60 seconds, and then cooled at 23° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 100 nm. Formed.

次いで、ArF液浸露光装置(NIKON社の「S610C」)を使用し、NA:1.30、Dipoleの光学条件にて、40nmライン/80nmピッチ形成用のマスクサイズのマスクを介して露光した。「Lithius Pro−i」のホットプレート上で、100℃で60秒間PEBを行い、23℃で30秒間冷却した後、酢酸ブチルを現像液として30秒間パドル現像し、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)でリンスした。2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、40nmライン/80nmピッチのレジストパターンが形成された評価用基板を得た。 Then, using an ArF immersion exposure apparatus (“S610C” manufactured by NIKON), exposure was performed through a mask having a mask size for forming a 40 nm line/80 nm pitch under NA: 1.30 and optical conditions of Dipole. PEB was performed at 100° C. for 60 seconds on a “Lithius Pro-i” hot plate, and after cooling at 23° C. for 30 seconds, paddle development was performed for 30 seconds using butyl acetate as a developing solution, and then methyl isobutyl carbinol (MIBC) was used. I rinsed. By spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds by spin-off, an evaluation substrate having a resist pattern of 40 nm line/80 nm pitch was obtained.

(最小倒壊前寸法及びパターン形状の評価)
最小倒壊前寸法及びパターン形状は、以下のようにして測定した。評価用基板のレジストパターンの測長及び観察には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「CG−4000」)を用いた。
(Evaluation of minimum pre-collapse dimension and pattern shape)
The minimum pre-collapse dimension and the pattern shape were measured as follows. A scanning electron microscope (“CG-4000” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring and observing the resist pattern on the evaluation substrate.

上記評価用基板を得た際に、ラインの線幅が42nmであり、隣り合うライン間の距離(スペース)が84nm(ライン・アンド・スペースが1対2)であるレジストパターンを形成した露光量(mJ/cm)を最適露光量とし、この最適露光量よりも段階的に露光量を大きくして順次露光を行った。このとき、得られるパターンの線幅は次第に細くなるため、ある露光量に対応する線幅で最終的にレジストパターンの倒壊が観察される。レジストパターンの倒壊が確認されない最大の露光量に対応する線幅を最小倒壊前寸法(nm)と定義してパターン倒れ耐性の指標とした。最小倒壊前寸法は、30nm以下の場合は「A」(良好)と、30nmを超え40nm以下の場合は「B」(やや良好)と、40nmを超える場合又はパターン倒れにより評価不可能の場合は「C」(不良)と評価した。パターン形状はレジストパターンのボトムに裾引きがない場合は「A」、パターン倒れ又は裾引きが確認できる場合は「B」、パターン倒れ又は裾引きが多数箇所確認できる場合は「C」と評価した。Exposure amount for forming a resist pattern having a line width of 42 nm and a distance (space) between adjacent lines of 84 nm (line and space is 1:2) when the above-described evaluation substrate was obtained. (MJ/cm 2 ) was set as the optimum exposure amount, and the exposure amount was increased stepwise from this optimum exposure amount to perform sequential exposure. At this time, since the line width of the obtained pattern is gradually narrowed, the collapse of the resist pattern is finally observed at the line width corresponding to a certain exposure amount. The line width corresponding to the maximum exposure amount at which collapse of the resist pattern was not confirmed was defined as the minimum pre-collapse dimension (nm) and used as an index of pattern collapse resistance. The minimum pre-collapse dimension is "A" (good) if it is 30 nm or less, "B" (somewhat good) if it exceeds 30 nm and 40 nm or less, or if it cannot be evaluated due to pattern collapse due to pattern collapse. It was evaluated as "C" (poor). The pattern shape was evaluated as "A" when the bottom of the resist pattern has no skirt, "B" when the pattern collapse or hem can be confirmed, and "C" when the pattern collapse or hem can be confirmed in multiple places. ..

[酸素エッチング耐性]
上記形成したシリコン含有膜を、ドライエッチンッグ装置(東京エレクトロン社の「Telius SCCM」)を用いて、100Wで120秒間O処理し、処理前後の膜厚の差を測定した。酸素エッチング耐性は、処理前後の膜厚の差が10nm未満の場合は「A」(良好)と、10nm以上15nm以下の場合は「B」(やや良好)と、15nmを超える場合は「C」(不良)と評価した。
[Oxygen etching resistance]
The formed silicon-containing film was subjected to O 2 treatment at 100 W for 120 seconds using a dry etching device (“Telius SCCM” manufactured by Tokyo Electron Ltd.), and the difference in film thickness before and after the treatment was measured. The oxygen etching resistance is “A” (good) when the difference in film thickness before and after the treatment is less than 10 nm, “B” (somewhat good) when the difference is 10 nm or more and 15 nm or less, and “C” when it exceeds 15 nm. It was evaluated as (poor).

Figure 0006741957
Figure 0006741957

表3の結果から、実施例の膜形成材料によれば、レジスト組成物の溶媒に対する耐性に優れ、反射防止性に優れ、エッチング耐性を有し、レジストパターンの形状が良好で倒れが少ないシリコン含有膜を形成できることが分かる。 From the results of Table 3, according to the film forming materials of Examples, the resist composition has excellent resistance to a solvent, excellent antireflection property, etching resistance, a good resist pattern shape and less collapse. It can be seen that a film can be formed.

本発明に係るレジストプロセス用膜形成材料は、レジストプロセスにおけるレジスト中間膜、レジスト下層膜等の各種シリコン含有膜の形成材料として好適に用いることができる。 The film forming material for a resist process according to the present invention can be suitably used as a forming material for various silicon-containing films such as a resist intermediate film and a resist underlayer film in a resist process.

Claims (4)

酸解離性基を有する重合体及び感放射線性酸発生体を含む感放射線性樹脂組成物によりレジスト中間膜としてのシリコン含有膜の表面に直接形成されたレジスト膜を、有機溶媒含有液により現像する工程を備えるネガ型レジストプロセスにおける、上記シリコン含有膜の形成に用いられるレジストプロセス用膜形成材料であって、
保護された2つ以上のアルコール性水酸基を有するシランモノマーに由来する構造単位を有する重合体、及び有機溶媒を含有し、
上記重合体が、下記式(1)で表される構造を有するレジストプロセス用膜形成材料。
Figure 0006741957
(式(1)中、
は、下記式(2)で表される保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、又は下記式(3)で表される保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である。
は、下記式(2)で表される保護された2つ以上のアルコール性水酸基を含む1価の有機基、下記式(3)で表される保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基、水素原子、ヒドロキシ基、又は保護されたアルコール性水酸基を有さない置換若しくは非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。aは、0又は1である。但し、R が下記式(3)で表される保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である場合は、aは1であり且つR は下記式(3)で表される保護された1つのアルコール性水酸基を含む1価の有機基である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、光吸収性基を有する1価の有機基である。
は、水素原子、ヒドロキシ基、保護されたアルコール性水酸基を有さない置換又は非置換の炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。bは、0又は1である。
は、保護されたアルコール性水酸基を有さない、非光吸収性の置換若しくは非置換の1価の脂肪族炭化水素基である。cは、0〜2の整数である。cが2の場合、複数のR は、同一でも異なっていてもよい。
dは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位U のモル比率を表す。
eは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位U のモル比率を表す。
fは、上記重合体を構成する全構造単位に対する構造単位U のモル比率を表す。
d、e及びfは、それぞれ0<d<1、0<e<1及び0≦f<1を満たし、かつd+e+f≦1である。)
Figure 0006741957
(式(2)中、
は、炭素数1〜20の3価の有機基である。上記3価の有機基は、置換若しくは非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基、又はこの炭化水素基の炭素−炭素間にヘテロ原子含有基を含む基である。
は、それぞれ独立して、単結合、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基である。
は、それぞれ独立して1価の保護基αであるか、2つのY が互いに結合して2価の保護基を形成していてもよい。上記1価の保護基αは、R a1 −、R a1 −CO−、R a1 −O−C(R b1 −又はR a1 −O−CO−(R a1 は、炭素数3〜10の第二級若しくは第三級のアルキル基又はシクロアルキル基である。2つのR b1 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R b1 は、R a1 と結合して環構造の一部を形成していてもよい。)で表される基である。上記2価の保護基は、2価の炭化水素基又は下記式(4)で表される基である。
*は、結合部位を示す。)
Figure 0006741957
(式(3)中、
は、炭素数1〜20の2価の有機基である。上記2価の有機基は、置換若しくは非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基、又はこの炭化水素基の炭素−炭素間にヘテロ原子含有基を含む基である。
は、1価の保護基βである。上記1価の保護基βは、R a2 −、R a2 −CO−、R a2 −O−C(R b2 −又はR a2 −O−CO−(R a2 は、炭素数3〜10の第二級若しくは第三級のアルキル基又はシクロアルキル基である。2つのR b2 は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R b2 は、R a2 と結合して環構造の一部を形成していてもよい。)で表される基である。
*は、結合部位を示す。)
Figure 0006741957
(式(4)中、nは、0〜4の整数である。R は、それぞれ独立して、炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R は、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。2つのR は、互いに結合して、これらが結合する炭素鎖と共に炭素数4〜12の炭素環構造を形成していてもよい。*は、結合位置を示す。)
A resist film formed directly on the surface of a silicon-containing film as a resist intermediate film by a radiation-sensitive resin composition containing a polymer having an acid-dissociable group and a radiation-sensitive acid generator is developed with an organic solvent-containing solution. A film forming material for a resist process used for forming the above-mentioned silicon-containing film in a negative resist process including a step,
Containing a polymer having a structural unit derived from a silane monomer having two or more protected alcoholic hydroxyl groups, and an organic solvent ,
A film forming material for a resist process, wherein the polymer has a structure represented by the following formula (1) .
Figure 0006741957
(In formula (1),
R 1 represents a monovalent organic group containing two or more protected alcoholic hydroxyl groups represented by the following formula (2) or one protected alcoholic hydroxyl group represented by the following formula (3). It is a monovalent organic group containing.
R 2 includes a monovalent organic group having two or more protected alcoholic hydroxyl groups represented by the following formula (2) and one protected alcoholic hydroxyl group represented by the following formula (3). A monovalent organic group, a hydrogen atom, a hydroxy group, or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group. a is 0 or 1. However, when R 1 is a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group represented by the following formula (3), a is 1 and R 2 is represented by the following formula (3). Is a monovalent organic group containing one protected alcoholic hydroxyl group.
R 3 is a monovalent organic group having a light absorbing group, which does not have a protected alcoholic hydroxyl group.
R 4 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which does not have a hydrogen atom, a hydroxy group, or a protected alcoholic hydroxyl group. b is 0 or 1.
R 5 is a non-light-absorbing substituted or unsubstituted monovalent aliphatic hydrocarbon group having no protected alcoholic hydroxyl group. c is an integer of 0-2. When c is 2, a plurality of R 5 may be the same or different.
d represents the molar ratio of the structural unit U X to all the structural units constituting the polymer .
e represents the molar ratio of the structural unit U Y to all structural units constituting the polymer .
f represents the molar ratio of structural units U Z to the total structural units constituting the polymer.
d, e, and f satisfy 0<d<1, 0<e<1, and 0≦f<1, respectively, and d+e+f≦1. )
Figure 0006741957
(In formula (2),
X 1 is a trivalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. The trivalent organic group is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group containing a hetero atom-containing group between carbon and carbon of this hydrocarbon group.
R 6 s are each independently a single bond or a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Y 1 s are each independently a monovalent protecting group α, or two Y 1 s may be bonded to each other to form a divalent protecting group. The monovalent protecting group α is represented by R a1 −, R a1 —CO—, R a1 —O—C(R b1 ) 2 — or R a1 —O—CO— (R a1 has 3 to 10 carbon atoms. secondary or .2 one R b1 is a tertiary alkyl group or a cycloalkyl group independently, .R b1 is a monovalent hydrocarbon group having a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms, It may be bonded to R a1 to form part of a ring structure). The divalent protecting group is a divalent hydrocarbon group or a group represented by the following formula (4).
* Indicates a binding site. )
Figure 0006741957
(In formula (3),
X 2 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. The divalent organic group is a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a group containing a hetero atom-containing group between carbon and carbon of this hydrocarbon group.
Y 2 is a monovalent protecting group β. The above monovalent are protecting groups β, R a2 -, R a2 -CO-, R a2 -O-C (R b2) 2 - or R a2 -O-CO- (R a2 is from 3 to 10 carbon atoms secondary or .2 one R b2 is a tertiary alkyl group or a cycloalkyl group independently, .R b2 is a monovalent hydrocarbon group having a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms, R a2 may combine to form a part of the ring structure).
* Indicates a binding site. )
Figure 0006741957
(In the formula (4), n is an integer of 0 to 4. R c is each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R d is each independently. , A hydrogen atom, or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, two R d's are bonded to each other to form a carbon ring structure having 4 to 12 carbon atoms together with the carbon chain to which they are bonded. (* indicates a binding position.)
上記式(1)におけるfが、0<f<1を満たす請求項に記載のレジストプロセス用膜形成材料。 F in the above formula (1) is, 0 <resist process for film-forming material of claim 1 that satisfies f <1. 上記Xが、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の脂肪族炭化水素基である請求項1又は請求項2に記載のレジストプロセス用膜形成材料。 The film forming material for a resist process according to claim 1 or 2 , wherein the X 1 is a substituted or unsubstituted trivalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載のレジストプロセス用膜形成材料により、基板の少なくとも一方の面側に、シリコン含有膜を形成する工程と、
酸解離性基を有する重合体及び感放射線性酸発生体を含む感放射線性樹脂組成物により、上記シリコン含有膜の上記基板とは反対の面側に、レジスト膜を形成する工程と、
上記レジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜を現像する工程と
を備え
上記レジスト膜の現像を有機溶媒含有液により行うパターン形成方法。
A step of forming a silicon-containing film on at least one surface side of a substrate using the film forming material for resist process according to any one of claims 1 to 3 ;
A radiation-sensitive resin composition containing a polymer having an acid dissociable group and a radiation-sensitive acid generator, on the side of the silicon-containing film opposite to the substrate, a step of forming a resist film,
Exposing the resist film,
And a step of developing the exposed resist film ,
A pattern forming method, wherein the resist film is developed with an organic solvent-containing liquid .
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