JP7090843B2 - Compounds, resins, compositions, pattern forming methods and purification methods - Google Patents

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Description

本発明は、特定構造を有する化合物、樹脂、これらを含有する組成物、該組成物を用いるパターン形成方法、及び物質の精製方法に関する。 The present invention relates to a compound having a specific structure, a resin, a composition containing these, a pattern forming method using the composition, and a method for purifying a substance.

半導体デバイスの製造において、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われているが、近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールによる更なる微細化が求められている。現在の汎用技術として用いられている光露光を用いたリソグラフィーにおいては、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。 In the manufacture of semiconductor devices, microfabrication by lithography using a photoresist material is performed, but in recent years, with the increase in integration and speed of LSI, further miniaturization by pattern rules is required. In lithography using light exposure, which is currently used as a general-purpose technology, the limit of essential resolution derived from the wavelength of a light source is approaching.

レジストパターン形成の際に使用するリソグラフィー用の光源は、KrFエキシマレーザー(248nm)からArFエキシマレーザー(193nm)へと短波長化されている。しかしながら、レジストパターンの微細化が進むにつれ、解像度の問題又は現像後にレジストパターンが倒れるといった問題が生じてくるため、レジストの薄膜化が望まれるようになる。このような要望に対して、単にレジストの薄膜化を行うのみでは、基板加工に十分なレジストパターンの膜厚を得ることが難しくなる。そのため、レジストパターンだけではなく、レジストと加工する半導体基板との間にレジスト下層膜を作成し、このレジスト下層膜にも基板加工時のマスクとしての機能を持たせるプロセスが必要になってくる。 The light source for lithography used in forming the resist pattern has a shorter wavelength from a KrF excimer laser (248 nm) to an ArF excimer laser (193 nm). However, as the resist pattern becomes finer, there arises a problem of resolution or a problem that the resist pattern collapses after development, so that it is desired to reduce the thickness of the resist. In response to such a demand, it is difficult to obtain a resist pattern film thickness sufficient for substrate processing simply by thinning the resist. Therefore, not only the resist pattern but also a process of creating a resist underlayer film between the resist and the semiconductor substrate to be processed and giving the resist underlayer film a function as a mask at the time of substrate processing is required.

現在、このようなプロセス用のレジスト下層膜として、種々のものが知られている。例えば、従来のエッチング速度の速いレジスト下層膜とは異なり、レジストに近いドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜を挙げることができる。このようなリソグラフィー用レジスト下層膜を形成するための材料として、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と溶媒とを含有する多層レジストプロセス用下層膜形成材料が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、レジストに比べて小さいドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜も挙げることができる。このようなリソグラフィー用レジスト下層膜を形成するための材料として、特定の繰り返し単位を有する重合体を含むレジスト下層膜材料が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、半導体基板に比べて小さいドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜も挙げることができる。このようなリソグラフィー用レジスト下層膜を形成するための材料として、アセナフチレン類の繰り返し単位と、置換又は非置換のヒドロキシ基を有する繰り返し単位とを共重合してなる重合体を含むレジスト下層膜材料が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 Currently, various resist underlayer films for such processes are known. For example, a resist underlayer film for lithography having a selection ratio of a dry etching rate close to that of a resist, unlike a conventional resist underlayer film having a high etching rate, can be mentioned. As a material for forming such a resist underlayer film for lithography, it contains a resin component having at least a substituent having at least a substituent that desorbs a terminal group to form a sulfonic acid residue when a predetermined energy is applied, and a solvent. A lower layer film forming material for a multilayer resist process has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, a resist underlayer film for lithography having a selection ratio of a dry etching rate smaller than that of a resist can also be mentioned. As a material for forming such a resist underlayer film for lithography, a resist underlayer film material containing a polymer having a specific repeating unit has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Further, a resist underlayer film for lithography having a selection ratio of a dry etching rate smaller than that of a semiconductor substrate can be mentioned. As a material for forming such a resist underlayer film for lithography, a resist underlayer film material containing a polymer obtained by copolymerizing a repeating unit of acenaphthylene and a repeating unit having a substituted or unsubstituted hydroxy group is used. It has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

一方、この種のレジスト下層膜において高いエッチング耐性を持つ材料としては、メタンガス、エタンガス、アセチレンガスなどを原料に用いた化学蒸着薄膜成膜法(Chemical Vapour Deposition、以下「CVD」とも記す。)により形成されたアモルファスカーボン下層膜がよく知られている。しかしながら、プロセス上の観点から、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスでレジスト下層膜を形成できるレジスト下層膜材料が求められている。 On the other hand, as a material having high etching resistance in this type of resist underlayer film, a chemical vapor deposition thin film deposition method (Chemical Vapor Deposition, hereinafter also referred to as “CVD”) using methane gas, ethane gas, acetylene gas or the like as raw materials is used. The formed amorphous carbon underlayer film is well known. However, from the viewpoint of the process, there is a demand for a resist underlayer film material capable of forming a resist underlayer film by a wet process such as a spin coating method or screen printing.

また最近は複雑な形状の被加工層に対し、リソグラフィー用レジスト下層膜を形成する要求があり、埋め込み性や膜表面の平坦化性に優れた下層膜を形成できるレジスト下層膜材料が求められている。 Recently, there has been a demand for forming a resist underlayer film for lithography for a layer to be processed having a complicated shape, and there is a demand for a resist underlayer film material capable of forming an underlayer film having excellent embedding property and film surface flattening property. There is.

なお、3層プロセスにおけるレジスト下層膜の形成において用いられる中間層の形成方法に関しては、例えば、シリコン窒化膜の形成方法(例えば、特許文献4参照。)や、シリコン窒化膜のCVD形成方法(例えば、特許文献5参照。)が知られている。また、3層プロセス用の中間層材料としては、シルセスキオキサンベースの珪素化合物を含む材料が知られている(例えば、特許文献6及び7参照。)。 Regarding the method for forming the intermediate layer used in the formation of the resist underlayer film in the three-layer process, for example, a method for forming a silicon nitride film (see, for example, Patent Document 4) and a method for forming a CVD for a silicon nitride film (for example, see Patent Document 4). , Patent Document 5) is known. Further, as an intermediate layer material for a three-layer process, a material containing a silicon compound based on silsesquioxane is known (see, for example, Patent Documents 6 and 7).

本発明者らは、特定の化合物又は樹脂を含むリソグラフィー用下層膜形成組成物を提案している(例えば、特許文献8参照。)。 The present inventors have proposed an underlayer film forming composition for lithography containing a specific compound or resin (see, for example, Patent Document 8).

光学部品形成組成物としても様々なものが提案されており、例えば、アクリル系樹脂(例えば、特許文献9~10参照。)や、アリル基で誘導された特定の構造を有するポリフェノール(例えば、特許文献11参照。)が提案されている。 Various optical component forming compositions have been proposed, such as acrylic resins (see, for example, Patent Documents 9 to 10) and polyphenols having a specific structure derived from an allyl group (for example, patents). Reference 11) has been proposed.

特開2004-177668号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-177668 特開2004-271838号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-271883 特開2005-250434号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-250434 特開2002-334869号公報JP-A-2002-334869 国際公開第2004/066377号International Publication No. 2004/06637 特開2007-226170号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-226170 特開2007-226204号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-226204 国際公開第2013/024779号International Publication No. 2013/024779 特開2010-138393号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-138393 特開2015-174877号公報JP-A-2015-174877 国際公開第2014/123005号International Publication No. 2014/123005

上述したように、従来数多くのリソグラフィー用下層膜形成材料が提案されているが、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスが適用可能な高い溶媒溶解性、耐熱性及びエッチング耐性を高い水準で両立させたものはなく、新たな材料の開発が求められている。 As described above, many underlayer film forming materials for lithography have been proposed in the past, but they have high levels of high solvent solubility, heat resistance and etching resistance to which wet processes such as spin coating and screen printing can be applied. There is nothing to do, and the development of new materials is required.

また、従来、数多くの光学部材向け組成物が提案されているが、耐熱性、透明性及び屈折率を高い次元で両立させたものはなく、新たな材料の開発が求められている。 Further, although many compositions for optical members have been proposed in the past, none of them have both heat resistance, transparency and refractive index at a high level, and development of a new material is required.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、溶媒溶解性に優れ湿式プロセスへの適用が可能であり、耐熱性及びエッチング耐性に優れるリソグラフィー用膜形成に有用な化合物、樹脂及び組成物を提供することにある。また、該組成物を用いたパターン形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a compound, a resin and a composition which are excellent in solvent solubility, can be applied to a wet process, and are useful for forming a film for lithography having excellent heat resistance and etching resistance. Another object of the present invention is to provide a pattern forming method using the composition.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有する化合物を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a compound having a specific structure, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は次のとおりである。
[1]下記式(A)で表される化合物。

Figure 0007090843000001
(式(A)中、Rは、水素原子、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基又は炭素数6~30のアリール基であり、
は、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のm価の基であって、該アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、該アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さず、
は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数2~30のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基 、チオール基、水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基又は水酸基であり、前記アルキル基、前記アリール基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基は、エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含んでいてもよく、ここで、Rの少なくとも1つは水酸基であり、nは、各々独立して、0~8の整数であり、ここで、nの少なくとも1つは1~8の整数であり、mは、1~4の整数であり、kは、各々独立して、0~2の整数である。)
[2]前記式(A)で表される化合物が、下記式(1)で表される化合物である、前記[1]に記載の化合物。
Figure 0007090843000002
(式(1)中、R、R、m及びkは、上記式(A)で説明したものと同義である。
3Aは、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数2~30のアルケニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基 又はチオール基であり、
4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、ここで、R4Aの少なくとも1つは水素原子であり、
6Aは、各々独立して、0~7の整数である。)
[3]前記式(1)で表される化合物が、下記式(1’)で表される化合物である、前記[2]に記載の化合物。
Figure 0007090843000003
(式(1’)中、Rは、前記式(A)で説明したものと同義である。)
[4]前記式(1’)で表される化合物が、下記式(2)で表される化合物である、前記[3]に記載の化合物。
Figure 0007090843000004
(式(2)中、R3Bは、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基であり、m6Bは、1~5の整数である。)
[5]前記式(2)で表される化合物が、下記式(2-1)~式(2-12)で表される群から選ばれる化合物である、前記[4]に記載の化合物。
Figure 0007090843000005
Figure 0007090843000006
Figure 0007090843000007
Figure 0007090843000008
[6]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物に由来する構成単位を有する、樹脂。
[7]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、組成物。
[8]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、光学部品形成用組成物。
[9]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用膜形成組成物。
[10]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、レジスト組成物。
[11]溶媒をさらに含有する、前記[10]に記載のレジスト組成物。
[12]酸発生剤をさらに含有する、前記[10]又は[11]に記載のレジスト組成物。
[13]酸拡散制御剤をさらに含有する、前記[10]~[12]のいずれかに記載のレジスト組成物。
[14]前記[10]~[13]のいずれかに記載のレジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む、レジストパターン形成方法。
[15]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上である成分(A)と、 ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、 溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、 前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して20~99質量%であり、 前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して1~80質量%である、感放射線性組成物。
[16]前記成分(A)と、前記ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、前記感放射線性組成物に任意に含まれ得るその他の任意成分(D)と、の含有量比((A)/(B)/(D))が、前記感放射線性組成物の固形分100質量%に対して、1~99質量%/99~1質量%/0~98質量%である、前記[15]に記載の感放射線性組成物。
[17]スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる、前記[15]又は[16]に記載の感放射線性組成物。
[18]前記[15]~[17]のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む、アモルファス膜の製造方法。
[19]前記[15]~[17]のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、 形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程を含む、レジストパターン形成方法。
[20]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる種類以上を含有する、リソグラフィー用下層膜形成材料。
[21]前記[20]に記載のリソグラフィー用下層膜形成材料と、溶媒と、を含有する、リソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[22]酸発生剤をさらに含有する、前記[21]に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[23]架橋剤をさらに含有する、前記[21]又は[22]に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[24]前記[21]~[23]のいずれかに記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む、リソグラフィー用下層膜の製造方法。
[25]前記[21]~[23]のいずれかに記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に、下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程と、を有する、レジストパターン形成方法。
[26]前記[21]~[23]のいずれかに記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成する工程と、
前記中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングして、中間層膜パターンを形成する工程と、
前記中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングして、下層膜パターンを形成する工程と、
前記下層膜パターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして、前記基板にパターンを形成する工程と、を有する、回路パターン形成方法。
[27]前記[1]~[5]のいずれかに記載の化合物及び前記[6]に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、 得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない溶媒を含む、精製方法。
[28]前記酸性の水溶液が、鉱酸水溶液又は有機酸水溶液であり、 前記鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた鉱酸水溶液であり、 前記有機酸水溶液が、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた有機酸水溶液である、前記[27]に記載の精製方法。
[29]前記水と混和しない溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の溶媒である、前記[27]又は[28]に記載の精製方法。
[30]前記第一抽出工程後、前記化合物及び/又は前記樹脂を含む溶液相を、さらに水に接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程含む、前記[27]~[29]のいずれかに記載の精製方法。That is, the present invention is as follows.
[1] A compound represented by the following formula (A).
Figure 0007090843000001
(In the formula (A), RY is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
R Z is a m-valent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent. It has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, and when the aryl group has a hydroxyl group, it does not have an iodine atom and / or a methoxy group.
Each RT has a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and may have a substituent and has 6 to 30 carbon atoms. Aryl group, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an amino group, and a carboxyl group. A group or hydroxyl group in which a hydrogen atom of a group, a thiol group or a hydroxyl group is substituted with an acid dissociable group, and the alkyl group, the aryl group, the alkenyl group and the alkoxy group have an ether bond, a ketone bond or an ester bond. May include, where at least one of RTs is a hydroxyl group, n is independently an integer of 0-8, where at least one of n is an integer of 1-8. M is an integer of 1 to 4, and k is an independently of an integer of 0 to 2. )
[2] The compound according to the above [1], wherein the compound represented by the formula (A) is a compound represented by the following formula (1).
Figure 0007090843000002
(In the formula (1), RY , RZ , m and k are synonymous with those described in the above formula (A).
Each of R 3A independently has a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Aryl group, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a carboxyl group or a thiol group.
Each R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociating group, where at least one of the R 4A is a hydrogen atom.
m 6A is an integer of 0 to 7 independently of each other. )
[3] The compound according to the above [2], wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (1').
Figure 0007090843000003
(In the formula (1'), RZ is synonymous with the one described in the above formula (A).)
[4] The compound according to the above [3], wherein the compound represented by the formula (1') is a compound represented by the following formula (2).
Figure 0007090843000004
In the formula (2), R 3B is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent, and m 6B is 1 It is an integer of ~ 5.)
[5] The compound according to the above [4], wherein the compound represented by the formula (2) is a compound selected from the group represented by the following formulas (2-1) to (2-12).
Figure 0007090843000005
Figure 0007090843000006
Figure 0007090843000007
Figure 0007090843000008
[6] A resin having a structural unit derived from the compound according to any one of the above [1] to [5].
[7] A composition containing at least one selected from the group consisting of the compound according to any one of the above [1] to [5] and the resin according to the above [6].
[8] An optical component forming composition containing at least one selected from the group consisting of the compound according to any one of [1] to [5] and the resin according to [6].
[9] A film forming composition for lithography containing at least one selected from the group consisting of the compound according to any one of [1] to [5] and the resin according to [6].
[10] A resist composition containing at least one selected from the group consisting of the compound according to any one of [1] to [5] and the resin according to [6].
[11] The resist composition according to the above [10], further containing a solvent.
[12] The resist composition according to the above [10] or [11], further containing an acid generator.
[13] The resist composition according to any one of [10] to [12] above, further containing an acid diffusion control agent.
[14] A step of forming a resist film on a substrate using the resist composition according to any one of [10] to [13] above, and
A step of exposing at least a part of the formed resist film, and
A resist pattern forming method comprising a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern.
[15] A component (A) that is one or more selected from the group consisting of the compound according to any one of the above [1] to [5] and the resin according to the above [6], and a diazonaphthoquinone photoactive compound ( A radiation-sensitive composition containing B) and a solvent, wherein the content of the solvent is 20 to 99% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition, and the solvent. A radiation-sensitive composition, wherein the content of the components other than the above is 1 to 80% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition.
[16] The content ratio ((A)) of the component (A), the diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and another optional component (D) that can be optionally contained in the radiation-sensitive composition. / (B) / (D)) is 1 to 99% by mass / 99 to 1% by mass / 0 to 98% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the radiation-sensitive composition. ] The radiation-sensitive composition according to.
[17] The radiation-sensitive composition according to the above [15] or [16], wherein an amorphous film can be formed by spin coating.
[18] A method for producing an amorphous film, which comprises a step of forming an amorphous film on a substrate by using the radiation-sensitive composition according to any one of [15] to [17].
[19] Using the radiation-sensitive composition according to any one of the above [15] to [17], a step of forming a resist film on a substrate and exposing at least a part of the formed resist film. A resist pattern forming method comprising a step and a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern.
[20] A lower layer film forming material for lithography containing a kind or more selected from the group consisting of the compound according to any one of the above [1] to [5] and the resin according to the above [6].
[21] A composition for forming an underlayer film for lithography, which comprises the material for forming an underlayer film for lithography according to the above [20] and a solvent.
[22] The composition for forming an underlayer film for lithography according to the above [21], which further contains an acid generator.
[23] The composition for forming an underlayer film for lithography according to the above [21] or [22], which further contains a cross-linking agent.
[24] A method for producing an underlayer film for lithography, which comprises a step of forming an underlayer film on a substrate by using the composition for forming an underlayer film for lithography according to any one of the above [21] to [23].
[25] A step of forming a lower layer film on a substrate by using the composition for forming a lower layer film for lithography according to any one of the above [21] to [23].
A step of forming at least one photoresist layer on the underlayer film, and
A resist pattern forming method comprising a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing the photoresist pattern to form a resist pattern.
[26] A step of forming a lower layer film on a substrate by using the composition for forming a lower layer film for lithography according to any one of the above [21] to [23].
A step of forming an intermediate layer film on the lower layer film using a resist intermediate layer film material containing a silicon atom, and a step of forming the intermediate layer film.
A step of forming at least one photoresist layer on the intermediate layer film and
A step of irradiating a predetermined area of the photoresist layer with radiation and developing the resist layer to form a resist pattern.
A step of etching the intermediate layer film using the resist pattern as a mask to form an intermediate layer film pattern,
A step of etching the lower layer film using the intermediate layer film pattern as an etching mask to form a lower layer film pattern, and a step of forming the lower layer film pattern.
A circuit pattern forming method comprising a step of etching a substrate using the underlayer film pattern as an etching mask to form a pattern on the substrate.
[27] A step of dissolving one or more selected from the group consisting of the compound according to any one of [1] to [5] and the resin according to [6] in a solvent to obtain a solution (S). And / or a first extraction step of bringing the obtained solution (S) into contact with an acidic aqueous solution to extract impurities in the compound and / or the resin, and the solution (S) is used in the step of obtaining the solution (S). A purification method comprising a solvent in which the solvent is immiscible with water.
[28] The acidic aqueous solution is a mineral acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution, and the mineral acid aqueous solution is a mineral acid in which one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitrate and phosphoric acid is dissolved in water. It is an aqueous solution, and the organic acid aqueous solution is acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and trifluoro. The purification method according to the above [27], which is an organic acid aqueous solution in which one or more selected from the group consisting of acetic acid is dissolved in water.
[29] The solvent immiscible with water is one or more solvents selected from the group consisting of toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl acetate. The purification method according to [27] or [28].
[30] The present invention comprises a second extraction step after the first extraction step, wherein the solution phase containing the compound and / or the resin is further brought into contact with water to extract impurities in the compound and / or the resin. The purification method according to any one of [27] to [29].

本発明によれば、溶媒溶解性に優れ湿式プロセスへの適用が可能であり、耐熱性及びエッチング耐性に優れるリソグラフィー用膜形成に有用な化合物、樹脂及び組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a compound, a resin and a composition which are excellent in solvent solubility, can be applied to a wet process, and are useful for forming a film for lithography having excellent heat resistance and etching resistance.

以下、本発明の実施の形態(以下、単に「本実施形態」とも記す)について説明する。なお、以下の実施の形態は本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the present embodiment”) will be described. It should be noted that the following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments thereof.

[式(A)で表される化合物]
本実施形態の化合物は、下記式(A)で表される化合物である。

Figure 0007090843000009
(式(A)中、Rは、水素原子、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基又は炭素数6~30のアリール基であり、
は、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のm価の基であって、該アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、該アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さず、
は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数2~30のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数1~30のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基 、チオール基、水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基又は水酸基であり、前記アルキル基、前記アリール基、前記アルケニル基、前記アルコキシ基は、エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含んでいてもよく、
ここで、Rの少なくとも1つは水酸基であり、
nは、各々独立して0~8の整数であり、ここで、nの少なくとも1つは1~8の整数であり、
mは、1~4の整数であり、
kは、各々独立して0~2の整数である。)[Compound represented by the formula (A)]
The compound of this embodiment is a compound represented by the following formula (A).
Figure 0007090843000009
(In the formula (A), RY is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
R Z is a m-valent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent. It has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, and when the aryl group has a hydroxyl group, it does not have an iodine atom and / or a methoxy group.
Each RT has a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and may have a substituent and has 6 to 30 carbon atoms. Aryl group, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an amino group, and a carboxyl group. A group or hydroxyl group in which a hydrogen atom of a group, a thiol group or a hydroxyl group is substituted with an acid dissociable group, and the alkyl group, the aryl group, the alkenyl group and the alkoxy group have an ether bond, a ketone bond or an ester bond. May include,
Here, at least one of RT is a hydroxyl group,
n is an integer of 0 to 8 independently, where at least one of n is an integer of 1 to 8.
m is an integer from 1 to 4 and
k is an integer of 0 to 2 independently. )

上記式(A)におけるRは、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のm価の基であって、該アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、該アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さない。
上記m価の基とは、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルカントリイル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルカンテトライル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の一価の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の二価の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の三価の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の四価の芳香族基のことを表す。ここで、上記アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、上記アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さない。また、上記m価の基は、二重結合、ヘテロ原子若又は炭素数6~30の芳香族基を有していてもよい。
本実施形態の化合物は、上記式(A)におけるRが上記のような特定の構造であることにより、耐熱性が高く、また良好なレジストパターン形状を付与でき、さらにはエッチング耐性にも優れる。
RZ in the above formula (A) is a m- valent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group has a substituent. It has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may be possessed, and the aryl group does not have an iodine atom and / or a methoxy group when it has a hydroxyl group.
The m-valent group is an alkyl group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. It has an alkylene group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group, an alcantryl group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent. One of an alkanetetrayl group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms and 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. A valent aromatic group, a divalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms may have a substituent, and a divalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms may have a substituent. A trivalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group of to 30 and a tetravalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Represents a group. Here, the aryl group has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group has an iodine atom and a hydroxyl group when it has a hydroxyl group. / Or does not have a methoxy group. Further, the m-valent group may have a double bond, a heteroatom young or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms.
Since the R Z in the above formula (A) has a specific structure as described above, the compound of the present embodiment has high heat resistance, can impart a good resist pattern shape, and is also excellent in etching resistance. ..

上記m価の基としては、平坦性の観点から、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の一価の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の二価の芳香族基であることが好ましい。
また、熱安定性の観点から、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の一価の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の二価の芳香族基であることが好ましい。
From the viewpoint of flatness, the m-valent group may have an alkyl group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent and a substituent. A monovalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including a good aryl group having 6 to 30 carbon atoms and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. It is preferably a divalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms and containing an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a group or a substituent.
Further, from the viewpoint of thermal stability, an alkyl group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent and an alkyl group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent may be used. An alkylene group having 6 to 60 carbon atoms including 30 aryl groups, a monovalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent. It is preferably a divalent aromatic group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may be possessed.

置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の1価の基であって、該アリール基が置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有するものとしては、特に限定されないが、例えば、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンタフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、フロロメチルフェニル基等が挙げられる。
ここで、分岐状のアルキル基とは、特に限定されず、例えば、ブチル基であれば、n-ブチル基、t-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基等が含まれる。
It is a monovalent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent having 1 to 1 carbon atoms. Those having 30 linear or branched alkyl groups or hydroxyl groups are not particularly limited, but for example, methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, ethylphenyl group, propylphenyl group, butylphenyl group, and the like. Examples thereof include pentaphenyl group, butylmethylphenyl group, hydroxyphenyl group, dihydroxyphenyl group, fluoromethylphenyl group and the like.
Here, the branched alkyl group is not particularly limited, and for example, in the case of a butyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group and the like are included.

置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の2価の基であって、該アリール基が置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有するものとしては、特に限定されないが、例えば、メチルフェニレン基、ジメチルフェニレン基、トリメチルフェニレン基、エチルフェニレン基、プロピルフェニレン基、ブチルフェニレン基、ペンタフェニレン基、ブチルメチルフェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、ジヒドロキシフェニレン基、フロロメチルフェニレン基等が挙げられる。 It is a divalent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent and has 1 to 1 carbon atoms. The group having 30 linear or branched alkyl groups or hydroxyl groups is not particularly limited, but for example, a methylphenylene group, a dimethylphenylene group, a trimethylphenylene group, an ethylphenylene group, a propylphenylene group, a butylphenylene group, and the like. Examples thereof include a pentaphenylene group, a butylmethylphenylene group, a hydroxyphenylene group, a dihydroxyphenylene group, a fluoromethylphenylene group and the like.

置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の3価の基であって、該アリール基が置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有するものとしては、特に限定されないが、例えば、メチルベンゼントリイル基、ジメチルベンゼントリイル基、トリメチルベンゼントリイル基、エチルベンゼントリイル基、プロピルベンゼントリイル基、ブチルベンゼントリイル基、ペンタベンゼントリイル基、ブチルメチルベンゼントリイル基、ヒドロキシベンゼントリイル基、ジヒドロキシベンゼントリイル基、フロロメチルベンゼントリイル基等が挙げられる。 It is a trivalent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent having 1 to 1 carbon atoms. Those having 30 linear or branched alkyl groups or hydroxyl groups are not particularly limited, but for example, methylbenzenetriyl group, dimethylbenzenetriyl group, trimethylbenzenetriyl group, ethylbenzenetriyl group, propyl. Examples thereof include a benzenetriyl group, a butylbenzenetriyl group, a pentabenzenetriyl group, a butylmethylbenzenetriyl group, a hydroxybenzenetriyl group, a dihydroxybenzenetriyl group, a fluoromethylbenzenetriyl group and the like.

置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の4価の基であって、該アリール基が置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有するものとしては、特に限定されないが、例えば、メチルベンゼンテトライル基、ジメチルベンゼンテトライル基、トリメチルベンゼンテトライル基、エチルベンゼンテトライル基、プロピルベンゼンテトライル基、ブチルベンゼンテトライル基、ペンタベンゼンテトライル基、ブチルメチルベンゼンテトライル基、ヒドロキシベンゼンテトライル基、ジヒドロキシベンゼンテトライル基、フロロメチルベンゼンテトライル基等が挙げられる。 It is a tetravalent group having 6 to 60 carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group may have a substituent having 1 to 1 carbon atoms. Those having 30 linear or branched alkyl groups or hydroxyl groups are not particularly limited, but for example, methylbenzenetetrayl group, dimethylbenzenetetrayl group, trimethylbenzenetetrayl group, ethylbenzenetetrayl group, propyl. Examples thereof include a benzenetetrayl group, a butylbenzenetetrayl group, a pentabenzenetetrayl group, a butylmethylbenzenetetrayl group, a hydroxybenzenetetrayl group, a dihydroxybenzenetetrayl group, a fluoromethylbenzenetetrayl group and the like.

これらのうち、耐熱性の観点から、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンタフェニル基、ブチルメチルフェニル基が好ましい。
これらの中でも特に原料の入手性の観点から、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基が好ましい。
Of these, from the viewpoint of heat resistance, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, a trimethylphenyl group, an ethylphenyl group, a propylphenyl group, a butylphenyl group, a pentaphenyl group and a butylmethylphenyl group are preferable.
Among these, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, an ethylphenyl group, a propylphenyl group and a butylphenyl group are particularly preferable from the viewpoint of availability of raw materials.

上記式(A)におけるRは、水素原子、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基又は炭素数6~30のアリール基である。前記アルキル基及びアリール基は、エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含んでいてもよい。 RY in the above formula (A) is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. The alkyl group and aryl group may contain an ether bond, a ketone bond or an ester bond.

上記式(A)におけるRは、各々独立して、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数2~30のアルケニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基 、チオール基、水酸基の水素原子が酸解離性基で置換された基及び水酸基からなる群より選択される基である。ここで、Rの少なくとも1つは水酸基である。また、nは、各々独立して0~8の整数であり、ここで、nの少なくとも1つは1~8の整数であり、mは、1~4の整数であり、kは、各々独立して、0~2の整数である。Each of the RTs in the above formula (A) is an independently linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. , An alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group, a group in which the hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with an acid dissociative group, and a hydroxyl group. It is a group selected from the group consisting of. Here, at least one of RT is a hydroxyl group. Further, n is an integer of 0 to 8 independently, where at least one of n is an integer of 1 to 8, m is an integer of 1 to 4, and k is an independent integer. Then, it is an integer of 0 to 2.

本明細書において酸解離性基とは、酸の存在下で開裂して、アルカリ可溶性基等の変化を生じる特性基をいう。アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、ヘキサフルオロイソプロパノール基などが挙げられ、フェノール性水酸基及びカルボキシル基が好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。前記酸解離性基としては、KrFやArF用の化学増幅型レジスト組成物に用いられるヒドロキシスチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂等において提案されているもののなかから適宜選択して用いることができる。限定されないが、例えば、特開2012-136520号公報に記載の酸解離性基が使用される。 As used herein, the acid dissociable group refers to a characteristic group that is cleaved in the presence of an acid to cause a change in an alkali-soluble group or the like. Examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hexafluoroisopropanol group and the like, and a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group are preferable, and a phenolic hydroxyl group is particularly preferable. The acid dissociable group may be appropriately selected from those proposed in hydroxystyrene resins used in chemically amplified resist compositions for KrF and ArF, (meth) acrylic acid resins, and the like. can. Although not limited, for example, the acid dissociative group described in JP2012-136520A is used.

本実施形態の化合物は、上記のような構造を有するため、耐熱性が高く、溶媒溶解性も高い。また、本実施形態の化合物は、下記式(1)で表される化合物であることが溶媒への溶解性、耐熱性の観点から好ましい。

Figure 0007090843000010
(式(1)中、R、R、m及びkは、前記式(A)で説明したものと同義である。
3Aは、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数2~30のアルケニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基 又はチオール基であり、
4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、
ここで、R4Aの少なくとも1つは水素原子であり、
6Aは、各々独立して、0~7の整数である。)Since the compound of this embodiment has the above-mentioned structure, it has high heat resistance and high solvent solubility. Further, the compound of the present embodiment is preferably a compound represented by the following formula (1) from the viewpoint of solubility in a solvent and heat resistance.
Figure 0007090843000010
(In the formula (1), R Z , RY , m and k are synonymous with those described in the above formula (A).
Each of R 3A independently has a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Aryl group, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a carboxyl group or a thiol group.
Each of R 4A is a hydrogen atom or an acid dissociative group independently.
Here, at least one of R 4A is a hydrogen atom,
m 6A is an integer of 0 to 7 independently of each other. )

また、溶媒への溶解性、耐熱性の点から、本実施形態において、前記式(1)で表される化合物が、下記式(1’)で表される化合物であることが好ましい。

Figure 0007090843000011
(式(1’)中、Rは、前記式(A)で説明したものと同義である。)Further, from the viewpoint of solubility in a solvent and heat resistance, the compound represented by the above formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (1') in the present embodiment.
Figure 0007090843000011
(In the formula (1'), RZ is synonymous with the one described in the above formula (A).)

さらに、耐熱性、有機溶媒への溶解性の観点から、本実施形態において、上記(1’)で表される化合物が、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。

Figure 0007090843000012
(式(2)中、R3Bは、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基であり、m6Bは、1~5の整数である。)Further, from the viewpoint of heat resistance and solubility in an organic solvent, the compound represented by the above (1') is preferably a compound represented by the following formula (2) in the present embodiment.
Figure 0007090843000012
In the formula (2), R 3B is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent, and m 6B is 1 It is an integer of ~ 5.)

さらに、耐熱性、有機溶媒への溶解性の観点から、本実施形態において、前記式(2)で表される化合物の具体例を以下に例示するが、ここに列挙した限りではない。また、下記式(2-1)~式(2-12)で表される群から選ばれる化合物であることが好ましい。

Figure 0007090843000013
Figure 0007090843000014
Figure 0007090843000015
Figure 0007090843000016
Further, from the viewpoint of heat resistance and solubility in an organic solvent, specific examples of the compound represented by the formula (2) in the present embodiment are illustrated below, but are not limited to those listed here. Further, it is preferable that the compound is selected from the group represented by the following formulas (2-1) to (2-12).
Figure 0007090843000013
Figure 0007090843000014
Figure 0007090843000015
Figure 0007090843000016

前記式(A)で表される化合物の具体例を以下に例示するが、式(A)で表される化合物は、ここで列挙した具体例に限定されるものではない。 Specific examples of the compound represented by the formula (A) are exemplified below, but the compound represented by the formula (A) is not limited to the specific examples listed here.

Figure 0007090843000017
Figure 0007090843000017

Figure 0007090843000018
Figure 0007090843000018

前記式中、RZ’は前記式(A)で説明したRと同義である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, R Z'is synonymous with R Z described in the above formula (A). Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000019
Figure 0007090843000019

Figure 0007090843000020
Figure 0007090843000020

前記式中、RY’ 、RZ’は前記式(A)で説明したR、Rと同義である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RY'and RZ'are synonymous with RY and RZ described in the above formula (A). Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000021
Figure 0007090843000021

Figure 0007090843000022
Figure 0007090843000022

Figure 0007090843000023
Figure 0007090843000023

Figure 0007090843000024
Figure 0007090843000024

前記式中、また、RT’は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。また、mは、1~5の整数である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RT'is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. Further, m is an integer of 1 to 5. Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000025
Figure 0007090843000025

Figure 0007090843000026
Figure 0007090843000026

Figure 0007090843000027
Figure 0007090843000027

Figure 0007090843000028
Figure 0007090843000028

前記式中、また、RT’は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。また、mは、1~9の整数である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RT'is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. Further, m is an integer of 1 to 9. Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000029
Figure 0007090843000029

Figure 0007090843000030
Figure 0007090843000030

Figure 0007090843000031
Figure 0007090843000031

Figure 0007090843000032
Figure 0007090843000032

前記式中、RT’は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。また、mは、1~4の整数である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RT'is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. Further, m is an integer of 1 to 4. Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000033
Figure 0007090843000033

Figure 0007090843000034
Figure 0007090843000034

Figure 0007090843000035
Figure 0007090843000035

Figure 0007090843000036
Figure 0007090843000036

前記式中、RT’は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。また、mは、1~8の整数である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RT'is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. Further, m is an integer of 1 to 8. Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

Figure 0007090843000037
Figure 0007090843000037

Figure 0007090843000038
Figure 0007090843000038

Figure 0007090843000039
Figure 0007090843000039

Figure 0007090843000040
Figure 0007090843000040

前記式中、RT’は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。また、mは、1~3の整数である。さらに、R4Aは、各々独立して、水素原子又は酸解離性基であり、OR4Aの少なくとも1つは水酸基である。In the above formula, RT'is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. Further, m is an integer of 1 to 3. Further, each of R 4A is independently a hydrogen atom or an acid dissociative group, and at least one of OR 4A is a hydroxyl group.

さらに前記式(A)で表される化合物は、エッチング耐性の観点から以下の構造を有する化合物であることが好ましい。 Further, the compound represented by the formula (A) is preferably a compound having the following structure from the viewpoint of etching resistance.

Figure 0007090843000041
Figure 0007090843000041

Figure 0007090843000042
Figure 0007090843000042

前記式中、R0Aは前記式(A)で説明したRと同義であり、R1A’は前記式(A)で説明したRと同義であり、R10~R11は、前記式(1)で説明したR4Aと同義である。In the above formula, R 0A is synonymous with RY described in the above formula (A), R 1A'is synonymous with R Z described in the above formula (A), and R 10 to R 11 are the above formulas. It is synonymous with R 4A described in (1).

Figure 0007090843000043
Figure 0007090843000043

Figure 0007090843000044
Figure 0007090843000044

前記式中、R10~R11は、前記式(1)で説明したR4Aと同義である。R14は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。m14は1~5の整数である。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1). R 14 is a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may independently have a substituent. m 14 is an integer of 1 to 5.

Figure 0007090843000045
Figure 0007090843000045

Figure 0007090843000046
Figure 0007090843000046

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R15は、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の1価の基であり、該アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、該アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さない。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 15 has the number of carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. It is a monovalent group of 6 to 60, and the aryl group has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group is When it has a hydroxyl group, it does not have an iodine atom and / or a methoxy group.

Figure 0007090843000047
Figure 0007090843000047

Figure 0007090843000048
Figure 0007090843000048

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R16は、置換基を有していてもよい炭素数6~30のアリール基を含む炭素数6~60の2価の基であって、該アリール基は置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基を有し、該アリール基は、水酸基を有する場合、ヨウ素原子及び/又はメトキシ基を有さない。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 16 has the number of carbon atoms including an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent. It is a divalent group of 6 to 60, and the aryl group has a linear or branched alkyl group or hydroxyl group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and the aryl group is If it has a hydroxyl group, it does not have an iodine atom and / or a methoxy group.

Figure 0007090843000049
Figure 0007090843000049

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R14は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。m14’は各々独立して0~4の整数である。但し、少なくともひとつのm14’は1~4の整数である。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 14 is a direct group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent. It is a chain or branched alkyl group or hydroxyl group. m 14'is an integer of 0 to 4 independently. However, at least one m 14'is an integer of 1 to 4.

Figure 0007090843000050
Figure 0007090843000050

Figure 0007090843000051
Figure 0007090843000051

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R14は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。m14’は1~4の整数である。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 14 is a direct group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent. It is a chain or branched alkyl group or hydroxyl group. m 14'is an integer of 1 to 4.

Figure 0007090843000052
Figure 0007090843000052

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R14は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。m14’は各々独立して0~4の整数である。但し、少なくともひとつのm14’は1~4の整数である。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 14 is a direct group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent. It is a chain or branched alkyl group or hydroxyl group. m 14'is an integer of 0 to 4 independently. However, at least one m 14'is an integer of 1 to 4.

Figure 0007090843000053
Figure 0007090843000053

前記式中、R10~R11は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R14は、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は水酸基である。m14’は1~4の整数である。In the above formula, R 10 to R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 14 is a direct group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent. It is a chain or branched alkyl group or hydroxyl group. m 14'is an integer of 1 to 4.

Figure 0007090843000054
Figure 0007090843000054

Figure 0007090843000055
Figure 0007090843000055

Figure 0007090843000056
Figure 0007090843000056

Figure 0007090843000057
Figure 0007090843000057

Figure 0007090843000058
Figure 0007090843000058

Figure 0007090843000059
Figure 0007090843000059

Figure 0007090843000060
Figure 0007090843000060

Figure 0007090843000061
Figure 0007090843000061

Figure 0007090843000062
Figure 0007090843000062

前記式中、R10及びR11は前記式(1)で説明したR4Aと同義である。前記式で表される化合物としては、耐熱性の観点からジベンゾキサンテン骨格を有する化合物が好ましい。In the above formula, R 10 and R 11 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1). As the compound represented by the above formula, a compound having a dibenzoxanthene skeleton is preferable from the viewpoint of heat resistance.

前記式(A)で表される化合物は、原料入手性の観点から以下の構造を有する化合物であることが好ましい。 The compound represented by the formula (A) is preferably a compound having the following structure from the viewpoint of availability of raw materials.

Figure 0007090843000063
Figure 0007090843000063

Figure 0007090843000064
Figure 0007090843000064

前記式中、R0Aは前記式(A)で説明したRと同義であり、R1A’は前記式(A)で説明したRと同義であり、R10、R11及びR13は、前記式(1)で説明したR4Aと同義である。前記式で表される化合物は、耐熱性の観点からキサンテン骨格を有する化合物が好ましい。In the above formula, R 0A is synonymous with RY described in the above formula (A), R 1A'is synonymous with R Z described in the above formula (A), and R 10 , R 11 and R 13 are synonymous. , Which is synonymous with R 4A described in the above formula (1). The compound represented by the above formula is preferably a compound having a xanthene skeleton from the viewpoint of heat resistance.

Figure 0007090843000065
Figure 0007090843000065

Figure 0007090843000066
Figure 0007090843000066

Figure 0007090843000067
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Figure 0007090843000069
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Figure 0007090843000070
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Figure 0007090843000082
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前記式中、R10、R11及びR13は前記式(1)で説明したR4Aと同義であり、R14、R15、R16、m14、m14’は前記と同義である。In the above formula, R 10 , R 11 and R 13 have the same meaning as R 4A described in the above formula (1), and R 14 , R 15 , R 16 and m 14 and m 14'have the same meaning as described above.

[式(A)で表される化合物の製造方法]
本実施形態の式(A)で表される化合物は、、公知の手法を応用して適宜合成することができ、その合成手法は特に限定されない。例えば、常圧下、ナフトール類と、所望とする化合物の構造に対応するアルデヒド類又はケトン類とを酸触媒下にて重縮合反応させることによって、上記一般式(A)で表される化合物を得ることができる。また、必要に応じて、加圧下で行うこともできる。
[Method for producing a compound represented by the formula (A)]
The compound represented by the formula (A) of the present embodiment can be appropriately synthesized by applying a known method, and the synthesis method is not particularly limited. For example, a compound represented by the above general formula (A) is obtained by polycondensing reaction of naphthols and aldehydes or ketones corresponding to the desired compound structure under an acid catalyst under normal pressure. be able to. Further, if necessary, it can be performed under pressure.

前記ナフトール類としては、例えば、ナフトール、メチルナフトール、メトキシナフタレン、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、ナフタレンジオール、ナフタレントリオールを用いることがキサンテン構造を容易に作ることができる観点からより好ましい。 Examples of the naphthols include, but are not limited to, naphthol, methylnaphthol, methoxynaphthalene, naphthalenediol, naphthalenetriol and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use naphthalenediol and naphthalenetriol from the viewpoint that a xanthene structure can be easily formed.

前記アルデヒド類としては、例えば、メチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、トリメチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、ペンタベンズアルデヒド、ブチルメチルベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、フロロメチルベンズアルデヒド等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、メチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、トリメチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、ペンタベンズアルデヒド、ブチルメチルベンズアルデヒド等を用いることが、高い耐熱性を与える観点から好ましい。 Examples of the aldehydes include methylbenzaldehyde, dimethylbenzaldehyde, trimethylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, propylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, pentabenzaldehyde, butylmethylbenzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, dihydroxybenzaldehyde, fluoromethylbenzaldehyde and the like. Not particularly limited. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use methylbenzaldehyde, dimethylbenzaldehyde, trimethylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, propylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, pentabenzaldehyde, butylmethylbenzaldehyde and the like from the viewpoint of imparting high heat resistance.

前記ケトン類としては、例えば、アセチルメチルベンゼン、アセチルジメチルベンゼン、アセチルトリメチルベンゼン、アセチルエチルベンゼン、アセチルプロピルベンゼン、アセチルブチルベンゼン、アセチルペンタベンゼン、アセチルブチルメチルベンゼン、アセチルヒドロキシベンゼン、アセチルジヒドロキシベンゼン、アセチルフロロメチルベンゼン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、アセチルメチルベンゼン、アセチルジメチルベンゼン、アセチルトリメチルベンゼン、アセチルエチルベンゼン、アセチルプロピルベンゼン、アセチルブチルベンゼン、アセチルペンタベンゼン、アセチルブチルメチルベンゼンを用いることが、高い耐熱性を与える観点から好ましい。 Examples of the ketones include acetylmethylbenzene, acetyldimethylbenzene, acetyltrimethylbenzene, acetylethylbenzene, acetylpropylbenzene, acetylbutylbenzene, acetylpentabenzene, acetylbutylmethylbenzene, acetylhydroxybenzene, acetyldihydroxybenzene, and acetylfluororo. Examples thereof include methylbenzene, but the present invention is not particularly limited thereto. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use acetylmethylbenzene, acetyldimethylbenzene, acetyltrimethylbenzene, acetylethylbenzene, acetylpropylbenzene, acetylbutylbenzene, acetylpentabenzene, and acetylbutylmethylbenzene from the viewpoint of imparting high heat resistance.

上記反応に用いる酸触媒については、公知のものから適宜選択して用いることができ、特に限定されない。このような酸触媒としては、無機酸や有機酸が広く知られている。上記酸触媒の具体例としては、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸、フッ酸等の無機酸;シュウ酸、マロン酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等の有機酸;塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素等のルイス酸;ケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸、リンモリブデン酸等の固体酸等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらのなかでも、製造上の観点から、有機酸及び固体酸が好ましく、入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、塩酸又は硫酸を用いることが好ましい。なお、酸触媒については、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、酸触媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して、0.01~100質量部であることが好ましい。 The acid catalyst used in the above reaction can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited. Inorganic acids and organic acids are widely known as such acid catalysts. Specific examples of the above acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, and hydrofluoric acid; Organic acids such as acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, naphthalenedisulfonic acid; zinc chloride, aluminum chloride , Lewis acids such as iron chloride and boron trifluoride; solid acids such as silicate tung acid, phosphotung acid, silicate molybdic acid, phosphomolybdic acid and the like, but are not particularly limited thereto. Among these, organic acids and solid acids are preferable from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferably used from the viewpoint of production such as easy availability and handling. As for the acid catalyst, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The amount of the acid catalyst used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, reaction conditions, etc., and is not particularly limited, but is 0.01 to 100 with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. It is preferably parts by mass.

上記反応の際には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、用いるアルデヒド類或いはケトン類とフェノール類との反応が進行するものであれば、特に限定されず、公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル又はこれらの混合溶媒等が例示される。なお、溶媒は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの溶媒の使用量は、使用する原料及び使用する酸触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定できる。上記溶媒の使用量としては、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲であることが好ましい。さらに、上記反応における反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができる。上記反応温度としては、特に限定されないが、通常10~200℃の範囲であることが好ましい。本実施形態の一般式(A)で表される構造を有する化合物として、キサンテン構造或いはチオキサンテン構造を形成するためには、反応温度は高い方が好ましく、具体的には60~200℃の範囲が好ましい。なお、反応方法は、公知の手法を適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、フェノール類、アルデヒド類或いはケトン類、酸触媒を一括で仕込む方法や、フェノール類やアルデヒド類或いはケトン類を酸触媒存在下で滴下していく方法がある。重縮合反応終了後、得られた化合物の単離は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、系内に存在する未反応原料や酸触媒等を除去するために、反応釜の温度を130~230℃ にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去する等の一般的手法を採ることにより、目的物である化合物を得ることができる。 A reaction solvent may be used in the above reaction. The reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction between the aldehydes or ketones used and the phenols proceeds, and can be appropriately selected from known ones, and can be used, for example, water or methanol. , Ethanol, propanol, butanol, methanol, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether or a mixed solvent thereof and the like are exemplified. As the solvent, one type can be used alone, or two or more types can be used in combination. The amount of these solvents used can be appropriately set according to the raw materials used, the type of acid catalyst used, reaction conditions, and the like. The amount of the solvent used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. Further, the reaction temperature in the above reaction can be appropriately selected according to the reactivity of the reaction raw material. The reaction temperature is not particularly limited, but is usually preferably in the range of 10 to 200 ° C. As the compound having the structure represented by the general formula (A) of the present embodiment, in order to form a xanthene structure or a thioxanthene structure, it is preferable that the reaction temperature is high, specifically, in the range of 60 to 200 ° C. Is preferable. As the reaction method, a known method can be appropriately selected and used, and the reaction method is not particularly limited, but is a method of collectively charging phenols, aldehydes or ketones, an acid catalyst, or phenols, aldehydes or ketones. There is a method of dropping in the presence of an acid catalyst. After completion of the polycondensation reaction, isolation of the obtained compound can be carried out according to a conventional method and is not particularly limited. For example, in order to remove unreacted raw materials and acid catalysts existing in the system, a general method such as raising the temperature of the reaction kettle to 130 to 230 ° C. and removing volatile substances at about 1 to 50 mmHg is used. By taking it, the desired compound can be obtained.

好ましい反応条件としては、アルデヒド類或いはケトン類1モルに対し、フェノール類を1モル~過剰量、及び酸触媒を0.001~1モル使用し、常圧で、50~200℃で20分~100時間程度反応させることにより進行する。 As preferable reaction conditions, 1 mol to excess amount of phenols and 0.001 to 1 mol of acid catalyst are used for 1 mol of aldehydes or ketones, and the pressure is 50 to 200 ° C. for 20 minutes to 20 minutes. It proceeds by reacting for about 100 hours.

反応終了後、公知の方法により目的物を単離することができる。例えば、反応液を濃縮し、純水を加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離させ、濾過により得られた固形物を乾燥させた後、カラムクロマトにより、副生成物と分離精製し、溶媒留去、濾過、乾燥を行って目的物である上記一般式(A)で表される構造を有する化合物を得ることができる。 After completion of the reaction, the desired product can be isolated by a known method. For example, the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate the reaction product, the reaction product is cooled to room temperature, filtered to separate, and the solid obtained by filtration is dried, and then subjected to column chromatography. The compound having a structure represented by the above general formula (A), which is the target product, can be obtained by separating and purifying from the by-product and distilling off the solvent, filtering and drying.

なお、上記一般式(A)で表される構造を有する化合物の分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が350~30,000であることが好ましく、より好ましくは500~20,000である。また、架橋効率を高めるとともにベーク中の揮発成分を抑制する観点から、上記一般式(A)で表される構造を有する化合物は、分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.1~7の範囲内のものが好ましい。なお、上記Mw及びMnは、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。 The molecular weight of the compound having the structure represented by the general formula (A) is not particularly limited, but the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) is preferably 350 to 30,000, more preferably 500. ~ 20,000. Further, from the viewpoint of increasing the crosslinking efficiency and suppressing the volatile components in the bake, the compound having the structure represented by the above general formula (A) has a dispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) of 1. Those in the range of 1 to 7 are preferable. The Mw and Mn can be measured by the method described in Examples described later.

上述した一般式(A)で表される構造を有する化合物は、湿式プロセスの適用がより容易になる等の観点から、溶媒に対する溶解性が高いものであることが好ましい。より具体的には、これら化合物及び/又は樹脂は、1-メトキシ-2-プロパノール(PGME)及び/又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を溶媒とする場合、当該溶媒に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましい。ここで、PGME及び/又はPGMEAに対する溶解度は、「樹脂の質量÷(樹脂の質量+溶媒の質量)×100(質量%)」と定義される。例えば、上記一般式(A)で示される化合物10gがPGMEA90gに対して溶解すると評価されるのは、一般式(A)で示される化合物のPGMEAに対する溶解度が「10質量%以上」となる場合であり、溶解しないと評価されるのは、当該溶解度が「10質量%未満」となる場合である。 The compound having the structure represented by the above-mentioned general formula (A) is preferably highly soluble in a solvent from the viewpoint of facilitating the application of a wet process and the like. More specifically, these compounds and / or resins have a solubility of 10% by mass or more in 1-methoxy-2-propanol (PGME) and / or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent. Is preferable. Here, the solubility in PGME and / or PGMEA is defined as "mass of resin ÷ (mass of resin + mass of solvent) × 100 (mass%)". For example, 10 g of the compound represented by the general formula (A) is evaluated to be soluble in 90 g of PGMEA when the solubility of the compound represented by the general formula (A) in PGMEA is "10% by mass or more". Yes, it is evaluated that it does not dissolve when the solubility is "less than 10% by mass".

本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料が後述する任意成分である有機溶媒を含む場合、上述した一般式(A)で表される構造を有する化合物の含有量は、特に限定されないが、有機溶媒を含む総量100質量部に対して、1~33質量部であることが好ましく、より好ましくは2~25質量部、さらに好ましくは3~20質量部である。 When the underlayer film forming material for lithography of the present embodiment contains an organic solvent which is an optional component described later, the content of the compound having the structure represented by the above-mentioned general formula (A) is not particularly limited, but the organic solvent. It is preferably 1 to 33 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and further preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount including.

[式(A)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂]
本実施形態の樹脂は、上記式(A)で表される化合物(以下、「本実施形態の化合物」ともいう。)に由来する構成単位を有する樹脂である。上記式(A)で表される化合物は、リソグラフィー用膜形成組成物等として、そのまま使用することができる。また、上記式(A)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂としても使用することができる。なお、式(A)で表される化合物に由来する構造単位を有する樹脂には、式(1)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂、及び、式(1’)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂、式(2)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂が含まれ、以下、「式(A)で表される化合物」は、「式(1)で表される化合物」、「式(1’)で表される化合物」、「式(2)で表される化合物」と読み替えることできるものとする。
[Resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (A)]
The resin of the present embodiment is a resin having a structural unit derived from the compound represented by the above formula (A) (hereinafter, also referred to as “compound of the present embodiment”). The compound represented by the above formula (A) can be used as it is as a film forming composition for lithography or the like. It can also be used as a resin having a structural unit derived from the compound represented by the above formula (A). The resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (A) includes a resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (1) and a resin represented by the formula (1'). A resin having a structural unit derived from the compound and a resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (2) are included. Hereinafter, the "compound represented by the formula (A)" is referred to as "a compound represented by the formula (A). It shall be read as "a compound represented by 1)", "a compound represented by the formula (1')", and "a compound represented by the formula (2)".

[式(A)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂の製造方法]
本実施形態の樹脂は、例えば、上記式(A)で表される化合物と架橋反応性のある化合物とを反応させることによって得られる。
[Method for producing a resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (A)]
The resin of the present embodiment can be obtained, for example, by reacting the compound represented by the above formula (A) with a compound having a cross-linking reactivity.

架橋反応性のある化合物としては、上記式(A)で表される化合物をオリゴマー化又はポリマー化し得るものである限り、公知のものを特に制限なく使用することができる。その具体例としては、例えば、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート、不飽和炭化水素基含有化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。 As the compound having a cross-linking reaction, known compounds can be used without particular limitation as long as the compound represented by the above formula (A) can be oligomerized or polymerized. Specific examples thereof include, but are not limited to, aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid halides, halogen-containing compounds, amino compounds, imino compounds, isocyanates, unsaturated hydrocarbon group-containing compounds and the like.

本実施形態における樹脂の具体例としては、例えば、上記式(A)で表される化合物を架橋反応性のある化合物であるアルデヒドとの縮合反応等によってノボラック化した樹脂が挙げられる。 Specific examples of the resin in the present embodiment include a resin obtained by novolacizing a compound represented by the above formula (A) by a condensation reaction with an aldehyde which is a compound having a cross-linking reaction.

ここで、上記式(A)で表される化合物をノボラック化する際に用いるアルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、フェニルプロピルアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラセンカルボアルデヒド、フェナントレンカルボアルデヒド、ピレンカルボアルデヒド、フルフラール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの中でも、ホルムアルデヒドがより好ましい。なお、これらのアルデヒド類は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記アルデヒド類の使用量は、特に限定されないが、上記式(A)で表される化合物1モルに対して、0.2~5モルが好ましく、より好ましくは0.5~2モルである。 Here, examples of the aldehyde used for novolacizing the compound represented by the above formula (A) include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, phenylpropylaldehyde, hydroxybenzaldehyde, and the like. Examples thereof include, but are not limited to, chlorobenzaldehyde, nitrobenzaldehyde, methylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, biphenylaldehyde, naphthoaldehyde, anthracenecarbaldehyde, phenanthrencarbaldehyde, pyrenecarbaldehyde, furfural and the like. Of these, formaldehyde is more preferred. In addition, these aldehydes can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The amount of the aldehydes used is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 5 mol, more preferably 0.5 to 2 mol, based on 1 mol of the compound represented by the above formula (A). be.

上記式(A)で表される化合物とアルデヒドとの縮合反応において、酸触媒を用いることもできる。ここで使用する酸触媒については、公知のものから適宜選択して用いることができ、特に限定されない。このような酸触媒としては、無機酸、有機酸、ルイス酸、固体酸が広く知られており、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸、フッ酸等の無機酸;シュウ酸、マロン酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等の有機酸;塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素等のルイス酸;或いはケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸又はリンモリブデン酸等の固体酸等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらのなかでも、製造上の観点から、有機酸及び固体酸が好ましく、入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、塩酸又は硫酸が好ましい。なお、酸触媒については、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 An acid catalyst can also be used in the condensation reaction between the compound represented by the above formula (A) and the aldehyde. The acid catalyst used here can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited. As such an acid catalyst, an inorganic acid, an organic acid, a Lewis acid, and a solid acid are widely known, and for example, an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, and hydrofluoric acid; Malonic acid, astringent acid, adipic acid, sebacic acid, citric acid, fumaric acid, maleic acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfon Organic acids such as acids, naphthalene sulfonic acid and naphthalenedi sulfonic acid; Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride and boron trifluoride; Examples thereof include solid acids, but the present invention is not particularly limited thereto. Among these, organic acids and solid acids are preferable from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferable from the viewpoint of production such as easy availability and handling. As for the acid catalyst, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

また、酸触媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して、0.01~100質量部であることが好ましい。 The amount of the acid catalyst used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, reaction conditions, etc., and is not particularly limited, but is 0.01 to 100 with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. It is preferably parts by mass.

但し、架橋反応性のある化合物として、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、5-ビニルノルボルナ-2-エン、α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの非共役二重結合を有する化合物との共重合反応の場合は、必ずしもアルデヒド類は必要ない。 However, as cross-linking reactive compounds, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphtylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroinden, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene , Α-Pinene, β-Pinene, Limonen and other compounds having a non-conjugated double bond do not necessarily require aldehydes.

上記式(A)で表される化合物とアルデヒドとの縮合反応において、反応溶媒を用いることもできる。この重縮合における反応溶媒としては、公知のものの中から適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン又はこれらの混合溶媒等が例示される。なお、反応溶媒は、1種を単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。 A reaction solvent can also be used in the condensation reaction between the compound represented by the above formula (A) and the aldehyde. The reaction solvent in this polycondensation can be appropriately selected from known ones and used, and is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane, and a mixed solvent thereof. Illustrated. As the reaction solvent, one type can be used alone or two or more types can be used in combination.

また、これらの反応溶媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲であることが好ましい。さらに、反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常10~200℃の範囲である。なお、反応方法は、公知の手法を適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、上記式(A)で表される化合物、アルデヒド類、触媒を一括で仕込む方法や、上記式(A)で表される化合物やアルデヒド類を触媒存在下で滴下していく方法がある。 The amount of these reaction solvents used can be appropriately set according to the type of raw material used, the type of catalyst used, reaction conditions, etc., and is not particularly limited, but is 0 to 2000 mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. It is preferably in the range of parts. Further, the reaction temperature can be appropriately selected depending on the reactivity of the reaction raw material, and is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 200 ° C. The reaction method can be appropriately selected and used by a known method, and is not particularly limited, but is a method of collectively charging the compound, aldehydes and catalyst represented by the above formula (A), or the above formula (A). ) Is added dropwise in the presence of a catalyst.

重縮合反応終了後、得られた樹脂の単離は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、系内に存在する未反応原料や触媒等を除去するために、反応釜の温度を130~230℃ にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去する等の一般的手法を採ることにより、目的物であるノボラック化した樹脂を得ることができる。 After completion of the polycondensation reaction, the obtained resin can be isolated according to a conventional method and is not particularly limited. For example, in order to remove unreacted raw materials and catalysts existing in the system, a general method such as raising the temperature of the reaction kettle to 130 to 230 ° C. and removing volatile substances at about 1 to 50 mmHg is adopted. Thereby, the novolakized resin, which is the target product, can be obtained.

ここで、本実施形態における樹脂は、上記式(A)で表される化合物の単独重合体であってもよいが、他のフェノール類との共重合体であってもよい。ここで共重合可能なフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ジメチルフェノール、トリメチルフェノール、ブチルフェノール、フェニルフェノール、ジフェニルフェノール、ナフチルフェノール、レゾルシノール、メチルレゾルシノール、カテコール、ブチルカテコール、メトキシフェノール、メトキシフェノール、プロピルフェノール、ピロガロール、チモール等が挙げるが、これらに特に限定されない。 Here, the resin in the present embodiment may be a homopolymer of the compound represented by the above formula (A), or may be a copolymer with other phenols. Examples of the phenols that can be copolymerized here include phenol, cresol, dimethylphenol, trimethylphenol, butylphenol, phenylphenol, diphenylphenol, naphthylphenol, resorcinol, methylresorcinol, catechol, butylcatechol, methoxyphenol, and methoxyphenol. Examples thereof include propylphenol, pyrogallol, timol and the like, but the present invention is not particularly limited thereto.

また、本実施形態における樹脂は、上述した他のフェノール類以外に、重合可能なモノマーと共重合させたものであってもよい。かかる共重合モノマーとしては、例えば、ナフトール、メチルナフトール、メトキシナフトール、ジヒドロキシナフタレン、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルナエン、ピネン、リモネン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、本実施形態における樹脂は、上記式(A)で表される化合物と上述したフェノール類との2元以上の(例えば、2~4元系)共重合体であっても、上記式(A)で表される化合物と上述した共重合モノマーとの2元以上(例えば、2~4元系)共重合体であっても、上記式(A)で表される化合物と上述したフェノール類と上述した共重合モノマーとの3元以上の(例えば、3~4元系)共重合体であってもよい。 In addition to the other phenols described above, the resin in this embodiment may be copolymerized with a polymerizable monomer. Examples of such copolymerization monomers include naphthol, methylnaphthol, methoxynaphthol, dihydroxynaphthalene, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphtylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, and 4-vinylcyclohexene. , Norbornadiene, vinylnorbornaene, pinen, limonene and the like, but are not particularly limited thereto. Even if the resin in the present embodiment is a copolymer of two or more elements (for example, a 2- to 4-element system) of the compound represented by the above formula (A) and the above-mentioned phenols, the above formula (for example) Even if it is a binary or more (for example, 2- to quaternary) copolymer of the compound represented by A) and the above-mentioned copolymerized monomer, the compound represented by the above-mentioned formula (A) and the above-mentioned phenols It may be a copolymer of 3 or more elements (for example, 3 to 4 elements) with the above-mentioned copolymerization monomer.

なお、本実施形態における樹脂の分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500~30,000であることが好ましく、より好ましくは750~20,000である。また、架橋効率を高めるとともにベーク中の揮発成分を抑制する観点から、本実施形態における樹脂は、分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.2~7の範囲内のものが好ましい。なお、上記Mnは、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。 The molecular weight of the resin in this embodiment is not particularly limited, but the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) is preferably 500 to 30,000, more preferably 750 to 20,000. Further, from the viewpoint of increasing the crosslinking efficiency and suppressing the volatile components in the bake, the resin in the present embodiment has a dispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) in the range of 1.2 to 7. preferable. The Mn can be obtained by the method described in Examples described later.

[組成物]
本実施形態の組成物は、前記式(A)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上の物質を含有する。また、本実施形態の組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。以下、「上記式(A)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上」を、「本実施形態の化合物及び/又は樹脂」又は「成分(A)」ともいう。
[Composition]
The composition of the present embodiment contains one or more substances selected from the group consisting of the compound represented by the formula (A) and a resin having a structural unit derived from the compound. Further, the composition of the present embodiment may contain both the compound of the present embodiment and the resin of the present embodiment. Hereinafter, "one or more selected from the group consisting of the compound represented by the above formula (A) and the resin having a structural unit derived from the compound" is referred to as "the compound and / or the resin of the present embodiment" or "component". Also called "(A)".

[光学部品形成用組成物]
本実施形態の光学部品形成用組成物は、上記式(A)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上を含有する。また、本実施形態の光学部品形成用組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。ここで、「光学部品」とは、フィルム状、シート状の部品の他、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、視野角制御レンズ、コントラスト向上レンズ等)、位相差フィルム、電磁波シールド用フィルム、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜、感光性光導波路をいう。本実施形態の化合物及び樹脂はこれら光学部品形成用途に有用である。
[Composition for forming optical components]
The composition for forming an optical component of the present embodiment contains at least one selected from the group consisting of a compound represented by the above formula (A) and a resin having a structural unit derived from the compound. Further, the composition for forming an optical component of the present embodiment may contain both the compound of the present embodiment and the resin of the present embodiment. Here, the "optical component" includes a film-shaped component, a sheet-shaped component, a plastic lens (prism lens, lenticular lens, microlens, frennel lens, viewing angle control lens, contrast improving lens, etc.), a retardation film, and the like. Refers to an electromagnetic wave shielding film, a prism, an optical fiber, a solder resist for flexible printed wiring, a plated resist, an interlayer insulating film for a multilayer printed wiring board, and a photosensitive optical waveguide. The compounds and resins of the present embodiment are useful for these optical component forming applications.

[リソグラフィー用膜形成組成物]
本実施形態のリソグラフィー用膜形成組成物は、上記式(A)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上の物質を含有する。また、本実施形態のリソグラフィー用膜形成組成物は本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。
[Film formation composition for lithography]
The film forming composition for lithography of the present embodiment contains one or more substances selected from the group consisting of a compound represented by the above formula (A) and a resin having a structural unit derived from the compound. Further, the lithographic film forming composition of the present embodiment may contain both the compound of the present embodiment and the resin of the present embodiment.

[レジスト組成物]
本実施形態のレジスト組成物は、上記式(A)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上の物質を含有する。また、本実施形態のレジスト組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。
[Resist composition]
The resist composition of the present embodiment contains one or more substances selected from the group consisting of the compound represented by the above formula (A) and a resin having a structural unit derived from the compound. Further, the resist composition of the present embodiment may contain both the compound of the present embodiment and the resin of the present embodiment.

また、本実施形態のレジスト組成物は、溶媒を含有することが好ましい。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル等の乳酸エステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸n-アミル、酢酸n-ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メトキシ-3-メチルプロピオン酸ブチル、3-メトキシ-3-メチル酪酸ブチル、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、シクロペンタノン(CPN)、シクロヘキサノン(CHN)等のケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類;γ-ラクトン等のラクトン類等を挙げることができるが、特に限定はされない。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を使用することができる。 Further, the resist composition of the present embodiment preferably contains a solvent. The solvent is not particularly limited, but for example, ethylene glycol monoalkyl ether acetate such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, and ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate. Classes; ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono -Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as n-butyl ether acetate; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n lactate -Lactic acid esters such as butyl and n-amyl lactic acid; aliphatics such as methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, n-hexyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate. Carous acid esters; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, 3-methoxybutyl acetate, Other esters such as 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl 3-methoxy-3-methylpropionate, butyl 3-methoxy-3-methylbutyrate, methyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate; toluene , Aromatic hydrocarbons such as xylene; ketones such as 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclopentanone (CPN), cyclohexanone (CHN); N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, Amids such as N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-lactone and the like can be mentioned, but are not particularly limited. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本実施形態で使用される溶媒は、安全溶媒であることが好ましく、より好ましくは、PGMEA、PGME、CHN、CPN、2-ヘプタノン、アニソール、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル及び乳酸エチルから選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくはPGMEA、PGME及びCHNから選ばれる少なくとも一種である。 The solvent used in this embodiment is preferably a safe solvent, more preferably at least one selected from PGMEA, PGME, CHN, CPN, 2-heptanone, anisole, butyl acetate, ethyl propionate and ethyl lactate. It is a species, more preferably at least one selected from PGMEA, PGME and CHN.

本実施形態において固形成分の量と溶媒との量は、特に限定されないが、固形成分の量と溶媒との合計質量100質量%に対して、固形成分1~80質量%及び溶媒20~99質量%であることが好ましく、より好ましくは固形成分1~50質量%及び溶媒50~99質量%、さらに好ましくは固形成分2~40質量%及び溶媒60~98質量%であり、特に好ましくは固形成分2~10質量%及び溶媒90~98質量%である。 In the present embodiment, the amount of the solid component and the amount of the solvent are not particularly limited, but the solid component is 1 to 80% by mass and the solvent is 20 to 99% by mass with respect to the total mass of 100% by mass of the amount of the solid component and the solvent. %, More preferably 1 to 50% by mass of the solid component and 50 to 99% by mass of the solvent, still more preferably 2 to 40% by mass of the solid component and 60 to 98% by mass of the solvent, and particularly preferably the solid component. 2 to 10% by mass and 90 to 98% by mass of the solvent.

[他の成分]
本実施形態のレジスト組成物は、上述した一般式(A)で表される構造を有する化合物以外に、必要に応じて、架橋剤、酸発生剤、有機溶媒等の他の成分を含んでいてもよい。以下、これらの任意成分について説明する。
[Other ingredients]
The resist composition of the present embodiment contains, if necessary, other components such as a cross-linking agent, an acid generator, and an organic solvent, in addition to the compound having the structure represented by the above-mentioned general formula (A). May be good. Hereinafter, these optional components will be described.

[酸発生剤(C)]
本実施形態のレジスト組成物において、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビームから選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)を一種以上含むことが好ましい。酸発生剤(C)は、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024778号に記載のものを用いることができる。酸発生剤(C)は、単独で又は2種以上を使用することができる。
[Acid generator (C)]
In the resist composition of the present embodiment, acid is directly or indirectly generated by irradiation with any radiation selected from visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet (EUV), X-ray and ion beam. It is preferable to contain one or more of the acid generator (C). The acid generator (C) is not particularly limited, but for example, the acid generator (C) described in International Publication No. 2013/024778 can be used. The acid generator (C) may be used alone or in combination of two or more.

酸発生剤(C)の使用量は、固形成分全重量の0.001~49質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、3~30質量%がさらに好ましく、10~25質量%が特に好ましい。上記範囲内で使用することにより、高感度でかつ低エッジラフネスのパターンプロファイルが得られる。本実施形態では、系内に酸が発生すれば、酸の発生方法は限定されない。g線、i線などの紫外線の代わりにエキシマレーザーを使用すれば、より微細加工が可能であるし、また高エネルギー線として電子線、極端紫外線、X線、イオンビームを使用すればさらに微細加工が可能である。 The amount of the acid generator (C) used is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 1 to 40% by mass, still more preferably 3 to 30% by mass, and 10 to 25% by mass based on the total weight of the solid component. Especially preferable. By using within the above range, a pattern profile with high sensitivity and low edge roughness can be obtained. In the present embodiment, if an acid is generated in the system, the method of generating the acid is not limited. Finer processing is possible by using an excimer laser instead of ultraviolet rays such as g-rays and i-rays, and further fine processing is possible by using electron beams, extreme ultraviolet rays, X-rays, and ion beams as high-energy rays. Is possible.

[酸架橋剤(G)]
本実施形態において、酸架橋剤(G)を一種以上含むことが好ましい。酸架橋剤(G)とは、酸発生剤(C)から発生した酸の存在下で、成分(A)を分子内又は分子間架橋し得る化合物である。このような酸架橋剤(G)としては、例えば成分(A)を架橋し得る1種以上の基(以下、「架橋性基」という。)を有する化合物を挙げることができる。
[Acid cross-linking agent (G)]
In the present embodiment, it is preferable to contain one or more acid cross-linking agents (G). The acid cross-linking agent (G) is a compound capable of intramolecularly or intermolecularly cross-linking the component (A) in the presence of an acid generated from the acid generator (C). Examples of such an acid cross-linking agent (G) include compounds having one or more groups (hereinafter, referred to as “crosslinkable groups”) capable of cross-linking the component (A).

このような架橋性基としては、特に限定されないが、例えば(i)ヒドロキシ(C1-C6アルキル基)、C1-C6アルコキシ(C1-C6アルキル基)、アセトキシ(C1-C6アルキル基)等のヒドロキシアルキル基又はそれらから誘導される基;(ii)ホルミル基、カルボキシ(C1-C6アルキル基)等のカルボニル基又はそれらから誘導される基;(iii)ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル基等の含窒素基含有基;(iv)グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基等のグリシジル基含有基;(v)ベンジルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基等の、C1-C6アリルオキシ(C1-C6アルキル基)、C1-C6アラルキルオキシ(C1-C6アルキル基)等の芳香族基から誘導される基;(vi)ビニル基、イソプロペニル基等の重合性多重結合含有基等を挙げることができる。本実施形態における酸架橋剤(G)の架橋性基としては、ヒドロキシアルキル基、及びアルコキシアルキル基等が好ましく、特にアルコキシメチル基が好ましい。 Such a crosslinkable group is not particularly limited, but is, for example, (i) hydroxy (C1-C6 alkyl group), C1-C6 alkoxy (C1-C6 alkyl group), acetoxy (C1-C6 alkyl group) and the like. Alkyl group or group derived from them; (ii) carbonyl group such as formyl group, carboxy (C1-C6 alkyl group) or group derived from them; (iii) dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl group, dimethylol Nitrogen-containing group-containing group such as aminomethyl group, dietylolaminomethyl group, morpholinomethyl group; (iv) glycidyl group-containing group such as glycidyl ether group, glycidyl ester group, glycidylamino group; (v) benzyloxymethyl group, Groups derived from aromatic groups such as C1-C6 allyloxy (C1-C6 alkyl group), C1-C6 aralkyloxy (C1-C6 alkyl group), such as benzoyloxymethyl group; (vi) vinyl group, isopropenyl Examples thereof include a polymerizable multiple bond-containing group such as a group. As the crosslinkable group of the acid crosslinking agent (G) in the present embodiment, a hydroxyalkyl group, an alkoxyalkyl group and the like are preferable, and an alkoxymethyl group is particularly preferable.

上記架橋性基を有する酸架橋剤(G)としては、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024778号に記載のものを用いることができる。酸架橋剤(G)は単独で又は2種以上を使用することができる。 The acid cross-linking agent (G) having a cross-linking group is not particularly limited, but for example, the one described in International Publication No. 2013/024778 can be used. The acid cross-linking agent (G) can be used alone or in combination of two or more.

本実施形態において酸架橋剤(G)の使用量は、固形成分全重量の0.5~49質量%が好ましく、0.5~40質量%がより好ましく、1~30質量%がさらに好ましく、2~20質量%が特に好ましい。上記酸架橋剤(G)の配合割合を0.5質量%以上とすると、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性の抑制効果を向上させ、残膜率が低下したり、パターンの膨潤や蛇行が生じたりするのを抑制することができるので好ましく、一方、50質量%以下とすると、レジストとしての耐熱性の低下を抑制できることから好ましい。 In the present embodiment, the amount of the acid cross-linking agent (G) used is preferably 0.5 to 49% by mass, more preferably 0.5 to 40% by mass, still more preferably 1 to 30% by mass, based on the total weight of the solid component. 2 to 20% by mass is particularly preferable. When the blending ratio of the acid cross-linking agent (G) is 0.5% by mass or more, the effect of suppressing the solubility of the resist film in the alkaline developer is improved, the residual film ratio is lowered, and the pattern is swollen or tortuous. It is preferable because it can suppress the occurrence, and on the other hand, when it is 50% by mass or less, it is preferable because the decrease in heat resistance as a resist can be suppressed.

[酸拡散制御剤(E)]
本実施形態においては、放射線照射により酸発生剤から生じた酸のレジスト膜中における拡散を制御して、未露光領域での好ましくない化学反応を阻止する作用等を有する酸拡散制御剤(E)をレジスト組成物に配合してもよい。この様な酸拡散制御剤(E)を使用することにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上する。また解像度が向上するとともに、放射線照射前の引き置き時間、放射線照射後の引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。このような酸拡散制御剤(E)としては、特に限定されないが、例えば、窒素原子含有塩基性化合物、塩基性スルホニウム化合物、塩基性ヨードニウム化合物等の放射線分解性塩基性化合物が挙げられる。
[Acid diffusion control agent (E)]
In the present embodiment, the acid diffusion control agent (E) has an action of controlling the diffusion of the acid generated from the acid generator in the resist film by irradiation to prevent an unfavorable chemical reaction in an unexposed region. May be blended into the resist composition. By using such an acid diffusion control agent (E), the storage stability of the resist composition is improved. In addition, the resolution is improved, and changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the leaving time before irradiation and the leaving time after irradiation can be suppressed, resulting in extremely excellent process stability. The acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, and examples thereof include radiolytic basic compounds such as nitrogen atom-containing basic compounds, basic sulfonium compounds, and basic iodonium compounds.

上記酸拡散制御剤(E)としては、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024778号に記載のものを用いることができる。酸拡散制御剤(E)は、単独で又は2種以上を使用することができる。 The acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, but for example, the acid diffusion control agent (E) described in International Publication No. 2013/024778 can be used. The acid diffusion control agent (E) may be used alone or in combination of two or more.

酸拡散制御剤(E)の配合量は、固形成分全重量の0.001~49質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましく、0.01~5質量%がさらに好ましく、0.01~3質量%が特に好ましい。上記範囲内であると、解像度の低下、パターン形状、寸法忠実度等の劣化を防止することができる。さらに、電子線照射から放射線照射後加熱までの引き置き時間が長くなっても、パターン上層部の形状が劣化することがない。また、配合量が10質量%以下であると、感度、未露光部の現像性等の低下を防ぐことができる。またこの様な酸拡散制御剤を使用することにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上し、また解像度が向上するとともに、放射線照射前の引き置き時間、放射線照射後の引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。 The blending amount of the acid diffusion control agent (E) is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, still more preferably 0.01 to 5% by mass, and 0. 0.01 to 3% by mass is particularly preferable. Within the above range, it is possible to prevent deterioration of resolution, pattern shape, dimensional fidelity, and the like. Further, even if the leaving time from the electron beam irradiation to the heating after the irradiation is long, the shape of the upper layer portion of the pattern does not deteriorate. Further, when the blending amount is 10% by mass or less, it is possible to prevent deterioration of sensitivity, developability of the unexposed portion and the like. Further, by using such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resist composition is improved, the resolution is improved, and the retention time before irradiation and the retention time after irradiation fluctuate. The change in the line width of the resist pattern can be suppressed, and the process stability is extremely excellent.

[その他の成分(F)]
本実施形態のレジスト組成物には、その他の成分(F)として、必要に応じて、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等の各種添加剤を1種又は2種以上添加することができる。
[Other ingredients (F)]
In the resist composition of the present embodiment, as other components (F), a dissolution accelerator, a dissolution control agent, a sensitizer, a surfactant, an organic carboxylic acid, or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof, if necessary. It is possible to add one kind or two or more kinds of various additives such as.

[溶解促進剤]
低分子量溶解促進剤は、式(A)で表される化合物の現像液に対する溶解性が低すぎる場合に、その溶解性を高めて、現像時の上記化合物の溶解速度を適度に増大させる作用を有する成分であり、必要に応じて、使用することができる。上記溶解促進剤としては、例えば、低分子量のフェノール性化合物を挙げることができ、例えば、ビスフェノール類、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン等を挙げることができる。これらの溶解促進剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
[Dissolution accelerator]
When the solubility of the compound represented by the formula (A) in the developing solution is too low, the low molecular weight dissolution accelerator enhances the solubility and moderately increases the dissolution rate of the compound during development. It is a component that has and can be used as needed. Examples of the dissolution accelerator include low molecular weight phenolic compounds, and examples thereof include bisphenols and tris (hydroxyphenyl) methane. These dissolution accelerators can be used alone or in admixture of two or more.

溶解促進剤の配合量は、使用する上記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。 The blending amount of the dissolution accelerator is appropriately adjusted according to the type of the above compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and 0 to 1% by mass of the total weight of the solid component. Is more preferable, and 0% by mass is particularly preferable.

[溶解制御剤]
溶解制御剤は、式(A)で表される化合物の現像液に対する溶解性が高すぎる場合に、その溶解性を制御して現像時の溶解速度を適度に減少させる作用を有する成分である。このような溶解制御剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、現像等の工程において化学変化しないものが好ましい。
[Dissolution control agent]
The dissolution control agent is a component having an action of controlling the solubility of the compound represented by the formula (A) in a developing solution and appropriately reducing the dissolution rate during development. As such a dissolution control agent, one that does not chemically change in steps such as firing of the resist film, irradiation, and development is preferable.

溶解制御剤としては、特に限定されないが、例えば、フェナントレン、アントラセン、アセナフテン等の芳香族炭化水素類;アセトフェノン、ベンゾフェノン、フェニルナフチルケトン等のケトン類;メチルフェニルスルホン、ジフェニルスルホン、ジナフチルスルホン等のスルホン類等を挙げることができる。これらの溶解制御剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
溶解制御剤の配合量は、使用する上記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。
The dissolution control agent is not particularly limited, and for example, aromatic hydrocarbons such as phenanthrene, anthracene, and acenaphthene; ketones such as acetophenone, benzophenone, and phenylnaphthylketone; Sulfones and the like can be mentioned. These dissolution control agents may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount of the dissolution control agent is appropriately adjusted according to the type of the above compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and 0 to 1% by mass of the total weight of the solid component. Is more preferable, and 0% by mass is particularly preferable.

[増感剤]
増感剤は、照射された放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(C)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、レジストの見掛けの感度を向上させる成分である。このような増感剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、ビアセチル類、ピレン類、フェノチアジン類、フルオレン類等を挙げることができるが、特に限定はされない。これらの増感剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
[Sensitizer]
The sensitizer has the effect of absorbing the energy of the irradiated radiation and transferring that energy to the acid generator (C), thereby increasing the amount of acid produced, improving the apparent sensitivity of the resist. It is an ingredient that causes. Examples of such a sensitizer include benzophenones, biacetyls, pyrenes, phenothiazines, fluorenes and the like, but are not particularly limited. These sensitizers can be used alone or in combination of two or more.

増感剤の配合量は使用する上記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。 The blending amount of the sensitizer is appropriately adjusted according to the type of the above compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and 0 to 1% by mass of the total weight of the solid component. More preferably, 0% by mass is particularly preferable.

[界面活性剤]
界面活性剤は本実施形態のレジスト組成物の塗布性やストリエーション、レジストの現像性等を改良する作用を有する成分である。このような界面活性剤はアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤あるいは両性界面活性剤のいずれでもよい。好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。ノニオン系界面活性剤は、レジスト組成物の製造に用いる溶媒との親和性がよく、より効果がある。ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類等が挙げられるが、特に限定されない。市販品としては、特に限定されないが、以下商品名で、例えば、エフトップ(ジェムコ社製)、メガファック(大日本インキ化学工業社製)、フロラード(住友スリーエム社製)、アサヒガード、サーフロン(以上、旭硝子社製)、ペポール(東邦化学工業社製)、KP(信越化学工業社製)、ポリフロー(共栄社油脂化学工業社製)等を挙げることができる。
[Surfactant]
The surfactant is a component having an action of improving the coatability, striation, developability of the resist, etc. of the resist composition of the present embodiment. Such a surfactant may be any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant or an amphoteric surfactant. Preferred surfactants are nonionic surfactants. The nonionic surfactant has a good affinity with the solvent used for producing the resist composition and is more effective. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkylphenyl ethers, polyethylene glycol higher fatty acid diesters, and the like, but are not particularly limited. The commercial products are not particularly limited, but the following product names include, for example, Ftop (manufactured by Gemco), Megafuck (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard, and Surflon (manufactured by Sumitomo 3M). As mentioned above, examples thereof include Asahi Glass Co., Ltd.), Pepole (Toho Chemical Industry Co., Ltd.), KP (Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), Polyflow (Kyoei Co., Ltd. Oil and Fat Chemical Industry Co., Ltd.) and the like.

界面活性剤の配合量は、使用する上記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。 The blending amount of the surfactant is appropriately adjusted according to the type of the above compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and 0 to 1% by mass of the total weight of the solid component. Is more preferable, and 0% by mass is particularly preferable.

[有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体]
感度劣化防止又はレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体を含有させることができる。なお、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体は、酸拡散制御剤と併用することもできるし、単独で用いてもよい。有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルなどの誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
[Organic carboxylic acid or phosphorus oxoacid or its derivative]
For the purpose of preventing deterioration of sensitivity or improving the shape of the resist pattern, retention stability, etc., an organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof can be further contained as an arbitrary component. The organic carboxylic acid or the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof can be used in combination with an acid diffusion control agent, or may be used alone. As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable. Examples of the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof include phosphoric acid such as phosphoric acid, di-n-butyl ester of phosphoric acid, diphenyl ester of phosphoric acid, or a derivative of such ester, phosphonic acid, dimethyl phosphonic acid ester, and di-phosphonic acid di-. Examples thereof include phosphonic acids such as n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester and phosphonic acid dibenzyl ester or derivatives such as their esters, phosphinic acid such as phosphinic acid and phenylphosphinic acid and derivatives such as their esters. Of these, phosphonic acid is particularly preferable.

有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体は、単独で又は2種以上を使用することができる。有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体の配合量は、使用する上記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。 The organic carboxylic acid or the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the organic carboxylic acid or the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof is appropriately adjusted according to the type of the above compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, preferably 0 to 5% by mass, based on the total weight of the solid component. More preferably, 0 to 1% by mass is further preferable, and 0% by mass is particularly preferable.

[上述した添加剤(溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等)以外のその他添加剤]
さらに、本実施形態のレジスト組成物には、必要に応じて、上記溶解制御剤、増感剤、、界面活性剤、及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体以外の添加剤を1種又は2種以上配合することができる。そのような添加剤としては、例えば、染料、顔料、及び接着助剤等が挙げられる。例えば、染料又は顔料を配合すると、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できるので好ましい。また、接着助剤を配合すると、基板との接着性を改善することができるので好ましい。さらに、他の添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、形状改良剤等、具体的には4-ヒドロキシ-4’-メチルカルコン等を挙げることができる。
[Other additives other than the above-mentioned additives (dissolution accelerator, dissolution control agent, sensitizer, surfactant, organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or its derivative, etc.)]
Further, the resist composition of the present embodiment contains, if necessary, a dissolution control agent, a sensitizer, a surfactant, and an additive other than the organic carboxylic acid or phosphorus oxoacid or a derivative thereof. Alternatively, two or more types can be blended. Examples of such additives include dyes, pigments, adhesive aids and the like. For example, it is preferable to add a dye or a pigment because the latent image of the exposed portion can be visualized and the influence of halation during exposure can be alleviated. Further, it is preferable to add an adhesive aid because the adhesiveness to the substrate can be improved. Further, the other additives are not particularly limited, and examples thereof include anti-halation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, shape improvers, and the like, specifically, 4-hydroxy-4'-methylchalcone and the like. Can be done.

本実施形態のレジスト組成物において、任意成分(F)の合計量は、固形成分全重量の0~99質量%であり、0~49質量%が好ましく、0~10質量%がより好ましく、0~5質量%がさらに好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。 In the resist composition of the present embodiment, the total amount of the optional component (F) is 0 to 99% by mass, preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 10% by mass, and 0. It is more preferably from 5% by mass, still more preferably from 0 to 1% by mass, and particularly preferably from 0% by mass.

[レジスト組成物における各成分の配合割合]
本実施形態のレジスト組成物において、本実施形態の化合物及び/又は樹脂の含有量は、特に限定されないが、固形成分の全質量(式(A)で表される化合物、式(A)で表される化合物を構成成分として含む樹脂、酸発生剤(C)、酸架橋剤(G)、酸拡散制御剤(E)及びその他の成分(F)(「任意成分(F)」とも記す)などの任意に使用される成分を含む固形成分の総和、以下同様。)の50~99.4質量%であることが好ましく、より好ましくは55~90質量%、さらに好ましくは60~80質量%、特に好ましくは60~70質量%である。上記含有量の場合、解像度が一層向上し、ラインエッジラフネス(LER)が一層小さくなる。なお、本実施形態の化合物及び樹脂との両方を含有する場合、上記含有量は、本実施形態の化合物及び樹脂の合計量である。
[Mixing ratio of each component in the resist composition]
In the resist composition of the present embodiment, the content of the compound and / or the resin of the present embodiment is not particularly limited, but is represented by the total mass of the solid component (compound represented by the formula (A), represented by the formula (A)). Resin containing the compound as a constituent, acid generator (C), acid cross-linking agent (G), acid diffusion control agent (E) and other components (F) (also referred to as "arbitrary component (F)"), etc. 50 to 99.4% by mass, more preferably 55 to 90% by mass, still more preferably 60 to 80% by mass, based on the total amount of the solid components including the components arbitrarily used. Particularly preferably, it is 60 to 70% by mass. In the case of the above content, the resolution is further improved and the line edge roughness (LER) is further reduced. When both the compound and the resin of the present embodiment are contained, the above-mentioned content is the total amount of the compound and the resin of the present embodiment.

本実施形態のレジスト組成物において、本実施形態の化合物及び/又は樹脂(成分(A))、酸発生剤(C)、酸架橋剤(G)、酸拡散制御剤(E)、任意成分(F)の含有量比(成分(A)/酸発生剤(C)/酸架橋剤(G)/酸拡散制御剤(E)/任意成分(F))は、レジスト組成物の固形分100質量%に対して、好ましくは50~99.4質量%/0.001~49質量%/0.5~49質量%/0.001~49質量%/0~49質量%であり、より好ましくは55~90質量%/1~40質量%/0.5~40質量%/0.01~10質量%/0~5質量%であり、さらに好ましくは60~80質量%/3~30質量%/1~30質量%/0.01~5質量%/0~1質量%であり、特に好ましくは60~70質量%/10~25質量%/2~20質量%/0.01~3質量%/0質量%、である。成分の配合割合は、その総和が100質量%になるように各範囲から選ばれる。上記配合にすると、感度、解像度、現像性等の性能に優れる。なお、「固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、「固形分100質量%」とは、溶媒を除いた成分を100質量%とすることをいう。 In the resist composition of the present embodiment, the compound and / or the resin of the present embodiment (component (A)), acid generator (C), acid cross-linking agent (G), acid diffusion control agent (E), optional component ( The content ratio of F) (component (A) / acid generator (C) / acid cross-linking agent (G) / acid diffusion control agent (E) / optional component (F)) is 100% by mass of solid content of the resist composition. %, It is preferably 50 to 99.4% by mass / 0.001 to 49% by mass / 0.5 to 49% by mass / 0.001 to 49% by mass / 0 to 49% by mass, and more preferably. 55 to 90% by mass / 1 to 40% by mass / 0.5 to 40% by mass / 0.01 to 10% by mass / 0 to 5% by mass, more preferably 60 to 80% by mass / 3 to 30% by mass. It is / 1 to 30% by mass / 0.01 to 5% by mass / 0 to 1% by mass, and particularly preferably 60 to 70% by mass / 10 to 25% by mass / 2 to 20% by mass / 0.01 to 3% by mass. % / 0% by mass. The blending ratio of the components is selected from each range so that the total of the components is 100% by mass. With the above formulation, the performance such as sensitivity, resolution, and developability is excellent. The "solid content" means a component excluding the solvent, and the "solid content 100% by mass" means that the component excluding the solvent is 100% by mass.

本実施形態のレジスト組成物は、通常は、使用時に各成分を溶媒に溶解して均一溶液とし、その後、必要に応じて、例えば、孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することにより調製される。 The resist composition of the present embodiment is usually prepared by dissolving each component in a solvent at the time of use to form a uniform solution, and then, if necessary, filtering through a filter having a pore size of about 0.2 μm or the like, if necessary. To.

本実施形態のレジスト組成物は、必要に応じて、本実施形態の樹脂以外の他の樹脂を含むことができる。当該樹脂は、特に限定されず、例えば、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びアクリル酸、ビニルアルコール、又はビニルフェノールを単量体単位として含む重合体あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。上記樹脂の含有量は、特に限定されず、使用する成分(A)の種類に応じて適宜調節されるが、成分(A)100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは0質量部である。 The resist composition of the present embodiment may contain a resin other than the resin of the present embodiment, if necessary. The resin is not particularly limited, and is, for example, a weight containing novolak resin, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resin, and acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as a monomer unit. Phenol or derivatives thereof may be mentioned. The content of the resin is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the type of the component (A) used, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 0 parts by mass.

[レジスト組成物の物性等]
本実施形態のレジスト組成物は、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。また、一般的な半導体製造プロセスに適用することができる。用いる現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン及びネガ型レジストパターンのいずれかを作り分けることができる。
[Physical characteristics of resist composition, etc.]
The resist composition of the present embodiment can form an amorphous film by spin coating. It can also be applied to general semiconductor manufacturing processes. Depending on the type of developer used, either a positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced separately.

ポジ型レジストパターンの場合、本実施形態のレジスト組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下が好ましく、0.05~5Å/secがより好ましく、0.0005~5Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する露光部と、現像液に溶解しない未露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。また、LERの低減、ディフェクトの低減効果がある。 In the case of a positive resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 5 Å / sec or less, more preferably 0.05 to 5 Å / sec. It is preferably 0.0005 to 5 Å / sec, more preferably 0.0005 to 5 Å / sec. When the dissolution rate is 5 Å / sec or less, it is insoluble in a developing solution and can be used as a resist. Further, if the dissolution rate is 0.0005 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the contrast between the exposed portion that dissolves in the developing solution and the unexposed portion that does not dissolve in the developing solution increases due to the change in the solubility of the component (A) before and after exposure. In addition, it has the effects of reducing LER and reducing defects.

ネガ型レジストパターンの場合、本実施形態のレジスト組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また、10Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)のミクロの表面部位が溶解し、LERを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。 In the case of a negative resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 10 Å / sec or more. When the dissolution rate is 10 Å / sec or more, it is easily dissolved in a developing solution and is more suitable for a resist. Further, if the dissolution rate is 10 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and the LER is reduced. It also has the effect of reducing defects.

上記溶解速度は、23℃にて、アモルファス膜を所定時間現像液に浸漬させ、その浸漬前後の膜厚を、目視、エリプソメーター又は水晶振動微量天秤法(QCM法)等の公知の方法によって測定し決定できる。 The dissolution rate is measured by immersing the amorphous film in a developer for a predetermined time at 23 ° C. and measuring the film thickness before and after the immersion by a known method such as visual inspection, ellipsometer or quartz crystal vibration microbalance method (QCM method). Can be decided.

ポジ型レジストパターンの場合、本実施形態のレジスト組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜のKrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により露光した部分の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また、10Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)のミクロの表面部位が溶解し、LERを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。 In the case of a positive resist pattern, the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment with respect to the developing solution at 23 ° C. of the portion exposed to radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet rays, electron beam or X-ray. The dissolution rate is preferably 10 Å / sec or more. When the dissolution rate is 10 Å / sec or more, it is easily dissolved in a developing solution and is more suitable for a resist. Further, if the dissolution rate is 10 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and the LER is reduced. It also has the effect of reducing defects.

ネガ型レジストパターンの場合、本実施形態のレジスト組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜のKrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により露光した部分の23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下が好ましく、0.05~5Å/secがより好ましく、0.0005~5Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する未露光部と、現像液に溶解しない露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。またLERの低減、ディフェクトの低減効果がある。 In the case of a negative resist pattern, the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment with respect to the developing solution at 23 ° C. of the portion exposed by radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet rays, electron beam or X-ray. The dissolution rate is preferably 5 Å / sec or less, more preferably 0.05 to 5 Å / sec, still more preferably 0.0005 to 5 Å / sec. When the dissolution rate is 5 Å / sec or less, it is insoluble in a developing solution and can be used as a resist. Further, if the dissolution rate is 0.0005 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the contrast between the unexposed portion that dissolves in the developing solution and the exposed portion that does not dissolve in the developing solution increases due to the change in the solubility of the component (A) before and after exposure. It also has the effect of reducing LER and reducing defects.

[感放射線性組成物]
本実施形態の感放射線性組成物は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂(成分(A))と、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、20~99質量%であり、前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、1~80質量%である。
[Radiation-sensitive composition]
The radiation-sensitive composition of the present embodiment contains the compound of the present embodiment and / or the resin of the present embodiment (component (A)), a diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and a solvent. In the sexual composition, the content of the solvent is 20 to 99% by mass with respect to the total amount of 100% by mass of the radiation-sensitive composition, and the content of components other than the solvent is the radiation-sensitive. It is 1 to 80% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the sex composition.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)は、後述するジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と併用し、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線を照射することにより、現像液に易溶な化合物となるポジ型レジスト用基材として有用である。g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線により、成分(A)の性質は大きくは変化しないが、現像液に難溶なジアゾナフトキノン光活性化合物(B)が易溶な化合物に変化することで、現像工程によってレジストパターンを作り得る。 The component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is used in combination with the diazonaphthoquinone photoactive compound (B) described later, and g-ray, h-ray, i-ray, KrF excimer laser, ArF excimer laser, and extreme. It is useful as a base material for a positive resist, which becomes a compound easily soluble in a developing solution by irradiating with ultraviolet rays, electron beams, or X-rays. Diazonaphthoquinone photoactivity that is sparingly soluble in the developing solution, although the properties of component (A) do not change significantly with g-rays, h-rays, i-rays, KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, extreme ultraviolet rays, electron beams, or X-rays. By changing the compound (B) into an easily soluble compound, a resist pattern can be formed by the development step.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)は、上記式(A)に示すとおり、比較的低分子量の化合物であることから、得られたレジストパターンのラフネスは非常に小さい。 As the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is a compound having a relatively low molecular weight as shown in the above formula (A), the roughness of the obtained resist pattern is very small.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)のガラス転移温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上、特に好ましくは150℃以上である。成分(A)のガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、400℃である。成分(A)のガラス転移温度が上記範囲内であることにより、半導体リソグラフィープロセスにおいて、パターン形状を維持しうる耐熱性を有し、高解像度などの性能が向上する。 The glass transition temperature of the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, still more preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher. .. The upper limit of the glass transition temperature of the component (A) is not particularly limited, but is, for example, 400 ° C. When the glass transition temperature of the component (A) is within the above range, it has heat resistance capable of maintaining the pattern shape in the semiconductor lithography process, and the performance such as high resolution is improved.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)のガラス転移温度の示差走査熱量分析により求めた結晶化発熱量は20J/g未満であるのが好ましい。また、(結晶化温度)-(ガラス転移温度)は好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、さらに好ましくは100℃以上、特に好ましくは130℃以上である。結晶化発熱量が20J/g未満、又は(結晶化温度)-(ガラス転移温度)が上記範囲内であると、感放射線性組成物をスピンコートすることにより、アモルファス膜を形成しやすく、かつレジストに必要な成膜性が長期に渡り保持でき、解像性を向上することができる。 The calorific value for crystallization determined by differential scanning calorimetry of the glass transition temperature of the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is preferably less than 20 J / g. Further, (crystallization temperature)-(glass transition temperature) is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 130 ° C. or higher. When the calorific value for crystallization is less than 20 J / g, or (crystallization temperature)-(glass transition temperature) is within the above range, an amorphous film can be easily formed by spin-coating the radiation-sensitive composition. The film-forming property required for the resist can be maintained for a long period of time, and the resolution can be improved.

本実施形態において、上記結晶化発熱量、結晶化温度及びガラス転移温度は、島津製作所製DSC/TA-50WSを用いた示差走査熱量分析により求めることができる。試料約10mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス気流中(50mL/分)昇温速度20℃/分で融点以上まで昇温する。急冷後、再び窒素ガス気流中(30mL/分)昇温速度20℃/分で融点以上まで昇温する。さらに急冷後、再び窒素ガス気流中(30mL/分)昇温速度20℃/分で400℃まで昇温する。ステップ状に変化したベースラインの段差の中点(比熱が半分に変化したところ)の温度をガラス転移温度(Tg)、その後に現れる発熱ピークの温度を結晶化温度とする。発熱ピークとベースラインに囲まれた領域の面積から発熱量を求め、結晶化発熱量とする。 In the present embodiment, the crystallization calorific value, the crystallization temperature, and the glass transition temperature can be obtained by differential scanning calorimetry using DSC / TA-50WS manufactured by Shimadzu Corporation. About 10 mg of the sample is placed in an unsealed aluminum container, and the temperature is raised to the melting point or higher at a heating rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream (50 mL / min). After quenching, the temperature is raised to the melting point or higher again in a nitrogen gas stream (30 mL / min) at a heating rate of 20 ° C./min. After further quenching, the temperature is raised to 400 ° C. again in a nitrogen gas stream (30 mL / min) at a heating rate of 20 ° C./min. The temperature at the midpoint of the step of the baseline changed in steps (where the specific heat is changed to half) is defined as the glass transition temperature (Tg), and the temperature of the exothermic peak that appears thereafter is defined as the crystallization temperature. The calorific value is calculated from the area of the area surrounded by the exothermic peak and the baseline, and is used as the crystallization calorific value.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)は、常圧下、100以下、好ましくは120℃以下、より好ましくは130℃以下、さらに好ましくは140℃以下、特に好ましくは150℃以下において、昇華性が低いことが好ましい。昇華性が低いとは、熱重量分析において、所定温度で10分保持した際の重量減少が10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下、特に好ましくは0.1%以下であることを示す。昇華性が低いことにより、露光時のアウトガスによる露光装置の汚染を防止することができる。また低ラフネスで良好なパターン形状を得ることができる。 The component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is 100 or less, preferably 120 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower, still more preferably 140 ° C. or lower, and particularly preferably 150 ° C. or lower under normal pressure. It is preferable that the sublimation property is low. Low sublimation means that in thermogravimetric analysis, the weight loss when held at a predetermined temperature for 10 minutes is 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 1% or less, particularly preferably. Indicates that it is 0.1% or less. Due to the low sublimation property, it is possible to prevent contamination of the exposure apparatus due to outgas during exposure. In addition, a good pattern shape can be obtained with low roughness.

本実施形態の感放射線性組成物に含有させる成分(A)は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン(CHN)、シクロペンタノン(CPN)、2-ヘプタノン、アニソール、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル及び乳酸エチルから選ばれ、かつ、成分(A)に対して最も高い溶解能を示す溶媒に、23℃で、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上溶解し、よりさらに好ましくは、PGMEA、PGME、CHNから選ばれ、かつ、成分(A)に対して最も高い溶解能を示す溶媒に、23℃で、20質量%以上溶解し、特に好ましくはPGMEAに対して、23℃で、20質量%以上溶解する。上記条件を満たしていることにより、実生産における半導体製造工程での使用が可能となる。 The component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (CHN), cyclopentanone (CPN), 2-heptanone. , Anisol, butyl acetate, ethyl propionate and ethyl lactate, and in a solvent having the highest dissolving ability for the component (A) at 23 ° C., preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass. % Or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably, in a solvent selected from PGMEA, PGME, CHN and exhibiting the highest dissolving ability for the component (A) at 23 ° C., 20 It dissolves in an amount of 20% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more at 23 ° C. with PGMEA. By satisfying the above conditions, it can be used in the semiconductor manufacturing process in actual production.

[ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)]
本実施形態の感放射線性組成物に含有させるジアゾナフトキノン光活性化合物(B)は、ポリマー性及び非ポリマー性ジアゾナフトキノン光活性化合物を含む、ジアゾナフトキノン物質であり、一般にポジ型レジスト組成物において、感光性成分(感光剤)として用いられているものであれば特に制限なく、1種又は2種以上任意に選択して用いることができる。
[Diazonaphthoquinone photoactive compound (B)]
The diazonaphthoquinone photoactive compound (B) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is a diazonaphthoquinone substance containing a polymeric and non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound, and is generally used in a positive resist composition. As long as it is used as a photosensitive component (photosensitive agent), there is no particular limitation, and one type or two or more types can be arbitrarily selected and used.

このような感光剤としては、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライド等と、これら酸クロライドと縮合反応可能な官能基を有する低分子化合物又は高分子化合物とを反応させることによって得られた化合物が好ましいものである。ここで、酸クロライドと縮合可能な官能基としては、特に限定されないが、例えば、水酸基、アミノ基等が挙げられるが、特に水酸基が好適である。水酸基を含む酸クロライドと縮合可能な化合物としては、特に限定されないが、例えばハイドロキノン、レゾルシン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4’-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,6’-ペンタヒドロキシベンゾフェノン等のヒドロキシベンゾフェノン類、ビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)プロパン等のヒドロキシフェニルアルカン類、4,4’,3”,4”-テトラヒドロキシ-3,5,3’,5’-テトラメチルトリフェニルメタン、4,4’,2”,3”,4”-ペンタヒドロキシ-3,5,3’,5’-テトラメチルトリフェニルメタン等のヒドロキシトリフェニルメタン類などを挙げることができる。 Such a photosensitizer was obtained by reacting naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride, benzoquinone diazido sulfonic acid chloride, or the like with a low molecular weight compound or a high molecular weight compound having a functional group capable of condensing with these acid chlorides. Compounds are preferred. Here, the functional group that can be condensed with the acid chloride is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group and an amino group, but a hydroxyl group is particularly preferable. The compound capable of condensing with the acid chloride containing a hydroxyl group is not particularly limited, and is, for example, hydroquinone, resorcin, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, and the like. 2,4,4'-Trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-Tetrahydroxybenzophenone, 2,2', 4,4'-Tetrahydroxybenzophenone, 2,2', 3,4,6'- Hydroxybenzophenones such as pentahydroxybenzophenone, hydroxyphenyl alkanes such as bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane , 4,4', 3 ", 4" -Tetrahydroxy-3,5,3', 5'-Tetramethyltriphenylmethane, 4,4', 2 ", 3", 4 "-Pentahydroxy-3, Hydroxytriphenylmethanes such as 5,3', 5'-tetramethyltriphenylmethane and the like can be mentioned.

また、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロライドなどの酸クロライドとしては、例えば、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルフォニルクロライド、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルフォニルクロライドなどが好ましいものとして挙げられる。 Further, as the acid chloride such as naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride and benzoquinone diazido sulfonic acid chloride, for example, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinone diazido-4-sulfonyl chloride and the like are preferable. Can be mentioned.

本実施形態の感放射線性組成物は、例えば、使用時に各成分を溶媒に溶解して均一溶液とし、その後、必要に応じて、例えば、孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することにより調製されることが好ましい。 The radiation-sensitive composition of the present embodiment is prepared, for example, by dissolving each component in a solvent at the time of use to form a uniform solution, and then, if necessary, filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm or the like. It is preferable to be done.

[溶媒]
本実施形態の感放射線性組成物に用いることにできる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、アニソール、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、及び乳酸エチルが挙げられる。このなかでもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンが好ましい、溶媒は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
[solvent]
The solvent that can be used in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, anisole, and butyl acetate. , Ethyl propionate, and ethyl lactate. Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone are preferable, and the solvent may be used alone or in combination of two or more.

溶媒の含有量は、感放射線性組成物の総量100質量%に対して、20~99質量%であり、好ましくは50~99質量%であり、より好ましくは60~98質量%であり、特に好ましくは90~98質量%である。 The content of the solvent is 20 to 99% by mass, preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 98% by mass, particularly, with respect to 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition. It is preferably 90 to 98% by mass.

また、溶媒以外の成分(固形成分)の含有量は、感放射線性組成物の総量100質量%に対して、1~80質量%であり、好ましくは1~50質量%であり、より好ましくは2~40質量%であり、特に好ましくは2~10質量%である。 The content of the component (solid component) other than the solvent is 1 to 80% by mass, preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 50% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition. It is 2 to 40% by mass, and particularly preferably 2 to 10% by mass.

[感放射線性組成物の特性]
本実施形態の感放射線性組成物は、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。また、一般的な半導体製造プロセスに適用することができる。用いる現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン及びネガ型レジストパターンのいずれかを作り分けることができる。
[Characteristics of radiation-sensitive composition]
The radiation-sensitive composition of the present embodiment can form an amorphous film by spin coating. It can also be applied to general semiconductor manufacturing processes. Depending on the type of developer used, either a positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced separately.

ポジ型レジストパターンの場合、本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下が好ましく、0.05~5Å/secがより好ましく、0.0005~5Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する露光部と、現像液に溶解しない未露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。またLERの低減、ディフェクトの低減効果がある。 In the case of the positive resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 5 Å / sec or less, preferably 0.05 to 5 Å / sec. Is more preferable, and 0.0005 to 5 Å / sec is even more preferable. When the dissolution rate is 5 Å / sec or less, it is insoluble in a developing solution and can be used as a resist. Further, if the dissolution rate is 0.0005 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the contrast between the exposed portion that dissolves in the developing solution and the unexposed portion that does not dissolve in the developing solution increases due to the change in the solubility of the component (A) before and after exposure. It also has the effect of reducing LER and reducing defects.

ネガ型レジストパターンの場合、本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また、10Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)のミクロの表面部位が溶解し、LERを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。 In the case of a negative resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 10 Å / sec or more. When the dissolution rate is 10 Å / sec or more, it is easily dissolved in a developing solution and is more suitable for a resist. Further, if the dissolution rate is 10 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and the LER is reduced. It also has the effect of reducing defects.

上記溶解速度は、23℃にて、アモルファス膜を所定時間現像液に浸漬させ、その浸漬前後の膜厚を、目視、エリプソメーター又はQCM法等の公知の方法によって測定し決定できる。 The dissolution rate can be determined by immersing the amorphous film in a developing solution at 23 ° C. and measuring the film thickness before and after the immersion by a known method such as visual inspection, ellipsometer or QCM method.

ポジ型レジストパターンの場合、本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜のKrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により照射した後、又は、20~500℃で加熱した後の露光した部分の、23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上が好ましく、10~10000Å/secがより好ましく、100~1000Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また、10000Å/sec以下の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)のミクロの表面部位が溶解し、LERを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。
ネガ型レジストパターンの場合、本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜のKrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により照射した後、又は、20~500℃で加熱した後の露光した部分の、23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下が好ましく、0.05~5Å/secがより好ましく、0.0005~5Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する未露光部と、現像液に溶解しない露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。またLERの低減、ディフェクトの低減効果がある。
In the case of the positive resist pattern, after irradiating the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment with radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet rays, electron beam or X-ray, or from 20 to 20. The dissolution rate of the exposed portion after heating at 500 ° C. in the developing solution at 23 ° C. is preferably 10 Å / sec or more, more preferably 10 to 10000 Å / sec, still more preferably 100 to 1000 Å / sec. When the dissolution rate is 10 Å / sec or more, it is easily dissolved in a developing solution and is more suitable for a resist. Further, if the dissolution rate is 10,000 Å / sec or less, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and the LER is reduced. It also has the effect of reducing defects.
In the case of a negative resist pattern, after irradiation with radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet rays, electron beam or X-ray of an amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment, or from 20 to 20. The dissolution rate of the exposed portion after heating at 500 ° C. in the developing solution at 23 ° C. is preferably 5 Å / sec or less, more preferably 0.05 to 5 Å / sec, still more preferably 0.0005 to 5 Å / sec. .. When the dissolution rate is 5 Å / sec or less, it is insoluble in a developing solution and can be used as a resist. Further, if the dissolution rate is 0.0005 Å / sec or more, the resolution may be improved. It is presumed that this is because the contrast between the unexposed portion that dissolves in the developing solution and the exposed portion that does not dissolve in the developing solution increases due to the change in the solubility of the component (A) before and after exposure. It also has the effect of reducing LER and reducing defects.

[感放射線性組成物における各成分の配合割合]
本実施形態の感放射線性組成物において、成分(A)の含有量は、固形成分全重量(成分(A)、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)及びその他の成分(D)などの任意に使用される固形成分の総和、以下同様。)に対して、好ましくは1~99質量%であり、より好ましくは5~95質量%、さらに好ましくは10~90質量%、特に好ましくは25~75質量%である。本実施形態の感放射線性組成物は、成分(A)の含有量が上記範囲内であると、高感度でラフネスの小さなパターンを得ることができる。
[Mixing ratio of each component in the radiation-sensitive composition]
In the radiation-sensitive composition of the present embodiment, the content of the component (A) is arbitrarily used such as the total weight of the solid component (component (A), diazonaphthoquinone photoactive compound (B) and other components (D)). It is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 5 to 95% by mass, still more preferably 10 to 90% by mass, and particularly preferably 25 to 75% by mass with respect to the total amount of the solid components to be produced (the same applies hereinafter). %. In the radiation-sensitive composition of the present embodiment, when the content of the component (A) is within the above range, a pattern with high sensitivity and small roughness can be obtained.

本実施形態の感放射線性組成物において、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)の含有量は、固形成分全重量(成分(A)、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)及びその他の成分(D)などの任意に使用される固形成分の総和、以下同様。)に対して、好ましくは1~99質量%であり、より好ましくは5~95質量%、さらに好ましくは10~90質量%、特に好ましくは25~75質量%である。本実施形態の感放射線性組成物は、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)の含有量が上記範囲内であると、高感度でラフネスの小さなパターンを得ることができる。 In the radiation-sensitive composition of the present embodiment, the content of the diazonaphthoquinone photoactive compound (B) is the total weight of the solid component (component (A), diazonaphthoquinone photoactive compound (B) and other components (D), etc. 1 to 99% by weight, more preferably 5 to 95% by weight, still more preferably 10 to 90% by weight, and particularly preferably 10 to 90% by weight, based on the total of the solid components arbitrarily used in the above. It is 25 to 75% by weight. When the content of the diazonaphthoquinone photoactive compound (B) is within the above range, the radiation-sensitive composition of the present embodiment can obtain a pattern with high sensitivity and small roughness.

[その他の成分(D)]
本実施形態の感放射線性組成物には、必要に応じて、成分(A)及びジアゾナフトキノン光活性化合物(B)以外の成分として、上述の酸発生剤、酸架橋剤、酸拡散制御剤、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等の各種添加剤を1種又は2種以上添加することができる。なお、本明細書において、その他の成分(D)を任意成分(D)ということがある。
[Other ingredients (D)]
In the radiation-sensitive composition of the present embodiment, if necessary, as components other than the component (A) and the diazonaphthoquinone photoactive compound (B), the above-mentioned acid generator, acid cross-linking agent, acid diffusion control agent, etc. One or two or more kinds of additives such as a dissolution accelerator, a dissolution control agent, a sensitizer, a surfactant, an organic carboxylic acid or a phosphorus oxo acid or a derivative thereof can be added. In addition, in this specification, the other component (D) may be referred to as an optional component (D).

成分(A)と、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、感放射線性組成物に任意に含まれ得るその他の任意成分(D)と、の含有量比((A)/(B)/(D))は、感放射線性組成物の固形分100質量%に対して、好ましくは1~99質量%/99~1質量%/0~98質量%であり、より好ましくは5~95質量%/95~5質量%/0~49質量%であり、さらに好ましくは10~90質量%/90~10質量%/0~10質量%であり、特に好ましくは20~80質量%/80~20質量%/0~5質量%であり、最も好ましくは25~75質量%/75~25質量%/0質量%である。 Content ratio ((A) / (B) / ( D)) is preferably 1 to 99% by mass / 99 to 1% by mass / 0 to 98% by mass, and more preferably 5 to 95% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the radiation-sensitive composition. / 95 to 5% by mass / 0 to 49% by mass, more preferably 10 to 90% by mass / 90 to 10% by mass / 0 to 10% by mass, and particularly preferably 20 to 80% by mass / 80 to 20%. It is mass% / 0 to 5% by mass, and most preferably 25 to 75% by mass / 75 to 25% by mass / 0% by mass.

各成分の配合割合は、その総和が100質量%になるように各範囲から選ばれる。本実施形態の感放射線性組成物は、各成分の配合割合を上記範囲にすると、ラフネスに加え、感度、解像度等の性能に優れる。 The blending ratio of each component is selected from each range so that the total is 100% by mass. The radiation-sensitive composition of the present embodiment is excellent in performance such as sensitivity and resolution in addition to roughness when the blending ratio of each component is within the above range.

本実施形態の感放射線性組成物は本実施形態以外の樹脂を含んでもよい。このような樹脂としては、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びアクリル酸、ビニルアルコール、又はビニルフェノールを単量体単位として含む重合体あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。これらの樹脂の配合量は、使用する成分(A)の種類に応じて適宜調節されるが、成分(A)100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは0質量部である。 The radiation-sensitive composition of the present embodiment may contain a resin other than the present embodiment. Such resins include novolak resins, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resin, and polymers containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as a monomer unit, or polymers thereof. Examples include derivatives. The blending amount of these resins is appropriately adjusted according to the type of the component (A) used, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 0 part by mass.

[アモルファス膜の製造方法]
本実施形態のアモルファス膜の製造方法は、上記感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む。
[Manufacturing method of amorphous film]
The method for producing an amorphous film of the present embodiment includes a step of forming an amorphous film on a substrate by using the above-mentioned radiation-sensitive composition.

[感放射線性組成物を用いたレジストパターン形成方法]
本実施形態の感放射線性組成物を用いたレジストパターン形成方法は、上記感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む。なお、詳細には以下の、レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法と同様の操作とすることができる。
[Method for forming a resist pattern using a radiation-sensitive composition]
The resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present embodiment includes a step of forming a resist film on a substrate using the above-mentioned radiation-sensitive composition and at least a part of the formed resist film. It includes a step of exposing and a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern. In detail, the same operation as the following resist pattern forming method using a resist composition can be performed.

[レジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法]
本実施形態のレジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法は、上述した本実施形態のレジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成されたレジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備える。本実施形態におけるレジストパターンは多層プロセスにおける上層レジストとして形成することもできる。
[Method for forming a resist pattern using a resist composition]
The method for forming a resist pattern using the resist composition of the present embodiment includes a step of forming a resist film on a substrate using the resist composition of the present embodiment described above, and at least a part of the formed resist film. It includes a step of exposing and a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern. The resist pattern in this embodiment can also be formed as an upper resist in a multilayer process.

レジストパターンを形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、従来公知の基板上に上記本実施形態のレジスト組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって塗布することによりレジスト膜を形成する。従来公知の基板とは、特に限定されず、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例表することができる。より具体的には、特に限定されないが、例えば、シリコンウェハー、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、金等が挙げられる。また必要に応じて、前述基板上に無機系及び/又は有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。ヘキサメチレンジシラザン等による表面処理を行ってもよい。 The method for forming the resist pattern is not particularly limited, and examples thereof include the following methods. First, a resist film is formed by applying the resist composition of the present embodiment on a conventionally known substrate by a coating means such as rotary coating, cast coating, and roll coating. The conventionally known substrate is not particularly limited, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a silicon wafer, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, and a glass substrate. The material of the wiring pattern is not particularly limited, and examples thereof include copper, aluminum, nickel, and gold. Further, if necessary, an inorganic and / or organic film may be provided on the above-mentioned substrate. The inorganic film is not particularly limited, and examples thereof include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). The organic film is not particularly limited, and examples thereof include an organic antireflection film (organic BARC). Surface treatment with hexamethylene disilazane or the like may be performed.

次に、必要に応じて、塗布した基板を加熱する。加熱条件は、レジスト組成物の配合組成等により変わるが、20~250℃が好ましく、より好ましくは20~150℃である。加熱することによって、レジストの基板に対する密着性が向上する場合があり好ましい。次いで、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線、及びイオンビームからなる群から選ばれるいずれかの放射線により、レジスト膜を所望のパターンに露光する。露光条件等は、レジスト組成物の配合組成等に応じて適宜選定される。本実施形態においては、露光における高精度の微細パターンを安定して形成するために、放射線照射後に加熱するのが好ましい。 Next, if necessary, the coated substrate is heated. The heating conditions vary depending on the composition of the resist composition and the like, but are preferably 20 to 250 ° C, more preferably 20 to 150 ° C. By heating, the adhesion of the resist to the substrate may be improved, which is preferable. The resist film is then exposed to the desired pattern with any radiation selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, excimer lasers, electron beams, extreme ultraviolet rays (EUV), X-rays, and ion beams. The exposure conditions and the like are appropriately selected according to the compounding composition and the like of the resist composition. In the present embodiment, it is preferable to heat after irradiation in order to stably form a high-precision fine pattern in exposure.

次いで、露光されたレジスト膜を現像液で現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。上記現像液としては、使用する成分(A)に対して溶解度パラメーター(SP値)の近い溶剤を選択することが好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤又はアルカリ水溶液を用いることができる。 Then, the exposed resist film is developed with a developing solution to form a predetermined resist pattern. As the developing solution, it is preferable to select a solvent having a solubility parameter (SP value) close to that of the component (A) to be used, and a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent. A polar solvent such as, a hydrocarbon solvent, or an alkaline aqueous solution can be used.

ケトン系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。 The ketone solvent is not particularly limited, but for example, 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanonone, 2-nonanonone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone. , Phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate and the like.

エステル系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等を挙げることができる。 The ester solvent is not particularly limited, but for example, methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether. Acetic acid, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formic acid, ethyl forerate, butyl forerate, propyl forerate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, etc. be able to.

アルコール系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール(2-プロパノール)、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。 The alcohol-based solvent is not particularly limited, but for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol (2-propanol), n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, etc. Alcohols such as n-hexyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, glycol-based solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, and ethylene glycol monomethyl. Examples thereof include glycol ether-based solvents such as ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and methoxymethylbutanol.

エーテル系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 The ether solvent is not particularly limited, and examples thereof include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the above glycol ether solvent.

アミド系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が使用できる。 The amide-based solvent is not particularly limited, but is, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-. Imidazolidinone etc. can be used.

炭化水素系溶剤としては、特に限定されないが、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。 The hydrocarbon solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, and decane.

上記の溶剤は、複数混合してもよいし、性能を有する範囲内で、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が70質量%未満であり、50質量%未満であることが好ましく、30質量%未満であることがより好ましく、10質量%未満であることがさらに好ましく、実質的に水分を含有しないことが特に好ましい。すなわち、現像液に対する有機溶剤の含有量は、現像液の全量に対して、30質量%以上100質量%以下であり、50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。 A plurality of the above solvents may be mixed, or may be mixed with a solvent other than the above or water as long as the solvent has performance. However, in order to fully exert the effect of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 70% by mass, preferably less than 50% by mass, and more preferably less than 30% by mass. It is preferable that it is less than 10% by mass, and it is particularly preferable that it contains substantially no water. That is, the content of the organic solvent in the developing solution is preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, and 70% by mass or more and 100% by mass, based on the total amount of the developing solution. It is more preferably 90% by mass or more, further preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and particularly preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less.

アルカリ水溶液としては、特に限定されないが、例えば、モノ-、ジ-あるいはトリアルキルアミン類、モノ-、ジ-あるいはトリアルカノールアミン類、複素環式アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン等のアルカリ性化合物が挙げられる。 The alkaline aqueous solution is not particularly limited, and is, for example, mono-, di- or trialkylamines, mono-, di- or trialkanolamines, heterocyclic amines, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), choline. Alkaline compounds such as.

特に、現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液が、レジストパターンの解像性やラフネス等のレジスト性能を改善するため好ましい。 In particular, the developing solution contains at least one solvent selected from a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent and an ether solvent, and the developing solution contains the resolution and roughness of the resist pattern. It is preferable because it improves the resist performance of the solvent.

現像液の蒸気圧は、20℃において、5kPa以下が好ましく、3kPa以下がさらに好ましく、2kPa以下が特に好ましい。現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。 The vapor pressure of the developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By reducing the vapor pressure of the developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and as a result, the dimensional uniformity in the wafer surface is improved. To improve.

5kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、特に限定されないが、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤;n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。 Specific examples having a vapor pressure of 5 kPa or less are not particularly limited, but 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanonone, 2-nonanonone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, and methylcyclohexanone. , Phenylacetone, methylisobutylketone and other ketone solvents; butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropio Ester-based solvents such as Nate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl forerate, propyl forirate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate; n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol , Se-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol and other alcohol solvents; ethylene glycol, Glycol solvents such as diethylene glycol and triethylene glycol; glycols such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether and methoxymethylbutanol. Ether solvent; Ether solvent such as tetrahydrofuran; N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide amide solvent; Aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, octane , Decane and other aliphatic hydrocarbon solvents can be mentioned.

特に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤;酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤;n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤;キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。 Specific examples having a vapor pressure of 2 kPa or less, which is a particularly preferable range, include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanonone, 2-nonanonone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, and methylcyclohexanone. , Phenylacetone and other ketone solvents; butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3- Ester solvents such as methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate; n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol , 4-Methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol and other alcohol solvents; glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Glycol ether solvents such as monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethylbutanol; N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide , N, N-dimethylformamide amide solvent; aromatic hydrocarbon solvent such as xylene; aliphatic hydrocarbon solvent such as octane and decane.

現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば、特開昭62-36663号公報、特開昭61-226746号公報、特開昭61-226745号公報、特開昭62-170950号公報、特開昭63-34540号公報、特開平7-230165号公報、特開平8-62834号公報、特開平9-54432号公報、特開平9-5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることがさらに好ましい。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the developing solution, if necessary.
The surfactant is not particularly limited, and for example, an ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactant can be used. Examples of these fluorine and / or silicon-based surfactants include Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-36663, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226746, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226745, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-170950. , JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, US Pat. No. 5,405,720, The surfactants described in the same 5360692, 5529881, 5296330, 5436098, 5576143, 5294511, and 5824451 can be mentioned. It can be, preferably a nonionic surfactant. The nonionic surfactant is not particularly limited, but it is more preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant.

界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%、好ましくは0.005~2質量%、さらに好ましくは0.01~0.5質量%である。 The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developing solution.

現像方法としては、特に限定されないが、例えば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。パターンの現像を行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒~90秒である。 The developing method is not particularly limited, but for example, a method of immersing the substrate in a tank filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), or a method of raising the developing solution on the surface of the substrate by surface tension and allowing it to stand still for a certain period of time. A method of developing (paddle method), a method of spraying the developer on the surface of the substrate (spray method), a method of spraying the developer on the substrate rotating at a constant speed while scanning the developer dispensing nozzle at a constant speed. A method (dynamic dispense method) or the like can be applied. The time for developing the pattern is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.

また、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。 Further, after the step of performing the development, a step of stopping the development may be carried out while substituting with another solvent.

現像の後には、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。 After the development, it is preferable to include a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent.

現像後のリンス工程に用いるリンス液としては、架橋により硬化したレジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液又は水を使用することができる。上記リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。より好ましくは、現像の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。さらにより好ましくは、現像の後に、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。さらにより好ましくは、現像の後に、1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。特に好ましくは、現像の後に、炭素数5以上の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。パターンのリンスを行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒~90秒である。 The rinsing solution used in the rinsing step after development is not particularly limited as long as the resist pattern cured by crosslinking is not dissolved, and a solution containing a general organic solvent or water can be used. As the rinsing solution, it is preferable to use a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent and an ether solvent. .. More preferably, after development, a washing step is performed using a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from the group consisting of a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, and an amide solvent. Even more preferably, after development, a step of washing with a rinsing solution containing an alcohol-based solvent or an ester-based solvent is performed. Even more preferably, after development, a step of washing with a rinsing solution containing a monohydric alcohol is performed. Particularly preferably, after development, a step of washing with a rinsing solution containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms is performed. The time for rinsing the pattern is not particularly limited, but is preferably 10 to 90 seconds.

ここで、現像後のリンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、特に限定されないが、例えば、1-ブタノール、2-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、シクロペンタノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ペンタノール、3-メチル-1-ブタノールなどを用いることができる。 Here, examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step after development include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols, and specific examples thereof are not limited, but 1-butanol and 2 -Butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol , Cyclopentanol, 2-Heptanol, 2-Octanol, 3-Hexanol, 3-Heptanol, 3-Octanol, 4-Octanol and the like can be used, and a particularly preferable monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms is 1-. Hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol and the like can be used.

上記各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。 A plurality of each of the above components may be mixed, or may be mixed and used with an organic solvent other than the above.

リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、より良好な現像特性を得ることができる。 The water content in the rinsing liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, better development characteristics can be obtained.

現像後に用いるリンス液の蒸気圧は、20℃において0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下がさらに好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が最も好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性がより向上し、さらにはリンス液の浸透に起因した膨潤がより抑制され、ウェハ面内の寸法均一性がより良化する。 The vapor pressure of the rinse solution used after development is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and most preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure of the rinsing liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is further improved, and the swelling caused by the infiltration of the rinsing liquid is further suppressed, and the dimensions in the wafer surface are further suppressed. The uniformity is improved.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。 An appropriate amount of a surfactant may be added to the rinse solution before use.

リンス工程においては、現像を行ったウェハを上記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm~4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。 In the rinsing step, the developed wafer is washed with the rinsing liquid containing the above organic solvent. The method of cleaning treatment is not particularly limited, but for example, a method of continuously applying a rinse solution onto a substrate rotating at a constant speed (rotational coating method), or a method of immersing the substrate in a tank filled with the rinse solution for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinse solution on the surface of the substrate (spray method), etc. can be applied. Among them, the cleaning treatment is performed by the rotation coating method, and after cleaning, the substrate is rotated at a rotation speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate.

レジストパターンを形成した後、エッチングすることによりパターン配線基板が得られる。エッチングの方法はプラズマガスを使用するドライエッチング及びアルカリ溶液、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液等によるウェットエッチングなど公知の方法で行うことが出来る。 A patterned wiring board is obtained by forming a resist pattern and then etching it. The etching method can be a known method such as dry etching using plasma gas and wet etching with an alkaline solution, a cupric chloride solution, a ferric chloride solution or the like.

レジストパターンを形成した後、めっきを行うことも出来る。上記めっき法としては、例えば、銅めっき、はんだめっき、ニッケルめっき、金めっきなどがある。 After forming the resist pattern, plating can also be performed. Examples of the plating method include copper plating, solder plating, nickel plating, and gold plating.

エッチング後の残存レジストパターンは有機溶剤で剥離することが出来る。上記有機溶剤として、特に限定されないが、例えば、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、EL(乳酸エチル)等が挙げられる。上記剥離方法としては、特に限定されないが、例えば、浸漬方法、スプレイ方式等が挙げられる。また、レジストパターンが形成された配線基板は、多層配線基板でもよく、小径スルーホールを有していてもよい。 The residual resist pattern after etching can be peeled off with an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGME (propylene glycol monomethyl ether), and EL (ethyl lactate). The peeling method is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method and a spray method. Further, the wiring board on which the resist pattern is formed may be a multilayer wiring board or may have a small-diameter through hole.

本実施形態において得られる配線基板は、レジストパターン形成後、金属を真空中で蒸着し、その後レジストパターンを溶液で溶かす方法、すなわちリフトオフ法により形成することもできる。 The wiring board obtained in the present embodiment can also be formed by a method of forming a resist pattern, depositing a metal in a vacuum, and then dissolving the resist pattern with a solution, that is, a lift-off method.

[リソグラフィー用下層膜形成材料]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂を含有する。本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂は塗布性及び品質安定性の点から、リソグラフィー用下層膜形成材料中、1~100質量%であることが好ましく、10~100質量%であることがより好ましく、50~100質量%であることがさらに好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
[Underlayer film forming material for lithography]
The lithographic underlayer film forming material of the present embodiment contains the compound of the present embodiment and / or the resin of the present embodiment. The compound of the present embodiment and / or the resin of the present embodiment is preferably 1 to 100% by mass, preferably 10 to 100% by mass, in the underlayer film forming material for lithography from the viewpoint of coatability and quality stability. It is more preferably 50 to 100% by mass, and particularly preferably 100% by mass.

本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、湿式プロセスへの適用が可能であり、耐熱性及びエッチング耐性に優れる。さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は上記物質を用いているため、高温ベーク時の膜の劣化が抑制され、酸素プラズマエッチング等に対するエッチング耐性にも優れた下層膜を形成することができる。さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料はレジスト層との密着性にも優れるので、優れたレジストパターンを得ることができる。なお、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、本発明の効果が損なわれない範囲において、既に知られているリソグラフィー用下層膜形成材料等を含んでいてもよい。 The underlayer film forming material for lithography of the present embodiment can be applied to a wet process, and has excellent heat resistance and etching resistance. Further, since the material for forming the underlayer film for lithography of the present embodiment uses the above-mentioned substance, deterioration of the film during high-temperature baking is suppressed, and it is possible to form an underlayer film having excellent etching resistance to oxygen plasma etching and the like. can. Further, since the underlayer film forming material for lithography of the present embodiment has excellent adhesion to the resist layer, an excellent resist pattern can be obtained. The lithographic underlayer film forming material of the present embodiment may include already known lithographic underlayer film forming materials and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.

[リソグラフィー用下層膜形成用組成物]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、上記リソグラフィー用下層膜形成材料と溶媒とを含有する。
[Composition for forming an underlayer film for lithography]
The composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment contains the above-mentioned material for forming an underlayer film for lithography and a solvent.

[溶媒]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において用いられる溶媒としては、上述した成分(A)が少なくとも溶解するものであれば、公知のものを適宜用いることができる。
[solvent]
As the solvent used in the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, a known solvent can be appropriately used as long as the above-mentioned component (A) is at least soluble.

溶媒の具体例としては、特に限定されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;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メチルエーテルアセテート等のセロソルブ系溶媒;乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステル系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール等のアルコール系溶媒;トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the solvent are not particularly limited, but for example, a ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; a cellosolve solvent such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethyl lactate and methyl acetate. , Ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, methyl hydroxyisobutyrate and other ester solvents; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and 1-ethoxy-2-propanol; toluene, xylene , Aromatic hydrocarbons such as anisole and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記溶媒の中で、安全性の点からシクロヘキサノン、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メチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル、アニソールが特に好ましい。 Among the above solvents, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methyl hydroxyisobutyrate, and anisole are particularly preferable from the viewpoint of safety.

溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、上記下層膜形成材料100質量部に対して、100~10,000質量部であることが好ましく、200~5,000質量部であることがより好ましく、200~1,000質量部であることがさらに好ましい。 The content of the solvent is not particularly limited, but is preferably 100 to 10,000 parts by mass, more preferably 200 to 5, with respect to 100 parts by mass of the underlayer film forming material from the viewpoint of solubility and film formation. It is more preferably 000 parts by mass, and even more preferably 200 to 1,000 parts by mass.

[架橋剤]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、インターミキシングを抑制する等の観点から、必要に応じて架橋剤を含有していてもよい。本実施形態で使用可能な架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024779号に記載のものを用いることができる。なお、本実施形態において、架橋剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
[Crosslinking agent]
The composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment may contain a cross-linking agent, if necessary, from the viewpoint of suppressing intermixing and the like. The cross-linking agent that can be used in this embodiment is not particularly limited, but for example, the one described in International Publication No. 2013/024779 can be used. In this embodiment, the cross-linking agent may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態で使用可能な架橋剤の具体例としては、例えば、フェノール化合物、エポキシ化合物、シアネート化合物、アミノ化合物、ベンゾオキサジン化合物、アクリレート化合物、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、ウレア化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの架橋剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でもベンゾオキサジン化合物、エポキシ化合物又はシアネート化合物が好ましく、エッチング耐性向上の観点から、ベンゾオキサジン化合物がより好ましい。 Specific examples of the cross-linking agent that can be used in the present embodiment include phenol compounds, epoxy compounds, cyanate compounds, amino compounds, benzoxazine compounds, acrylate compounds, melamine compounds, guanamine compounds, glycol uryl compounds, urea compounds, and isocyanates. Examples thereof include compounds and azide compounds, but the present invention is not particularly limited thereto. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, a benzoxazine compound, an epoxy compound or a cyanate compound is preferable, and a benzoxazine compound is more preferable from the viewpoint of improving etching resistance.

前記フェノール化合物としては、公知のものが使用できる。例えば、フェノール類としては、特に限定されないが、フェノールの他、クレゾール類、キシレノール類等のアルキルフェノール類、ヒドロキノン等の多価フェノール類、ナフトール類、ナフタレンジオール類等の多環フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類、あるいはフェノールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等の多官能性フェノール化合物等が挙げられる。中でも、耐熱性及び溶解性の点から、アラルキル型フェノール樹脂が好ましい。 As the phenol compound, known ones can be used. For example, the phenols are not particularly limited, but in addition to phenols, alkylphenols such as cresols and xylenols, polyhydric phenols such as hydroquinone, polycyclic phenols such as naphthols and naphthalenediol, bisphenol A, and the like. Examples thereof include bisphenols such as bisphenol F, and polyfunctional phenol compounds such as phenol novolak and phenol aralkyl resins. Of these, the aralkyl-type phenol resin is preferable from the viewpoint of heat resistance and solubility.

前記エポキシ化合物としては、公知のものが使用でき、1分子中にエポキシ基を2個以上有するもの中から選択される。特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、3,3’,5,5’-テトラメチル-ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、2,2’ -ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジヒドロキシビフェノール、レゾルシン、ナフタレンジオール類等の2価のフェノール類のエポキシ化物、トリス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテル、フェノールノボラック、o-クレゾールノボラック等の3価以上のフェノール類のエポキシ化物、ジシクロペンタジエンとフェノール類の共縮合樹脂のエポキシ化物、フェノール類とパラキシリレンジクロライド等から合成されるフェノールアラルキル樹脂類のエポキシ化物、フェノール類とビスクロロメチルビフェニル等から合成されるビフェニルアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、ナフトール類とパラキシリレンジクロライド等から合成されるナフトールアラルキル樹脂類のエポキシ化物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独でもよいし、2種以上を併用してもよい。好ましくは、耐熱性と溶解性という点から、フェノールアラルキル樹脂類、ビフェニルアラルキル樹脂類から得られるエポキシ樹脂等の常温で固体状エポキシ樹脂である。 As the epoxy compound, known ones can be used, and a compound having two or more epoxy groups in one molecule is selected. Although not particularly limited, for example, bisphenol A, bisphenol F, 3,3', 5,5'-tetramethyl-bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, 2,2'-biphenol, 3,3', 5,5 Epoxidized products of divalent phenols such as'-tetramethyl-4,4'-dihydroxybiphenol, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4). -Trivalents such as hydroxyphenyl) ethane, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethanetriglycidyl ether, trimethylolpropanetriglycidyl ether, trimethylolethanetriglycidyl ether, phenol novolac, o-cresol novolac, etc. The above phenolic epoxidates, dicyclopentadiene and phenol cocondensate resin epoxidates, phenol aralkyl resins epoxidized from phenols and paraxylylene chloride, etc., phenols and bischloromethylbiphenyl, etc. Examples thereof include epoxidates of biphenyl aralkyl type phenolic resins synthesized from naphthols and epoxidates of naphthol aralkyl resins synthesized from naphthols and paraxylylene chloride. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. A solid epoxy resin at room temperature, such as an epoxy resin obtained from phenol aralkyl resins and biphenyl aralkyl resins, is preferable from the viewpoint of heat resistance and solubility.

前記シアネート化合物としては、1分子中に2個以上のシアネート基を有する化合物であれば特に制限なく、公知のものを使用することができる。本実施形態において、好ましいシアネート化合物としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物の水酸基をシアネート基に置換した構造のものが挙げられる。また、シアネート化合物は、芳香族基を有するものが好ましく、シアネート基が芳香族基に直結した構造のものを好適に使用することができる。このようなシアネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールM、ビスフェノールP、ビスフェノールE、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック樹脂、テトラメチルビスフェノールF、ビスフェノールAノボラック樹脂、臭素化ビスフェノールA、臭素化フェノールノボラック樹脂、3官能フェノール、4官能フェノール、ナフタレン型フェノール、ビフェニル型フェノール、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエンアラルキル樹脂、脂環式フェノール、リン含有フェノール等の水酸基をシアネート基に置換した構造のものが挙げられる。これらのシアネート化合物は、単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。また、前記したシアネート化合物は、モノマー、オリゴマー及び樹脂のいずれの形態であってもよい。 The cyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having two or more cyanate groups in one molecule, and known compounds can be used. In the present embodiment, a preferable cyanate compound has a structure in which the hydroxyl group of a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule is replaced with a cyanate group. Further, the cyanate compound preferably has an aromatic group, and a compound having a structure in which the cyanate group is directly linked to the aromatic group can be preferably used. Such cyanate compounds are not particularly limited, but are, for example, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol M, bisphenol P, bisphenol E, phenol novolak resin, cresol novolak resin, dicyclopentadiene novolak resin, tetramethylbisphenol F, bisphenol. A novolak resin, brominated bisphenol A, brominated phenol novolak resin, trifunctional phenol, tetrafunctional phenol, naphthalene type phenol, biphenyl type phenol, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, dicyclopentadiene aralkyl resin, fat Examples thereof include those having a structure in which hydroxyl groups such as cyclic phenol and phosphorus-containing phenol are substituted with cyanate groups. These cyanate compounds may be used alone or in combination of two or more as appropriate. Further, the cyanate compound may be in any form of a monomer, an oligomer or a resin.

前記アミノ化合物としては、特に限定されないが、例えば、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、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プロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、O-トリジン、m-トリジン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート、2-(4-アミノフェニル)-6-アミノベンゾオキサゾール等が例示される。さらに、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プロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル等の芳香族アミン類、ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジメチルージアミノジシクロヘキシルメタン、テトラメチルージアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノジシクロヘキシルプロパン、ジアミノビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビス(アミノメチル)-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、3(4),8(9)-ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環式アミン類、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族アミン類等が挙げられる。 The amino compound is not particularly limited, and is, for example, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3, 4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-Diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis ( 3-Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [ 4- (4-Aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-amino-3) -Chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-amino-3-fluorophenyl) fluorene, O-trizine, m-trizine, 4,4'-diaminobenzanilide, 2,2'-bis (trifluoromethyl) Examples thereof include -4,4'-diaminobiphenyl, 4-aminophenyl-4-aminobenzoate, 2- (4-aminophenyl) -6-aminobenzoxazole and the like. Furthermore, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl Sulfur, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-Aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) biphenyl] ) Benzene] ether, aromatic amines such as bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, diaminocyclohexane, diaminodicyclohexylmethane, dimethyl-diaminodicyclohexylmethane, tetramethyl-diaminodicyclohexylmethane, diaminodicyclohexylpropane, diamino Bicyclo [2.2.1] heptane, bis (aminomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane, 3 (4), 8 (9) -bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.02 , 6] Alicyclic amines such as decane, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, isophoronediamine, aliphatic amines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, etc. Can be mentioned.

前記ベンゾオキサジン化合物としては、特に限定されないが、例えば、二官能性ジアミン類と単官能フェノール類から得られるP-d型ベンゾオキサジン、単官能性ジアミン類と二官能性フェノール類から得られるF-a型ベンゾオキサジン等が挙げられる。 The benzoxazine compound is not particularly limited, but is, for example, Pd-type benzoxazine obtained from bifunctional diamines and monofunctional phenols, and F- obtained from monofunctional diamines and bifunctional phenols. Examples thereof include type a benzoxazine.

前記メラミン化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1~6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1~6個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。 Specific examples of the melamine compound are not particularly limited, but for example, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, and hexamethylol melamine are methoxymethylated or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine. , Hexaacyloxymethylmelamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof and the like can be mentioned.

前記グアナミン化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。 Specific examples of the guanamine compound are not particularly limited, but for example, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, and tetramethylolguanamine are methoxymethylated or a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine. , Tetraacyloxyguanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof and the like can be mentioned.

前記グリコールウリル化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。 Specific examples of the glycol uryl compound are not particularly limited, but for example, 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycol uryl, tetramethoxyglycol uryl, tetramethoxymethyl glycol uryl, and tetramethylol glycol uryl are methoxymethylated. Examples thereof include a compound or a mixture thereof, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycol uryl are acyloxymethylated, or a mixture thereof.

前記ウレア化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1~4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。 Specific examples of the urea compound are not particularly limited, but for example, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea, tetramethoxymethylurea, and tetramethylolurea are methoxymethylated or a mixture thereof, tetramethoxyethylurea. And so on.

また、本実施形態において、架橋性向上の観点から、少なくとも1つのアリル基を有する架橋剤を用いてもよい。少なくとも1つのアリル基を有する架橋剤の具体例としては、例えば、2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)エ-テル等のアリルフェノール類、2,2-ビス(3-アリル-4-シアナトフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3-アリル-4-シアナトフェニル)プロパン、ビス(3-アリル-4-シアナトシフェニル)スルホン、ビス(3-アリル-4-シアナトフェニル)スルフィド、ビス(3-アリル-4-シアナトフェニル)エ-テル等のアリルシアネート類、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールアリルエーテル等が挙げられるが、これら例示されたものに限定されるものではない。これらは単独でも、2種類以上の混合物であってもよい。これらの中でも、2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)エ-テル等のアリルフェノール類が好ましい。 Further, in the present embodiment, a cross-linking agent having at least one allyl group may be used from the viewpoint of improving the cross-linking property. Specific examples of the cross-linking agent having at least one allyl group include 2,2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2. , 2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) propane, bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) sulfide, bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) Allylphenols such as hydroxyphenyl) ether, 2,2-bis (3-allyl-4-cyanotophenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3-allyl-4-cyanophenyl) Propane, bis (3-allyl-4-cyanothyphenyl) sulfone, bis (3-allyl-4-cyanophenyl) sulfide, bis (3-allyl-4-si) Examples thereof include allyl cyanates such as anatophenyl) ether, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, triallyl isocyanurate, trimethylolpropanediallyl ether, pentaerythritol allyl ether, etc., but are limited to those exemplified. It is not something that is done. These may be alone or a mixture of two or more. Among these, 2,2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) ) Allylphenols such as propane, bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) sulfide, and bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) ether are preferable. ..

本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、架橋剤の含有量は、特に限定されないが、下層膜形成材料100質量部に対して、5~50質量部であることが好ましく、より好ましくは10~40質量部である。上記の好ましい範囲にすることで、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にあり、また、反射防止効果が高められ、架橋後の膜形成性が高められる傾向にある。 In the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, the content of the cross-linking agent is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the underlayer film forming material, which is more preferable. Is 10 to 40 parts by mass. By setting the above-mentioned preferable range, the occurrence of the mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed, the antireflection effect tends to be enhanced, and the film forming property after crosslinking tends to be enhanced.

[架橋促進剤]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物には、必要に応じて架橋、硬化反応を促進させるための架橋促進剤を用いることができる。
[Crosslink accelerator]
In the composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment, a cross-linking accelerator for promoting a cross-linking and curing reaction can be used, if necessary.

前記架橋促進剤としては、架橋、硬化反応を促進させるものであれば、特に限定されないが、例えば、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ルイス酸等が挙げられる。これらの架橋促進剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でもイミダゾール類又は有機ホスフィン類が好ましく、架橋温度の低温化の観点から、イミダゾール類がより好ましい。 The cross-linking accelerator is not particularly limited as long as it promotes the cross-linking and curing reaction, and examples thereof include amines, imidazoles, organic phosphines, and Lewis acids. These cross-linking accelerators can be used alone or in combination of two or more. Among these, imidazoles or organic phosphines are preferable, and imidazoles are more preferable from the viewpoint of lowering the crosslinking temperature.

前記架橋促進剤としては、以下に限定されないが、例えば、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの三級アミン、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、2-へプタデシルイミダゾール、2,4,5-トリフェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフイン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレートなどのテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。 The cross-linking accelerator includes, but is not limited to, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and tris (dimethylamino). Tertiary amines such as methyl) phenol, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2,4,5- Imidazoles such as triphenylimidazole, organic phosphines such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine, tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium / ethyltriphenylborate, tetrabutyl Examples thereof include tetra-substituted phosphonium-tetra-substituted borates such as phosphonium / tetrabutylborate, tetraphenylborone salts such as 2-ethyl-4-methylimidazole / tetraphenylborate, and N-methylmorpholine / tetraphenylborate.

架橋促進剤の含有量としては、通常、組成物の合計質量100質量部とした場合に100質量部とした場合に、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは、制御のし易さ及び経済性の観点から0.1~5質量部であり、さらに好ましくは0.1~3質量部である The content of the cross-linking accelerator is usually preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably controlled, when the total mass of the composition is 100 parts by mass and 100 parts by mass. From the viewpoint of ease and economy, it is 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.

[ラジカル重合開始剤]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物には、必要に応じてラジカル重合開始剤を配合することができる。ラジカル重合開始剤としては、光によりラジカル重合を開始させる光重合開始剤であってもよいし、熱によりラジカル重合を開始させる熱重合開始剤であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、ケトン系光重合開始剤、有機過酸化物系重合開始剤及びアゾ系重合開始剤からなる群より選ばれる少なくとも1種とすることができる。
[Radical polymerization initiator]
A radical polymerization initiator can be added to the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, if necessary. The radical polymerization initiator may be a photopolymerization initiator that initiates radical polymerization by light, or a thermal polymerization initiator that initiates radical polymerization by heat. The radical polymerization initiator may be, for example, at least one selected from the group consisting of a ketone-based photopolymerization initiator, an organic peroxide-based polymerization initiator, and an azo-based polymerization initiator.

このようなラジカル重合開始剤としては、特に制限されず、従来用いられているものを適宜採用することができる。例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のケトン系光重合開始剤、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセテートパーオキサイド、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-2-メチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ヘキシルハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m-トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ-3-メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ-s-ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α’-ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノオエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシマレート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメトルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシ-m-トルイルベンゾエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t-ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(m-トルイルパーオキシ)ヘキサン、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t-ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタン等の有機過酸化物系重合開始剤が挙げられる。 The radical polymerization initiator is not particularly limited, and conventionally used ones can be appropriately adopted. For example, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, benzyldimethylketal, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2. -Methyl-1-propane-1-one, 2-hydroxy-1-{4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methylpropane-1-one, 2 , 4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphinoxide and other ketone photopolymerization initiators, methylethylketone peroxide, cyclohexanone peroxide, methylcyclohexanoneper Oxide, Methylacetate acetate peroxide, Acetylacetate peroxide, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) Oxy) -cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, 1,1-bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (4,4-di-t-butylper) Oxycyclohexyl) Propane, p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylhydroperoxide, cumenehydroperoxide, t-hexylhydroperoxide, t-butylhydroper Oxide, α, α'-bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, Di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexin-3, isobutylyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoylper Oxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, succinic acid peroxide, m-toluole benzoyl peroxide, benzoyl peroxide, di-n-propylpa -Oxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethylperoxydicarbonate, di-2-ethoxyhexylperoxydicarbonate, di-3 -Methoxybutyl peroxydicarbonate, di-s-butylperoxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, α, α'-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, Kumilperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate , T-Butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanooate, 2, 5-Dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate , T-Butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxymalate, t-butylperoxy-3,5, 5-Trimeter hexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxy- m-toluylbenzoate, t-butylperoxybenzoate, bis (t-butylperoxy) isophthalate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (m-toluylperoxy) hexane, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyallyl monocarbonate, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 3,3', 4,4'-tetra (t-butylper) Examples thereof include organic peroxide-based polymerization initiators such as oxycarbonyl) benzophenone and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane.

また、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[N-(4-クロロフェニル)-2-メチルプロピオンアミジン]ジヒドリドクロリド、2,2’-アゾビス[N-(4-ヒドロフェニル)-2-メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[N-(2-ヒドロキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2´-アゾビス[2-(4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-1,3-ジアゼピン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(5-ヒドロキシ-3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、ジメチル-2,2-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)、2,2’-アゾビス[2-(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等のアゾ系重合開始剤も挙げられる。本実施形態に用いるラジカル重合開始剤としては、これらのうちの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよく、他の公知の重合開始剤をさらに組み合わせて用いてもよい。 In addition, 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis ( 2-Methylpropion amidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2-methyl-N-phenylpropion amidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropion amidine] Dihydridochloride, 2,2'-azobis [N- (4-hydrophenyl) -2-methylpropion amidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) propion amidine] dihydro Chloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-propenyl) propion amidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2-hydroxyethyl) -2-methylpropion amidine] dihydrochloride , 2,2'-Azobisisobuty [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride , 2,2'-azobis [2- (4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepine-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (3,3) 4,5,6-Tetrahydropyrimidine-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine-2-yl) propane] dihydro Chloride, 2,2'-azobis [2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-) Il) Propane], 2,2'-azobis [2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide], 2,2'-azobis [2-methyl-N -[1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide], 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2'-azobis (2-methyl) Propionamide), 2, 2' -Azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis (2-methylpropane), dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate), 4,4'-azobis (4) -Cyanopentanoic acid), 2,2'-azobis [2- (hydroxymethyl) propionitrile] and other azo-based polymerization initiators can also be mentioned. As the radical polymerization initiator used in the present embodiment, one of these may be used alone, two or more thereof may be used in combination, or another known polymerization initiator may be further used in combination. ..

前記ラジカル重合開始剤の含有量としては、化学量論的に必要な量であればよいが、上述の化合物乃至樹脂(成分(A))を含む組成物の合計質量100質量部とした場合に0.05~25質量部であることが好ましく、0.1~10質量部であることがより好ましい。ラジカル重合開始剤の含有量が0.05質量部以上である場合には、硬化が不十分となることを防ぐことができる傾向にあり、他方、ラジカル重合開始剤の含有量が25質量部以下である場合には、リソグラフィー用下層膜形成用組成物の室温での長期保存安定性が損なわれることを防ぐことができる傾向にある。 The content of the radical polymerization initiator may be any amount that is stoichiometrically necessary, but when the total mass of the composition containing the above-mentioned compound or resin (component (A)) is 100 parts by mass. It is preferably 0.05 to 25 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass. When the content of the radical polymerization initiator is 0.05 parts by mass or more, it tends to be possible to prevent insufficient curing, while the content of the radical polymerization initiator is 25 parts by mass or less. In this case, it tends to be possible to prevent the long-term storage stability of the composition for forming the underlayer film for lithography at room temperature from being impaired.

[酸発生剤]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、熱による架橋反応をさらに促進させるなどの観点から、必要に応じて酸発生剤を含有していてもよい。酸発生剤としては、熱分解によって酸を発生するもの、光照射によって酸を発生するものなどが知られているが、いずれのものも使用することができる。
[Acid generator]
The composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment may contain an acid generator, if necessary, from the viewpoint of further promoting the cross-linking reaction by heat. As the acid generator, those that generate acid by thermal decomposition, those that generate acid by light irradiation, and the like are known, but any of them can be used.

酸発生剤としては、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024779号に記載のものを用いることができる。なお、本実施形態において、酸発生剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The acid generator is not particularly limited, but for example, the acid generator described in International Publication No. 2013/024779 can be used. In this embodiment, the acid generator can be used alone or in combination of two or more.

本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、酸発生剤の含有量は、特に限定されないが、下層膜形成材料100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5~40質量部である。上記の好ましい範囲にすることで、酸発生量が多くなって架橋反応が高められる傾向にあり、また、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にある。 In the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, the content of the acid generator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the underlayer film forming material. , More preferably 0.5 to 40 parts by mass. By setting the above-mentioned preferable range, the amount of acid generated tends to increase and the crosslinking reaction tends to be enhanced, and the occurrence of the mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed.

[塩基性化合物]
さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、保存安定性を向上させる等の観点から、塩基性化合物を含有していてもよい。
[Basic compound]
Further, the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment may contain a basic compound from the viewpoint of improving storage stability and the like.

塩基性化合物は、酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。このような塩基性化合物としては、例えば、第一級、第二級又は第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。 The basic compound acts as a quencher for the acid to prevent the acid generated in a smaller amount than the acid generator from advancing the cross-linking reaction. Examples of such basic compounds include primary, secondary or tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, and nitrogen-containing compounds having a carboxy group. Examples thereof include a nitrogen-containing compound having a sulfonyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative and the like, but the present invention is not particularly limited thereto.

本実施形態において用いられる塩基性化合物としては、特に限定されないが、例えば、国際公開第2013/024779号に記載のものを用いることができる。なお、本実施形態において、塩基性化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The basic compound used in the present embodiment is not particularly limited, but for example, the compound described in International Publication No. 2013/024779 can be used. In this embodiment, the basic compound may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、塩基性化合物の含有量は、特に限定されないが、下層膜形成材料100質量部に対して、0.001~2質量部であることが好ましく、より好ましくは0.01~1質量部である。上記の好ましい範囲にすることで、架橋反応を過度に損なうことなく保存安定性が高められる傾向にある。 In the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, the content of the basic compound is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the underlayer film forming material. , More preferably 0.01 to 1 part by mass. By setting the above-mentioned preferable range, the storage stability tends to be enhanced without excessively impairing the crosslinking reaction.

[その他の添加剤]
また、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、熱硬化性の付与や吸光度をコントロールする目的で、他の樹脂及び/又は化合物を含有していてもよい。このような他の樹脂及び/又は化合物としては、例えば、ナフトール樹脂、キシレン樹脂ナフトール変性樹脂、ナフタレン樹脂のフェノール変性樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ジシクロペンタジエン樹脂、(メタ)アクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレート、テトラメタクリレート、ビニルナフタレン、ポリアセナフチレンなどのナフタレン環、フェナントレンキノン、フルオレンなどのビフェニル環、チオフェン、インデンなどのヘテロ原子を有する複素環を含む樹脂や芳香族環を含まない樹脂;ロジン系樹脂、シクロデキストリン、アダマンタン(ポリ)オール、トリシクロデカン(ポリ)オール及びそれらの誘導体等の脂環構造を含む樹脂又は化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、公知の添加剤を含有していてもよい。上記公知の添加剤としては、以下に限定されないが、例えば、紫外線吸収剤、界面活性剤、着色剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
[Other additives]
Further, the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment may contain other resins and / or compounds for the purpose of imparting thermosetting property and controlling the absorbance. Examples of such other resins and / or compounds include naphthalene resin, xylene resin, naphthalene-modified resin, phenol-modified resin of naphthalene resin, polyhydroxystyrene, dicyclopentadiene resin, (meth) acrylate, dimethacrylate, and trimethacrylate. , Tetramethacrylate, vinylnaphthalene, naphthalene rings such as polyacenaphthalene, biphenyl rings such as phenanthrenquinone and fluorene, and resins containing heterocycles such as thiophene and inden and resins not containing aromatic rings; rosin-based. Examples thereof include resins or compounds containing an alicyclic structure such as resins, cyclodextrin, adamantan (poly) all, tricyclodecane (poly) all and derivatives thereof, but the present invention is not particularly limited thereto. Further, the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment may contain a known additive. Examples of the known additives include, but are not limited to, ultraviolet absorbers, surfactants, colorants, nonionic surfactants, and the like.

[リソグラフィー用下層膜の形成方法]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜の形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む。
[Method for forming an underlayer film for lithography]
The method for forming a lithographic underlayer film of the present embodiment includes a step of forming an underlayer film on a substrate by using the composition for forming a lithographic underlayer film of the present embodiment.

[リソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いたレジストパターン形成方法]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いたレジストパターン形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程(A-1)と、前記下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程(A-2)と、前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程(A-3)と、を有する。
[Method for forming a resist pattern using a composition for forming an underlayer film for lithography]
The resist pattern forming method using the lithography underlayer film forming composition of the present embodiment is a step of forming an underlayer film on a substrate using the lithography underlayer film forming composition of the present embodiment (A-1). ), A step of forming at least one photoresist layer on the underlayer film (A-2), and a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing to form a resist pattern. (A-3) and.

[リソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いた回路パターン形成方法]
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いた回路パターン形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程(B-1)と、前記下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成する工程(B-2)と、前記中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程(B-3)と、前記工程(B-3)の後、前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程(B-4)と、前記工程(B-4)の後、前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングして、中間層膜パターンを形成する工程(B-5)と、得られた中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングして、下層膜パターンを形成する工程(B-6)と、得られた下層膜パターンをエッチングマスクとして基板をエッチングすることで基板にパターンを形成する工程(B-7)と、を有する。
[Circuit pattern forming method using a composition for forming an underlayer film for lithography]
The circuit pattern forming method using the composition for forming an underlayer film for etching of the present embodiment is a step of forming an underlayer film on a substrate using the composition for forming an underlayer film for etching of the present embodiment (B-1). ), The step of forming an intermediate layer film using a resist intermediate layer film material containing a silicon atom on the lower layer film (B-2), and at least one photoresist layer on the intermediate layer film. (B-3), and after the step (B-3), a predetermined region of the photoresist layer is irradiated with radiation and developed to form a resist pattern (B-4). After the step (B-4), the intermediate layer film is etched using the resist pattern as a mask to form the intermediate layer film pattern (B-5), and the obtained intermediate layer film pattern is etched. A step of etching the lower layer film as a mask to form a lower layer film pattern (B-6) and a step of forming a pattern on the substrate by etching the substrate using the obtained lower layer film pattern as an etching mask (B-6). 7) and.

本実施形態のリソグラフィー用下層膜は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物から形成されるものであれば、その形成方法は特に限定されず、公知の手法を適用することができる。例えば、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物をスピンコートやスクリーン印刷等の公知の塗布法或いは印刷法などで基板上に付与した後、有機溶媒を揮発させるなどして除去することで、下層膜を形成することができる。 The method for forming the underlayer film for lithography of the present embodiment is not particularly limited as long as it is formed from the composition for forming the underlayer film for lithography of the present embodiment, and a known method can be applied. For example, the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment is applied onto a substrate by a known coating method such as spin coating or screen printing or a printing method, and then removed by volatilizing an organic solvent. , An underlayer film can be formed.

下層膜の形成時には、上層レジストとのミキシング現象の発生を抑制するとともに架橋反応を促進させるために、ベークをすることが好ましい。この場合、ベーク温度は、特に限定されないが、80~450℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは200~400℃である。また、ベーク時間も、特に限定されないが、10~300秒の範囲内であることが好ましい。なお、下層膜の厚さは、要求性能に応じて適宜選定することができ、特に限定されないが、通常、30~20,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは50~15,000nmとすることが好ましい。 At the time of forming the lower layer film, it is preferable to bake in order to suppress the occurrence of the mixing phenomenon with the upper layer resist and promote the cross-linking reaction. In this case, the baking temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 80 to 450 ° C, more preferably 200 to 400 ° C. The baking time is also not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 300 seconds. The thickness of the underlayer film can be appropriately selected according to the required performance and is not particularly limited, but is usually preferably about 30 to 20,000 nm, more preferably 50 to 15,000 nm. Is preferable.

下層膜を作製した後、2層プロセスの場合はその上に珪素含有レジスト層、或いは通常の炭化水素からなる単層レジスト、3層プロセスの場合はその上に珪素含有中間層、さらにその上に珪素を含まない単層レジスト層を作製することが好ましい。この場合、このレジスト層を形成するためのフォトレジスト材料としては公知のものを使用することができる。 After forming the underlayer film, in the case of a two-layer process, a silicon-containing resist layer is placed on top of it, or in the case of a three-layer process, a silicon-containing intermediate layer is placed on top of it, or a single-layer resist made of ordinary hydrocarbons. It is preferable to prepare a single-layer resist layer containing no silicon. In this case, a known photoresist material can be used to form the resist layer.

基板上に下層膜を作製した後、2層プロセスの場合はその下層膜上に珪素含有レジスト層又は通常の炭化水素からなる単層レジストを作製することができる。3層プロセスの場合はその下層膜上に珪素含有中間層、さらにその珪素含有中間層上に珪素を含まない単層レジスト層を作製することができる。これらの場合において、レジスト層を形成するためのフォトレジスト材料は、公知のものから適宜選択して使用することができ、特に限定されない。 After forming the underlayer film on the substrate, in the case of the two-layer process, a silicon-containing resist layer or a single-layer resist made of ordinary hydrocarbon can be produced on the underlayer film. In the case of a three-layer process, a silicon-containing intermediate layer can be formed on the lower film thereof, and a silicon-free single-layer resist layer can be formed on the silicon-containing intermediate layer. In these cases, the photoresist material for forming the resist layer can be appropriately selected from known materials and used, and is not particularly limited.

2層プロセス用の珪素含有レジスト材料としては、酸素ガスエッチング耐性の観点から、ベースポリマーとしてポリシルセスキオキサン誘導体又はビニルシラン誘導体等の珪素原子含有ポリマーを使用し、さらに有機溶媒、酸発生剤、必要により塩基性化合物等を含むポジ型のフォトレジスト材料が好ましく用いられる。ここで珪素原子含有ポリマーとしては、この種のレジスト材料において用いられている公知のポリマーを使用することができる。 As the silicon-containing resist material for the two-layer process, a silicon atom-containing polymer such as a polysilsesquioxane derivative or a vinylsilane derivative is used as the base polymer from the viewpoint of oxygen gas etching resistance, and further, an organic solvent, an acid generator, and the like. If necessary, a positive photoresist material containing a basic compound or the like is preferably used. Here, as the silicon atom-containing polymer, a known polymer used in this type of resist material can be used.

3層プロセス用の珪素含有中間層としてはポリシルセスキオキサンベースの中間層が好ましく用いられる。中間層に反射防止膜として効果を持たせることによって、効果的に反射を抑えることができる傾向にある。例えば、193nm露光用プロセスにおいて、下層膜として芳香族基を多く含み基板エッチング耐性が高い材料を用いると、k値が高くなり、基板反射が高くなる傾向にあるが、中間層で反射を抑えることによって、基板反射を0.5%以下にすることができる。このような反射防止効果がある中間層としては、以下に限定されないが、193nm露光用としてはフェニル基又は珪素-珪素結合を有する吸光基を導入された、酸或いは熱で架橋するポリシルセスキオキサンが好ましく用いられる。 As the silicon-containing intermediate layer for the three-layer process, a polysilsesquioxane-based intermediate layer is preferably used. By giving the intermediate layer an effect as an antireflection film, it tends to be possible to effectively suppress reflection. For example, in the 193 nm exposure process, if a material containing a large amount of aromatic groups and having high substrate etching resistance is used as the underlayer film, the k value tends to be high and the substrate reflection tends to be high, but the reflection is suppressed by the intermediate layer. Therefore, the substrate reflection can be reduced to 0.5% or less. The intermediate layer having such an antireflection effect is not limited to the following, but for 193 nm exposure, a phenyl group or an absorbent group having a silicon-silicon bond is introduced, and the polysilseskioki crosslinked with an acid or heat. Sun is preferably used.

また、Chemical Vapour Deposition(CVD)法で形成した中間層を用いることもできる。CVD法で作製した反射防止膜としての効果が高い中間層としては、以下に限定されないが、例えば、SiON膜が知られている。一般的には、CVD法よりスピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスによる中間層の形成の方が、簡便でコスト的なメリットがある。なお、3層プロセスにおける上層レジストは、ポジ型でもネガ型でもどちらでもよく、また、通常用いられている単層レジストと同じものを用いることができる。 Further, an intermediate layer formed by the Chemical Vapor Deposition (CVD) method can also be used. The intermediate layer having a high effect as an antireflection film produced by the CVD method is not limited to the following, and for example, a SiON film is known. In general, the formation of an intermediate layer by a wet process such as a spin coating method or screen printing is simpler and more cost effective than the CVD method. The upper layer resist in the three-layer process may be either a positive type or a negative type, and the same single-layer resist as normally used can be used.

さらに、本実施形態における下層膜は、通常の単層レジスト用の反射防止膜或いはパターン倒れ抑制のための下地材として用いることもできる。本実施形態の下層膜は、下地加工のためのエッチング耐性に優れるため、下地加工のためのハードマスクとしての機能も期待できる。 Further, the underlayer film in the present embodiment can also be used as an antireflection film for a normal single-layer resist or a base material for suppressing pattern collapse. Since the underlayer film of the present embodiment has excellent etching resistance for base processing, it can be expected to function as a hard mask for base processing.

上記フォトレジスト材料によりレジスト層を形成する場合においては、上記下層膜を形成する場合と同様に、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスが好ましく用いられる。また、レジスト材料をスピンコート法などで塗布した後、通常、プリベークが行われるが、このプリベークは、80~180℃で10~300秒の範囲で行うことが好ましい。その後、常法にしたがい、露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像を行うことで、レジストパターンを得ることができる。なお、レジスト膜の厚さは特に制限されないが、一般的には、30~500nmが好ましく、より好ましくは50~400nmである。 When the resist layer is formed from the photoresist material, a wet process such as a spin coating method or screen printing is preferably used as in the case of forming the underlayer film. Further, after applying the resist material by a spin coating method or the like, prebaking is usually performed, and this prebaking is preferably performed at 80 to 180 ° C. for 10 to 300 seconds. After that, a resist pattern can be obtained by performing exposure, post-exposure baking (PEB), and development according to a conventional method. The thickness of the resist film is not particularly limited, but is generally preferably 30 to 500 nm, more preferably 50 to 400 nm.

また、露光光は、使用するフォトレジスト材料に応じて適宜選択して用いればよい。一般的には、波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3~20nmの軟X線、電子ビーム、X線等を挙げることができる。 Further, the exposure light may be appropriately selected and used according to the photoresist material to be used. In general, high-energy rays having a wavelength of 300 nm or less, specifically, excimer lasers having a wavelength of 248 nm, 193 nm, and 157 nm, soft X-rays having a wavelength of 3 to 20 nm, electron beams, X-rays, and the like can be mentioned.

上記の方法により形成されるレジストパターンは、本実施形態における下層膜によってパターン倒れが抑制されたものとなる。そのため、本実施形態における下層膜を用いることで、より微細なパターンを得ることができ、また、そのレジストパターンを得るために必要な露光量を低下させ得る。 The resist pattern formed by the above method has the pattern collapse suppressed by the underlayer film in the present embodiment. Therefore, by using the underlayer film in the present embodiment, a finer pattern can be obtained, and the exposure amount required to obtain the resist pattern can be reduced.

次に、得られたレジストパターンをマスクにしてエッチングを行う。2層プロセスにおける下層膜のエッチングとしては、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、酸素ガスを用いたエッチングが好適である。酸素ガスに加えて、He、Arなどの不活性ガスや、CO、CO2、NH3、SO2、N2、NO2、2ガスを加えることも可能である。また、酸素ガスを用いずに、CO、CO2、NH3、N2、NO2、2ガスだけでガスエッチングを行うこともできる。特に後者のガスは、パターン側壁のアンダーカット防止のための側壁保護のために好ましく用いられる。Next, etching is performed using the obtained resist pattern as a mask. Gas etching is preferably used as the etching of the lower layer film in the two-layer process. As the gas etching, etching using oxygen gas is preferable. In addition to oxygen gas, it is also possible to add an inert gas such as He or Ar, or CO, CO 2 , NH 3 , SO 2 , N 2 , NO 2, or H 2 gas. It is also possible to perform gas etching using only CO, CO 2 , NH 3 , N 2 , NO 2, and H 2 gases without using oxygen gas. In particular, the latter gas is preferably used to protect the side wall to prevent undercutting of the side wall of the pattern.

一方、3層プロセスにおける中間層のエッチングにおいても、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、上記の2層プロセスにおいて説明したものと同様のものが適用可能である。とりわけ、3層プロセスにおける中間層の加工は、フロン系のガスを用いてレジストパターンをマスクにして行うことが好ましい。その後、上述したように中間層パターンをマスクにして、例えば酸素ガスエッチングを行うことで、下層膜の加工を行うことができる。 On the other hand, gas etching is also preferably used in the etching of the intermediate layer in the three-layer process. As the gas etching, the same ones as described in the above two-layer process can be applied. In particular, the processing of the intermediate layer in the three-layer process is preferably performed by using a fluorocarbon-based gas and using the resist pattern as a mask. After that, the lower layer film can be processed by, for example, performing oxygen gas etching using the intermediate layer pattern as a mask as described above.

ここで、中間層として無機ハードマスク中間層膜を形成する場合は、CVD法や原子層堆積(ALD)法等で、珪素酸化膜、珪素窒化膜、珪素酸化窒化膜(SiON膜)が形成される。窒化膜の形成方法としては、以下に限定されないが、例えば、特開2002-334869号公報(特許文献4)、国際公開第2004/066377号(特許文献5)に記載された方法を用いることができる。このような中間層膜の上に直接フォトレジスト膜を形成することができるが、中間層膜の上に有機反射防止膜(BARC)をスピンコートで形成して、その上にフォトレジスト膜を形成してもよい。 Here, when an inorganic hard mask intermediate layer film is formed as an intermediate layer, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide nitride film (SiON film) are formed by a CVD method, an atomic layer deposition (ALD) method, or the like. To. The method for forming the nitride film is not limited to the following, and for example, the methods described in JP-A-2002-334869 (Patent Document 4) and International Publication No. 2004/06637 (Patent Document 5) can be used. can. A photoresist film can be formed directly on such an intermediate layer film, but an organic antireflection film (BARC) is formed on the intermediate layer film by spin coating, and a photoresist film is formed on the organic antireflection film (BARC). You may.

中間層として、ポリシルセスキオキサンベースの中間層も好ましく用いられる。レジスト中間層膜に反射防止膜として効果を持たせることによって、効果的に反射を抑えることができる傾向にある。ポリシルセスキオキサンベースの中間層の具体的な材料については、以下に限定されないが、例えば、特開2007-226170号公報特許文献6)、特開2007-226204号公報(特許文献7)に記載されたものを用いることができる。 As the intermediate layer, a polysilsesquioxane-based intermediate layer is also preferably used. By giving the resist intermediate layer film an effect as an antireflection film, it tends to be possible to effectively suppress reflection. Specific materials for the polysilsesquioxane-based intermediate layer are not limited to the following, and are, for example, in JP-A-2007-226170 (Patent Document 6) and JP-A-2007-226204 (Patent Document 7). The ones described can be used.

また、次の基板のエッチングも、常法によって行うことができ、例えば、基板がSiO、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、p-SiやAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行うことができる。基板をフロン系ガスでエッチングする場合、2層レジストプロセスの珪素含有レジストと3層プロセスの珪素含有中間層は、基板加工と同時に剥離される。一方、塩素系或いは臭素系ガスで基板をエッチングした場合は、珪素含有レジスト層又は珪素含有中間層の剥離が別途行われ、一般的には、基板加工後にフロン系ガスによるドライエッチング剥離が行われる。Further, the next etching of the substrate can also be performed by a conventional method. For example, if the substrate is SiO 2 or SiN, the etching is mainly composed of fluorogas, and if the substrate is p—Si, Al, or W, chlorine-based or bromine-based etching is performed. Etching mainly composed of gas can be performed. When the substrate is etched with a freon gas, the silicon-containing resist in the two-layer resist process and the silicon-containing intermediate layer in the three-layer process are peeled off at the same time as the substrate is processed. On the other hand, when the substrate is etched with a chlorine-based or bromine-based gas, the silicon-containing resist layer or the silicon-containing intermediate layer is separately peeled off, and generally, dry etching peeling is performed with a freon-based gas after the substrate is processed. ..

本実施形態における下層膜は、これら基板のエッチング耐性に優れる特徴がある。なお、基板は、公知のものを適宜選択して使用することができ、特に限定されないが、Si、α-Si、p-Si、SiO、SiN、SiON、W、TiN、Al等が挙げられる。また、基板は、基材(支持体)上に被加工膜(被加工基板)を有する積層体であってもよい。このような被加工膜としては、Si、SiO、SiON、SiN、p-Si、α-Si、W、W-Si、Al、Cu、Al-Si等種々のLow-k膜及びそのストッパー膜等が挙げられ、通常、基材(支持体)とは異なる材質のものが用いられる。なお、加工対象となる基板或いは被加工膜の厚さは、特に限定されないが、通常、50~1,000,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは75~500,000nmである。The underlayer film in the present embodiment is characterized by having excellent etching resistance of these substrates. As the substrate, a known substrate can be appropriately selected and used, and examples thereof include Si, α-Si, p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, and Al. .. Further, the substrate may be a laminated body having a film to be processed (substrate to be processed) on a base material (support). Such processed films include various Low-k films such as Si, SiO 2 , SiON, SiN, p-Si, α-Si, W, W-Si, Al, Cu, and Al-Si, and stopper films thereof. Etc., and usually, a material different from the base material (support) is used. The thickness of the substrate or the film to be processed is not particularly limited, but is usually preferably about 50 to 1,000,000 nm, and more preferably 75 to 500,000 nm.

[レジスト永久膜]
なお、前記組成物を用いてレジスト永久膜を作製することもできる、前記組成物を塗布してなるレジスト永久膜は、必要に応じてレジストパターンを形成した後、最終製品にも残存する永久膜として好適である。永久膜の具体例としては、特に限定されないが、例えば、半導体デバイス関係では、ソルダーレジスト、パッケージ材、アンダーフィル材、回路素子等のパッケージ接着層や集積回路素子と回路基板の接着層、薄型ディスプレー関連では、薄膜トランジスタ保護膜、液晶カラーフィルター保護膜、ブラックマトリクス、スペーサーなどが挙げられる。特に、前記組成物からなる永久膜は、耐熱性や耐湿性に優れている上に昇華成分による汚染性が少ないという非常に優れた利点も有する。特に表示材料において、重要な汚染による画質劣化の少ない高感度、高耐熱、吸湿信頼性を兼ね備えた材料となる。
[Permanent resist film]
In addition, the resist permanent film formed by applying the composition, which can also produce a resist permanent film using the composition, is a permanent film that remains in the final product after forming a resist pattern as needed. It is suitable as. Specific examples of the permanent film are not particularly limited, but for example, in the case of semiconductor devices, a package adhesive layer such as a solder resist, a package material, an underfill material, and a circuit element, an adhesive layer between an integrated circuit element and a circuit board, and a thin display. Related examples include a thin film protective film, a liquid crystal color filter protective film, a black matrix, and a spacer. In particular, the permanent film made of the above composition has an extremely excellent advantage that it is excellent in heat resistance and moisture resistance and is less contaminated by sublimation components. In particular, in the display material, it is a material having high sensitivity, high heat resistance, and moisture absorption reliability with little deterioration of image quality due to important contamination.

前記組成物をレジスト永久膜用途に用いる場合には、硬化剤の他、更に必要に応じてその他の樹脂、界面活性剤や染料、充填剤、架橋剤、溶解促進剤などの各種添加剤を加え、有機溶剤に溶解することにより、レジスト永久膜用組成物とすることができる。 When the composition is used for a permanent resist film, in addition to a curing agent, various additives such as other resins, surfactants and dyes, fillers, cross-linking agents, and dissolution accelerators are added as necessary. By dissolving in an organic solvent, a composition for a permanent resist film can be obtained.

前記リソグラフィー用膜形成組成物やレジスト永久膜用組成物は前記各成分を配合し、攪拌機等を用いて混合することにより調整できる。また、前記レジスト下層膜用組成物やレジスト永久膜用組成物が充填剤や顔料を含有する場合には、ディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミル等の分散装置を用いて分散あるいは混合して調整することが出来る。
[化合物及び/又は樹脂の精製方法]
本実施形態の化合物及び/又は樹脂の精製方法は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない有機溶媒を含む。
The lithography film forming composition and the resist permanent film composition can be adjusted by blending the above components and mixing them using a stirrer or the like. When the resist underlayer film composition or the resist permanent film composition contains a filler or a pigment, it should be dispersed or mixed using a disperser such as a dissolver, a homogenizer, or a three-roll mill. Can be done.
[Method for purifying compounds and / or resins]
The method for purifying the compound and / or the resin of the present embodiment is a step of dissolving the compound of the present embodiment and / or the resin of the present embodiment in a solvent to obtain a solution (S), and the obtained solution (S). An organic solvent that is immiscible with water as a solvent used in the step of obtaining the solution (S), which comprises a first extraction step of extracting impurities in the compound and / or the resin by contacting an acidic aqueous solution with the compound. including.

当該第一抽出工程において、上記樹脂は、上記式(A)で表される化合物と架橋反応性のある化合物との反応によって得られる樹脂であることが好ましい。本実施形態の精製方法によれば、上述した特定の構造を有する化合物又は樹脂に不純物として含まれうる種々の金属の含有量を低減することができる。 In the first extraction step, the resin is preferably a resin obtained by reacting the compound represented by the above formula (A) with a compound having a cross-linking reactivity. According to the purification method of the present embodiment, the content of various metals that can be contained as impurities in the compound or resin having the above-mentioned specific structure can be reduced.

より詳細には、本実施形態の精製方法においては、上記化合物及び/又は上記樹脂を、水と混和しない有機溶媒に溶解させて溶液(S)を得て、さらにその溶液(S)を酸性水溶液と接触させて抽出処理を行うことができる。これにより、本実施形態の化合物及び/又は樹脂を含む溶液(S)に含まれる金属分を水相に移行させたのち、有機相と水相とを分離して金属含有量の低減された、本実施形態の化合物及び/又は樹脂を得ることができる。 More specifically, in the purification method of the present embodiment, the above compound and / or the above resin is dissolved in an organic solvent immiscible with water to obtain a solution (S), and the solution (S) is further used as an acidic aqueous solution. The extraction process can be performed by contacting with. As a result, the metal content contained in the solution (S) containing the compound and / or the resin of the present embodiment was transferred to the aqueous phase, and then the organic phase and the aqueous phase were separated to reduce the metal content. The compound and / or resin of the present embodiment can be obtained.

本実施形態の精製方法で使用する本実施形態の化合物及び/又は樹脂は単独でもよいが、2種以上混合することもできる。また、本実施形態の化合物及び/又は樹脂は、各種界面活性剤、各種架橋剤、各種酸発生剤、各種安定剤等を含有していてもよい。 The compound and / or resin of the present embodiment used in the purification method of the present embodiment may be used alone, but two or more kinds may be mixed. Further, the compound and / or the resin of the present embodiment may contain various surfactants, various cross-linking agents, various acid generators, various stabilizers and the like.

本実施形態で使用される水と混和しない溶媒としては、特に限定されないが、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましく、具体的には、室温下における水への溶解度が30%未満である有機溶媒であり、より好ましくは20%未満であり、特に好ましくは10%未満である有機溶媒が好ましい。当該有機溶媒の使用量は、使用する本実施形態の化合物及び/又は樹脂に対して、1~100質量倍であることが好ましい。 The solvent immiscible with water used in the present embodiment is not particularly limited, but an organic solvent that can be safely applied to the semiconductor manufacturing process is preferable, and specifically, the solubility in water at room temperature is less than 30%. It is an organic solvent, more preferably less than 20%, and particularly preferably less than 10%. The amount of the organic solvent used is preferably 1 to 100 times by mass with respect to the compound and / or resin of the present embodiment to be used.

水と混和しない溶媒の具体例としては、以下に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n‐ブチル、酢酸イソアミル等のエステル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2‐ヘプタノン、2-ペンタノン等のケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;n‐ヘキサン、n‐ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。これらの中でも、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル等が好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがより好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチルがよりさらに好ましい。メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等は、本実施形態の化合物及び樹脂の飽和溶解度が比較的高く、沸点が比較的低いことから、工業的に溶媒を留去する場合や乾燥により除去する工程での負荷を低減することが可能となる。これらの溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of the solvent immiscible with water are not limited to the following, but for example, ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether; esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and isoamyl acetate; methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, Ketones such as ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 2-pentanone; ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate Glycol ether acetates such as; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform. Among these, toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate and the like are preferable, and methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, cyclohexanone and propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferable. Methyl isobutyl ketone and ethyl acetate are even more preferable. Methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, etc. have a relatively high saturated solubility and a relatively low boiling point of the compound and the resin of the present embodiment, and thus have a load in the step of industrially distilling off the solvent or removing it by drying. Can be reduced. Each of these solvents can be used alone, or two or more of them can be mixed and used.

本実施形態の精製方法で使用される酸性の水溶液としては、特に限定されないが、例えば、無機系化合物を水に溶解させた鉱酸水溶液又は有機系化合物を水に溶解させた有機酸水溶液が挙げられる。鉱酸水溶液としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸を1種類以上水に溶解させた鉱酸水溶液が挙げられる。また、有機酸水溶液としては、特に限定されないが、例えば、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸を1種類以上水に溶解させた有機酸水溶液が挙げられる。これら酸性の水溶液は、それぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を組み合わせて用いることもできる。これら酸性の水溶液の中でも、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液、又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液であることが好ましく、硫酸、硝酸、及び酢酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸等のカルボン酸の水溶液がより好ましく、硫酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸の水溶液がさらに好ましく、蓚酸の水溶液がよりさらに好ましい。蓚酸、酒石酸、クエン酸等の多価カルボン酸は金属イオンに配位し、キレート効果が生じるために、より効果的に金属を除去できる傾向にあるものと考えられる。また、ここで用いる水は、本実施形態の精製方法の目的に沿って、金属含有量の少ない水、例えばイオン交換水等を用いることが好ましい。 The acidic aqueous solution used in the purification method of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include a mineral acid aqueous solution in which an inorganic compound is dissolved in water and an organic acid aqueous solution in which an organic compound is dissolved in water. Be done. The mineral acid aqueous solution is not particularly limited, and examples thereof include a mineral acid aqueous solution in which one or more kinds of mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid are dissolved in water. The organic acid aqueous solution is not particularly limited, but for example, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartrate acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, and p-toluene. Examples thereof include an organic acid aqueous solution in which one or more kinds of organic acids such as sulfonic acid and trifluoroacetic acid are dissolved in water. These acidic aqueous solutions can be used alone or in combination of two or more. Among these acidic aqueous solutions, one or more mineral acid aqueous solutions selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid, or acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, It is preferably one or more organic acid aqueous solutions selected from the group consisting of tartrate acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and trifluoroacetic acid, preferably sulfuric acid, nitric acid, acetic acid and oxalic acid. An aqueous solution of a carboxylic acid such as tartaric acid or citric acid is more preferable, an aqueous solution of sulfuric acid, oxalic acid, tartaric acid or citric acid is more preferable, and an aqueous solution of oxalic acid is even more preferable. It is considered that polyvalent carboxylic acids such as oxalic acid, tartaric acid, and citric acid are coordinated to metal ions and have a chelating effect, so that the metal can be removed more effectively. Further, as the water used here, it is preferable to use water having a low metal content, for example, ion-exchanged water, etc., in line with the purpose of the purification method of the present embodiment.

本実施形態の精製方法で使用する酸性の水溶液のpHは特に限定されないが、本実施形態の化合物及び/又は樹脂への影響を考慮し、水溶液の酸性度を調整することが好ましい。通常、pH範囲は0~5程度であり、好ましくはpH0~3程度である。 The pH of the acidic aqueous solution used in the purification method of the present embodiment is not particularly limited, but it is preferable to adjust the acidity of the aqueous solution in consideration of the influence on the compound and / or the resin of the present embodiment. Usually, the pH range is about 0 to 5, preferably about 0 to 3.

本実施形態の精製方法で使用する酸性の水溶液の使用量は特に限定されないが、金属除去のための抽出回数を低減する観点及び全体の液量を考慮して操作性を確保する観点から、当該使用量を調整することが好ましい。上記観点から、酸性の水溶液の使用量は、前記溶液(S)100質量%に対して、好ましくは10~200質量%であり、より好ましくは20~100質量%である。 The amount of the acidic aqueous solution used in the purification method of the present embodiment is not particularly limited, but the present invention is concerned from the viewpoint of reducing the number of extractions for removing metals and ensuring operability in consideration of the total amount of liquid. It is preferable to adjust the amount used. From the above viewpoint, the amount of the acidic aqueous solution used is preferably 10 to 200% by mass, more preferably 20 to 100% by mass, based on 100% by mass of the solution (S).

本実施形態の精製方法においては、上記のような酸性の水溶液と、本実施形態の化合物及び/又は樹脂と、及び水と混和しない溶媒を含む溶液(S)と、を接触させることにより、溶液(S)中の前記化合物又は前記樹脂から金属分を抽出することができる。 In the purification method of the present embodiment, the solution is brought into contact with the acidic aqueous solution as described above, the compound and / or the resin of the present embodiment, and the solution (S) containing a solvent immiscible with water. A metal component can be extracted from the compound or the resin in (S).

本実施形態の精製方法においては、前記溶液(S)が、さらに水と混和する有機溶媒を含むことが好ましい。水と混和する有機溶媒を含む場合、本実施形態の化合物及び/又は樹脂の仕込み量を増加させることができ、また、分液性が向上し、高い釜効率で精製を行うことができる傾向にある。水と混和する有機溶媒を加える方法は特に限定されない。例えば、予め有機溶媒を含む溶液に加える方法、予め水又は酸性の水溶液に加える方法、有機溶媒を含む溶液と水又は酸性の水溶液とを接触させた後に加える方法のいずれでもよい。これらの中でも、予め有機溶媒を含む溶液に加える方法が操作の作業性や仕込み量の管理のし易さの点で好ましい。 In the purification method of the present embodiment, it is preferable that the solution (S) further contains an organic solvent miscible with water. When an organic solvent miscible with water is contained, the amount of the compound and / or resin of the present embodiment to be charged can be increased, the liquid separation property is improved, and purification can be performed with high pot efficiency. be. The method of adding an organic solvent that is miscible with water is not particularly limited. For example, any of a method of adding to a solution containing an organic solvent in advance, a method of adding to water or an acidic aqueous solution in advance, and a method of adding after contacting a solution containing an organic solvent with water or an acidic aqueous solution may be used. Among these, the method of adding to a solution containing an organic solvent in advance is preferable in terms of workability of operation and ease of control of the amount to be charged.

本実施形態の精製方法で使用される水と混和する有機溶媒としては、特に限定されないが、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましい。水と混和する有機溶媒の使用量は、溶液相と水相とが分離する範囲であれば特に限定されないが、本実施形態の化合物及び/又は樹脂に対して、0.1~100質量倍であることが好ましく、0.1~50質量倍であることがより好ましく、0.1~20質量倍であることがさらに好ましい。 The organic solvent miscible with water used in the purification method of the present embodiment is not particularly limited, but an organic solvent that can be safely applied to the semiconductor manufacturing process is preferable. The amount of the organic solvent miscible with water is not particularly limited as long as the solution phase and the aqueous phase are separated, but the amount is 0.1 to 100 times by mass with respect to the compound and / or the resin of the present embodiment. It is preferably 0.1 to 50 times by mass, more preferably 0.1 to 20 times by mass.

本実施形態の精製方法において使用される水と混和する有機溶媒の具体例としては、以下に限定されないが、例えば、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、N-メチルピロリドン等のケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類等の脂肪族炭化水素類が挙げられる。これらの中でも、N-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が好ましく、N-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。これらの溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of the organic solvent to be mixed with water used in the purification method of the present embodiment are not limited to the following, but are not limited to, for example, ethers such as tetrahydrofuran and 1,3-dioxolane; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol. Classes; ketones such as acetone and N-methylpyrrolidone; aliphatic hydrocarbons such as glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether. Can be mentioned. Among these, N-methylpyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether and the like are preferable, and N-methylpyrrolidone and propylene glycol monomethyl ether are more preferable. Each of these solvents can be used alone, or two or more of them can be mixed and used.

抽出処理を行う際の温度は通常、20~90℃であり、好ましくは30~80℃の範囲である。抽出操作は、例えば、撹拌等により、よく混合させたあと、静置することにより行われる。これにより、本実施形態の化合物及び/又は樹脂と有機溶媒を含む溶液に含まれていた金属分が水相に移行する。また、本操作により、溶液の酸性度が低下し、本実施形態の化合物及び/又は樹脂の変質を抑制することができる。 The temperature at which the extraction process is performed is usually 20 to 90 ° C, preferably 30 to 80 ° C. The extraction operation is performed by, for example, stirring well and then allowing the mixture to stand still. As a result, the metal content contained in the solution containing the compound and / or the resin and the organic solvent of the present embodiment is transferred to the aqueous phase. Further, by this operation, the acidity of the solution is lowered, and the deterioration of the compound and / or the resin of the present embodiment can be suppressed.

前記混合溶液は静置により、本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒を含む溶液相と、水相とに分離するので、デカンテーション等により本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒とを含む溶液相を回収する。静置する時間は特に限定されないが、溶媒を含む溶液相と水相との分離をより良好にする観点から、当該静置する時間を調整することが好ましい。通常、静置する時間は1分以上であり、好ましくは10分以上であり、より好ましくは30分以上である。また、抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。 Since the mixed solution is separated into a solution phase containing the compound and / or the resin and the solvent of the present embodiment by standing still, and an aqueous phase, the compound and / or the resin and the solvent of the present embodiment are separated by decantation or the like. Recover the containing solution phase. The standing time is not particularly limited, but it is preferable to adjust the standing time from the viewpoint of improving the separation between the solution phase containing the solvent and the aqueous phase. Usually, the standing time is 1 minute or more, preferably 10 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more. Further, the extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separating a plurality of times.

本実施形態の精製方法は、前記第一抽出工程後、前記化合物又は前記樹脂を含む溶液相を、さらに水に接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する工程(第二抽出工程)を含むことが好ましい。具体的には、例えば、酸性の水溶液を用いて上記抽出処理を行った後に、該水溶液から抽出され、回収された本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒を含む溶液相を、さらに水による抽出処理に供することが好ましい。上記の水による抽出処理は、特に限定されないが、例えば、上記溶液相と水とを、撹拌等により、よく混合させたあと、得られた混合溶液を、静置することにより行うことができる。当該静置後の混合溶液は、本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒とを含む溶液相と、水相とに分離するのでデカンテーション等により本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒とを含む溶液相を回収することができる。 In the purification method of the present embodiment, after the first extraction step, the solution phase containing the compound or the resin is further brought into contact with water to extract impurities in the compound or the resin (second extraction step). ) Is preferably included. Specifically, for example, after performing the above extraction treatment using an acidic aqueous solution, the solution phase containing the compound and / or resin and solvent of the present embodiment extracted and recovered from the aqueous solution is further added with water. It is preferable to use it for extraction treatment. The above-mentioned extraction treatment with water is not particularly limited, but can be carried out, for example, by mixing the above-mentioned solution phase and water well by stirring or the like, and then allowing the obtained mixed solution to stand still. The mixed solution after standing is separated into a solution phase containing the compound and / or the resin and the solvent of the present embodiment and an aqueous phase, so that the compound and / or the resin and the solvent of the present embodiment are separated by decantation or the like. The solution phase containing the above can be recovered.

また、ここで用いる水は、本実施形態の目的に沿って、金属含有量の少ない水、例えば、イオン交換水等であることが好ましい。抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。また、抽出処理における両者の使用割合や、温度、時間等の条件は特に限定されないが、先の酸性の水溶液との接触処理の場合と同様で構わない。 Further, the water used here is preferably water having a low metal content, for example, ion-exchanged water, for the purpose of the present embodiment. The extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separating a plurality of times. Further, the conditions such as the ratio of use of both in the extraction treatment, the temperature, and the time are not particularly limited, but the same as in the case of the contact treatment with the acidic aqueous solution described above may be used.

こうして得られた本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒とを含む溶液に混入しうる水分については、減圧蒸留等の操作を施すことにより容易に除去できる。また、必要により上記溶液に溶媒を加え、本実施形態の化合物及び/又は樹脂の濃度を任意の濃度に調整することができる。 Moisture that can be mixed in the solution containing the compound and / or the resin and the solvent of the present embodiment thus obtained can be easily removed by performing an operation such as vacuum distillation. Further, if necessary, a solvent can be added to the above solution to adjust the concentration of the compound and / or the resin of the present embodiment to an arbitrary concentration.

得られた本実施形態の化合物及び/又は樹脂と溶媒とを含む溶液から、本実施形態の化合物及び/又は樹脂を単離する方法は、特に限定されず、減圧除去、再沈殿による分離、及びそれらの組み合わせ等、公知の方法で行うことができる。必要に応じて、濃縮操作、ろ過操作、遠心分離操作、乾燥操作等の公知の処理を行うことができる。 The method for isolating the compound and / or the resin of the present embodiment from the obtained solution containing the compound and / or the resin of the present embodiment is not particularly limited, and is removed under reduced pressure, separated by reprecipitation, and It can be carried out by a known method such as a combination thereof. If necessary, known treatments such as concentration operation, filtration operation, centrifugation operation, and drying operation can be performed.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本実施形態は、これらの実施例に特に限定はされない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, this embodiment is not particularly limited to these examples.

化合物の分析及び評価方法は次の通りである。
<分子量>
化合物の分子量は、Water社製Acquity UPLC/MALDI-Synapt HDMSを用いて、LC-MS分析により測定した。
<熱分解温度の測定>
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製EXSTAR6000DSC装置を使用し、試料約5mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス(30ml/min)気流中昇温速度10℃/minで500℃まで昇温した。その際、ベースラインに減少部分が現れる温度を熱分解温度とした。
The method for analyzing and evaluating the compound is as follows.
<Molecular weight>
The molecular weight of the compound was measured by LC-MS analysis using an Accuracy UPLC / MALDI-Snapt HDMS manufactured by Water.
<Measurement of pyrolysis temperature>
Using an EXSTAR6000DSC device manufactured by SII Nanotechnology, about 5 mg of a sample was placed in an aluminum unsealed container, and the temperature was raised to 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas (30 ml / min) stream. At that time, the temperature at which the reduced portion appears at the baseline was defined as the thermal decomposition temperature.

<耐熱性能の試験方法>
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製EXSTAR6000DSC装置を使用し、試料約5mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス(30ml/min)気流中昇温速度10℃/minで500℃まで昇温した。その際、ベースラインに減少部分が現れる温度を熱分解温度(Tg)とし、以下の基準で耐熱性を評価した。
評価A:熱分解温度が≧150℃
評価C:熱分解温度が<150℃
<Test method for heat resistance>
Using an EXSTAR6000DSC device manufactured by SII Nanotechnology, about 5 mg of a sample was placed in an aluminum unsealed container, and the temperature was raised to 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas (30 ml / min) stream. At that time, the temperature at which the reduced portion appeared at the baseline was defined as the thermal decomposition temperature (Tg), and the heat resistance was evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: Pyrolysis temperature is ≧ 150 ℃
Evaluation C: Pyrolysis temperature is <150 ° C

<溶解性>
23℃にて、化合物のプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に対する溶解量を以下の基準で評価した。
評価A:10質量%以上
評価C:10質量%未満
<Solubility>
The amount of the compound dissolved in propylene glycol monomethyl ether (PGME) at 23 ° C. was evaluated according to the following criteria.
Evaluation A: 10% by mass or more Evaluation C: Less than 10% by mass

(合成実施例1) BisN-1の合成
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器を準備した。この容器に、2,7-ジヒドロキシナフタレン(シグマ-アルドリッチ社製試薬)1.52g(9.5mmol)と、4-メチルベンズアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)0.56g(4.7mmol)と、1,4-ジオキサン30mlとを仕込み、p-トルエンスルホン酸0.4g(2.3mmol)を加えて、反応液を調製した。この反応液を90℃で3.5時間撹拌して反応を行った。次に、反応液を40℃に冷却し、ヘキサン10mlを滴下し10℃まで冷却して反応生成物を析出させ、濾過した後、ヘキサンで洗浄した後、カラムクロマトによる分離精製を行うことにより、下記式で示される目的化合物(BisN-1)0.5gを得た。
なお、400MHz-H-NMRにより以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.2(2H,O-H)、6.8~7.8(14H,Ph-H)、5.3(1H,C-H)2.2(3H,Ph-CH
得られた化合物について、前記方法により分子量を測定した結果、404であった。
(Synthesis Example 1) Synthesis of BisN-1 A container having an internal volume of 100 ml equipped with a stirrer, a cooling tube and a burette was prepared. In this container, 1.52 g (9.5 mmol) of 2,7-dihydroxynaphthalene (reagent manufactured by Sigma-Aldrich) and 0.56 g (4.7 mmol) of 4-methylbenzaldehyde (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company), 1 , 4-Dioxane (30 ml) was charged, and 0.4 g (2.3 mmol) of p-toluenesulfonic acid was added to prepare a reaction solution. The reaction was carried out by stirring the reaction solution at 90 ° C. for 3.5 hours. Next, the reaction solution was cooled to 40 ° C., 10 ml of hexane was added dropwise, the mixture was cooled to 10 ° C. to precipitate the reaction product, filtered, washed with hexane, and then separated and purified by column chromatography. 0.5 g of the target compound (BisN-1) represented by the following formula was obtained.
The following peaks were found by 400 MHz- 1 1 H-NMR, and it was confirmed that the chemical structure had the following formula.
1 1 H-NMR: (d-DMSO, internal standard TMS)
δ (ppm) 9.2 (2H, O—H), 6.8 to 7.8 (14H, Ph-H), 5.3 (1H, CH) 2.2 (3H, Ph-CH 3 ) )
The molecular weight of the obtained compound was measured by the above method and found to be 404.

(合成実施例2~合成実施例12) BisN-2~BisN-12の合成
原料である2,7-ジヒドロキシナフタレン及び4-メチルベンズアルデヒドを表1のように変更し、その他は合成実施例1と同様に行ない、目的物BisN-2~BisN-12を得た。
それぞれの化合物について、H-NMR及び分子量で同定した。結果を表2に示す。
(Synthesis Example 2 to Synthesis Example 12) 2,7-Dihydroxynaphthalene and 4-methylbenzaldehyde, which are raw materials for the synthesis of BisN-2 to BisN-12, are changed as shown in Table 1, and the others are the same as those of Synthesis Example 1. The same procedure was carried out to obtain the target products BisN-2 to BisN-12.
Each compound was identified by 1 H-NMR and molecular weight. The results are shown in Table 2.

Figure 0007090843000083
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Figure 0007090843000084
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Figure 0007090843000087
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Figure 0007090843000088
Figure 0007090843000088

(合成実施例13)樹脂(R1-BisN-1)の合成
ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた、底抜きが可能な内容積1Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流中、合成実施例1で得られた化合物(BisN-1)を28.4g(70mmol、三菱ガス化学(株)製)、40質量%ホルマリン水溶液21.0g(ホルムアルデヒドとして280mmol、三菱ガス化学(株)製)及び98質量%硫酸(関東化学(株)製)0.97mLを仕込み、常圧下、100℃で還流させながら7時間反応させた。その後、希釈溶媒としてオルソキシレン(和光純薬工業(株)製試薬特級)180.0gを反応液に加え、静置後、下相の水相を除去した。さらに、中和及び水洗を行い、オルソキシレンを減圧下で留去することにより、褐色固体の樹脂(R1-BisN-1)30.7gを得た。
(Synthesis Example 13) Synthesis of resin (R1-BisN-1) A four-necked flask having a bottom-pullable internal volume of 1 L equipped with a Dimroth condenser, a thermometer and a stirring blade was prepared. In this four-necked flask, 28.4 g (70 mmol, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) of the compound (BisN-1) obtained in Synthesis Example 1 and 21.0 g of a 40 mass% formaldehyde aqueous solution (21.0 g) in a nitrogen stream. 280 mmol of formaldehyde (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) and 0.97 mL of 98 mass% sulfuric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were charged and reacted under normal pressure at 100 ° C. for 7 hours. Then, 180.0 g of orthoxylen (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the reaction solution as a diluting solvent, and after standing, the aqueous phase of the lower phase was removed. Further, the mixture was neutralized and washed with water, and orthoxylene was distilled off under reduced pressure to obtain 30.7 g of a brown solid resin (R1-BisN-1).

得られた樹脂(R1-BisN-1)は、Mn:1972、Mw:3710、Mw/Mn:1.88であった。 The obtained resin (R1-BisN-1) was Mn: 1972, Mw: 3710, and Mw / Mn: 1.88.

(合成実施例14)樹脂(R2-BisN-1)の合成
ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた、底抜きが可能な内容積1Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流中、合成実施例1で得られた化合物(BisN-1)を28.4g(70mmol、三菱ガス化学(株)製)、4-ビフェニルアルデヒド50.9g(280mmol、三菱ガス化学(株)製)、アニソール(関東化学(株)製)100mL及びシュウ酸二水和物(関東化学(株)製)10mLを仕込み、常圧下、100℃で還流させながら7時間反応させた。その後、希釈溶媒としてオルソキシレン(和光純薬工業(株)製試薬特級)180.0gを反応液に加え、静置後、下相の水相を除去した。さらに、中和及び水洗を行い、有機相の溶媒及び未反応の4-ビフェニルアルデヒドを減圧下で留去することにより、褐色固体の樹脂(R2-BisN-1)38.5gを得た。
(Synthesis Example 14) Synthesis of resin (R2-BisN-1) A four-necked flask having a bottom-pullable internal volume of 1 L equipped with a Dimroth condenser, a thermometer and a stirring blade was prepared. In this four-necked flask, 28.4 g (70 mmol, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) and 50.9 g (280 mmol) of the compound (BisN-1) obtained in Synthesis Example 1 in a nitrogen stream. , Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), Anisol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 100 mL and oxalic acid dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 10 mL, and under normal pressure, recirculate at 100 ° C for 7 hours. It was reacted. Then, 180.0 g of orthoxylen (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the reaction solution as a diluting solvent, and after standing, the aqueous phase of the lower phase was removed. Further, the mixture was neutralized and washed with water, and the solvent of the organic phase and the unreacted 4-biphenylaldehyde were distilled off under reduced pressure to obtain 38.5 g of a brown solid resin (R2-BisN-1).

得られた樹脂(R2-BisN-1)は、Mn:1520、Mw:2453、Mw/Mn:1.61であった。 The obtained resin (R2-BisN-1) had Mn: 1520, Mw: 2453, and Mw / Mn: 1.61.

(比較例1)
ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた、底抜きが可能な内容積10Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流中、1,5-ジメチルナフタレン1.09kg(7mol、三菱ガス化学(株)製)、40質量%ホルマリン水溶液2.1kg(ホルムアルデヒドとして28mol、三菱ガス化学(株)製)及び98質量%硫酸(関東化学(株)製)0.97mLを仕込み、常圧下、100℃で還流させながら7時間反応させた。その後、希釈溶媒としてエチルベンゼン(和光純薬工業(株)製試薬特級)1.8kgを反応液に加え、静置後、下相の水相を除去した。さらに、中和及び水洗を行い、エチルベンゼン及び未反応の1,5-ジメチルナフタレンを減圧下で留去することにより、淡褐色固体のジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂1.25kgを得た。
(Comparative Example 1)
A four-necked flask with an internal volume of 10 L, which was equipped with a Dimroth condenser, a thermometer, and a stirring blade, was prepared. In this four-necked flask, 1.09 kg of 1,5-dimethylnaphthalene (7 mol, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) and 2.1 kg of 40 mass% formalin aqueous solution (28 mol as formaldehyde, Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) in a nitrogen stream. ) And 98% by mass sulfuric acid (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) were charged and reacted for 7 hours under normal pressure while refluxing at 100 ° C. Then, 1.8 kg of ethylbenzene (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the reaction solution as a diluting solvent, and after standing, the aqueous phase of the lower phase was removed. Further, the mixture was neutralized and washed with water, and ethylbenzene and unreacted 1,5-dimethylnaphthalene were distilled off under reduced pressure to obtain 1.25 kg of a light brown solid dimethylnaphthalene formaldehyde resin.

続いて、ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた内容積0.5Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流下で、上記のようにして得られたジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂100g(0.51mol)とパラトルエンスルホン酸0.05gとを仕込み、190℃まで昇温させて2時間加熱した後、攪拌した。その後さらに、1-ナフトール52.0g(0.36mol)を加え、さらに220℃まで昇温させて2時間反応させた。溶剤希釈後、中和及び水洗を行い、溶剤を減圧下で除去することにより、黒褐色固体の変性樹脂(CR-1)126.1gを得た。 Subsequently, a four-necked flask having an internal volume of 0.5 L equipped with a Dimroth condenser, a thermometer and a stirring blade was prepared. In this four-necked flask, 100 g (0.51 mol) of dimethylnaphthalene formaldehyde resin obtained as described above and 0.05 g of p-toluenesulfonic acid were charged under a nitrogen stream, and the temperature was raised to 190 ° C. 2 After heating for hours, the mixture was stirred. After that, 52.0 g (0.36 mol) of 1-naphthol was further added, the temperature was further raised to 220 ° C., and the reaction was carried out for 2 hours. After diluting the solvent, it was neutralized and washed with water, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain 126.1 g of a dark brown solid modified resin (CR-1).

[実施例1~12]
BisN-1~BisN-12、R1-BisN-1、R2-BisN-1を用いて、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に対する溶解性を評価した結果を表3に示す。
[Examples 1 to 12]
Table 3 shows the results of evaluation of the solubility in propylene glycol monomethyl ether (PGME) using BisN-1 to BisN-12, R1-BisN-1, and R2-BisN-1.

Figure 0007090843000089
表3から明らかなように、実施例1~実施例14で用いた化合物は、溶媒への溶解性に優れることが確認できた。
Figure 0007090843000089
As is clear from Table 3, it was confirmed that the compounds used in Examples 1 to 14 were excellent in solubility in the solvent.

[実施例15~26、比較例1]
(耐熱性及びレジスト性能)
BisN-1~BisN-12及びCR-1を用いて、耐熱性試験及びレジスト性能評価を行った結果を表4に示す。
[Examples 15 to 26, Comparative Example 1]
(Heat resistance and resist performance)
Table 4 shows the results of heat resistance test and resist performance evaluation using BisN-1 to BisN-12 and CR-1.

(レジスト組成物の調製)
上記で合成した各化合物を用いて、表4に示す配合でレジスト組成物を調製した。なお、表4中のレジスト組成物の各成分のうち、酸発生剤(C)、酸拡散制御剤(E)及び溶媒については、以下のものを用いた。
酸発生剤(C)
P-1:トリフェニルベンゼンスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート(みどり化学(株))
酸拡散制御剤(E)
Q-1:トリオクチルアミン(東京化成工業(株))
溶媒
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業(株))
(Preparation of resist composition)
Using each of the compounds synthesized above, a resist composition was prepared according to the formulation shown in Table 4. Among the components of the resist composition in Table 4, the following were used as the acid generator (C), the acid diffusion control agent (E), and the solvent.
Acid generator (C)
P-1: Triphenylbenzene Sulfonium Trifluoromethanesulfonate (Midori Kagaku Co., Ltd.)
Acid diffusion control agent (E)
Q-1: Trioctylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Solvent S-1: Propylene glycol monomethyl ether (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

(レジスト組成物のレジスト性能の評価方法)
均一なレジスト組成物を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(PB)して、厚さ60nmのレジスト膜を形成した。得られたレジスト膜に対して、電子線描画装置(ELS-7500、(株)エリオニクス社製)を用いて、50nm間隔の1:1のラインアンドスペース設定の電子線を照射した。当該照射後に、レジスト膜を、それぞれ所定の温度で、90秒間加熱し、TMAH2.38質量%アルカリ現像液に60秒間浸漬して現像を行った。その後、レジスト膜を、超純水で30秒間洗浄、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターンについて、ラインアンドスペースを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800)により観察し、レジスト組成物の電子線照射による反応性を評価した。
(Method for evaluating resist performance of resist composition)
A uniform resist composition was spin-coated on a clean silicon wafer and then pre-exposed baked (PB) in an oven at 110 ° C. to form a resist film with a thickness of 60 nm. The obtained resist film was irradiated with an electron beam having a 1: 1 line and space setting at 50 nm intervals using an electron beam drawing apparatus (ELS-7500, manufactured by Elionix Inc.). After the irradiation, each resist film was heated at a predetermined temperature for 90 seconds and immersed in TMAH 2.38 mass% alkaline developer for 60 seconds for development. Then, the resist film was washed with ultrapure water for 30 seconds and dried to form a positive resist pattern. The line and space of the formed resist pattern was observed with a scanning electron microscope (S-4800 manufactured by Hitachi High Technology Co., Ltd.), and the reactivity of the resist composition by electron beam irradiation was evaluated.

Figure 0007090843000090
Figure 0007090843000090

表4から明らかなように、実施例15~実施例26で用いた化合物は、耐熱性が良好であるが、比較例1で用いた化合物は、耐熱性が劣ることが確認できた。 As is clear from Table 4, it was confirmed that the compounds used in Examples 15 to 26 had good heat resistance, but the compounds used in Comparative Example 1 had inferior heat resistance.

また、レジストパターン評価については、実施例15~実施例26では50nm間隔の1:1のラインアンドスペース設定の電子線を照射により、良好なレジストパターンを得た。一方、比較例1では良好なレジストパターンを得ることはできなかった。 Regarding the resist pattern evaluation, in Examples 15 to 26, a good resist pattern was obtained by irradiating with an electron beam having a 1: 1 line and space setting at intervals of 50 nm. On the other hand, in Comparative Example 1, a good resist pattern could not be obtained.

このように本発明の要件を満たす化合物は比較化合物(CR-1)に比べて、耐熱性が高く、また良好なレジストパターン形状を付与できる。前記した本発明の要件を満たす限り、実施例に記載した化合物以外の化合物についても同様の効果を示す。 As described above, the compound satisfying the requirements of the present invention has higher heat resistance than the comparative compound (CR-1) and can impart a good resist pattern shape. As long as the above-mentioned requirements of the present invention are satisfied, the same effect is exhibited with compounds other than the compounds described in Examples.

[実施例27~38、比較例2]
(感放射線性組成物の調製)
表5記載の成分を調合し、均一溶液としたのち、得られた均一溶液を、孔径0.1μmのテフロン(登録商標)製メンブランフィルターで濾過して、感放射線性組成物を調製した。調製した各々の感放射線性組成物について以下の評価を行った。
[Examples 27 to 38, Comparative Example 2]
(Preparation of radiation-sensitive composition)
The components shown in Table 5 were mixed to prepare a uniform solution, and then the obtained uniform solution was filtered through a Teflon (registered trademark) membrane filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a radiation-sensitive composition. The following evaluations were made for each of the prepared radiation-sensitive compositions.

Figure 0007090843000091
Figure 0007090843000091

なお、比較例2におけるレジスト基材として、つぎのものを用いた。
PHS-1:ポリヒドロキシスチレン Mw=8000(シグマ-アルドリッチ社)
光活性化合物(B)として、つぎのものを用いた。
B-1:下記化学構造式(G)のナフトキノンジアジド系感光剤(4NT-300、東洋合成工業(株))
溶媒として、つぎのものを用いた。
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業(株))

Figure 0007090843000092
The following resist material was used as the resist base material in Comparative Example 2.
PHS-1: Polyhydroxystyrene Mw = 8000 (Sigma-Aldrich)
The following was used as the photoactive compound (B).
B-1: Naftquinone diazide-based photosensitive agent of the following chemical structural formula (G) (4NT-300, Toyo Gosei Co., Ltd.)
The following solvents were used as the solvent.
S-1: Propylene glycol monomethyl ether (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Figure 0007090843000092

(感放射線性組成物のレジスト性能の評価)
上記で得られた感放射線性組成物を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(PB)して、厚さ200nmのレジスト膜を形成した。該レジスト膜に対して、紫外線露光装置(ミカサ製マスクアライナMA-10)を用いて紫外線を露光した。紫外線ランプは超高圧水銀ランプ(相対強度比はg線:h線:i線:j線=100:80:90:60)を使用した。照射後に、レジスト膜を、110℃で90秒間加熱し、TMAH2.38質量%アルカリ現像液に60秒間浸漬して現像を行った。その後、レジスト膜を、超純水で30秒間洗浄し、乾燥して、5μmのポジ型のレジストパターンを形成した。
(Evaluation of resist performance of radiation-sensitive composition)
The radiation-sensitive composition obtained above was rotationally coated on a clean silicon wafer and then pre-exposed baked (PB) in an oven at 110 ° C. to form a resist film having a thickness of 200 nm. The resist film was exposed to ultraviolet rays using an ultraviolet exposure device (Mask Aligner MA-10 manufactured by Mikasa). As the ultraviolet lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp (relative intensity ratio is g line: h line: i line: j line = 100: 80: 90: 60) was used. After irradiation, the resist film was heated at 110 ° C. for 90 seconds and immersed in TMAH 2.38 mass% alkaline developer for 60 seconds for development. Then, the resist film was washed with ultrapure water for 30 seconds and dried to form a 5 μm positive resist pattern.

形成されたレジストパターンにおいて、得られたラインアンドスペースを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800)により観察した。ラインエッジラフネスはパターンの凹凸が50nm未満を良好とした。 In the formed resist pattern, the obtained line and space was observed with a scanning electron microscope (S-4800 manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.). The line edge roughness was good when the unevenness of the pattern was less than 50 nm.

実施例27~実施例38における感放射線性組成物を用いた場合は、解像度5μmの良好なレジストパターンを得ることができた。また、そのパターンのラフネスも小さく良好であった。 When the radiation-sensitive compositions of Examples 27 to 38 were used, a good resist pattern having a resolution of 5 μm could be obtained. In addition, the roughness of the pattern was small and good.

一方、比較例2における感放射線性組成物を用いた場合は、解像度5μmの良好なレジストパターンを得ることができた。しかしながら、そのパターンのラフネスは大きく不良であった。 On the other hand, when the radiation-sensitive composition in Comparative Example 2 was used, a good resist pattern having a resolution of 5 μm could be obtained. However, the roughness of the pattern was large and poor.

上記のように、実施例27~実施例38における感放射線性組成物は、比較例2における感放射線性組成物に比べて、ラフネスが小さく、かつ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ことがわかった。上記した本発明の要件を満たす限り、実施例に記載した以外の感放射線性組成物も同様の効果を示す。 As described above, the radiation-sensitive compositions of Examples 27 to 38 can form a resist pattern having a smaller roughness and a better shape than the radiation-sensitive compositions of Comparative Example 2. I understand. As long as the above-mentioned requirements of the present invention are satisfied, radiation-sensitive compositions other than those described in Examples show the same effect.

合成実施例1~合成実施例12で得られた化合物は、比較的に低分子量で低粘度であり、また、ガラス転移温度がいずれも150℃以下と低いことから、これを用いたリソグラフィー用下層膜形成材料は埋め込み特性や膜表面の平坦性が比較的に有利に高められ得る。また、熱分解温度はいずれも150℃以上(評価A)であり、高い耐熱性を有するので、高温ベーク条件でも使用することができる。 The compounds obtained in Synthesis Examples 1 to 12 have a relatively low molecular weight and a low viscosity, and the glass transition temperature is as low as 150 ° C. or lower, so that a lower layer for lithography using the compounds is used. The film-forming material can relatively advantageously enhance the embedding properties and the flatness of the film surface. Further, since the pyrolysis temperature is 150 ° C. or higher (evaluation A) and has high heat resistance, it can be used even under high temperature baking conditions.

[実施例39~52、比較例3]
(リソグラフィー用下層膜形成用組成物の調製)
表6-1及び6-2に示す組成となるように、リソグラフィー用下層膜形成用組成物を調製した。次に、これらのリソグラフィー用下層膜形成用組成物をシリコン基板上に回転塗布し、その後、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークして、膜厚200nmの下層膜を各々作製した。酸発生剤、架橋剤及び有機溶媒については以下のものを用いた。
酸発生剤:みどり化学社製 ジターシャリーブチルジフェニルヨードニウムノナフルオロメタンスルホナート(DTDPI)
架橋剤:三和ケミカル社製 ニカラックMX270(ニカラック)
有機溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
ノボラック:群栄化学社製 PSM4357
[Examples 39 to 52, Comparative Example 3]
(Preparation of composition for forming underlayer film for lithography)
A composition for forming an underlayer film for lithography was prepared so as to have the compositions shown in Tables 6-1 and 6-2. Next, these composition for forming a lower layer film for lithography was rotationally applied onto a silicon substrate, and then baked at 240 ° C. for 60 seconds and further at 400 ° C. for 120 seconds to prepare a lower layer film having a film thickness of 200 nm. .. The following were used as the acid generator, the cross-linking agent and the organic solvent.
Acid generator: Midori Kagaku Co., Ltd. Jitterly Butyl Diphenyliodonium Nonafluoromethane Sulfonate (DTDPI)
Crosslinking agent: Nikalac MX270 manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
Organic solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
Novolac: PSM4357 manufactured by Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd.

次に、下記に示す条件でエッチング試験を行い、エッチング耐性を評価した。評価結果を表6-1及び6-2に示す。 Next, an etching test was performed under the conditions shown below to evaluate the etching resistance. The evaluation results are shown in Tables 6-1 and 6-2.

[エッチング試験]
エッチング装置:サムコインターナショナル社製 RIE-10NR
出力:50W
圧力:20Pa
時間:2min
エッチングガス
Arガス流量:CFガス流量:Oガス流量=50:5:5(sccm)
[Etching test]
Etching device: RIE-10NR manufactured by SAMCO International Corporation
Output: 50W
Pressure: 20Pa
Time: 2min
Etching gas Ar gas flow rate: CF 4 gas flow rate: O 2 gas flow rate = 50: 5: 5 (sccm)

(エッチング耐性の評価)
エッチング耐性の評価は、以下の手順で行った。まず、ノボラック(群栄化学社製 PSM4357)を用いること以外は、上記条件で、ノボラックの下層膜を作製した。そして、このノボラックの下層膜を対象として、上記のエッチング試験を行い、そのときのエッチングレートを測定した。
(Evaluation of etching resistance)
The etching resistance was evaluated by the following procedure. First, a novolak underlayer film was prepared under the above conditions except that novolak (PSM4357 manufactured by Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd.) was used. Then, the above etching test was performed on the underlayer film of this novolak, and the etching rate at that time was measured.

次に、実施例39~実施例52、実施例39A~実施例52A及び比較例3の下層膜を、ノボラックの下層膜と同様の条件で作製し、上記エッチング試験を同様に行い、そのときのエッチングレートを測定した。 Next, the lower layer films of Examples 39 to 52, Examples 39A to 52A, and Comparative Example 3 were prepared under the same conditions as the lower layer film of Novolac, and the above etching test was performed in the same manner. The etching rate was measured.

そして、ノボラックの下層膜のエッチングレートを基準として、以下の評価基準でエッチング耐性を評価した。
[評価基準]
A:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、-10%未満
B:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、-10%~+5%
C:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、+5%超
Then, the etching resistance was evaluated according to the following evaluation criteria based on the etching rate of the underlayer film of novolak.
[Evaluation criteria]
A: Etching rate is less than -10% compared to Novolac underlayer B: Etching rate is -10% to + 5% compared to Novolac underlayer.
C: Etching rate is over + 5% compared to the underlayer film of Novolac

Figure 0007090843000093
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Figure 0007090843000094
Figure 0007090843000094

実施例39~実施例52及び実施例39A~実施例52Aでは、ノボラックの下層膜に比べて優れたエッチングレートが発揮されることがわかった。一方、比較例3では、ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが劣ることがわかった。 It was found that in Examples 39 to 52 and 39A to 52A, an excellent etching rate was exhibited as compared with the underlayer film of Novolac. On the other hand, in Comparative Example 3, it was found that the etching rate was inferior to that of the underlayer film of Novolac.

[実施例53~66、、実施例53A~実施例66A、比較例4]
次に、実施例39~実施例52及び実施例39A~実施例52Aで用いたリソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚80nmの60nmラインアンドスペースのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間ベークすることにより90nm下層膜を形成した。
[Examples 53 to 66, Examples 53A to 66A, Comparative Example 4]
Next, the composition for forming an underlayer film for lithography used in Examples 39 to 52 and 39A to 52A was applied onto a 60 nm line-and-space SiO 2 substrate having a film thickness of 80 nm and having a temperature of 240 ° C. A 90 nm underlayer film was formed by baking for 60 seconds.

(埋め込み性の評価)
埋め込み性の評価は、以下の手順で行った。上記条件で得られた膜の断面を切り出し、電子線顕微鏡にて観察し埋め込み性を評価した。評価結果を表7-1及び7-2に示す。
(Evaluation of embedding property)
The embedding property was evaluated by the following procedure. A cross section of the membrane obtained under the above conditions was cut out and observed with an electron beam microscope to evaluate the implantability. The evaluation results are shown in Tables 7-1 and 7-2.

[評価基準]
A:60nmラインアンドスペースのSiO基板の凹凸部分に欠陥無く下層膜が埋め込まれている。
C:60nmラインアンドスペースのSiO基板の凹凸部分に欠陥があり下層膜が埋め込まれていない。
[Evaluation criteria]
A: The underlayer film is embedded in the uneven portion of the SiO 2 substrate of 60 nm line and space without any defect.
C: There is a defect in the uneven portion of the SiO 2 substrate of 60 nm line and space, and the underlayer film is not embedded.

Figure 0007090843000095
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Figure 0007090843000096
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実施例53~実施例66及び実施例53A~実施例66Aでは、埋め込み性が良好であることがわかった。一方、比較例4では、SiO基板の凹凸部分に欠陥が見られ埋め込み性が劣ることがわかった。It was found that the implantability was good in Examples 53 to 66 and 53A to 66A. On the other hand, in Comparative Example 4, it was found that a defect was found in the uneven portion of the SiO 2 substrate and the embedding property was inferior.

[実施例67]
次に、実施例39で用いたリソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークすることにより、膜厚85nmの下層膜を形成した。この下層膜上に、ArF用レジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークすることにより、膜厚140nmのフォトレジスト層を形成した。
[Example 67]
Next, the composition for forming an underlayer film for lithography used in Example 39 was applied onto a SiO 2 substrate having a film thickness of 300 nm, and baked at 240 ° C. for 60 seconds and then at 400 ° C. for 120 seconds to obtain a film thickness. An 85 nm underlayer film was formed. A resist solution for ArF was applied onto this lower film and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a photoresist layer having a film thickness of 140 nm.

なお、ArFレジスト溶液としては、下記式(16)の化合物:5質量部、トリフェニルスルホニウムノナフルオロメタンスルホナート:1質量部、トリブチルアミン:2質量部、及びPGMEA:92質量部を配合して調製したものを用いた。 The ArF resist solution contains 5 parts by mass of the compound of the following formula (16), 1 part by mass of triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate, 2 parts by mass of tributylamine, and 92 parts by mass of PGMEA. The prepared one was used.

下記式(16)の化合物は、次のように調製した。すなわち、2-メチル-2-メタクリロイルオキシアダマンタン4.15g、メタクリルロイルオキシ-γ-ブチロラクトン3.00g、3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート2.08g、アゾビスイソブチロニトリル0.38gを、テトラヒドロフラン80mLに溶解させて反応溶液とした。この反応溶液を、窒素雰囲気下、反応温度を63℃に保持して、22時間重合させた後、反応溶液を400mLのn-ヘキサン中に滴下した。このようにして得られる生成樹脂を凝固精製させ、生成した白色粉末をろ過し、減圧下40℃で一晩乾燥させて下記式(16)で表される化合物を得た。

Figure 0007090843000097
(式(16)中、40、40、20とあるのは、各構成単位の比率を示すものであり、ブロック共重合体を示すものではない。)The compound of the following formula (16) was prepared as follows. That is, 2-methyl-2-methacryloyloxyadamantane 4.15 g, methacrylloyloxy-γ-butyrolactone 3.00 g, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate 2.08 g, azobisisobutyronitrile 0.38 g, and tetrahydrofuran. It was dissolved in 80 mL to prepare a reaction solution. The reaction solution was polymerized under a nitrogen atmosphere at a reaction temperature of 63 ° C. for 22 hours, and then the reaction solution was added dropwise to 400 mL of n-hexane. The produced resin thus obtained was coagulated and purified, the produced white powder was filtered, and dried at 40 ° C. under reduced pressure overnight to obtain a compound represented by the following formula (16).
Figure 0007090843000097
(In the formula (16), 40, 40, and 20 indicate the ratio of each structural unit, not the block copolymer.)

次いで、電子線描画装置(エリオニクス社製;ELS-7500,50keV)を用いて、フォトレジスト層を露光し、115℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像することにより、ポジ型のレジストパターンを得た。 The photoresist layer was then exposed using an electron beam lithography system (ELS-7500, 50 keV) and baked (PEB) at 115 ° C. for 90 seconds to obtain 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide). A positive resist pattern was obtained by developing with an aqueous solution of TMAH) for 60 seconds.

[比較例5]
下層膜の形成を行わないこと以外は、実施例67と同様にしてフォトレジスト層をSiO基板上に直接形成し、ポジ型のレジストパターンを得た。
[Comparative Example 5]
A photoresist layer was directly formed on the SiO 2 substrate in the same manner as in Example 67 except that the underlayer film was not formed, and a positive resist pattern was obtained.

[評価]
実施例67及び比較例5のそれぞれについて、得られた45nmL/S(1:1)及び80nmL/S(1:1)のレジストパターンの形状を(株)日立製作所製電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察した。現像後のレジストパターンの形状については、パターン倒れがなく、矩形性が良好なものを良好とし、そうでないものを不良として評価した。また、当該観察の結果、パターン倒れが無く、矩形性が良好な最小の線幅を解像性として評価の指標とした。さらに、良好なパターン形状を描画可能な最小の電子線エネルギー量を感度として、評価の指標とした。その結果を表8に示す。
[evaluation]
For each of Example 67 and Comparative Example 5, the shapes of the obtained resist patterns of 45 nm L / S (1: 1) and 80 nm L / S (1: 1) were measured by an electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi, Ltd. Was observed using. Regarding the shape of the resist pattern after development, those having no pattern collapse and having good rectangularity were evaluated as good, and those not having good rectangularness were evaluated as defective. In addition, as a result of the observation, the minimum line width with no pattern collapse and good rectangularity was used as an evaluation index as resolution. Furthermore, the minimum amount of electron beam energy that can draw a good pattern shape was used as the sensitivity and used as an evaluation index. The results are shown in Table 8.

Figure 0007090843000098
Figure 0007090843000098

表8から明らかなように、実施例67におけるレジストパターンは、比較例5に比して、解像性及び感度ともに有意に優れていることが確認された。また、現像後のレジストパターン形状もパターン倒れがなく、矩形性が良好であることが確認された。さらに、現像後のレジストパターン形状の相違から、実施例67におけるリソグラフィー用下層膜形成材料は、レジスト材料との密着性がよいことが示された。 As is clear from Table 8, it was confirmed that the resist pattern in Example 67 was significantly superior in resolution and sensitivity as compared with Comparative Example 5. In addition, it was confirmed that the resist pattern shape after development did not collapse and the rectangularity was good. Further, from the difference in the resist pattern shape after development, it was shown that the underlayer film forming material for lithography in Example 67 has good adhesion to the resist material.

[実施例68]
実施例39で用いたリソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークすることにより、膜厚90nmの下層膜を形成した。この下層膜上に、珪素含有中間層材料を塗布し、200℃で60秒間ベークすることにより、膜厚35nmの中間層膜を形成した。さらに、この中間層膜上に、前記ArF用レジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークすることにより、膜厚150nmのフォトレジスト層を形成した。なお、珪素含有中間層材料としては、特開2007-226170号公報<合成例1>に記載の珪素原子含有ポリマーを用いた。
[Example 68]
The composition for forming a lower layer film for lithography used in Example 39 was applied onto a SiO 2 substrate having a film thickness of 300 nm, and baked at 240 ° C. for 60 seconds and then at 400 ° C. for 120 seconds to form a lower layer having a film thickness of 90 nm. A film was formed. A silicon-containing intermediate layer material was applied onto the lower layer film and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer film having a film thickness of 35 nm. Further, the resist solution for ArF was applied onto the intermediate layer film and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a photoresist layer having a film thickness of 150 nm. As the silicon-containing intermediate layer material, the silicon atom-containing polymer described in JP-A-2007-226170 <Synthesis Example 1> was used.

次いで、電子線描画装置(エリオニクス社製;ELS-7500,50keV)を用いて、フォトレジスト層をマスク露光し、115℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像することにより、45nmL/S(1:1)のポジ型のレジストパターンを得た。 Next, the photoresist layer was mask-exposed using an electron beam lithography system (ELS-7500, 50 keV) and baked (PEB) at 115 ° C. for 90 seconds to obtain 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide. By developing with an aqueous solution of (TMAH) for 60 seconds, a positive resist pattern of 45 nm L / S (1: 1) was obtained.

その後、サムコインターナショナル社製 RIE-10NRを用いて、得られたレジストパターンをマスクにして珪素含有中間層膜(SOG)のドライエッチング加工を行い、続いて、得られた珪素含有中間層膜パターンをマスクにした下層膜のドライエッチング加工と、得られた下層膜パターンをマスクにしたSiO膜のドライエッチング加工とを順次行った。Then, using RIE-10NR manufactured by Samco International Co., Ltd., the silicon-containing intermediate layer film (SOG) is dry-etched using the obtained resist pattern as a mask, and then the obtained silicon-containing intermediate layer film pattern is obtained. The dry etching process of the lower layer film used as a mask and the dry etching process of the SiO 2 film using the obtained lower layer film pattern as a mask were sequentially performed.

各々のエッチング条件は、下記に示すとおりである。
レジストパターンのレジスト中間層膜へのエッチング条件
出力:50W
圧力:20Pa
時間:1min
エッチングガス
Arガス流量:CFガス流量:Oガス流量=50:8:2(sccm)
レジスト中間膜パターンのレジスト下層膜へのエッチング条件
出力:50W
圧力:20Pa
時間:2min
エッチングガス
Arガス流量:CFガス流量:Oガス流量=50:5:5(sccm)
レジスト下層膜パターンのSiO 膜へのエッチング条件
出力:50W
圧力:20Pa
時間:2min
エッチングガス
Arガス流量:C12ガス流量:Cガス流量:Oガス流量
=50:4:3:1(sccm)
Each etching condition is as shown below.
Etching conditions for resist pattern on resist interlayer film
Output: 50W
Pressure: 20Pa
Time: 1 min
Etching gas Ar gas flow rate: CF 4 gas flow rate: O 2 gas flow rate = 50: 8: 2 (sccm)
Etching conditions for resist interlayer film of resist interlayer film
Output: 50W
Pressure: 20Pa
Time: 2min
Etching gas Ar gas flow rate: CF 4 gas flow rate: O 2 gas flow rate = 50: 5: 5 (sccm)
Etching conditions for the resist underlayer film pattern on the SiO 2 film
Output: 50W
Pressure: 20Pa
Time: 2min
Etching gas Ar gas flow rate: C 5 F 12 gas flow rate: C 2 F 6 gas flow rate: O 2 gas flow rate
= 50: 4: 3: 1 (sccm)

[評価]
上記のようにして得られた実施例68のパターン断面(エッチング後のSiO膜の形状)を、(株)日立製作所製電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察したところ、本発明の下層膜を用いた実施例は、多層レジスト加工におけるエッチング後のSiO膜の形状は矩形であり、欠陥も認められず良好であることが確認された。
[evaluation]
When the pattern cross section (shape of the SiO 2 film after etching) of Example 68 obtained as described above was observed using an electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi, Ltd., the lower layer of the present invention was observed. In the example using the film, it was confirmed that the shape of the SiO 2 film after etching in the multilayer resist processing was rectangular, and no defects were observed, which was good.

本発明は、フォトレジストの成分や、電気・電子部品用材料の樹脂原料、光硬化性樹脂等の硬化性樹脂原料、構造用材料の樹脂原料、又は樹脂硬化剤等に用いることのできる化合物として、産業上の利用可能性を有する。
The present invention is a compound that can be used as a component of a photoresist, a resin raw material for a material for electric / electronic parts, a curable resin raw material such as a photocurable resin, a resin raw material for a structural material, a resin curing agent, or the like. , Has industrial availability.

Claims (23)

下記式(2)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
Figure 0007090843000099
(式(2)中、R3Bは、各々独立して、置換基を有していてもよい炭素数1~30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であり、m6Bは、1~5の整数である。)
A resist composition containing a compound represented by the following formula (2).
Figure 0007090843000099
(In the formula (2), R 3B is a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms which may independently have a substituent, and m 6B is 1 to 5 Is an integer of.)
前記式(2)で表される化合物が、下記式(2-1)~式(2-12)で表される群から選ばれる化合物である、請求項1に記載のレジスト組成物。
Figure 0007090843000100
Figure 0007090843000101
Figure 0007090843000102
Figure 0007090843000103
The resist composition according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (2) is a compound selected from the group represented by the following formulas (2-1) to (2-12).
Figure 0007090843000100
Figure 0007090843000101
Figure 0007090843000102
Figure 0007090843000103
請求項1又は2に記載の化合物に由来する構成単位を有する樹脂を含むレジスト組成物。 A resist composition containing a resin having a structural unit derived from the compound according to claim 1 or 2. 溶媒をさらに含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a solvent. 酸発生剤をさらに含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising an acid generator. 酸拡散制御剤をさらに含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising an acid diffusion control agent. 請求項1~6のいずれか1項に記載のレジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む、レジストパターン形成方法。
A step of forming a resist film on a substrate by using the resist composition according to any one of claims 1 to 6.
A step of exposing at least a part of the formed resist film, and
A resist pattern forming method comprising a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern.
請求項1又は2に記載の化合物及び請求項3に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上である成分(A)と、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して20~99質量%であり、前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して1~80質量%である、感放射線性組成物。 It contains one or more components (A) selected from the group consisting of the compound according to claim 1 or 2 and the resin according to claim 3, a diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and a solvent. In the radiation-sensitive composition, the content of the solvent is 20 to 99% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition, and the content of components other than the solvent is the feeling. A radiation-sensitive composition which is 1 to 80% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the radioactive composition. 前記成分(A)と、前記ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、前記感放射線性組成物に任意に含まれ得るその他の任意成分(D)と、の含有量比((A)/(B)/(D))が、前記感放射線性組成物の固形分100質量%に対して、1~99質量%/99~1質量%/0~98質量%である、請求項8に記載の感放射線性組成物。 The content ratio ((A) / (B) of the component (A), the diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and any other optional component (D) that may be optionally contained in the radiation-sensitive composition. ) / (D)) is 1 to 99% by mass / 99 to 1% by mass / 0 to 98% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the radiation-sensitive composition, according to claim 8. Radiation sensitive composition. スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる、請求項8又は9に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 8 or 9, wherein an amorphous film can be formed by spin coating. 請求項8~10のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む、アモルファス膜の製造方法。 A method for producing an amorphous film, which comprises a step of forming an amorphous film on a substrate by using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 8 to 10. 請求項8~10のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程を含む、レジストパターン形成方法。 A step of forming a resist film on a substrate using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 8 to 10, a step of exposing at least a part of the formed resist film, and an exposure. A method for forming a resist pattern, which comprises a step of developing the resist film to form a resist pattern. 請求項1又は2に記載の化合物及び請求項3に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用下層膜形成材料。 An underlayer film forming material for lithography containing at least one selected from the group consisting of the compound according to claim 1 or 2 and the resin according to claim 3. 請求項13に記載のリソグラフィー用下層膜形成材料と、溶媒と、を含有する、リソグラフィー用下層膜形成用組成物。 A composition for forming an underlayer film for lithography, which comprises the material for forming an underlayer film for lithography according to claim 13 and a solvent. 酸発生剤をさらに含有する、請求項14に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。 The composition for forming an underlayer film for lithography according to claim 14, further comprising an acid generator. 架橋剤をさらに含有する、請求項14又は15に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。 The composition for forming an underlayer film for lithography according to claim 14 or 15, further comprising a cross-linking agent. 請求項14~16のいずれか1項に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む、リソグラフィー用下層膜の製造方法。 A method for producing an underlayer film for lithography, which comprises a step of forming an underlayer film on a substrate by using the composition for forming an underlayer film for lithography according to any one of claims 14 to 16. 請求項14~16のいずれか1項に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に、下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程と、を有する、レジストパターン形成方法。
A step of forming an underlayer film on a substrate by using the composition for forming an underlayer film for lithography according to any one of claims 14 to 16.
A step of forming at least one photoresist layer on the underlayer film, and
A resist pattern forming method comprising a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing the photoresist pattern to form a resist pattern.
請求項14~16のいずれか1項に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程と、
前記下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成する工程と、
前記中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングして、中間層膜パターンを形成する工程と、
前記中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングして、下層膜パターンを形成する工程と、
前記下層膜パターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして、前記基板にパターンを形成する工程と、を有する、回路パターン形成方法。
A step of forming an underlayer film on a substrate by using the composition for forming an underlayer film for lithography according to any one of claims 14 to 16.
A step of forming an intermediate layer film on the lower layer film using a resist intermediate layer film material containing a silicon atom, and a step of forming the intermediate layer film.
A step of forming at least one photoresist layer on the intermediate layer film and
A step of irradiating a predetermined area of the photoresist layer with radiation and developing the resist layer to form a resist pattern.
A step of etching the intermediate layer film using the resist pattern as a mask to form an intermediate layer film pattern,
A step of etching the lower layer film using the intermediate layer film pattern as an etching mask to form a lower layer film pattern, and a step of forming the lower layer film pattern.
A circuit pattern forming method comprising a step of etching a substrate using the underlayer film pattern as an etching mask to form a pattern on the substrate.
請求項1又は2に記載の化合物及び請求項3に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない溶媒を含む、前記化合物及び前記樹脂の精製方法。 A step of dissolving one or more selected from the group consisting of the compound according to claim 1 or 2 and the resin according to claim 3 in a solvent to obtain a solution (S), and the obtained solution (S). The solvent used in the step of obtaining the solution (S) includes a solvent immiscible with water, which comprises a first extraction step of extracting impurities in the compound and / or the resin by contacting with an acidic aqueous solution. , The method for purifying the compound and the resin. 前記酸性の水溶液が、鉱酸水溶液又は有機酸水溶液であり、前記鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた鉱酸水溶液であり、 前記有機酸水溶液が、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた有機酸水溶液である、請求項20に記載の精製方法。 The acidic aqueous solution is a mineral acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution, and the mineral acid aqueous solution is a mineral acid aqueous solution in which one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid is dissolved in water. The organic acid aqueous solution comprises acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and trifluoroacetic acid. The purification method according to claim 20, which is an organic acid aqueous solution in which one or more selected from the group is dissolved in water. 前記水と混和しない溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の溶媒である、請求項20又は21に記載の精製方法。 The solvent immiscible with water is one or more solvents selected from the group consisting of toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl acetate, claim 20 or the like. 21. The purification method according to 21. 前記第一抽出工程後、前記化合物及び/又は前記樹脂を含む溶液相を、さらに水に接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程含む、請求項20~22のいずれか1項に記載の精製方法。 20 to claim 20, wherein after the first extraction step, the solution phase containing the compound and / or the resin is further brought into contact with water to extract impurities in the compound and / or the resin. The purification method according to any one of 22.
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