JP7258279B2 - Film-forming material for lithography, film-forming composition for lithography, underlayer film for lithography, and pattern forming method - Google Patents

Film-forming material for lithography, film-forming composition for lithography, underlayer film for lithography, and pattern forming method Download PDF

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本発明は、リソグラフィー用膜形成材料、該材料を含有するリソグラフィー用膜形成用組成物、該組成物を用いて形成されるリソグラフィー用下層膜及び該組成物を用いるパターン形成方法(例えば、レジストパターン方法又は回路パターン方法)に関する。 The present invention provides a film-forming material for lithography, a film-forming composition for lithography containing the material, an underlayer film for lithography formed using the composition, and a pattern-forming method using the composition (e.g., a resist pattern). method or circuit pattern method).

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。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。そして、現在汎用技術として用いられている光露光を用いたリソグラフィーにおいては、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。 2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, microfabrication is performed by lithography using photoresist materials. In recent years, as the integration density and speed of LSIs have increased, there has been a demand for further miniaturization based on pattern rules. In lithography using photoexposure, which is currently used as a general-purpose technique, the intrinsic resolution limit due to the wavelength of the 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と、解像度の問題若しく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。ところが、単にレジストの薄膜化を行うと、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製し、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きた。 The light source for lithography used for resist pattern formation has been shortened from KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm). However, as the resist pattern becomes finer and finer, a resolution problem or a problem that the resist pattern collapses after development occurs. However, simply thinning the resist makes it difficult to obtain a resist pattern with a film thickness sufficient for substrate processing. Therefore, in addition to the resist pattern, there is a need for a process in which a resist underlayer film is formed between the resist and the semiconductor substrate to be processed, and this resist underlayer film also functions as a mask during substrate processing.

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実現するものとして、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(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を実現するものとして、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(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を実現するものとして、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(特許文献3参照。)。 At present, various types of resist underlayer films are known for such processes. For example, unlike conventional resist underlayer films with a high etching rate, terminal groups are removed by applying a predetermined energy to realize a resist underlayer film for lithography that has a dry etching rate selectivity close to that of resist. An underlayer film-forming material for multi-layer resist processes has been proposed, which contains a solvent and a resin component having at least a substituent group that is separated to form a sulfonic acid residue (see Patent Document 1). In addition, a resist underlayer film material containing a polymer having a specific repeating unit has been proposed as a material for realizing a resist underlayer film for lithography having a dry etching rate selectivity ratio lower than that of a resist (see Patent Document 2). .). Furthermore, in order to realize a resist underlayer film for lithography having a dry etching rate selectivity ratio smaller than that of a semiconductor substrate, acenaphthylene repeating units and repeating units having a substituted or unsubstituted hydroxy group are copolymerized. A resist underlayer film material containing a polymer has been proposed (see 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、アセチレンガス等を原料に用いたCVDによって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。 On the other hand, an amorphous carbon underlayer film formed by CVD using methane gas, ethane gas, acetylene gas, etc. as raw materials is well known as a material having high etching resistance in this type of resist underlayer film.

また、本発明者らは、光学特性及びエッチング耐性に優れるとともに、溶媒に可溶で湿式プロセスが適用可能な材料として、特定の構成単位を含むナフタレンホルムアルデヒド重合体及び有機溶媒を含有するリソグラフィー用下層膜形成組成物(特許文献4及び5参照。)を提案している。 In addition, the present inventors have found that a naphthalene formaldehyde polymer containing a specific structural unit and an organic solvent are used as materials that are excellent in optical properties and etching resistance, are soluble in solvents, and can be subjected to wet processes. A film-forming composition has been proposed (see Patent Documents 4 and 5).

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(特許文献6参照。)や、シリコン窒化膜のCVD形成方法(特許文献7参照。)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(特許文献8及び9参照。)。 Regarding the method of forming the intermediate layer used in the formation of the resist underlayer film in the three-layer process, for example, a method of forming a silicon nitride film (see Patent Document 6) and a method of forming a silicon nitride film by CVD (see Patent Document 7). ) are known. In addition, materials containing silsesquioxane-based silicon compounds are known as intermediate layer materials for three-layer processes (see Patent Documents 8 and 9).

特開2004-177668号公報JP-A-2004-177668 特開2004-271838号公報JP 2004-271838 A 特開2005-250434号公報JP-A-2005-250434 国際公開第2009/072465号WO2009/072465 国際公開第2011/034062号WO2011/034062 特開2002-334869号公報JP-A-2002-334869 国際公開第2004/066377号WO2004/066377 特開2007-226170号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-226170 特開2007-226204号公報JP 2007-226204 A

上述したように、従来数多くのリソグラフィー用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を有するのみならず、高温ベーク時における耐昇華性、耐熱性、段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性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。 As described above, many film-forming materials for lithography have been proposed in the past, but they not only have high solvent solubility to which wet processes such as spin coating and screen printing can be applied, but also have sublimation resistance during high-temperature baking. There is no material that satisfies all of these requirements at a high level, such as heat resistance, embedding properties in stepped substrates, and film flatness, and the development of new materials is required.

本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、湿式プロセスが適用可能であり、高温ベーク時における耐昇華性、耐熱性、段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性に優れるフォトレジスト下層膜を形成するために有用な、リソグラフィー用膜形成材料、該材料を含有するリソグラフィー用膜形成用組成物、並びに、該組成物を用いたリソグラフィー用下層膜及び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-mentioned problems, and its object is to apply a wet process, and to achieve sublimation resistance, heat resistance, embedding characteristics in stepped substrates, and film flatness during high-temperature baking. A film-forming material for lithography, a composition for forming a film for lithography containing the material, and an underlayer film for lithography and a pattern forming method using the composition, which are useful for forming a photoresist underlayer film excellent in to provide.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定構造を有する化合物を用いることにより、前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。すなわち、本発明は次のとおりである。 Means for Solving the Problems As a result of intensive 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. That is, the present invention is as follows.

[1]
下記式(1)の基:

Figure 0007258279000001
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、リソグラフィー用膜形成材料。
[2]
前記式(1)の基を有する化合物が、下記式(1A)で表される、[1]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
Figure 0007258279000002
(式(1A)中、
Xは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CH2-、-C(CH32-、-CO-、-C(CF32-、-CONH-又は-COO-であり、
Aは、単結合、酸素原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数6~80の2価の炭化水素基であり、ここで、前記炭化水素基は芳香環を含み、
1は、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~30の基であり、
m1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。)
[3]
Aが、単結合、酸素原子、又は以下の構造のいずれかであり、
Figure 0007258279000003
Yが単結合、-O-、-CH2-、-C(CH32-、-C(CF32-、
Figure 0007258279000004
である、
[2]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[4]
Xが、それぞれ独立に、単結合、-O-、-C(CH32-、-CO-、又は-COO-であり、
Aが、単結合、酸素原子、又は以下の構造であり、
Figure 0007258279000005
Yが-C(CH32-又は-C(CF32-である、
[2]又は[3]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[5]
前記式(1)の基を有する化合物が、下記式(2)又は下記式(3)で表される、[1]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
Figure 0007258279000006
(式(2)中、
2はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~10の基であり、
m2はそれぞれ独立に0~3の整数であり、
m2´はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
nは1~4の整数である。)
Figure 0007258279000007
(式(3)中、
3及びR4はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~10の基であり、
m3はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
m4はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
nは0~4の整数である。)
[6]
ヘテロ原子が、酸素、フッ素、及びケイ素からなる群より選ばれる、[2]~[5]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[7]
架橋剤をさらに含有する、[1]~[6]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[8]
前記架橋剤が、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、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及びアジド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[7]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[9]
前記架橋剤が、少なくとも1つのアリル基を有する、[7]又は[8]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[10]
前記架橋剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.1~100質量部である、[7]~[9]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[11]
架橋促進剤をさらに含有する、[1]~[10]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[12]
前記架橋促進剤が、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、及びルイス酸からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[11]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[13]
前記架橋促進剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.1~5質量部である、[11]又は[12]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[14]
ラジカル重合開始剤をさらに含有する、[1]~[13]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[15]
前記ラジカル重合開始剤が、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種である、[14]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[16]
前記ラジカル重合開始剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.05~25質量部である、[14]又は[15]に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
[17]
[1]~[16]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有する、リソグラフィー用膜形成用組成物。
[18]
酸発生剤をさらに含有する、[17]に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。
[19]
塩基発生剤をさらに含有する、[17]又は[18]に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。
[20]
リソグラフィー用膜がリソグラフィー用下層膜である、[17]~[19]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。
[21]
[20]に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いて形成される、リソグラフィー用下層膜。
[22]
基板上に、[20]に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いて下層膜を形成する工程、
該下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程、及び
該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行う工程、
を含む、レジストパターン形成方法。
[23]
基板上に、[20]に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いて下層膜を形成する工程、
該下層膜上に、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、
該中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程、
該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、
該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する工程、
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する工程、
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、
を含む、パターン形成方法。
[24]
[1]~[16]のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料を、溶媒に溶解させて有機相を得る工程と、
前記有機相と酸性の水溶液とを接触させて、前記リソグラフィー用膜形成材料中の不純物を抽出する第一抽出工程と、
を含み、
前記有機相を得る工程で用いる溶媒が、水と任意に混和しない溶媒を含む、精製方法。
[25]
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種以上を含み、
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種以上を含む、[24]に記載の精製方法。
[26]
前記水と任意に混和しない溶媒が、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、[24]又は[25]に記載の精製方法。
[27]
前記第一抽出工程後、前記有機相を、水に接触させて、前記リソグラフィー用膜形成材料中の不純物を抽出する第二抽出工程をさらに含む、[24]~[26]のいずれかに記載の精製方法。 [1]
A group of the following formula (1):
Figure 0007258279000001
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
A film-forming material for lithography, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more.
[2]
The film-forming material for lithography according to [1], wherein the compound having the group of formula (1) is represented by the following formula (1A).
Figure 0007258279000002
(In formula (1A),
Each X is independently a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CO-, -C(CF 3 ) 2 -, -CONH- or -COO- ,
A is a single bond, an oxygen atom, or a divalent hydrocarbon group having 6 to 80 carbon atoms which may contain a heteroatom, wherein the hydrocarbon group contains an aromatic ring,
each R 1 is independently a group having 0 to 30 carbon atoms which may contain a heteroatom;
Each m1 is independently an integer of 0 to 4. )
[3]
A is a single bond, an oxygen atom, or any of the following structures,
Figure 0007258279000003
Y is a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -,
Figure 0007258279000004
is
The film-forming material for lithography according to [2].
[4]
each X is independently a single bond, —O—, —C(CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—;
A is a single bond, an oxygen atom, or the following structure,
Figure 0007258279000005
Y is -C(CH 3 ) 2 - or -C(CF 3 ) 2 -
The film-forming material for lithography according to [2] or [3].
[5]
The film-forming material for lithography according to [1], wherein the compound having the group of formula (1) is represented by the following formula (2) or (3).
Figure 0007258279000006
(In formula (2),
each R 2 is independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom;
m2 is each independently an integer of 0 to 3,
each m2' is independently an integer of 0 to 4,
n is an integer of 1-4. )
Figure 0007258279000007
(In formula (3),
R 3 and R 4 are each independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom,
m3 is each independently an integer of 0 to 4,
m4 is each independently an integer of 0 to 4,
n is an integer of 0-4. )
[6]
The film-forming material for lithography according to any one of [2] to [5], wherein the heteroatom is selected from the group consisting of oxygen, fluorine and silicon.
[7]
The film-forming material for lithography according to any one of [1] to [6], further comprising a cross-linking agent.
[8]
The cross-linking agent is at least one selected from the group consisting of phenol compounds, epoxy compounds, cyanate compounds, amino compounds, benzoxazine compounds, melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, isocyanate compounds and azide compounds. , the film-forming material for lithography according to [7].
[9]
The film-forming material for lithography of [7] or [8], wherein the cross-linking agent has at least one allyl group.
[10]
Any one of [7] to [9], wherein the content of the cross-linking agent is 0.1 to 100 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass. A film-forming material for lithography as described.
[11]
The film-forming material for lithography according to any one of [1] to [10], further comprising a cross-linking accelerator.
[12]
The film-forming material for lithography according to [11], wherein the cross-linking accelerator is at least one selected from the group consisting of amines, imidazoles, organic phosphines, and Lewis acids.
[13]
The content of the cross-linking accelerator is 0.1 to 5 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass, [11] or [12]. Film-forming materials for lithography.
[14]
The film-forming material for lithography according to any one of [1] to [13], further comprising a radical polymerization initiator.
[15]
The film formation for lithography according to [14], wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of ketone-based photopolymerization initiators, organic peroxide-based polymerization initiators and azo-based polymerization initiators. material.
[16]
[14] or [15], wherein the content of the radical polymerization initiator is 0.05 to 25 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass. film-forming material for lithography.
[17]
A film-forming composition for lithography, comprising the film-forming material for lithography according to any one of [1] to [16] and a solvent.
[18]
The film-forming composition for lithography according to [17], further comprising an acid generator.
[19]
The film-forming composition for lithography according to [17] or [18], further comprising a base generator.
[20]
The composition for forming a film for lithography according to any one of [17] to [19], wherein the film for lithography is an underlayer film for lithography.
[21]
An underlayer film for lithography, which is formed using the composition for forming a film for lithography according to [20].
[22]
forming an underlayer film on a substrate using the film-forming composition for lithography according to [20];
a step of forming at least one layer of photoresist layer on the underlayer film; and a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing;
A method of forming a resist pattern, comprising:
[23]
forming an underlayer film on a substrate using the film-forming composition for lithography according to [20];
forming an intermediate layer film on the underlayer film using a resist intermediate layer film material containing silicon atoms;
forming at least one photoresist layer on the intermediate layer film;
a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing to form a resist pattern;
etching the intermediate layer film using the resist pattern as a mask;
etching the underlayer film using the resulting intermediate layer film pattern as an etching mask;
forming a pattern on the substrate by etching the substrate using the obtained underlayer film pattern as an etching mask;
A method of forming a pattern, comprising:
[24]
a step of dissolving the film-forming material for lithography according to any one of [1] to [16] in a solvent to obtain an organic phase;
a first extraction step of contacting the organic phase with an acidic aqueous solution to extract impurities in the film-forming material for lithography;
including
A purification method, wherein the solvent used in the step of obtaining the organic phase comprises a solvent optionally immiscible with water.
[25]
The acidic aqueous solution is a mineral acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution,
The mineral acid aqueous solution contains one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid,
The organic acid aqueous solution is the group consisting of 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 [24], including one or more selected from
[26]
The solvent optionally 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, [24 ] or the purification method according to [25].
[27]
The method according to any one of [24] to [26], further comprising, after the first extraction step, a second extraction step of contacting the organic phase with water to extract impurities in the film-forming material for lithography. purification method.

本発明によれば、湿式プロセスが適用可能であり、高温ベーク時における耐昇華性、耐熱性、段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性に優れるフォトレジスト下層膜を形成するために有用な、リソグラフィー用膜形成材料、該材料を含有するリソグラフィー用膜形成用組成物、並びに、該組成物を用いたリソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法を提供することができる。 According to the present invention, a wet process can be applied, and it is useful for forming a photoresist underlayer film that has excellent sublimation resistance, heat resistance, embedding characteristics in stepped substrates, and film flatness during high-temperature baking. A film-forming material for lithography, a film-forming composition for lithography containing the material, and an underlayer film for lithography and a pattern forming method using the composition can be provided.

以下、本発明の実施の形態について説明する。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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited only to these embodiments.

本発明の一実施形態は、下記式(1)の基:

Figure 0007258279000008
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、リソグラフィー用膜形成材料に関する。 One embodiment of the present invention is a group of formula (1):
Figure 0007258279000008
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
It relates to a film-forming material for lithography, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more.

式(1)の基を有する化合物(以下「マレイミド化合物」ともいう。)は、2以上の式(1)の基を有することが好ましい。マレイミド化合物としては、2つの式(1)の基を有する化合物、及び式(1)の基を有する化合物が付加重合した樹脂がより好ましい。 A compound having a group of formula (1) (hereinafter also referred to as a "maleimide compound") preferably has two or more groups of formula (1). As the maleimide compound, a compound having two groups of formula (1) and a resin obtained by addition polymerization of a compound having a group of formula (1) are more preferable.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料中の、マレイミド化合物の含有量は、高温ベーク時における耐昇華性の観点から、51~100質量%であることが好ましく、60~100質量%であることがより好ましく、70~100質量%であることがさらに好ましく、80~100質量%であることが特に好ましい。 The content of the maleimide compound in the film-forming material for lithography of the present embodiment is preferably 51 to 100% by mass, more preferably 60 to 100% by mass, from the viewpoint of sublimation resistance during high-temperature baking. It is more preferably 70 to 100% by mass, and particularly preferably 80 to 100% by mass.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料中のマレイミド化合物は従来の下層膜形成組成物の耐熱性を向上させるために添加剤として使用することもできる。その場合のマレイミド化合物の含有量としては、1~50質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましい。
従来の下層膜形成組成物としては、例えば、国際公開2013/024779に記載のものが挙げられるが、これらに制限されることはない。
The maleimide compound in the film-forming material for lithography of this embodiment can also be used as an additive to improve the heat resistance of conventional underlayer film-forming compositions. In that case, the content of the maleimide compound is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass.
Examples of conventional underlayer film-forming compositions include, but are not limited to, those described in International Publication 2013/024779.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料中のマレイミド化合物はリソグラフィー用膜形成用の酸発生剤あるいは塩基性化合物としての機能以外を有することを特徴とする。 The maleimide compound in the film-forming material for lithography of the present embodiment is characterized by having a function other than that of an acid generator or basic compound for forming a film for lithography.

本実施形態のマレイミド化合物の分子量は450以上であることが必要である。分子量が450以上であることにより、薄膜形成時における高温ベークによっても昇華物あるいは分解物の生成が抑制される。分子量は、500以上が好ましく、550以上がより好ましく、600以上が更に好ましい。分子量の上限は特に限定されないが、例えば、2000、1750、1500、1250、1000等としてもよい。分子量は、実施例に記載の方法で測定することができる。 The maleimide compound of this embodiment must have a molecular weight of 450 or more. When the molecular weight is 450 or more, the formation of sublimate or decomposed product is suppressed even by high-temperature baking during thin film formation. The molecular weight is preferably 500 or more, more preferably 550 or more, even more preferably 600 or more. Although the upper limit of the molecular weight is not particularly limited, it may be, for example, 2000, 1750, 1500, 1250, 1000 and the like. The molecular weight can be measured by the method described in Examples.

本実施形態のマレイミド化合物は、下記式(1A)で表される化合物であることがより好ましい。

Figure 0007258279000009
式(1A)中、
Xは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CH2-、-C(CH32-、-CO-、-C(CF32-、-CONH-又は-COO-であり、
Aは、単結合、酸素原子、又はヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、フッ素)を含んでいてもよい炭素数6~80の2価の炭化水素基であり、ここで、前記炭化水素基は芳香環を含み、
1は、それぞれ独立に、ヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)を含んでいてもよい炭素数0~30の基であり、
m1はそれぞれ独立に、0~4の整数である。 The maleimide compound of the present embodiment is more preferably a compound represented by the following formula (1A).
Figure 0007258279000009
In formula (1A),
Each X is independently a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CO-, -C(CF 3 ) 2 -, -CONH- or -COO- ,
A is a single bond, an oxygen atom, or a divalent hydrocarbon group having 6 to 80 carbon atoms which may contain a heteroatom (e.g., oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine), wherein the hydrocarbon the group contains an aromatic ring,
each R 1 is independently a group having 0 to 30 carbon atoms optionally containing a heteroatom (e.g., oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine, bromine, iodine);
Each m1 is independently an integer of 0-4.

より好ましくは、耐熱性向上の観点から、式(1A)中、Aは、単結合、酸素原子、又は以下の構造のいずれかであり、

Figure 0007258279000010
Yは単結合、-O-、-CH2-、-C(CH32-、-C(CF32-、
Figure 0007258279000011
である。 More preferably, from the viewpoint of improving heat resistance, in formula (1A), A is a single bond, an oxygen atom, or any of the following structures,
Figure 0007258279000010
Y is a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -,
Figure 0007258279000011
is.

より好ましくは、式(1A)中、
Xは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-C(CH32-、-CO-、又は-COO-であり、
Aは、単結合、酸素原子、又は以下の構造であり、

Figure 0007258279000012
Yは-C(CH32-又は-C(CF32-である。 More preferably, in formula (1A),
each X is independently a single bond, —O—, —C(CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—;
A is a single bond, an oxygen atom, or the following structure,
Figure 0007258279000012
Y is -C(CH 3 ) 2 - or -C(CF 3 ) 2 -.

Xは、耐熱性の観点から、単結合であることが好ましく、溶解性の観点から、-COO-であることが好ましい。
Yは、耐熱性向上の観点から、単結合であることが好ましい。
1は、ヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)を含んでいてもよい炭素数0~20又は0~10の基であることが好ましい。R1は、有機溶媒への溶解性向上の観点から、炭化水素基であることが好ましい。例えば、R1として、アルキル基(例えば、炭素数1~6又は1~3のアルキル基)等が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基等が挙げられる。
m1は、0~2の整数であることが好ましく、原料入手性及び溶解性向上の観点から、1又は2であることがより好ましい。
X is preferably a single bond from the viewpoint of heat resistance, and preferably -COO- from the viewpoint of solubility.
From the viewpoint of improving heat resistance, Y is preferably a single bond.
R 1 is preferably a group having 0 to 20 or 0 to 10 carbon atoms which may contain heteroatoms (eg, oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine, bromine, iodine). From the viewpoint of improving solubility in organic solvents, R 1 is preferably a hydrocarbon group. For example, R 1 includes an alkyl group (eg, an alkyl group having 1 to 6 or 1 to 3 carbon atoms) and the like, and specific examples include a methyl group, an ethyl group and the like.
m1 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 1 or 2 from the viewpoint of raw material availability and solubility improvement.

耐熱性向上の観点から、本実施形態のマレイミド化合物は、下記式(2)又は下記式(3)で表される化合物であることが好ましい。

Figure 0007258279000013
From the viewpoint of improving heat resistance, the maleimide compound of the present embodiment is preferably a compound represented by the following formula (2) or the following formula (3).
Figure 0007258279000013

前記式(2)中、R2はそれぞれ独立に、ヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)を含んでいてもよい炭素数0~10の基である。また、R2は、有機溶媒への溶解性向上の観点から、炭化水素基であることが好ましい。例えば、R2として、アルキル基(例えば、炭素数1~6又は1~3のアルキル基)等が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基等が挙げられる。
m2はそれぞれ独立に0~3の整数である。また、m2は、0又は1であることが好ましく、原料入手性の観点から、0であることがより好ましい。
m2´はそれぞれ独立に、0~4の整数である。また、m2´は、0又は1であることが好ましく、原料入手性の観点から、0であることがより好ましい。
nは、0~4の整数である。また、nは、1~4又は0~2の整数であることが好ましく、耐熱性向上の観点から、1~2の整数であることがより好ましい。
In formula (2), each R 2 is independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom (eg, oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine, bromine, iodine). From the viewpoint of improving solubility in organic solvents, R 2 is preferably a hydrocarbon group. For example, R 2 includes an alkyl group (eg, an alkyl group having 1 to 6 or 1 to 3 carbon atoms) and the like, and specific examples include a methyl group and an ethyl group.
Each m2 is independently an integer of 0 to 3. In addition, m2 is preferably 0 or 1, and more preferably 0 from the viewpoint of raw material availability.
Each m2' is independently an integer of 0-4. In addition, m2' is preferably 0 or 1, and more preferably 0 from the viewpoint of raw material availability.
n is an integer from 0 to 4; Also, n is preferably an integer of 1 to 4 or 0 to 2, and more preferably an integer of 1 to 2 from the viewpoint of improving heat resistance.

Figure 0007258279000014
Figure 0007258279000014

前記式(3)中、R3及びR4はそれぞれ独立に、ヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)を含んでいてもよい炭素数0~10の基である。また、R3及びR4は、有機溶媒への溶解性向上の観点から、炭化水素基であることが好ましい。例えば、R3及びR4として、アルキル基(例えば、炭素数1~6又は1~3のアルキル基)等が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基等が挙げられる。
m3はそれぞれ独立に0~4の整数である。また、m3は、0~2の整数であることが好ましく、原料入手性の観点から、0であることがより好ましい。
m4はそれぞれ独立に、0~4の整数である。また、m4は、0~2の整数であることが好ましく、原料入手性の観点から、0であることがより好ましい。
nは、0~4の整数である。また、nは、1~4又は0~2の整数であることが好ましく、原料入手性の観点から、1~2の整数であることがより好ましい。
In the above formula (3), R 3 and R 4 are each independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom (eg, oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine, bromine, iodine); be. From the viewpoint of improving solubility in organic solvents, R 3 and R 4 are preferably hydrocarbon groups. Examples of R 3 and R 4 include alkyl groups (eg, alkyl groups having 1 to 6 or 1 to 3 carbon atoms) and the like, and specific examples include methyl and ethyl groups.
Each m3 is independently an integer of 0 to 4. Further, m3 is preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 from the viewpoint of raw material availability.
Each m4 is independently an integer of 0-4. Further, m4 is preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 from the viewpoint of raw material availability.
n is an integer from 0 to 4; Also, n is preferably an integer of 1 to 4 or 0 to 2, and more preferably an integer of 1 to 2 from the viewpoint of raw material availability.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料は、湿式プロセスへの適用が可能である。また、本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料は、剛直な芳香族マレイミド骨格を有しており、一定の分子量の基準を満たすことにより、薄膜形成時における高温ベークによっても昇華物あるいは分解物の生成が抑制される。その結果、高温ベーク時の膜の劣化が抑制され、エッチング耐性に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膜形成材料は、芳香族構造を有しているにも関わらず、有機溶媒に対する溶解性が高く、安全溶媒に対する溶解性が高い。さらに、後述する本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物からなるリソグラフィー用下層膜は段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性に優れ、製品品質の安定性が良好であるだけでなく、レジスト層やレジスト中間層膜材料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。 The film-forming material for lithography of this embodiment can be applied to a wet process. In addition, the film-forming material for lithography of the present embodiment has a rigid aromatic maleimide skeleton, and by satisfying a certain molecular weight standard, it is possible to produce a sublimate or a decomposition product by high-temperature baking during thin film formation. is suppressed. As a result, deterioration of the film during high-temperature baking is suppressed, and an underlayer film having excellent etching resistance can be formed. Furthermore, the film-forming material for lithography of the present embodiment has high solubility in organic solvents and high solubility in safe solvents in spite of having an aromatic structure. Furthermore, the underlayer film for lithography made of the composition for forming a film for lithography according to the present embodiment, which will be described later, is excellent in embedding characteristics in stepped substrates and film flatness, and not only has good stability in product quality, but also resist. Excellent adhesion to the layer and the resist intermediate layer film material makes it possible to obtain an excellent resist pattern.

本実施形態で使用されるマレイミド化合物は、具体的には、1,3-ビス[2-(4-マレイミドフェニル)‐2‐プロピル]、1,3-ビス[2-(4-マレイミドフェニル)‐2‐プロピル]ベンゼンビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、1,1-ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)エタン、2,2-ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)プロパン、N,N'-4,4'-[3,3'-ジメチル-ジフェニルメタン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジメチル-1,1-ジフェニルエタン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジメチル-1,1-ジフェニルプロパン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジエチル-ジフェニルメタン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジn-プロピル-ジフェニルメタン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジn-ブチル-ジフェニルメタン]ビスマレイミド等のジフェニルアルカン骨格含有ビスマレイミド;N,N'-4,4'-[3,3'-ジメチル-ビフェニレン]ビスマレイミド、N,N'-4,4'-[3,3'-ジエチル-ビフェニレン]ビスマレイミド等のビフェニル骨格含有ビスマレイミドなどが挙げられる。 Specifically, the maleimide compound used in this embodiment is 1,3-bis[2-(4-maleimidophenyl)-2-propyl], 1,3-bis[2-(4-maleimidophenyl) -2-propyl]benzenebis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)methane, 1,1-bis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)ethane, 2,2-bis( 3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)propane, N,N'-4,4'-[3,3'-dimethyl-diphenylmethane]bismaleimide, N,N'-4,4'-[3 ,3′-dimethyl-1,1-diphenylethane]bismaleimide, N,N′-4,4′-[3,3′-dimethyl-1,1-diphenylpropane]bismaleimide, N,N′-4 ,4′-[3,3′-diethyl-diphenylmethane]bismaleimide, N,N′-4,4′-[3,3′-di-n-propyl-diphenylmethane]bismaleimide, N,N′-4, Diphenylalkane skeleton-containing bismaleimide such as 4′-[3,3′-di-n-butyl-diphenylmethane]bismaleimide; N,N′-4,4′-[3,3′-dimethyl-biphenylene]bismaleimide, biphenyl skeleton-containing bismaleimides such as N,N'-4,4'-[3,3'-diethyl-biphenylene]bismaleimide;

上記マレイミド化合物の中でも特に、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3-ビス[2-(4-マレイミドフェニル)‐2‐プロピル]ベンゼンなどが耐昇華性と溶解性の関連から好ましい。 Among the above maleimide compounds, 2,2-bis[4-(4-maleimidophenoxy)phenyl]propane, 1,3-bis[2-(4-maleimidophenyl)-2-propyl]benzene, etc. are particularly resistant to sublimation. and solubility.

本実施形態で使用されるマレイミド化合物として、付加重合型マレイミド樹脂も好適に用いられる。例えば、ビスマレイミドM-20(三井東圧化学社製、商品名)、BMI-2300(大和化成工業株式会社製、商品名)、BMI-3200(大和化成工業株式会社製、商品名)、MIR-3000(日本化薬株式会社製、製品名)等が挙げられる。この中でも特にBMI-2300が溶解性や耐熱性にも優れるため、好ましい。 As the maleimide compound used in the present embodiment, an addition polymerization type maleimide resin is also preferably used. For example, bismaleimide M-20 (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, trade name), BMI-2300 (manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name), BMI-3200 (manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name), MIR -3000 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name) and the like. Among these, BMI-2300 is particularly preferable because it is excellent in solubility and heat resistance.

<架橋剤>
本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料は、マレイミド化合物に加え、硬化温度の低下や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。
<Crosslinking agent>
In addition to the maleimide compound, the film-forming material for lithography of the present embodiment may optionally contain a cross-linking agent from the viewpoint of suppressing a decrease in curing temperature and intermixing.

架橋剤としてはマレイミドと架橋反応すれば特に限定されず、公知のいずれの架橋システムを適用できるが、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。 The cross-linking agent is not particularly limited as long as it undergoes a cross-linking reaction with maleimide, and any known cross-linking system can be applied. compounds, amino compounds, benzoxazine compounds, acrylate compounds, melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, isocyanate compounds, azide compounds and the like, but are not particularly limited thereto. These cross-linking agents can be used singly or in combination of two or more. Among these, a benzoxazine compound, an epoxy compound, or a cyanate compound is preferred, and a benzoxazine compound is more preferred from the viewpoint of improving etching resistance.

マレイミドと架橋剤との架橋反応では、例えば、これらの架橋剤が有する活性基(フェノール性水酸基、エポキシ基、シアネート基、アミノ基、又はベンゾオキサジンの脂環部位が開環してなるフェノール性水酸基)が、マレイミド基を構成する炭素-炭素二重結合と付加反応して架橋する他、本実施形態のビスマレイミド化合物が有する2つの炭素-炭素二重結合が重合して架橋する。 In the cross-linking reaction between maleimide and a cross-linking agent, for example, active groups possessed by these cross-linking agents (phenolic hydroxyl group, epoxy group, cyanate group, amino group, or phenolic hydroxyl group obtained by ring-opening the alicyclic moiety of benzoxazine ) undergoes an addition reaction with the carbon-carbon double bond that constitutes the maleimide group to form a crosslink, and the two carbon-carbon double bonds of the bismaleimide compound of the present embodiment polymerize to form a crosslink.

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、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。好ましくは、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望ましい。 A well-known thing can be used as said phenol compound. For example, those described in WO 2018-016614 can be mentioned. Aralkyl-type phenolic resins are 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個以上有するものの中から選択される。例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。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。 A known epoxy compound can be used as the epoxy compound, and is selected from those having two or more epoxy groups in one molecule. For example, those described in WO 2018-016614 can be mentioned. Epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of heat resistance and solubility, epoxy resins that are solid at room temperature, such as epoxy resins obtained from phenol aralkyl resins and biphenyl aralkyl resins, are preferred.

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。例えば、国際公開2011-108524に記載されているものが挙げられるが、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、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。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、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. For example, those described in International Publication No. 2011-108524 can be mentioned. In the present embodiment, preferred cyanate compounds include a structure in which the hydroxyl group of a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule is substituted with a cyanate group. are listed. Moreover, the cyanate compound preferably has an aromatic group, and a cyanate compound having a structure in which the cyanate group is directly linked to the aromatic group can be preferably used. Examples of such cyanate compounds include those described in WO 2018-016614. You may use a cyanate compound individually or in combination of 2 or more types as appropriate. Moreover, the cyanate compound may be in any form of monomer, oligomer and resin.

前記アミノ化合物としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the amino compound include those described in WO2018-016614.

前記ベンゾオキサジン化合物のオキサジンの構造は特に限定されず、ベンゾオキサジンやナフトオキサジン等の、縮合多環芳香族基を含む芳香族基を有するオキサジンの構造が挙げられる。 The oxazine structure of the benzoxazine compound is not particularly limited, and examples include oxazine structures having an aromatic group including a condensed polycyclic aromatic group, such as benzoxazine and naphthoxazine.

ベンゾオキサジン化合物としては、例えば下記一般式(a)~(f)に示す化合物が挙げられる。なお下記一般式において、環の中心に向けて表示されている結合は、環を構成しかつ置換基の結合が可能ないずれかの炭素に結合していることを示す。 Examples of benzoxazine compounds include compounds represented by the following general formulas (a) to (f). In the general formulas below, the bond shown toward the center of the ring indicates that it is bonded to any carbon that constitutes the ring and to which a substituent can be bonded.

Figure 0007258279000015
Figure 0007258279000015

一般式(a)~(c)中、R1及びR2は独立して炭素数1~30の有機基を表す。また一般式(a)~(f)中、R3乃至R6は独立して水素又は炭素数1~6の炭化水素基を表す。また前記一般式(c)、(d)及び(f)中、Xは独立して、単結合、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH32-、-C(CF32-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、-S-(CH2)m-S-を表す。ここでmは1~6の整数である。また一般式(e)及び(f)中、Yは独立して、単結合、-O-、-S-、-CO-、-C(CH32-、-C(CF32-又は炭素数1~3のアルキレンを表す。 In general formulas (a) to (c), R1 and R2 independently represent an organic group having 1 to 30 carbon atoms. In general formulas (a) to (f), R3 to R6 independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. In the general formulas (c), (d) and (f), X is independently a single bond, -O-, -S-, -S-S-, -SO 2 -, -CO-, - CONH-, -NHCO-, -C( CH3 ) 2- , -C( CF3 ) 2- , -( CH2 )m-, -O-( CH2 )m-O-, -S-(CH 2 ) represents m-S-. where m is an integer of 1-6. In general formulas (e) and (f), Y is independently a single bond, -O-, -S-, -CO-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 - or represents alkylene having 1 to 3 carbon atoms.

また、ベンゾオキサジン化合物には、オキサジン構造を側鎖に有するオリゴマーやポリマー、ベンゾオキサジン構造を主鎖中に有するオリゴマーやポリマーが含まれる。 Further, benzoxazine compounds include oligomers and polymers having oxazine structures in side chains and oligomers and polymers having benzoxazine structures in main chains.

ベンゾオキサジン化合物は、国際公開2004/009708号パンフレット、特開平11-12258号公報、特開2004-352670号公報に記載の方法と同様の方法で製造することができる。 The benzoxazine compound can be produced by methods similar to those described in WO 2004/009708, JP-A-11-12258, and JP-A-2004-352670.

前記メラミン化合物としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the melamine compound include those described in WO2018-016614.

前記グアナミン化合物としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the guanamine compound include those described in WO2018-016614.

前記グリコールウリル化合物としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the glycoluril compound include those described in WO 2018-016614.

前記ウレア化合物としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the urea compound include those described in WO2018-016614.

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としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。少なくとも1つのアリル基を有する架橋剤は単独でも、2種類以上の混合物であってもよい。マレイミド化合物との相溶性に優れるという観点から、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。 Moreover, in the present embodiment, a cross-linking agent having at least one allyl group may be used from the viewpoint of improving the cross-linkability. Examples of cross-linking agents having at least one allyl group include those described in International Publication No. 2018-016614. The cross-linking agent having at least one allyl group may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of excellent compatibility with maleimide compounds, 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)a- Allylphenols such as teru are preferred.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料はマレイミド化合物を単独で、あるいは前記架橋剤を配合させた後、公知の方法で架橋、硬化させて、本実施形態のリソグラフィー用膜を形成することができる。架橋方法としては、熱硬化、光硬化等の手法が挙げられる。 The film-forming material for lithography of the present embodiment can be formed with the maleimide compound alone or after blending with the above-mentioned cross-linking agent, and then cross-linked and cured by a known method to form the film for lithography of the present embodiment. Examples of cross-linking methods include techniques such as heat curing and photo-curing.

前記架橋剤の含有割合は、通常、前記マレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に、0.1~10000質量部の範囲であり、好ましくは、耐熱性及び溶解性の観点から0.1~1000質量部の範囲であり、より好ましくは、0.1~100質量部の範囲であり、さらに好ましくは、1~50質量部の範囲であり、最も好ましくは1~30質量部の範囲である。 The content of the cross-linking agent is usually in the range of 0.1 to 10,000 parts by mass when the mass of the maleimide compound is 100 parts by mass, and is preferably 0.1 from the viewpoint of heat resistance and solubility. ~1000 parts by mass, more preferably 0.1 to 100 parts by mass, still more preferably 1 to 50 parts by mass, most preferably 1 to 30 parts by mass be.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料には、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。 The film-forming material for lithography of the present embodiment may optionally contain a cross-linking accelerator for promoting cross-linking and curing reactions.

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 cross-linking and curing reaction, and examples thereof include amines, imidazoles, organic phosphines, and Lewis acids. These cross-linking accelerators can be used singly or in combination of two or more. Among these, imidazoles and organic phosphines are preferred, and imidazoles are more preferred from the viewpoint of lowering the cross-linking temperature.

前記架橋促進剤としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。 Examples of the cross-linking accelerator include those described in WO 2018-016614.

架橋促進剤の配合量としては、通常、マレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に、好ましくは0.1~10質量部の範囲であり、より好ましくは、制御のし易さ及び経済性の観点からの0.1~5質量部の範囲であり、さらに好ましくは0.1~3質量部の範囲である。 The amount of the cross-linking accelerator to be blended is generally preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably in terms of ease of control and economy, when the mass of the maleimide compound is 100 parts by mass. From the viewpoint of , it is in the range of 0.1 to 5 parts by mass, more preferably in the range of 0.1 to 3 parts by mass.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料には、必要に応じて架橋、硬化反応を促進させるための潜在型の塩基発生剤を用いることができる。熱分解によって塩基を発生するもの、光照射によって塩基を発生するもの等が知られているが、いずれのものも使用することができる。 The film-forming material for lithography of the present embodiment may optionally contain a latent base generator for promoting cross-linking and curing reactions. One that generates a base by thermal decomposition, one that generates a base by light irradiation, and the like are known, and any of them can be used.

熱塩基発生剤は、40℃以上に加熱すると塩基を発生する酸性化合物(A1)、および、pKa1が0~4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有するアンモニウム塩(A2)から選ばれる少なくとも一種を含む。
上記酸性化合物(A1)および上記アンモニウム塩(A2)は、加熱すると塩基を発生するので、これらの化合物から発生した塩基により、架橋、硬化反応を促進できる。また、これらの化合物は、加熱しなければリソグラフィー用膜形成材料の環化が殆ど進行しないので、安定性に優れたリソグラフィー用膜形成組成物を調製することができる。
The thermal base generator contains at least one selected from an acidic compound (A1) that generates a base when heated to 40° C. or higher, and an ammonium salt (A2) having an anion with a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation.
Since the acidic compound (A1) and the ammonium salt (A2) generate bases when heated, the bases generated from these compounds can promote cross-linking and curing reactions. In addition, since these compounds hardly undergo cyclization of the film-forming material for lithography unless they are heated, a highly stable film-forming composition for lithography can be prepared.

光塩基発生剤は、電磁波に露光することによって塩基を生成する中性化合物である。例えばアミンが発生するものとしては、ベンジルカルバメート類、ベンゾインカルバメート類、0-カルバモイルヒドロキシアミン類、O-カルバモイルオキシム類など、およびRR’-N-CO-OR”(ここで、R、R’は水素または低級アルキル、R”はニトロベンジルまたはαメチル・ニトロベンジルである。)が挙げられる。特に、溶液に添加した際の保存安定性を確保し、低い蒸気圧に起因したベーク時の揮発を抑制するため、三級アミンを発生するボレート化合物または、ジチオカルバメートをアニオンとして含む四級アンモニウム塩(C.E.Hoyle,et.al.,Macromolucules,32,2793(1999))等が好ましい。 A photobase generator is a neutral compound that generates a base upon exposure to electromagnetic radiation. For example, amines that generate benzyl carbamates, benzoin carbamates, O-carbamoyl hydroxylamines, O-carbamoyl oximes, etc., and RR'-N-CO-OR" (wherein R, R' hydrogen or lower alkyl, R″ is nitrobenzyl or α-methyl nitrobenzyl). In particular, a borate compound that generates a tertiary amine or a quaternary ammonium salt containing dithiocarbamate as an anion is used to ensure storage stability when added to a solution and to suppress volatilization during baking due to low vapor pressure. (CE Hoyle, et. al., Macromolecules, 32, 2793 (1999)) and the like are preferable.

前記、潜在型塩基発生剤の具体例としては、以下のものをあげることができるが、本発明は、何らこれらに限定されるものではない。
(ヘキサアンミンルテニウム(III)トリフェニルアルキルボレートの例)ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルエチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルプロピルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルヘキシルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルオクチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルオクタデシルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルイソプロピルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルイソブチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニル-sec-ブチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニル-tert-ブチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルネオペンチルボレート)等。
(ヘキサアンミンルテニウム(III)トリフェニルボレートの例)ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルシクロペンチルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス(トリフェニルシクロヘキシルボレート)、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(4-デシルシクロヘキシル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(フルオロメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(クロロメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(ブロモメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(トリフルオロメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(トリクロロメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(ヒドロキシメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(カルボキシメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(シアノメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(ニトロメチル)ボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリフェニル(アジドメチル)ボレート]等。
(ヘキサアンミンルテニウム(III)トリアリールブチルボレートの例)ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(1-ナフチル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(2-ナフチル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(o-トリル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(m-トリル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(p-トリル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(2,3-キシリル)ブチルボレート]、ヘキサアンミンルテニウム(III)トリス[トリス(2,5-キシリル)ブチルボレート]等。
(ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)の例)トリス(エチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、cis-ジアンミンビス(エチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、trans-ジアンミンビス(エチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、トリス(トリメチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、トリス(プロピレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、テトラアンミン{(-)(プロピレンジアミン)}ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、トリス(trans-1,2-シクロヘキサンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、ビス(ジエチレントリアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、ビス(ピリジン)ビス(エチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)、ビス(イミダゾール)ビス(エチレンジアミン)ルテニウム(III)トリス(トリフェニルブチルボレート)等。
以上述べた塩基発生剤(A)は、各々の錯イオンのハロゲン塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩等と、アルカリ金属ボレート塩とを、水、アルコールもしくは含水有機溶剤等の適当な溶媒中で、混和することで容易に製造可能である。これら原料となる各々の錯イオンのハロゲン塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩等は、市販品として容易に入手可能である他、例えば、日本化学会編、新実験化学講座8(無機化合物の合成III)、丸善(1977年)等に、その合成法が記載されている。
Specific examples of the latent base generator include the following, but the present invention is by no means limited to these.
(Examples of hexaammineruthenium (III) triphenylalkylborate) hexaammineruthenium (III) tris (triphenylmethylborate), hexaammineruthenium (III) tris (triphenylethylborate), hexaammineruthenium (III) tris ( triphenylpropylborate), hexaammineruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), hexaammineruthenium (III) tris (triphenylhexylborate), hexaammineruthenium (III) tris (triphenyloctylborate), hexaammine Ruthenium (III) Tris (triphenyloctadecylborate), Hexammineruthenium (III) Tris (triphenylisopropylborate), Hexammineruthenium (III) Tris (triphenylisobutylborate), Hexammineruthenium (III) Tris (triphenyl -sec-butylborate), hexaammineruthenium(III) tris(triphenyl-tert-butylborate), hexaammineruthenium(III) tris(triphenylneopentylborate) and the like.
(Examples of hexaammineruthenium (III) triphenylborate) hexaammineruthenium (III) tris (triphenylcyclopentylborate), hexaammineruthenium (III) tris (triphenylcyclohexylborate), hexaammineruthenium (III) tris [tris phenyl(4-decylcyclohexyl)borate], hexaammineruthenium(III) tris[triphenyl(fluoromethyl)borate], hexaammineruthenium(III) tris[triphenyl(chloromethyl)borate], hexaammineruthenium(III) tris [triphenyl(bromomethyl)borate], hexaammineruthenium (III) tris [triphenyl(trifluoromethyl)borate], hexaammineruthenium (III) tris [triphenyl(trichloromethyl)borate], hexaammineruthenium (III) ) tris [triphenyl(hydroxymethyl)borate], hexaammineruthenium (III) tris [triphenyl(carboxymethyl)borate], hexaammineruthenium (III) tris [triphenyl(cyanomethyl)borate], hexaammineruthenium (III) ) tris[triphenyl(nitromethyl)borate], hexaammineruthenium(III) tris[triphenyl(azidomethyl)borate] and the like.
(Examples of hexaammineruthenium (III) triarylbutylborate) hexaammineruthenium (III) tris [tris(1-naphthyl)butylborate], hexaammineruthenium (III) tris [tris(2-naphthyl)butylborate], Hexammineruthenium (III) tris [tris(o-tolyl)butylborate], hexaammineruthenium (III) tris [tris(m-tolyl)butylborate], hexaammineruthenium (III) tris [tris(p-tolyl) butylborate], hexaammineruthenium(III) tris[tris(2,3-xylyl)butylborate], hexaammineruthenium(III) tris[tris(2,5-xylyl)butylborate] and the like.
(Examples of ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate)) tris (ethylenediamine) ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), cis-diamminebis (ethylenediamine) ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), trans-diamminebis(ethylenediamine)ruthenium(III)tris(triphenylbutylborate), tris(trimethylenediamine)ruthenium(III)tris(triphenylbutylborate), tris(propylenediamine)ruthenium(III)tris(triphenyl butylborate), tetraammine {(-) (propylenediamine)} ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), tris (trans-1,2-cyclohexanediamine) ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), bis (diethylenetriamine) ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), bis (pyridine) bis (ethylenediamine) ruthenium (III) tris (triphenylbutylborate), bis (imidazole) bis (ethylenediamine) ruthenium (III) tris (tri phenylbutyl borate) and the like.
The above-described base generator (A) is prepared by adding a halogen salt, sulfate, nitrate, acetate, etc. of each complex ion and an alkali metal borate salt in an appropriate solvent such as water, alcohol, or a water-containing organic solvent. , can be easily produced by mixing. Halogen salts, sulfates, nitrates, acetates, etc. of these complex ions, which are the raw materials, are readily available as commercial products. III), Maruzen (1977), etc. describe the synthesis method thereof.

潜在型の塩基発生剤の含有量としては、前記マレイミド化合物の質量に対して化学量論的に必要な量であればよいが、前記マレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に0.01~25質量部であることが好ましく、0.01~10質量部であることがより好ましい。潜在型の塩基発生剤の含有量が0.01質量部以上である場合には、マレイミド化合物の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、潜在型の塩基発生剤開始剤の含有量が25質量部以下である場合には、リソグラフィー用膜形成材料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 latent base generator may be a stoichiometrically necessary amount with respect to the mass of the maleimide compound, but is 0.01 when the mass of the maleimide compound is 100 parts by mass. It is preferably from 0.01 to 10 parts by mass, more preferably from 0.01 to 10 parts by mass. When the content of the latent base generator is 0.01 parts by mass or more, it tends to be possible to prevent insufficient curing of the maleimide compound. When the content of the agent is 25 parts by mass or less, it tends to be possible to prevent deterioration of the long-term storage stability at room temperature of the film-forming material for lithography.

<ラジカル重合開始剤>
本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料には、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。
<Radical polymerization initiator>
The film-forming material for lithography of the present embodiment may optionally contain a radical polymerization initiator. The radical polymerization initiator may be a photopolymerization initiator that initiates radical polymerization with light, or a thermal polymerization initiator that initiates radical polymerization with heat.

このようなラジカル重合開始剤としては、例えば、国際公開2018-016614号に記載のものが挙げられる。本実施形態におけるラジカル重合開始剤としては、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い。 Examples of such radical polymerization initiators include those described in WO 2018-016614. As the radical polymerization initiator in the present embodiment, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

前記ラジカル重合開始剤の含有量としては、前記マレイミド化合物の質量に対して化学量論的に必要な量であればよいが、前記マレイミド化合物の質量を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、マレイミド化合物の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、リソグラフィー用膜形成材料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 a stoichiometrically necessary amount with respect to the mass of the maleimide compound. It is preferably 25 parts by mass, 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 of the maleimide compound. When it is not more than parts by mass, it tends to be possible to prevent deterioration of long-term storage stability at room temperature of the film-forming material for lithography.

[リソグラフィー用膜形成材料の精製方法]
前記リソグラフィー用膜形成材料は酸性水溶液で洗浄して精製することが可能である。前記精製方法は、リソグラフィー用膜形成材料を水と任意に混和しない有機溶媒に溶解させて有機相を得て、その有機相を酸性水溶液と接触させ抽出処理(第一抽出工程)を行うことにより、リソグラフィー用膜形成材料と有機溶媒とを含む有機相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する工程を含む。該精製により本発明のリソグラフィー用膜形成材料の種々の金属の含有量を著しく低減させることができる。
[Method for Purifying Film-Forming Material for Lithography]
The lithographic film-forming material can be purified by washing with an acidic aqueous solution. In the purification method, the film-forming material for lithography is dissolved in an organic solvent that is arbitrarily immiscible with water to obtain an organic phase, and the organic phase is brought into contact with an acidic aqueous solution to perform an extraction treatment (first extraction step). 3. Transferring metals contained in an organic phase containing a film-forming material for lithography and an organic solvent to an aqueous phase, and then separating the organic phase from the aqueous phase. The purification can significantly reduce the content of various metals in the film-forming material for lithography of the present invention.

水と任意に混和しない前記有機溶媒としては、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。使用する有機溶媒の量は、使用する該化合物に対して、通常1~100質量倍程度使用される。 The organic solvent that is arbitrarily immiscible with water 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 used is usually about 1 to 100 times the weight of the compound used.

使用される有機溶媒の具体例としては、例えば、国際公開2015/080240に記載のものが挙げられる。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、特にシクロヘキサノン、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好ましい。これらの有機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 used include those described in International Publication 2015/080240. Among these, toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate and the like are preferred, and cyclohexanone and propylene glycol monomethyl ether acetate are particularly preferred. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

前記酸性の水溶液としては、一般に知られる有機、無機系化合物を水に溶解させた水溶液の中から適宜選択される。例えば、国際公開2015/080240に記載のものが挙げられる。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。酸性の水溶液としては、例えば、鉱酸水溶液及び有機酸水溶液を挙げることができる。鉱酸水溶液としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上を含む水溶液を挙げることができる。有機酸水溶液としては、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種以上を含む水溶液を挙げることができる。また、酸性の水溶液としては、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好ましく、さらに、硫酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸の水溶液が好ましく、特に蓚酸の水溶液が好ましい。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、より金属を除去できると考えられる。また、ここで用いる水は、本発明の目的に沿って、金属含有量の少ないもの、例えばイオン交換水等が好ましい。 The acidic aqueous solution is appropriately selected from aqueous solutions in which generally known organic and inorganic compounds are dissolved in water. Examples include those described in International Publication 2015/080240. Each of these acidic aqueous solutions can be used alone, or two or more of them can be used in combination. Examples of acidic aqueous solutions include mineral acid aqueous solutions and organic acid aqueous solutions. Examples of the aqueous mineral acid solution include aqueous solutions containing one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid. Examples of aqueous organic acid solutions include 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. An aqueous solution containing one or more selected from the group consisting of The acidic aqueous solution is preferably an aqueous solution of sulfuric acid, nitric acid, or a carboxylic acid such as acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, or citric acid, more preferably an aqueous solution of sulfuric acid, oxalic acid, tartaric acid, or citric acid, and particularly an aqueous solution of oxalic acid. preferable. Polyvalent carboxylic acids such as oxalic acid, tartaric acid, and citric acid coordinate to metal ions and produce a chelating effect, so it is believed that more metals can be removed. Further, the water used here is preferably one having a low metal content, such as ion-exchanged water, in line with the object of the present invention.

前記酸性の水溶液のpHは特に制限されないが、水溶液の酸性度があまり大きくなると、使用する化合物又は樹脂に悪影響を及ぼすことがあり好ましくない。通常、pH範囲は0~5程度であり、より好ましくはpH0~3程度である。 The pH of the acidic aqueous solution is not particularly limited, but if the acidity of the aqueous solution is too high, it may adversely affect the compounds or resins used, which is not preferred. The pH range is usually about 0-5, more preferably about 0-3.

前記酸性の水溶液の使用量は特に制限されないが、その量があまりに少ないと、金属除去のための抽出回数多くする必要があり、逆に水溶液の量があまりに多いと全体の液量が多くなり操作上の問題を生ずることがある。水溶液の使用量は、通常、リソグラフィー用膜形成材料の溶液に対して10~200質量部であり、好ましくは20~100質量部である。 The amount of the acidic aqueous solution used is not particularly limited. may cause the above problem. The amount of the aqueous solution used is usually 10 to 200 parts by mass, preferably 20 to 100 parts by mass, based on the solution of the film-forming material for lithography.

前記酸性の水溶液と、リソグラフィー用膜形成材料及び水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液(B)とを接触させることにより金属分を抽出することができる。 The metal content can be extracted by contacting the acidic aqueous solution with a solution (B) containing a film-forming material for lithography and an organic solvent optionally immiscible with water.

前記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、使用する該化合物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、使用する該化合物の変質を抑制することができる。 The temperature at which the extraction treatment is performed is usually 20 to 90°C, preferably 30 to 80°C. The extraction operation is performed, for example, by mixing well by stirring or the like, and then allowing the mixture to stand still. As a result, the metal contained in the solution containing the compound used and the organic solvent migrates to the aqueous phase. Moreover, this operation reduces the acidity of the solution, and can suppress deterioration of the compound to be used.

抽出処理後、使用する該化合物及び有機溶媒を含む溶液相と、水相とに分離させ、デカンテーション等により有機溶媒を含む溶液を回収する。静置する時間は特に制限されないが、静置する時間があまりに短いと有機溶媒を含む溶液相と水相との分離が悪くなり好ましくない。通常、静置する時間は1分間以上であり、より好ましくは10分間以上であり、さらに好ましくは30分間以上である。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。 After the extraction treatment, the solution phase containing the compound to be used and the organic solvent is separated from the aqueous phase, and the solution containing the organic solvent is recovered by decantation or the like. The standing time is not particularly limited, but if the standing time is too short, the separation between the solution phase containing the organic solvent and the aqueous phase becomes poor, which is not preferred. Usually, the standing time is 1 minute or longer, preferably 10 minutes or longer, and still more preferably 30 minutes or longer. The extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separating multiple times.

酸性の水溶液を用いてこのような抽出処理を行った場合は、処理を行ったあとに、該水溶液から抽出し、回収した有機溶媒を含む有機相は、さらに水との抽出処理(第二抽出工程)を行うことが好ましい。抽出操作は、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。そして得られる溶液は、化合物と有機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溶液相を回収する。また、ここで用いる水は、本発明の目的に沿って、金属含有量の少ないもの、例えばイオン交換水等が好ましい。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制限されないが、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。 When such extraction treatment is performed using an acidic aqueous solution, the organic phase containing the recovered organic solvent is extracted from the aqueous solution after the treatment, and the recovered organic phase is further subjected to extraction treatment with water (second extraction step) is preferably performed. The extraction operation is performed by allowing the mixture to stand still after mixing well by stirring or the like. Since the obtained solution is separated into a solution phase containing the compound and the organic solvent and an aqueous phase, the solution phase is recovered by decantation or the like. Further, the water used here is preferably one having a low metal content, such as ion-exchanged water, in line with the object of the present invention. The extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separating multiple times. In addition, conditions such as the ratio of both of them used in the extraction treatment, temperature, and time are not particularly limited, but they may be the same as in the case of the contact treatment with the acidic aqueous solution.

こうして得られた、リソグラフィー用膜形成材料と有機溶媒とを含む溶液に混入する水分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、必要により有機溶媒を加え、化合物の濃度を任意の濃度に調整することができる。 Water contained in the thus obtained solution containing the film-forming material for lithography and the organic solvent can be easily removed by performing an operation such as distillation under reduced pressure. Also, if necessary, an organic solvent can be added to adjust the concentration of the compound to an arbitrary concentration.

得られた有機溶媒を含む溶液から、リソグラフィー用膜形成材料のみを得る方法は、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。 Methods for obtaining only the film-forming material for lithography from the obtained solution containing the organic solvent can be carried out by known methods such as removal under reduced pressure, separation by reprecipitation, and combinations thereof. If necessary, known treatments such as concentration operation, filtration operation, centrifugation operation, and drying operation can be performed.

[リソグラフィー用膜形成用組成物]
本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物は、前記リソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有する。リソグラフィー用膜は、例えば、リソグラフィー用下層膜である。
[Composition for film formation for lithography]
The film-forming composition for lithography of this embodiment contains the film-forming material for lithography and a solvent. The lithographic film is, for example, a lithographic underlayer film.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物は、基材に塗布し、その後、必要に応じて加熱して溶媒を蒸発させた後、加熱又は光照射して所望の硬化膜を形成することができる。本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物の塗布方法は任意であり、例えば、スピンコート法、ディップ法、フローコート法、インクジェット法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、スリットコート法、ロールコート法、転写印刷法、刷毛塗り、ブレードコート法、エアーナイフコート法等の方法を適宜採用できる。 The film-forming composition for lithography of the present embodiment can be applied to a substrate, then optionally heated to evaporate the solvent, and then heated or irradiated to form a desired cured film. can. The film-forming composition for lithography of the present embodiment may be applied by any method. A roll coating method, transfer printing method, brush coating method, blade coating method, air knife coating method, or the like can be used as appropriate.

前記膜の加熱温度は、溶媒を蒸発させる目的では特に限定されず、例えば、40~400℃で行うことができる。加熱方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレートやオーブンを用いて、大気、窒素等の不活性ガス、真空中等の適切な雰囲気下で蒸発させればよい。加熱温度及び加熱時間は、目的とする電子デバイスのプロセス工程に適合した条件を選択すればよく、得られる膜の物性値が電子デバイスの要求特性に適合するような加熱条件を選択すればよい。光照射する場合の条件も特に限定されるものではなく、用いるリソグラフィー用膜形成材料に応じて、適宜な照射エネルギー及び照射時間を採用すればよい。 The heating temperature of the film is not particularly limited for the purpose of evaporating the solvent, and can be, for example, 40 to 400.degree. The heating method is not particularly limited. For example, a hot plate or an oven may be used to evaporate under an appropriate atmosphere such as air, an inert gas such as nitrogen, or vacuum. The heating temperature and heating time may be selected so as to suit the process steps of the intended electronic device, and the heating conditions may be selected such that the physical properties of the resulting film are suitable for the required properties of the electronic device. The conditions for light irradiation are not particularly limited, either, and suitable irradiation energy and irradiation time may be adopted according to the film-forming material for lithography to be used.

<溶媒>
本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物に用いる溶媒としては、前記マレイミド化合物が少なくとも溶解するものであれば、特に限定されず、公知のものを適宜用いることができる。
<Solvent>
The solvent used in the film-forming composition for lithography of the present embodiment is not particularly limited as long as it dissolves at least the maleimide compound, and known solvents can be used as appropriate.

溶媒の具体例としては、例えば、国際公開2013/024779に記載のものが挙げられる。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 include those described in International Publication 2013/024779. These solvents can be used singly or in combination of two or more.

前記溶媒の中で、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 preferred from the viewpoint of safety.

前記溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、リソグラフィー用膜形成用材料中のマレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に、25~9,900質量部であることが好ましく、400~7,900質量部であることがより好ましく、900~4,900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 from the viewpoint of solubility and film formation, it is 25 to 9,900 parts by mass when the mass of the maleimide compound in the film-forming material for lithography is 100 parts by mass. , more preferably 400 to 7,900 parts by mass, and even more preferably 900 to 4,900 parts by mass.

<酸発生剤>
本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物は、架橋反応をさらに促進させる等の観点から、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等が知られているが、いずれのものも使用することができる。
<Acid generator>
The film-forming composition for lithography of the present embodiment may optionally contain an acid generator from the viewpoint of further promoting the cross-linking reaction. As acid generators, those that generate acid by thermal decomposition, those that generate acid by light irradiation, and the like are known, and any of them can be used.

酸発生剤としては、例えば、国際公開2013/024779に記載のものが挙げられる。これらのなかでも、特に、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、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p-トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p-トルエンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2-ノルボニル)メチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2'-ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩;ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体;ビス-(p-トルエンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体;N-ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド2-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-ペンタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドp-トルエンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN-ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等が好ましく用いられる。 Examples of acid generators include those described in International Publication 2013/024779. Among these, in particular, ditertiarybutyldiphenyliodonium nonafluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl)phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, p- (p-tert-butoxyphenyl)phenyliodonium toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl)diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris(p-tert-butoxyphenyl)trifluoromethanesulfonate Sulfonium, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, (p-tert-butoxyphenyl)diphenylsulfonium p-toluenesulfonate, tris(p-tert-butoxyphenyl)sulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate , cyclohexylmethyl(2-oxocyclohexyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate, (2-norbornyl)methyl(2-oxocyclohexyl)sulfonium trifluoromethanesulfonate, onium such as 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate Salt; bis(benzenesulfonyl)diazomethane, bis(p-toluenesulfonyl)diazomethane, bis(cyclohexylsulfonyl)diazomethane, bis(n-butylsulfonyl)diazomethane, bis(isobutylsulfonyl)diazomethane, bis(sec-butylsulfonyl)diazomethane, Diazomethane derivatives such as bis(n-propylsulfonyl)diazomethane, bis(isopropylsulfonyl)diazomethane, bis(tert-butylsulfonyl)diazomethane; bis-(p-toluenesulfonyl)-α-dimethylglyoxime, bis-(n-butane) glyoxime derivatives such as sulfonyl)-α-dimethylglyoxime, bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane; N-hydroxysuccinimide methanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonate, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonate, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonate, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonate, N-hydroxynaphthalimide Sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds such as benzenesulfonic acid esters are preferably used.

本実施形態のリソグラフィー用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、リソグラフィー用膜形成材料中のマレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に、0~50質量部であることが好ましく、より好ましくは0~40質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、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 film-forming composition for lithography of the present embodiment, the content of the acid generator is not particularly limited, but is 0 to 50 mass parts when the mass of the maleimide compound in the film-forming material for lithography is 100 parts by mass. parts, more preferably 0 to 40 parts by mass. By setting it within the preferred range described above, the cross-linking 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>
Furthermore, 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.

前記塩基性化合物は、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、以下に限定されないが、例えば、国際公開2013-024779に記載されている、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、アミド誘導体又はイミド誘導体等が挙げられる。 The basic compound serves as a quencher for the acid to prevent the progress of the cross-linking reaction of the acid generated in a small amount by the acid generator. Such basic compounds include, but are not limited to, primary, secondary or tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic group amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds, amide derivatives or and imide derivatives.

本実施形態のリソグラフィー用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、リソグラフィー用膜形成材料中のマレイミド化合物の質量を100質量部とした場合に、0~2質量部であることが好ましく、より好ましくは0~1質量部である。上述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 film-forming composition for lithography of the present embodiment, the content of the basic compound is not particularly limited. part, more preferably 0 to 1 part by mass. When the content is within the preferred range described above, the storage stability tends to be enhanced without excessively impairing the cross-linking reaction.

さらに、本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物は、公知の添加剤を含有していてもよい。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、消泡剤、着色剤、顔料、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等が挙げられる。 Furthermore, the film-forming composition for lithography of the present embodiment may contain known additives. Examples of known additives include, but are not limited to, ultraviolet absorbers, antifoaming agents, colorants, pigments, nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and the like.

[リソグラフィー用下層膜及びパターンの形成方法]
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膜形成用組成物を用いて形成される。
[Underlayer film for lithography and pattern forming method]
The underlayer film for lithography of this embodiment is formed using the film-forming composition for lithography of this embodiment.

また、本実施形態のパターン形成方法は、基板上に、本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いて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、前記工程(A-2)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、現像を行う工程(A-3)と、を有する。 Further, the pattern forming method of the present embodiment includes the step (A-1) of forming an underlayer film on a substrate using the film-forming composition for lithography of the present embodiment, and on the underlayer film, at least one a step (A-2) of forming a photoresist layer of a layer, and a step (A-3) of, after the step (A-2), irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing the , has

さらに、本実施形態の他のパターン形成方法は、基板上に、本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いて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、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、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-5)と、を有する。 Furthermore, another pattern forming method of the present embodiment includes the step (B-1) of forming an underlayer film on a substrate using the film-forming composition for lithography of the present embodiment; Step (B-2) of forming an intermediate layer film using a resist intermediate layer film material containing silicon atoms; and Step (B-3) of forming at least one photoresist layer on the intermediate layer film. and, after the step (B-3), a step (B-4) of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing to form a resist pattern; Thereafter, the intermediate layer film is etched using the resist pattern as a mask, the lower layer film is etched using the obtained intermediate layer film pattern as an etching mask, and the substrate is etched using the obtained lower layer film pattern as an etching mask. and a step (B-5) of forming a pattern on the substrate.

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等で基板上に付与した後、有機溶媒を揮発させる等して除去することで、下層膜を形成することができる。 As long as the underlayer film for lithography of this embodiment is formed from the film-forming composition for lithography of this embodiment, the formation method is not particularly limited, and known techniques can be applied. For example, after the film-forming composition 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, the organic solvent is removed by, for example, volatilization. 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秒間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であることが好ましく、より好ましくは50~15,000nmであり、さらに好ましくは50~1000nmである。 When forming the lower layer film, it is preferable to perform baking 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.degree. C., more preferably 200 to 400.degree. Also, the baking time is not particularly limited, but is preferably within 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. It is more preferably 50 to 1000 nm.

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 on the substrate, a silicon-containing resist layer or a conventional hydrocarbon monolayer resist is formed thereon in the case of a two-layer process, and a silicon-containing intermediate layer is formed thereon in the case of a three-layer process, and further It is preferable to form a silicon-free monolayer resist layer thereon. In this case, a known photoresist material can be used for forming this resist layer.

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 a silicon-containing resist material for a two-layer process, from the viewpoint of oxygen gas etching resistance, a silicon atom-containing polymer such as a polysilsesquioxane derivative or a vinylsilane derivative is used as a base polymer, and an organic solvent, an acid generator, A positive photoresist material containing a basic compound or the like, if necessary, 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。 A polysilsesquioxane-based intermediate layer is preferably used as the silicon-containing intermediate layer for the three-layer process. Reflection tends to be effectively suppressed by providing the intermediate layer with an antireflection film effect. For example, in a 193 nm exposure process, if a material containing many aromatic groups and having high substrate etching resistance is used as the underlayer film, the k value tends to increase and the substrate reflection tends to increase. can reduce the substrate reflection to 0.5% or less. The intermediate layer having such an antireflection effect is not limited to the following, but for 193 nm exposure, an acid- or heat-crosslinkable polysilsesquioxylate having a phenyl group or a silicon-silicon bond-containing light-absorbing group is introduced. 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。 An intermediate layer formed by a chemical vapor deposition (CVD) method can also be used. Although not limited to the following, for example, a SiON film is known as an intermediate layer that is highly effective as an antireflection film produced by a CVD method. In general, forming an intermediate layer by a wet process such as a spin coating method or screen printing is simpler and more cost effective than a CVD method. The upper layer resist in the three-layer process may be either positive type or negative type, and may be the same as a commonly used single layer resist.

さらに、本実施形態の下層膜は、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 of the present embodiment can also be used as an antireflection film for a normal single-layer resist or as a base material for suppressing pattern collapse. Since the underlayer film of the present embodiment is excellent in etching resistance for underlayer processing, it can be expected to function as a hard mask for underlayer processing.

前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、前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等で塗布した後、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 spin coating or screen printing is preferably used as in the case of forming the underlayer film. After the resist material is applied by spin coating or the like, prebaking is usually performed, and it is preferable to perform this prebaking at 80 to 180° C. for 10 to 300 seconds. After that, exposure, post-exposure baking (PEB), and development are carried out according to a conventional method, whereby a resist pattern can be obtained. Although the thickness of the resist film is not particularly limited, it 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。 Also, the exposure light may be appropriately selected and used according to the photoresist material to be used. In general, high-energy rays with a wavelength of 300 nm or less, specifically excimer lasers of 248 nm, 193 nm and 157 nm, soft X-rays of 3 to 20 nm, electron beams, X-rays and the like can be used.

上述の方法により形成されるレジストパターンは、本実施形態の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、本実施形態の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。 In the resist pattern formed by the above-described method, pattern collapse is suppressed by the underlayer film of the present embodiment. Therefore, by using the underlayer film of this embodiment, a finer pattern can be obtained, and the exposure dose required for obtaining 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等の不活性ガスや、CO、CO2、NH3、SO2、N2、NO2、H2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、H2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 for etching the lower layer film in the two-layer process. As the gas etching, etching using oxygen gas is suitable. In addition to oxygen gas, it is also possible to add inert gases such as He and Ar, and CO, CO2 , NH3 , SO2 , N2 , NO2 and H2 gases. Gas etching can also be performed using only CO, CO2 , NH3 , N2 , NO2, and H2 gases without using oxygen gas. In particular, the latter gas is preferably used for sidewall protection to prevent undercutting of pattern sidewalls.

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、上述の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 for etching the intermediate layer in the three-layer process. As the gas etching, the same one as described in the above two-layer process can be applied. In particular, it is preferable to process the intermediate layer in the three-layer process using a freon-based gas and using a resist pattern as a mask. After that, as described above, the intermediate layer pattern is used as a mask to perform, for example, oxygen gas etching, whereby the lower layer film can be processed.

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6)、WO2004/066377(特許文献7)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 the intermediate layer, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiON film) is formed by a CVD method, an ALD method, or the like. The method for forming the nitride film is not limited to the following, but for example, the methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-334869 (Patent Document 6) and WO2004/066377 (Patent Document 7) can be used. Although a photoresist film can be directly formed on such an intermediate layer film, an organic anti-reflective coating (BARC) is formed on the intermediate layer film by spin coating, and a photoresist film is formed thereon. 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(特許文献8)、特開2007-226204号(特許文献9)に記載されたものを用いることができる。 As an intermediate layer, a polysilsesquioxane-based intermediate layer is also preferably used. Reflection tends to be effectively suppressed by giving the resist intermediate layer film an effect as an antireflection film. Specific materials for the polysilsesquioxane-based intermediate layer are not limited to the following, but are described in, for example, JP-A-2007-226170 (Patent Document 8) and JP-A-2007-226204 (Patent Document 9). 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SiO2、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、p-SiやAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行うことができる。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。 Etching of the next substrate can also be carried out by a conventional method. For example, if the substrate is SiO 2 or SiN, etching mainly using Freon-based gas, and for p-Si, Al, or W, chlorine-based or bromine-based etching is performed. Gas-based etching can be performed. When the substrate is etched with Freon-based gas, the silicon-containing resist in the two-layer resist process and the silicon-containing intermediate layer in the three-layer process are stripped 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 removed separately, and generally, after the substrate is processed, the dry-etching removal is performed with a flon-based gas. .

本実施形態の下層膜は、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、SiO2、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、SiO2、SiON、SiN、p-Si、α-Si、W、W-Si、Al、Cu、Al-Si等種々のLow-k膜及びそのストッパー膜等が挙げられ、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 of the present embodiment is characterized by being excellent in etching resistance of these substrates. The substrate can be appropriately selected and used from known substrates, and is not particularly limited . . The substrate may also be a laminate having a film to be processed (substrate to be processed) on a base material (support). Such films to be processed 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 their stopper films. etc., and usually a material different from that of the substrate (support) is used. Although the thickness of the substrate to be processed or the film to be processed is not particularly limited, it is generally preferably about 50 to 1,000,000 nm, more preferably 75 to 500,000 nm.

以下、本発明を、合成実施例、実施例、及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples.

[分子量]
合成した化合物の分子量は、Water社製Acquity UPLC/MALDI-Synapt HDMSを用いて、LC-MS分析により測定した。
[Molecular weight]
The molecular weights of the synthesized compounds were measured by LC-MS analysis using Acquity UPLC/MALDI-Synapt HDMS manufactured by Water.

[耐熱性の評価]
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製EXSTAR6000TG-DTA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(100ml/min)気流中昇温速度10℃/minで500℃まで昇温することにより熱重量減少量を測定した。実用的観点からは、下記A又はB評価が好ましい。A又はB評価であれば、高い耐熱性を有し、高温ベークへの適用が可能である。
<評価基準>
A:400℃での熱重量減少量が、10%未満
B:400℃での熱重量減少量が、10%~25%
C:400℃での熱重量減少量が、25%超
[Evaluation of heat resistance]
Using an EXSTAR6000TG-DTA device manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd., put about 5 mg of a sample in a non-sealed aluminum container and heat it to 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas (100 ml / min) stream. The amount of heat weight loss was measured by this method. From a practical point of view, the following A or B evaluation is preferable. If it is evaluated as A or B, it has high heat resistance and can be applied to high temperature baking.
<Evaluation Criteria>
A: Thermal weight loss at 400°C is less than 10% B: Thermal weight loss at 400°C is 10% to 25%
C: Thermal weight loss at 400 ° C. is more than 25%

[溶解性の評価]
50mlのスクリュー瓶に、溶媒として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)又はシクロヘキサノン(CHN)と、化合物及び/又は樹脂を仕込み、23℃にてマグネチックスターラーで1時間撹拌後に、化合物及び/又は樹脂の溶媒に対する溶解量を測定し、その結果を以下の基準で評価した。実用的観点からは、下記A又はB評価が好ましい。A又はB評価であれば、溶液状態で高い保存安定性を有し、半導体微細加工プロセスでも十分に適用が可能である。
<評価基準>
A:10質量%以上
B:5質量%以上10質量%未満
C:5質量%未満
[Evaluation of solubility]
In a 50 ml screw bottle, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or cyclohexanone (CHN) as a solvent and a compound and/or resin are charged, and after stirring with a magnetic stirrer at 23 ° C. for 1 hour, the compound and / or resin is added. The amount dissolved in the solvent was measured, and the results were evaluated according to the following criteria. From a practical point of view, the following A or B evaluation is preferable. If it is evaluated as A or B, it has high storage stability in a solution state and can be sufficiently applied even in a semiconductor microfabrication process.
<Evaluation Criteria>
A: 10% by mass or more B: 5% by mass or more and less than 10% by mass C: less than 5% by mass

(合成実施例1) BisAPマレイミドの合成
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、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン(製品名:ビスアニリンP、三井化学ファイン(株)製)4.61g(10.0mmol)、無水マレイン酸(関東化学(株)製)2.15g(22.0mmol)、ジメチルフォルムアミド40mlおよびm-キシレン30ml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130℃で4.0時間撹拌して反応を行い、共沸脱水にて生成水をディーンスタークトラップにて回収した。次に、反応液を40℃に冷却した後、蒸留水300mlを入れたビーカーに滴下し、生成物を析出させた。得られたスラリー溶液をろ過後、残渣をメタノールで洗浄し、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(BisAPマレイミド)2.4gを得た。

Figure 0007258279000016
なお、400MHz-1H-NMRにより以下のピークが見出され、上記式の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.7~7.4(12H,Ph-H)、6.4(4H,-CH=CH-)、1.6~1.7(12H,-C(CH3)2)。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、504であった。 (Synthesis Example 1) Synthesis of BisAP maleimide A vessel with an inner volume of 100 ml equipped with a stirrer, a condenser and a burette was prepared. In this container, 4.61 g (10.0 mmol) of 1,4-bis[2-(4-aminophenyl)-2-propyl]benzene (product name: Bisaniline P, manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd.), maleic anhydride 2.15 g (22.0 mmol) of acid (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.), 40 ml of dimethylformamide and 30 ml of m-xylene were charged, and 0.4 g (2.3 mmol) of p-toluenesulfonic acid was added to the reaction mixture. prepared. This reaction mixture was stirred at 130° C. for 4.0 hours to carry out the reaction, and the water produced by azeotropic dehydration was recovered with a Dean-Stark trap. Next, after cooling the reaction liquid to 40° C., it was dropped into a beaker containing 300 ml of distilled water to precipitate a product. After filtering the resulting slurry solution, the residue was washed with methanol and separated and purified by column chromatography to obtain 2.4 g of the target compound (BisAP maleimide) represented by the following formula.
Figure 0007258279000016
The following peaks were found by 400 MHz- 1 H-NMR, confirming that the compound had the chemical structure of the above formula.
1 H-NMR: (d-DMSO, internal standard TMS)
δ (ppm) 6.7-7.4 (12H, Ph-H), 6.4 (4H, -CH=CH-), 1.6-1.7 (12H, -C(CH3)2). As a result of measuring the molecular weight of the obtained compound by the method described above, it was 504.

(合成実施例2) APB-Nマレイミドの合成
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、3,3’-(1,3-フェニレンビス)オキシジアニリン(製品名:APB-N、三井化学ファイン(株)製)2.92g(10.0mmol)、無水マレイン酸(関東化学(株)製)2.15g(22.0mmol)、ジメチルフォルムアミド30mlおよびm-キシレン30ml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130℃で4.0時間撹拌して反応を行い、共沸脱水にて生成水をディーンスタークトラップにて回収した。次に、反応液を40℃に冷却した後、蒸留水300mlを入れたビーカーに滴下し、生成物を析出させた。得られたスラリー溶液をろ過後、残渣をメタノールで洗浄し、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(APB-Nマレイミド)1.84gを得た。

Figure 0007258279000017
なお、400MHz-1H-NMRにより以下のピークが見出され、上記式の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.8~7.5(12H,Ph-H)、7.1(4H,-CH=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、452であった。 (Synthesis Example 2) Synthesis of APB-N maleimide A container with an inner volume of 100 ml equipped with a stirrer, a condenser and a burette was prepared. In this container, 2.92 g (10.0 mmol) of 3,3′-(1,3-phenylenebis)oxydianiline (product name: APB-N, manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd.), maleic anhydride (Kanto Chemical Co., Ltd.) 2.15 g (22.0 mmol), dimethylformamide 30 ml and m-xylene 30 ml were charged, and p-toluenesulfonic acid 0.4 g (2.3 mmol) was added to prepare a reaction solution. This reaction mixture was stirred at 130° C. for 4.0 hours to carry out the reaction, and the water produced by azeotropic dehydration was recovered with a Dean-Stark trap. Next, after cooling the reaction liquid to 40° C., it was dropped into a beaker containing 300 ml of distilled water to precipitate a product. After filtering the resulting slurry solution, the residue was washed with methanol and separated and purified by column chromatography to obtain 1.84 g of the target compound (APB-N maleimide) represented by the following formula.
Figure 0007258279000017
The following peaks were found by 400 MHz- 1 H-NMR, confirming that the compound had the chemical structure of the above formula.
1 H-NMR: (d-DMSO, internal standard TMS)
δ (ppm) 6.8-7.5 (12H, Ph—H), 7.1 (4H, —CH═CH—). As a result of measuring the molecular weight of the obtained compound by the method described above, it was 452.

(合成実施例3) HFBAPPマレイミドの合成
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、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン(製品名:HFBAPP、和歌山精化工業(株)製)5.18g(10.0mmol)、無水マレイン酸(関東化学(株)製)2.15g(22.0mmol)、ジメチルフォルムアミド30mlおよびm-キシレン30ml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130℃で5.0時間撹拌して反応を行い、共沸脱水にて生成水をディーンスタークトラップにて回収した。次に、反応液を40℃に冷却した後、蒸留水300mlを入れたビーカーに滴下し、生成物を析出させた。得られたスラリー溶液をろ過後、残渣をメタノールで洗浄し、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(HFBAPPマレイミド)3.5gを得た。

Figure 0007258279000018
なお、400MHz-1H-NMRにより以下のピークが見出され、上記式の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.6~7.4(16H,Ph-H)、6.4(4H,-CH=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、678であった。 (Synthesis Example 3) Synthesis of HFBAPP maleimide A container with an inner volume of 100 ml equipped with a stirrer, a condenser and a burette was prepared. This container was charged with 5.18 g (10.0 mmol) of 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane (product name: HFBAPP, manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.), maleic anhydride. (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) 2.15 g (22.0 mmol), 30 ml of dimethylformamide and 30 ml of m-xylene were charged, and 0.4 g (2.3 mmol) of p-toluenesulfonic acid was added to prepare a reaction solution. bottom. This reaction mixture was stirred at 130° C. for 5.0 hours to carry out the reaction, and the water produced by azeotropic dehydration was recovered with a Dean-Stark trap. Next, after cooling the reaction liquid to 40° C., it was dropped into a beaker containing 300 ml of distilled water to precipitate a product. After filtering the resulting slurry solution, the residue was washed with methanol and separated and purified by column chromatography to obtain 3.5 g of the target compound (HFBAPP maleimide) represented by the following formula.
Figure 0007258279000018
The following peaks were found by 400 MHz- 1 H-NMR, confirming that the compound had the chemical structure of the above formula.
1 H-NMR: (d-DMSO, internal standard TMS)
δ (ppm) 6.6 ~ 7.4 (16H, Ph-H), 6.4 (4H, -CH=CH-)
As a result of measuring the molecular weight of the obtained compound by the method described above, it was 678.

<実施例1>
マレイミド化合物として、下記式で表されるビスマレイミド(BMI-80;ケイアイ化成製)10質量部を単独で用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000019
前記方法により、上記ビスマレイミドの分子量を測定した結果、570であった。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、5質量%以上10質量%未満(評価B)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されため、前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 1>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of bismaleimide represented by the following formula (BMI-80; manufactured by KAI Kasei Co., Ltd.) was used alone to prepare a lithographic film-forming material.
Figure 0007258279000019
As a result of measuring the molecular weight of the bismaleimide by the above method, it was 570.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 5% by mass or more and less than 10% by mass (evaluation B), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. 90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例2>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミド10質量部を用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 2>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例3>
マレイミド化合物として、合成実施例2で得られたAPB-Nマレイミド10質量部を用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 3>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of the APB-N maleimide obtained in Synthesis Example 2 was used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例4>
マレイミド化合物として、合成実施例3で得られたHFBAPPマレイミド10質量部を用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 4>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of HFBAPP maleimide obtained in Synthesis Example 3 was used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例5>
マレイミド化合物として、下記式で表されるフェニルメタンマレイミドオリゴマー(BMIオリゴマー;BMI-2300、大和化成工業製)10質量部を単独で用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000020
前記方法により、上記マレイミドオリゴマーの平均分子量を測定した結果、820であった。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 5>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of a phenylmethane maleimide oligomer (BMI oligomer; BMI-2300, manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.) represented by the following formula was used alone to prepare a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000020
The average molecular weight of the maleimide oligomer measured by the above method was 820.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例6>
マレイミド化合物として、下記式で表されるビフェニルアラルキル型マレイミドオリゴマー(MIR-3000-L、日本化薬株式会社製)10質量部を単独で用いて、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000021
前記方法により、上記マレイミドオリゴマーの平均分子量を測定した結果、943であった。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 6>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of a biphenylaralkyl-type maleimide oligomer (MIR-3000-L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) represented by the following formula was used alone to prepare a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000021
The average molecular weight of the maleimide oligomer measured by the above method was 943.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例7>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、5質量%以上10質量%未満(評価B)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 7>
10 parts by mass of BMI-80 as a maleimide compound and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator were blended to prepare a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 5% by mass or more and less than 10% by mass (evaluation B), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated to have sufficient solubility. A film-forming composition for lithography was prepared in the same manner as in Example 1.

<実施例8>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミド10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 8>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1, and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator are blended to form a film-forming material for lithography. and
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例9>
マレイミド化合物として、合成実施例2で得られたAPB-Nマレイミド10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 9>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of the APB-N maleimide obtained in Synthesis Example 2, and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator were blended to form a film for lithography. used as a forming material.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例10>
マレイミド化合物として、合成実施例3で得られたHFBAPPマレイミド10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は十分な溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 10>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of HFBAPP maleimide obtained in Synthesis Example 3 and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator are blended, and a film-forming material for lithography is prepared. and
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having sufficient solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例11>
マレイミド化合物として、実施例5で使用したフェニルメタンマレイミドオリゴマー(BMIオリゴマー;BMI-2300、大和化成工業製)10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 11>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the phenylmethane maleimide oligomer (BMI oligomer; BMI-2300, manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.) used in Example 5, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator. 0.1 part by mass was blended to obtain a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例12>
マレイミド化合物として、実施例6で使用したビフェニルアラルキル型マレイミドオリゴマー(MIR-3000-L、日本化薬株式会社製)10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、CHNへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 12>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the biphenylaralkyl-type maleimide oligomer (MIR-3000-L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) used in Example 6, and as a crosslinking accelerator, 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ ) was blended to obtain a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in CHN, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例13>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるベンゾオキサジン(BF-BXZ;小西化学工業株式会社製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000022
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 13>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. In addition, 2 parts by mass of benzoxazine (BF-BXZ; manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula is used as a cross-linking agent, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. 0.1 part by mass was blended to obtain a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000022
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例14>
ビスマレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC-3000-L;日本化薬株式会社製)2質量部を使用し、架橋促進剤としてTPIZを0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000023
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 14>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the bismaleimide compound. Also, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of a biphenyl aralkyl-type epoxy resin (NC-3000-L; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) represented by the following formula is used, and 0.1 part by mass of TPIZ is added as a cross-linking accelerator. and used as a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000023
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例15>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるジアリルビスフェノールA型シアネート(DABPA-CN;三菱ガス化学製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000024
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 15>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. Further, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A type cyanate (DABPA-CN; manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) represented by the following formula is used, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. was blended in an amount of 0.1 part by mass to prepare a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000024
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例16>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるジアリルビスフェノールA(BPA-CA;小西化学製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000025
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 16>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. In addition, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A (BPA-CA; manufactured by Konishi Kagaku Co., Ltd.) represented by the following formula was used as a cross-linking agent, and 0.5 parts of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) was used as a cross-linking accelerator. 1 part by mass was blended to obtain a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000025
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例17>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるジフェニルメタン型アリルフェノール樹脂(APG-1;群栄化学工業製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000026
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 17>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. Further, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of a diphenylmethane-type allylphenol resin (APG-1; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula is used, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. ) was blended to obtain a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000026
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例18>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、架橋剤として、下記式で表されるジフェニルメタン型プロペニルフェノール樹脂(APG-2;群栄化学工業製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000027
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 18>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. Further, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of a diphenylmethane-type propenylphenol resin (APG-2; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula is used, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. ) was blended to obtain a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000027
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例19>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部、また、架橋剤として、下記式で表される4,4´-ジアミノジフェニルメタン(DDM;東京化成製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。

Figure 0007258279000028
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。 <Example 19>
10 parts by mass of BMI-80 as a maleimide compound, 2 parts by mass of 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula as a cross-linking agent, and 2 parts by mass as a cross-linking accelerator. , 4,5-triphenylimidazole (TPIZ) was blended in an amount of 0.1 part by mass to prepare a film-forming material for lithography.
Figure 0007258279000028
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例20>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ベンゾオキサジン(BF-BXZ;小西化学工業株式会社製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 20>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of benzoxazine (BF-BXZ; manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd.) is used as a cross-linking agent, and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is added as a cross-linking accelerator. and used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例21>
ビスマレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC-3000-L;日本化薬株式会社製)2質量部を使用し、架橋促進剤としてTPIZを0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 21>
As the bismaleimide compound, 10 parts by mass of BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of a biphenyl aralkyl epoxy resin (NC-3000-L; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used as a cross-linking agent, and 0.1 part by mass of TPIZ was added as a cross-linking accelerator to form a film for lithography. material.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例22>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ジアリルビスフェノールA型シアネート(DABPA-CN;三菱ガス化学製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 22>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A type cyanate (DABPA-CN; manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) is used as a cross-linking agent, and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. It was blended and used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例23>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ジアリルビスフェノールA(BPA-CA;小西化学製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 23>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A (BPA-CA; manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.) is used as a cross-linking agent, and 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is added as a cross-linking accelerator. It was used as a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例24>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ジフェニルメタン型アリルフェノール樹脂(APG-1;群栄化学工業製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 24>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of diphenylmethane-type allylphenol resin (APG-1; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) was used as a cross-linking agent, and 0.1 mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) was used as a cross-linking accelerator. The parts were blended to prepare a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例25>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部使用した。また、架橋剤として、ジフェニルメタン型プロペニルフェノール樹脂(APG-2;群栄化学工業製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 25>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used. In addition, 2 parts by mass of diphenylmethane-type propenylphenol resin (APG-2; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) is used as a cross-linking agent, and 0.1 mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) is used as a cross-linking accelerator. The parts were blended to prepare a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例26>
マレイミド化合物として、合成実施例1で得られたBisAPマレイミドを10質量部、また、架橋剤として、4,4´-ジアミノジフェニルメタン(DDM;東京化成製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 26>
10 parts by mass of the BisAP maleimide obtained in Synthesis Example 1 was used as the maleimide compound, and 2 parts by mass of 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM; manufactured by Tokyo Kasei) was used as the cross-linking accelerator. 0.1 part by mass of 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) was added to prepare a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<比較例1>
マレイミド化合物として、下記式で表されるN,N’-ビフェニル系ビスマレイミド(BMI-70;ケイアイ化成製)を10質量部、また、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。BMI-70の分子量は443である。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。

Figure 0007258279000029
<Comparative Example 1>
As a maleimide compound, 10 parts by mass of N,N'-biphenyl-based bismaleimide (BMI-70; manufactured by KAI Kasei Co., Ltd.) represented by the following formula, and 2,4,5-triphenylimidazole (TPIZ) as a cross-linking accelerator ) was blended to obtain a film-forming material for lithography. BMI-70 has a molecular weight of 443.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .
Figure 0007258279000029

<比較例2>
マレイミド化合物として、BMI-70を10質量部、また、架橋剤として、ベンゾオキサジン(BF-BXZ;小西化学工業株式会社製)2質量部を使用し、架橋促進剤として2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
熱重量測定の結果、得られたリソグラフィー用膜形成材料の400℃での熱重量減少量は10%未満(評価A)であった。また、PGMEAへの溶解性を評価した結果、10質量%以上(評価A)であり、得られたリソグラフィー用膜形成材料は優れた溶解性を有するものと評価されたため、前記実施例1と同様の操作にてリソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Comparative Example 2>
10 parts by mass of BMI-70 as the maleimide compound, 2 parts by mass of benzoxazine (BF-BXZ; manufactured by Konishi Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as the cross-linking agent, and 2,4,5-tri- 0.1 part by mass of phenylimidazole (TPIZ) was added to prepare a film-forming material for lithography.
As a result of thermogravimetric measurement, the amount of thermal weight loss at 400° C. of the obtained film-forming material for lithography was less than 10% (Evaluation A). Further, as a result of evaluating the solubility in PGMEA, it was 10% by mass or more (evaluation A), and the obtained film-forming material for lithography was evaluated as having excellent solubility. A composition for forming a film for lithography was prepared by the operation of .

<実施例27>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、下記式で表されるイルガキュア(IRGACURE)184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。

Figure 0007258279000030
<Example 27>
10 parts by mass of BMI-80 was used as the maleimide compound. Further, 0.1 part by mass of IRGACURE 184 (manufactured by BASF) represented by the following formula was blended as a radical photopolymerization initiator to obtain a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.
Figure 0007258279000030

<実施例28>
マレイミド化合物として、BisAPマレイミドを10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてCHNを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 28>
10 parts by mass of BisAP maleimide was used as the maleimide compound. Further, 0.1 part by mass of Irgacure 184 (manufactured by BASF) was blended as a radical photopolymerization initiator to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of CHN as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例29>
マレイミド化合物として、APB-Nマレイミドを10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてCHNを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 29>
As the maleimide compound, 10 parts by mass of APB-N maleimide was used. Further, 0.1 part by mass of Irgacure 184 (manufactured by BASF) was blended as a radical photopolymerization initiator to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of CHN as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例30>
マレイミド化合物として、HFBAPPマレイミドを10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 30>
10 parts by mass of HFBAPP maleimide was used as the maleimide compound. Further, 0.1 part by mass of Irgacure 184 (manufactured by BASF) was blended as a radical photopolymerization initiator to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例31>
マレイミド化合物として、BMI-2300を10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてCHNを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 31>
10 parts by mass of BMI-2300 was used as the maleimide compound. Further, 0.1 part by mass of Irgacure 184 (manufactured by BASF) was blended as a radical photopolymerization initiator to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of CHN as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例32>
マレイミド化合物として、MIR-3000-Lを10質量部使用した。また、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア(IRGACURE)184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてCHNを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 32>
10 parts by mass of MIR-3000-L was used as the maleimide compound. Further, 0.1 part by mass of IRGACURE 184 (manufactured by BASF) was blended as a radical photopolymerization initiator to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of CHN as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例33>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部、また、架橋剤として、ジアリルビスフェノールA型シアネート(DABPA-CN;三菱ガス化学製)を2質量部、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア(IRGACURE)184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 33>
10 parts by mass of BMI-80 as a maleimide compound, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A type cyanate (DABPA-CN; manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) as a cross-linking agent, and IRGACURE 184 as a photoradical polymerization initiator. (manufactured by BASF) was blended to prepare a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例34>
マレイミド化合物として、BMI-80を10質量部、また、架橋剤として、ジアリルビスフェノールA(BPA-CA;小西化学製)を2質量部、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。。
<Example 34>
10 parts by mass of BMI-80 as a maleimide compound, 2 parts by mass of diallyl bisphenol A (BPA-CA; manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.) as a cross-linking agent, and Irgacure 184 (manufactured by BASF) as a photoradical polymerization initiator. 0.1 part by mass was blended to obtain a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography. .

<実施例35>
マレイミド化合物として、BMI-80を5質量部、架橋剤として、ジフェニルメタン型アリルフェノール樹脂(APG-1;群栄化学工業製)を2質量部、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 35>
As a maleimide compound, 5 parts by mass of BMI-80, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of a diphenylmethane type allylphenol resin (APG-1; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.), as a photoradical polymerization initiator, Irgacure 184 (manufactured by BASF) ) was blended to obtain a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例36>
マレイミド化合物として、BMI-80を5質量部、架橋剤として、ジフェニルメタン型プロペニルフェノール樹脂(APG-2;群栄化学工業製)を2質量部、光ラジカル重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製)を0.1質量部配合し、リソグラフィー用膜形成材料とした。
前記マレイミド化合物10質量部に対し、溶媒としてPGMEAを90質量部加え、室温下、スターラーで少なくとも3時間以上攪拌させることにより、リソグラフィー用膜形成用組成物を調製した。
<Example 36>
As a maleimide compound, 5 parts by mass of BMI-80, as a cross-linking agent, 2 parts by mass of a diphenylmethane-type propenylphenol resin (APG-2; manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.), as a photoradical polymerization initiator, Irgacure 184 (manufactured by BASF) ) was blended to obtain a film-forming material for lithography.
90 parts by mass of PGMEA as a solvent was added to 10 parts by mass of the maleimide compound, and the mixture was stirred at room temperature with a stirrer for at least 3 hours to prepare a film-forming composition for lithography.

<実施例1~26、比較例1~2>
表1に示す組成となるように、前記実施例1~26で得られたリソグラフィー用膜形成材料を用いて、実施例1~26及び比較例1~2に対応するリソグラフィー用膜形成用組成物を各々調製した。次いで、実施例1~26、比較例1~2のリソグラフィー用膜形成用組成物をシリコン基板上に回転塗布し、150℃で60秒間プリベーク後の膜厚を測定し、初期膜厚とした。その後、240℃で60秒間硬化ベークして、塗布膜の膜厚を測定した。初期膜厚と硬化ベーク後の膜厚差から膜厚減少率(%)を算出して、下記に示す条件にて各下層膜の耐昇華性を評価した。
その後、該シリコン基板をPGMEA70%/PGME30%の混合溶媒に60秒間浸漬し、エアロダスターで付着溶媒を除去後、110℃で溶媒乾燥を行った。浸漬前後の膜厚差から膜厚減少率(%)を算出して、下記に示す条件にて各下層膜の硬化性を評価した。
240℃で硬化ベーク後の下層膜をさらに400℃で120秒間ポストベークし、ベーク前後の膜厚差から膜厚減少率(%)を算出して、各下層膜の膜耐熱性を評価した。また、下記に示す条件にて、段差基板への埋め込み性、及び平坦性を評価した。
<Examples 1 to 26, Comparative Examples 1 to 2>
Film-forming compositions for lithography corresponding to Examples 1-26 and Comparative Examples 1-2 were prepared using the film-forming materials for lithography obtained in Examples 1-26 so as to have the compositions shown in Table 1. were each prepared. Next, the film-forming compositions for lithography of Examples 1 to 26 and Comparative Examples 1 and 2 were spin-coated on a silicon substrate, and the film thickness after pre-baking at 150° C. for 60 seconds was measured as the initial film thickness. After that, it was cured and baked at 240° C. for 60 seconds, and the film thickness of the coating film was measured. The film thickness reduction rate (%) was calculated from the difference between the initial film thickness and the film thickness after curing and baking, and the sublimation resistance of each underlayer film was evaluated under the conditions shown below.
Thereafter, the silicon substrate was immersed in a mixed solvent of 70% PGMEA/30% PGME for 60 seconds, and after removing the adhering solvent with an aeroduster, the solvent was dried at 110.degree. The film thickness reduction rate (%) was calculated from the film thickness difference before and after immersion, and the curability of each underlayer film was evaluated under the conditions shown below.
After curing and baking at 240° C., the underlayer film was further post-baked at 400° C. for 120 seconds, and the film thickness reduction rate (%) was calculated from the film thickness difference before and after baking to evaluate the film heat resistance of each underlayer film. In addition, the embeddability into the stepped substrate and the flatness were evaluated under the following conditions.

<実施例27~36>
表2に示す組成となるように、前記実施例27~36に対応するリソグラフィー用膜形成用組成物を各々調製した。次いで、実施例27~36のリソグラフィー用膜形成用組成物をシリコン基板上に回転塗布し、その後、150℃で60秒間ベークして塗膜の溶媒を除去した後、高圧水銀ランプにより、積算露光量1500mJ/cm2、照射時間60秒で硬化させた後、塗布膜の膜厚を測定した。その後、該シリコン基板をPGMEA70%/PGME30%の混合溶媒に60秒間浸漬し、エアロダスターで付着溶媒を除去後、110℃で溶媒乾燥を行った。浸漬前後の膜厚差から膜厚差から膜厚減少率(%)を算出して、下記に示す条件にて各下層膜の硬化性を評価した。
さらに400℃で120秒間ベークし、ベーク前後の膜厚差から膜厚減少率(%)を算出して、各下層膜の膜耐熱性を評価した。また、下記に示す条件にて、段差基板への埋め込み性、及び平坦性を評価した。
<Examples 27 to 36>
Film-forming compositions for lithography corresponding to Examples 27 to 36 were prepared so as to have the compositions shown in Table 2. Next, the film-forming composition for lithography of Examples 27 to 36 was spin-coated on a silicon substrate, then baked at 150° C. for 60 seconds to remove the solvent from the coating film, and then subjected to integrated exposure with a high-pressure mercury lamp. After curing with an amount of 1500 mJ/cm 2 and an irradiation time of 60 seconds, the film thickness of the coating film was measured. Thereafter, the silicon substrate was immersed in a mixed solvent of 70% PGMEA/30% PGME for 60 seconds, and after removing the adhering solvent with an aeroduster, the solvent was dried at 110.degree. The film thickness reduction rate (%) was calculated from the film thickness difference before and after the immersion, and the curability of each underlayer film was evaluated under the following conditions.
Further, the film was baked at 400° C. for 120 seconds, and the film thickness reduction rate (%) was calculated from the film thickness difference before and after baking to evaluate the film heat resistance of each underlayer film. In addition, the embeddability into the stepped substrate and the flatness were evaluated under the following conditions.

[硬化性の評価]
<評価基準>
S:溶媒浸漬前後の膜厚減少率≦1%
A:溶媒浸漬前後の膜厚減少率≦5%
B:溶媒浸漬前後の膜厚減少率≦10%
C:溶媒浸漬前後の膜厚減少率>10%
[Curability evaluation]
<Evaluation Criteria>
S: Film thickness reduction rate before and after solvent immersion ≤ 1%
A: Film thickness reduction rate before and after solvent immersion ≤ 5%
B: Film thickness reduction rate before and after solvent immersion ≤ 10%
C: Film thickness reduction rate before and after solvent immersion>10%

[膜耐熱性の評価]
<評価基準>
S:400℃ベーク前後の膜厚減少率≦10%
A:400℃ベーク前後の膜厚減少率≦15%
B:400℃ベーク前後の膜厚減少率≦20%
C:400℃ベーク前後の膜厚減少率>20%
[Evaluation of film heat resistance]
<Evaluation Criteria>
S: Film thickness reduction rate before and after baking at 400°C ≤ 10%
A: Film thickness reduction rate before and after baking at 400°C ≤ 15%
B: Film thickness reduction rate before and after baking at 400°C ≤ 20%
C: film thickness reduction rate before and after baking at 400° C.>20%

[段差基板埋め込み性の評価]
段差基板への埋め込み性の評価は、以下の手順で行った。
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SiO2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。得られた膜の断面を切り出し、電子線顕微鏡にて観察し、段差基板への埋め込み性を評価した。
<評価基準>
A:60nmラインアンドスペースのSiO2基板の凹凸部分に欠陥が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SiO2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 of embeddability in stepped substrate]
The embeddability into the stepped substrate was evaluated by the following procedure.
The composition for forming an underlayer film for lithography was applied onto a 60 nm line-and-space SiO 2 substrate having a film thickness of 80 nm, and baked at 240° C. for 60 seconds to form a 90 nm underlayer film. A cross section of the obtained film was cut out and observed with an electron microscope to evaluate embeddability into the stepped substrate.
<Evaluation Criteria>
A: The uneven part of the 60 nm line-and-space SiO 2 substrate has no defects and is filled with the underlying film.
C: A 60 nm line-and-space SiO 2 substrate has defects in the irregularities, and the lower layer film is not buried.

[平坦性の評価]
幅100nm、ピッチ150nm、深さ150nmのトレンチ(アスペクト比:1.5)及び幅5μm、深さ180nmのトレンチ(オープンスペース)が混在するSiO2段差基板上に、上記得られた膜形成用組成物をそれぞれ塗布した。その後、大気雰囲気下にて、240℃で120秒間焼成して、膜厚200nmのレジスト下層膜を形成した。このレジスト下層膜の形状を走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「S-4800」)にて観察し、トレンチ又はスペース上におけるレジスト下層膜の膜厚の最大値と最小値の差(ΔFT)を測定した。
<評価基準>
S:ΔFT<10nm(平坦性最良)
A:10nm≦ΔFT<20nm(平坦性良好)
B:20nm≦ΔFT<40nm(平坦性やや良好)
C:40nm≦ΔFT(平坦性不良)
[Flatness evaluation]
The film - forming composition obtained above was applied to a SiO2 stepped substrate in which trenches of 100 nm width, 150 nm pitch, and 150 nm depth (aspect ratio: 1.5) and trenches (open spaces) of 5 μm width and 180 nm depth were mixed. Each item was painted. After that, it was baked at 240° C. for 120 seconds in an air atmosphere to form a resist underlayer film having a thickness of 200 nm. The shape of this resist underlayer film was observed with a scanning electron microscope ("S-4800" by Hitachi High-Technologies Corporation), and the difference (ΔFT) between the maximum and minimum values of the thickness of the resist underlayer film on the trench or space. was measured.
<Evaluation Criteria>
S: ΔFT<10 nm (best flatness)
A: 10 nm ≤ ΔFT < 20 nm (good flatness)
B: 20 nm ≤ ΔFT < 40 nm (slightly good flatness)
C: 40 nm ≤ ΔFT (poor flatness)

Figure 0007258279000031
Figure 0007258279000031

Figure 0007258279000032
Figure 0007258279000032

<実施例37>
実施例1におけるリソグラフィー用膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO2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70nm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。ArF用レジスト溶液としては、下記式(22)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。
なお、下記式(22)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で表される化合物を得た。
<Example 37>
The composition for forming a film for lithography in Example 1 was coated on a 300 nm-thick SiO 2 substrate and baked at 240° C. for 60 seconds and then at 400° C. for 120 seconds to form a 70 nm-thick underlayer film. bottom. An ArF resist solution was applied on the underlayer film and baked at 130° C. for 60 seconds to form a photoresist layer with a film thickness of 140 nm. The ArF resist solution was prepared by blending 5 parts by mass of the compound of the following formula (22), 1 part by mass of triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate, 2 parts by mass of tributylamine, and 92 parts by mass of PGMEA. I used what I did.
In addition, the compound of the following formula (22) was prepared as follows. That is, 4.15 g of 2-methyl-2-methacryloyloxyadamantane, 3.00 g of methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 2.08 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, and 0.38 g of azobisisobutyronitrile were added to tetrahydrofuran. It was made to melt|dissolve in 80 mL and it was set as the reaction solution. This reaction solution was polymerized for 22 hours while maintaining the reaction temperature at 63° C. under a nitrogen atmosphere, and then added dropwise to 400 mL of n-hexane. The produced resin thus obtained was coagulated and purified, and the produced white powder was filtered and dried under reduced pressure at 40° C. overnight to obtain a compound represented by the following formula.

Figure 0007258279000033
Figure 0007258279000033

前記式(22)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。 In the above formula (22), 40, 40 and 20 indicate the ratio of each structural unit and do not indicate a 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。評価結果を表3に示す。 Then, using an electron beam lithography system (Elionix; ELS-7500, 50 keV), the photoresist layer is exposed, baked (PEB) at 115 ° C. for 90 seconds, and 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide ( A positive resist pattern was obtained by developing with an aqueous TMAH) solution for 60 seconds. Table 3 shows the evaluation results.

<実施例38>
前記実施例1におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物の代わりに実施例2におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いること以外は、実施例37と同様にして、ポジ型のレジストパターンを得た。評価結果を表3に示す。
<Example 38>
A positive resist pattern was obtained in the same manner as in Example 37, except that the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 2 was used instead of the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 1. . Table 3 shows the evaluation results.

<実施例39>
前記実施例1におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物の代わりに実施例3におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いること以外は、実施例37と同様にして、ポジ型のレジストパターンを得た。評価結果を表3に示す。
<Example 39>
A positive resist pattern was obtained in the same manner as in Example 37, except that the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 3 was used instead of the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 1. . Table 3 shows the evaluation results.

<実施例40>
前記実施例1におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物の代わりに実施例4におけるリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いること以外は、実施例37と同様にして、ポジ型のレジストパターンを得た。評価結果を表3に示す。
<Example 40>
A positive resist pattern was obtained in the same manner as in Example 37, except that the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 4 was used instead of the composition for forming an underlayer film for lithography in Example 1. . Table 3 shows the evaluation results.

<比較例3>
下層膜の形成を行わないこと以外は、実施例37と同様にして、フォトレジスト層をSiO2基板上に直接形成し、ポジ型のレジストパターンを得た。評価結果を表3に示す。
<Comparative Example 3>
A photoresist layer was formed directly on the SiO 2 substrate in the same manner as in Example 37, except that no underlayer film was formed, to obtain a positive resist pattern. Table 3 shows the evaluation results.

[評価]
実施例37~40、及び比較例3のそれぞれについて、得られた55nmL/S(1:1)及び80nmL/S(1:1)のレジストパターンの形状を(株)日立製作所製の電子顕微鏡(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。
[evaluation]
For each of Examples 37 to 40 and Comparative Example 3, the shapes of the obtained resist patterns of 55 nm L/S (1:1) and 80 nm L/S (1:1) were examined with an electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd. ( S-4800) was used for observation. With respect to the shape of the resist pattern after development, a resist pattern with good rectangularity without pattern collapse was evaluated as good, and a non-perfect resist pattern was evaluated as unsatisfactory. Further, as a result of the observation, the minimum line width with good rectangularity without pattern collapse was used as an index for evaluation as resolution. Further, the sensitivity was defined as the minimum energy amount of electron beams capable of drawing a good pattern shape, and this was used as an index for evaluation.

Figure 0007258279000034
Figure 0007258279000034

表3から明らかなように、マレイミド化合物を含む本実施形態のリソグラフィー用膜形成用組成物を用いた実施例37~40は、比較例3と比較して、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1~4のリソグラフィー用膜形成用組成物から得られる実施例37~40の下層膜は、レジスト材料との密着性が良いことが示された。 As is clear from Table 3, Examples 37 to 40 using the film-forming composition for lithography of the present embodiment containing a maleimide compound were significantly superior in both resolution and sensitivity compared to Comparative Example 3. It was confirmed that Moreover, it was confirmed that the shape of the resist pattern after development had no pattern collapse and had good rectangularity. Furthermore, from the difference in resist pattern shape after development, it is shown that the underlayer films of Examples 37 to 40 obtained from the film-forming compositions for lithography of Examples 1 to 4 have good adhesion to the resist material. rice field.

本実施形態のリソグラフィー用膜形成材料は、薄膜形成時における耐昇華性に優れ、耐熱性が比較的に高く、溶媒溶解性も比較的に高く、段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性に優れ、湿式プロセスが適用可能である。そのため、リソグラフィー用膜形成材料を含むリソグラフィー用膜形成用組成物はこれらの性能が要求される各種用途において、広く且つ有効に利用可能である。とりわけ、本発明は、リソグラフィー用下層膜及び多層レジスト用下層膜の分野において、特に有効に利用可能である。 The film-forming material for lithography of the present embodiment has excellent sublimation resistance during thin film formation, relatively high heat resistance, relatively high solvent solubility, and excellent embedding characteristics in stepped substrates and film flatness. Excellent, wet process is applicable. Therefore, a lithographic film-forming composition containing a lithographic film-forming material can be widely and effectively used in various applications requiring these properties. In particular, the present invention can be effectively used in the fields of underlayer films for lithography and underlayer films for multi-layer resists.

Claims (25)

下記式(1)の基:
Figure 0007258279000035
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、リソグラフィー用膜形成材料であって、
前記材料中の前記化合物の含有量が、51~100質量%であ
前記化合物が、下記式(1A)、下記式(2)又は下記式(3)で表される、
Figure 0007258279000036
(式(1A)中、
Xは、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CH 2 -、-C(CH 3 2 -、-CO-、-C(CF 3 2 -、-CONH-又は-COO-であり、
Aは、単結合、酸素原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数6~80の2価の炭化水素基であり、ここで、前記炭化水素基は芳香環を含み、
1 は、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~30の基であり、
m1は、それぞれ独立に、0~4の整数である。)
Figure 0007258279000037
(式(2)中、
2 はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~10の基であり、
m2はそれぞれ独立に0~3の整数であり、
m2´はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
nは1~4の整数である。)
Figure 0007258279000038
(式(3)中、
3 及びR 4 はそれぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数0~10の基であり、
m3はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
m4はそれぞれ独立に0~4の整数であり、
nは0~4の整数である。)
リソグラフィー用膜形成材料。
A group of the following formula (1):
Figure 0007258279000035
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
A film-forming material for lithography, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more,
The content of the compound in the material is 51 to 100% by mass,
The compound is represented by the following formula (1A), the following formula (2), or the following formula (3),
Figure 0007258279000036
(In formula (1A),
Each X is independently a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CO-, -C(CF 3 ) 2 -, -CONH- or -COO- ,
A is a single bond, an oxygen atom, or a divalent hydrocarbon group having 6 to 80 carbon atoms which may contain a heteroatom, wherein the hydrocarbon group contains an aromatic ring,
each R 1 is independently a group having 0 to 30 carbon atoms which may contain a heteroatom;
Each m1 is independently an integer of 0 to 4. )
Figure 0007258279000037
(In formula (2),
each R 2 is independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom;
m2 is each independently an integer of 0 to 3,
each m2' is independently an integer of 0 to 4,
n is an integer of 1-4. )
Figure 0007258279000038
(In formula (3),
R 3 and R 4 are each independently a group having 0 to 10 carbon atoms which may contain a heteroatom,
m3 is each independently an integer of 0 to 4,
m4 is each independently an integer of 0 to 4,
n is an integer of 0-4. )
Film-forming materials for lithography.
前記式(1A)において、Aが、単結合、酸素原子、又は以下の構造のいずれかであり、
Figure 0007258279000039
Yが単結合、-O-、-CH2-、-C(CH32-、-C(CF32-、
Figure 0007258279000040
である、
請求項に記載のリソグラフィー用膜形成材料。
In the formula (1A), A is a single bond, an oxygen atom, or any of the following structures;
Figure 0007258279000039
Y is a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -,
Figure 0007258279000040
is
The film-forming material for lithography according to claim 1 .
前記式(1A)において、Xが、それぞれ独立に、単結合、-O-、-C(CH32-、-CO-、又は-COO-であり、
Aが、単結合、酸素原子、又は以下の構造であり、
Figure 0007258279000041
Yが-C(CH32-又は-C(CF32-である、
請求項又はに記載のリソグラフィー用膜形成材料。
In formula (1A) above, each X is independently a single bond, —O—, —C(CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—;
A is a single bond, an oxygen atom, or the following structure,
Figure 0007258279000041
Y is -C(CH 3 ) 2 - or -C(CF 3 ) 2 -
3. The film-forming material for lithography according to claim 1 or 2 .
ヘテロ原子が、酸素、フッ素、及びケイ素からなる群より選ばれる、請求項のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 4. The film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 3 , wherein the heteroatom is selected from the group consisting of oxygen, fluorine and silicon. 架橋剤をさらに含有する、請求項1~のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 5. The film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a cross-linking agent. 前記架橋剤が、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、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及びアジド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項に記載のリソグラフィー用膜形成材料。 The cross-linking agent is at least one selected from the group consisting of phenol compounds, epoxy compounds, cyanate compounds, amino compounds, benzoxazine compounds, melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, isocyanate compounds and azide compounds. The film-forming material for lithography according to claim 5 . 前記架橋剤が、少なくとも1つのアリル基を有する、請求項又はに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 7. The film-forming material for lithography according to claim 5 or 6 , wherein said cross-linking agent has at least one allyl group. 前記架橋剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.1~100質量部である、請求項のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 The content ratio of the cross-linking agent is 0.1 to 100 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass, according to any one of claims 5 to 7 . Film-forming materials for lithography. 架橋促進剤をさらに含有する、請求項1~のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 9. The film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a cross-linking accelerator. 前記架橋促進剤が、アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、及びルイス酸からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項に記載のリソグラフィー用膜形成材料。 10. The film-forming material for lithography according to claim 9 , wherein the cross-linking accelerator is at least one selected from the group consisting of amines, imidazoles, organic phosphines, and Lewis acids. 前記架橋促進剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.1~5質量部である、請求項又は10に記載のリソグラフィー用膜形成材料。 The content ratio of the cross-linking accelerator is 0.1 to 5 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass, The lithography according to claim 9 or 10 . film-forming material. ラジカル重合開始剤をさらに含有する、請求項1~11のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料。 12. The film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 11 , further comprising a radical polymerization initiator. 前記ラジカル重合開始剤が、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種である、請求項12に記載のリソグラフィー用膜形成材料。 13. The film forming method for lithography according to claim 12 , wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of ketone-based photopolymerization initiators, organic peroxide-based polymerization initiators and azo-based polymerization initiators. material. 前記ラジカル重合開始剤の含有割合が、前記式(1)の基を有する化合物の質量を100質量部とした場合に、0.05~25質量部である、請求項12又は13に記載のリソグラフィー用膜形成材料。 The content of the radical polymerization initiator is 0.05 to 25 parts by mass when the mass of the compound having the group of formula (1) is 100 parts by mass, The lithography according to claim 12 or 13 . film-forming material. 請求項1~14のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有する、リソグラフィー用膜形成用組成物。 A film-forming composition for lithography, comprising the film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 14 and a solvent. 酸発生剤をさらに含有する、請求項15に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。 16. The film-forming composition for lithography according to claim 15 , further comprising an acid generator. 塩基発生剤をさらに含有する、請求項15又は16に記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。 17. The film-forming composition for lithography according to claim 15 , further comprising a base generator. リソグラフィー用膜がリソグラフィー用下層膜である、請求項1517のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成用組成物。 18. The composition for forming a film for lithography according to any one of claims 15 to 17 , wherein the film for lithography is an underlayer film for lithography. リソグラフィー用膜形成用組成物を用いて形成される、リソグラフィー用下層膜であって、
前記リソグラフィー用膜形成用組成物が、リソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有し、
前記リソグラフィー用膜形成材料が、下記式(1)の基:
Figure 0007258279000042
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、リソグラフィー用下層膜。
An underlayer film for lithography formed using a film-forming composition for lithography,
The film-forming composition for lithography contains a film-forming material for lithography and a solvent,
The film-forming material for lithography is a group represented by the following formula (1):
Figure 0007258279000042
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
An underlayer film for lithography, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more.
基板上に、リソグラフィー用膜形成用組成物を用いて下層膜を形成する工程、
該下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程、及び
該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行う工程、
を含む、レジストパターン形成方法であって、
前記リソグラフィー用膜形成用組成物が、リソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有し、
前記リソグラフィー用膜形成材料が、下記式(1)の基:
Figure 0007258279000043
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、レジストパターン形成方法。
forming an underlayer film on a substrate using a film-forming composition for lithography;
a step of forming at least one layer of photoresist layer on the underlayer film; and a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing;
A resist pattern forming method comprising
The film-forming composition for lithography contains a film-forming material for lithography and a solvent,
The film-forming material for lithography is a group represented by the following formula (1):
Figure 0007258279000043
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
A method for forming a resist pattern, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more.
基板上に、リソグラフィー用膜形成用組成物を用いて下層膜を形成する工程、
該下層膜上に、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、
該中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成する工程、
該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、
該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する工程、
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する工程、
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、
を含む、パターン形成方法であって、
前記リソグラフィー用膜形成用組成物が、リソグラフィー用膜形成材料と溶媒とを含有し、
前記リソグラフィー用膜形成材料が、下記式(1)の基:
Figure 0007258279000044
(式(1)中、
Rは、各々独立して、水素原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群より選ばれる)
を有する化合物を含有し、
前記化合物の分子量が450以上である、パターン形成方法。
forming an underlayer film on a substrate using a film-forming composition for lithography;
forming an intermediate layer film on the underlayer film using a resist intermediate layer film material containing silicon atoms;
forming at least one photoresist layer on the intermediate layer film;
a step of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing to form a resist pattern;
etching the intermediate layer film using the resist pattern as a mask;
etching the underlayer film using the resulting intermediate layer film pattern as an etching mask;
forming a pattern on the substrate by etching the substrate using the obtained underlayer film pattern as an etching mask;
A pattern forming method comprising
The film-forming composition for lithography contains a film-forming material for lithography and a solvent,
The film-forming material for lithography is a group represented by the following formula (1):
Figure 0007258279000044
(In formula (1),
Each R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
containing a compound having
The pattern forming method, wherein the compound has a molecular weight of 450 or more.
請求項1~14のいずれかに記載のリソグラフィー用膜形成材料を、溶媒に溶解させて有機相を得る工程と、
前記有機相と酸性の水溶液とを接触させて、前記リソグラフィー用膜形成材料中の不純物を抽出する第一抽出工程と、
を含み、
前記有機相を得る工程で用いる溶媒が、水と任意に混和しない溶媒を含む、精製方法。
a step of dissolving the film-forming material for lithography according to any one of claims 1 to 14 in a solvent to obtain an organic phase;
a first extraction step of contacting the organic phase with an acidic aqueous solution to extract impurities in the film-forming material for lithography;
including
A purification method, wherein the solvent used in the step of obtaining the organic phase comprises a solvent optionally immiscible with water.
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種以上を含み、
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種以上を含む、請求項22に記載の精製方法。
The acidic aqueous solution is a mineral acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution,
The mineral acid aqueous solution contains one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid,
The organic acid aqueous solution is the group consisting of 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. 23. The purification method according to claim 22 , comprising one or more selected from.
前記水と任意に混和しない溶媒が、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22又は23に記載の精製方法。 The water-immiscible solvent optionally 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 22 or 23. 前記第一抽出工程後、前記有機相を、水に接触させて、前記リソグラフィー用膜形成材料中の不純物を抽出する第二抽出工程をさらに含む、請求項2224のいずれかに記載の精製方法。 25. The purification according to any one of claims 22 to 24 , further comprising, after said first extraction step, a second extraction step of contacting said organic phase with water to extract impurities in said film-forming material for lithography. Method.
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