JP7388022B2 - Resist underlayer film forming composition using polymeric crosslinking agent - Google Patents

Resist underlayer film forming composition using polymeric crosslinking agent Download PDF

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JP7388022B2 JP2019129814A JP2019129814A JP7388022B2 JP 7388022 B2 JP7388022 B2 JP 7388022B2 JP 2019129814 A JP2019129814 A JP 2019129814A JP 2019129814 A JP2019129814 A JP 2019129814A JP 7388022 B2 JP7388022 B2 JP 7388022B2
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Description

本発明は、半導体基板加工におけるリソグラフィー用に適したレジスト下層膜形成組成物、当該レジスト下層膜形成組成物から得られるレジスト下層膜、並びに当該レジスト下層膜形成組成物を用いたパターニングされた基板の製造方法、及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a resist underlayer film forming composition suitable for lithography in semiconductor substrate processing, a resist underlayer film obtained from the resist underlayer film forming composition, and a patterned substrate using the resist underlayer film forming composition. The present invention relates to a manufacturing method and a method of manufacturing a semiconductor device.

従来から半導体デバイスの製造において、フォトレジスト組成物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。前記微細加工はシリコンウェハー等の被加工基板上にフォトレジスト組成物の薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、現像し、得られたフォトレジストパターンを保護膜としてシリコンウェハー等の被加工基板をエッチング処理する加工法である。近年、半導体デバイスの高集積度化が進み、使用される活性光線も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きている。また、更なる微細加工を目的として、活性光線に極端紫外線(EUV、13.5nm)や電子線(EB)を用いたリソグラフィー技術の開発も行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices, microfabrication has been performed by lithography using a photoresist composition. The above-mentioned microfabrication involves forming a thin film of a photoresist composition on a substrate to be processed such as a silicon wafer, irradiating the film with actinic light such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn, and developing the film. This is a processing method in which a substrate to be processed, such as a silicon wafer, is etched using the obtained photoresist pattern as a protective film. In recent years, semiconductor devices have become highly integrated, and the wavelength of active light used has been shortened from KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm). Furthermore, for the purpose of further microfabrication, lithography techniques using extreme ultraviolet (EUV, 13.5 nm) or electron beam (EB) as actinic light are being developed.

リソグラフィープロセスでは、基板上のレジスト層をKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー等紫外線レーザーで露光する際、基板表面に該紫外線レーザーが反射することに起因し発生する定在波による影響で、所望の形状を有するレジストパターンが形成されない問題が知られている。その問題を解決するため、基板とレジスト層の間にレジスト下層膜(反射防止膜)を設けることが採用されている。 In the lithography process, when a resist layer on a substrate is exposed to an ultraviolet laser such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, a desired shape is formed due to the influence of standing waves generated due to the reflection of the ultraviolet laser on the substrate surface. There is a known problem in which a resist pattern having a resist pattern is not formed. To solve this problem, it has been adopted to provide a resist underlayer film (antireflection film) between the substrate and the resist layer.

このようなフォトレジストと被加工基板の間に形成されるレジスト下層膜は、上層に積層されるレジストとの混和(ミキシング)を抑制するために、一般的に被加工基板上に塗布された後、焼成工程を経ることでレジストとのミキシングを生じない熱硬化性架橋膜として形成される。 The resist underlayer film formed between such a photoresist and the substrate to be processed is generally coated on the substrate to be processed in order to suppress mixing with the resist layered on the upper layer. , it is formed as a thermosetting crosslinked film that does not mix with the resist through a baking process.

レジスト下層膜を形成するための組成物として、種々の樹脂を用いることが知られている。例えば、特許文献1及び特許文献2には、ビスフェノール基を有する化合物をノボラック化した繰り返し単位を有する樹脂を含有するフォトレジスト下層膜形成材料が開示されている。また、特許文献3には、ポリマーの主鎖中に3つ又はそれ以上縮合した芳香族環を有するポリマーを含む、スピンコート可能な反射防止膜組成物が開示されている。 It is known that various resins are used as compositions for forming resist underlayer films. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a photoresist underlayer film forming material containing a resin having a repeating unit obtained by converting a compound having a bisphenol group into a novolak. Further, Patent Document 3 discloses a spin-coatable antireflection coating composition that includes a polymer having three or more condensed aromatic rings in the main chain of the polymer.

ところで、下地の被加工基板に段差がある場合や、パターン密集部分とパターンのない領域が同一ウエハー上に存在する場合、下層膜によって膜表面を平坦化させる必要がある。このような目的に適した樹脂の提案がなされている(特許文献4)。 By the way, when the underlying substrate to be processed has a step difference, or when a pattern-dense area and a pattern-free area exist on the same wafer, it is necessary to flatten the film surface with an underlying film. A resin suitable for such purposes has been proposed (Patent Document 4).

一方、レジスト下層膜形成組成物にはこのような熱硬化膜を形成するために、主要成分となるポリマー樹脂に加え、架橋性化合物(架橋剤)や架橋反応を促進するための触媒(架橋触媒)が配合されている。下層膜による膜表面の平坦化という課題に関し、これらの成分の検討はまだ不十分であった。 On the other hand, in order to form such a thermoset film, the resist underlayer film forming composition contains, in addition to the main component polymer resin, a crosslinking compound (crosslinking agent) and a catalyst for promoting the crosslinking reaction (crosslinking catalyst). ) is included. With regard to the issue of flattening the film surface with the underlying film, these components have not yet been sufficiently investigated.

特開2006-259249号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-259249 特開2007-316282号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-316282 特表2010-528334号公報Special Publication No. 2010-528334 WO 2014/024836 A1WO 2014/024836 A1

本発明の目的は、レジスト溶剤に不溶であり、光学定数が良好で、エッチングレートの高いレジスト下層膜を形成するための組成物であって、段差基板に対する埋め込み性及び平坦化性に優れる組成物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a composition for forming a resist underlayer film that is insoluble in resist solvents, has good optical constants, and has a high etching rate, and that has excellent embedding properties and planarization properties for stepped substrates. The goal is to provide the following.

本発明は以下を包含する。
[1] (A) 下記式(I)で表される架橋性化合物、及び
(D) 溶剤
を含むレジスト下層膜形成組成物。

Figure 0007388022000001

[式中、mは1~30の整数であり、
m=1のとき、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2乃至6価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2乃至6価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するG、G、G、Gはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000002

又は
Figure 0007388022000003

であり、
nはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
n個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
、Z、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するZ、Z、Z、Zはそれぞれ独立に、酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基若しくはアルキニル基で置換されていてもよいアリール基を表す。
m>1のとき、
m個のTは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、G、Gは存在せず、
m個のG、及びGはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000004

又は
Figure 0007388022000005

であり、
n、R、及びAは上に定義したとおりであり、
、及びZはそれぞれ独立にヒドロキシ基、エポキシ基又は水素原子を表す。]
[2] 上記Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいCアリール基である、[1]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[3] (B)架橋性化合物(A)と架橋反応可能な膜材料を更に含む、[1]又は[2]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[4] 上記架橋反応可能な膜材料(B)が、脂肪族環を含有する樹脂、ノボラック樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂及び架橋性化合物(A)と異なる化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、[3]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[5] 上記ノボラック樹脂が、下記式(1a)、式(1b)及び式(1c):
Figure 0007388022000006

[式中、2つのRはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基又はアミノ基を表し、2つのRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、アセタール基、アシル基又はグリシジル基を表し、Rは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表し、Rは水素原子、フェニル基又はナフチル基を表し、同一の炭素原子と結合するRとRがそれぞれフェニル基を表すとき互いに結合してフルオレン環を形成してもよく、式(1b)において2つのRが表す基及び2つのRが表す原子又は基は互いに異なっていてもよく、2つのkはそれぞれ独立に0又は1を表し、mは3乃至500の整数を表し、n、n及びnは2乃至500の整数を表し、pは3乃至500の整数を表し、Xは単結合又はヘテロ原子を表し、2つのQはそれぞれ独立に下記式(2):
Figure 0007388022000007

(式中、2つのR、2つのR、2つのR、2つのR、2つのk、n、n及びXは式(1b)と同義であり、2つのQはそれぞれ独立に前記式(2)で表される構造単位を表す。)で表される構造単位を表す。]
で表される繰り返し構造単位のうちいずれか1つ又は2つ以上で表される、[4]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[6] 上記架橋性化合物(A)と異なる化合物が、
Figure 0007388022000008

(式(2)中、2つのArはそれぞれアリール基を表し、該アリール基は置換基として少なくとも1つのヒドロキシ基を有し、Qはベンゼン環又はナフタレン環を少なくとも1つ有する二価の連結基、メチレン基又は単結合を表す。)で表される、[4]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[7] (C)酸触媒を更に含む、[1]又は[2]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[8] (C)酸触媒を更に含む、[3]~[6]のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[9] 上記架橋性化合物(A)が下記式(1)で表される、[8]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
Figure 0007388022000009
[式中、
Vは
Figure 0007388022000010
又は
Figure 0007388022000011

を表し、
iは2~6の整数であり、
i個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
i個のnはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
i個のAはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
i個のZはそれぞれ独立に酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基若しくはアルキニル基で置換されていてもよいアリール基であり、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよいi価の飽和炭化水素基、又は酸素原子若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよいi価の芳香族基である。]
[10] 上記Zはそれぞれ独立にアルキル基、酸素原子、窒素原子又はカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基で置換されていてもよいアリール基である、[9]に記載のレジスト下層膜形成組成物。
[11] [1]~[10]のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物からなる塗布膜の硬化物であることを特徴とするレジスト下層膜。
[12] 半導体基板上に[1]~[10]のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物を塗布し硬化してレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジストを塗布しベークしてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジストで被覆された半導体基板を露光する工程、露光後の前記レジスト膜を現像し、パターニングする工程を含む、パターニングされた基板の製造方法。
[13] ベークして上記硬化を行う、[12]に記載のパターニングされた基板の製造方法。
[14] ベークした後、紫外線を照射することにより上記硬化を行う、[12]に記載のパターニングされた基板の製造方法。
[15] 半導体基板上に[1]~[10]のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物によりレジスト下層膜を形成する工程、その上にレジスト膜を形成する工程、光又は電子線の照射と現像によりレジストパターンを形成する工程、レジストパターンにより該下層膜をエッチングする工程、及びパターン化された下層膜により半導体基板を加工する工程を含む半導体装置の製造方法。
[16] 下記式(II)で表される化合物。
Figure 0007388022000012

式中、mは1~30の整数であり、
m個のTは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
m個のG、及びGはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000013

又は
Figure 0007388022000014

であり、
nはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
n個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
、及びZはそれぞれ独立にヒドロキシ基、エポキシ基又は水素原子を表す。]
[17] 下記式(1-21)~(1-25)で表される化合物。
Figure 0007388022000015

(式中、mはそれぞれ独立に1~20の整数であり、
rはそれぞれ独立に0~5の整数である) The present invention includes the following.
[1] A resist underlayer film forming composition containing (A) a crosslinkable compound represented by the following formula (I), and (D) a solvent.
Figure 0007388022000001

[In the formula, m is an integer from 1 to 30,
When m=1,
T is a single bond, a divalent to hexavalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and is substituted with an alkyl group or an alkenyl group. a divalent to hexavalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group, which may be
As the valence of G 1 , G 2 , and T increases to 3 or more, G 3 , G 4 , G 5 , and G 6 that exist each independently
Figure 0007388022000002

or
Figure 0007388022000003

and
n is each independently an integer from 1 to 8,
Each of the n R's is independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
each A is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
As the valence of Z 1 , Z 2 , and T increases to 3 or more, Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6 present may be independently interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group. alkyl groups, or optionally interrupted by oxygen atoms, nitrogen atoms or carbonyl groups, hydroxy groups, halogen atoms, carboxyl groups, nitro groups, cyano groups, methylenedioxy groups, acetoxy groups, methylthio groups, amino groups, Represents an aryl group optionally substituted with a C 1 -C 9 alkoxy group, alkyl group, alkenyl group or alkynyl group.
When m>1,
m T's are a single bond, a divalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and substituted with an alkyl group or an alkenyl group. A divalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group that may be
G 3 Z 3 , G 4 Z 4 , G 5 Z 5 , G 6 Z 6 does not exist,
m G 1 and G 2 are each independently
Figure 0007388022000004

or
Figure 0007388022000005

and
n, R, and A are as defined above;
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydroxy group, an epoxy group, or a hydrogen atom. ]
[2] The resist underlayer film forming composition according to [1], wherein each of the A's is a C 6 aryl group which may be independently interrupted by an alkylene group.
[3] (B) The resist underlayer film forming composition according to [1] or [2], further comprising a film material capable of crosslinking with the crosslinkable compound (A).
[4] The crosslinkable membrane material (B) is made of a resin containing an aliphatic ring, a novolac resin, a polyether resin, a polyester resin, an acrylic resin, a methacrylic resin, and a compound different from the crosslinkable compound (A). The resist underlayer film forming composition according to [3], which contains at least one selected from the group.
[5] The novolac resin has the following formula (1a), formula (1b) and formula (1c):
Figure 0007388022000006

[In the formula, each of the two R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group, or an amino group, and 2 Each of R 2 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an acetal group, an acyl group, or a glycidyl group, and R 3 has a substituent. R4 represents a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and when R3 and R4 bonded to the same carbon atom each represent a phenyl group, they bond to each other to form a fluorene ring. In formula (1b), the two groups represented by R 3 and the two atoms or groups represented by R 4 may be different from each other, the two k each independently represent 0 or 1, and m 0 represents an integer from 3 to 500, n 0 , n 1 and n 2 represent an integer from 2 to 500, p represents an integer from 3 to 500, X represents a single bond or a heteroatom, and two Q are each independently expressed by the following formula (2):
Figure 0007388022000007

(In the formula, two R 1 , two R 2 , two R 3 , two R 4 , two k, n 1 , n 2 and X are synonymous with formula (1b), and two Q 1 are Each independently represents a structural unit represented by the above formula (2).) represents a structural unit represented by the formula (2). ]
The resist underlayer film forming composition according to [4], which is represented by any one or two or more of the repeating structural units represented by.
[6] A compound different from the crosslinkable compound (A) is
Figure 0007388022000008

(In formula (2), each of the two Ar represents an aryl group, the aryl group has at least one hydroxy group as a substituent, and Q is a divalent linking group having at least one benzene ring or naphthalene ring. , a methylene group or a single bond), the resist underlayer film forming composition according to [4].
[7] (C) The resist underlayer film forming composition according to [1] or [2], further comprising an acid catalyst.
[8] The resist underlayer film forming composition according to any one of [3] to [6], further comprising (C) an acid catalyst.
[9] The resist underlayer film forming composition according to [8], wherein the crosslinkable compound (A) is represented by the following formula (1).
Figure 0007388022000009
[In the formula,
V is
Figure 0007388022000010
or
Figure 0007388022000011

represents,
i is an integer from 2 to 6,
i R's are each independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
i pieces of n are each independently an integer from 1 to 8,
each of the i A's is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
i Z's are each independently an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, or an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, a hydroxy group, a halogen atom, a carboxyl group; an aryl group optionally substituted with a group, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a methylthio group, an amino group, a C 1 -C 9 alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group,
T is a single bond, an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an oxygen atom or an alkylene group, and which may be substituted with an alkyl group or an alkenyl group. is a valent aromatic group. ]
[10] Each of the above Z may be independently interrupted by an alkyl group, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group, and a hydroxy group, a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group. , a methylthio group, an amino group, a C 1 -C 9 alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group optionally substituted with an alkynyl group, the resist underlayer film forming composition according to [9].
[11] A resist underlayer film, which is a cured product of a coating film comprising the resist underlayer film forming composition according to any one of [1] to [10].
[12] A step of applying and curing the resist underlayer film forming composition according to any one of [1] to [10] on a semiconductor substrate to form a resist underlayer film, and applying a resist on the resist underlayer film. A patterned substrate, comprising the steps of forming a resist film by coating and baking, exposing the resist underlayer film and the semiconductor substrate covered with the resist, and developing and patterning the exposed resist film. manufacturing method.
[13] The method for manufacturing a patterned substrate according to [12], wherein the curing is performed by baking.
[14] The method for manufacturing a patterned substrate according to [12], wherein the curing is performed by irradiating ultraviolet rays after baking.
[15] Forming a resist underlayer film on a semiconductor substrate using the resist underlayer film forming composition according to any one of [1] to [10], forming a resist film thereon, photo or electronic A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a resist pattern by irradiation with a line and developing; etching the lower layer film using the resist pattern; and processing a semiconductor substrate using the patterned lower layer film.
[16] A compound represented by the following formula (II).
Figure 0007388022000012

In the formula, m is an integer from 1 to 30,
m T's are a single bond, a divalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and substituted with an alkyl group or an alkenyl group. A divalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group that may be
m G 1 and G 2 are each independently
Figure 0007388022000013

or
Figure 0007388022000014

and
n is each independently an integer from 1 to 8,
Each of the n R's is independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
each A is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydroxy group, an epoxy group, or a hydrogen atom. ]
[17] Compounds represented by the following formulas (1-21) to (1-25).
Figure 0007388022000015

(In the formula, m is each independently an integer from 1 to 20,
(r is each independently an integer from 0 to 5)

本発明に係る特定の化学構造を有する架橋性化合物は、膜材料との架橋反応が緩やかに進行する。このため、本発明に係る架橋性化合物を含むレジスト下層膜形成組成物を基板の微細なパターンに適用した場合、架橋による3次元化が進行するまでの一定時間、組成物の流動性が維持される。この結果、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、段差基板の微細なパターンに隙間なく充填することができる。そして、段差基板上に本発明に係るレジスト下層膜形成組成物を塗布、焼成することによって形成されたレジスト下層膜は、更にその上に形成される被覆物の、パターンが存在する部分(デンスエリア(パターン部))とパターンが存在しない部分(オープンエリア(パターンなし部))における膜厚差(Iso-denseバイアス)を小さく抑えることができる。 In the crosslinking compound having a specific chemical structure according to the present invention, the crosslinking reaction with the membrane material proceeds slowly. Therefore, when a resist underlayer film forming composition containing a crosslinkable compound according to the present invention is applied to a fine pattern on a substrate, the fluidity of the composition is maintained for a certain period of time until three-dimensionalization due to crosslinking progresses. Ru. As a result, the resist underlayer film forming composition according to the present invention can be filled into the fine pattern of the stepped substrate without any gaps. Then, the resist underlayer film formed by applying and baking the resist underlayer film forming composition according to the present invention on the stepped substrate is further applied to the areas where the pattern is present (dense areas) of the coating formed thereon. The difference in film thickness (Iso-dense bias) between the (patterned area) and the area where no pattern exists (open area (patterned area)) can be suppressed to a small value.

[レジスト下層膜形成組成物]
本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、
(A)下記式(I)で表される架橋性化合物、及び
(D)溶剤
を含む。
[Resist underlayer film forming composition]
The resist underlayer film forming composition according to the present invention includes:
(A) A crosslinkable compound represented by the following formula (I) and (D) a solvent.

任意選択的に、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、
(B)架橋性化合物(A)と架橋反応可能な膜材料、及び/又は
(C)酸触媒
を更に含むことができる。
Optionally, the resist underlayer film forming composition according to the present invention comprises:
(B) A membrane material capable of crosslinking with the crosslinkable compound (A) and/or (C) an acid catalyst.

更に、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、必要に応じて酸発生剤、界面活性剤等の添加剤を含むことができる。 Furthermore, the resist underlayer film forming composition according to the present invention can contain additives such as an acid generator and a surfactant, if necessary.

[(A)架橋性化合物]
本発明において用いられる架橋性化合物(A)は下記式(I)で表される。

Figure 0007388022000016

[式中、mは1~30の整数であり、
m=1のとき、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2乃至6価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2乃至6価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するG、G、G、Gはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000017

又は
Figure 0007388022000018

であり、
nはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
n個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
、Z、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するZ、Z、Z、Zはそれぞれ独立に、酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基若しくはアルキニル基で置換されていてもよいアリール基を表す。
m>1のとき、
m個のTは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、G、Gは存在せず、
m個のG、及びGはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000019

又は
Figure 0007388022000020

であり、
n、R、及びAは上に定義したとおりであり、
、及びZはそれぞれ独立にヒドロキシ基、エポキシ基又は水素原子を表す。] [(A) Crosslinkable compound]
The crosslinkable compound (A) used in the present invention is represented by the following formula (I).
Figure 0007388022000016

[In the formula, m is an integer from 1 to 30,
When m=1,
T is a single bond, a divalent to hexavalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and is substituted with an alkyl group or an alkenyl group. a divalent to hexavalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group, which may be
As the valence of G 1 , G 2 , and T increases to 3 or more, G 3 , G 4 , G 5 , and G 6 that exist are independently
Figure 0007388022000017

or
Figure 0007388022000018

and
n is each independently an integer from 1 to 8,
n R's are each independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
each A is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
As the valence of Z 1 , Z 2 , and T increases to 3 or more, Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6 present may be independently interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group. hydroxy, halogen, carboxyl, nitro, cyano, methylenedioxy, acetoxy, methylthio, amino, which may be interrupted by alkyl groups, or oxygen, nitrogen or carbonyl groups; Represents an aryl group optionally substituted with a C 1 -C 9 alkoxy group, alkyl group, alkenyl group or alkynyl group.
When m>1,
m T's are a single bond, a divalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and substituted with an alkyl group or an alkenyl group. A divalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group that may be
G 3 Z 3 , G 4 Z 4 , G 5 Z 5 , G 6 Z 6 does not exist,
m G 1 and G 2 are each independently
Figure 0007388022000019

or
Figure 0007388022000020

and
n, R, and A are as defined above;
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydroxy group, an epoxy group, or a hydrogen atom. ]

好ましくは、本発明において用いられる架橋性化合物(A)は下記式(II)で表される。

Figure 0007388022000021

式中、mは1~30の整数であり、
m個のTは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
m個のG、及びGはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000022

又は
Figure 0007388022000023

であり、
nはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
n個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
、及びZはそれぞれ独立にヒドロキシ基、エポキシ基又は水素原子を表す。] Preferably, the crosslinkable compound (A) used in the present invention is represented by the following formula (II).
Figure 0007388022000021

In the formula, m is an integer from 1 to 30,
m T's are a single bond, a divalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and substituted with an alkyl group or an alkenyl group. A divalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group that may be
m G 1 and G 2 are each independently
Figure 0007388022000022

or
Figure 0007388022000023

and
n is each independently an integer from 1 to 8,
n R's are each independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
each A is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydroxy group, an epoxy group, or a hydrogen atom. ]

好ましくは、本発明において用いられる架橋性化合物(A)は下記式(1)で表される。

Figure 0007388022000024

[式中、
Vは
Figure 0007388022000025

又は
Figure 0007388022000026

を表し、
iは2~6の整数であり、
i個のRはそれぞれ独立に水素原子、酸素原子、窒素原子又はカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
i個のnはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
i個のAはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
i個のZはそれぞれ独立に酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、酸素原子、窒素原子又はカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基で置換されていてもよいアリール基であり、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよいi価の飽和炭化水素基、又は酸素原子若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよいi価の芳香族基である。] Preferably, the crosslinkable compound (A) used in the present invention is represented by the following formula (1).
Figure 0007388022000024

[In the formula,
V is
Figure 0007388022000025

or
Figure 0007388022000026

represents,
i is an integer from 2 to 6,
i R's are each independently an alkyl group optionally interrupted by a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
i pieces of n are each independently an integer from 1 to 8,
each of the i A's is independently a C 6 -C 18 aryl group which may be interrupted by an alkylene group;
i Z's are each independently an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, a hydroxy group, a halogen atom, a carboxyl group , an aryl group optionally substituted with a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a methylthio group, an amino group, a C 1 -C 9 alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group,
T is a single bond, an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an oxygen atom or an alkylene group, and which may be substituted with an alkyl group or an alkenyl group. is a valent aromatic group. ]

上記アルキル基は、好ましくは炭素原子数1乃至10のアルキル基である。例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、1-メチル-シクロプロピル基、2-メチル-シクロプロピル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、シクロペンチル基、1-メチル-シクロブチル基、2-メチル-シクロブチル基、3-メチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロプロピル基、2,3-ジメチル-シクロプロピル基、1-エチル-シクロプロピル基、2-エチル-シクロプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基、1-エチル-2-メチル-n-プロピル基、シクロヘキシル基、1-メチル-シクロペンチル基、2-メチル-シクロペンチル基、3-メチル-シクロペンチル基、1-エチル-シクロブチル基、2-エチル-シクロブチル基、3-エチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロブチル基、1,3-ジメチル-シクロブチル基、2,2-ジメチル-シクロブチル基、2,3-ジメチル-シクロブチル基、2,4-ジメチル-シクロブチル基、3,3-ジメチル-シクロブチル基、1-n-プロピル-シクロプロピル基、2-n-プロピル-シクロプロピル基、1-i-プロピル-シクロプロピル基、2-i-プロピル-シクロプロピル基、1,2,2-トリメチル-シクロプロピル基、1,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、2,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、1-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-1-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、及び2-エチル-3-メチル-シクロプロピル基が挙げられる。 The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, 1-methyl-cyclo Propyl group, 2-methyl-cyclopropyl group, n-pentyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl-n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1-dimethyl-n -propyl group, 1,2-dimethyl-n-propyl group, 2,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-n-propyl group, cyclopentyl group, 1-methyl-cyclobutyl group, 2-methyl-cyclobutyl group group, 3-methyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclopropyl group, 2,3-dimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-cyclopropyl group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 3-methyl-n-pentyl group, 4-methyl-n-pentyl group, 1,1-dimethyl-n-butyl group, 1,2 -dimethyl-n-butyl group, 1,3-dimethyl-n-butyl group, 2,2-dimethyl-n-butyl group, 2,3-dimethyl-n-butyl group, 3,3-dimethyl-n-butyl group group, 1-ethyl-n-butyl group, 2-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2,2-trimethyl-n-propyl group, 1-ethyl- 1-methyl-n-propyl group, 1-ethyl-2-methyl-n-propyl group, cyclohexyl group, 1-methyl-cyclopentyl group, 2-methyl-cyclopentyl group, 3-methyl-cyclopentyl group, 1-ethyl- Cyclobutyl group, 2-ethyl-cyclobutyl group, 3-ethyl-cyclobutyl group, 1,2-dimethyl-cyclobutyl group, 1,3-dimethyl-cyclobutyl group, 2,2-dimethyl-cyclobutyl group, 2,3-dimethyl- Cyclobutyl group, 2,4-dimethyl-cyclobutyl group, 3,3-dimethyl-cyclobutyl group, 1-n-propyl-cyclopropyl group, 2-n-propyl-cyclopropyl group, 1-i-propyl-cyclopropyl group , 2-i-propyl-cyclopropyl group, 1,2,2-trimethyl-cyclopropyl group, 1,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 2,2,3-trimethyl-cyclopropyl group, 1-ethyl -2-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-1-methyl-cyclopropyl group, 2-ethyl-2-methyl-cyclopropyl group, and 2-ethyl-3-methyl-cyclopropyl group.

上記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基等が挙げられる。好ましくはC-C18アリール基、より好ましくはC-C14アリール基、更に好ましくはC-C10アリール基、最も好ましくはCアリール基である。
上記アルキレン基等によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基等で置換されていてもよいアリール基は、好ましくはアルキレン基、酸素原子、窒素原子又はカルボニル基によって中断されていてもよいアリール基であり、より好ましくはカルボニル基によって中断され、アルキル基で置換されたアリール基である。例えば、C-C10アルキルフェニルカルボニル基等が挙げられる。
Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a pyrenyl group, and the like. Preferably it is a C 6 -C 18 aryl group, more preferably a C 6 -C 14 aryl group, even more preferably a C 6 -C 10 aryl group, most preferably a C 6 aryl group.
The above aryl group which may be interrupted by an alkylene group or the like and which may be substituted by a hydroxy group etc. is preferably an aryl group which may be interrupted by an alkylene group, an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group. , more preferably an aryl group interrupted by a carbonyl group and substituted with an alkyl group. For example, a C 1 -C 10 alkylphenylcarbonyl group and the like can be mentioned.

上記アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペントキシ基、1-メチル-n-ブトキシ基、2-メチル-n-ブトキシ基、3-メチル-n-ブトキシ基、1,1-ジメチル-n-プロポキシ基、1,2-ジメチル-n-プロポキシ基、2,2-ジメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-n-プロポキシ基、n-ヘキシルオキシ基、1-メチル-n-ペンチルオキシ基、2-メチル-n-ペンチルオキシ基、3-メチル-n-ペンチルオキシ基、4-メチル-n-ペンチルオキシ基、1,1-ジメチル-n-ブトキシ基、1,2-ジメチル-n-ブトキシ基、1,3-ジメチル-n-ブトキシ基、2,2-ジメチル-n-ブトキシ基、2,3-ジメチル-n-ブトキシ基、3,3-ジメチル-n-ブトキシ基、1-エチル-n-ブトキシ基、2-エチル-n-ブトキシ基、1,1,2-トリメチル-n-プロポキシ基、1,2,2-トリメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-1-メチル-n-プロポキシ基、及び1-エチル-2-メチル-n-プロポキシ基が挙げられる。好ましくはC-Cアルコキシ基、より好ましくはC-Cアルコキシ基、更に好ましくはC-Cアルコキシ基である。 The above alkoxy groups include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, i-butoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group, 1-methyl -n-butoxy group, 2-methyl-n-butoxy group, 3-methyl-n-butoxy group, 1,1-dimethyl-n-propoxy group, 1,2-dimethyl-n-propoxy group, 2,2- Dimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-n-propoxy group, n-hexyloxy group, 1-methyl-n-pentyloxy group, 2-methyl-n-pentyloxy group, 3-methyl-n-pentyloxy group group, 4-methyl-n-pentyloxy group, 1,1-dimethyl-n-butoxy group, 1,2-dimethyl-n-butoxy group, 1,3-dimethyl-n-butoxy group, 2,2-dimethyl -n-butoxy group, 2,3-dimethyl-n-butoxy group, 3,3-dimethyl-n-butoxy group, 1-ethyl-n-butoxy group, 2-ethyl-n-butoxy group, 1,1, 2-trimethyl-n-propoxy group, 1,2,2-trimethyl-n-propoxy group, 1-ethyl-1-methyl-n-propoxy group, and 1-ethyl-2-methyl-n-propoxy group are mentioned. It will be done. Preferably it is a C 1 -C 9 alkoxy group, more preferably a C 1 -C 6 alkoxy group, even more preferably a C 1 -C 3 alkoxy group.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

上記アルケニル基としては、エテニル基(ビニル基)、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、ブテニル基、ブタジエニル基、ペンテニル基、ペンタジエニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、ヘキサジエニル基、ヘキサトリエニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。好ましくはC-C10アルケニル基、より好ましくはC-Cアルケニル基、更に好ましくはC-Cアルケニル基である。 The above alkenyl groups include ethenyl group (vinyl group), 1-propenyl group, 2-propenyl group (allyl group), butenyl group, butadienyl group, pentenyl group, pentadienyl group, cyclopentenyl group, hexenyl group, hexadienyl group, hexa Examples include trienyl group and cyclohexenyl group. Preferably it is a C 2 -C 10 alkenyl group, more preferably a C 2 -C 8 alkenyl group, even more preferably a C 2 -C 6 alkenyl group.

上記アルキニル基としては、エチニル基(アセチニル基)、1-プロピニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)、ブチニル基、ペンチニル基、ペンタ-3-エン-1-イニル基、ヘキシニル基、ヘキサ-2-エン-4-イニル基等が挙げられる。好ましくはC-C10アルキニル基、より好ましくはC-Cアルキニル基、更に好ましくはC-Cアルキニル基である。 The above alkynyl groups include ethynyl group (acetinyl group), 1-propynyl group, 2-propynyl group (propargyl group), butynyl group, pentynyl group, pent-3-en-1-ynyl group, hexynyl group, hex-2 -en-4-ynyl group and the like. Preferably it is a C 2 -C 10 alkynyl group, more preferably a C 2 -C 8 alkynyl group, even more preferably a C 2 -C 6 alkynyl group.

上記飽和炭化水素基は、飽和炭化水素化合物の任意の数の水素を除いた基をいう。 The above-mentioned saturated hydrocarbon group refers to a group obtained by removing an arbitrary number of hydrogen atoms from a saturated hydrocarbon compound.

芳香族基とは、一般に4n+2個のπ電子系を有する有機化合物から誘導される基をいう。かかる有機化合物としては、置換又は無置換のベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、フラン、チオフェン、ピロール、ピリジン、インドール、キノリン、カルバゾール等が挙げられる。 The aromatic group generally refers to a group derived from an organic compound having a 4n+2 π electron system. Examples of such organic compounds include substituted or unsubstituted benzene, naphthalene, biphenyl, furan, thiophene, pyrrole, pyridine, indole, quinoline, carbazole, and the like.

上記芳香族環によって中断されていてもよい飽和炭化水素基としては、例えば、フェニレン及びアルコキシフェニレンによって中断されたアルキレン基が挙げられる。 The saturated hydrocarbon group optionally interrupted by an aromatic ring includes, for example, an alkylene group interrupted by phenylene and alkoxyphenylene.

上記アルキレン基は、上記アルキル基の任意の1個の水素を除いた基をいう。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、シクロプロピレン基、ブチレン基、シクロブチレン基、ペンチレン基、シクロペンチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられる。 The above-mentioned alkylene group refers to a group obtained by removing any one hydrogen from the above-mentioned alkyl group. Examples include methylene group, ethylene group, propylene group, cyclopropylene group, butylene group, cyclobutylene group, pentylene group, cyclopentylene group, hexylene group, and cyclohexylene group.

上記酸素原子等によって中断されていてもよく、アルキル基等で置換されていてもよい芳香族基は、好ましくは、アルキレン基で中断され、アルケニル基で置換されたアリーレン基、アルキル基で置換されたアリーレン基、酸素原子で中断されたアリーレン基、及びアルキレン基で中断され、アルキル基で置換されたアリーレン基である。例えば、プロピレン基で中断されたアリルフェニレン基、メチル基置換ビフェニレン基、酸素原子で中断されたナフチレン基、メチレン基で中断されたトリレン基及びナフチレン基等が挙げられる。 The above aromatic group which may be interrupted by an oxygen atom etc. and may be substituted by an alkyl group etc. is preferably an arylene group interrupted by an alkylene group and substituted by an alkenyl group, or an arylene group substituted by an alkyl group. an arylene group interrupted by an oxygen atom, and an arylene group interrupted by an alkylene group and substituted with an alkyl group. Examples include an allylphenylene group interrupted with a propylene group, a methyl group-substituted biphenylene group, a naphthylene group interrupted with an oxygen atom, a tolylene group and a naphthylene group interrupted with a methylene group.

上記酸素原子等によって中断されていてもよく、アルキル基等で置換されていてもよい不飽和環状炭化水素基は、好ましくは非芳香族不飽和環状炭化水素基であり、より好ましくは2価の非芳香族不飽和環状炭化水素基である。例えば、アルキル基若しくはアルケニル基(例えば、ビニル基)で置換されていてもよいシクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等が挙げられる。これらは酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていることが好ましく、カルボニル基によって中断されていることがより好ましい。 The unsaturated cyclic hydrocarbon group which may be interrupted by an oxygen atom or the like and which may be substituted with an alkyl group is preferably a non-aromatic unsaturated cyclic hydrocarbon group, more preferably a divalent unsaturated cyclic hydrocarbon group. It is a non-aromatic unsaturated cyclic hydrocarbon group. Examples include a cyclopentenediyl group and a cyclohexenediyl group which may be substituted with an alkyl group or an alkenyl group (for example, a vinyl group). These are preferably interrupted by oxygen atoms, carbonyl groups or alkylene groups, more preferably by carbonyl groups.

本発明に用いられる式(I)で示される架橋性化合物の具体例は以下のとおりである。

Figure 0007388022000027

Figure 0007388022000028

Figure 0007388022000029

Figure 0007388022000030

Figure 0007388022000031

Figure 0007388022000032

Figure 0007388022000033

Figure 0007388022000034

Figure 0007388022000035

Figure 0007388022000036

(式(1-10)中、mは0~3の整数を表す)
Figure 0007388022000037

Figure 0007388022000038

(式中、mはそれぞれ独立に1~20の整数であり、
rはそれぞれ独立に0~5の整数である) Specific examples of the crosslinkable compound represented by formula (I) used in the present invention are as follows.
Figure 0007388022000027

Figure 0007388022000028

Figure 0007388022000029

Figure 0007388022000030

Figure 0007388022000031

Figure 0007388022000032

Figure 0007388022000033

Figure 0007388022000034

Figure 0007388022000035

Figure 0007388022000036

(In formula (1-10), m represents an integer from 0 to 3)
Figure 0007388022000037

Figure 0007388022000038

(In the formula, m is each independently an integer from 1 to 20,
(r is each independently an integer from 0 to 5)

上記式(1-1)乃至(1-11)は、本発明に用いられる式(1)で示される架橋性化合物の具体例でもある。また、上記式(1-21)乃至(1-25)は、本発明に用いられる式(II)で示される架橋性化合物の具体例でもある。 The above formulas (1-1) to (1-11) are also specific examples of the crosslinkable compound represented by formula (1) used in the present invention. Further, the above formulas (1-21) to (1-25) are also specific examples of the crosslinkable compound represented by formula (II) used in the present invention.

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物中の架橋性化合物(A)の含有割合は、全固形分に対し通常0.01乃至50質量%、好ましくは0.01乃至40質量%、より好ましくは0.1乃至30質量%である。 The content of the crosslinkable compound (A) in the resist underlayer film forming composition according to the present invention is usually 0.01 to 50% by mass, preferably 0.01 to 40% by mass, more preferably The content is 0.1 to 30% by mass.

mが1である場合の上記式(I)で表される化合物(A)、すなわち上記式(1)で表される架橋性化合物(A)は、下記式(101)で表されるi個のヒドロキシ基を有する化合物と、下記式(102)で表されるグリシジルエーテル化合物とを反応させることにより得ることができる。

Figure 0007388022000039

Figure 0007388022000040

[式中、V、i、R、n、A、Z、Tは上に定義したとおりである。] When m is 1, the compound (A) represented by the above formula (I), that is, the crosslinkable compound (A) represented by the above formula (1), is i compound represented by the following formula (101). It can be obtained by reacting a compound having a hydroxy group with a glycidyl ether compound represented by the following formula (102).
Figure 0007388022000039

Figure 0007388022000040

[wherein V, i, R, n, A, Z, and T are as defined above. ]

上記式(1)で表される架橋性化合物(A)は、下記式(103)で表されるi個のグリシジルエーテル基を有する化合物と、下記式(104)で表されるヒドロキシ化合物とを反応させることにより得ることができる。

Figure 0007388022000041

Figure 0007388022000042

[式中、V、i、R、n、A、Z、Tは上に定義したとおりである。] The crosslinkable compound (A) represented by the above formula (1) comprises a compound having i glycidyl ether groups represented by the following formula (103) and a hydroxy compound represented by the following formula (104). It can be obtained by reaction.
Figure 0007388022000041

Figure 0007388022000042

[wherein V, i, R, n, A, Z, and T are as defined above. ]

mが1より大きい場合の上記式(I)で表される化合物(A)、すなわち上記式(II)で表される架橋性化合物(A)は、下記式(105)で表されるジグリシジルエーテル化合物と、下記式(106)で表されるジヒドロキシ化合物とを反応させることにより得ることができる。

Figure 0007388022000043

Figure 0007388022000044

[式中、R、n、A、Tは上に定義したとおりである。] When m is larger than 1, the compound (A) represented by the above formula (I), that is, the crosslinkable compound (A) represented by the above formula (II), is diglycidyl represented by the following formula (105). It can be obtained by reacting an ether compound with a dihydroxy compound represented by the following formula (106).
Figure 0007388022000043

Figure 0007388022000044

[wherein R, n, A, and T are as defined above. ]

上記式(II)で表される架橋性化合物(A)は、下記式(107)で表されるジヒドロキシ化合物と、下記式(108)で表されるジグリシジルエーテル化合物とを反応させることにより得ることができる。

Figure 0007388022000045
Figure 0007388022000046
[式中、R、n、A、Tは上に定義したとおりである。] The crosslinkable compound (A) represented by the above formula (II) is obtained by reacting a dihydroxy compound represented by the following formula (107) with a diglycidyl ether compound represented by the following formula (108). be able to.
Figure 0007388022000045
Figure 0007388022000046
[wherein R, n, A, and T are as defined above. ]

いずれの反応も適切な溶媒中において、適切な触媒の存在下に行うことができる。
かかる溶媒は、上記した式(101)で表されるi個のヒドロキシ基を有する化合物と式(102)で表されるグリシジルエーテル化合物、式(103)で表されるi個のグリシジルエーテル基を有する化合物と式(104)で表されるヒドロキシ化合物、式(105)で表される化合物と式(106)で表される化合物、又は式(107)で表される化合物と式(108)で表される化合物を均一に溶解することができ、反応を阻害したり、副反応を誘発したりしない溶媒であれば特に限定されるものではない。
Either reaction can be carried out in a suitable solvent in the presence of a suitable catalyst.
Such a solvent contains a compound having i hydroxy groups represented by the above formula (101), a glycidyl ether compound represented by formula (102), and a glycidyl ether compound having i glycidyl ether groups represented by formula (103). a compound represented by formula (104) and a hydroxy compound represented by formula (104), a compound represented by formula (105) and a compound represented by formula (106), or a compound represented by formula (107) and formula (108) The solvent is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve the represented compound and does not inhibit the reaction or induce side reactions.

例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、4-メチル-2-ペンタノール、2―ヒドロキシイソ酪酸メチル、2―ヒドロキシイソ酪酸エチル、エトキシ酢酸エチル、酢酸2-ヒドロキシエチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2-ヘプタノン、メトキシシクロペンタン、アニソール、γ-ブチロラクトン、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、及びN,N-ジメチルアセトアミドが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの溶媒の中で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、乳酸ブチル、及びシクロヘキサノンが好ましい。 For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, 4-methyl-2-pentanol, methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate, ethoxy Ethyl acetate, 2-hydroxyethyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate , ethyl lactate, butyl lactate, 2-heptanone, methoxycyclopentane, anisole, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, and cyclohexanone are preferred.

触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の第四級アンモニウム塩、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド等の第四級ホスホニウム塩、トリフェニルホスフィン等のホスフィン系化合物等が挙げられる。エチルトリフェニルホスホニウムブロマイドが好ましい。 Examples of the catalyst include quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, quaternary phosphonium salts such as ethyltriphenylphosphonium bromide, and phosphine compounds such as triphenylphosphine. Ethyltriphenylphosphonium bromide is preferred.

また、反応系に未反応の酸や触媒、不活性化した触媒などを残存させないために触媒用陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂を用いることができる。 Further, in order to prevent unreacted acid, catalyst, inactivated catalyst, etc. from remaining in the reaction system, a cation exchange resin or an anion exchange resin for catalysts can be used.

[(B)架橋性化合物(A)と架橋反応可能な膜材料]
本発明に任意選択的に用いられる膜材料は、上記架橋性化合物(A)と架橋反応可能な材料であれば特に制限なく使用することができる。当該膜材料は、ポリマーであっても、オリゴマーであっても、分子量1,000以下の低分子化合物であってもよい。膜材料中に存在する架橋形成基としてはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシ基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
[(B) Membrane material capable of crosslinking reaction with crosslinkable compound (A)]
The membrane material optionally used in the present invention can be used without particular limitation as long as it is a material capable of crosslinking with the crosslinkable compound (A). The membrane material may be a polymer, an oligomer, or a low molecular weight compound with a molecular weight of 1,000 or less. Crosslinking groups present in the membrane material include, but are not limited to, hydroxy groups, carboxyl groups, amino groups, and alkoxy groups.

(a)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2011/021555 A1に開示されているような、下記式(1)で表される繰り返し構造単位を有する脂環式エポキシポリマーが挙げられる。

Figure 0007388022000047

(Tはポリマーの主鎖に脂肪族環を有する繰り返し単位構造を表し、Eはエポキシ基又はエポキシ基を有する有機基を表す。) (a) Examples of membrane materials capable of crosslinking include alicyclic epoxy polymers having a repeating structural unit represented by the following formula (1), as disclosed in WO 2011/021555 A1.
Figure 0007388022000047

(T represents a repeating unit structure having an aliphatic ring in the main chain of the polymer, and E represents an epoxy group or an organic group having an epoxy group.)

Eは前記脂肪族環への置換基であり、エポキシ基が脂肪族基に直接結合すること又はエポキシ基を有する有機基(例えばグリシジル基)が脂肪族基に結合することのどちらでも良い。
前記脂肪族環は、例えば4乃至10個の炭素原子が環状に連結したものであり、特に6個の炭素原子が環状に連結したものである。脂肪族環は、置換基E(エポキシ基又はエポキシ基を有する有機基)以外に他の置換基を有することができる。そのような置換基としては、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数6乃至20のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、及びアミノ基等が挙げられる。
上記式(1)で表される脂環式エポキシポリマーは、重量平均分子量が600~1,000,000、好ましくは1,000~200,000である。上記式(1)で表される脂環式エポキシポリマー(A)の繰り返し単位の数は2~3,000、又は3~600である。
E is a substituent to the aliphatic ring, and the epoxy group may be directly bonded to the aliphatic group, or the organic group having an epoxy group (for example, a glycidyl group) may be bonded to the aliphatic group.
The aliphatic ring is, for example, one in which 4 to 10 carbon atoms are connected in a ring, particularly 6 carbon atoms are connected in a ring. The aliphatic ring can have other substituents in addition to substituent E (an epoxy group or an organic group having an epoxy group). Examples of such substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, halogen atoms, nitro groups, and amino groups.
The alicyclic epoxy polymer represented by the above formula (1) has a weight average molecular weight of 600 to 1,000,000, preferably 1,000 to 200,000. The number of repeating units of the alicyclic epoxy polymer (A) represented by the above formula (1) is 2 to 3,000, or 3 to 600.

例えば、以下のポリマーが例示される。

Figure 0007388022000048
For example, the following polymers are exemplified.
Figure 0007388022000048

(b)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2014/024836 A1に開示されているような、下記式(1a)、式(1b)及び式(1c):

Figure 0007388022000049

[式中、2つのRはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基又はアミノ基を表し、2つのRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、アセタール基、アシル基又はグリシジル基を表し、Rは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表し、Rは水素原子、フェニル基又はナフチル基を表し、同一の炭素原子と結合するRとRがそれぞれフェニル基を表すとき互いに結合してフルオレン環を形成してもよく、式(1b)において2つのRが表す基及び2つのRが表す原子又は基は互いに異なっていてもよく、2つのkはそれぞれ独立に0又は1を表し、mは3乃至500の整数を表し、n、n及びnは2乃至500の整数を表し、pは3乃至500の整数を表し、Xは単結合又はヘテロ原子を表し、2つのQはそれぞれ独立に下記式(2):
Figure 0007388022000050

(式中、2つのR、2つのR、2つのR、2つのR、2つのk、n、n及びXは式(1b)と同義であり、2つのQはそれぞれ独立に前記式(2)で表される構造単位を表す。)で表される構造単位を表す。]
で表される繰り返し構造単位のうちいずれか1つ又は2つ以上を有するポリマーが挙げられる。 (b) Membrane materials capable of crosslinking reaction include the following formulas (1a), (1b), and (1c) as disclosed in WO 2014/024836 A1:
Figure 0007388022000049

[In the formula, each of the two R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group, or an amino group, and 2 Each of R 2 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an acetal group, an acyl group, or a glycidyl group, and R 3 has a substituent. R4 represents a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and when R3 and R4 bonded to the same carbon atom each represent a phenyl group, they bond to each other to form a fluorene ring. In formula (1b), the two groups represented by R 3 and the two atoms or groups represented by R 4 may be different from each other, the two k each independently represent 0 or 1, and m represents an integer from 3 to 500, n, n 1 and n 2 represent an integer from 2 to 500, p represents an integer from 3 to 500, X represents a single bond or a heteroatom, and the two Qs each Independently the following formula (2):
Figure 0007388022000050

(In the formula, two R 1 , two R 2 , two R 3 , two R 4 , two k, n 1 , n 2 and X are synonymous with formula (1b), and two Q 1 are Each independently represents a structural unit represented by the above formula (2).) represents a structural unit represented by the formula (2). ]
Examples include polymers having one or more of the repeating structural units represented by the following.

好ましくは、前記Rが表す芳香族炭化水素基はフェニル基、ナフチル基、アントリル基又はピレニル基である。 Preferably, the aromatic hydrocarbon group represented by R 3 is a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a pyrenyl group.

(c)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2010/147155 A1に開示されているような、下記式(1):

Figure 0007388022000051

(式(1)中、
及びRはそれぞれ水素原子、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭
素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケニル基、炭素原子数6
乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、かつ、該アル
キル基、該アルケニル基又は該アリール基は、エーテル結合、ケトン結合若しくはエステ
ル結合を含んでいても良い基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケ
ニル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群より選
択され、かつ、該アルキル基、該アルケニル基又は該アリール基は、エーテル結合、ケト
ン結合若しくはエステル結合を含んでいても良い基を表し、
はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基若しくはヒドロキシ基で置換されていても良い
炭素原子数6乃至40のアリール基又は複素環基を表し、
は水素原子、又はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基若しくはヒドロキシ基で置換さ
れていても良い、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数6乃至40のアリール
基又は複素環基を表し、そして
とRはそれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成してもよく、
n1及びn2はそれぞれ1乃至3の整数である。)で表される単位構造を含むポリマーが挙げられる。 (c) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1) as disclosed in WO 2010/147155 A1:
Figure 0007388022000051

(In formula (1),
R 1 and R 2 are each a hydrogen atom, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and 6 carbon atoms.
to 40 aryl groups, and combinations thereof, and the alkyl group, the alkenyl group, or the aryl group represents a group that may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond;
R 3 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a combination thereof; The alkyl group, the alkenyl group, or the aryl group represents a group that may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond,
R 4 represents an aryl group or heterocyclic group having 6 to 40 carbon atoms which may be substituted with a halogen group, nitro group, amino group or hydroxy group,
R 5 is a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or a heterocyclic group, which may be substituted with a halogen group, nitro group, amino group, or hydroxy group. and R 4 and R 5 together with the carbon atoms to which they are attached may form a ring,
n1 and n2 are each integers from 1 to 3. ) Polymers containing a unit structure represented by:

好ましくは、前記式(1)中、R、R、R、及びRはそれぞれ水素原子を表し、Rはフェニル基又はナフチル基を表す単位構造を含むポリマーである。
好ましくは、前記式(1)中、R、R、及びRはそれぞれ水素原子を表し、そしてR及びRはそれらが結合する炭素原子と一緒になってフルオレン環を形成し、その際、該炭素原子は形成された該フルオレン環の9位の炭素原子である単位構造を含む、請求項1に記載のポリマーである。
Preferably, in the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , and R 5 each represent a hydrogen atom, and R 4 is a polymer containing a unit structure representing a phenyl group or a naphthyl group.
Preferably, in the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, and R 4 and R 5 together with the carbon atoms to which they are bonded form a fluorene ring, The polymer according to claim 1, wherein the carbon atom includes a unit structure in which the carbon atom is the carbon atom at the 9-position of the formed fluorene ring.

好ましくは、下記式(2)及び/又は式(3):

Figure 0007388022000052

(式(2)及び式(3)中、
、R、R、R、及びRはそれぞれ水素原子、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケニル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、かつ、該アルキル基、該アルケニル基又は該アリール基は、エーテル結合、ケトン結合若しくはエステル結合を含んでいても良い基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケニル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、かつ、該アルキル基、該アルケニル基又は該アリール基は、エーテル結合、ケトン結合若しくはエステル結合を含んでいても良い基を表し、
はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基若しくはヒドロキシ基で置換されていても良い炭素原子数6乃至40のアリール基又は複素環基を表し、
は水素原子、又はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基若しくはヒドロキシ基で置換されていても良い、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数6乃至40のアリール基又は複素環基を表し、そして
とRはそれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成してもよく、
n1及びn2はそれぞれ1乃至3の整数であり、
n3乃至n5はそれぞれ1乃至4の整数である。)で表される単位構造を含むポリマーである。 Preferably, the following formula (2) and/or formula (3):
Figure 0007388022000052

(In formula (2) and formula (3),
R 1 , R 2 , R 6 , R 7 , and R 8 are each a hydrogen atom, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. group, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a combination thereof, and the alkyl group, the alkenyl group, or the aryl group contains an ether bond, a ketone bond, or an ester bond. also represents a good group,
R 3 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a combination thereof; The alkyl group, the alkenyl group, or the aryl group represents a group that may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond,
R 4 represents an aryl group or heterocyclic group having 6 to 40 carbon atoms which may be substituted with a halogen group, nitro group, amino group or hydroxy group,
R 5 is a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or a heterocyclic group, which may be substituted with a halogen group, nitro group, amino group, or hydroxy group. and R 4 and R 5 together with the carbon atoms to which they are attached may form a ring,
n1 and n2 are each integers from 1 to 3,
n3 to n5 are integers from 1 to 4, respectively. ) is a polymer containing a unit structure represented by

好ましくは、前記式(2)及び/又は式(3)中、R、R、R、R、R、R、及びRはそれぞれ水素原子を表し、Rはフェニル基又はナフチル基を表す単位構造を含むポリマーである。 Preferably, in the formula (2) and/or formula (3), R 1 , R 2 , R 3 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrogen atom, and R 4 represents a phenyl group. Or it is a polymer containing a unit structure representing a naphthyl group.

(d)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2013/005797 A1に開示されているような、縮合ヘテロ環化合物とビシクロ環化合物との反応物からなる単位構造を含むポリマーが挙げられる。 (d) Examples of membrane materials capable of crosslinking include polymers containing a unit structure consisting of a reactant of a fused heterocyclic compound and a bicyclocyclic compound, as disclosed in WO 2013/005797 A1.

好ましくは、上記縮合ヘテロ環化合物がカルバゾール化合物、又は置換カルバゾール化合物である。
好ましくは、上記ビシクロ環化合物がジシクロペンタジエン、置換ジシクロペンタジエン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3,8-ジエン、又は置換テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3,8-ジエンである。
Preferably, the fused heterocyclic compound is a carbazole compound or a substituted carbazole compound.
Preferably, the bicyclo ring compound is dicyclopentadiene, substituted dicyclopentadiene, tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodeca-3,8-diene, or substituted tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodeca-3,8-diene.

好ましくは、上記ポリマーが下記式(1)で表される単位構造、式(2)で表される単位構造、式(3)で表される単位構造又はそれらの組み合わせを含むポリマーである。

Figure 0007388022000053

(式中、R乃至R14は水素原子の置換基であり、それぞれ独立にハロゲン基、ニトロ基、アミノ基若しくはヒドロキシ基、又はそれらの基で置換されていても良い炭素原子数1乃至10のアルキル基若しくは炭素原子数6乃至40のアリール基であり、Arは炭素原子数6乃至40の芳香環基であり、n、n、n、n、n、n10、n13、n14及びn15はそれぞれ0乃至3の整数であり、n、n、n、n、n11及びn12はそれぞれ0乃至4の整数である。)
好ましくは、上記式(3)中、Arがフェニル基又はナフチル基である。 Preferably, the polymer is a polymer containing a unit structure represented by the following formula (1), a unit structure represented by formula (2), a unit structure represented by formula (3), or a combination thereof.
Figure 0007388022000053

(In the formula, R 1 to R 14 are substituents for a hydrogen atom, and each has a carbon atom number of 1 to 10 and may be independently substituted with a halogen group, nitro group, amino group, or hydroxy group, or a group thereof. is an alkyl group or an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, Ar is an aromatic ring group having 6 to 40 carbon atoms, and n 1 , n 2 , n 5 , n 6 , n 9 , n 10 , n 13 , n 14 and n 15 are each an integer from 0 to 3, and n 3 , n 4 , n 7 , n 8 , n 11 and n 12 are each an integer from 0 to 4.)
Preferably, in the above formula (3), Ar is a phenyl group or a naphthyl group.

(e)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2012/176767 A1に開示されているような、式(1):

Figure 0007388022000054

(式(1)中、Aはポリヒドロキシベンゼンに由来するヒドロキシ基置換フェニレン基であり、Bは2~4個のベンゼン環が縮合した1価の縮合芳香族炭化水素環基である。)の単位構造を含むポリマーが挙げられる。 (e) As a membrane material capable of crosslinking reaction, formula (1) as disclosed in WO 2012/176767 A1:
Figure 0007388022000054

(In formula (1), A is a hydroxy group-substituted phenylene group derived from polyhydroxybenzene, and B is a monovalent fused aromatic hydrocarbon ring group in which 2 to 4 benzene rings are fused.) Examples include polymers containing unit structures.

好ましくは、Aがベンゼンジオール又はベンゼントリオールに由来するヒドロキシ基置換フェニレン基である。
好ましくは、Aがカテコール、レソルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール、ヒドロキシキノール、又はフロログルシノールに由来するヒドロキシ基置換フェニレン基である。
好ましくは、Bの縮合芳香族炭化水素環基がナフタレン環基、アントラセン環基、又はピレン環基である。
好ましくは、Bの縮合芳香族炭化水素環基がハロゲン基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、二トリル基、又はこれらの組み合わせを置換基として有するものである。
Preferably, A is a hydroxy-substituted phenylene group derived from benzenediol or benzenetriol.
Preferably, A is a hydroxy-substituted phenylene group derived from catechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, hydroxyquinol, or phloroglucinol.
Preferably, the fused aromatic hydrocarbon ring group of B is a naphthalene ring group, an anthracene ring group, or a pyrene ring group.
Preferably, the condensed aromatic hydrocarbon ring group B has a halogen group, hydroxyl group, nitro group, amino group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, nitrile group, or a combination thereof as a substituent.

(f)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2013/047516 A1に開示されているような、下記式(1):

Figure 0007388022000055

(式(1)中、Ar、及びArはそれぞれベンゼン環、又はナフタレン環を表し、R及びRはそれぞれこれら環上の水素原子の置換基でありハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケニル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、かつ、該アルキル基、該アルケニル基及び該アリール基は、エーテル結合、ケトン結合、若しくはエステル結合を含んでいてもよい有機基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至10のアルケニル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及びそれらの組み合わせからなる群より選択され、かつ、該アルキル基、該アルケニル基及びアリール基は、エーテル結合、ケトン結合、若しくはエステル結合を含んでいてもよい有機基を表し、
は炭素原子数6乃至40のアリール基及び複素環基からなる群より選択され、かつ、該アリール基及び該複素環基は、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数6乃至40のアリール基、ホルミル基、カルボキシル基、又は水酸基で置換されていてもよい有機基を表し、
は水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及び複素環基からなる群より選択され、かつ、該アルキル基、該アリール基及び該複素環基は、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、若しくは水酸基で置換されていてもよい有機基を表し、そしてRとRはそれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。n1及びn2はそれぞれ0乃至3の整数である。)で表される単位構造(A)を含むポリマーが挙げられる。 (f) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1) as disclosed in WO 2013/047516 A1:
Figure 0007388022000055

(In formula (1), Ar 1 and Ar 2 each represent a benzene ring or a naphthalene ring, and R 1 and R 2 each represent a substituent for the hydrogen atom on these rings, such as a halogen group, a nitro group, or an amino group. , a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a combination thereof; , the alkenyl group and the aryl group represent an organic group that may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond,
R 3 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a combination thereof; The alkyl group, the alkenyl group, and the aryl group represent an organic group that may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond,
R4 is selected from the group consisting of an aryl group and a heterocyclic group having 6 to 40 carbon atoms, and the aryl group and the heterocyclic group are halogen groups, nitro groups, amino groups, and 1 to 10 carbon atoms. represents an organic group optionally substituted with an alkyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a formyl group, a carboxyl group, or a hydroxyl group,
R 5 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a heterocyclic group, and The group represents an organic group which may be substituted with a halogen group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group, and R 4 and R 5 together with the carbon atoms to which they are bonded form a ring. Good too. n1 and n2 are each integers from 0 to 3. ) Polymers containing the unit structure (A) represented by:

好ましくは、上記式(1)のRが水素原子であり、Rが置換されていてもよいフェニル基、ナフチル基、アントリル基、又はピレニル基である。
好ましくは、上記式(1)のRが水素原子又はフェニル基である。
好ましくは、上記単位構造(A)においてArとArは、いずれか一方がベンゼン環であり他方がナフタレン環である単位構造(a1)を含む。
好ましくは、上記単位構造(A)においてArとArは、共にベンゼン環となる単位構造(a2)を含む。
好ましくは、単位構造(a1)と単位構造(a2)を含む共重合体である。
Preferably, R 5 in the above formula (1) is a hydrogen atom, and R 4 is an optionally substituted phenyl group, naphthyl group, anthryl group, or pyrenyl group.
Preferably, R 3 in the above formula (1) is a hydrogen atom or a phenyl group.
Preferably, in the unit structure (A), Ar 1 and Ar 2 include a unit structure (a1) in which one of Ar 1 and Ar 2 is a benzene ring and the other is a naphthalene ring.
Preferably, in the unit structure (A), Ar 1 and Ar 2 both include a unit structure (a2) that is a benzene ring.
Preferably, it is a copolymer containing unit structure (a1) and unit structure (a2).

好ましくは、式(1)の単位構造(A)と下記式(2)の単位構造(B):

Figure 0007388022000056

(式(2)中、Rは炭素原子数6乃至40のアリール基及び複素環基からなる群より選択され、かつ、該アリール基及び該複素環基は、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数6乃至40のアリール基、ホルミル基、カルボキシル基、又は水酸基で置換されていてもよい有機基を表し、Rは水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数6乃至40のアリール基、及び複素環基からなる群より選択され、かつ、該アルキル基、該アリール基及び該複素環基は、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、若しくは水酸基で置換されていてもよい有機基を表し、そしてRとRはそれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。)を含む共重合体である。
好ましくは、単位構造(a1)と単位構造(B)を含む共重合体である。 Preferably, the unit structure (A) of formula (1) and the unit structure (B) of the following formula (2):
Figure 0007388022000056

(In formula (2), R 6 is selected from the group consisting of an aryl group and a heterocyclic group having 6 to 40 carbon atoms, and the aryl group and the heterocyclic group are a halogen group, a nitro group, an amino group. , represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a formyl group, a carboxyl group, or an organic group which may be substituted with a hydroxyl group. , R 7 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a heterocyclic group, and The cyclic group represents an organic group which may be substituted with a halogen group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group, and R 6 and R 7 together with the carbon atoms to which they are bonded form a ring. ) is a copolymer containing
Preferably, it is a copolymer containing the unit structure (a1) and the unit structure (B).

(g)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2013/146670 A1に開示されているような、下記式(1):

Figure 0007388022000057

(式(1)中、R、R、及びRは環の水素原子の置換基であって、それぞれ独立に、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、水酸基、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数2乃至10のアルケニル基、炭素数6乃至40のアリール基、又はエーテル結合、ケトン結合、若しくはエステル結合を含んでいても良いそれらの組み合わせである。Rは水素原子、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数2乃至10のアルケニル基、炭素数6乃至40のアリール基、又はエーテル結合、ケトン結合、若しくはエステル結合を含んでいても良いそれらの組み合わせである。Rは水素原子、又はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ホルミル基、カルボキシル基、カルボン酸アルキルエステル基、フェニル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、若しくは水酸基で置換されていても良い炭素数6乃至40のアリール基、又は複素環基であり、Rは水素原子、又はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ホルミル基、カルボキシル基、カルボン酸アルキルエステル基、若しくは水酸基で置換されていても良い炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至40のアリール基、又は複素環基であり、あるいはRとRはそれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していても良い。環A及び環Bはそれぞれベンゼン環、ナフタレン環、又はアントラセン環を示す。n1、n2、及びn3はそれぞれ0以上で、且つ環に置換できる最大の数までの整数である。)で表される単位構造を有するポリマーが挙げられる。 (g) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1) as disclosed in WO 2013/146670 A1:
Figure 0007388022000057

(In formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are substituents for the hydrogen atom of the ring, and each independently represents a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or a combination thereof which may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond.R 4 is a hydrogen atom, a carbon number R 5 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or a combination thereof which may contain an ether bond, a ketone bond, or an ester bond. 6 to 6 carbon atoms, which may be substituted with a hydrogen atom, or a halogen group, a nitro group, an amino group, a formyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid alkyl ester group, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydroxyl group 40 aryl group or heterocyclic group, and R 6 is a hydrogen atom, or a carbon group optionally substituted with a halogen group, nitro group, amino group, formyl group, carboxyl group, carboxylic acid alkyl ester group, or hydroxyl group. It is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, or a heterocyclic group, or R 5 and R 6 may form a ring together with the carbon atoms to which they are bonded. Ring A and Ring B each represent a benzene ring, a naphthalene ring, or an anthracene ring. n1, n2, and n3 are each an integer of 0 or more and up to the maximum number that can be substituted on the ring. Examples include polymers having a unit structure.

好ましくは、環A及び環Bが共にベンゼン環であり、n1、n2、及びn3が0であり、Rが水素原子である。
好ましくは、Rが水素原子、又はハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、ホルミル基、カルボキシル基、カルボン酸アルキルエステル基、フェニル基、炭素数1乃至10のアルコキシ基、若しくは水酸基で置換されていても良いフェニル基、ナフチル基、アントリル基、又はピレニル基であり、Rが水素原子である。
Preferably, ring A and ring B are both benzene rings, n1, n2, and n3 are 0, and R4 is a hydrogen atom.
Preferably, R 5 is substituted with a hydrogen atom, a halogen group, a nitro group, an amino group, a formyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid alkyl ester group, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydroxyl group. is also a phenyl group, naphthyl group, anthryl group, or pyrenyl group, and R 6 is a hydrogen atom.

(h)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2014/129582 A1に開示されているような、下記式(1a)、式(1b)及び式(1c):

Figure 0007388022000058

[式中、2つのRはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基又はアミノ基を表し、2つのRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、アセタール基、アシル基又はグリシジル基を表し、Rは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表し、Rは水素原子、フェニル基又はナフチル基を表し、同一の炭素原子と結合するRとRがそれぞれフェニル基を表すとき互いに結合してフルオレン環を形成してもよく、式(1b)において2つのRが表す基及び2つのRが表す原子又は基は互いに異なっていてもよく、2つのkはそれぞれ独立に0又は1を表し、mは3乃至500の整数を表し、n、n及びnは2乃至500の整数を表し、pは3乃至500の整数を表し、Xは単結合又はヘテロ原子を表し、2つのQはそれぞれ独立に下記式(2):
Figure 0007388022000059

(式中、2つのR、2つのR、2つのR、2つのR、2つのk、n、n及びXは式(1b)と同義であり、2つのQはそれぞれ独立に前記式(2)で表される構造単位を表す。)
で表される構造単位を表す。]
で表される繰り返し構造単位のうちいずれか1つ又は2つ以上を有するポリマーが挙げられる。 (h) Membrane materials capable of crosslinking reaction include the following formulas (1a), (1b), and (1c) as disclosed in WO 2014/129582 A1:
Figure 0007388022000058

[In the formula, each of the two R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group, or an amino group, and 2 Each R 2 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an acetal group, an acyl group, or a glycidyl group, and R 3 has a substituent. R4 represents a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and when R3 and R4 bonded to the same carbon atom each represent a phenyl group, they bond to each other to form a fluorene ring. In formula (1b), the two groups represented by R 3 and the two atoms or groups represented by R 4 may be different from each other, the two k each independently represent 0 or 1, and m represents an integer from 3 to 500, n, n 1 and n 2 represent an integer from 2 to 500, p represents an integer from 3 to 500, X represents a single bond or a heteroatom, and the two Qs each Independently the following formula (2):
Figure 0007388022000059

(In the formula, two R 1 , two R 2 , two R 3 , two R 4 , two k, n 1 , n 2 and X are synonymous with formula (1b), and two Q 1 are Each independently represents a structural unit represented by the above formula (2).)
represents the structural unit represented by ]
Examples include polymers having one or more of the repeating structural units represented by the following.

好ましくは、前記Rが表す芳香族炭化水素基はフェニル基、ナフチル基、アントリル基又はピレニル基である。 Preferably, the aromatic hydrocarbon group represented by R 3 is a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a pyrenyl group.

(i)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2016/072316 A1に開示されているような、下記式(1):

Figure 0007388022000060

(式(1)中、R乃至Rはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を示す。Xはアルキル基、アミノ基、又はヒドロキシル基で置換されていても良い少なくとも一つのアリーレン基を含む二価の有機基を示す。)で表される単位構造を含むポリマーが挙げられる。 (i) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1) as disclosed in WO 2016/072316 A1:
Figure 0007388022000060

(In formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X 1 contains at least one arylene group that may be substituted with an alkyl group, an amino group, or a hydroxyl group. (represents a divalent organic group.) Polymers containing a unit structure represented by:

好ましくは、式(1)中、Xの定義におけるアリーレン基がフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、フルオレニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、ピレニレン基、又はカルバゾリレン基である。 Preferably, in formula (1), the arylene group in the definition of X 1 is a phenylene group, biphenylene group, terphenylene group, fluorenylene group, naphthylene group, anthrylene group, pyrenylene group, or carbazorylene group.

好ましくは、式(1)中、Xが式(2):

Figure 0007388022000061

〔式(2)中、Aはフェニレン基又はナフチレン基を表す。Aはフェニレン基、ナフチレン基、又は式(3):
Figure 0007388022000062

(式(3)中、A及びAはそれぞれ独立にフェニレン基又はナフチレン基を表す。点線は結合を表す。)で示される有機基を表す。点線は結合を表す。〕で表される有機基である。 Preferably, in formula (1), X 1 is formula (2):
Figure 0007388022000061

[In formula (2), A 1 represents a phenylene group or a naphthylene group. A2 is a phenylene group, a naphthylene group, or formula (3):
Figure 0007388022000062

(In formula (3), A 3 and A 4 each independently represent a phenylene group or a naphthylene group. A dotted line represents a bond.) represents an organic group. Dotted lines represent bonds. ] is an organic group represented by

(j)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2017/069063 A1に開示されているような、芳香族化合物(A)と炭素原子数2乃至26のアルキル基の第2級炭素原子又は第3級炭素原子に結合したホルミル基を有するアルデヒド(B)との反応により得られるノボラック樹脂が挙げられる。 (j) Film materials capable of crosslinking reaction include aromatic compounds (A) and secondary or tertiary carbon atoms of alkyl groups having 2 to 26 carbon atoms, as disclosed in WO 2017/069063 A1. Examples include novolak resins obtained by reaction with an aldehyde (B) having a formyl group bonded to a carbon atom.

好ましくは、ノボラック樹脂が下記式(1):

Figure 0007388022000063

(式(1)中、Aは炭素原子数6乃至40の芳香族化合物から誘導される二価基を示し、bは炭素原子数1乃至16のアルキル基を示し、bは水素原子又は炭素原子数1乃至9のアルキル基を示す。)で表される単位構造を含むものである。 Preferably, the novolac resin has the following formula (1):
Figure 0007388022000063

(In formula (1), A represents a divalent group derived from an aromatic compound having 6 to 40 carbon atoms, b 1 represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and b 2 represents a hydrogen atom or (representing an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms).

好ましくは、Aがアミノ基、ヒドロキシル基、又はその両者を含む芳香族化合物から誘導される二価基である。
好ましくは、Aがアリールアミン化合物、フェノール化合物、又はその両者を含む芳香族化合物から誘導される二価基である。
好ましくは、Aがアニリン、ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、ヒドロキシジフェニルアミン、カルバゾール、フェノール、N,N’-ジフェニルエチレンジアミン、N,N’-ジフェニル-1,4-フェニレンジアミン、又は多核フェノールから誘導される二価基である。
好ましくは、多核フェノールがジヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシベンゼン、ヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシナフタレン、トリヒドロキシナフタレン、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,2’-ビフェノール、又は1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタンである。
Preferably, A is a divalent group derived from an aromatic compound containing an amino group, a hydroxyl group, or both.
Preferably, A is a divalent group derived from an aromatic compound including an arylamine compound, a phenolic compound, or both.
Preferably, A is a dihydric phenol derived from aniline, diphenylamine, phenylnaphthylamine, hydroxydiphenylamine, carbazole, phenol, N,N'-diphenylethylenediamine, N,N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine, or polynuclear phenol. It is the basis.
Preferably, the polynuclear phenol is dihydroxybenzene, trihydroxybenzene, hydroxynaphthalene, dihydroxynaphthalene, trihydroxynaphthalene, tris(4-hydroxyphenyl)methane, tris(4-hydroxyphenyl)ethane, 2,2'-biphenol, or , 1,2,2-tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethane.

好ましくは、ノボラック樹脂が下記式(2):

Figure 0007388022000064

(式(2)中、a及びaはそれぞれ置換されていても良いベンゼン環又はナフタレン環を示し、Rは第2級アミノ基もしくは第3級アミノ基、置換されていても良い炭素原子数1乃至10の二価炭化水素基、アリーレン基、又はこれらの基が任意に結合した二価の基を示す。bは炭素原子数1乃至16のアルキル基を示し、bは水素原子又は炭素原子数1乃至9のアルキル基を示す。)で表される単位構造を含むものである。 Preferably, the novolak resin has the following formula (2):
Figure 0007388022000064

(In formula (2), a 1 and a 2 each represent an optionally substituted benzene ring or naphthalene ring, and R 1 is a secondary amino group or tertiary amino group, an optionally substituted carbon Represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 atoms, an arylene group, or a divalent group in which these groups are optionally bonded. b 3 represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and b 4 represents hydrogen. atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms).

(k)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2017/199768 A1に開示されているような、下記式(1a)及び/又は式(1b):

Figure 0007388022000065

[式(1a)及び(1b)中、2つのRはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基又はアミノ基を表し、2つのRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、アセタール基、アシル基又はグリシジル基を表し、Rは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、Rは水素原子、フェニル基又はナフチル基を表し、同一の炭素原子と結合するRとRがそれぞれフェニル基を表すとき互いに結合してフルオレン環を形成してもよく、2つのkはそれぞれ独立に0又は1を表し、mは3乃至500の整数を表し、pは3乃至500の整数を表し、Xはベンゼン環を表し、該ベンゼン環と結合する2つの-C(CH-基はメタ位又はパラ位の関係にある。]
で表される繰り返し構造単位を有するポリマーが挙げられる。 (k) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1a) and/or formula (1b) as disclosed in WO 2017/199768 A1:
Figure 0007388022000065

[In formulas (1a) and (1b), each of the two R 1 's independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group or represents an amino group, each of the two R 2 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an acetal group, an acyl group, or a glycidyl group, and R 3 represents an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have a substituent, R 4 represents a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and R 3 and R 4 bonded to the same carbon atom each represent phenyl When representing a group, they may be combined with each other to form a fluorene ring, the two k's each independently represent 0 or 1, m represents an integer of 3 to 500, p represents an integer of 3 to 500, X represents a benzene ring, and the two -C(CH 3 ) 2 - groups bonded to the benzene ring are in a meta- or para-position relationship. ]
Examples include polymers having repeating structural units represented by:

好ましくは、前記ポリマーは、少なくとも1種のビスフェノール化合物と少なくとも1種の芳香族アルデヒド又は芳香族ケトンとの重合反応物である。
好ましくは、前記Rが表す芳香族炭化水素基はフェニル基、ナフチル基、アントリル基又はピレニル基である。
Preferably, the polymer is a polymerization reaction product of at least one bisphenol compound and at least one aromatic aldehyde or aromatic ketone.
Preferably, the aromatic hydrocarbon group represented by R 3 is a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a pyrenyl group.

(l)架橋反応可能な膜材料としては、特開平11-511194に開示されているような、2.0より大きく10未満であるエポキシ官能価を有するポリ(エポキシド)樹脂が挙げられる。 (l) Membrane materials capable of crosslinking include poly(epoxide) resins having an epoxy functionality greater than 2.0 and less than 10, as disclosed in JP-A-11-511194.

好ましくは、ポリ(エポキシド)樹脂がビスフェノールA-エピクロロヒドリン樹脂生成物、エポキシノボラック、o-クレゾールエポキシノボラック、ポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミン、脂環式エポキシドおよびポリグリシジルエステルからなる群から選択される。
好ましくは、ポリ(エポキシド)樹脂が3.5より大きいエポキシ官能価を有する。
Preferably, the poly(epoxide) resin is selected from the group consisting of bisphenol A-epichlorohydrin resin products, epoxy novolacs, o-cresol epoxy novolacs, polyglycidyl ethers, polyglycidyl amines, cycloaliphatic epoxides, and polyglycidyl esters. be done.
Preferably the poly(epoxide) resin has an epoxy functionality greater than 3.5.

(m)架橋反応可能な膜材料又はノボラック膜材料としては、WO 2018/198960 A1に開示されているような、下記式(1)で示される化合物やノボラック膜材料が挙げられる。

Figure 0007388022000066

[式(1)中、
Figure 0007388022000067

は単結合又は二重結合を表し、
は、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
は、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
、R、R及びRは同一又は異なり、それぞれ水素原子、C1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~10のアルケニル基、C2~10のアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表し、上記アルキル基及びアリール基はC1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、アミノ基、グリシジル基又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、且つ、酸素原子又は硫黄原子で中断されていてもよく、
、R、R及びR10は同一又は異なり、それぞれ水素原子、ヒドロキシ基、C1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、C1~10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~20のアルケニル基又はC2~10のアルキニル基を表し、上記アシル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキル基、アリール基、アルケニル基及びアルキニル基は、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、グリシジル基及びカルボキシル基からなる群より選択される基を1つ又は複数有していても良く、
及びRは同一又は異なり、それぞれベンゼン環又はナフタレン環を表し、
n及びoは0又は1である。] (m) Examples of the membrane material or novolak membrane material capable of crosslinking include a compound represented by the following formula (1) and a novolak membrane material as disclosed in WO 2018/198960 A1.
Figure 0007388022000066

[In formula (1),
Figure 0007388022000067

represents a single bond or a double bond,
X 1 represents -N(R 1 )- or -CH(R 1 )-,
X 2 represents -N(R 2 )- or -CH(R 2 )-,
X 3 represents -N=, -CH=, -N(R 3 )- or -CH(R 3 )-,
X 4 represents -N=, -CH=, -N(R 4 )- or -CH(R 4 )-,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and each is a hydrogen atom, a C1-20 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-20 aryl group, a C2-10 alkenyl group, Represents a C2-10 alkynyl group, carboxyl group or cyano group, and the alkyl group and aryl group mentioned above are a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, an amino group, a glycidyl group, or may be substituted with a hydroxy group and may be interrupted with an oxygen atom or a sulfur atom,
R 5 , R 6 , R 9 and R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydroxy group, a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, a C1-10 straight Represents a chain, branched or cyclic alkyl group, C6-20 aryl group, C2-20 alkenyl group or C2-10 alkynyl group, and the above acyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkyl group, aryl group , the alkenyl group and the alkynyl group may have one or more groups selected from the group consisting of an amino group, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, a glycidyl group, and a carboxyl group,
R 7 and R 8 are the same or different and each represents a benzene ring or a naphthalene ring,
n and o are 0 or 1. ]

好ましくは、式(1)のR、R、R又はRが、ヒドロキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、且つ、酸素原子もしくは硫黄原子で中断されていてもよいC1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基である。 Preferably, R 1 , R 2 , R 3 or R 4 in formula (1) is a hydroxy group or C1-- which may be substituted with a hydroxy group and may be interrupted with an oxygen atom or a sulfur atom. 20 linear, branched or cyclic alkyl groups.

好ましくは、下記式(2)で示される繰り返し単位a、b、c、d、e、f、g、h、iの1つ又は複数を1単位以上含有する化合物である。

Figure 0007388022000068

Figure 0007388022000069

式(2)
[式(2)中、
Figure 0007388022000070

は単結合又は二重結合を表し、
は、-N(R)-、-CH(R)-、-N<又は-CH<を表し、
は、-N(R)-、-CH(R)-、-N<又は-CH<を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-、-CH(R)-、-N<又は-CH<を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-、-CH(R)-、-N<又は-CH<を表し、
、R、R及びRは同一又は異なり、それぞれ水素原子、C1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~10のアルケニル基、C2~10のアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表し、上記アルキル基及びアリール基はC1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、アミノ基、グリシジル基又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、且つ、酸素原子又は硫黄原子で中断されていてもよく、
、R、R及びR10は同一又は異なり、それぞれ水素原子、ヒドロキシ基、C1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、C1~10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~20のアルケニル基又はC2~10のアルキニル基を表し、上記アシル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキル基、アリール基、アルケニル基及びアルキニル基は、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、グリシジル基及びカルボキシル基からなる群より選択される基を1つ又は複数有していても良く、
及びRは同一又は異なり、それぞれベンゼン環又はナフタレン環を表し、
n及びoは0又は1であり、
とBは同一又は異なり、それぞれ水素原子、酸素原子もしくは硫黄原子で中断されていてもよいC1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基又はC6~40のアリール基及びC6~40の複素環基からなる群より選択される芳香族化合物由来の基を表し、BとBはこれらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成してもよく、前記芳香族化合物由来の基の水素原子は、C1~20のアルキル基、フェニル基、縮合環基、複素環基、ヒドロキシ基、アミノ基、エーテル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基又はカルボキシル基で置換されていてもよい。] Preferably, it is a compound containing one or more repeating units a, b, c, d, e, f, g, h, and i represented by the following formula (2).
Figure 0007388022000068

Figure 0007388022000069

Formula (2)
[In formula (2),
Figure 0007388022000070

represents a single bond or a double bond,
X 1 represents -N(R 1 )-, -CH(R 1 )-, -N< or -CH<,
X 2 represents -N(R 2 )-, -CH(R 2 )-, -N< or -CH<,
X 3 represents -N=, -CH=, -N(R 3 )-, -CH(R 3 )-, -N< or -CH<,
X 4 represents -N=, -CH=, -N(R 4 )-, -CH(R 4 )-, -N< or -CH<,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and each is a hydrogen atom, a C1-20 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-20 aryl group, a C2-10 alkenyl group, Represents a C2-10 alkynyl group, carboxyl group or cyano group, and the alkyl group and aryl group mentioned above are a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, an amino group, a glycidyl group, or may be substituted with a hydroxy group and may be interrupted with an oxygen atom or a sulfur atom,
R 5 , R 6 , R 9 and R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydroxy group, a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, a C1-10 straight Represents a chain, branched or cyclic alkyl group, C6-20 aryl group, C2-20 alkenyl group or C2-10 alkynyl group, and the above acyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkyl group, aryl group , the alkenyl group and the alkynyl group may have one or more groups selected from the group consisting of an amino group, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, a glycidyl group, and a carboxyl group,
R 7 and R 8 are the same or different and each represents a benzene ring or a naphthalene ring,
n and o are 0 or 1,
B 1 and B 2 are the same or different, each a C1-20 linear, branched or cyclic alkyl group which may be interrupted by a hydrogen atom, oxygen atom or sulfur atom, or a C6-40 aryl group, and a C6-40 aryl group; represents a group derived from an aromatic compound selected from the group consisting of ~40 heterocyclic groups, B 1 and B 2 may form a ring together with the carbon atoms to which they are bonded, and the aromatic The hydrogen atom of the group derived from the compound is substituted with a C1-20 alkyl group, phenyl group, fused ring group, heterocyclic group, hydroxy group, amino group, ether group, alkoxy group, cyano group, nitro group or carboxyl group. You can leave it there. ]

好ましくは、下記式(3)で示される繰り返し単位j、k、l、m、r、s、t、u、v、wの1つ又は複数を1単位以上含有する化合物である。

Figure 0007388022000071

Figure 0007388022000072

式(3)
[式(3)中、
Figure 0007388022000073

は単結合又は二重結合を表し、
は、-N<又は-CH<を表し、
は、-N<又は-CH<を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
は、-N=、-CH=、-N(R)-又は-CH(R)-を表し、
及びRは同一又は異なり、それぞれ水素原子、C1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~10のアルケニル基、C2~10のアルキニル基、カルボキシル基又はシアノ基を表し、上記アルキル基及びアリール基はC1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、アミノ基、グリシジル基又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、且つ、酸素原子又は硫黄原子で中断されていてもよく、
、R、R及びR10は同一又は異なり、それぞれ水素原子、ヒドロキシ基、C1~6のアシル基、C1~6のアルコキシ基、C1~6のアルコキシカルボニル基、C1~10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、C6~20のアリール基、C2~20のアルケニル基又はC2~10のアルキニル基を表し、上記アシル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキル基、アリール基、アルケニル基及びアルキニル基は、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、グリシジル基及びカルボキシル基からなる群より選択される基を1つ又は複数有していても良く、
及びRは同一又は異なり、それぞれベンゼン環又はナフタレン環を表し、
n及びoは0又は1であり、
p及びqは0~20の整数であり、
p個のメチレン基及びq個のメチレン基は2個以上の場合には酸素原子又は硫黄原子で中断されていてもよく、
は直接結合、又はC1~20のアルキル基、フェニル基、縮合環基、複素環基、ヒドロキシ基、アミノ基、エーテル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基もしくはカルボキシル基で置換されていてもよいC6~40の芳香族化合物由来の基を表す。] Preferably, it is a compound containing one or more of one or more of repeating units j, k, l, m, r, s, t, u, v, and w represented by the following formula (3).
Figure 0007388022000071

Figure 0007388022000072

Formula (3)
[In formula (3),
Figure 0007388022000073

represents a single bond or a double bond,
X 1 represents -N< or -CH<,
X 2 represents -N< or -CH<,
X 3 represents -N=, -CH=, -N(R 3 )- or -CH(R 3 )-,
X 4 represents -N=, -CH=, -N(R 4 )- or -CH(R 4 )-,
R 3 and R 4 are the same or different, and each is a hydrogen atom, a C1-20 linear, branched or cyclic alkyl group, a C6-20 aryl group, a C2-10 alkenyl group, a C2-10 alkynyl group , represents a carboxyl group or a cyano group, and the above alkyl group and aryl group are substituted with a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, an amino group, a glycidyl group, or a hydroxy group. and may be interrupted by an oxygen atom or a sulfur atom,
R 5 , R 6 , R 9 and R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a hydroxy group, a C1-6 acyl group, a C1-6 alkoxy group, a C1-6 alkoxycarbonyl group, a C1-10 straight Represents a chain, branched or cyclic alkyl group, C6-20 aryl group, C2-20 alkenyl group or C2-10 alkynyl group, and the above acyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkyl group, aryl group , the alkenyl group and the alkynyl group may have one or more groups selected from the group consisting of an amino group, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, a glycidyl group, and a carboxyl group,
R 7 and R 8 are the same or different and each represents a benzene ring or a naphthalene ring,
n and o are 0 or 1,
p and q are integers from 0 to 20,
When there are two or more p methylene groups and q methylene groups, they may be interrupted by an oxygen atom or a sulfur atom,
B3 is a direct bond or substituted with a C1-20 alkyl group, phenyl group, fused ring group, heterocyclic group, hydroxy group, amino group, ether group, alkoxy group, cyano group, nitro group or carboxyl group. Represents a group derived from a C6-40 aromatic compound. ]

好ましくは、式(1)のR、R、R又はRが、ヒドロキシ基又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、且つ、酸素原子もしくは硫黄原子で中断されていてもよいC1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基である。 Preferably, R 1 , R 2 , R 3 or R 4 in formula (1) is a hydroxy group or C1-- which may be substituted with a hydroxy group and may be interrupted with an oxygen atom or a sulfur atom. 20 linear, branched or cyclic alkyl groups.

(n)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2017/002653 A1に開示されているような、少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ基含有化合物と、1個のエポキシ付加反応性基を有するエポキシ付加体形成化合物との反応により形成されたエポキシ付加体が挙げられる。
かかるエポキシ付加体は例えば以下に例示することができる。
(n) Membrane materials capable of crosslinking include epoxy group-containing compounds having at least two epoxy groups and epoxy groups having one epoxy addition-reactive group, as disclosed in WO 2017/002653 A1. Included are epoxy adducts formed by reaction with adduct-forming compounds.
Such epoxy adducts can be exemplified below.

Figure 0007388022000074
Figure 0007388022000074

Figure 0007388022000075
Figure 0007388022000075

Figure 0007388022000076
Figure 0007388022000076

Figure 0007388022000077
Figure 0007388022000077

(式中、a、b、c、dはそれぞれ0又は1であり、a+b+c+d=1である。) (In the formula, a, b, c, and d are each 0 or 1, and a+b+c+d=1.)

(o)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2005/098542 A1に開示されているような、式(1): (o) As a membrane material capable of crosslinking reaction, formula (1) as disclosed in WO 2005/098542 A1:

Figure 0007388022000078

(式中、A、A、A、A、A、及びAは、それぞれ、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、Xは式(2)、式(3)、式(4)または式(5):
Figure 0007388022000078

(In the formula, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , and A 6 each represent a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, and X 1 is a formula (2), a formula (3), Formula (4) or formula (5):

Figure 0007388022000079

(式中R及びRはそれぞれ、水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数3~6のアルケニル基、ベンジル基またはフェニル基を表し、そして、前記フェニル基は、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、水酸基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよく、また、RとRは互いに結合して炭素原子数3~6の環を形成していてもよく、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数3~6のアルケニル基、ベンジル基またはフェニル基を表し、そして、前記フェニル基は、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、水酸基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよい)を表し、Qは式(6)または式(7):
Figure 0007388022000080

(式中Qは炭素原子数1~10のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、またはアントリレン基を表し、そして、前記フェニレン基、ナフチレン基、及びアントリレン基は、それぞれ、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、水酸基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよく、n及びnはそれぞれ0または1の数を表し、Xは式(2)、式(3)または式(5)を表す)を表す)で表される構造を有するポリマーが挙げられる。
Figure 0007388022000079

(In the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms, a benzyl group, or a phenyl group, and the phenyl group is a carbon Substituted with a group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 6 atoms, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, a hydroxyl group, and an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. Furthermore, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring having 3 to 6 carbon atoms, and R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms. -6 alkenyl group, benzyl group or phenyl group, and the phenyl group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, (optionally substituted with a group selected from the group consisting of a hydroxyl group and an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms), and Q represents formula (6) or formula (7):
Figure 0007388022000080

(In the formula, Q 1 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or an anthrylene group, and each of the phenylene group, naphthylene group, and anthrylene group has 1 to 6 carbon atoms. may be substituted with a group selected from the group consisting of an alkyl group, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, a hydroxyl group, and an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, n 1 and n 2 each represent the number 0 or 1, and X 2 represents formula (2), formula (3), or formula (5)).

好ましくは、前記式(1)で表される構造が式(12):

Figure 0007388022000081

(式中、R、R、Qは、上で定義されたと同じ意味を表す)
又は、式(13):
Figure 0007388022000082

(式中、Xは上で定義されたと同じ意味を表し、Yは炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、水酸基または炭素原子数1~6のアルキルチオ基を表し、mは0乃至4の整数を表し、そしてmが2乃至4の場合前記Yは同一であっても異なっていてもよい)
で表される構造である。 Preferably, the structure represented by formula (1) is represented by formula (12):
Figure 0007388022000081

(wherein R 1 , R 2 , Q represent the same meanings as defined above)
Or formula (13):
Figure 0007388022000082

(In the formula , represents an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, m represents an integer of 0 to 4, and when m is 2 to 4, the above Y may be the same or different)
This is the structure represented by .

(p)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2006/115074 A1に開示されているような、式(1)又は式(2):

Figure 0007388022000083

{式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、メチル基、エチル基又はハロゲン原子を表し、A、A、A、A、A、及びAは、それぞれ、水素原子、メチル基またはエチル基を表し、Qは式(3)または式(4):
Figure 0007388022000084

[式中、Qは炭素原子数1~15のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基、またはアントリレン基を表し、そして、前記フェニレン基、ナフチレン基、及びアントリレン基は、それぞれ、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよく、n及びnはそれぞれ0または1の数を表し、Xは式(5)、(6)または式(7):
Figure 0007388022000085

(式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数3~6のアルケニル基、ベンジル基またはフェニル基を表し、そして、前記フェニル基は、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよく、また、RとRは互いに結合して炭素原子数3~6の環を形成していてもよく、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数3~6のアルケニル基、ベンジル基またはフェニル基を表し、そして、前記フェニル基は、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、及び炭素原子数1~6のアルキルチオ基からなる群から選ばれる基で置換されていてもよい。)を表す。]を表す。}で表される繰り返しの単位構造を有するポリマーが挙げられる。 (p) As a membrane material capable of crosslinking reaction, formula (1) or formula (2) as disclosed in WO 2006/115074 A1:
Figure 0007388022000083

{In the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a halogen atom, and A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , and A 6 each represent a hydrogen atom , represents a methyl group or an ethyl group, and Q is formula (3) or formula (4):
Figure 0007388022000084

[In the formula, Q 1 represents an alkylene group, phenylene group, naphthylene group, or anthrylene group having 1 to 15 carbon atoms, and each of the phenylene group, naphthylene group, and anthrylene group has 1 to 15 carbon atoms. 6 alkyl group, halogen atom, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, nitro group, cyano group, hydroxyl group, and alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. Often, n 1 and n 2 each represent the number 0 or 1, and X 1 is represented by formula (5), (6) or formula (7):
Figure 0007388022000085

(In the formula, R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms, a benzyl group, or a phenyl group, and the phenyl group is A group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, a hydroxyl group, and an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. R 3 and R 4 may be substituted, and R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring having 3 to 6 carbon atoms, and R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a carbon atom. It represents an alkenyl group, a benzyl group, or a phenyl group having 3 to 6 carbon atoms, and the phenyl group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a nitro group, or a cyano group. may be substituted with a group selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group, and an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. ] represents. } Examples include polymers having a repeating unit structure represented by .

好ましくは、前記ポリマーが式(12):

Figure 0007388022000086

(式中、Qは前記と同義である。)で表される繰り返しの単位構造を有するポリマーである。 Preferably, the polymer has formula (12):
Figure 0007388022000086

It is a polymer having a repeating unit structure represented by (wherein Q has the same meaning as above).

好ましくは、前記ポリマーが式(13)及び式(14):

Figure 0007388022000087

[式中、Qは式(15)、式(16)または式(17):
Figure 0007388022000088

(式中、Y、m、R、R及びRは前記と同義である。)を表し、Qは式(18):
Figure 0007388022000089

(式中、Qは炭素原子数1~15のアルキレン基を表し、n及びnはそれぞれ0または1の数を表す。)を表す。]で表される繰り返しの単位構造を有するポリマーである。 Preferably, the polymer has formula (13) and formula (14):
Figure 0007388022000087

[wherein Q2 is formula (15), formula (16) or formula (17):
Figure 0007388022000088

(In the formula, Y, m, R 3 , R 4 and R 5 have the same meanings as above.), and Q 3 is the formula (18):
Figure 0007388022000089

(In the formula, Q 4 represents an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and n 3 and n 4 each represent a number of 0 or 1.) ] It is a polymer having a repeating unit structure represented by the following.

(q)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2008/069047 A1に開示されているような、下記式(1)、式(2)、及び式(3):

Figure 0007388022000090

(上記式中、
Xは水素原子又は芳香族縮合環を表わし、
Yは芳香族縮合環を表わし、XとYは互いに結合して縮合環を形成していても良く、
、R、R、R、R、R10、R11及びR12は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1ないし3のアルキル基を表わし、
、R及びRは、それぞれ、水素原子又は炭素原子数1ないし10の鎖状又は環状のアルキル基を表わし、
は炭素原子数1ないし10の鎖状又は環状のアルキル基又は炭素原子数6ないし20の芳香族基を表わし、また、
とRは互いに結合して環を形成していても良く、
M及びQはそれぞれ直接結合又は連結基を表わし、
nは0又は1の整数を表わす。)で表わされる単位構造からなる群から選ばれた少なくとも1種の単位構造を含むポリマー又はそれらポリマーの組み合わせからなり、該ポリマーを構成する全ての単位構造の総数を1.0とした場合、式(1)で表わされる単位構造の数(a)の割合、式(2)で表わされる単位構造の数(b)の割合及び式(3)で表わされる単位構造の数(c)の割合が、0.3≦a≦0.95、0.005≦b≦0.7、0≦c≦0.45となるポリマーが挙げられる。 (q) Membrane materials capable of crosslinking reaction include the following formulas (1), (2), and (3) as disclosed in WO 2008/069047 A1:
Figure 0007388022000090

(In the above formula,
X represents a hydrogen atom or an aromatic condensed ring,
Y represents an aromatic condensed ring, and X and Y may be bonded to each other to form a condensed ring,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 10 , R 11 and R 12 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
R 6 , R 7 and R 8 each represent a hydrogen atom or a chain or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 9 represents a chain or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms;
R 7 and R 8 may be bonded to each other to form a ring,
M and Q each represent a direct bond or a connecting group,
n represents an integer of 0 or 1. ) consisting of a polymer containing at least one unit structure selected from the group consisting of unit structures represented by the formula The ratio of the number (a) of unit structures represented by (1), the ratio of the number (b) of unit structures represented by formula (2), and the ratio of the number (c) of unit structures represented by formula (3) are , 0.3≦a≦0.95, 0.005≦b≦0.7, and 0≦c≦0.45.

好ましくは、式(1)及び式(2)で表わされる単位構造を含むポリマーであって、該ポリマーを構成する全ての単位構造の総数を1.0とした場合、式(1)で表わされる単位構造の数(a)の割合及び式(2)で表わされる単位構造の数(b)の割合が、0.305≦a+b≦1、0.3≦a≦0.95、0.005≦b≦0.7となるポリマーである。
好ましくは、式(1)及び式(3)で表わされる単位構造を含むポリマーであって、該ポリマーを構成する全ての単位構造の総数を1.0とした場合、式(1)で表わされる単位構造の数(a)の割合及び式(3)で表わされる単位構造の数(c)の割合が、0.35≦a+c≦1、0.3≦a≦0.95、0.05≦c≦0.7となるポリマーである。
好ましくは、式(1)、式(2)及び式(3)で表わされる単位構造を含むポリマーであって、該ポリマーを構成する全ての単位構造の総数を1.0とした場合、式(1)で表わされる単位構造の数(a)の割合、式(2)で表わされる単位構造の数(b)の割合及び式(3)で表わされる単位構造の数(c)の割合が、0.355≦a+b+c≦1、0.3≦a≦0.9、0.005≦b≦0.65、0.05≦c≦0.65となるポリマーである。
好ましくは、式(1)で表わされる単位構造が、ビニルナフタレン、アセナフチレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、又はそれらの誘導体からなる単位構造で
ある。
Preferably, a polymer containing unit structures represented by formulas (1) and (2), where the total number of all unit structures constituting the polymer is 1.0, The ratio of the number of unit structures (a) and the ratio of the number of unit structures (b) represented by formula (2) are 0.305≦a+b≦1, 0.3≦a≦0.95, 0.005≦ It is a polymer in which b≦0.7.
Preferably, a polymer containing unit structures represented by formulas (1) and (3), where the total number of all unit structures constituting the polymer is 1.0, The ratio of the number of unit structures (a) and the ratio of the number of unit structures (c) represented by formula (3) are 0.35≦a+c≦1, 0.3≦a≦0.95, 0.05≦ It is a polymer in which c≦0.7.
Preferably, the polymer includes unit structures represented by formula (1), formula (2), and formula (3), and when the total number of all unit structures constituting the polymer is 1.0, the formula ( The ratio of the number (a) of unit structures represented by 1), the ratio of the number (b) of unit structures represented by formula (2), and the ratio of the number (c) of unit structures represented by formula (3) are: The polymer satisfies 0.355≦a+b+c≦1, 0.3≦a≦0.9, 0.005≦b≦0.65, and 0.05≦c≦0.65.
Preferably, the unit structure represented by formula (1) is a unit structure composed of vinylnaphthalene, acenaphthylene, vinylanthracene, vinylcarbazole, or a derivative thereof.

(r)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2018/203464 A1に開示されているような、下記式(2):

Figure 0007388022000091

(式(2)中、2つのArはそれぞれアリール基を表し、該アリール基は置換基として少なくとも1つのヒドロキシ基を有し、Qはベンゼン環又はナフタレン環を少なくとも1つ有する二価の連結基、メチレン基又は単結合を表す。)で表される化合物が挙げられる。その分子量は、例えば150乃至600である。 (r) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (2) as disclosed in WO 2018/203464 A1:
Figure 0007388022000091

(In formula (2), each of the two Ar represents an aryl group, the aryl group has at least one hydroxy group as a substituent, and Q is a divalent linking group having at least one benzene ring or naphthalene ring. , represents a methylene group or a single bond). Its molecular weight is, for example, 150 to 600.

式(2)において、Arで表されるアリール基として、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、及びフェナントリル基が挙げられる。また、Qがベンゼン環又はナフタレン環を少なくとも1つ有する二価の連結基を表す場合、当該二価の連結基として、例えば、メチレン基の2つの水素原子のうち少なくとも1つがフェニル基、ビフェニリル基又はナフチル基で置換された二価の基、フェニレン基、ビフェニリレン基及びナフチレン基からなる群から選択される二価の芳香族基、並びに当該二価の芳香族基とメチレン基、エーテル基(-O-基)又はスルフィド基(-S-基)とを有する二価の基が挙げられる。当該モノマーとして、例えば、下記式(2-1)乃至式(2-6)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0007388022000092

(式(2-6)中、mは0~3の整数を表す) In formula (2), examples of the aryl group represented by Ar include a phenyl group, a biphenylyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. In addition, when Q represents a divalent linking group having at least one benzene ring or naphthalene ring, the divalent linking group includes, for example, a methylene group in which at least one of the two hydrogen atoms is a phenyl group or a biphenylyl group. or a divalent group substituted with a naphthyl group, a divalent aromatic group selected from the group consisting of a phenylene group, a biphenylylene group, and a naphthylene group, and the divalent aromatic group and a methylene group, an ether group (- Examples include divalent groups having a sulfide group (-O- group) or a sulfide group (-S- group). Examples of such monomers include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-6).
Figure 0007388022000092

(In formula (2-6), m represents an integer from 0 to 3)

(s)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2011/108365 A1及びWO 2016/143436 A1に開示されているような、フラーレン1分子に対して下記式(1):

Figure 0007388022000093

(式中、Rはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基を表す。)
で表されるマロン酸ジエステルが1乃至6分子付加したフラーレン誘導体が挙げられる。 (s) As a membrane material capable of crosslinking reaction, the following formula (1) is used for one molecule of fullerene as disclosed in WO 2011/108365 A1 and WO 2016/143436 A1:
Figure 0007388022000093

(In the formula, each R independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
Examples include fullerene derivatives to which one to six molecules of malonic acid diester represented by the following formula are added.

(t)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2011/132640 A1に開示されているような、室温大気圧下で液体状態にある、分子量300乃至10,000の多官能(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。 (t) As membrane materials capable of crosslinking reaction, polyfunctional (meth)acrylate compounds with a molecular weight of 300 to 10,000, which are in a liquid state at room temperature and atmospheric pressure, as disclosed in WO 2011/132640 A1, are used. Can be mentioned.

好ましくは、前記化合物が分子内に2乃至20個の(メタ)アクリレート基を有する化合物である。
好ましくは、前記化合物の分子量が300乃至2,300である。
Preferably, the compound has 2 to 20 (meth)acrylate groups in the molecule.
Preferably, the molecular weight of the compound is 300 to 2,300.

かかる化合物は、以下に例示することができる。 Such compounds can be exemplified below.

Figure 0007388022000094
Figure 0007388022000094

Figure 0007388022000095
Figure 0007388022000095

(u)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2017/154921 A1に開示されているような、部分構造(I)と部分構造(II)とを含む化合物(E)であって、該部分構造(II)がエポキシ基とプロトン発生化合物との反応により生じたヒドロキシ基を含み、該部分構造(I)は下記式(1-1)乃至式(1-5)で表される部分構造からなる群より選ばれる少なくとも一つの部分構造であるか、又は式(1-6)で表される部分構造と式(1-7)若しくは式(1-8)で表される部分構造との組み合わせからなる部分構造であり、該部分構造(II)は下記式(2-1)又は式(2-2)で表される部分構造である化合物(E)が挙げられる。

Figure 0007388022000096

(式中、R、R1a、R、R、R5a、及びR6aはそれぞれ炭素原子数1乃至10の飽和炭化水素基、炭素原子数6乃至40の芳香族炭化水素基、酸素原子、カルボニル基、イオウ原子、窒素原子、アミド基、アミノ基、又はそれらの組み合わせからなる基を示し、R、R2a、R、及びRは、それぞれ水素原子、炭素原子数1乃至10の飽和炭化水素基、炭素原子数2乃至10の不飽和炭化水素基、酸素原子、カルボニル基、アミド基、アミノ基、又はそれらの組み合わせからなる基を示し、R、R2a、R、Rは1価の基を、R、R1a、R、R5a、及びR6aは2価の基を、Rは3価の基を示し、R、R、R、R10及びR11はそれぞれ水素原子、又は炭素原子数1乃至10の飽和炭化水素基を示し、nは1乃至10の繰り返し単位数を示し、点線は隣接原子との化学結合を示す。) (u) A membrane material capable of crosslinking reaction is a compound (E) containing a partial structure (I) and a partial structure (II) as disclosed in WO 2017/154921 A1, wherein the partial structure (II) contains a hydroxy group generated by the reaction between an epoxy group and a proton-generating compound, and the partial structure (I) consists of a partial structure represented by the following formulas (1-1) to (1-5). At least one partial structure selected from the group, or a combination of a partial structure represented by formula (1-6) and a partial structure represented by formula (1-7) or formula (1-8) The partial structure (II) is a partial structure represented by the following formula (2-1) or formula (2-2).
Figure 0007388022000096

(In the formula, R 1 , R 1a , R 3 , R 5 , R 5a , and R 6a are each a saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, and oxygen Represents a group consisting of an atom, a carbonyl group, a sulfur atom, a nitrogen atom, an amide group, an amino group, or a combination thereof, and R 2 , R 2a , R 4 , and R 6 are each a hydrogen atom and a carbon atom number of 1 to 1. 10 saturated hydrocarbon groups, unsaturated hydrocarbon groups having 2 to 10 carbon atoms, oxygen atoms, carbonyl groups, amide groups, amino groups, or a combination thereof, R 2 , R 2a , R 4 , R 6 represents a monovalent group, R 1 , R 1a , R 3 , R 5a and R 6a represent a divalent group, R 5 represents a trivalent group, R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each represent a hydrogen atom or a saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, n represents the number of repeating units from 1 to 10, and the dotted line represents a chemical bond with an adjacent atom.)

好ましくは、化合物(E)は、エポキシ基とヒドロキシ基とを、0≦(エポキシ基)/(ヒドロキシ基)≦0.5となるモル比で含み、且つ、部分構造(II)を0.01≦(部分構造(II))/(部分構造(I)+部分構造(II))≦0.8となるモル比で含む。
好ましくは、化合物(E)が少なくとも一つの部分構造(I)と少なくとも一つの部分構造(II)とを含む化合物である。
好ましくは、上記R5a、及びR6aはそれぞれ炭素原子数1乃至10のアルキレン基、炭素原子数6乃至40のアリーレン基、酸素原子、カルボニル基、イオウ原子、又はそれらの組み合わせからなる2価の基である。
好ましくは、化合物(E)が部分構造(I)と部分構造(II)とをそれぞれ1乃至1000個の割合で含む。
Preferably, compound (E) contains an epoxy group and a hydroxy group in a molar ratio of 0≦(epoxy group)/(hydroxy group)≦0.5, and contains partial structure (II) of 0.01 It is included in a molar ratio such that ≦(partial structure (II))/(partial structure (I)+partial structure (II))≦0.8.
Preferably, compound (E) is a compound containing at least one partial structure (I) and at least one partial structure (II).
Preferably, R 5a and R 6a are each a divalent group consisting of an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 40 carbon atoms, an oxygen atom, a carbonyl group, a sulfur atom, or a combination thereof. It is the basis.
Preferably, compound (E) contains 1 to 1000 partial structures (I) and 1 to 1000 partial structures (II).

(v)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2018/030198 A1に開示されているような、少なくとも1つの光分解性含窒素構造及び/又は光分解性含イオウ構造と、炭化水素構造とを含む化合物が挙げられる。 (v) The membrane material capable of crosslinking reaction includes at least one photodegradable nitrogen-containing structure and/or photodegradable sulfur-containing structure and a hydrocarbon structure, as disclosed in WO 2018/030198 A1. Examples include compounds containing.

好ましくは、上記化合物は、光分解性含窒素構造及び/又は光分解性含イオウ構造を分子内に1個以上有する化合物である。
好ましくは、上記化合物は、光分解性窒素含窒素構造及び/又は光分解性含イオウ構造と、炭化水素構造とが同一分子内に存在する化合物であるか、又は該構造が異なる分子に夫々存在する化合物の組合せである。
好ましくは、上記炭化水素構造が炭素原子数1~40の飽和又は不飽和基であり、直鎖、分岐又は環状の炭化水素基である。
好ましくは、上記光分解性含窒素構造が、紫外線照射により反応性含窒素官能基もしくは反応性炭素官能基を生じる構造であるか、又は紫外線照射により生じた反応性含窒素官能基もしくは反応性含炭素官能基を含む構造である。
好ましくは、上記光分解性含窒素構造が、イオウ原子を含んでいても良い光分解性含窒素構造であって、該構造はアジド構造、テトラアゾール構造、トリアゾール構造、イミダゾール構造、ピラゾール構造、アゾール構造、ジアゾ構造、又はそれらの組み合わせを含む構造である。
好ましくは、上記光分解性含イオウ構造が、紫外線照射により有機イオウラジカルもしくは炭素ラジカルを生じる構造であるか、又は紫外線照射により生じた有機イオウラジカルもしくは炭素ラジカルを含む構造である。
好ましくは、上記光分解性含イオウ構造が、窒素原子を含んでいても良い光分解性含イオウ構造であって、該構造はトリスルフィド構造、ジスルフィド構造、スルフィド構造、チオケトン構造、チオフェン構造、チオール構造、又はそれらの組み合わせを含む構造である。
Preferably, the above compound is a compound having one or more photodegradable nitrogen-containing structures and/or photodegradable sulfur-containing structures in the molecule.
Preferably, the above compound is a compound in which a photodegradable nitrogen-containing structure and/or a photodegradable sulfur-containing structure and a hydrocarbon structure exist in the same molecule, or the structures exist in different molecules. It is a combination of compounds that
Preferably, the hydrocarbon structure is a saturated or unsaturated group having 1 to 40 carbon atoms, and is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group.
Preferably, the photodegradable nitrogen-containing structure is a structure that generates a reactive nitrogen-containing functional group or a reactive carbon functional group upon irradiation with ultraviolet rays, or a structure that generates a reactive nitrogen-containing functional group or a reactive carbon functional group upon irradiation with ultraviolet rays. It is a structure containing a carbon functional group.
Preferably, the photodegradable nitrogen-containing structure is a photodegradable nitrogen-containing structure that may contain a sulfur atom, and the structure is an azide structure, a tetraazole structure, a triazole structure, an imidazole structure, a pyrazole structure, an azole structure, etc. structure, diazo structure, or a combination thereof.
Preferably, the photodegradable sulfur-containing structure is a structure that generates organic sulfur radicals or carbon radicals upon irradiation with ultraviolet rays, or a structure that contains organic sulfur radicals or carbon radicals generated upon irradiation with ultraviolet rays.
Preferably, the photodegradable sulfur-containing structure is a photodegradable sulfur-containing structure that may contain a nitrogen atom, and the structure is a trisulfide structure, a disulfide structure, a sulfide structure, a thioketone structure, a thiophene structure, or a thiol structure. structure, or a structure including a combination thereof.

好ましくは、以下の化合物である。

Figure 0007388022000097

Figure 0007388022000098
Preferably, the following compounds are preferred.
Figure 0007388022000097

Figure 0007388022000098

(w)架橋反応可能な膜材料としては、WO 2019/013293 A1に開示されているような、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0007388022000099

(式(1)中、Rは、各々独立して炭素数1~30の2価の基であり、R~Rは、各々独立して炭素数1~10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、Rの少なくとも1つは水酸基又はチオール基であり、m、m及びmは、各々独立して0~9の整数であり、m及びmは、各々独立して0~8の整数であり、mは、1~9の整数であり、nは、0~4の整数であり、p~pは、各々独立して0~2の整数である。) (w) Examples of membrane materials capable of crosslinking include compounds represented by the following formula (1) as disclosed in WO 2019/013293 A1.
Figure 0007388022000099

(In formula (1), R 1 is each independently a divalent group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 to R 7 are each independently a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. a cyclic or cyclic alkyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a thiol group, or a hydroxyl group, at least one of R 5 is a hydroxyl group or a thiol group, m 2 , m 3 and m 6 are each independently an integer of 0 to 9, m 4 and m 7 are each independently an integer of 0 to 8, m 5 is an integer of 1 to 9, and n is an integer from 0 to 4, and p 2 to p 7 are each independently an integer from 0 to 2.)

好ましくは、以下の化合物である。

Figure 0007388022000100
Preferably, the following compounds are preferred.
Figure 0007388022000100

(x)架橋反応可能な膜材料としては、特開2016-216367に開示されているような、下記一般式(1)で示される化合物が挙げられる。

Figure 0007388022000101
(式中、n1及びn2はそれぞれ独立して0又は1を表し、Wは単結合又は下記式(2)で示される構造のいずれかである。Rは下記一般式(3)で示される構造のいずれかであり、m1及びm2はそれぞれ独立に0~7の整数を表す。ただし、m1+m2は1以上14以下である。)
Figure 0007388022000102

(式中、lは0~3の整数を表し、R~Rはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素置換されてもよい炭素数1~10のアルキル基、フェニル基、又はフェニルエチル基を表し、RとRが結合して環状化合物を形成してもよい。)
Figure 0007388022000103

(式中、*は芳香環への結合部位を表し、Qは炭素数1~30の直鎖状、分岐状の飽和又は不飽和の炭化水素基、炭素数4~20の脂環基、あるいは置換又は非置換のフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、又はピレニル基を表す。Qが炭素数1~30の直鎖状、分岐状の飽和又は不飽和の炭化水素基を表す場合、Qを構成するメチレン基が酸素原子又はカルボニル基に置換されていてもよい。) (x) Examples of membrane materials capable of crosslinking include compounds represented by the following general formula (1) as disclosed in JP-A No. 2016-216367.
Figure 0007388022000101
(In the formula, n1 and n2 each independently represent 0 or 1, and W is either a single bond or a structure represented by the following formula (2). R 1 is represented by the following general formula (3) structure, where m1 and m2 each independently represent an integer from 0 to 7.However, m1+m2 is 1 or more and 14 or less.)
Figure 0007388022000102

(In the formula, l represents an integer of 0 to 3, and R a to R f each independently represent a hydrogen atom, a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, or a phenylethyl group. (R a and R b may be combined to form a cyclic compound.)
Figure 0007388022000103

(In the formula, * represents a bonding site to an aromatic ring, Q 1 is a linear, branched, saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms, Or it represents a substituted or unsubstituted phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, or pyrenyl group. When Q 1 represents a linear, branched, saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, Q The methylene group constituting 1 may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.)

好ましくは、前記一般式(1)で示される化合物が、下記一般式(4)で示される化合物である。

Figure 0007388022000104

(式中、m3及びm4は1又は2を表し、W及びRは前記と同様である。) Preferably, the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (4).
Figure 0007388022000104

(In the formula, m3 and m4 represent 1 or 2, and W and R 1 are the same as above.)

好ましくは、前記Wが単結合又は下記式(5)で示される構造のいずれかである。

Figure 0007388022000105

(式中、lは上記と同様である。) Preferably, W is either a single bond or a structure represented by the following formula (5).
Figure 0007388022000105

(In the formula, l is the same as above.)

好ましくは、前記一般式(1)で示される化合物が分子内に2個以上のQを有し、かつ、前記Qとして下記一般式(6)で示される構造及び下記一般式(7)で示される構造をそれぞれ1種以上含むものである。

Figure 0007388022000106

(式中、**はカルボニル基への結合部位を表し、Rは炭素数1~30の直鎖状、分岐状の飽和又は不飽和の炭化水素基を表し、Rを構成するメチレン基が酸素原子又はカルボニル基に置換されていてもよい。)
Figure 0007388022000107

(式中、**はカルボニル基への結合部位を表し、Rは水素原子又は炭素数1~10の直鎖状、分岐状の炭化水素基を表し、Rは炭素数1~10の直鎖状、分岐状の炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ニトリル基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基、あるいは炭素数1~10のアルカノイルオキシ基を表す。n3及びn4は芳香環上の置換基の数を表し、それぞれ0~7の整数を表す。ただし、n3+n4は0以上7以下である。n5は0~2を表す。) Preferably, the compound represented by the general formula (1) has two or more Q 1 in the molecule, and the Q 1 has a structure represented by the following general formula (6) and the following general formula (7). Each of these structures includes one or more of the following structures.
Figure 0007388022000106

(In the formula, ** represents a bonding site to a carbonyl group, R h represents a linear, branched, saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and a methylene group constituting R h may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.)
Figure 0007388022000107

(In the formula, ** represents a bonding site to a carbonyl group, R i represents a hydrogen atom or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R j represents a bonding site to a carbonyl group. Represents a linear or branched hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a nitrile group, an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkanoyloxy group having 1 to 10 carbon atoms. n3 and n4 are Represents the number of substituents on the aromatic ring, each representing an integer from 0 to 7. However, n3+n4 is 0 to 7. n5 represents 0 to 2.)

(y)架橋反応可能な膜材料としては、特開2017-119670に開示されているような、下記一般式(1A)で示される化合物が挙げられる。

Figure 0007388022000108

(式中、Rは単結合、炭素数1~50の有機基、エーテル結合、-SO-基、又は-SO-基であり、Rは下記一般式(1B)で示される基であり、m1及びm2は1≦m1≦5、1≦m2≦5、かつ2≦m1+m2≦8を満たす整数である。)
Figure 0007388022000109

(式中、Xは下記一般式(1C)で示される基であり、Xは下記一般式(1D)で示される基である。)
Figure 0007388022000110

(式中、(X)は前記Xとの結合箇所を示す。)
Figure 0007388022000111

(式中、Xは炭素数1~10の二価有機基であり、n1は0又は1であり、n2は1又は2であり、Xは下記一般式(1E)で示される基であり、n5は0、1、又は2である。)
Figure 0007388022000112

(式中、R10は水素原子又は炭素数1~10の飽和もしくは不飽和の炭化水素基であり、式中のベンゼン環上の水素原子は、メチル基又はメトキシ基で置換されていてもよい。) (y) Examples of membrane materials capable of crosslinking include compounds represented by the following general formula (1A) as disclosed in JP-A No. 2017-119670.
Figure 0007388022000108

(In the formula, R is a single bond, an organic group having 1 to 50 carbon atoms, an ether bond, a -SO- group, or a -SO 2 - group, and R 1 is a group represented by the following general formula (1B). , m1 and m2 are integers satisfying 1≦m1≦5, 1≦m2≦5, and 2≦m1+m2≦8.)
Figure 0007388022000109

(In the formula, X 1 is a group represented by the following general formula (1C), and X is a group represented by the following general formula (1D).)
Figure 0007388022000110

(In the formula, (X) indicates the bonding point with the above-mentioned X.)
Figure 0007388022000111

(In the formula, X 2 is a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, n1 is 0 or 1, n2 is 1 or 2, and X 3 is a group represented by the following general formula (1E). Yes, n5 is 0, 1, or 2.)
Figure 0007388022000112

(In the formula, R 10 is a hydrogen atom or a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrogen atom on the benzene ring in the formula may be substituted with a methyl group or a methoxy group. .)

好ましくは、前記化合物の分子量が、2,500以下である。 Preferably, the molecular weight of the compound is 2,500 or less.

好ましくは、下記一般式(2A)で示される化合物及び下記一般式(3A)で示される化合物である。

Figure 0007388022000113

(式中、Rは単結合、炭素数1~50の有機基、エーテル結合、-SO-基、又は-SO-基であり、Rは下記一般式(2B)で示される基であり、m3及びm4は1≦m3≦5、1≦m4≦5、かつ2≦m3+m4≦8を満たす整数である。)
Figure 0007388022000114

(式中、X11は下記一般式(2C)で示される基であり、X’は下記一般式(2D)で示される基である。)
Figure 0007388022000115

(式中、(X’)は前記X’との結合箇所を示す。)
Figure 0007388022000116

(式中、n3は0又は1であり、n4は1又は2であり、Xは下記一般式(2E)で示される基であり、n6は0、1、又は2である。)
Figure 0007388022000117

(式中、R11は水素原子又は炭素数1~10の飽和もしくは不飽和の炭化水素基であり、式中のベンゼン環上の水素原子は、メチル基又はメトキシ基で置換されていてもよい。)
Figure 0007388022000118

(式中、R101、R102、R103、R104はそれぞれ独立に水酸基であり、m100は1、2、又は3であり、R100は、m100が1のときは水素原子又は水酸基であり、m100が2のときは単結合又は下記一般式(3B)で示される基であり、m100が3のときは下記一般式(3C)で示される基であり、式中の芳香環上の水素原子はメチル基又はメトキシ基で置換されてもよい。m101は0又は1であり、m102は1又は2であり、m103は0又は1であり、m104は1又は2であり、m105は0又は1である。m101が0の場合、n101及びn102は0≦n101≦3、0≦n102≦3、かつ1≦n101+n102≦4を満たす整数であり、m101が1の場合、n101、n102、n103、及びn104は0≦n101≦2、0≦n102≦2、0≦n103≦2、0≦n104≦2、かつ2≦n101+n102+n103+n104≦8を満たす整数である。)
Figure 0007388022000119

(式中、*は結合位置を示し、R106、R107は水素原子又は炭素数1~24のエステル結合を含まない有機基であり、R106とR107は結合して環状構造を形成してもよい。)
Figure 0007388022000120

(式中、*は結合位置を示し、R108は水素原子又は炭素数1~15の有機基である。) Preferred are compounds represented by the following general formula (2A) and compounds represented by the following general formula (3A).
Figure 0007388022000113

(In the formula, R is a single bond, an organic group having 1 to 50 carbon atoms, an ether bond, a -SO- group, or a -SO 2 - group, and R 2 is a group represented by the following general formula (2B). , m3 and m4 are integers satisfying 1≦m3≦5, 1≦m4≦5, and 2≦m3+m4≦8.)
Figure 0007388022000114

(In the formula, X 11 is a group represented by the following general formula (2C), and X' is a group represented by the following general formula (2D).)
Figure 0007388022000115

(In the formula, (X') indicates the bonding point with the above-mentioned X'.)
Figure 0007388022000116

(In the formula, n3 is 0 or 1, n4 is 1 or 2, X4 is a group represented by the following general formula (2E), and n6 is 0, 1, or 2.)
Figure 0007388022000117

(In the formula, R 11 is a hydrogen atom or a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrogen atom on the benzene ring in the formula may be substituted with a methyl group or a methoxy group. .)
Figure 0007388022000118

(In the formula, R 101 , R 102 , R 103 , and R 104 are each independently a hydroxyl group, m100 is 1, 2, or 3, and R 100 is a hydrogen atom or a hydroxyl group when m100 is 1. , when m100 is 2, it is a single bond or a group represented by the following general formula (3B), and when m100 is 3, it is a group represented by the following general formula (3C), and hydrogen on the aromatic ring in the formula Atoms may be substituted with methyl or methoxy groups. m101 is 0 or 1, m102 is 1 or 2, m103 is 0 or 1, m104 is 1 or 2, m105 is 0 or 1. When m101 is 0, n101 and n102 are integers that satisfy 0≦n101≦3, 0≦n102≦3, and 1≦n101+n102≦4, and when m101 is 1, n101, n102, n103, and n104 is an integer that satisfies 0≦n101≦2, 0≦n102≦2, 0≦n103≦2, 0≦n104≦2, and 2≦n101+n102+n103+n104≦8.)
Figure 0007388022000119

(In the formula, * indicates a bonding position, R 106 and R 107 are a hydrogen atom or an organic group having 1 to 24 carbon atoms and not containing an ester bond, and R 106 and R 107 are bonded to form a cyclic structure. )
Figure 0007388022000120

(In the formula, * indicates the bonding position, and R 108 is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 15 carbon atoms.)

(z)ポリエーテル膜材料としては、WO2012/050064に開示されているような、下記一般式(1)で示されるポリマーが挙げられる。
下記式(1):

Figure 0007388022000121

(式(1)中、Arは炭素数6乃至50のアリーレン基又は複素環基を含む有機基を表す。)で表される単位構造、下記式(2):
Figure 0007388022000122

(ただし、式(2)中、Ar、Ar、及びArはそれぞれ炭素数6乃至50のアリーレン基又は複素環基を含む有機基を表し、Tはカルボニル基またはスルホニル基を表す。)で表される単位構造、又は式(1)で表される単位構造及び式(2)で表される単位構造の組み合わせを含むポリマー。 (z) Examples of the polyether film material include polymers represented by the following general formula (1) as disclosed in WO2012/050064.
The following formula (1):
Figure 0007388022000121

(In formula (1), Ar 1 represents an organic group containing an arylene group or a heterocyclic group having 6 to 50 carbon atoms.) A unit structure represented by the following formula (2):
Figure 0007388022000122

(However, in formula (2), Ar 2 , Ar 3 , and Ar 4 each represent an organic group containing an arylene group or a heterocyclic group having 6 to 50 carbon atoms, and T represents a carbonyl group or a sulfonyl group.) A polymer containing a unit structure represented by formula (1) or a combination of a unit structure represented by formula (1) and a unit structure represented by formula (2).

上記架橋反応可能な膜材料(B)は、好ましくは、
(B1)脂肪族環を含有する膜材料(例えば上記(a)(m))、
(B2)ノボラック膜材料(例えば上記(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)(l))、
(B3)ポリエーテル膜材料(例えば上記(z))、
(B4)ポリエステル膜材料(例えば上記(o)(p))、
(B5)架橋性化合物(A)と異なる化合物(例えば上記(m)(n)(r)(s)(t)(u)(v)(w)(x)(y))、
(B6)芳香族縮合環を含有する膜材料(例えば上記(q))、
(B7)アクリル樹脂、及び
(B8)メタクリル樹脂
からなる群より選択される少なくとも一種を含む。
The membrane material (B) capable of crosslinking reaction preferably has the following properties:
(B1) Membrane material containing an aliphatic ring (for example, (a) and (m) above),
(B2) novolac membrane material (for example, (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) above),
(B3) polyether membrane material (e.g. (z) above),
(B4) polyester film material (e.g. (o) and (p) above),
(B5) A compound different from the crosslinkable compound (A) (for example, the above (m) (n) (r) (s) (t) (u) (v) (w) (x) (y)),
(B6) A membrane material containing an aromatic condensed ring (e.g. (q) above),
It contains at least one selected from the group consisting of (B7) acrylic resin and (B8) methacrylic resin.

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物が架橋反応可能な膜材料(B)(膜材料又はポリマー)を含む場合には、前記架橋反応可能な膜材料(B)の含有割合は、全固形分に対し通常1乃至99.9質量%、好ましくは50乃至99.9質量%、より好ましくは50乃至95質量%、更に好ましくは50乃至90質量%である。 When the resist underlayer film forming composition according to the present invention contains a film material (B) (film material or polymer) capable of a crosslinking reaction, the content ratio of the film material (B) capable of a crosslinking reaction is determined based on the total solid content. The amount is usually 1 to 99.9% by weight, preferably 50 to 99.9% by weight, more preferably 50 to 95% by weight, even more preferably 50 to 90% by weight.

[(C)酸触媒]
本発明に係るレジスト下層膜形成組成物に任意選択的に含まれる酸触媒は、上記した架橋化合物(A)と架橋反応可能な膜材料(B)との反応を促進し得る触媒であれば特に限定されるものではない。
[(C) Acid catalyst]
The acid catalyst optionally included in the resist underlayer film forming composition according to the present invention is particularly a catalyst that can promote the reaction between the above-mentioned crosslinking compound (A) and the film material (B) capable of crosslinking reaction. It is not limited.

酸触媒として、例えば、ピリジニウムp-トルエンスルホナート、ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート、ピリジニウムトリフルオロメタンスルホナート、p-トルエンスルホン酸、p-ヒドロキシベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、サリチル酸、カンファースルホン酸、5-スルホサリチル酸、クロロベンゼンスルホン酸、4-フェノールスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、クエン酸、安息香酸等のスルホン酸化合物及びカルボン酸化合物、並びにトリフルオロメタンスルホン酸の第4級アンモニウム塩であるK-PURE〔登録商標〕TAG2689、同TAG2690、同TAG2678、同CXC-1614(以上、キングインダストリーズ社製)、2,4,4,6-テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、2-ニトロベンジルトシレート、その他有機スルホン酸アルキルエステル等の熱酸発生剤が挙げられる。これらの酸触媒は1種単独で含有してもよいし、2種以上の組み合わせで含有することもできる。また、前記酸触媒の中で、ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナートが好ましい。 Examples of acid catalysts include pyridinium p-toluenesulfonate, pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate, pyridinium trifluoromethanesulfonate, p-toluenesulfonic acid, p-hydroxybenzenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, salicylic acid, and camphorsulfonic acid. , 5-sulfosalicylic acid, chlorobenzenesulfonic acid, methyl 4-phenolsulfonate, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, citric acid, benzoic acid, etc., sulfonic acid compounds and carboxylic acid compounds, and quaternary ammonium trifluoromethanesulfonic acid. Salt K-PURE [registered trademark] TAG2689, TAG2690, TAG2678, CXC-1614 (manufactured by King Industries), 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2 - Examples include thermal acid generators such as nitrobenzyl tosylate and other organic sulfonic acid alkyl esters. These acid catalysts may be contained alone or in combination of two or more. Among the acid catalysts, pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate is preferred.

反応系に未反応の酸や触媒、不活性化した触媒などを残存させないために触媒用イオン交換樹脂を用いることができる。触媒用イオン交換樹脂は例えば、スルホン酸型の強酸型イオン交換樹脂を用いることができる。 An ion exchange resin for catalysts can be used to prevent unreacted acids, catalysts, inactivated catalysts, etc. from remaining in the reaction system. As the ion exchange resin for the catalyst, for example, a sulfonic acid type strong acid type ion exchange resin can be used.

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物が酸触媒を含む場合には、前記酸触媒を、前記架橋剤の含有量に対し、例えば、1質量%乃至30質量%、好ましくは5質量%乃至15質量%含む。 When the resist underlayer film forming composition according to the present invention contains an acid catalyst, the acid catalyst is, for example, 1% by mass to 30% by mass, preferably 5% by mass to 15% by mass, based on the content of the crosslinking agent. Including mass%.

(D)溶剤
本発明に係るレジスト下層膜形成組成物において、上記した架橋化合物(A)、並びに任意成分である架橋反応可能な膜材料(B)、酸触媒(C)、及びその他の成分を溶解させる溶剤としては、これらの成分を均一に溶解し得る溶剤であれば特に限定されるものではない。
(D) Solvent In the resist underlayer film forming composition according to the present invention, the above-mentioned crosslinking compound (A), the optional crosslinkable film material (B), the acid catalyst (C), and other components are added. The solvent for dissolving is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve these components.

例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、4-メチル-2-ペンタノール、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、2-ヒドロキシイソ酪酸エチル、エトキシ酢酸エチル、酢酸2-ヒドロキシエチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2-ヘプタノン、メトキシシクロペンタン、アニソール、γ-ブチロラクトン、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、及びN,N-ジメチルアセトアミドが挙げられる。これらの溶剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, 4-methyl-2-pentanol, methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate, ethoxy Ethyl acetate, 2-hydroxyethyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate , ethyl lactate, butyl lactate, 2-heptanone, methoxycyclopentane, anisole, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

これらの溶剤の中で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、乳酸ブチル、及びシクロヘキサノンが好ましい。上記架橋性化合物(A)や架橋反応可能な膜材料(B)の調製のために用いた溶媒をそのまま溶剤として転用することは資源の有効利用に寄与し、有利である。 Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, and cyclohexanone are preferred. It is advantageous to reuse the solvent used for the preparation of the crosslinkable compound (A) and the crosslinkable membrane material (B) as a solvent, as it contributes to the effective use of resources.

また、これらの溶剤に、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を混合して使用することができる。 Further, high boiling point solvents such as propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monobutyl ether acetate can be mixed with these solvents.

溶剤の量は、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の固形分を好ましくは0.1乃至70質量%、より好ましくは0.1乃至60質量%とするように選択される。固形分とはレジスト下層膜形成組成物から溶剤を除いた全成分の含有割合をいう。 The amount of the solvent is selected so that the solid content of the resist underlayer film forming composition according to the present invention is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.1 to 60% by mass. The solid content refers to the content of all components in the resist underlayer film forming composition excluding the solvent.

[その他の成分]
本発明に係るレジスト下層膜形成組成物には、上記以外に必要に応じて界面活性剤、レオロジー調整剤、接着補助剤、吸光剤などを添加することができる。
[Other ingredients]
In addition to the above, surfactants, rheology modifiers, adhesion aids, light absorbers, and the like may be added to the resist underlayer film-forming composition according to the present invention, if necessary.

本発明のレジスト下層膜形成組成物は、任意成分として、半導体基板に対する塗布性を向上させるために界面活性剤を含有することができる。前記界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ〔登録商標〕EF301、同EF303、同EF352(以上、三菱マテリアル電子化成(株)製)、メガファック〔登録商標〕F171、同F173、同R-30、同R-30N、同R-40、同R-40-LM(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム(株)製)、アサヒガード〔登録商標〕AG710、サーフロン〔登録商標〕S-382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(以上、旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明のレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常2.0質量%以下、好ましくは1.0質量%以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また2種以上の組合せで添加することもできる。 The resist underlayer film forming composition of the present invention may contain a surfactant as an optional component in order to improve the coating properties on a semiconductor substrate. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, and polyoxyethylene. Polyoxyethylene alkylaryl ethers such as nonylphenyl ether, polyoxyethylene/polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan trioleate Sorbitan fatty acid esters such as stearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, etc. Nonionic surfactants such as oxyethylene sorbitan fatty acid esters, FTOP (registered trademark) EF301, EF303, EF352 (manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd.), Megafac (registered trademark) F171, F173 , R-30, R-30N, R-40, R-40-LM (manufactured by DIC Corporation), Florado FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), Asahi Guard Fluorine surfactants such as [Registered Trademark] AG710, Surflon [Registered Trademark] S-382, Surflon SC101, Surflon SC102, Surflon SC103, Surflon SC104, Surflon SC105, and Surflon SC106 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Organo Siloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be mentioned. These surfactants can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of these surfactants is usually 2.0% by mass or less, preferably 1.0% by mass or less, based on the total solid content of the resist underlayer film forming composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in combination of two or more.

レオロジー調整剤は、主にレジスト下層膜形成組成物の流動性を向上させ、特にベーキング工程において、レジスト下層膜の膜厚均一性の向上やホール内部へのレジスト下層膜形成組成物の充填性を高める目的で添加される。具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレート等のフタル酸誘導体、ジノルマルブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジノルマルブチルマレート、ジエチルマレート、ジノニルマレート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチルオレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイン酸誘導体、またはノルマルブチルステアレート、グリセリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げることができる。これらのレオロジー調整剤は、レジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常30質量%未満の割合で配合される。 The rheology modifier mainly improves the fluidity of the resist underlayer film forming composition, and improves the uniformity of the resist underlayer film thickness and the filling ability of the resist underlayer film forming composition into the holes, especially in the baking process. It is added for the purpose of enhancing. Specific examples include phthalic acid derivatives such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dihexyl phthalate, and butylisodecyl phthalate; adipic acid derivatives such as di-n-butyl adipate, diisobutyl adipate, diisooctyl adipate, and octyldecyl adipate; Examples include maleic acid derivatives such as normal butyl maleate, diethyl maleate, and dinonyl maleate; oleic acid derivatives such as methyl oleate, butyl oleate, and tetrahydrofurfuryl oleate; and stearic acid derivatives such as normal butyl stearate and glyceryl stearate. can. These rheology modifiers are usually blended in a proportion of less than 30% by mass based on the total solid content of the resist underlayer film forming composition.

接着補助剤は、主に基板あるいはレジストとレジスト下層膜形成組成物の密着性を向上させ、特に現像においてレジストが剥離しないようにするための目的で添加される。具体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、N,N’ービス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ビニルトリクロロシラン、γークロロプロピルトリメトキシシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン類、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2ーメルカプトベンズイミダゾール、2ーメルカプトベンゾチアゾール、2ーメルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環式化合物や、1,1ージメチルウレア、1,3ージメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げることができる。これらの接着補助剤は、リソグラフィー用レジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常5質量%未満、好ましくは2質量%未満の割合で配合される。 The adhesion auxiliary agent is added mainly for the purpose of improving the adhesion between the substrate or the resist and the resist underlayer film forming composition, and particularly for preventing the resist from peeling off during development. Specific examples include chlorosilanes such as trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, and chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and phenyltriethoxy. Alkoxysilanes such as silane, silazane such as hexamethyldisilazane, N,N'-bis(trimethylsilyl)urea, dimethyltrimethylsilylamine, trimethylsilylimidazole, vinyltrichlorosilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrisilane, etc. Silanes such as ethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, benzotriazole, benzimidazole, indazole, imidazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, urazol, thiouracil, mercapto Examples include heterocyclic compounds such as imidazole and mercaptopyrimidine, urea such as 1,1-dimethylurea and 1,3-dimethylurea, and thiourea compounds. These adhesion aids are generally blended in an amount of less than 5% by mass, preferably less than 2% by mass, based on the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film for lithography.

吸光剤としては例えば、「工業用色素の技術と市場」(CMC出版)や「染料便覧」(有機合成化学協会編)に記載の市販の吸光剤、例えば、C.I.DisperseYellow1,3,4,5,7,8,13,23,31,49,50,51,54,60,64,66,68,79,82,88,90,93,102,114及び124;C.I.DisperseOrange1,5,13,25,29,30,31,44,57,72及び73;C.I.DisperseRed1,5,7,13,17,19,43,50,54,58,65,72,73,88,117,137,143,199及び210;C.I.DisperseViolet43;C.I.DisperseBlue96;C.I.FluorescentBrightening Agent 112,135及び163;C.I.SolventOrange2及び45;C.I.SolventRed1,3,8,23,24,25,27及び49;C.I.PigmentGreen10;C.I.PigmentBrown 2等を好適に用いることができる。上記吸光剤は、レジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下の割合で配合される。 Examples of the light absorbing agent include commercially available light absorbing agents described in "Technology and Market of Industrial Colorants" (CMC Publishing) and "Dye Handbook" (edited by the Organic Synthetic Chemistry Association), such as C.I. I. DisperseYellow1, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 23, 31, 49, 50, 51, 54, 60, 64, 66, 68, 79, 82, 88, 90, 93, 102, 114 and 124; C. I. DisperseOrange 1, 5, 13, 25, 29, 30, 31, 44, 57, 72 and 73; C. I. DisperseRed1, 5, 7, 13, 17, 19, 43, 50, 54, 58, 65, 72, 73, 88, 117, 137, 143, 199 and 210; C. I. DisperseViolet43;C. I. DisperseBlue96;C. I. Fluorescent Brightening Agents 112, 135 and 163; C. I. SolventOrange2 and 45;C. I. SolventRed 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27 and 49; C. I. PigmentGreen10;C. I. Pigment Brown 2 etc. can be suitably used. The above-mentioned light absorbing agent is usually blended in a proportion of 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, based on the total solid content of the resist underlayer film forming composition.

また、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、式(I)で表される架橋性化合物以外の架橋剤を含有することができる。そのような架橋剤としては、メラミン系、置換尿素系、またはそれらのポリマー系等が挙げられる。好ましくは、少なくとも2個の架橋形成置換基を有する架橋剤であり、メトキシメチル化グリコールウリル、ブトキシメチル化グリコールウリル、メトキシメチル化メラミン、ブトキシメチル化メラミン、メトキシメチル化ベンゾグワナミン、ブトキシメチル化ベンゾグワナミン、メトキシメチル化尿素、ブトキシメチル化尿素、メトキシメチル化チオ尿素、またはメトキシメチル化チオ尿素等の化合物である。また、これらの化合物の縮合体も使用することができる。 Moreover, the resist underlayer film forming composition according to the present invention can contain a crosslinking agent other than the crosslinkable compound represented by formula (I). Examples of such crosslinking agents include melamine type, substituted urea type, and polymer type thereof. Preferably, the crosslinking agent has at least two crosslinking substituents, such as methoxymethylated glycoluril, butoxymethylated glycoluril, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzogwanamine, butoxymethylated benzogwanamine, These are compounds such as methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, methoxymethylated thiourea, or methoxymethylated thiourea. Moreover, condensates of these compounds can also be used.

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物は、上記成分を常法により均一に混合することにより調製することができる。調製したレジスト下層膜形成組成物は、孔径が例えば0.2μm又は0.1μmのフィルター及び/又は0.01μmのフィルターを用いてろ過した後、使用することが好ましい。 The resist underlayer film forming composition according to the present invention can be prepared by uniformly mixing the above components by a conventional method. The prepared resist underlayer film forming composition is preferably used after being filtered using a filter with a pore size of, for example, 0.2 μm or 0.1 μm and/or 0.01 μm.

[パターニングされた基板の製造方法]
本発明に係るレジスト下層膜形成組成物を用いたパターニングされた基板の製造方法は、半導体基板上にレジスト下層膜形成組成物を塗布し硬化してレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジストを塗布しベークしてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジストで被覆された半導体基板を露光する工程、露光後の前記レジスト膜を現像し、パターニングする工程を含む。以下に順に説明する。
[Method for manufacturing patterned substrate]
A method for manufacturing a patterned substrate using a resist underlayer film forming composition according to the present invention includes a step of applying a resist underlayer film forming composition onto a semiconductor substrate and curing it to form a resist underlayer film, The method includes a step of forming a resist film by applying and baking a resist thereon, a step of exposing the resist underlayer film and the semiconductor substrate covered with the resist, and a step of developing and patterning the resist film after exposure. These will be explained in order below.

本発明に係るレジスト下層膜形成組成物が塗布される半導体基板としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板、及びヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム等の化合物半導体ウエハが挙げられる。表面に無機膜が形成された半導体基板を用いる場合、当該無機膜は、例えば、ALD(原子層堆積)法、CVD(化学気相堆積)法、反応性スパッタ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、スピンコーティング法(スピンオングラス:SOG)により形成される。前記無機膜として、例えば、ポリシリコン膜、酸化ケイ素膜、窒化珪素膜、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜、窒化チタン膜、窒化酸化チタン膜、タングステン膜、窒化ガリウム膜、及びヒ化ガリウム膜が挙げられる。 Examples of semiconductor substrates to which the resist underlayer film forming composition of the present invention is applied include silicon substrates, germanium substrates, and compound semiconductor wafers such as gallium arsenide, indium phosphide, gallium nitride, indium nitride, and aluminum nitride. Can be mentioned. When using a semiconductor substrate with an inorganic film formed on the surface, the inorganic film can be formed by, for example, an ALD (atomic layer deposition) method, a CVD (chemical vapor deposition) method, a reactive sputtering method, an ion plating method, or a vacuum evaporation method. method, spin coating method (spin-on-glass: SOG). Examples of the inorganic film include a polysilicon film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass) film, a titanium nitride film, a titanium nitride oxide film, a tungsten film, a gallium nitride film, and a gallium arsenide film. can be mentioned.

このような半導体基板上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明に係るレジスト下層膜形成組成物を塗布する。その後、塗布膜を硬化させ、塗布膜の硬化物である本発明に係るレジスト下層膜を形成する。
塗布膜の硬化の手段には、ホットプレート等の加熱手段を用いる塗布膜の焼成(ベーク)、及び光(例えば、紫外線)の照射による塗布膜の光硬化が含まれる。
ベーク条件としては、ベーク温度100℃乃至400℃、ベーク時間0.3分乃至60分間の中から適宜選択される。好ましくは、ベーク温度120℃乃至350℃、ベーク時間0.5分乃至30分間、より好ましくは、ベーク温度150℃乃至300℃、ベーク時間0.8分乃至10分間、最も好ましくは、ベーク温度200℃乃至260℃、ベーク時間0.8分乃至3分間である。形成されるレジスト下層膜の膜厚としては、例えば0.001μm乃至10μm、好ましくは0.002μm乃至1μm、より好ましくは0.005μm乃至0.5μm、最も好ましくは0.02乃至0.3μmである。ベーク時の温度が上記範囲より低い場合には、架橋が不十分となり、形成されるレジスト下層膜のレジスト溶剤又は過酸化水素水溶液に対する耐性が得られにくくなることがある。一方、ベーク時の温度が上記範囲より高い場合は、レジスト下層膜が熱によって分解してしまうことがある。
塗布膜の硬化を焼成(ベーク)のみで行った場合には、本発明に係るレジスト下層膜は塗布膜の焼成物である。
The resist underlayer film forming composition according to the present invention is applied onto such a semiconductor substrate using a suitable coating method such as a spinner or a coater. Thereafter, the coating film is cured to form a resist underlayer film according to the present invention, which is a cured product of the coating film.
Means for curing the coating film include baking the coating film using a heating means such as a hot plate, and photocuring the coating film by irradiating it with light (for example, ultraviolet light).
The baking conditions are appropriately selected from baking temperatures of 100° C. to 400° C. and baking times of 0.3 minutes to 60 minutes. Preferably, the baking temperature is 120° C. to 350° C., the baking time is 0.5 minutes to 30 minutes, more preferably the baking temperature is 150° C. to 300° C., the baking time is 0.8 minutes to 10 minutes, most preferably the baking temperature is 200° C. C. to 260.degree. C., baking time 0.8 to 3 minutes. The thickness of the resist underlayer film to be formed is, for example, 0.001 μm to 10 μm, preferably 0.002 μm to 1 μm, more preferably 0.005 μm to 0.5 μm, and most preferably 0.02 to 0.3 μm. . If the temperature during baking is lower than the above range, crosslinking may be insufficient, and the resulting resist underlayer film may be difficult to obtain resistance to a resist solvent or an aqueous hydrogen peroxide solution. On the other hand, if the baking temperature is higher than the above range, the resist underlayer film may be decomposed by heat.
When the coating film is cured only by baking, the resist underlayer film according to the present invention is a baked product of the coating film.

塗布膜の硬化を焼成(ベーク)のみで行う代わりに、相対的に低温(例えば、上記したベーク温度より10乃至80℃低い温度)で熱処理した後、光硬化処理により硬化を完了させることもできる。或いは、上記したベーク温度で、より短時間熱処理した後、光硬化処理により硬化を完了させることもできる。
光硬化処理のためには紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは通常100乃至1,000mJ/cmである。
熱硬化と光硬化とを適切に組み合わせることにより、レジスト下層膜の平坦化性を更に改善することができる。
Instead of curing the coating film only by baking, it is also possible to complete the curing by performing a heat treatment at a relatively low temperature (for example, at a temperature 10 to 80°C lower than the above-mentioned baking temperature) and then performing a photocuring treatment. . Alternatively, after heat treatment for a shorter time at the above baking temperature, curing can be completed by photocuring treatment.
It is preferable to use ultraviolet light for photocuring treatment. The irradiation energy is usually 100 to 1,000 mJ/cm 2 .
By appropriately combining thermal curing and photocuring, the flattening properties of the resist underlayer film can be further improved.

次いで前記レジスト下層膜の上に、レジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は一般的な方法、すなわち、フォトレジスト溶液の前記レジスト下層膜上への塗布(必要に応じて1層乃至数層の塗膜材料を成膜した後)、プリベーク(必要な場合)、所定のマスクを通しての光又は電子線の照射(露光)、PEB(Post Exposure Bake)と略称される露光後ベーク(必要な場合、現像、リンス、及び乾燥によって行なうことができる。本発明に用いられるレジストとはフォトレジストや電子線レジストである。 前記レジストパターンの形成に使用するフォトレジスト溶液としては、露光に使用される光に感光するものであれば特に限定はなく、ポジ型フォトレジストが使用できる。酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物とアルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤とからなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダーと酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物と光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、露光部と未露光部のアルカリ溶解速度の差を利用したDNQ-ノボラック型の非化学増幅型フォトレジストが挙げられる。例えば、住友化学(株)製,商品名:PAR710、東京応化工業(株)製,商品名:TDUR-P3435LP、THMR-iP1800及び信越化学工業(株)製,商品名:SEPR430が挙げられる。ポジ型フォトレジストに代えて、ネガ型フォトレジストを使用することもできる。 Next, a resist pattern is formed on the resist underlayer film. The resist pattern is formed using a general method, namely, applying a photoresist solution onto the resist underlayer film (after forming one to several layers of coating material as necessary), and pre-baking (if necessary). ), irradiation (exposure) with light or electron beam through a predetermined mask, post-exposure bake abbreviated as PEB (Post Exposure Bake) (can be performed by development, rinsing, and drying if necessary. The resist used is a photoresist or an electron beam resist.The photoresist solution used for forming the resist pattern is not particularly limited as long as it is sensitive to the light used for exposure, and a positive photoresist is used. A chemically amplified photoresist consisting of a binder having a group that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate and a photoacid generator, and a low-molecular compound that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist. A chemically amplified photoresist consisting of an alkali-soluble binder and a photoacid generator, a binder having a group that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate, and a low molecular compound that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist. and a chemically amplified photoresist consisting of a photoacid generator and a DNQ-novolak type non-chemically amplified photoresist that utilizes the difference in alkali dissolution rate between exposed and unexposed areas.For example, Sumitomo Chemical Co., Ltd. Manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name: PAR710; manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., product name: TDUR-P3435LP; THMR-iP1800; and Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product name: SEPR430. Negative photoresists can also be used.

また、本発明におけるレジスト下層膜の上部に塗布される電子線レジストとしては、例えば主鎖にSi-Si結合を含み末端に芳香族環を含んだ樹脂と電子線の照射により酸を発生する酸発生剤から成る組成物、又は水酸基がN-カルボキシアミンを含む有機基で置換されたポリ(p-ヒドロキシスチレン)と電子線の照射により酸を発生する酸発生剤から成る組成物等が挙げられる。後者の電子線レジスト組成物では、電子線照射によって酸発生剤から生じた酸がポリマー側鎖のN-カルボキシアミノキシ基と反応し、ポリマー側鎖が水酸基に分解しアルカリ可溶性を示しアルカリ現像液に溶解し、レジストパターンを形成するものである。この電子線の照射により酸を発生する酸発生剤は1,1-ビス[p-クロロフェニル]-2,2,2-トリクロロエタン、1,1-ビス[p-メトキシフェニル]-2,2,2-トリクロロエタン、1,1-ビス[p-クロロフェニル]-2,2-ジクロロエタン、2-クロロ-6-(トリクロロメチル)ピリジン等のハロゲン化有機化合物、トリフェニルスルフォニウム塩、ジフェニルヨウドニウム塩等のオニウム塩、ニトロベンジルトシレート、ジニトロベンジルトシレート等のスルホン酸エステルが挙げられる。 In addition, the electron beam resist coated on the upper part of the resist underlayer film in the present invention includes, for example, a resin containing a Si--Si bond in the main chain and an aromatic ring at the end, and an acid that generates an acid when irradiated with an electron beam. Examples include compositions consisting of a generator, or compositions consisting of poly(p-hydroxystyrene) in which the hydroxyl group is substituted with an organic group containing N-carboxyamine and an acid generator that generates acid when irradiated with an electron beam. . In the latter electron beam resist composition, the acid generated from the acid generator by electron beam irradiation reacts with the N-carboxyaminoxy group of the polymer side chain, and the polymer side chain decomposes into a hydroxyl group, exhibiting alkali solubility and being removed in an alkaline developer. The resist pattern is formed by dissolving the resist. The acid generators that generate acid upon irradiation with this electron beam are 1,1-bis[p-chlorophenyl]-2,2,2-trichloroethane, 1,1-bis[p-methoxyphenyl]-2,2,2 - halogenated organic compounds such as trichloroethane, 1,1-bis[p-chlorophenyl]-2,2-dichloroethane, 2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine, triphenylsulfonium salts, diphenyliodonium salts, etc. Examples include sulfonic acid esters such as onium salts, nitrobenzyl tosylate, and dinitrobenzyl tosylate.

前記露光は、所定のパターンを形成するためのマスク(レチクル)を通して行われ、例えば、i線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV(極端紫外線)またはEB(電子線)が使用される。前記現像にはアルカリ現像液が用いられ、現像温度5℃乃至50℃、現像時間10秒乃至300秒から適宜選択される。前記アルカリ現像液としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液を挙げることができる。さらに、これらの現像液に界面活性剤などを加えることもできる。アルカリ現像液に代えて、酢酸ブチル等の有機溶媒で現像を行い、フォトレジストのアルカリ溶解速度が向上していない部分を現像する方法を用いることもできる。 The exposure is performed through a mask (reticle) for forming a predetermined pattern, and uses, for example, i-ray, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), or EB (electron beam). An alkaline developer is used for the development, and the development temperature is appropriately selected from 5° C. to 50° C. and the developing time from 10 seconds to 300 seconds. Examples of the alkaline developer include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline, and ethanolamine. , alkaline aqueous solutions such as amine aqueous solutions such as propylamine and ethylenediamine. Furthermore, surfactants and the like can also be added to these developers. It is also possible to use a method in which the photoresist is developed with an organic solvent such as butyl acetate instead of the alkaline developer, and the portions of the photoresist where the alkali dissolution rate has not been improved are developed.

次いで、形成したレジストパターンをマスクとして、前記レジスト下層膜をドライエッチングする。その際、用いた半導体基板の表面に前記無機膜が形成されている場合、その無機膜の表面を露出させ、用いた半導体基板の表面に前記無機膜が形成されていない場合、その半導体基板の表面を露出させる。 Next, the resist underlayer film is dry etched using the formed resist pattern as a mask. At that time, if the inorganic film is formed on the surface of the semiconductor substrate used, the surface of the inorganic film is exposed, and if the inorganic film is not formed on the surface of the semiconductor substrate used, the surface of the semiconductor substrate is exposed. expose the surface.

さらに、ドライエッチング後のレジスト下層膜(そのレジスト下層膜上にレジストパターンが残存している場合、そのレジストパターンも)をマスクとして、過酸化水素水溶液を用いてウエットエッチングすることにより、所望のパターンが形成される。ウエットエッチングの薬液としては、塩基性を示す物質、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン化カリウム、トリエタノールアミン等の有機アミンと過酸化水素水とを混合しpHを塩基性にした塩基性過酸化水素水溶液、及び塩酸、硫酸等の無機酸と過酸化水素水とを混合した酸性過酸化水素水溶液を挙げることができる。その他、pHを塩基性にすることができるもの、例えば、尿素と過酸化水素水を混合し、加熱により尿素の熱分解を引き起こすことでアンモニアを発生させ、最終的にpHを塩基性にするものも、ウエットエッチングの薬液として使用できる。塩基性過酸化水素水溶液及び酸性過酸化水素水溶液の使用温度は25℃乃至90℃であることが望ましく、40℃乃至80℃であることがさらに望ましい。ウエットエッチング時間としては、0.5分乃至30分であることが望ましく、1分乃至20分であることがさらに望ましい。 Furthermore, using the resist underlayer film after dry etching (and the resist pattern if it remains on the resist underlayer film) as a mask, wet etching is performed using an aqueous hydrogen peroxide solution to form the desired pattern. is formed. The wet etching chemical solution is made by mixing a basic substance such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium cyanide, potassium cyanide, or an organic amine such as triethanolamine with hydrogen peroxide solution to adjust the pH to a base. Examples thereof include a basic aqueous hydrogen peroxide solution, and an acidic aqueous hydrogen peroxide solution prepared by mixing an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid with aqueous hydrogen peroxide. Other substances that can make the pH basic, such as those that mix urea and hydrogen peroxide and generate ammonia by causing thermal decomposition of the urea by heating, ultimately making the pH basic. It can also be used as a wet etching chemical. The operating temperature of the basic aqueous hydrogen peroxide solution and the acidic aqueous hydrogen peroxide solution is preferably 25°C to 90°C, more preferably 40°C to 80°C. The wet etching time is preferably 0.5 minutes to 30 minutes, and more preferably 1 minute to 20 minutes.

以上のように、半導体基板上にレジスト下層膜形成組成物によりレジスト下層膜を形成する工程、その上にレジスト膜を形成する工程、光又は電子線の照射と現像によりレジストパターンを形成する工程、レジストパターンにより該下層膜をエッチングする工程、及びパターン化された下層膜により半導体基板を加工する工程を経ることにより、半導体装置を製造することができる。 As described above, a step of forming a resist underlayer film on a semiconductor substrate using a resist underlayer film forming composition, a step of forming a resist film thereon, a step of forming a resist pattern by irradiation with light or electron beam and development, A semiconductor device can be manufactured through the steps of etching the lower layer film using a resist pattern and processing the semiconductor substrate using the patterned lower layer film.

次に実施例等を挙げ本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, the content of the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

合成例に使用した原料の化学構造と略称は以下のとおりである。

Figure 0007388022000123

Figure 0007388022000124

Figure 0007388022000125

Figure 0007388022000126

Figure 0007388022000127

Figure 0007388022000128

Figure 0007388022000129
The chemical structures and abbreviations of the raw materials used in the synthesis examples are as follows.
Figure 0007388022000123

Figure 0007388022000124

Figure 0007388022000125

Figure 0007388022000126

Figure 0007388022000127

Figure 0007388022000128

Figure 0007388022000129

合成例に使用した原料の化学構造(例示)と略称は以下のとおりである。

Figure 0007388022000130

(上記式中、mは0~3の整数を表す)
Figure 0007388022000131

Figure 0007388022000132
The chemical structures (examples) and abbreviations of the raw materials used in the synthesis examples are as follows.
Figure 0007388022000130

(In the above formula, m represents an integer from 0 to 3)
Figure 0007388022000131

Figure 0007388022000132

下記合成例1で得られた樹脂(ポリマー)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略称する。)による測定結果である。測定には東ソー(株)製GPC装置を用い、測定条件等は次のとおりである。
GPCカラム:Shodex KF803L、Shodex KF802、Shodex KF801〔登録商標〕(昭和電工(株))
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:1.0ml/分
標準試料:ポリスチレン(東ソー(株)製)
The weight average molecular weight of the resin (polymer) obtained in Synthesis Example 1 below is the result of measurement by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC). A GPC device manufactured by Tosoh Corporation was used for the measurement, and the measurement conditions were as follows.
GPC column: Shodex KF803L, Shodex KF802, Shodex KF801 [registered trademark] (Showa Denko K.K.)
Column temperature: 40℃
Solvent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0ml/min Standard sample: Polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)

[合成例1]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)10.90g、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)1.03g、プロピレングリコールモノメチルエーテル21.0gを入れた。その後140℃まで加熱し、約24時間還流撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))21.0g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))21.0gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-1)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは960であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000133
[Synthesis example 1]
In a 100 mL two-necked flask, add 10.90 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 10.00 g of 2-ethylhexyl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.). ) and 21.0 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 24 hours. After the reaction is complete, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 21.0 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 21.0 g of [Registered Trademark] 15JWET, manufactured by Organo Co., Ltd., was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-1) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 960, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000133

[合成例2]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)9.80g、2-ビフェニルグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)12.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)1.00g、プロピレングリコールモノメチルエーテル22.8gを入れた。その後140℃まで加熱し、約24時間還流撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))22.8g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))22.8gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-2)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは680であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000134
[Synthesis example 2]
In a 100 mL two-neck flask were 9.80 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 12.00 g of 2-biphenylglycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.). ) and 22.8 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 22.8 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 22.8 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-2) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 680, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000134

[合成例3]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)9.60g、4-tertブチル安息香酸グリシジル(東京化成工業(株)製)12.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.98g、プロピレングリコールモノメチルエーテル22.6gを入れた。その後140℃まで加熱し、約24時間還流撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))22.6g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))22.6gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-3)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは870であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000135
[Synthesis example 3]
In a 100 mL two-necked flask, 9.60 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 12.00 g of glycidyl 4-tertbutylbenzoate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) Co., Ltd.) and 22.6 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 24 hours. After the reaction is complete, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 22.6 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 22.6 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-3) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 870, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000135

[合成例4]
100mL二口フラスコにHMOM-TPPA(本州化学工業(株)製)3.34g、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)3.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.31g、プロピレングリコールモノメチルエーテル15.5gを入れた。その後140℃まで加熱し、約24時間還流撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))6.6g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))6.6gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-4)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,200であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000136
[Synthesis example 4]
In a 100 mL two-necked flask, add 3.34 g of HMOM-TPPA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 3.00 g of 2-ethylhexyl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.). ) and 15.5 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 24 hours. After the reaction is complete, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 6.6 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 6.6 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-4) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 1,200, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000136

[合成例5]
100mL二口フラスコにTM-BIP-A(旭有機材(株)製)9.62g、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)1.03g、プロピレングリコールモノメチルエーテル48.2gを入れた。その後80℃まで加熱し、約24時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))20.6g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))20.6gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-5)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,600であり、残存エポキシは仕込みに対して2.5%であった。

Figure 0007388022000137
[Synthesis example 5]
In a 100 mL two-necked flask, 9.62 g of TM-BIP-A (manufactured by Asahi Yokuzai Co., Ltd.), 10.00 g of 2-ethylhexyl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyl triphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) Co., Ltd.) and 48.2 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 80°C and stirred for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 20.6 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 20.6 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-5) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 1,600, and the residual epoxy was 2.5% based on the amount charged.
Figure 0007388022000137

[合成例6]
100mL二口フラスコにTM-BIP-A(旭有機材(株)製)7.87g、2-ビフェニルグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.84g、プロピレングリコールモノメチルエーテル43.7gを入れた。その後80℃まで加熱し、約21時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))18.7g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))18.7gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-6)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは900であり、残存エポキシは仕込みに対して0.2%であった。

Figure 0007388022000138
[Synthesis example 6]
In a 100 mL two-necked flask, 7.87 g of TM-BIP-A (manufactured by Asahi Yokuzai Co., Ltd.), 10.00 g of 2-biphenyl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) Co., Ltd.) and 43.7 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 80°C and stirred for about 21 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 18.7 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 18.7 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-6) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 900, and the residual epoxy was 0.2% based on the amount charged.
Figure 0007388022000138

[合成例7]
100mL二口フラスコにTM-BIP-A(旭有機材(株)製)7.68g、4-tertブチル安息香酸グリシジル(東京化成工業(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.82g、プロピレングリコールモノメチルエーテル43.2gを入れた。その後80℃まで加熱し、約21時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))18.5g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))18.5gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-7)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,700であり、残存エポキシは仕込みに対して1.1%であった。

Figure 0007388022000139
[Synthesis example 7]
In a 100 mL two-necked flask, 7.68 g of TM-BIP-A (manufactured by Asahi Yokuzai Co., Ltd.), 10.00 g of glycidyl 4-tertbutylbenzoate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Co., Ltd.) 0.82 g (manufactured by Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 43.2 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 80°C and stirred for about 21 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 18.5 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 18.5 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-7) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 1,700, and the residual epoxy was 1.1% based on the amount charged.
Figure 0007388022000139

[合成例8]
100mL二口フラスコに2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-p-クレゾール(東京化成工業(株)製)7.89g、RE-810 NM(日本化薬(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.87g、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.42gを入れた。その後100℃まで加熱し、約24時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))18.8g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))18.8gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-8)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,900であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000140
[Synthesis example 8]
In a 100 mL two-necked flask, add 7.89 g of 2,6-bis(hydroxymethyl)-p-cresol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 10.00 g of RE-810 NM (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and ethyl trichloride. 0.87 g of phenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) and 8.42 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 100°C and stirred for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 18.8 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. [Registered Trademark] 18.8 g of 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-8) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 1,900, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000140

[合成例9]
100mL二口フラスコに2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-p-クレゾール(東京化成工業(株)製)9.09g、YX-4000(三菱ケミカル(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)1.00g、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.61gを入れた。その後100℃まで加熱し、約24時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))20.1g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))20.1gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-9)の構造を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,500であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000141
[Synthesis example 9]
9.09 g of 2,6-bis(hydroxymethyl)-p-cresol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 10.00 g of YX-4000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and ethyltriphenylphosphonium in a 100 mL two-necked flask. 1.00 g of bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) and 8.61 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 100°C and stirred for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 20.1 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 20.1 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure of formula (1-9) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 1,500, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000141

[合成例10]
100mL二口フラスコに2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-p-クレゾール(東京化成工業(株)製)6.89g、HP-6000(DIC(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.76g、プロピレングリコールモノメチルエーテル7.57gを入れた。その後100℃まで加熱し、約24時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))17.7g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))17.7gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-10)の構造(例示)を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,900であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000142

(式(1-10)中、sは0~3の整数を表す) [Synthesis example 10]
In a 100 mL two-necked flask, add 6.89 g of 2,6-bis(hydroxymethyl)-p-cresol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 10.00 g of HP-6000 (manufactured by DIC Corporation), and ethyltriphenylphosphonium bromide. (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) 0.76 g and propylene glycol monomethyl ether 7.57 g were added. Thereafter, the mixture was heated to 100°C and stirred for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 17.7 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 17.7 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure (exemplary) of formula (1-10) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 1,900, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000142

(In formula (1-10), s represents an integer from 0 to 3)

[合成例11]
100mL二口フラスコに2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-p-クレゾール(東京化成工業(株)製)7.20g、NC-7300L(日本化薬(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.80g、プロピレングリコールモノメチルエーテル7.71gを入れた。その後100℃まで加熱し、約24時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))18.0g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))18.0gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-11)の構造(例示)を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは2,200であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000143
[Synthesis Example 11]
In a 100 mL two-necked flask, add 7.20 g of 2,6-bis(hydroxymethyl)-p-cresol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 10.00 g of NC-7300L (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and ethyltriphenyl. 0.80 g of phosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) and 7.71 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 100°C and stirred for about 24 hours. After the reaction is completed, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 18.0 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) (18.0 g) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure (exemplified) of formula (1-11) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 2,200, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000143

[合成例12]
特許第6191831号明細書の合成例10に記載の方法によりポリマーを得た。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは2,000であった。
[Synthesis example 12]
A polymer was obtained by the method described in Synthesis Example 10 of Japanese Patent No. 6191831. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 2,000.

[合成例13]
100mL二口フラスコに3,7-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸8.74g、NC-7300L(日本化薬(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.40g、プロピレングリコールモノメチルエーテル44.7gを入れた。その後120℃まで加熱し、約18時間撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))19.4g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))19.4gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、式(1-13)の構造(例示)を有する化合物の溶液が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,100であり、残存エポキシはなかった。

Figure 0007388022000144
[Synthesis example 13]
In a 100 mL two-neck flask, 8.74 g of 3,7-dihydroxy-2-naphthoic acid, 10.00 g of NC-7300L (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 0 g of ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) .40g and 44.7g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 120°C and stirred for about 18 hours. After the reaction is complete, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 19.4 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. 19.4 g of [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a solution of a compound having the structure (exemplified) of formula (1-13) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 1,100, and there was no residual epoxy.
Figure 0007388022000144

[実施例1]
合成例12で得られたポリマーをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))と陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))を加えて、室温で4時間イオン交換処理し、ポリマー溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、合成例1で得られた化合物の溶液(固形分は24.2質量%)1.1g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.3gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 1]
The polymer obtained in Synthesis Example 12 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, and an anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and a cation exchange resin (product name: Amber) were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate. Light (registered trademark) 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours to obtain a polymer solution (solid content: 34.3% by mass). 2.6 g of this polymer solution was mixed with 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 1 (solid content was 24 g). .2 mass%) 1.1 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 2.0 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 8.0 g, propylene glycol monomethyl ether 1 .3 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例2]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、合成例2で得られた化合物の溶液(固形分は26.1質量%)1.0g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.3gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 2]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.6 g of this polymer solution was mixed with 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 2 (solid content was 26 g). .1 mass %) 1.0 g, 2 mass % pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 2.0 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 8.0 g, propylene glycol monomethyl ether 1 .3 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例3]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、合成例3で得られた化合物の溶液(固形分は26.5質量%)1.0g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.3gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 3]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. To 2.6 g of this polymer solution, 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) was added to a solution of the compound obtained in Synthesis Example 3 (solid content was 26 g). .5 mass%) 1.0 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 2.0 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 8.0 g, propylene glycol monomethyl ether 1 .3 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例4]
実施例1と同様の方法により合成例13で得たポリマーの溶液(固形分は29.1質量%)を得た。このポリマー溶液2.7gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、合成例1で得られた化合物の溶液(固形分は24.2質量%)1.0g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート4.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル5.4gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 4]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 13 (solid content: 29.1% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.7 g of this polymer solution was mixed with 0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 1 (solid content was 24 g). .2 mass%) 1.0 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.8 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 4.0 g, propylene glycol monomethyl ether 5 .4 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例5]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.4gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、合成例8で得られた化合物の溶液(固形分は24.1質量%)1.4g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテル0.6gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 5]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.4 g of this polymer solution was mixed with 0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 8 (solid content was 24 g). .1% by mass) 1.4g, 2.5g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass of pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 8.1g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0 propylene glycol monomethyl ether .6 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例6]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.4gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、合成例9で得られた化合物の溶液(固形分は22.0質量%)1.5g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテル0.5gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 6]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.4 g of this polymer solution was mixed with 0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 9 (solid content was 22 g). 0 mass%) 1.5 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 2.5 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 8.1 g, propylene glycol monomethyl ether 0 .5 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例7]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.4gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、合成例10で得られた化合物の溶液(固形分は24.5質量%)1.3g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテル0.7gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 7]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.4 g of this polymer solution was mixed with 0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 10 (solid content was 24 g). .5% by mass) 1.3g, 2.5g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass of pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 8.1g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0 propylene glycol monomethyl ether .7 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例8]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.4gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、合成例11で得られた化合物の溶液(固形分は27.1質量%)1.2g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテル0.8gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 8]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.4 g of this polymer solution was mixed with 0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 11 (solid content was 27 g). .1% by mass) 1.2g, 2.5g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass of pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 8.1g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0 propylene glycol monomethyl ether .8 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例9]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、合成例4で得られた化合物の溶液(固形分は26.9質量%)1.0g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.4gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 9]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.6 g of this polymer solution was mixed with 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 4 (solid content was 26 g). .9 mass%) 1.0 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 2.0 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 8.0 g, propylene glycol monomethyl ether 1 .4 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例10]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.8gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、合成例5で得られた化合物の溶液(固形分は20.6質量%)0.95g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.9gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 10]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.8 g of this polymer solution was mixed with 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 5 (solid content was 20 g). .6 mass%) 0.95 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.5 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 7.8 g, propylene glycol monomethyl ether 1 .9 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例11]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.8gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、合成例6で得られた化合物の溶液(固形分は23.9質量%)0.82g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 11]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.8 g of this polymer solution was mixed with 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 6 (solid content was 23 .9 mass%) 0.82 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.5 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 7.8 g, propylene glycol monomethyl ether 2 0.0 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例12]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.8gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、合成例7で得られた化合物の溶液(固形分は23.5質量%)0.83g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 12]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.8 g of this polymer solution was mixed with 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and a solution of the compound obtained in Synthesis Example 7 (solid content was 23 .5 mass%) 0.83 g, 2 mass% pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.5 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 7.8 g, propylene glycol monomethyl ether 2 0.0 g was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[比較例1]
合成例12で得たポリマーをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解後、イオン交換を経てポリマー溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、TMOM-BP(本州化学工業(株)製)0.27g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.1gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 1]
The polymer obtained in Synthesis Example 12 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate and subjected to ion exchange to obtain a polymer solution (solid content: 34.3% by mass). 2.6 g of this polymer solution, 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and 0.27 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) , 2.0 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 8.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.1 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm.

[比較例2]
実施例1と同様の方法により合成例13で得られたポリマーの溶液(固形分は29.1質量%)を得た。このポリマー溶液2.7gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、TMOM-BP(本州化学工業(株)製)0.23g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート4.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル6.2gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 2]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 13 (solid content: 29.1% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.7 g of this polymer solution, 0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and 0.23 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) , 1.8 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 4.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 6.2 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm.

[比較例3]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液3.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.12g、TMOM-BP(本州化学工業(株)製)0.49g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.4g、プロピレングリコールモノメチルエーテル3.9gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 3]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 3.6 g of this polymer solution, 0.12 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and 0.49 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) , 1.5 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 10.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3.9 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm.

[比較例4]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.6gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.09g、HMOM-TPPA(本州化学工業(株)製)0.27g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル2.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.1gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 4]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. 2.6 g of this polymer solution, 0.09 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), and 0.27 g of HMOM-TPPA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) , 2.0 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 8.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.1 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm.

[比較例5]
実施例1と同様の方法により合成例12で得られたポリマーの溶液(固形分は34.3質量%)を得た。このポリマー溶液2.8gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、TM-BIP-A(旭有機材(株)製)0.20g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.6gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 5]
A solution of the polymer obtained in Synthesis Example 12 (solid content: 34.3% by mass) was obtained in the same manner as in Example 1. To 2.8 g of this polymer solution, 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), 0.0 g of TM-BIP-A (manufactured by Asahi Yokuzai Co., Ltd.) .20g, 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing 1.5g of propylene glycol monomethyl ether, 7.8g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.6g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved. and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

(レジスト溶剤への溶出試験)
比較例1-5及び実施例1-12で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で240℃60秒間焼成し、レジスト下層膜(膜厚0.20μm)を形成した。これらレジスト下層膜をレジストに使用する溶剤である、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及びシクロヘキサノンに浸漬した。これらレジスト下層膜はこれら溶剤に不溶であった。
(Elution test into resist solvent)
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Example 1-5 and Example 1-12 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater and baked at 240°C for 60 seconds on a hot plate to form the resist underlayer film. A film (film thickness 0.20 μm) was formed. These resist underlayer films were immersed in ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and cyclohexanone, which are solvents used in the resist. These resist underlayer films were insoluble in these solvents.

(光学定数測定)
比較例1-5及び実施例1-12で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で240℃60秒間焼成し、レジスト下層膜(膜厚0.05μm)を形成した。これらのレジスト下層膜を、分光エリプソメーターを用いて波長193nmでの屈折率(n値)及び光学吸光係数(k値、減衰係数とも呼ぶ)を測定した。結果を表1-5に示す。
(Optical constant measurement)
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Example 1-5 and Example 1-12 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater. It was baked on a hot plate at 240° C. for 60 seconds to form a resist underlayer film (thickness: 0.05 μm). The refractive index (n value) and optical absorption coefficient (k value, also referred to as extinction coefficient) of these resist underlayer films at a wavelength of 193 nm were measured using a spectroscopic ellipsometer. The results are shown in Table 1-5.

Figure 0007388022000145
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Figure 0007388022000146
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Figure 0007388022000147
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Figure 0007388022000148
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Figure 0007388022000149
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[ドライエッチング速度の測定]
ドライエッチング速度の測定に用いたエッチャー及びエッチングガスは以下のものを用いた。
RIE-10NR(サムコ製):CF
比較例1-5及び実施例1-12で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で240℃60秒間焼成してレジスト下層膜(膜厚0.20μm)を形成した。エッチングガスとしてCFガスを使用してドライエッチング速度を測定し、比較例1-5及び実施例1-12のドライエッチング速度比を求めた。ドライエッチング速度比は(レジスト下層膜)/(KrFフォトレジスト)のドライエッチング速度比である。結果を表6-10に示す。
[Measurement of dry etching speed]
The etcher and etching gas used to measure the dry etching rate were as follows.
RIE-10NR (manufactured by Samco): CF 4
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Example 1-5 and Example 1-12 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater. It was baked on a hot plate at 240° C. for 60 seconds to form a resist underlayer film (thickness: 0.20 μm). The dry etching rate was measured using CF 4 gas as the etching gas, and the dry etching rate ratio of Comparative Example 1-5 and Example 1-12 was determined. The dry etching rate ratio is the dry etching rate ratio of (resist underlayer film)/(KrF photoresist). The results are shown in Table 6-10.

Figure 0007388022000150
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Figure 0007388022000151
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Figure 0007388022000152
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Figure 0007388022000153
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Figure 0007388022000154
Figure 0007388022000154

(埋め込み性評価)
200nm膜厚のSiO基板、トレンチ幅50nm、ピッチ100nmのデンスパターンエリアにて埋め込み性を確認した。比較例1-5及び実施例1-12で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板上に塗布後、240℃で60秒間焼成して約200nmのレジスト下層膜を形成した。この基板の断面形状を日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察し、パターン内部へのレジスト下層膜形成組成物の充填の有無を確認した。結果を表11-15に示す。レジスト下層膜がパターン内部へ隙間無く形成されている場合を埋め込み性が良好(「○」)とし、パターン内部へ埋め込まれていない又はパターン内部に穴や隙間が存在している場合には不良(「×」)とした。
(Embeddability evaluation)
The embeddability was confirmed in a dense pattern area of a SiO 2 substrate with a film thickness of 200 nm, a trench width of 50 nm, and a pitch of 100 nm. The resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Example 1-5 and Example 1-12 were coated on the substrate and baked at 240° C. for 60 seconds to form a resist underlayer film with a thickness of about 200 nm. The cross-sectional shape of this substrate was observed using a scanning electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd., to confirm whether or not the resist underlayer film forming composition was filled inside the pattern. The results are shown in Tables 11-15. If the resist underlayer film is formed inside the pattern without any gaps, the embedding property is judged as good ("○"), and if it is not embedded inside the pattern or there are holes or gaps inside the pattern, it is judged as poor ( "×").

Figure 0007388022000155
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Figure 0007388022000156
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Figure 0007388022000157
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Figure 0007388022000158
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Figure 0007388022000159
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実施例1-12で使用された架橋剤は従来の架橋剤と同様に良好な埋め込み性を示す。 The crosslinkers used in Examples 1-12 exhibit good embedding properties similar to conventional crosslinkers.

(段差基板への被覆試験)
段差基板への被覆試験として、200nm膜厚のSiO基板で、トレンチ幅50nm、ピッチ100nmのデンスエリア(DENSE)とパターンが形成されていないオープンエリア(OPEN)の被覆膜厚の比較を行った。比較例1-5及び実施例1-11で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、240℃で60秒間焼成して約200nmのレジスト下層膜を形成した。この基板の平坦化性を日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察し、段差基板のトレンチエリア(パターン部)とオープンエリア(パターンなし部)との膜厚差(トレンチエリアとオープンエリアとの塗布段差でありバイアスと呼ぶ)を測定することで平坦化性を評価した。ここで、平坦化性とは、パターンが存在する部分(デンスエリア(パターン部))と、パターンが存在しない部分(オープンエリア(パターンなし部))とで、その上部に存在する塗布された被覆物の膜厚差(Iso-denseバイアス)が小さいことを意味する。結果を表16-20に示す。なお、比較例(対照)の評価△に対して改善(15nm未満の減少)を確認できた実施例は○、大幅な改善(15nm以上の減少)を確認できた実施例は◎と評価した。
(Covering test on step board)
As a coating test on a stepped substrate, we compared the coating thickness of a dense area (DENSE) with a trench width of 50 nm and a pitch of 100 nm and an open area (OPEN) where no pattern is formed on a SiO 2 substrate with a film thickness of 200 nm. Ta. The resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Example 1-5 and Example 1-11 were applied to the above substrates and then baked at 240° C. for 60 seconds to form resist underlayer films with a thickness of about 200 nm. The planarity of this substrate was observed using a scanning electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the film thickness of the trench area (patterned part) and open area (patterned part) of the step substrate was Flattenability was evaluated by measuring the difference (the difference in coating level between the trench area and the open area, which is called a bias). Here, flatness refers to the area where a pattern exists (dense area (pattern area)) and the area where no pattern exists (open area (unpatterned area)). This means that the film thickness difference (Iso-dense bias) is small. The results are shown in Table 16-20. In addition, examples in which an improvement (reduction of less than 15 nm) was confirmed with respect to the evaluation of △ in the comparative example (control) were evaluated as ○, and examples in which a significant improvement (reduction of 15 nm or more) was observed were evaluated as ◎.

Figure 0007388022000160
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Figure 0007388022000161
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Figure 0007388022000162
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Figure 0007388022000163
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Figure 0007388022000164
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実施例1-12は比較例に対して平坦化性を高めることを確認できた。 It was confirmed that Examples 1-12 had improved flattening properties compared to Comparative Examples.

[合成例21]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)19.12g、RE810-NM(日本化薬(株)製)15.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.65g、プロピレングリコールモノメチルエーテル81.14gを入れた。その後140℃まで加熱し、約14時間還流撹拌した。反応終了後、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))34.8g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))34.8gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-21)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは6,000であった。

Figure 0007388022000165
[Synthesis example 21]
In a 100 mL two-necked flask, add 19.12 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 15.00 g of RE810-NM (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.). ), and 81.14 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 14 hours. After the reaction, add 34.8 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark] 15JWET, Organo (product name)) to the solution. Co., Ltd.) was added thereto, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-21) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 6,000.
Figure 0007388022000165

[合成例22]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)26.96g、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル(東京化成工業(株)製)10.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.92g、プロピレングリコールモノメチルエーテル56.8gを入れた。その後140℃まで加熱し、約14.5時間還流撹拌した。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))37.9g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))37.9gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-22)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは4,800であった。

Figure 0007388022000166
[Synthesis example 22]
In a 100 mL two-necked flask, 26.96 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 10.00 g of 1,4-butanediol diglycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Co., Ltd.) 0.92 g (manufactured by Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 56.8 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 14.5 hours. After the reaction is complete, dilute with propylene glycol monomethyl ether and add 37.9 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite) to the solution. [Registered Trademark] 15JWET (Organo Co., Ltd.) (37.9 g) was added, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-22) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 4,800.
Figure 0007388022000166

[合成例23]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)17.45g、HP-6000(DIC(株)製)15.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル77.1gを入れた。その後140℃まで加熱し、約12時間還流撹拌した。反応終了後、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))33.0g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))33.0gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-23)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは10,500であった。

Figure 0007388022000167
[Synthesis example 23]
In a 100 mL two-necked flask, 17.45 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 15.00 g of HP-6000 (manufactured by DIC Corporation), 0 g of ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) .60 g and 77.1 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 12 hours. After the reaction, add 33.0 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark] 15JWET, Organo (product name)) to the solution. Co., Ltd.) was added thereto, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-23) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 10,500.
Figure 0007388022000167

[合成例24]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)22.0g、YX-4000(三菱ケミカル(株)製)15.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.75g、プロピレングリコールモノメチルエーテル88.1gを入れた。その後140℃まで加熱し、約12時間還流撹拌した。反応終了後、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))37.8g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))37.8gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-24)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは4,200であった。

Figure 0007388022000168
[Synthesis example 24]
In a 100 mL two-necked flask, add 22.0 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 15.00 g of YX-4000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.). 0.75 g and 88.1 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 12 hours. After the reaction, add 37.8 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark] 15JWET, Organo (product name)) to the solution. Co., Ltd.) was added thereto, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-24) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 4,200.
Figure 0007388022000168

[合成例25]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)17.5g、9,9-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)フルオレン(東京化成(株)製)15.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル77.2gを入れた。その後140℃まで加熱し、約12時間還流撹拌した。反応終了後、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))33.1g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))33.1gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-25)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは5,200であった。

Figure 0007388022000169
[Synthesis example 25]
In a 100 mL two-necked flask, add 17.5 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 15.00 g of 9,9-bis(4-glycidyloxyphenyl)fluorene (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium. 0.60 g of bromide (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) and 77.2 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 12 hours. After the reaction, add 33.1 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark] 15JWET, Organo (product name)) to the solution. Co., Ltd.) was added thereto, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-25) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 5,200.
Figure 0007388022000169

[合成例26]
100mL二口フラスコにTMOM-BP(本州化学工業(株)製)25.7g、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジグリシジル(東京化成(株)製)15.00g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業(株)製)0.89g、プロピレングリコールモノメチルエーテル97.0gを入れた。その後140℃まで加熱し、約12時間還流撹拌した。反応終了後、溶液に陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))41.6g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))41.6gを加えて、室温で4時間イオン交換処理した。イオン交換樹脂を分離後、化合物溶液(1-26)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは2,900であった。

Figure 0007388022000170
[Synthesis example 26]
In a 100 mL two-necked flask, add 25.7 g of TMOM-BP (manufactured by Honshu Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 15.00 g of diglycidyl 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), and ethyltriphenylphosphonium bromide (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.). 0.89 g (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd.) and 97.0 g of propylene glycol monomethyl ether were added. Thereafter, the mixture was heated to 140°C and stirred under reflux for about 12 hours. After the reaction, add 41.6 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark] 15JWET, Organo (product name)) to the solution. Co., Ltd.) was added thereto, and ion exchange treatment was performed at room temperature for 4 hours. After separating the ion exchange resin, a compound solution (1-26) was obtained. The weight average molecular weight Mw measured in terms of polystyrene by GPC was 2,900.
Figure 0007388022000170

[合成例27]
特許第6191831号明細書の合成例10に記載の方法によりポリマーを得た。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは2,000であった。得られたポリマーをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))と陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))を加えて、室温で4時間イオン交換処理し、化合物溶液(1-27)が得られた。
[Synthesis example 27]
A polymer was obtained by the method described in Synthesis Example 10 of Japanese Patent No. 6191831. The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 2,000. The obtained polymer was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, and an anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.) and a cation exchange resin (product name: Amberlite [registered trademark]) were dissolved. ] 15JWET (Organo Co., Ltd.) was added and subjected to ion exchange treatment at room temperature for 4 hours to obtain a compound solution (1-27).

[合成例28]
100mL二口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル72.46g、RE810-NM(日本化薬(株)製)26.00g、BPA-CA(小西化学(株)製)20.81g、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド2.18g、ヒドロキノンを0.32g添加した後、140℃で24時間反応させ、反応生成物を含む溶液を得た。プロピレングリコールモノメチルエーテルにて20重量%溶液へ希釈後、陰イオン交換樹脂(製品名:ダウエックス〔登録商標〕550A、ムロマチテクノス(株))147.90g、陽イオン交換樹脂(製品名:アンバーライト〔登録商標〕15JWET、オルガノ(株))147.90gを加えて、60℃で4時間撹拌、濾過後、樹脂を分離することで化合物溶液(1-28)が得られた。GPCによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは18,000であった。

Figure 0007388022000171
[Synthesis example 28]
In a 100 mL two-necked flask, add 72.46 g of propylene glycol monomethyl ether, 26.00 g of RE810-NM (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 20.81 g of BPA-CA (manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.), and 2 ethyltriphenylphosphonium bromide. After adding 0.18 g of hydroquinone and 0.32 g of hydroquinone, the mixture was reacted at 140° C. for 24 hours to obtain a solution containing the reaction product. After diluting to a 20% by weight solution with propylene glycol monomethyl ether, 147.90 g of anion exchange resin (product name: DOWEX [registered trademark] 550A, Muromachi Technos Co., Ltd.), cation exchange resin (product name: Amberlite) 147.90 g of [Registered Trademark] 15JWET, manufactured by Organo Co., Ltd. was added, stirred at 60° C. for 4 hours, filtered, and the resin was separated to obtain a compound solution (1-28). The weight average molecular weight Mw measured by GPC in terms of polystyrene was 18,000.
Figure 0007388022000171

[実施例21]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)1.74g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.80gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 21]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.34 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); 1.74 g of compound solution (1-22) (solid content: 28.5% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.80 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and polytetra having a diameter of 0.1 μm was added. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例22]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-21)(固形分は28.7質量%)1.74g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.81gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 22]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.34 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); 1.74 g of compound solution (1-21) (solid content: 28.7% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.81 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and polytetra having a diameter of 0.1 μm was added. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例23]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-23)(固形分は26.4質量%)1.89g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.66gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 23]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.34 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); Add and dissolve 1.89 g of compound solution (1-23) (solid content: 26.4% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.66 g of propylene glycol monomethyl ether to form a polytetra A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例24]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-24)(固形分は25.1質量%)1.99g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.56gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 24]
3.34 g of compound solution (1-27) (solid content 29.9% by mass), 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation), compound Add and dissolve 1.99 g of solution (1-24) (solid content: 25.1% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.56 g of propylene glycol monomethyl ether. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using an ethylene microfilter.

[実施例25]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-25)(固形分は27.2質量%)1.84g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.71gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 25]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.34 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); 1.84 g of compound solution (1-25) (solid content: 27.2% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.71 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and polytetra having a diameter of 0.1 μm was added. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例26]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)3.34gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-26)(固形分は26.4質量%)1.84g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.01g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.66gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 26]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.34 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); 1.84 g of compound solution (1-26) (solid content: 26.4% by mass), 7.01 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.66 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and polytetra with a diameter of 0.1 μm was added. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例27]
NeoFARIT 7177C(三菱ガス化学(株)製)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(固形分は28.7質量%)3.49gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)1.75g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.86g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.80gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 27]
NeoFARIT 7177C (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether acetate (solid content: 28.7% by mass) 3.49g with 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) Add 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1.75 g of compound solution (1-22) (solid content is 28.5% by mass), 6.86 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.80 g of propylene glycol monomethyl ether. The solution was dissolved and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition.

[実施例28]
NeoFARIT 7177C(三菱ガス化学(株)製)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(固形分は28.7質量%)3.42gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)1.72g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.47g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.92g、プロピレングリコールモノメチルエーテル1.38gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 28]
NeoFARIT 7177C (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether acetate (solid content: 28.7% by mass) 3.42g containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) Contains 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1.72 g of compound solution (1-22) (solid content 28.5% by mass), and 2% by mass of pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) Add and dissolve 1.47 g of propylene glycol monomethyl ether, 6.92 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 1.38 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to form a resist lower layer. A solution of the film-forming composition was prepared.

[実施例29]
化合物溶液(1-28)(固形分は20.1質量%)4.97gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)1.75g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.95g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.23gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 29]
4.97 g of compound solution (1-28) (solid content: 20.1% by mass) and 0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation); Add and dissolve 1.75 g of compound solution (1-22) (solid content: 28.5% by mass), 3.95 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 4.23 g of propylene glycol monomethyl ether, and dissolve polytetra with a diameter of 0.1 μm. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a fluoroethylene microfilter.

[実施例30]
化合物溶液(1-28)(固形分は20.1質量%)4.87gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)1.72g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.47g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.95g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.89gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 30]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 4.87 g of compound solution (1-28) (solid content: 20.1% by mass); Compound solution (1-22) (solid content 28.5% by mass) 1.72g, 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.47g, propylene glycol 3.95 g of monomethyl ether acetate and 2.89 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of a resist underlayer film forming composition.

[実施例31]
化合物溶液(1-21)(固形分は28.7質量%)2.78gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.46gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 31]
0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 2.78 g of compound solution (1-21) (solid content: 28.7% by mass); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.46 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例32]
化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)2.80gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.44gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 32]
2.80 g of compound solution (1-22) (solid content: 28.5% by mass) and 0.16g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.44 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例33]
化合物溶液(1-23)(固形分は26.4質量%)3.02gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.21gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 33]
0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.02 g of compound solution (1-23) (solid content: 26.4% by mass); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.21 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例34]
化合物溶液(1-24)(固形分は25.1質量%)3.18gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.06gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 34]
3.18 g of compound solution (1-24) (solid content: 25.1% by mass) and 0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.06 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例35]
化合物溶液(1-25)(固形分は27.2質量%)2.94gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.30gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 35]
0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 2.94 g of compound solution (1-25) (solid content: 27.2% by mass); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.30 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例36]
化合物溶液(1-26)(固形分は26.4質量%)3.02gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.60g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.21gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 36]
0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 3.02 g of compound solution (1-26) (solid content: 26.4% by mass); Add and dissolve 2.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.21 g of propylene glycol monomethyl ether, and filter through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of the resist underlayer film forming composition. did.

[実施例37]
化合物溶液(1-22)(固形分は28.5質量%)2.72gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.16g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.16g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2.61g、プロピレングリコールモノメチルエーテル3.36gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Example 37]
0.16 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 2.72 g of compound solution (1-22) (solid content: 28.5% by mass); 1.16 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 2.61 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3.36 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved. A solution of the resist underlayer film forming composition was prepared by filtration using a 0.1 μm polytetrafluoroethylene microfilter.

[比較例21]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)2.62gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、TMOM-BP(本州化学工業(株)製)0.39g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.18g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.74g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.99gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 21]
0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 2.62 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); 0.39 g of TMOM-BP (Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 1.18 g of propylene glycol monomethyl ether containing 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), propylene glycol monomethyl ether acetate 7. 74 g and 2.99 g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of a resist underlayer film forming composition.

[比較例22]
化合物溶液(1-27)(固形分は29.9質量%)2.62gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.08g、PL-LI(みどり化学(株)製)0.39g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.18g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート7.74g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.99gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 22]
0.08 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 2.62 g of compound solution (1-27) (solid content: 29.9% by mass); PL-LI (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) 0.39 g, 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.18 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 7.74 g , 2.99 g of propylene glycol monomethyl ether was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of a resist underlayer film forming composition.

[比較例23]
NeoFARIT 7177C(三菱ガス化学(株)製)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(固形分は28.7質量%)3.42gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、PL-LI(みどり化学(株)製)0.49g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.47g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.92g、プロピレングリコールモノメチルエーテル2.61gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 23]
NeoFARIT 7177C (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether acetate (solid content: 28.7% by mass) 3.42g containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) Propylene glycol monomethyl ether acetate containing 0.10 g, PL-LI (Midori Kagaku Co., Ltd.) 0.49 g, 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1. 47g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 6.92g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 2.61g of propylene glycol monomethyl ether were added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to obtain a solution of the resist underlayer film forming composition. was prepared.

[比較例24]
化合物溶液(1-28)(固形分は20.1質量%)4.87gに1質量%界面活性剤(DIC(株)製、メガファックR-40)含有プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.10g、PL-LI(みどり化学(株)製)0.49g、2質量%ピリジニウムp-ヒドロキシベンゼンスルホナート(東京化成工業(株))含有プロピレングリコールモノメチルエーテル1.47g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.95g、プロピレングリコールモノメチルエーテル4.12gを加えて溶解させ、口径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過して、レジスト下層膜形成組成物の溶液を調製した。
[Comparative example 24]
0.10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate containing 1% by mass surfactant (Megafac R-40, manufactured by DIC Corporation) in 4.87 g of compound solution (1-28) (solid content: 20.1% by mass); PL-LI (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) 0.49 g, 2% by mass pyridinium p-hydroxybenzenesulfonate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) containing propylene glycol monomethyl ether 1.47 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 3.95 g , 4.12 g of propylene glycol monomethyl ether was added and dissolved, and filtered through a polytetrafluoroethylene microfilter with a diameter of 0.1 μm to prepare a solution of a resist underlayer film forming composition.

(レジスト溶剤への溶出試験)
比較例21-24及び実施例21-37で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で250℃60秒間または260℃60秒間焼成し、レジスト下層膜(膜厚0.20μm)を形成した。これらレジスト下層膜をレジストに使用する溶剤である、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及びシクロヘキサノンに浸漬した。これらレジスト下層膜はこれら溶剤に不溶であった。
(Elution test into resist solvent)
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater and heated at 250°C for 60 seconds or 260°C for 60 seconds on a hot plate. It was fired to form a resist lower layer film (thickness: 0.20 μm). These resist underlayer films were immersed in ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and cyclohexanone, which are solvents used in the resist. These resist underlayer films were insoluble in these solvents.

(硬化終了温度の確認)
比較例21-22及び実施例21-26で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布し、ホットプレート上で任意の温度で60秒間焼成し、レジスト下層膜(膜厚0.20μm)を形成した。これらのレジスト下層膜がプロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの7対3の混合溶剤に溶出しない温度(=硬化終了温度)を確認した。方法はレジスト溶剤への溶出試験と同様に実施した(表21)。
(Confirmation of curing end temperature)
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-22 and Examples 21-26 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater, and baked on a hot plate at an arbitrary temperature for 60 seconds. A resist underlayer film (thickness: 0.20 μm) was formed. The temperature at which these resist underlayer films would not dissolve in a 7:3 mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate (=curing completion temperature) was confirmed. The method was the same as the elution test into resist solvent (Table 21).

Figure 0007388022000172
Figure 0007388022000172

比較例21-22と比較して実施例21-26は硬化終了温度が高い。実施例に用いた架橋剤は従来の架橋剤を用いた場合と比較して、流動性が高く硬化が遅いことがわかる。 Compared to Comparative Examples 21-22, Examples 21-26 had a higher curing completion temperature. It can be seen that the crosslinking agents used in the examples have higher fluidity and slower curing than when conventional crosslinking agents are used.

(光学定数測定)
比較例21-24及び実施例21-37で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で250℃60秒間または260℃60秒間焼成し、レジスト下層膜(膜厚0.05μm)を形成した。これらのレジスト下層膜を、分光エリプソメーターを用いて波長193nmでの屈折率(n値)及び光学吸光係数(k値、減衰係数とも呼ぶ)を測定した。(表22)
(Optical constant measurement)
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater. It was baked on a hot plate at 250° C. for 60 seconds or 260° C. for 60 seconds to form a resist underlayer film (thickness: 0.05 μm). The refractive index (n value) and optical absorption coefficient (k value, also referred to as extinction coefficient) of these resist underlayer films at a wavelength of 193 nm were measured using a spectroscopic ellipsometer. (Table 22)

Figure 0007388022000173
Figure 0007388022000173

実施例31-37からわかるように、エポキシ化合物の種類を変化させることで架橋剤の光学定数を大きく変化させることができる。これらの架橋剤を使用した実施例21-26と従来の架橋剤を使用した比較例21-22を比較すると、架橋剤の種類を変更することで同じ組成比率の材料の光学定数を変化させることができる。この傾向は比較例23と実施例27-28、比較例24と実施例30-31でも同様であり、適切な架橋剤を選択することで反射率を抑制することができる。 As can be seen from Examples 31 to 37, the optical constants of the crosslinking agent can be greatly changed by changing the type of epoxy compound. Comparing Examples 21-26 using these crosslinking agents and Comparative Examples 21-22 using conventional crosslinking agents, it is found that changing the type of crosslinking agent can change the optical constants of materials with the same composition ratio. I can do it. This tendency is the same in Comparative Example 23 and Examples 27-28, Comparative Example 24 and Examples 30-31, and the reflectance can be suppressed by selecting an appropriate crosslinking agent.

[ドライエッチング速度の測定]
ドライエッチング速度の測定に用いたエッチャー及びエッチングガスは以下のものを用
いた。
RIE-10NR(サムコ製):CF
比較例21-24及び実施例21-37で調製したレジスト下層膜形成組成物の溶液を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で250℃60秒間または260℃60秒間焼成してレジスト下層膜(膜厚0.20μm)を形成した。エッチングガスとしてCFガスを使用してドライエッチング速度を測定し、比較例21-24及び実施例21-37のドライエッチング速度比を求めた。ドライエッチング速度比は(レジスト下層膜)/(KrFフォトレジスト)のドライエッチング速度比である。(表23)
[Measurement of dry etching speed]
The etcher and etching gas used to measure the dry etching rate were as follows.
RIE-10NR (manufactured by Samco): CF 4
The solutions of the resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater. A resist underlayer film (thickness: 0.20 μm) was formed by baking on a hot plate at 250° C. for 60 seconds or at 260° C. for 60 seconds. The dry etching rate was measured using CF 4 gas as the etching gas, and the dry etching rate ratio of Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 was determined. The dry etching rate ratio is the dry etching rate ratio of (resist underlayer film)/(KrF photoresist). (Table 23)

Figure 0007388022000174
Figure 0007388022000174

実施例31-37からわかるように、エポキシ化合物の種類を変化させることで架橋剤のエッチングレートを大きく変化させることができる。これらの架橋剤を使用した実施例21-26と従来の架橋剤を使用した比較例21-22を比較すると、架橋剤の種類を変更することで同じ組成比率の材料のエッチングレートを変化させることができる。この傾向は比較例23と実施例27-28、比較例24と実施例30-31でも同様であり、適切なエッチングレートに調整することで加工性を高めることができる。 As can be seen from Examples 31 to 37, the etching rate of the crosslinking agent can be greatly changed by changing the type of epoxy compound. Comparing Examples 21-26 using these crosslinking agents and Comparative Examples 21-22 using conventional crosslinking agents, it is found that changing the type of crosslinking agent can change the etching rate of materials with the same composition ratio. I can do it. This tendency is the same in Comparative Example 23 and Examples 27-28, Comparative Example 24 and Examples 30-31, and processability can be improved by adjusting the etching rate to an appropriate value.

(埋め込み性評価)
200nm膜厚のSiO基板、トレンチ幅50nm、ピッチ100nmのデンスパターンエリアにて埋め込み性を確認した。比較例21-24及び実施例21-37で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板上に塗布後、250℃60秒間または260℃60秒間焼成して約200nmのレジスト下層膜を形成した。この基板の平坦化性を日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察し、パターン内部へのレジスト下層膜形成組成物の充填の有無を確認した(表24)。レジスト下層膜がパターン内部へ隙間無く形成されている場合を埋め込み性が良好(「○」)とし、パターン内部へ埋め込まれていない又はパターン内部に穴や隙間が存在している場合には不良(「×」)とした。
(Embeddability evaluation)
The embeddability was confirmed in a dense pattern area of a SiO 2 substrate with a film thickness of 200 nm, a trench width of 50 nm, and a pitch of 100 nm. The resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 were applied onto the above substrates and then baked at 250°C for 60 seconds or at 260°C for 60 seconds to form resist underlayer films with a thickness of about 200 nm. . The flattenability of this substrate was observed using a scanning electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the presence or absence of filling of the resist underlayer film forming composition inside the pattern was confirmed (Table 24) . If the resist underlayer film is formed inside the pattern without any gaps, the embedding property is judged as good ("○"), and if it is not embedded inside the pattern or there are holes or gaps inside the pattern, it is judged as poor ( "×").

Figure 0007388022000175
Figure 0007388022000175

実施例21-37は従来の架橋剤を用いた比較例21-24と同等の埋め込み性を示す。 Example 21-37 shows embeddability equivalent to Comparative Example 21-24 using a conventional crosslinking agent.

(段差基板への被覆試験)
段差基板への被覆試験として、200nm膜厚のSiO基板で、800nmトレンチエリア(TRENCH)とパターンが形成されていないオープンエリア(OPEN)の被覆膜厚の比較を行った。比較例21-24及び実施例21-37で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、250℃60秒間または260℃60秒間焼成して約200nmのレジスト下層膜を形成した。この基板の平坦化性を日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察し、段差基板のトレンチエリア(パターン部)とオープンエリア(パターンなし部)との膜厚差(トレンチエリアとオープンエリアとの塗布段差でありバイアスと呼ぶ)を測定することで平坦化性を評価した。ここで、平坦化性とは、パターンが存在する部分(TRENCH(パターン部))と、パターンが存在しない部分(オープンエリア(パターンなし部))とで、その上部に存在する塗布された被覆物の膜厚差(Iso-TRENCHバイアス)が小さいことを意味する(表25)。なお、比較例21に対して15nm以上改善を確認できた実施例は○、比較例21に対して30nm以上改善を確認できた実施例は◎、改善が認められない比較例は×と評価した。
(Covering test on step board)
As a coating test on a stepped substrate, a comparison was made between the coating thickness of an 800 nm trench area (TRENCH) and an open area (OPEN) where no pattern is formed using a 200 nm thick SiO 2 substrate. The resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 21-37 were applied to the above substrates and then baked at 250° C. for 60 seconds or 260° C. for 60 seconds to form resist underlayer films with a thickness of about 200 nm. The planarity of this substrate was observed using a scanning electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the film thickness of the trench area (patterned part) and open area (patterned part) of the step substrate was Flattenability was evaluated by measuring the difference (the difference in coating level between the trench area and the open area, which is called a bias). Here, flatness refers to the area where a pattern exists (TRENCH (pattern area)) and the area where a pattern does not exist (open area (no pattern area)), and the applied coating that exists on top of the area (TRENCH (pattern area)). This means that the film thickness difference (Iso-TRENCH bias) is small (Table 25). In addition, examples in which an improvement of 15 nm or more was confirmed over Comparative Example 21 were evaluated as ○, examples in which an improvement in 30 nm or more was confirmed in comparison to Comparative Example 21 were evaluated as ◎, and comparative examples in which no improvement was observed were evaluated as ×. .

Figure 0007388022000176
Figure 0007388022000176

比較例22と実施例21-26、比較例23と実施例27-28、比較例24と実施例29-30を比較すると、実施例は大幅な平坦化性の改善を確認できた。また、架橋剤または架橋剤と酸触媒でレジスト下層膜を形成した実施例31-37も比較例22のような一般的な組成物と比較すると大幅な平坦化性の改善を確認できた。これらの結果は実施例で用いた架橋剤の硬化終了温度が従来の架橋剤を用いた硬化終了温度よりも高温であるため、樹脂の流動時間を長く保つことができたためと考えられる。 Comparing Comparative Example 22 and Examples 21-26, Comparative Example 23 and Examples 27-28, and Comparative Example 24 and Examples 29-30, it was confirmed that Example had a significant improvement in flattening properties. Further, in Examples 31-37, in which the resist underlayer film was formed using a crosslinking agent or a crosslinking agent and an acid catalyst, it was confirmed that the flattening property was significantly improved when compared with a general composition such as Comparative Example 22. These results are considered to be due to the fact that the curing finishing temperature of the crosslinking agent used in the examples was higher than the curing finishing temperature using a conventional crosslinking agent, so that the flow time of the resin could be maintained for a long time.

(光硬化性試験)
比較例21-24及び実施例22、26、31、36で調製されたレジスト下層膜形成組成物を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウェハー上に塗布した。ホットプレート上で完全に硬化しない温度で60秒間加熱し、レジスト下層膜を形成した。このレジスト下層膜をウシオ電機(株)製、UV照射ユニット(波長172nm)を用いた紫外線照射装置により、500mJ/cmの紫外線照射を行い、光照射(紫外線照射)での溶剤剥離性を確認した。溶剤剥離性は紫外線照射後の塗布膜をプロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの7対3の混合溶剤に1分間浸漬し、スピンドライ後に100℃で1分間ベークして膜厚を測定した(表26)。なお、膜厚減少量が1%以内のものを○、1%以上のものを×とした。
(Light curing test)
The resist underlayer film forming compositions prepared in Comparative Examples 21-24 and Examples 22, 26, 31, and 36 were each applied onto a silicon wafer using a spin coater. A resist underlayer film was formed by heating on a hot plate for 60 seconds at a temperature that did not completely cure the resist. This resist underlayer film was irradiated with UV rays at 500 mJ/cm 2 using a UV irradiation device manufactured by Ushio Inc. and using a UV irradiation unit (wavelength 172 nm), and the solvent removability with light irradiation (UV irradiation) was confirmed. did. Solvent removability was determined by immersing the coated film after UV irradiation in a 7:3 mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate for 1 minute, then baking it at 100°C for 1 minute after spin drying, and measuring the film thickness. (Table 26). In addition, a case where the amount of decrease in film thickness was within 1% was marked as ○, and a case where the film thickness decreased by 1% or more was marked as ×.

Figure 0007388022000177
Figure 0007388022000177

分子内に非芳香族不飽和結合を有する架橋剤を含有することによって、熱硬化性だけでなく光硬化特性も得られることを確認した。 It was confirmed that by containing a crosslinking agent having a non-aromatic unsaturated bond in the molecule, not only thermosetting properties but also photocuring properties can be obtained.

(光照射後の段差基板への被覆試験)
段差基板への被覆試験として、200nm膜厚のSiO基板で、800nmトレンチエリア(TRENCH)とパターンが形成されていないオープンエリア(OPEN)の被覆膜厚の比較を行った。実施例22、26、31で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、表中の温度で焼成して約200nmのレジスト下層膜を形成した。このレジスト下層膜をウシオ電機(株)製、UV照射ユニット(波長172nm)を用いた紫外線照射装置により、500mJ/cmの紫外線照射を行い、この基板の平坦化性を日立ハイテクノロジーズ(株)製走査型電子顕微鏡(S-4800)を用いて前述の「段差基板への被覆試験」と同様の方法で評価を実施した(表27)。実施例22、26、31の熱硬化処理のみの場合の平坦化性は良好(〇)であったが、これらを相対的に低温で熱処理した後、光硬化処理により硬化を完了させた場合の平坦化性は更に改善されることが確認できた(◎)。
(Covering test on step board after light irradiation)
As a coating test on a stepped substrate, a comparison was made between the coating thickness of an 800 nm trench area (TRENCH) and an open area (OPEN) where no pattern is formed using a 200 nm thick SiO 2 substrate. The resist underlayer film forming compositions prepared in Examples 22, 26, and 31 were applied to the above substrates and then baked at the temperatures shown in the table to form resist underlayer films of about 200 nm. This resist underlayer film was irradiated with ultraviolet rays at 500 mJ/cm 2 using an ultraviolet irradiation device manufactured by Ushio Inc. and using a UV irradiation unit (wavelength 172 nm), and the planarization of this substrate was evaluated by Hitachi High-Technologies Co., Ltd. Evaluation was carried out using a scanning electron microscope (S-4800) made by the same method as in the above-mentioned "coating test on stepped substrate" (Table 27). The flattening properties of Examples 22, 26, and 31 were good (〇) when only the heat curing treatment was performed, but the flattening properties were good (〇) when they were heat-treated at a relatively low temperature and then the curing was completed by the photo-curing treatment. It was confirmed that the flattening property was further improved (◎).

Figure 0007388022000178
Figure 0007388022000178

全く同じ組成物であっても、熱硬化と光硬化とを適切に組み合わせることでより平坦化性を高めることができた。 Even if the compositions were exactly the same, it was possible to improve the flattening properties by appropriately combining heat curing and photocuring.

本発明によれば、段差基板に対する埋め込み性及び平坦化性に優れる、レジスト下層膜形成組成物;当該組成物を塗布、焼成して形成される、レジスト溶剤に不溶であり、光学定数が良好で、エッチングレートの高いレジスト下層膜;並びに、これらを利用したパターニングされた基板の製造方法及び半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a resist underlayer film-forming composition that has excellent embedding properties and planarization properties on a stepped substrate; the composition is formed by coating and baking the composition, is insoluble in a resist solvent, and has good optical constants; , a resist underlayer film with a high etching rate; and a method of manufacturing a patterned substrate and a method of manufacturing a semiconductor device using these can be provided.

Claims (15)

(A) 下記式(I)で表される架橋性化合物、及び
(D) 溶剤
を含むレジスト下層膜形成組成物。
Figure 0007388022000179

[式中、mは1~30の整数であり、
m=1のとき、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2乃至6価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2乃至6価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するG、G、G、Gはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000180

又は
Figure 0007388022000181

であり、
nはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
n個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
、Z、及びTの価数が3以上に増加するに従って存在するZ、Z、Z、Zはそれぞれ独立に、酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基若しくはアルキニル基で置換されていてもよいアリール基を表す。
m>1のとき、
m個のTは単結合、芳香族環によって中断されていてもよい2価の飽和炭化水素基、又は酸素原子、カルボニル基若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよい2価の芳香族基若しくは不飽和環状炭化水素基であり、
、G、G、Gは存在せず、
m個のG、及びGはそれぞれ独立に
Figure 0007388022000182

又は
Figure 0007388022000183

であり、
n、R、及びAは上に定義したとおりであり、
、及びZはそれぞれ独立にヒドロキシ基、エポキシ基又は水素原子を表す。]
A resist underlayer film forming composition comprising (A) a crosslinkable compound represented by the following formula (I) and (D) a solvent.
Figure 0007388022000179

[In the formula, m is an integer from 1 to 30,
When m=1,
T is a single bond, a divalent to hexavalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and is substituted with an alkyl group or an alkenyl group. a divalent to hexavalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group, which may be
As the valence of G 1 , G 2 , and T increases to 3 or more, G 3 , G 4 , G 5 , and G 6 that exist are independently
Figure 0007388022000180

or
Figure 0007388022000181

and
n is each independently an integer from 1 to 8,
Each of the n R's is independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
each A is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
As the valence of Z 1 , Z 2 , and T increases to 3 or more, Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6 present may be independently interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group. alkyl groups, or optionally interrupted by oxygen atoms, nitrogen atoms or carbonyl groups, hydroxy groups, halogen atoms, carboxyl groups, nitro groups, cyano groups, methylenedioxy groups, acetoxy groups, methylthio groups, amino groups, Represents an aryl group optionally substituted with a C 1 -C 9 alkoxy group, alkyl group, alkenyl group or alkynyl group.
When m>1,
m T's are a single bond, a divalent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an oxygen atom, a carbonyl group or an alkylene group, and substituted with an alkyl group or an alkenyl group. A divalent aromatic group or an unsaturated cyclic hydrocarbon group that may be
G 3 Z 3 , G 4 Z 4 , G 5 Z 5 , G 6 Z 6 does not exist,
m G 1 and G 2 are each independently
Figure 0007388022000182

or
Figure 0007388022000183

and
n, R, and A are as defined above;
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydroxy group, an epoxy group, or a hydrogen atom. ]
上記Aはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいCアリール基である、請求項1に記載のレジスト下層膜形成組成物。 2. The resist underlayer film forming composition according to claim 1, wherein each of the A's is a C6 aryl group which may be independently interrupted by an alkylene group. (B)架橋性化合物(A)と架橋反応可能な膜材料を更に含む、請求項1又は2に記載のレジスト下層膜形成組成物。 (B) The resist underlayer film forming composition according to claim 1 or 2, further comprising a film material capable of crosslinking with the crosslinkable compound (A). 上記架橋反応可能な膜材料(B)が、脂肪族環を含有する樹脂、ノボラック樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂及び架橋性化合物(A)と異なる化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項3に記載のレジスト下層膜形成組成物。 The crosslinkable membrane material (B) is selected from the group consisting of aliphatic ring-containing resins, novolak resins, polyether resins, polyester resins, acrylic resins, methacrylic resins, and compounds different from the crosslinkable compound (A). The resist underlayer film forming composition according to claim 3, comprising at least one of: 上記ノボラック樹脂が、下記式(1a)、式(1b)及び式(1c):
Figure 0007388022000184

[式中、2つのRはそれぞれ独立に炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、ニトロ基又はアミノ基を表し、2つのRはそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数2乃至6のアルケニル基、アセタール基、アシル基又はグリシジル基を表し、Rは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基を表し、Rは水素原子、フェニル基又はナフチル基を表し、同一の炭素原子と結合するRとRがそれぞれフェニル基を表すとき互いに結合してフルオレン環を形成してもよく、式(1b)において2つのRが表す基及び2つのRが表す原子又は基は互いに異なっていてもよく、2つのkはそれぞれ独立に0又は1を表し、mは3乃至500の整数を表し、n、n及びnは2乃至500の整数を表し、pは3乃至500の整数を表し、Xは単結合又はヘテロ原子を表し、2つのQはそれぞれ独立に下記式(2):
Figure 0007388022000185

(式中、2つのR、2つのR、2つのR、2つのR、2つのk、n、n及びXは式(1b)と同義であり、2つのQはそれぞれ独立に前記式(2)で表される構造単位を表す。)で表される構造単位を表す。]
で表される繰り返し構造単位のうちいずれか1つ又は2つ以上で表される、請求項4に記載のレジスト下層膜形成組成物。
The novolac resin has the following formula (1a), formula (1b) and formula (1c):
Figure 0007388022000184

[In the formula, each of the two R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a nitro group, or an amino group, and 2 Each of R 2 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an acetal group, an acyl group, or a glycidyl group, and R 3 has a substituent. R4 represents a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and when R3 and R4 bonded to the same carbon atom each represent a phenyl group, they bond to each other to form a fluorene ring. In formula (1b), the two groups represented by R 3 and the two atoms or groups represented by R 4 may be different from each other, the two k each independently represent 0 or 1, and m 0 represents an integer from 3 to 500, n 0 , n 1 and n 2 represent an integer from 2 to 500, p represents an integer from 3 to 500, X represents a single bond or a heteroatom, and two Q are each independently expressed by the following formula (2):
Figure 0007388022000185

(In the formula, two R 1 , two R 2 , two R 3 , two R 4 , two k, n 1 , n 2 and X are synonymous with formula (1b), and two Q 1 are Each independently represents a structural unit represented by the above formula (2).) represents a structural unit represented by the formula (2). ]
The resist underlayer film forming composition according to claim 4, which is represented by any one or two or more of the repeating structural units represented by.
上記架橋性化合物(A)と異なる化合物が、
Figure 0007388022000186

(式(2)中、2つのArはそれぞれアリール基を表し、該アリール基は置換基として少なくとも1つのヒドロキシ基を有し、Qはベンゼン環又はナフタレン環を少なくとも1つ有する二価の連結基、メチレン基又は単結合を表す。)で表される、請求項4に記載のレジスト下層膜形成組成物。
A compound different from the crosslinkable compound (A) is
Figure 0007388022000186

(In formula (2), each of the two Ar represents an aryl group, the aryl group has at least one hydroxy group as a substituent, and Q is a divalent linking group having at least one benzene ring or naphthalene ring. , a methylene group or a single bond), the resist underlayer film forming composition according to claim 4.
(C)酸触媒を更に含む、請求項1又は2に記載のレジスト下層膜形成組成物。 (C) The resist underlayer film forming composition according to claim 1 or 2, further comprising an acid catalyst. (C)酸触媒を更に含む、請求項3~6のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物。 (C) The resist underlayer film forming composition according to any one of claims 3 to 6, further comprising an acid catalyst. 上記架橋性化合物(A)が下記式(1)で表される、請求項8に記載のレジスト下層膜形成組成物。
Figure 0007388022000187
[式中、
Vは
Figure 0007388022000188
又は
Figure 0007388022000189

を表し、
iは2~6の整数であり、
i個のRはそれぞれ独立に水素原子、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基で中断されていてもよいアルキル基であり、
i個のnはそれぞれ独立に1~8の整数であり、
i個のAはそれぞれ独立にアルキレン基によって中断されていてもよいC-C18アリール基であり、
i個のZはそれぞれ独立に酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよいアルキル基、又は酸素原子、窒素原子若しくはカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基若しくはアルキニル基で置換されていてもよいアリール基であり、
Tは単結合、芳香族環によって中断されていてもよいi価の飽和炭化水素基、又は酸素原子若しくはアルキレン基によって中断されていてもよく、アルキル基若しくはアルケニル基で置換されていてもよいi価の芳香族基である。]
The resist underlayer film forming composition according to claim 8, wherein the crosslinkable compound (A) is represented by the following formula (1).
Figure 0007388022000187
[In the formula,
V is
Figure 0007388022000188
or
Figure 0007388022000189

represents,
i is an integer from 2 to 6,
i R's are each independently a hydrogen atom, or an alkyl group optionally interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group,
i pieces of n are each independently an integer from 1 to 8,
each of the i A's is independently a C 6 -C 18 aryl group optionally interrupted by an alkylene group;
i Z's are each independently an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, or an alkyl group which may be interrupted by an oxygen atom, a nitrogen atom or a carbonyl group, a hydroxy group, a halogen atom, a carboxyl group; an aryl group optionally substituted with a group, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a methylthio group, an amino group, a C 1 -C 9 alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group,
T is a single bond, an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an aromatic ring, or an i-valent saturated hydrocarbon group which may be interrupted by an oxygen atom or an alkylene group, and which may be substituted with an alkyl group or an alkenyl group. is a valent aromatic group. ]
上記Zはそれぞれ独立にアルキル基、酸素原子、窒素原子又はカルボニル基によって中断されていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、メチレンジオキシ基、アセトキシ基、メチルチオ基、アミノ基、C-Cアルコキシ基、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基で置換されていてもよいアリール基である、請求項9に記載のレジスト下層膜形成組成物。 Each of the above Z may be independently interrupted by an alkyl group, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbonyl group, and a hydroxy group, a halogen atom, a carboxyl group, a nitro group, a cyano group, a methylenedioxy group, an acetoxy group, a methylthio group. The resist underlayer film forming composition according to claim 9, which is an aryl group optionally substituted with an amino group, a C 1 -C 9 alkoxy group, an alkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group. 請求項1~10のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物からなる塗布膜の硬化物であることを特徴とするレジスト下層膜。 A resist underlayer film, which is a cured product of a coating film comprising the resist underlayer film forming composition according to any one of claims 1 to 10. 半導体基板上に請求項1~10のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物を塗布し硬化してレジスト下層膜を形成する工程、前記レジスト下層膜上にレジストを塗布しベークしてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト下層膜と前記レジストで被覆された半導体基板を露光する工程、露光後の前記レジスト膜を現像し、パターニングする工程を含む、パターニングされた基板の製造方法。 A step of applying the resist underlayer film forming composition according to any one of claims 1 to 10 on a semiconductor substrate and curing it to form a resist underlayer film, applying a resist on the resist underlayer film and baking it. A method for manufacturing a patterned substrate, comprising the steps of forming a resist film, exposing the resist underlayer film and the semiconductor substrate covered with the resist, and developing and patterning the exposed resist film. ベークして上記硬化を行う、請求項12に記載のパターニングされた基板の製造方法。 13. The method of manufacturing a patterned substrate according to claim 12, wherein the curing is performed by baking. ベークした後、紫外線を照射することにより上記硬化を行う、請求項12に記載のパターニングされた基板の製造方法。 The method for manufacturing a patterned substrate according to claim 12, wherein the curing is performed by irradiating ultraviolet rays after baking. 半導体基板上に請求項1~10のいずれか1項に記載のレジスト下層膜形成組成物によりレジスト下層膜を形成する工程、その上にレジスト膜を形成する工程、光又は電子線の照射と現像によりレジストパターンを形成する工程、レジストパターンにより該下層膜をエッチングする工程、及びパターン化された下層膜により半導体基板を加工する工程を含む半導体装置の製造方法。 A step of forming a resist underlayer film on a semiconductor substrate using the resist underlayer film forming composition according to any one of claims 1 to 10, a step of forming a resist film thereon, irradiation with light or electron beam, and development. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a resist pattern using a resist pattern, etching the lower layer film using the resist pattern, and processing a semiconductor substrate using the patterned lower layer film.
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