KR20130035940A - Composition for forming resist lower layer film, resist lower layer film and method for forming the same, and method for forming pattern - Google Patents

Composition for forming resist lower layer film, resist lower layer film and method for forming the same, and method for forming pattern Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A composition for forming a resist underlayer is provided to maintain high refraction resistance of a resist underlayer and to form a resist underlayer with high heat resistance. CONSTITUTION: A composition for forming a resist underlayer contains a polymer which has a structure unit represented by chemical formula 1: -(C=C-Ar^1-C=C-Ar^2)-. In chemical formula 1, each of Ar^1 and Ar^2 is a divalent group represented by chemical formula 2: -R^1-(R^3-R^2)a-. In chemical formula 2, each of R^1 and R^2 is a divalent aromatic group; R^2 is a single bond, -O-, -CO-, -SO-, or -SO2-; a is an integer from 0-3; and when a is 2 or more, R^2 and R^3 can be the same or different from each other.

Description

레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 그의 형성 방법, 및 패턴 형성 방법{COMPOSITION FOR FORMING RESIST LOWER LAYER FILM, RESIST LOWER LAYER FILM AND METHOD FOR FORMING THE SAME, AND METHOD FOR FORMING PATTERN}A composition for forming a resist underlayer film, a resist underlayer film, a method for forming the same, and a method for forming a pattern TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION, AND METHOD FOR FORMING PATTERN TECHNOLOGY FOR FORMING RESIST LOWER LAYER

본 발명은 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 그의 형성 방법, 및 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming a resist underlayer film, a resist underlayer film, a method for forming the same, and a pattern forming method.

집적 회로 소자의 제조에 있어서, 오늘날에는 보다 높은 집적도를 얻기 위해서 다층 레지스트 공정이 이용되고 있다. 이 공정을 간단히 설명하면, 우선 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 레지스트 하층막을 형성하고, 그 위에 포토레지스트 조성물을 도포하여 레지스트 피막을 형성하고, 이어서 축소 투영 노광 장치(스테퍼(stepper)) 등에 의해서 마스크 패턴을 레지스트 피막에 전사하고, 적당한 현상액으로 현상함으로써 레지스트 패턴을 얻는다. 그 후, 드라이 에칭에 의해 이 레지스트 패턴을 레지스트 하층막에 전사한다. 마지막으로 드라이 에칭에 의해 레지스트 하층막 패턴을 기판에 전사함으로써, 원하는 패턴이 형성된 기판을 얻을 수 있다.In the manufacture of integrated circuit devices, multilayer resist processes are used today to achieve higher densities. Briefly describing this process, first, a composition for forming a resist underlayer film is applied onto a substrate to form a resist underlayer film, and then a photoresist composition is applied thereon to form a resist film, followed by a reduction projection exposure apparatus (stepper). The mask pattern is transferred to the resist film by using a film or the like, and developed with a suitable developer to obtain a resist pattern. Thereafter, this resist pattern is transferred to a resist underlayer film by dry etching. Finally, by transferring the resist underlayer film pattern to the substrate by dry etching, a substrate having a desired pattern can be obtained.

상술한 다층 레지스트 공정에 있어서는 형성되는 패턴의 미세화가 더욱 진전되고 있어, 그로 인해 상기 레지스트 하층막에는 패턴 전사 성능 및 에칭 내성의 한층 더한 향상이 요구되고 있다. 그와 같은 요구에 대하여, 레지스트 하층막 형성용 조성물에 함유되는 중합체 등의 구조나 포함되는 관능기에 대해서 다양한 검토가 행해지고 있다(일본 특허 공개 제2004-177668호 공보 참조). In the above-mentioned multilayer resist process, further refinement | miniaturization of the formed pattern is made, and therefore the said resist underlayer film is calculated | required further improvement of pattern transfer performance and etching resistance. In response to such a request, various studies have been made on structures such as polymers contained in the composition for forming a resist underlayer film and functional groups contained therein (see Japanese Patent Laid-Open No. 2004-177668).

한편, 형성되는 패턴의 미세화와 함께, 상기 드라이 에칭의 방법으로서 RIE(Reactive Ion Etching)가 보급되어 있고, 그 때문에 레지스트 하층막을 마스크로 하여 기판을 에칭할 때에, 레지스트 하층막 패턴이 절곡된다거나, 물결 형상이 된다거나 하는 등의 변형이 생긴다는 문제점이 현저화되고 있다.On the other hand, with the miniaturization of the formed pattern, RIE (Reactive Ion Etching) is prevalent as the dry etching method, and therefore, when the substrate is etched using the resist underlayer film as a mask, the resist underlayer film pattern is bent, The problem that deformation | transformation, such as becoming a wavy form, arises is remarkable.

또한, 종래부터 레지스트 하층막의 형성에는 그의 형성에 특별한 장치를 필요로 하지 않는 점에서 유기 조성물이 이용되고 있지만, 이 유기 조성물을 이용한 레지스트 하층막에 있어서는 내열성에 어려움이 있어, 낮은 내열성에 기인하여 상기 레지스트 하층막 형성시 등의 가열에 의해, 레지스트 하층막 성분이 승화되고 이 승화된 성분이 기판에 재부착하여 반도체 디바이스의 제조 수율을 악화시키는 경우가 있다.In addition, although the organic composition is conventionally used in the formation of a resist underlayer film in the point which does not require a special apparatus for its formation, in the resist underlayer film using this organic composition, there exists a difficulty in heat resistance, and is due to the low heat resistance, By heating at the time of forming a resist underlayer film, etc., a resist underlayer film component may sublimate, and this sublimation component may reattach to a board | substrate, and may worsen the manufacturing yield of a semiconductor device.

이러한 상황 하에서, 한층 더한 패턴의 미세화시에, 레지스트 하층막에 요구되는 굴절률 및 감쇠 계수에 관한 특성을 만족시킴과 동시에, 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성 가능한 레지스트 하층막 형성용 조성물의 개발이 요망되고 있다.In such a situation, at the time of further miniaturization of the pattern, a resist having high heat resistance while satisfying the characteristics related to the refractive index and the attenuation coefficient required for the resist underlayer film while maintaining high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern The development of the resist underlayer film forming composition which can form an underlayer film is desired.

일본 특허 공개 제2004-177668호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2004-177668

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그 목적은 레지스트 하층막에 요구되는 굴절률 및 감쇠 계수에 관한 특성을 만족시킴과 동시에, 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성 가능한 레지스트 하층막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and its object is to satisfy the characteristics related to the refractive index and the attenuation coefficient required for the resist underlayer film, and to maintain a high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern. It is providing the composition for resist underlayer film formation which can form the resist underlayer film which has heat resistance.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은,The invention made to solve the above problems,

[A] 하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체(이하, 「[A] 중합체」라고도 함)를 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물이다.[A] A composition for forming a resist underlayer film containing a polymer having a structural unit (I) represented by the following general formula (1) (hereinafter also referred to as "[A] polymer").

Figure pat00001
Figure pat00001

(화학식 (1) 중, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (2)로 표시되는 2가의 기이다)(In Formula (1), Ar 1 And Ar 2 are each independently a divalent group represented by the following general formula (2)):

Figure pat00002
Figure pat00002

(화학식 (2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 2가의 방향족기이고, R3은 단결합, -O-, -CO-, -SO- 또는 -SO2-이고, a는 0 내지 3의 정수이되, 단 a가 2 이상인 경우, 복수개의 R2 및 R3은 각각 동일하거나 상이할 수도 있다)(Formula (2) of, R 1 and R 2 are each independently an aromatic divalent group, R 3 represents a single bond, -O-, -CO-, -SO- or -SO 2 - and, a is from 0 to An integer of 3, provided that when a is 2 or more, a plurality of R 2 and R 3 may be the same or different, respectively)

본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물이 상기 특정한 구조 단위 (I)을 갖는 [A] 중합체를 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.Since the composition for resist underlayer film formation of this invention contains the [A] polymer which has the said specific structural unit (I), the said composition for resist underlayer film formation maintains high bending resistance of the resist underlayer film pattern formed, A resist underlayer film having high heat resistance can be formed.

상기 화학식 (2)에 있어서의 R1 및 R2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (3)으로 표시되는 것이 바람직하다.It is preferable that R <1> and R <2> in the said General formula (2) are respectively independently represented by following General formula (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

(화학식 (3) 중, R4는 할로겐 원자, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기이고, b는 0 내지 6의 정수이되, 단 b가 2 이상인 경우, 복수개의 R4는 동일하거나 상이할 수도 있으며, c는 0 또는 1이다)Of (formula (3), R 4 is a hydroxyalkyl group of a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group, an alkoxy group or a group having 1 to 20 carbon atoms having from 1 to 20, b Is an integer of 0 to 6, provided that when b is 2 or more, a plurality of R 4 may be the same or different, and c is 0 or 1)

상기 R1 및 R2가 상기 특정한 기임으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 보다 한층 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.The R 1 And since R <2> is the said specific group, the said composition for resist underlayer film formation can form the resist underlayer film which has higher heat resistance.

[A] 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량은 500 이상 10,000 이하인 것이 바람직하다. 상기 [A] 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 상기 특정 범위임으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 도포성을 향상시킬 수 있다.It is preferable that the polystyrene conversion weight average molecular weight of the polymer (A) is 500 or more and 10,000 or less. When the polystyrene reduced weight average molecular weight of the polymer [A] is within the above specific range, the composition for forming a resist underlayer film can improve applicability.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [B] 용매를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [B] 용매를 추가로 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 도포성을 보다 향상시킬 수 있다.It is preferable that the said composition for resist underlayer film formation further contains a solvent [B]. When the composition for forming a resist underlayer film further contains the solvent [B], the composition for forming a resist underlayer film can further improve applicability.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [C] 산 발생제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [C] 산 발생제를 더 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 레지스트 하층막을 효율적으로 경화시켜, 레지스트 하층막과 레지스트 피막의 인터믹싱을 억제할 수 있다.It is preferable that the said composition for resist underlayer film formation contains [C] acid generator further. When the composition for forming a resist underlayer film further contains an [C] acid generator, the composition for forming a resist underlayer film can harden a resist underlayer film efficiently and can suppress intermixing of a resist underlayer film and a resist film.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [D] 가교제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [D] 가교제를 추가로 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 이 [D] 가교제와 [A] 중합체나 다른 가교제 분자가 갖는 가교성 기를 결합시켜, 형성되는 레지스트 하층막을 보다 경화시킬 수 있다.It is preferable that the said composition for resist underlayer film formation further contains a crosslinking agent [D]. The composition for forming a resist underlayer film further contains a crosslinking agent [D], whereby the composition for forming a resist underlayer film is bonded by forming a crosslinkable group of the [A] polymer and another crosslinking agent molecule. The resist underlayer film used can be hardened more.

본 발명의 레지스트 하층막의 형성 방법은, The formation method of the resist underlayer film of this invention is

(1-1) 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정, 및 (1-1) forming a coating film on a substrate using the composition for forming a resist underlayer film, and

(1-2) 상기 도막의 가열에 의해 레지스트 하층막을 형성하는 공정(1-2) Process of forming a resist underlayer film by heating the said coating film

을 갖는다.Respectively.

상기 레지스트 하층막의 형성 방법이 상기 특정한 공정을 가짐으로써, 상기 레지스트 하층막의 형성 방법은 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.Since the formation method of the said resist underlayer film has the said specific process, the formation method of the said resist underlayer film can form the resist underlayer film which has high heat resistance.

본 발명의 레지스트 하층막은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성된다.The resist underlayer film of this invention is formed from the said composition for resist underlayer film formation.

상기 레지스트 하층막은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성되어 있기 때문에, 상기 레지스트 하층막은 높은 내열성을 갖는다.Since the resist underlayer film is formed of the composition for forming a resist underlayer film, the resist underlayer film has high heat resistance.

본 발명의 패턴 형성 방법은, The pattern forming method of the present invention comprises:

(1) 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 레지스트 하층막을 형성하는 공정, (1) forming a resist underlayer film on a substrate using the composition for forming a resist underlayer film,

(2) 레지스트 조성물을 이용하여, 상기 레지스트 하층막 상에 레지스트 피막을 형성하는 공정, (2) forming a resist film on the resist underlayer film using a resist composition;

(3) 상기 레지스트 피막으로부터 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및 (3) forming a resist pattern from the resist film, and

(4) 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하고, 상기 레지스트 하층막 및 상기 기판을 순차 드라이 에칭하여, 상기 기판에 소정의 패턴을 형성하는 공정을 갖는다.(4) A step of forming a predetermined pattern on the substrate by dry-etching the resist underlayer film and the substrate sequentially using the resist pattern as a mask.

상기 패턴 형성 방법에서는 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여 레지스트 하층막을 형성하기 때문에, 상기 패턴 형성 방법은 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 레지스트 하층막의 내열성을 높일 수 있다. 그 결과로서, 상기 패턴 형성 방법은 보다 미세화된 패턴을 형성할 수 있다.In the pattern forming method, since the resist underlayer film is formed using the composition for forming a resist underlayer film, the pattern forming method can increase the heat resistance of the resist underlayer film while maintaining high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern. As a result, the pattern forming method can form a more refined pattern.

상기 레지스트 조성물이 포토레지스트 조성물이며, The resist composition is a photoresist composition,

상기 공정 (3)이, The step (3),

(3-1) 상기 레지스트 피막을 선택적인 방사선의 조사에 의해 노광하는 공정, 및(3-1) exposing the resist film by selective radiation; and

(3-2) 노광된 상기 레지스트 피막을 현상하는 공정(3-2) Process of developing the exposed said resist film

을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include.

상기 레지스트 조성물이 포토레지스트 조성물이고, 상기 공정 (3)이 상기 공정을 포함함으로써, 상기 패턴 형성 방법은 보다 미세화된 패턴을 간편하면서도 확실하게 형성할 수 있다.Since the said resist composition is a photoresist composition and the said process (3) includes the said process, the said pattern formation method can form a finer pattern simply and surely.

또한, [A] 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은, 단분산 폴리스티렌을 표준으로 하는 겔 투과 크로마토그래피(검출기: 시차 굴절계)에 의해 측정된 것을 의미한다.In addition, the polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) of polymer [A] means what was measured by the gel permeation chromatography (detector: differential refractometer) which makes monodisperse polystyrene the standard.

본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 그의 형성 방법, 및 패턴 형성 방법에 따르면, 레지스트 하층막에 요구되는 굴절률 및 감쇠 계수에 관한 특성을 만족시킴과 동시에, 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 레지스트 하층막의 내열성을 높일 수 있다. 그로 인해, 본 발명에 따르면 반도체 제조 공정에 있어서 반도체 디바이스의 제조 수율을 향상시킬 수 있고, 패턴의 한층 더한 미세화가 진행되는 반도체 디바이스의 제조 공정에 바람직하게 사용할 수 있다.According to the composition for forming a resist underlayer film, the resist underlayer film, the method for forming the same, and the pattern forming method of the present invention, the resist underlayer film pattern formed while satisfying the characteristics of the refractive index and the attenuation coefficient required for the resist underlayer film The heat resistance of the resist underlayer film can be improved while maintaining high bending resistance. Therefore, according to this invention, the manufacturing yield of a semiconductor device can be improved in a semiconductor manufacturing process, and it can be used suitably for the manufacturing process of the semiconductor device which further refines a pattern.

<레지스트 하층막 형성용 조성물> <Composition for forming a resist underlayer film>

본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 중합체를 함유한다. 또한, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 적합 성분으로서 [B] 용매, [C] 산 발생제, [D] 가교제를 추가로 함유할 수도 있다. 또한, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 임의 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 이하, 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.The composition for forming a resist underlayer film of this invention contains a polymer [A]. The resist underlayer film-forming composition may further contain a solvent [B], an acid generator [C], and a crosslinking agent [D] as a suitable component. Moreover, the said composition for resist underlayer film formation may contain other arbitrary components in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A] 중합체> <[A] Polymer>

[A] 중합체는 상기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체이다. 또한, [A] 중합체는 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다. 또한, [A] 중합체는 각 구조 단위를 2종 이상 포함할 수도 있다.The polymer (A) is a polymer having the structural unit (I) represented by the general formula (1). In addition, the polymer [A] may have other structural units. In addition, a polymer [A] may also contain 2 or more types of each structural unit.

[구조 단위 (I)] [Structural unit (I)]

구조 단위 (I)은 상기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위이다. 본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물이 상기 특정한 구조 단위 (I)을 갖는 [A] 중합체를 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.Structural unit (I) is a structural unit represented by the said General formula (1). When the composition for forming a resist underlayer film of the present invention contains the polymer [A] having the specific structural unit (I), the composition for forming a resist underlayer film is high while maintaining high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern. A resist underlayer film having heat resistance can be formed.

상기 화학식 (1) 중, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 상기 화학식 (2)로 표시되는 2가의 기이다.In Formula (1), Ar 1 And Ar 2 are each independently a divalent group represented by the formula (2).

상기 화학식 (2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 2가의 방향족기이다. R3은 단결합, -O-, -CO-, -SO- 또는 -SO2-이다. a는 0 내지 3의 정수이다. 단, a가 2 이상인 경우, 복수개의 R2 및 R3은 각각 동일하거나 상이할 수도 있다.In said Formula (2), R <1> and R <2> is a bivalent aromatic group each independently. R 3 is a single bond, -O-, -CO-, -SO- or -SO 2- . a is an integer of 0-3. However, when a is two or more, some R <2> and R <3> may be same or different, respectively.

상기 R1 및 R2로 표시되는 2가의 방향족기로서는, 탄소수 6 내지 30의 2가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 3 내지 30의 2가의 헤테로 방향족기를 들 수 있다.As a bivalent aromatic group represented by said R <1> and R <2> , a C6-C30 bivalent aromatic hydrocarbon group and a C3-C30 bivalent heteroaromatic group are mentioned.

상기 탄소수 6 내지 30의 2가의 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어 페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라닐렌기 등을 들 수 있다.As said C6-C30 bivalent aromatic hydrocarbon group, a phenylene group, a naphthylene group, anthranilene group etc. are mentioned, for example.

상기 탄소수 3 내지 30의 2가의 헤테로 방향족기로서는, 예를 들어 피롤환, 피리딘환, 인돌환, 퀴놀린환, 아크리딘환 등을 포함하는 2가의 기 등을 들 수 있다.As said C3-C30 bivalent heteroaromatic group, the bivalent group containing a pyrrole ring, a pyridine ring, an indole ring, a quinoline ring, an acridine ring, etc. are mentioned, for example.

상기 2가의 방향족 탄화수소기 및 2가의 헤테로 방향족기가 갖는 수소 원자는 치환기에 의해 치환되어 있을 수도 있다. 이 치환기로서는, 예를 들어 후술하는 R4로 표시되는 기를 적용할 수 있다.The hydrogen atom which the said divalent aromatic hydrocarbon group and the divalent hetero aromatic group have may be substituted by the substituent. As this substituent, group represented by R <4> mentioned later, for example is applicable.

구조 단위 (I)은, 예를 들어 벤젠환의 1,4 위치, 나프탈렌환의 2,6 위치, 안트라센환의 2,6 위치 등과 같이, 상기 2가의 방향족 탄화수소기의 방향환 및 2가의 헤테로 방향족기의 헤테로 방향환에 있어서 상대되는 부위에, 중합체 주쇄가 결합하지 않고 있는 분자 구조가 바람직하고, 이 분자 구조는 상기 R3이 단결합인 경우에 특히 바람직하다. 이렇게 함으로써 용매에 대한 용해성을 향상시킬 수 있다.The structural unit (I) is, for example, the aromatic ring of the divalent aromatic hydrocarbon group and the heterocyclic heteroaromatic group, such as the 1,4 position of the benzene ring, the 2,6 position of the naphthalene ring, the 2,6 position of the anthracene ring, and the like. The molecular structure to which the polymer main chain does not couple | bond to the site | part opposing in an aromatic ring is preferable, and this molecular structure is especially preferable when said R <3> is a single bond. By doing in this way, the solubility to a solvent can be improved.

상기 화학식 (2)에 있어서의 R1 및 R2는 각각 독립적으로 상기 화학식 (3)으로 표시되는 것이 바람직하다. 상기 R1 및 R2가 상기 특정한 기임으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 보다 한층 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.It is preferable that R <1> and R <2> in the said General formula (2) are respectively independently represented by the said General formula (3). When said R <1> and R <2> is the said specific group, the said composition for resist underlayer film formation can form the resist underlayer film which has a much higher heat resistance.

상기 화학식 (3) 중, R4는 할로겐 원자, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기이다. b는 0 내지 6의 정수이다. 단, b가 2 이상인 경우, 복수개의 R4는 동일하거나 상이할 수도 있다. c는 0 또는 1이다.In said general formula (3), R <4> is a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a C1-C20 monovalent hydrocarbon group, a C1-C20 alkoxy group, or a C1-C20 hydroxyalkyl group. b is an integer of 0-6. However, when b is two or more, some R <4> may be same or different. c is 0 or 1;

상기 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다.As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, for example.

상기 R4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기, 또는 이들 기를 2종 이상 조합한 1가의 기 등을 들 수 있다.As a C1-C20 monovalent hydrocarbon group represented by said R <4> , For example, a C1-C20 alkyl group, a C3-C20 monovalent alicyclic hydrocarbon group, or the monovalent group which combined 2 or more types of these groups Etc. can be mentioned.

상기 탄소수 1 내지 20의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기 등의 직쇄상의 알킬기; i-프로필기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등의 분지상의 알킬기 등을 들 수 있다.As said C1-C20 alkyl group, For example, linear alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group; Branched alkyl groups, such as i-propyl group, i-butyl group, sec-butyl group, and t-butyl group, etc. are mentioned.

상기 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로데실기, 메틸시클로헥실기, 에틸시클로헥실기 등의 단환식 포화 탄화수소기; 시클로부테닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 시클로 옥테닐기, 시클로데세닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로헥사디에닐기, 시클로옥타디에닐기, 시클로데카디엔 등의 단환식 불포화 탄화수소기; 비시클로[2.2.1]헵틸기, 비시클로[2.2.2]옥틸기, 트리시클로[5.2.1.02,6]데실기, 트리시클로[3.3.1.13,7]데실기, 테트라시클로[6.2.1.13,6.02,7]도데실기, 노르보르닐기, 아다만틸기 등의 다환식 포화 탄화수소기 등을 들 수 있다.As said C3-C20 monovalent alicyclic hydrocarbon group, For example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, methylcyclohexyl group, Monocyclic saturated hydrocarbon groups such as ethylcyclohexyl group; Monocyclic unsaturated hydrocarbons, such as a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cycloheptenyl group, a cyclo octenyl group, a cyclodecenyl group, a cyclopentadienyl group, a cyclohexadienyl group, a cyclooctadienyl group, and a cyclodecadiene group; Bicyclo [2.2.1] heptyl group, Bicyclo [2.2.2] octyl group, Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, Tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decyl group, Tetracyclo [6.2 .1.1 3,6 .0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbon groups such as dodecyl group, norbornyl group and adamantyl group.

상기 이들 기를 2종 이상 조합한 1가의 기로서는, 예를 들어 상기 탄소수 1 내지 20의 알킬기 및 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서 예시한 기를 2종 이상 조합한 기 등을 들 수 있다.As a monovalent group which combined 2 or more types of these groups, the group which combined 2 or more types of groups illustrated as said C1-C20 alkyl group and C3-C20 monovalent alicyclic hydrocarbon group etc. are mentioned, for example. .

상기 R4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, t-부톡시기 등을 들 수 있다.As a C1-C20 alkoxy group represented by said R <4> , a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, etc. are mentioned, for example.

상기 R4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기로서는, 예를 들어 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시프로필기, 2-히드록시프로필기, 3-히드록시프로필기, 1-히드록시-1-메틸에틸기, 2-히드록시-1-메틸에틸기, 1-히드록시부틸기, 2-히드록시부틸기, 3-히드록시부틸기 등을 들 수 있다.As a C1-C20 hydroxyalkyl group represented by said R <4> , For example, a hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 3 -Hydroxypropyl group, 1-hydroxy-1-methylethyl group, 2-hydroxy-1-methylethyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, etc. are mentioned. have.

또한, 상기 화학식 (3) 중, b는 0이 바람직하고, c는 0이 바람직하다.In formula (3), b is preferably 0, and c is preferably 0.

구조 단위 (I)로서는, 하기 화학식으로 표시되는 구조 단위가 바람직하다.As the structural unit (I), a structural unit represented by the following chemical formula is preferable.

Figure pat00004
Figure pat00004

[A] 중합체에 있어서 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (I)의 함유 비율로서는 50몰% 이상 100몰% 이하가 바람직하고, 80몰% 이상 100몰% 이하가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (I)의 함유 비율을 상기 특정 범위로 함으로써, 효과적으로 내열성을 높임과 동시에 굴곡 내성을 향상시킬 수 있다.In the polymer (A), the content ratio of the structural unit (I) to the total structural units is preferably 50 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 80 mol% or more and 100 mol% or less. By making the content rate of a structural unit (I) into the said specific range, heat resistance can be raised effectively and bending resistance can be improved.

[그 밖의 구조 단위] [Other structural units]

[A] 중합체는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 상기 구조 단위 (I) 이외의 구조 단위를 가질 수도 있다.The polymer (A) may have a structural unit other than the structural unit (I) within a range that does not impair the effects of the present invention.

<[A] 중합체의 합성 방법> <Method of synthesizing [A] polymer>

[A] 중합체의 합성 방법으로서는, 예를 들어 소정의 구조 단위에 대응하는 화합물(단량체)을 적당한 반응 용매에 용해시키고, 촉매 및 염기성 화합물의 존재 하에서 축합 중합 반응을 행함으로써 합성할 수 있다.As the method for synthesizing the polymer (A), for example, a compound (monomer) corresponding to a predetermined structural unit can be dissolved in a suitable reaction solvent and synthesized by performing a condensation polymerization reaction in the presence of a catalyst and a basic compound.

촉매로서는, 예를 들어 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐, 비스(트리페닐포스핀)디브로모팔라듐 등의 팔라듐 화합물과, 염화구리(I), 브롬화구리(I), 요오드화구리(I) 등의 1가의 구리 화합물과의 조합 등을 들 수 있다. 이들 촉매는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.Examples of the catalyst include palladium compounds such as bis (triphenylphosphine) dichloropalladium and bis (triphenylphosphine) dibromopalladium, copper chloride (I), copper bromide (I), and copper iodide (I). The combination with monovalent copper compounds, such as these, etc. are mentioned. These catalysts can use together 1 type (s) or 2 or more types.

염기성 화합물로서는, 예를 들어 피리딘, 피롤, 피페라진, 피롤리딘, 피페리딘, 피콜린, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 디메틸 모노에탄올아민, 모노메틸디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디아자비시클로옥탄 등을 들 수 있다. 이들 염기성 화합물은 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.Examples of the basic compound include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethyl monoethanolamine and monomethyl diethanolamine. , Triethanolamine, diazabicyclooctane, and the like. These basic compounds can use together 1 type (s) or 2 or more types.

반응 용매로서는, 축합 중합 반응을 저해하는 용매 이외의 용매이면 특별히 한정되지 않는다. 반응 용매로서는, 예를 들어 클로로포름, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 할로겐계 용매; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 디에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용매; 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 디글라임, 아니솔 등의 에테르계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-헵타논, 시클로헥사논, 시클로펜타논 등의 케톤계 용매; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드계 용매 등을 들 수 있다.It will not specifically limit, if it is solvent other than the solvent which inhibits a condensation polymerization reaction as a reaction solvent. As a reaction solvent, For example, halogen solvents, such as chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene; Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene and diethylbenzene; Ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diglyme and anisole; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, 2-heptanone, cyclohexanone and cyclopentanone; Ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate; Amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone.

축합 중합 반응에 의해 얻어진 [A] 중합체는 재침전법에 의해 회수하는 것이 바람직하다. 즉, 축합 중합 반응 종료 후 반응액을 재침 용매에 투입함으로써, 목적으로 하는 [A] 중합체를 회수한다. 재침 용매로서는 알코올류나 알칸류 등을 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 재침전법 이외에 분액 조작이나 칼럼 조작, 한외 여과 조작 등에 의해, 저분자 성분을 제거하고 [A] 중합체를 회수할 수도 있다.It is preferable to collect | recover the [A] polymer obtained by condensation polymerization reaction by the reprecipitation method. That is, the target [A] polymer is collect | recovered by throwing in the reaction liquid after completion | finish of condensation polymerization reaction. As a reprecipitation solvent, alcohol, alkanes, etc. can use together 1 type (s) or 2 or more types. In addition to the reprecipitation method, the low molecular weight component may be removed and the polymer [A] may be recovered by a liquid separation operation, a column operation, an ultrafiltration operation, or the like.

이들 합성 방법에 있어서의 반응 온도는 구조 단위 (I)을 제공하는 화합물(단량체), 사용하는 촉매나 염기성 화합물의 종류 등에 의해 적절하게 결정된다.The reaction temperature in these synthesis methods is suitably determined by the compound (monomer) which provides a structural unit (I), the kind of catalyst used, a basic compound, etc.

[A] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)으로서는 500 이상 10,000 이하가 바람직하고, 1,000 이상 5,000 이하가 더욱 바람직하다. [A] 중합체의 Mw를 상기 특정 범위로 함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 레지스트 하층막의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.As polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A), 500 or more and 10,000 or less are preferable, and 1,000 or more and 5,000 or less are more preferable. By making Mw of a polymer into the said specific range, the said composition for resist underlayer film formation can improve the in-plane uniformity of a resist underlayer film.

<[B] 용매><[B] solvent>

[B] 용매는 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 함유할 수도 있는 적합 성분이다. [B] 용매로서는, [A] 중합체 및 필요에 따라 함유되는 임의 성분을 용해 또는 분산시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [B] 용매를 추가로 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 도포성을 더욱 향상시킬 수 있다. [B] 용매로서는, 예를 들어 알코올계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 등을 들 수 있다. 또한, [B] 용매는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.The solvent (B) is a suitable component which the composition for forming a resist underlayer film may contain. The solvent (B) is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the polymer [A] and optional components contained as necessary. When the composition for forming a resist underlayer film further contains the solvent [B], the composition for forming a resist underlayer film can further improve applicability. Examples of the solvent (B) include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents, and the like. Moreover, [B] solvent can use together 1 type (s) or 2 or more types.

상기 알코올계 용매로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, sec-펜탄올, t-펜탄올 등의 모노알코올계 용매; 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,5-헥산디올, 2,4-헵탄디올 등의 다가 알코올계 용매 등을 들 수 있다.As the alcohol solvent, for example, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, sec-pentane Monoalcohol solvents such as ol and t-pentanol; Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, etc. And polyhydric alcohol solvents.

상기 케톤계 용매로서는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필 케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 메틸-n-펜틸케톤, 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 지방족 케톤계 용매; 시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 시클로옥타논, 메틸시클로헥사논 등의 환상 케톤계 용매; 2,4-펜탄디온, 아세토닐아세톤, 디아세톤알코올, 아세토페논 등을 들 수 있다.Examples of the ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, and ethyl-n. Aliphatic ketone solvents such as -butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethylnonanone; Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone; 2,4-pentanedione, acetonyl acetone, diacetone alcohol, acetophenone, etc. are mentioned.

상기 아미드계 용매로서는, 예를 들어 N,N'-디메틸이미다졸리디논, N-메틸 포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸 아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.Examples of the amide solvents include N, N'-dimethylimidazolidinone, N-methyl formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, and N-methyl acetate Amide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like.

상기 에테르계 용매로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 다가 알코올의 알킬에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등의 다가 알코올의 알킬에테르아세테이트류; 디에틸에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 부틸메틸에테르, 부틸에틸에테르, 디이소아밀에테르 등의 지방족 에테르류; 아니솔, 페닐에틸에테르 등의 지방족-방향족 에테르류; 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 디옥산 등의 환상 에테르류 등을 들 수 있다.As said ether solvent, For example, Alkyl ether of polyhydric alcohols, such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether; Alkyl ether acetates of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol methyl ether acetate; Aliphatic ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether and diisoamyl ether; Aliphatic-aromatic ethers such as anisole and phenylethyl ether; Cyclic ethers, such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and dioxane, etc. are mentioned.

상기 에스테르계 용매로서는, 예를 들어 디에틸카르보네이트, 프로필렌카르보네이트, 아세트산메틸, 아세트산에틸, γ-발레로락톤, 아세트산n-프로필, 아세트산iso-프로필, 아세트산n-부틸, 아세트산iso-부틸, 아세트산sec-부틸, 아세트산n-펜틸, 아세트산sec-펜틸, 아세트산3-메톡시부틸, 아세트산메틸펜틸, 아세트산2-에틸부틸, 아세트산2-에틸헥실, 아세트산벤질, 아세트산시클로헥실, 아세트산메틸시클로헥실, 아세트산n-노닐, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸 등을 들 수 있다.Examples of the ester solvents include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-acetate acetate, n-butyl acetate and iso-acetate. Butyl, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclocycloacetate Hexyl, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and the like.

이들 용매 중에서 에테르계 용매, 케톤계 용매가 바람직하고, 다가 알코올의 알킬에테르아세테이트류, 환상 케톤계 용매가 더욱 바람직하고, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 시클로헥사논이 특히 바람직하다.Among these solvents, ether solvents and ketone solvents are preferable, alkyl ether acetates of polyhydric alcohols and cyclic ketone solvents are more preferable, and propylene glycol methyl ether acetate and cyclohexanone are particularly preferable.

<[C] 산 발생제> <[C] acid generator>

[C] 산 발생제는 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 함유할 수도 있는 적합 성분이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [C] 산 발생제를 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 레지스트 하층막을 효율적으로 경화시켜, 레지스트 하층막과 레지스트 피막의 인터믹싱을 억제할 수 있다. 또한, [C] 산 발생제는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.The acid generator (C) is a suitable component that the composition for forming a resist underlayer film may contain. When the composition for forming a resist underlayer film contains the [C] acid generator, the composition for forming a resist underlayer film can harden a resist underlayer film efficiently and can suppress intermixing of a resist underlayer film and a resist film. In addition, [C] acid generator can use together 1 type (s) or 2 or more types.

[C] 산 발생제로서는, 예를 들어 오늄염 화합물, 술폰이미드 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 오늄염 화합물이 바람직하다.Examples of the acid generator [C] include an onium salt compound, a sulfonimide compound, and the like. Among these, onium salt compounds are preferable.

오늄염 화합물로서는, 예를 들어 술포늄염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염 등을 들 수 있다.As an onium salt compound, a sulfonium salt, tetrahydrothiophenium salt, an iodonium salt, etc. are mentioned, for example.

술포늄염으로서는, 예를 들어 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 트리페닐술포늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 중, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리페닐포스포늄1,1,2,2-테트라플루오로-6-(1-아다만탄카르보닐옥시)-헥산-1-술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트가 바람직하다.Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, and triphenylsulfonium. 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfoniumtrifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexyl Phenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfoniumperfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfoniumtrifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfoniumperfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfo 2-bicyclo [2.2.1] and the like as -1,1,2,2- tetra fluoro hept-2-ethane sulfonate. Among them, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylphosphonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-a Tancarbonyloxy) -hexane-1-sulfonate and 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate are preferable.

테트라히드로티오페늄염으로서는, 예를 들어 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 테트라히드로티오페늄염 중, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트 및 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트가 바람직하다.As the tetrahydrothiophenium salt, for example, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate and 1- (4-n-butoxynaphthalene-1- 1) tetrahydrothiopheniumnonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- ( 4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- ( 6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiopheniumnonafluoro-n- Butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetra Hydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonei , 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nona Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4- Hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, and the like. Of these tetrahydrothiophenium salts, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate and 1- (4-n-butoxynaphthalene-1 -Yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate and 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate are preferred. .

요오도늄염으로서는, 예를 들어 디페닐요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 디페닐요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 디페닐요오도늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 요오도늄염 중, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트가 바람직하다.As the iodonium salt, for example, diphenyl iodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyl iodonium perfluoro-n-octane sulfonate, Diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodoniumtrifluoro Methanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis ( 4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate etc. are mentioned. Of these iodonium salts, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate is preferable.

술폰이미드 화합물로서는, 예를 들어 N-(트리플루오로메탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(노나플루오로-n-부탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(퍼플루오로-n-옥탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드 등을 들 수 있다.Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide and N- (nonafluoro-n- Butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5 -Ene-2,3-dicarboxyimide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2. 1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, and the like.

[C] 산 발생제의 함유량으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 1질량부 이상 50질량부 이하가 바람직하고, 3질량부 이상 20질량부 이하가 더욱 바람직하다. 1 질량부 미만에서는 경화성이 저하되는 경우가 있고, 50질량부를 초과하면 도포성이 저하되는 경우가 있다.As content of the [C] acid generator, 1 mass part or more and 50 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, and 3 mass parts or more and 20 mass parts or less are more preferable. If it is less than 1 mass part, sclerosis | hardenability may fall, and when it exceeds 50 mass parts, applicability | paintability may fall.

<[D] 가교제> <[D] crosslinking agent>

[D] 가교제는 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 함유할 수도 있는 적합 성분이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [D] 가교제를 함유함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 이 [D] 가교제와 [A] 중합체나 다른 가교제 분자가 갖는 가교성 기를 결합시켜, 형성되는 레지스트 하층막을 보다 경화시킬 수 있다. [D] 가교제로서는, 예를 들어 다관능(메트)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물, 히드록시메틸기 치환 페놀 화합물, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, [D] 가교제는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.The crosslinking agent (D) is a suitable component that the composition for forming a resist underlayer film may contain. When the composition for forming a resist underlayer film contains a crosslinking agent [D], the composition for forming a resist underlayer film is formed by bonding a crosslinkable group of the [D] crosslinking agent and a polymer or another crosslinking agent molecule to be formed. An underlayer film can be hardened more. [D] As a crosslinking agent, the polyfunctional (meth) acrylate compound, an epoxy compound, the hydroxymethyl group substituted phenol compound, the compound which has an alkoxyalkylated amino group, etc. are mentioned, for example. Moreover, [D] crosslinking agent can use together 1 type (s) or 2 or more types.

상기 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들어 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.As said polyfunctional (meth) acrylate compound, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tree (meth ) Acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanedioldi (meth) acrylate, 1,4-butanedioldi (meth) acrylate, 1,6-hexanedioldi (meth) acrylate, Neopentyl glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, bis (2-hydroxyethyl) A socyanurate di (meth) acrylate etc. are mentioned.

상기 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다.As said epoxy compound, a novolak-type epoxy resin, a bisphenol-type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin, etc. are mentioned, for example.

상기 히드록시메틸기 치환 페놀 화합물로서는, 예를 들어 2-히드록시메틸-4,6-디메틸페놀, 1,3,5-트리히드록시메틸벤젠, 3,5-디히드록시메틸-4-메톡시톨루엔 [2,6-비스(히드록시메틸)-p-크레졸] 등을 들 수 있다.Examples of the hydroxymethyl group-substituted phenolic compound include 2-hydroxymethyl-4,6-dimethylphenol, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, and 3,5-dihydroxymethyl-4-methoxy Toluene [2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol].

상기 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물로서는, 예를 들어 (폴리)메틸올화 멜라민, (폴리)메틸올화 글리콜우릴, (폴리)메틸올화 벤조구아나민, (폴리)메틸올화 우레아 등의 1 분자 내에 복수개의 활성 메틸올기를 갖는 질소 함유 화합물이며, 그 메틸올기의 수산기의 수소 원자 중 적어도 하나가 메틸기나 부틸기 등의 알킬기에 의해 치환된 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물은 복수개의 치환 화합물을 혼합한 혼합물일 수도 있고, 일부 자기 축합하여 이루어지는 올리고머 성분을 포함하는 것일 수도 있다.As a compound which has the said alkoxyalkylated amino group, for example, it exists in several molecule | numerators, such as (poly) methylolation melamine, (poly) methylolation glycoluril, (poly) methylolation benzoguanamine, (poly) methylolation urea, etc. The compound etc. which are nitrogen containing compounds which have an active methylol group, and whose at least one of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of this methylol group were substituted by alkyl groups, such as a methyl group and a butyl group, etc. are mentioned. In addition, the compound which has the alkoxyalkylated amino group may be the mixture which mixed several substituted compounds, and may contain the oligomer component formed by partial self-condensation.

이들 가교제 중, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물이 바람직하고, 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리콜우릴이 더욱 바람직하다. Among these crosslinking agents, compounds having an alkoxyalkylated amino group are preferable, and 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluril is more preferable.

[D] 가교제의 함유량으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 3질량부 이상 100질량부 이하가 바람직하고, 5질량부 이상 50질량부 이하가 더욱 바람직하다. [D] 가교제의 배합량이 3질량부 미만이면 형성된 레지스트 하층막의 경도가 불충분해질 우려가 있다. 한편, [D] 가교제의 배합량이 100질량부를 초과하면 도포성이 악화되는 경우가 있다.As content of the [D] crosslinking agent, 3 mass parts or more and 100 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, and 5 mass parts or more and 50 mass parts or less are more preferable. When the compounding quantity of the crosslinking agent (D) is less than 3 mass parts, there exists a possibility that the hardness of the formed resist underlayer film may become inadequate. On the other hand, when the compounding quantity of a crosslinking agent [D] exceeds 100 mass parts, applicability | paintability may deteriorate.

<그 밖의 임의 성분> <Other optional components>

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 필수 성분인 [A] 중합체, 적합 성분인 [B] 용매, [C] 산 발생제 및 [D] 가교제 이외의 그 밖의 임의 성분을 함유할 수도 있다. 또한, 그 밖의 임의 성분의 함유량은 그 목적에 따라서 적절히 결정할 수 있다.The composition for forming a resist underlayer film is other than the polymer [A] which is an essential component, the solvent [B] which is a suitable component, the [C] acid generator, and the [D] crosslinking agent in the range which does not impair the effect of this invention. It may also contain optional components. In addition, content of another arbitrary component can be suitably determined according to the objective.

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조 방법> <The manufacturing method of the composition for resist underlayer film forming>

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 필수 성분인 [A] 중합체, 적합 성분인 [B] 용매, [C] 산 발생제 및 [D] 가교제, 필요에 따라서 그 밖의 임의 성분 등을 소정의 비율로 혼합함으로써 제조할 수 있다.The resist underlayer film-forming composition comprises a polymer [A] which is an essential component, a solvent [B] which is a suitable component, an acid generator and a [D] crosslinking agent, and other optional components, if necessary, in a predetermined ratio. It can manufacture by mixing.

<레지스트 하층막의 형성 방법> <Formation method of resist underlayer film>

본 발명의 레지스트 하층막의 형성 방법은, The formation method of the resist underlayer film of this invention is

(1-1) 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정(이하, 「공정 (1-1)」이라고도 함), 및 (1-1) Process of forming a coating film on a board | substrate using the said composition for resist underlayer film formation (henceforth "a process (1-1)"), and

(1-2) 상기 도막의 가열에 의해 레지스트 하층막을 형성하는 공정(이하, 「공정 (1-2)」라고도 함)(1-2) A step of forming a resist underlayer film by heating the coating film (hereinafter also referred to as "step (1-2)")

을 갖는다.Respectively.

상기 레지스트 하층막의 형성 방법이 상기 특정한 공정을 가짐으로써, 상기 레지스트 하층막의 형성 방법은 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성할 수 있다. 이 레지스트 하층막의 형성 방법은, 포토리소그래피법을 사용한 패턴 형성 방법에 있어서 레지스트 하층막의 형성에 사용되는 것이 바람직하다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.Since the formation method of the said resist underlayer film has the said specific process, the formation method of the said resist underlayer film can form the resist underlayer film which has high heat resistance. It is preferable that the formation method of this resist underlayer film is used for formation of a resist underlayer film in the pattern formation method using the photolithographic method. Hereinafter, each process will be described.

[공정 (1-1)] [Step (1-1)]

본 공정에서는, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 도막을 형성한다. 상기 기판으로서는, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 알루미늄으로 피복한 웨이퍼 등을 사용할 수 있다. 또한, 기판으로의 레지스트 하층막 형성용 조성물의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 회전 도포, 유연 도포, 롤 도포 등의 적절한 방법으로 실시할 수 있다.In this process, a coating film is formed on a board | substrate using the said composition for resist underlayer film formation. As the substrate, for example, a silicon wafer, a wafer coated with aluminum, or the like can be used. In addition, the formation method of the resist underlayer film forming composition to a board | substrate is not specifically limited, For example, it can carry out by a suitable method, such as rotational coating, casting | flow_spread coating, roll coating, etc ..

[공정 (1-2)] [Step (1-2)]

본 공정에서는, 상기 도막의 가열에 의해 레지스트 하층막을 형성한다. 상기 도막의 가열은 통상 대기 하에서 행해진다. 가열 온도는 통상 300℃ 내지 500℃이며, 바람직하게는 350℃ 내지 450℃ 정도이다. 가열 온도가 300℃ 미만인 경우, 산화 가교가 충분히 진행되지 않아 레지스트 하층막으로서 필요한 특성이 발현되지 않을 우려가 있다. 가열 시간은 통상 30초 내지 1200초이며, 바람직하게는 60초 내지 600초이다.In this step, a resist underlayer film is formed by heating the coating film. Heating of the said coating film is normally performed in air | atmosphere. Heating temperature is 300 degreeC-500 degreeC normally, Preferably it is about 350 degreeC-450 degreeC. When heating temperature is less than 300 degreeC, oxidative crosslinking may not fully advance and there exists a possibility that the characteristic required as a resist underlayer film may not be expressed. The heating time is usually 30 seconds to 1200 seconds, preferably 60 seconds to 600 seconds.

도막 형성(경화)시의 산소 농도는 5용량% 이상인 것이 바람직하다. 도막 형성시의 산소 농도가 낮은 경우, 레지스트 하층막의 산화 가교가 충분히 진행되지 않아 레지스트 하층막으로서 필요한 특성을 발현하지 못할 우려가 있다.It is preferable that the oxygen concentration at the time of coating film formation (curing) is 5 volume% or more. When the oxygen concentration at the time of forming the coating film is low, there is a fear that the oxidative crosslinking of the resist underlayer film does not proceed sufficiently, so that the characteristics required as the resist underlayer film may not be expressed.

상기 도막을 300℃ 내지 500℃의 온도로 가열하기 전에, 60℃ 내지 250℃의 온도로 예비 가열해 둘 수도 있다. 예비 가열에 있어서의 가열 시간은 특별히 한정되지 않지만, 10초 내지 300초인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30초 내지 180초이다. 이 예비 가열을 행함으로써, 용매를 미리 기화시켜서 막을 치밀하게 해 둠으로써 탈수소 반응을 효율적으로 진행시킬 수 있다.Before the coating film is heated to a temperature of 300 ° C to 500 ° C, the coating film may be preheated to a temperature of 60 ° C to 250 ° C. Although the heating time in preheating is not specifically limited, It is preferable that they are 10 second-300 second, More preferably, they are 30 second-180 second. By performing this preheating, the dehydrogenation reaction can be efficiently carried out by evaporating the solvent in advance and making the membrane dense.

또한, 상기 레지스트 하층막의 형성 방법에 있어서는, 통상 상기 도막의 가열에 의해 도막이 경화되어 레지스트 하층막이 형성되지만, 레지스트 하층막 형성용 조성물에 소정의 광경화제(가교제)를 함유시킴으로써, 가열된 도막에 대한 광조사 공정을 설치하고 광경화시켜 레지스트 하층막을 형성할 수도 있다. 이 때에 노광되는 방사선은, 레지스트 하층막 형성용 조성물에 배합되는 [C] 산 발생제의 종류 등에 따라, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, 전자선, γ선, 분자선, 이온 빔 등으로부터 적절히 선택된다.Moreover, in the formation method of the said resist underlayer film, although a coating film is hardened | cured by heating of the said coating film normally, a resist underlayer film is formed, but it contains a predetermined photocuring agent (crosslinking agent) in the composition for forming a resist underlayer film, A light irradiation process may be provided and photocured to form a resist underlayer film. The radiation exposed at this time is suitably from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X rays, electron beams, γ rays, molecular rays, ion beams, and the like, depending on the kind of the [C] acid generator to be incorporated into the resist underlayer film forming composition. Is selected.

<레지스트 하층막> <Resist Underlayer Film>

본 발명의 레지스트 하층막은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성된다. 이 레지스트 하층막은 포토리소그래피법을 사용한 패턴 형성 방법에 있어서 레지스트 하층막으로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 레지스트 하층막은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로부터 형성되어 있기 때문에, 상기 레지스트 하층막은 높은 내열성을 갖는다.The resist underlayer film of this invention is formed from the said composition for resist underlayer film formation. It is preferable that this resist underlayer film is used as a resist underlayer film in the pattern formation method using the photolithographic method. Since the resist underlayer film is formed from the composition for forming a resist underlayer film, the resist underlayer film has high heat resistance.

<패턴 형성 방법> <Pattern forming method>

본 발명의 패턴 형성 방법은, The pattern forming method of the present invention comprises:

(1) 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 레지스트 하층막을 형성하는 공정(이하, 「공정 (1)」이라고도 함), (1) Process of forming a resist underlayer film on a board | substrate using the said composition for resist underlayer film formation (henceforth "a process (1)"),

(2) 레지스트 조성물을 이용하여, 상기 레지스트 하층막 상에 레지스트 피막을 형성하는 공정(이하, 「공정 (2)」라고도 함), (2) Process of forming a resist film on the said resist underlayer film using a resist composition (henceforth "a process (2)"),

(3) 상기 레지스트 피막으로부터 레지스트 패턴을 형성하는 공정(이하, 「공정 (3)」이라고도 함), 및 (3) forming a resist pattern from the resist film (hereinafter also referred to as "step (3)"), and

(4) 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하고, 상기 레지스트 하층막 및 상기 기판을 순차 드라이 에칭하여, 상기 기판에 소정의 패턴을 형성하는 공정(이하, 「공정 (4)」라고도 함)을 갖는다.(4) The resist pattern is used as a mask, and the resist underlayer film and the substrate are sequentially dry-etched to form a predetermined pattern on the substrate (hereinafter also referred to as "step (4)").

상기 패턴 형성 방법에서는 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여 레지스트 하층막을 형성하기 때문에, 상기 패턴 형성 방법은 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 레지스트 하층막의 내열성을 향상시킬 수 있다.In the pattern forming method, since the resist underlayer film is formed using the composition for forming a resist underlayer film, the pattern forming method can improve the heat resistance of the resist underlayer film while maintaining the high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern. .

상기 레지스트 조성물이 포토레지스트 조성물이며, The resist composition is a photoresist composition,

상기 공정 (3)이, The step (3),

(3-1) 상기 레지스트 피막을 선택적인 방사선의 조사에 의해 노광하는 공정(이하, 「(3-1) 공정」이라고도 함), 및 (3-1) step of exposing the resist film by selective radiation (hereinafter also referred to as "(3-1) step"), and

(3-2) 노광된 상기 레지스트 피막을 현상하는 공정(이하, 「(3-2) 공정」이라고도 함)(3-2) Process of developing the exposed resist film (hereinafter also referred to as "(3-2) process")

을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include.

상기 레지스트 조성물이 포토레지스트 조성물이며, 상기 공정 (3)이 상기 공정을 포함함으로써, 상기 패턴 형성 방법은 보다 미세화된 패턴을 간편하면서도 확실하게 형성할 수 있다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.Since the said resist composition is a photoresist composition and the said process (3) includes the said process, the said pattern formation method can form a finer pattern simply and surely. Hereinafter, each process will be described.

[공정 (1)] [Step (1)]

본 공정에서는, 기판 상에, 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여 레지스트 하층막을 형성한다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로서는, 포토리소그래피법을 사용한 패턴 형성 방법에 사용되는 레지스트 하층막 형성용 조성물인 것이 바람직하다. 또한, 레지스트 하층막의 형성 방법에 대해서는, 상술한 레지스트 하층막의 형성 방법을 그대로 적용할 수 있다. 이 공정 (1)에서 형성되는 레지스트 하층막의 막 두께는 통상 0.05㎛ 내지 5㎛이다.In this step, a resist underlayer film is formed on the substrate using the composition for forming a resist underlayer film. It is preferable that it is a composition for resist underlayer film formation used for the pattern formation method using the photolithographic method as said composition for resist underlayer film formation. In addition, about the formation method of a resist underlayer film, the formation method of the resist underlayer film mentioned above can be applied as it is. The film thickness of the resist underlayer film formed in this step (1) is usually 0.05 µm to 5 µm.

또한, 이 패턴 형성 방법에 있어서는, 공정 (1)의 후에, 필요에 따라 레지스트 하층막 상에 중간층(중간 피막)을 형성하는 공정 (1')을 더 가질 수도 있다. 이 중간층은 레지스트 패턴 형성에 있어서 레지스트 하층막 및/또는 레지스트 피막이 갖는 기능을 더 보충하거나, 이들이 갖고 있지 않은 기능을 이들에 부여하기 위하여 이들 기능이 부여된 층이다. 예를 들어, 포토리소그래피법을 이용한 패턴 형성 방법에 있어서 반사 방지막을 중간층으로서 형성한 경우, 레지스트 하층막의 반사 방지 기능을 더 보충할 수 있다.Moreover, in this pattern formation method, after process (1), you may further have the process (1 ') of forming an intermediate | middle layer (intermediate film) on a resist underlayer film as needed. This intermediate layer is a layer to which these functions are imparted in order to further supplement the functions of the resist underlayer film and / or the resist film in forming the resist pattern, or to impart to them functions that they do not have. For example, when the antireflection film is formed as an intermediate layer in the pattern formation method using the photolithography method, the antireflection function of the resist underlayer film can be further supplemented.

이 중간층은 유기 화합물이나 무기 산화물에 의해 형성할 수 있다. 상기 유기 화합물로서는 시판품으로서, 예를 들어 「DUV-42」, 「DUV-44」, 「ARC-28」, 「ARC-29」(이상, Brewer Science 제조); 「AR-3」, 「AR-19」(이상, 롬 앤드 하스 제조) 등을 들 수 있다. 상기 무기 산화물로서는 시판품으로서, 예를 들면 「NFC SOG01」, 「NFC SOG04」, 「NFC SOG080」(이상, JSR 제조) 등을 들 수 있다. 또한, CVD법에 의해 형성되는 폴리실록산, 산화티타늄, 산화알루미나, 산화텅스텐 등을 사용할 수 있다. This intermediate layer can be formed of an organic compound or an inorganic oxide. As said organic compound, it is a commercial item, For example, "DUV-42", "DUV-44", "ARC-28", "ARC-29" (above, Brewer Science); "AR-3", "AR-19" (above, Rohm and Haas), etc. are mentioned. As said inorganic oxide, "NFC SOG01", "NFC SOG04", "NFC SOG080" (above JSR manufacture), etc. are mentioned as a commercial item, for example. Moreover, polysiloxane, titanium oxide, alumina oxide, tungsten oxide, etc. which are formed by the CVD method can be used.

중간층을 형성하기 위한 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도포법이나 CVD법 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 도포법이 바람직하다. 도포법을 이용한 경우, 레지스트 하층막을 형성한 후 중간층을 연속하여 형성할 수 있다. 또한, 중간층의 막 두께로서는 특별히 한정되지 않으며 중간층에 요구되는 기능에 따라서 적절하게 선택되는데, 10nm 내지 3,000nm가 바람직하고, 20nm 내지 300nm가 더욱 바람직하다.The method for forming the intermediate layer is not particularly limited, but a coating method, a CVD method, or the like can be used, for example. Among these, the coating method is preferable. When the coating method is used, the intermediate layer can be formed continuously after the resist underlayer film is formed. Moreover, it does not specifically limit as film thickness of an intermediate | middle layer, Although it selects suitably according to the function calculated | required by an intermediate | middle layer, 10 nm-3,000 nm are preferable, and 20 nm-300 nm are more preferable.

[공정 (2)] [Step (2)]

본 공정에서는, 레지스트 조성물을 이용하여 상기 레지스트 하층막 상에 레지스트 피막을 형성한다. 구체적으로는, 얻어지는 레지스트 피막이 소정의 막 두께가 되도록 레지스트 조성물을 도포한 후, 프리 베이킹함으로써 도막 중의 용매를 휘발시킴으로써 레지스트 피막이 형성된다.In this step, a resist film is formed on the resist underlayer film using the resist composition. Specifically, after applying a resist composition so that the resist film obtained may become a predetermined | prescribed film thickness, a resist film is formed by volatilizing the solvent in a coating film by prebaking.

상기 레지스트 조성물로서는, 예를 들어 광산 발생제를 함유하는 포지티브형 또는 네가티브형의 화학 증폭형 레지스트 조성물, 알칼리 가용성 수지와 퀴논디아지드계 감광제를 포함하는 포지티브형 레지스트 조성물, 알칼리 가용성 수지와 가교제를 포함하는 네가티브형 레지스트 조성물 등의 포토레지스트 조성물, 일본 특허 공개 제2012-079865호 공보에 기재된 나노 임프린트법에 있어서의 조성물, 일본 특허 공개 제2008-149447호 공보에 기재된 나노 구조화된 패턴 제조 방법에 있어서의 블록 공중합체를 함유하는 조성물(이하, 「자기 조직화 조성물」이라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the resist composition include a positive or negative chemically amplified resist composition containing a photoacid generator, a positive resist composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitive agent, an alkali-soluble resin and a crosslinking agent. Photoresist compositions, such as negative resist compositions, the composition in the nanoimprint method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-079865, and the nanostructured pattern manufacturing method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-149447 The composition containing a block copolymer (henceforth a "self-organizing composition"), etc. are mentioned.

상기 레지스트 조성물의 전체 고형분 농도는 통상 1 내지 50질량% 정도이다. 또한, 상기 레지스트 조성물은 일반적으로, 예를 들면 공경 0.2㎛ 정도의 필터로 여과되어 레지스트 피막의 형성에 제공된다. 또한, 이 공정에서는 시판되고 있는 레지스트 조성물을 그대로 사용할 수도 있다.The total solid content concentration of the said resist composition is about 1-50 mass% normally. In addition, the resist composition is generally filtered through a filter having, for example, a pore size of about 0.2 μm and provided to form a resist film. In this step, a commercially available resist composition can also be used as it is.

레지스트 조성물의 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스핀 코팅법 등을 들 수 있다. 또한, 프리 베이킹의 온도는 사용되는 레지스트 조성물의 종류 등에 따라서 적절하게 조정되지만, 통상 30℃ 내지 200℃ 정도, 바람직하게는 50℃ 내지 150℃이다.It does not specifically limit as a coating method of a resist composition, For example, a spin coating method etc. are mentioned. In addition, although the temperature of prebaking is suitably adjusted according to the kind of resist composition used, etc., it is 30 degreeC-about 200 degreeC normally, Preferably it is 50 degreeC-150 degreeC.

[공정 (3)][Step (3)]

본 공정에서는, 상기 레지스트 피막으로부터 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴 형성 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 나노 임프린트법을 사용하여 형성하는 방법, 자기 조직화 조성물을 이용하여 형성하는 방법, 포토리소그래피법을 사용하여 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 보다 미세한 패턴을 간편하면서도 확실하게 형성할 수 있는 관점에서 포토리소그래피법을 사용하여 형성하는 방법이 바람직하다. 포토리소그래피법을 사용하는 경우, 공정 (3)에는 통상 상기 공정 (3-1) 및 공정 (3-2)가 포함된다.In this step, a resist pattern is formed from the resist film. It does not specifically limit as this resist pattern formation method, For example, the method of forming using a nanoimprint method, the method of forming using a self-organizing composition, the method of forming using a photolithographic method, etc. are mentioned. Among these, the method of forming using a photolithography method from the viewpoint which can form a finer pattern simply and reliably is preferable. In the case of using the photolithography method, the step (3) usually includes the above step (3-1) and step (3-2).

[공정 (3-1)] [Step (3-1)]

본 공정에서는, 상기 레지스트 피막을 선택적인 방사선의 조사에 의해 노광한다. 노광에 사용되는 방사선으로서는, 포토레지스트 조성물에 사용되는 광산 발생제의 종류에 따라서, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, 전자선, γ선, 분자선, 이온 빔 등으로부터 적절하게 선택된다. 이들 중에서 원자외선이 바람직하고, KrF 엑시머 레이저광(248nm), ArF 엑시머 레이저광(193nm), F2 엑시머 레이저광(파장 157nm), Kr2 엑시머 레이저광(파장 147nm), ArKr 엑시머 레이저광(파장 134nm), 극자외선(파장 13nm 등)이 보다 바람직하다.In this step, the resist film is exposed by selective radiation. As radiation used for exposure, it selects suitably from visible light, an ultraviolet-ray, an ultraviolet-ray, an X-ray, an electron beam, a gamma ray, a molecular beam, an ion beam etc. according to the kind of photo-acid generator used for a photoresist composition. Among these, far ultraviolet rays are preferred, and KrF excimer laser light (248 nm), ArF excimer laser light (193 nm), F 2 excimer laser light (wavelength 157 nm), Kr 2 excimer laser light (wavelength 147 nm), ArKr excimer laser light (wavelength) 134 nm) and extreme ultraviolet rays (13 nm wavelength etc.) are more preferable.

상기 노광 후, 해상도, 패턴 프로파일, 현상성 등을 향상시키기 위해서 포스트 베이킹을 행할 수 있다. 이 포스트 베이킹의 온도는 사용되는 포토레지스트 조성물의 종류 등에 따라서 적절하게 조정되지만, 통상 50℃ 내지 200℃ 정도, 바람직하게는 70℃ 내지 150℃이다.After the exposure, post-baking may be performed to improve the resolution, pattern profile, developability, and the like. Although the temperature of this postbaking is suitably adjusted according to the kind etc. of photoresist composition used, it is about 50 degreeC-about 200 degreeC normally, Preferably it is 70 degreeC-150 degreeC.

[공정 (3-2)] [Step (3-2)]

본 공정에서는, 노광된 상기 레지스트 피막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 본 공정에서 이용되는 현상액은 사용되는 포토레지스트 조성물의 종류에 따라서 적절하게 선택된다. 현상액으로서는, 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 피롤, 피페리딘, 콜린, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨 등의 알칼리성 수용액을 들 수 있다. 이들 알칼리성 수용액에는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 알코올류 등의 수용성 유기 용매, 계면 활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다.In this step, the exposed resist film is developed to form a resist pattern. The developer used in this step is appropriately selected depending on the kind of photoresist composition used. As the developer, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine , Dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1, Alkaline aqueous solution, such as 5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, is mentioned. An appropriate amount of water-soluble organic solvents such as alcohols such as methanol and ethanol, surfactants and the like may be added to these alkaline aqueous solutions.

상기 현상액으로 현상한 후, 세정하고, 건조시킴으로써 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.After developing with the developing solution, a predetermined resist pattern is formed by washing and drying.

[공정 (4)] [Step (4)]

본 공정에서는, 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하여, 상기 레지스트 하층막 및 상기 기판을 순차 드라이 에칭하여, 상기 기판에 소정의 패턴을 형성한다. 이 드라이 에칭에는, 예를 들어 산소 플라즈마 등의 가스 플라즈마 등이 이용된다. 레지스트 하층막의 드라이 에칭 후, 상기 기판을 드라이 에칭함으로써 소정의 패턴을 갖는 기판이 얻어진다.In this step, the resist underlayer film and the substrate are sequentially dry-etched using the resist pattern as a mask to form a predetermined pattern on the substrate. For this dry etching, for example, gas plasma such as oxygen plasma or the like is used. After the dry etching of the resist underlayer film, the substrate is subjected to dry etching to obtain a substrate having a predetermined pattern.

[실시예] [Example]

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples.

또한, [A] 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 도소사 제조의 GPC칼럼(G2000HXL: 2개, G3000HXL: 1개)을 이용하여, 유량: 1.0㎖/분, 용출 용제: 테트라히드로푸란, 칼럼 온도: 40℃의 분석 조건으로, 단분산 폴리스티렌을 표준으로 하는 겔 투과 크로마토그래피(검출기: 시차 굴절계)에 의해 측정하였다. 또한, 각 막 두께는 분광 엘립소미터(M2000D, J.A.WOOLLAM 제조)를 이용하여 측정하였다.In addition, the polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] used GPC columns (2 G2000HXL: 2, G3000HXL: 1) manufactured by Tosoh Corporation, and the flow rate was 1.0 ml / min and the elution solvent was tetrahydrofuran. It measured by gel permeation chromatography (detector: differential refractometer) which makes monodisperse polystyrene the standard on the analysis conditions of column temperature: 40 degreeC. In addition, each film thickness was measured using the spectroscopic ellipsometer (M2000D, J.A. WOOLLAM).

<[A] 중합체의 합성> <Synthesis of polymer [A]>

[합성예 1] (A-1)의 합성 Synthesis Example 1 Synthesis of (A-1)

온도계를 구비한 분리형 플라스크에, 질소 분위기 하에서, 단량체로서의 1,2-디요오도벤젠 100질량부 및 1,3-디에티닐벤젠 100질량부, 촉매로서의 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐 3질량부 및 요오드화구리(I) 2질량부, 염기성 화합물로서의 피페리딘 200질량부, 및 용매로서의 테트라히드로푸란 500질량부를 배합하고, 교반하면서, 30℃에서 4시간 축합 중합 반응을 행해 반응액을 얻었다. 이 반응액에 메탄올을 첨가하여 재침전을 행하고, 얻어진 침전물을 건조시켜서 하기 화학식으로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체 (A-1)을 얻었다. (A-1)의 Mw는 2,000이었다.In a separate flask equipped with a thermometer, 100 parts by mass of 1,2-diiodobenzene as a monomer, 100 parts by mass of 1,3-diethynylbenzene, and 3 parts of bis (triphenylphosphine) dichloropalladium as a catalyst under a nitrogen atmosphere. Part and 2 parts by mass of copper iodide, 200 parts by mass of piperidine as a basic compound, and 500 parts by mass of tetrahydrofuran as a solvent were mixed and stirred, followed by condensation polymerization reaction at 30 ° C. for 4 hours to obtain a reaction solution. . Methanol was added to this reaction liquid, reprecipitation was carried out, and the obtained precipitate was dried to obtain a polymer (A-1) having a structural unit represented by the following formula. Mw of (A-1) was 2,000.

Figure pat00005
Figure pat00005

[합성예 2] (A-2)의 합성 Synthesis Example 2 Synthesis of (A-2)

온도계를 구비한 분리형 플라스크에, 질소 분위기 하에서, 단량체로서의 1,3-디요오도벤젠 100질량부 및 4,4'-디에티닐디페닐에테르 100질량부, 촉매로서의 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐 3질량부 및 요오드화구리(I) 2질량부, 염기성 화합물로서의 피페리딘 200질량부, 및 용매로서의 테트라히드로푸란 500질량부를 배합하고, 교반하면서 30℃에서 4시간 축합 중합 반응을 행해 반응액을 얻었다.In a separate flask equipped with a thermometer, under a nitrogen atmosphere, 100 parts by mass of 1,3-diiodobenzene as a monomer and 100 parts by mass of 4,4'-diethynyldiphenyl ether, bis (triphenylphosphine) dichloro as a catalyst 3 parts by mass of palladium and 2 parts by mass of copper (I) iodide, 200 parts by mass of piperidine as a basic compound, and 500 parts by mass of tetrahydrofuran as a solvent are mixed, and a condensation polymerization reaction is carried out at 30 ° C. for 4 hours while stirring, and the reaction liquid. Got.

이 반응액에 메탄올을 첨가하여 재침전을 행하고, 얻어진 침전물을 건조시켜서 하기 화학식으로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체 (A-2)를 얻었다. (A-2)의 Mw는 3,000이었다.Methanol was added to this reaction liquid, reprecipitation was carried out, and the obtained precipitate was dried to obtain a polymer (A-2) having a structural unit represented by the following formula. Mw of (A-2) was 3,000.

Figure pat00006
Figure pat00006

[합성예 3] (A-3)의 합성 Synthesis Example 3 Synthesis of (A-3)

온도계를 구비한 분리형 플라스크에, 질소 분위기 하에서, 단량체로서의 4,4'-(디-o-요오도벤조일)디페닐에테르 100질량부 및 4,4'-디에티닐디페닐에테르 100질량부, 촉매로서의 비스(트리페닐포스핀)디클로로팔라듐 3질량부 및 요오드화구리(I) 2질량부, 염기성 화합물로서의 피페리딘 200질량부, 및 용매로서의 테트라히드로푸란 500질량부를 배합하고, 교반하면서 30℃에서 4시간 축합 중합 반응을 행해 반응액을 얻었다. 이 반응액에 메탄올을 첨가하여 재침전을 행하고, 얻어진 침전물을 건조시켜서 하기 화학식으로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체 (A-3)을 얻었다. (A-3)의 Mw는 4,000이었다.In a separate flask equipped with a thermometer, 100 parts by mass of 4,4 '-(di-o-iodobenzoyl) diphenyl ether as a monomer, 100 parts by mass of 4,4'-diethynyldiphenyl ether and a catalyst under a nitrogen atmosphere. 3 parts by mass of bis (triphenylphosphine) dichloropalladium and 2 parts by mass of copper (I) iodide, 200 parts by mass of piperidine as a basic compound, and 500 parts by mass of tetrahydrofuran as a solvent were mixed and stirred at 30 ° C. Condensation polymerization reaction was performed for 4 hours, and the reaction liquid was obtained. Methanol was added to this reaction liquid, reprecipitation was carried out, and the obtained precipitate was dried to obtain a polymer (A-3) having a structural unit represented by the following formula. Mw of (A-3) was 4,000.

Figure pat00007
Figure pat00007

[합성예 4] (a-1)의 합성 Synthesis Example 4 Synthesis of (a-1)

온도계를 구비한 분리형 플라스크에, 질소 분위기 하에서, 단량체로서의 1,3-디에티닐벤젠 100질량부 및 페닐아세틸렌 150질량부, 촉매로서의 염화구리 100질량부, 및 염기성 화합물로서의 피리딘 1,000질량부를 배합하고, 교반하면서 30℃에서 1시간 축합 중합 반응을 행해 반응액을 얻었다. 이 반응액에 이소프로필알코올/물(질량비:1/1)을 첨가하여 재침전을 행하고, 얻어진 침전물을 건조시켜서 하기 화학식으로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체 (a-1)을 얻었다. (a-1)의 Mw는 1,500이었다.In a separate flask equipped with a thermometer, 100 parts by mass of 1,3-diethynylbenzene as a monomer and 150 parts by mass of phenylacetylene, 100 parts by mass of copper chloride as a catalyst, and 1,000 parts by mass of pyridine as a basic compound are mixed in a nitrogen atmosphere. Condensation polymerization reaction was performed at 30 degreeC for 1 hour, stirring, and the reaction liquid was obtained. Isopropyl alcohol / water (mass ratio: 1/1) was added to this reaction liquid, reprecipitation was carried out, and the obtained precipitate was dried to obtain a polymer (a-1) having a structural unit represented by the following formula. Mw of (a-1) was 1,500.

Figure pat00008
Figure pat00008

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조> <Preparation of the composition for forming a resist underlayer film>

[A] 중합체 이외의 각 성분에 대하여 이하에 나타내었다.It showed below about each component other than the polymer [A].

[B] 용매 [B] solvent

B-1: 시클로헥사논 B-1: cyclohexanone

[C] 산 발생제 [C] acid generators

하기 화학식 (C-1)로 표시되는 화합물 Compound represented by the following formula (C-1)

Figure pat00009
Figure pat00009

[D] 가교제 [D] crosslinking agent

하기 화학식 (D-1)로 표시되는 화합물(니칼락 N-2702, 산와 케미컬 제조)The compound represented by the following general formula (D-1) (Nicalak N-2702, the acid and chemical preparation)

Figure pat00010
Figure pat00010

[실시예 1] Example 1

[A] 중합체로서 (A-1) 10질량부 및 [B] 용매로서 (B-1) 100질량부를 혼합하여 용액을 얻었다. 그리고, 이 용액을 공경 0.1㎛의 멤브레인 필터로 여과함으로써 레지스트 하층막 형성용 조성물을 제조하였다.10 mass parts of (A-1) as a polymer [A] and 100 mass parts of (B-1) as a solvent [B] were mixed, and the solution was obtained. And this solution was filtered with the membrane filter of 0.1 micrometer of pore diameters, and the composition for resist underlayer film formation was manufactured.

[실시예 2 내지 4 및 비교예 1] [Examples 2 to 4 and Comparative Example 1]

혼합하는 각 성분의 종류 및 배합량(질량부)을 표 1에 기재한 대로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 조작하여 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을 제조하였다. 또한, 표 1에서 「-」로 표기된 란은, 그 성분을 배합하지 않고 있는 것을 나타낸다.Except having made the kind and compounding quantity (mass part) of each component to mix as described in Table 1, it operated like Example 1, and produced the composition for each resist underlayer film formation. In addition, the column represented by "-" in Table 1 shows that the component is not mix | blended.

Figure pat00011
Figure pat00011

<포토레지스트 조성물에 사용하는 베이스 중합체의 합성> <Synthesis of Base Polymer Used in Photoresist Composition>

[합성예 5] Synthesis Example 5

하기 화학식으로 표시되는 화합물 (M-1) 11.92g, 화합물 (M-2) 41.07g, 화합물 (M-3) 15.75g, 화합물 (M-4) 11.16g, 화합물 (M-5) 20.10g 및 디메틸2,2'-아조비스(2-이소부티로니트릴) 3.88g을 2-부타논 200g에 용해하였다. 1,000㎖의 3구 플라스크에 2-부타논 100g을 투입하고, 30분 동안 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80℃로 가열하였다. 거기에, 제조한 용액을 4시간에 걸쳐 적하하고, 적하 종료 후 2시간 동안 80℃로 더 숙성시켰다. 중합 종료 후, 중합 용액을 수냉함으로써 30℃ 이하로 냉각시켰다. 그 중합 용액을 증발기로 중합 용액의 질량이 200g이 될 때까지 감압 농축하였다. 그 후, 중합액을 1,000g의 메탄올에 투입하고, 재침전 조작을 행하였다. 석출한 슬러리를 흡인 여과하여 여과 분별하고, 고형분을 메탄올로 3회 세정하였다. 얻어진 분체를 60℃에서 15시간 진공 건조시켜 백색 분체(베이스 중합체)를 88.0g(수율 88%) 얻었다. 얻어진 베이스 중합체의 Mw는 9,300, Mw/Mn은 1.60이었다. 13C-NMR 분석의 결과, 화합물 (M-1), (M-2), (M-3), (M-4) 및 (M-5)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은, 각각 16몰%, 26몰%, 19몰%, 11몰% 및 28몰%이었다. 또한, 13C-NMR 분석은 닛본 덴시 제조, JNM-ECP500을 사용하였다.11.92 g of compound (M-1), 41.07 g of compound (M-2), 15.75 g of compound (M-3), 11.16 g of compound (M-4), 20.10 g of compound (M-5), and a compound represented by the following formula: 3.88 g of dimethyl2,2'-azobis (2-isobutyronitrile) was dissolved in 200 g of 2-butanone. 100 g of 2-butanone was added to a 1,000 ml three-necked flask, purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated to 80 ° C. with stirring. The prepared solution was dripped over 4 hours, and further aged at 80 degreeC for 2 hours after completion | finish of dripping. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C or lower by water cooling. The polymerization solution was concentrated under reduced pressure with an evaporator until the mass of the polymerization solution became 200 g. Thereafter, the polymerization solution was poured into 1,000 g of methanol, and a reprecipitation operation was performed. The precipitated slurry was suction filtered and separated by filtration, and the solid was washed three times with methanol. The obtained powder was vacuum dried at 60 degreeC for 15 hours, and 88.0g (yield 88%) of white powder (base polymer) was obtained. Mw of the obtained base polymer was 9,300 and Mw / Mn was 1.60. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural unit derived from compound (M-1), (M-2), (M-3), (M-4), and (M-5) is 16, respectively. Mol%, 26 mol%, 19 mol%, 11 mol% and 28 mol%. In addition, 13 C-NMR analysis used the Nippon Denshi make, JNM-ECP500.

<포토레지스트 조성물에 사용하는 불소 원자 함유 중합체의 합성> <Synthesis of Fluorine Atom-Containing Polymer Used in Photoresist Composition>

[합성예 6] [Synthesis Example 6]

하기 화학식으로 표시되는 화합물 (M-6) 3.8g 및 화합물 (M-7) 1.2g을 2-부타논 10g에 용해시키고, 2,2'-아조비스(2-이소부티로니트릴) 0.09g을 100㎖의 3구 플라스크에 투입하였다. 30분 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80℃로 가열하고, 가열 개시를 중합 개시 시간으로 하여 중합 반응을 6시간 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 용액을 수냉함으로써 30℃ 이하로 냉각시키고, 증발기로 중합 용액의 질량이 12.5g이 될 때까지 감압 농축하였다. 중합액을 0℃로 냉각시킨 n-헥산 75g에 천천히 투입하고, 고형분을 석출시켰다. 혼합액을 여과하고, 고형분을 n-헥산으로 세정하고, 얻어진 분체를 40℃에서 15시간 진공 건조시켜 백색의 분체(불소 원자 함유 중합체)를 3.75g(수율 75%) 얻었다. 불소 원자 함유 중합체의 Mw는 9,400, Mw/Mn은 1.50이었다. 13C-NMR 분석의 결과, 화합물 (M-6) 및 (M-7)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 각각 68.5몰% 및 31.5몰%이었다. 불소 원자 함유율은 21.4질량%이었다.3.8 g of compound (M-6) and 1.2 g of compound (M-7) represented by the following formula are dissolved in 10 g of 2-butanone, and 0.09 g of 2,2'-azobis (2-isobutyronitrile) is dissolved. Into a 100 ml three-necked flask. After nitrogen purging for 30 minutes, the reaction kettle was heated to 80 ° C while stirring, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours with the heating start being the polymerization start time. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C or less by water cooling, and concentrated under reduced pressure until the mass of the polymerization solution became 12.5 g by an evaporator. The polymerization solution was slowly poured into 75 g of n-hexane cooled to 0 ° C to precipitate a solid content. The liquid mixture was filtered, solid content was wash | cleaned with n-hexane, and the obtained powder was vacuum-dried at 40 degreeC for 15 hours, and 3.75g (yield 75%) of white powder (fluorine atom containing polymer) was obtained. Mw of the fluorine atom-containing polymer was 9,400 and Mw / Mn was 1.50. As a result of 13 C-NMR analysis, the content rates of the structural units derived from the compounds (M-6) and (M-7) were 68.5 mol% and 31.5 mol%, respectively. The fluorine atom content was 21.4 mass%.

Figure pat00013
Figure pat00013

<포토레지스트 조성물의 제조> <Production of Photoresist Composition>

[제조예] 산 발생제로서 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트 8질량부, 합성예 5에서 얻어진 베이스 중합체 100질량부, 합성예 6에서 얻어진 불소 원자 함유 중합체 5질량부, 및 산 확산 제어제로서 N-t-아밀옥시카르보닐-4-히드록시 피페리딘 0.6질량부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 1,881질량부, 시클로헥사논 806질량부 및 γ-부티로락톤 200질량부에 첨가해 용액으로 하였다. 이 용액을 공경 0.1㎛의 멤브레인 필터로 여과하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.Production Example 8 parts by mass of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as the acid generator, 100 parts by mass of the base polymer obtained in Synthesis Example 5, 5 parts by mass of the fluorine atom-containing polymer obtained in Synthesis Example 6, and an acid diffusing agent As a yesterday, 0.6 parts by mass of Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxy piperidine was added to 1,881 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, 806 parts by mass of cyclohexanone, and 200 parts by mass of γ-butyrolactone to obtain a solution. It was. This solution was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.1 mu m to prepare a photoresist composition.

<평가> <Evaluation>

굴절률, 감쇠 계수, 굴곡 내성 및 내열성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.Refractive index, attenuation coefficient, bending resistance and heat resistance were measured, and the results are shown in Table 2.

[굴절률 및 감쇠 계수] Refractive Index and Attenuation Coefficient

상기 제조한 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을, 기판이 되는 직경 8인치의 실리콘 웨이퍼 표면에 스핀 코팅한 후, 350℃에서 2분간 가열을 행하여 막 두께 250nm의 레지스트 하층막을 형성하였다. 그리고 분광 엘립소미터(M2000D, J.A.WOOLLAM 제조)를 이용하여, 형성된 레지스트 하층막의 파장 193nm에 있어서의 굴절률 및 감쇠 계수를 측정하였다. 이 때, 굴절률이 1.3 이상 1.6 이하이면서 감쇠 계수가 0.2 이상 0.8 이하인 경우를 양호로 하였다.Each of the above-described compositions for forming a resist underlayer film was spin-coated on a silicon wafer surface having a diameter of 8 inches as a substrate, and then heated at 350 ° C. for 2 minutes to form a resist underlayer film having a thickness of 250 nm. And the refractive index and the attenuation coefficient in wavelength 193nm of the formed resist underlayer film were measured using the spectroscopic ellipsometer (M2000D, J.A. WOOLLAM). At this time, the case where the refractive index was 1.3 or more and 1.6 or less and the attenuation coefficients were 0.2 or more and 0.8 or less was made favorable.

[굴곡 내성][Flexion resistance]

직경 12인치의 실리콘 웨이퍼 상에, CVD법으로 산화 규소막을 0.3㎛ 퇴적시켰다. 이어서, 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을 스핀 코팅하고, 350℃에서 120초간 가열하여 막 두께 0.25㎛의 레지스트 하층막을 형성하였다. 이어서, 이 레지스트 하층막 상에 3층 레지스트 공정용 중간층 조성물 용액(NFC SOG508, JSR 제조)을 스핀 코팅한 후, 200℃에서 60초간 가열하고, 이어서 300℃에서 60초간 가열하여 막 두께 0.04㎛의 중간층 피막을 형성하였다. 계속해서, 이 중간층 피막 상에 상기 제조예에서 얻어진 포토레지스트 조성물을 스핀 코팅하고, 100℃에서 60초간 프리 베이킹하여 막 두께 0.1㎛의 레지스트 피막을 형성하였다.A silicon oxide film was deposited by 0.3 占 퐉 on a silicon wafer having a diameter of 12 inches by CVD. Next, each resist underlayer film forming composition was spin-coated and heated at 350 ° C. for 120 seconds to form a resist underlayer film having a film thickness of 0.25 μm. Subsequently, after spin coating the intermediate layer composition solution (NFC SOG508, manufactured by JSR) for the three-layer resist process on the resist underlayer film, the substrate was heated at 200 ° C. for 60 seconds, and then heated at 300 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 0.04 μm. An interlayer film was formed. Then, the photoresist composition obtained by the said manufacture example was spin-coated on this intermediate | middle layer film, and prebaked at 100 degreeC for 60 second, and the resist film with a film thickness of 0.1 micrometer was formed.

이어서, ArF 액침 노광 장치(렌즈 개구수 1.30, 노광 파장 193nm, NIKON 제조)를 사용하고, 마스크를 통해 최적 노광 시간 노광하였다. 계속해서, 100℃에서 60초간 포스트 베이킹한 후, 2.38질량%의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액을 사용하여 레지스트 피막을 현상하였다. 그 후, 수세하고, 건조시켜 포지티브형 레지스트 패턴을 형성하였다. 이어서, 이 패턴이 형성된 레지스트 피막을 마스크로 하여, RIE(Reactive Ion Etching) 방식의 에칭 장치(Telius SCCM, 도쿄 일렉트론 제조)를 사용하여 중간층 피막을 4불화탄소 가스에 의해 드라이 에칭 처리하고, 레지스트 피막 개구부의 하부에 위치하는 중간층 피막이 없어진 곳에서 에칭 처리를 정지하여 중간층 피막에 레지스트 패턴을 전사하였다.Subsequently, the ArF immersion exposure apparatus (lens numerical aperture 1.30, exposure wavelength 193nm, NIKON product) was used, and exposure time optimal exposure was performed through the mask. Subsequently, after post-baking at 100 degreeC for 60 second, the resist film was developed using 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. Thereafter, the mixture was washed with water and dried to form a positive resist pattern. Subsequently, using the resist film in which this pattern was formed as a mask, the intermediate layer film was dry-etched with tetrafluorocarbon gas using a reactive ion etching (RIE) etching apparatus (Telius SCCM, manufactured by Tokyo Electron), and the resist film was used. The etching process was stopped in the place where the intermediate | middle layer film located under the opening part disappeared, and the resist pattern was transferred to the intermediate | middle layer film.

이어서, 상기 레지스트 패턴을 전사한 중간층 피막을 마스크로 이용하고, 상기 에칭 장치를 사용하여 산소와 질소의 혼합 가스로 드라이 에칭 처리하고, 중간층 피막 개구부의 하부에 위치하는 레지스트 하층막이 없어진 곳에서 에칭 처리를 정지하여 레지스트 하층막에 중간층 피막의 패턴을 전사하였다. 이어서, 중간층 피막의 패턴이 전사된 레지스트 하층막을 마스크로서 이용하고, 상기 에칭 장치를 사용하여 4불화탄소와 아르곤의 혼합 가스로 드라이 에칭 처리하고, 레지스트 하층막 개구부의 하부에 위치하는 산화 규소막을 0.1㎛만큼 제거한 곳에서 에칭 처리를 정지하였다.Subsequently, using the intermediate layer film which transferred the said resist pattern as a mask, dry-etching process with the mixed gas of oxygen and nitrogen using the said etching apparatus, and etching process in the place where the resist underlayer film located under the intermediate layer opening part was lost. The pattern of the intermediate layer film was transferred to the resist underlayer film. Subsequently, using the resist underlayer film to which the pattern of the intermediate | middle layer film was transferred was used as a mask, it dry-etched with the mixed gas of carbon tetrafluoride and argon using the said etching apparatus, and the silicon oxide film located under the resist underlayer film opening part is 0.1 The etching process was stopped where it removed by the micrometer.

그리고, 기판 상에 남은 레지스트 하층막 패턴 중, 직선상 패턴이 등간격으로 배열된 소위 라인·앤드·스페이스 패턴의 형상을 SEM(주사형 전자 현미경)에 의해 관찰하였다. 이 라인·앤드·스페이스 패턴은 반복 간격이 84nm 고정으로 직선상 패턴이 등간격으로 100개 배열되어 있고, 이것을 1조로 간주한다. 동일 기판 상에는 패턴폭이 다른 21조의 패턴군이 있고, 각각 패턴폭은 50nm에서 30nm까지 1nm씩 되어 있다. 여기에서 말하는 패턴폭이란, 레지스트 하층막으로 형성되는 등간격으로 배치된 직선 패턴의 한개당의 폭이다. 기판 상의 동일 설계 패턴 중, 임의의 5군데를 상기 SEM에 의해 각 패턴폭의 패턴을 관찰하고, 이 관찰 결과를 굴곡 내성으로 하였다. 이 때, 레지스트 하층막의 패턴이 모두 수직으로 서 있으면 굴곡 내성은 양호 「A」, 1군데라도 굴곡되어 있으면 불량 「B」로 하였다.And the shape of the so-called line-and-space pattern in which the linear patterns were arranged at equal intervals among the resist underlayer film patterns remaining on the substrate was observed by a scanning electron microscope (SEM). This line-and-space pattern has a fixed repetition interval of 84 nm and 100 linear patterns are arranged at equal intervals, and this is regarded as one set. There are 21 sets of pattern groups having different pattern widths on the same substrate, and the pattern widths are each 1 nm from 50 nm to 30 nm. The pattern width here is the width | variety per one of the linear patterns arrange | positioned at equal intervals formed with a resist underlayer film. Of the same design patterns on a substrate, five arbitrary patterns were observed by the said SEM, and the pattern of each pattern width was observed, and this observation result was made into bending tolerance. At this time, if all the patterns of the resist underlayer film stood vertically, the bending resistance was good "A", and if it was bent at one place, it was set as "B".

[내열성] [Heat resistance]

직경 8인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을 스핀 코팅하여 도막(레지스트 하층막)을 형성하고, 이 도막의 막 두께를 상기 분광 엘립소미터를 사용하여 측정하였다(이 측정값을 X로 한다). 이어서, 이 레지스트 하층막을 350℃에서 120초간 가열하고, 가열 후의 레지스트 하층막의 막 두께를 상기 분광 엘립소미터를 사용하여 측정하였다(이 측정값을 Y로 한다). 그리고, 가열 전후의 레지스트 하층막의 막 두께 감소율 △FT(%)(△FT(%)=100×(X-Y)/X)를 산출하고, 이 산출값을 내열성(%)으로 하였다. 또한, 내열성(%)의 값이 작을수록 레지스트 하층막의 가열시에 발생하는 승화물이나 막 분해물이 적고, 양호(높은 내열성)한 것을 나타내고 있다.On the 8-inch-diameter silicon wafer, each coating composition for resist underlayer film formation was spin coated to form a coating film (resist underlayer film), and the film thickness of the coating film was measured using the spectroscopic ellipsometer (this measured value). Is X). Next, this resist underlayer film was heated at 350 degreeC for 120 second, and the film thickness of the resist underlayer film after heating was measured using the said spectral ellipsometer (this measurement value is set to Y). And the film thickness reduction rate (DELTA) FT (%) ((DELTA) FT (%) = 100x (X-Y) / X) of the resist underlayer film before and behind heating was computed, and this calculated value was made into heat resistance (%). In addition, as the value of the heat resistance (%) is smaller, there are fewer sublimates and film decomposition products generated at the time of heating the resist underlayer film, indicating that it is good (high heat resistance).

Figure pat00014
Figure pat00014

표 2로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 레지스트 하층막 형성용 조성물은 굴절률, 감쇠 계수 및 굴곡 내성에 관한 특성을 만족시킴과 동시에, 비교예 1에 비해 높은 내열성을 갖고 있다.As is apparent from Table 2, the compositions for forming the resist underlayer films of Examples 1 to 4 satisfy the characteristics relating to the refractive index, the attenuation coefficient, and the bending resistance, and have higher heat resistance than Comparative Example 1.

본 발명은 레지스트 하층막에 요구되는 굴절률 및 감쇠 계수에 관한 특성을 만족시킴과 동시에, 형성되는 레지스트 하층막 패턴의 높은 굴곡 내성을 유지하면서, 높은 내열성을 갖는 레지스트 하층막을 형성 가능한 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 그의 형성 방법, 및 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다. 그로 인해, 본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정에 있어서 반도체 디바이스의 제조 수율을 향상시킬 수 있고, 패턴의 한층 더한 미세화가 진행되는 반도체 디바이스의 제조 공정에 바람직하게 사용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention satisfies the characteristics related to the refractive index and the attenuation coefficient required for a resist underlayer film, and can form a resist underlayer film having high heat resistance while maintaining high bending resistance of the formed resist underlayer film pattern. A composition, a resist underlayer film, its formation method, and a pattern formation method can be provided. Therefore, according to this invention, the manufacturing yield of a semiconductor device can be improved in a semiconductor manufacturing process, and it can use suitably for the manufacturing process of the semiconductor device which further refines a pattern.

Claims (10)

[A] 하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체를 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물.
Figure pat00015

(화학식 (1) 중, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (2)로 표시되는 2가의 기이다)
Figure pat00016

(화학식 (2) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 2가의 방향족기이고, R3은 단결합, -O-, -CO-, -SO- 또는 -SO2-이며, a는 0 내지 3의 정수이되, 단 a가 2 이상인 경우, 복수개의 R2 및 R3은 각각 동일하거나 상이할 수도 있다)
[A] A composition for forming a resist underlayer film containing a polymer having a structural unit (I) represented by the following general formula (1).
Figure pat00015

(In Formula (1), Ar 1 and Ar 2 are each independently a divalent group represented by the following formula (2).)
Figure pat00016

(Formula (2) of, R 1 and R 2 each independently is an aromatic divalent group, R 3 represents a single bond, -O-, -CO-, -SO- or -SO 2 -, and, a is from 0 to An integer of 3, provided that when a is 2 or more, a plurality of R 2 and R 3 may be the same or different, respectively)
제1항에 있어서, 상기 화학식 (2)에 있어서의 R1 및 R2가 각각 독립적으로 하기 화학식 (3)으로 표시되는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.
Figure pat00017

(화학식 (3) 중, R4는 할로겐 원자, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기이고, b는 0 내지 6의 정수이되, 단 b가 2 이상인 경우, 복수개의 R4는 동일하거나 상이할 수도 있고, c는 0 또는 1이다)
The composition for forming a resist underlayer film according to claim 1, wherein R 1 and R 2 in the formula (2) are each independently represented by the following formula (3).
Figure pat00017

Of (formula (3), R 4 is a hydroxyalkyl group of a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, a C 1 -C 20 monovalent hydrocarbon group, an alkoxy group or a group having 1 to 20 carbon atoms having from 1 to 20, b Is an integer of 0 to 6, provided that when b is 2 or more, a plurality of R 4 may be the same or different, and c is 0 or 1)
제1항 또는 제2항에 있어서, [A] 중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 500 이상 10,000 이하인 레지스트 하층막 형성용 조성물. The composition for forming a resist underlayer film according to claim 1 or 2, wherein the polystyrene reduced weight average molecular weight of the polymer [A] is 500 or more and 10,000 or less. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, [B] 용매를 추가로 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 3, further comprising a solvent [B]. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, [C] 산 발생제를 추가로 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물. The composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 4, further comprising an acid generator (C). 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, [D] 가교제를 추가로 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물. The composition for forming a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 5, further comprising [D] a crosslinking agent. (1-1) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정, 및
(1-2) 상기 도막의 가열에 의해 레지스트 하층막을 형성하는 공정
을 갖는 레지스트 하층막의 형성 방법.
(1-1) Process of forming a coating film on a board | substrate using the composition for resist underlayer film forming in any one of Claims 1-6, and
(1-2) Process of forming a resist underlayer film by heating the said coating film
The formation method of the resist underlayer film which has this.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성되는 레지스트 하층막. The resist underlayer film formed from the composition for resist underlayer film forming in any one of Claims 1-6. (1) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 하층막 형성용 조성물을 이용하여, 기판 상에 레지스트 하층막을 형성하는 공정,
(2) 레지스트 조성물을 이용하여, 상기 레지스트 하층막 상에 레지스트 피막을 형성하는 공정,
(3) 상기 레지스트 피막으로부터 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및
(4) 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하고, 상기 레지스트 하층막 및 상기 기판을 순차 드라이 에칭하여, 상기 기판에 소정의 패턴을 형성하는 공정
을 갖는 패턴 형성 방법.
(1) Process of forming a resist underlayer film on a board | substrate using the composition for resist underlayer film forming in any one of Claims 1-6,
(2) forming a resist film on the resist underlayer film using a resist composition;
(3) forming a resist pattern from the resist film, and
(4) A step of forming a predetermined pattern on the substrate by sequentially dry etching the resist underlayer film and the substrate using the resist pattern as a mask.
&Lt; / RTI &gt;
제9항에 있어서, 상기 레지스트 조성물이 포토레지스트 조성물이며,
상기 공정 (3)이,
(3-1) 상기 레지스트 피막을 선택적인 방사선의 조사에 의해 노광하는 공정, 및
(3-2) 노광된 상기 레지스트 피막을 현상하는 공정
을 포함하는 것인 패턴 형성 방법.
The method of claim 9, wherein the resist composition is a photoresist composition,
The step (3),
(3-1) exposing the resist film by selective radiation; and
(3-2) Process of developing the exposed said resist film
Pattern forming method comprising a.
KR1020120108597A 2011-09-30 2012-09-28 Composition for forming resist lower layer film, resist lower layer film and method for forming the same, and method for forming pattern KR101956925B1 (en)

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