KR20160107102A - Composition for forming resist lower layer film, resist lower layer film, and process for producing patterned substrate - Google Patents

Composition for forming resist lower layer film, resist lower layer film, and process for producing patterned substrate Download PDF

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Abstract

Provided is a composition for forming a resist underlayer film which is capable of forming a resist underlayer film enabling the use of PGMEA and the like as a solvent and having excellent solvent-resistance properties, etching-resistance properties, heat-resistance properties, and embeddability. The present invention relates to a composition for forming the resist underlayer film, containing a compound, which has a group including carbon-carbon triple bonds and a partial structure including aromatic rings, and 4 or more of nuclei of benzene in the partial structure forming the aromatic rings, and a solvent. As the partial structure, a first partial structure represented by a chemical formula (1) is desirable. In the chemical formula (1), p1+p2+p3+p4 is desired to be 1 or more and at least one among R1 to R4 is desired to be a monovalent group including carbon-carbon triple bonds. As the group, a propargyl group is desirable. As the partial structure, a second partial structure represented by a chemical formula (2) may be desirable.

Description

레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 패터닝된 기판의 제조 방법{COMPOSITION FOR FORMING RESIST LOWER LAYER FILM, RESIST LOWER LAYER FILM, AND PROCESS FOR PRODUCING PATTERNED SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a composition for forming a resist underlayer film, a resist underlayer film, and a method for manufacturing a patterned substrate,

본 발명은 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 패터닝된 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming a resist lower layer film, a resist lower layer film, and a method of manufacturing a patterned substrate.

반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 높은 집적도를 얻기 위해서 다층 레지스트 프로세스가 사용되고 있다. 이 프로세스에서는, 먼저 기판의 한쪽 면측에 레지스트 하층막 형성용 조성물을 도포해서 레지스트 하층막을 형성하고, 이 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 레지스트 조성물을 도포해서 레지스트막을 형성한다. 그리고, 이 레지스트막을 마스크 패턴 등을 통해서 노광하고, 적당한 현상액으로 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 해서 레지스트 하층막을 건식 에칭하고, 얻어진 레지스트 하층막 패턴을 마스크로 해서 기판을 더 에칭함으로써, 기판에 원하는 패턴을 형성하여, 패터닝된 기판을 얻을 수 있다. 이러한 다층 레지스트 프로세스에 사용되는 레지스트 하층막에는, 굴절률, 흡광 계수 등의 광학 특성, 용매 내성, 에칭 내성 등의 일반 특성이 요구된다.In the production of semiconductor devices, a multi-layer resist process is used to obtain a high degree of integration. In this process, a resist underlayer film is formed by first applying a composition for forming a resist lower layer film on one side of a substrate, and a resist composition is applied on the surface of the under resist film opposite to the substrate side to form a resist film. Then, the resist film is exposed through a mask pattern or the like, and developed with a suitable developer to form a resist pattern. Then, the resist underlayer film is dry-etched using the resist pattern as a mask, and the substrate is further etched using the obtained resist underlayer film pattern as a mask, thereby forming a desired pattern on the substrate to obtain a patterned substrate. The resist underlayer film used in such a multilayer resist process is required to have general characteristics such as optical properties such as refractive index and extinction coefficient, solvent resistance, and etching resistance.

근년, 보다 집적도를 높이기 위해서 패턴의 미세화가 더 진행되고 있고, 상술한 다층 레지스트 프로세스에 있어서도, 레지스트 하층막이나 이것을 형성하기 위한 조성물에는 이하와 같은 다양한 특성이 우수할 것이 요구된다. 이 요구에 대해, 조성물에 함유되는 화합물 등의 구조나 포함되는 관능기에 대해서 다양한 검토가 행해지고 있다(일본 특허 공개 제2004-177668호 공보 참조).In recent years, further miniaturization of patterns has been made to further increase the degree of integration, and in the above-described multilayer resist process, it is required that the resist underlayer film and the composition for forming the same have excellent properties as described below. With respect to this requirement, various studies have been made on the structure of the compound and the like contained in the composition and the functional groups contained therein (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-177668).

상기 종래의 레지스트 하층막 형성용 조성물에서는, 일반적으로, 함유하는 화합물이 그 구조 등에 기인하여 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 등의 용매에 대한 용해성이 낮다. 그로 인해, 기판에 대한 도포성이 나빠서, 결과적으로, 균일한 레지스트 하층막을 형성하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.In the conventional composition for forming a resist lower layer film, generally, the compound contained therein has a low solubility in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) due to its structure and the like. As a result, there is a problem that it is difficult to form a uniform resist lower layer film as a result of poor applicability to the substrate.

또한, 최근에는, 상기 다층 레지스트 프로세스에 있어서, 레지스트 하층막 위에, 중간층으로서 하드 마스크를 형성하는 방법이 검토되고 있다. 이 방법에서는 구체적으로는, 레지스트 하층막 위에 CVD법으로 무기 하드 마스크를 형성하기 때문에, 특히 질화물계의 무기 하드 마스크의 경우, 최저 300℃, 통상 400℃ 이상의 고온이 되고, 그로 인해 레지스트 하층막에는 높은 내열성이 필요하게 된다. 그러나, 상기 종래의 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성된 레지스트 하층막은 내열성이 불충분해서, 레지스트 하층막의 성분이 승화되고, 이 승화된 성분이 기판에 재부착되어 반도체 디바이스의 제조 수율이 저하되는 문제가 있다.In recent years, a method of forming a hard mask as an intermediate layer on a resist underlayer film in the above-described multilayer resist process has been studied. Specifically, in this method, since the inorganic hard mask is formed on the resist lower layer film by the CVD method, in particular, in the case of the nitride based inorganic hard mask, a high temperature of 300 ° C or lower, usually 400 ° C or higher, High heat resistance is required. However, the conventional resist underlayer film formed of the resist underlayer film composition has insufficient heat resistance, so that the components of the resist underlayer film are sublimated, and the sublimated components are reattached to the substrate, thereby lowering the yield of semiconductor device production .

또한, 최근에는, 복수종의 트렌치, 특히 서로 다른 종횡비를 갖는 트렌치를 갖는 기판에 패턴을 형성하는 경우가 늘어나고 있고, 형성되는 레지스트 하층막에는 이들 트렌치를 충분히 매립한 것이 요구된다. 그러나, 상기 종래의 레지스트 하층막 형성용 조성물에서는 이러한 매립성이 불충분해서, 형성되는 레지스트 하층막이나 상기 하드 마스크가 공동(보이드)을 가져, 불균일한 것이 되기 때문에, 결과적으로, 얻어지는 레지스트 패턴의 리소그래피 특성이 저하되는 문제가 있다.In recent years, patterns have been increasingly formed on a substrate having a plurality of kinds of trenches, particularly, trenches having different aspect ratios, and the lower resist film to be formed is required to sufficiently fill these trenches. However, in the conventional composition for forming a resist lower layer film, the filling property is insufficient, and the lower resist film to be formed and the hard mask have cavities (voids) and are uneven. As a result, lithography There is a problem that the characteristics are deteriorated.

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

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초해서 이루어진 것으로, 그 목적은 용매로서 PGMEA 등을 사용할 수 있으며, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있는 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 패터닝된 기판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to provide a resist underlayer film forming composition capable of forming a resist underlayer film excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property, such as PGMEA, , A resist underlayer film, and a method of manufacturing a patterned substrate.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기(이하, 「특정기 (A)」라고도 함)를 갖고, 또한 방향환 (이하, 「방향환 (A)」라고도 함)을 포함하는 부분 구조(이하, 「부분 구조 (A)」라고도 함)를 갖고, 상기 방향환 (A)를 구성하는 벤젠핵의 상기 부분 구조 (A) 중의 합계 수가 4 이상인 화합물 (이하, 「[A] 화합물」이라고도 함) 및 용매(이하, 「[B] 용매」라고도 함)를 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물이다.The present invention for solving the above-mentioned problems is characterized by having a group containing a carbon-carbon triple bond (hereinafter also referred to as "specific group (A)") and having an aromatic ring (hereinafter also referred to as "aromatic ring (A) (Hereinafter also referred to as " partial structure (A) "), and the total number of the benzene nuclei constituting the aromatic ring (A) (Hereinafter also referred to as [A] compound) and a solvent (hereinafter also referred to as " [B] solvent ").

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 별도의 발명은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성되는 레지스트 하층막이다.A separate invention for solving the above problems is a resist underlayer film formed from the composition for forming a resist lower layer film.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 또 다른 발명은, 기판의 한쪽 면측에 레지스트 하층막을 형성하는 공정, 상기 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 레지스트 패턴을 형성하는 공정 및 상기 레지스트 패턴을 마스크로 한 복수회의 에칭에 의해 기판에 패턴을 형성하는 공정을 구비하고, 상기 레지스트 하층막을 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의해 형성하는 패터닝된 기판의 제조 방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a resist underlayer film on one side of a substrate; forming a resist pattern on a surface of the under resist film opposite to the substrate; And a step of forming a pattern on the substrate by the etching treatment, wherein the resist underlayer film is formed by the resist underlayer film forming composition.

여기서 「부분 구조」란, [A] 화합물의 합성에 사용하는 전구체 화합물(후술하는 연결기를 제공하는 화합물을 제외함)에서 유래하는 구조를 말한다. 「벤젠 핵」이란, 방향족성을 갖는 탄소 6원환을 말한다. 축합환을 구성하는 개개의 6원환도 벤젠핵이라고 하며, 예를 들어 나프탈렌환 중의 벤젠핵의 수는 2이다.Here, the term "partial structure" refers to a structure derived from a precursor compound (excluding a compound providing a linking group described later) used for synthesizing the [A] compound. The term " benzene nucleus " refers to a six-membered carbon ring having aromaticity. Each of the six-membered rings constituting the condensed ring is referred to as a benzene nucleus. For example, the number of benzene nuclei in the naphthalene ring is two.

본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의하면, 용매로서 PGMEA 등을 사용할 수 있으며, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있다. 본 발명의 레지스트 하층막은 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수하다. 본 발명의 패터닝된 기판의 제조 방법에 의하면, 상기 형성된 우수한 레지스트 하층막을 사용함으로써, 우수한 패턴 형상을 갖는 패터닝된 기판을 얻을 수 있다. 따라서, 이들은 이후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스의 제조 등에 적절하게 사용할 수 있다.According to the composition for forming a resist lower layer film of the present invention, PGMEA or the like can be used as a solvent, and a resist underlayer film excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property can be formed. The resist underlayer film of the present invention is excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property. According to the method for producing a patterned substrate of the present invention, a patterned substrate having an excellent pattern shape can be obtained by using the formed resist lower layer film formed as described above. Therefore, they can be suitably used for the production of semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized thereafter.

<레지스트 하층막 형성용 조성물>≪ Composition for forming a resist lower layer film &

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 화합물 및 [B] 용매를 함유한다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 적합 성분으로서 [C] 산 발생제를 함유하고 있어도 되고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 그 외의 임의 성분을 함유하고 있어도 된다. 이하, 각 성분에 대해서 설명한다.The composition for forming a resist lower layer film contains a [A] compound and a [B] solvent. The composition for forming a resist lower layer film may contain a [C] acid generator as a suitable component, and may contain other optional components as long as the effect of the present invention is not impaired. Each component will be described below.

<[A] 화합물><[A] compound>

[A] 화합물은 특정기 (A)를 갖고, 또한 부분 구조 (A)를 갖는 화합물이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 화합물이 특정기 (A)를 갖고, 또한 부분 구조 (A)를 가짐으로써, 용매로서 PGMEA 등을 사용할 수 있으며, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있다. [A] 화합물이 상기 구성을 가짐으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는 반드시 명확한 것은 아니지만, 예를 들어 이하와 같이 추정할 수 있다. 즉, [A] 화합물은 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 특정기 (A)를 갖고, 또한 방향환 (A)를 포함하는 부분 구조 (A)를 갖고, 부분 구조 (A) 중의 벤젠핵의 합계 수를 일정 이상으로 함으로써, PGMEA 등의 용매에의 용해성이 높아진다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 이러한 용매를 사용할 수 있고, 또한 [A] 화합물의 부분 구조 (A)가 일정 수 이상의 벤젠핵을 가짐으로써, 레지스트 하층막의 매립성을 향상시킬 수 있다. 또한, [A] 화합물이 특정기 (A)를 가짐으로써, 레지스트 하층막 형성 시에, 고차의 가교 구조를 형성할 수 있다고 생각된다. 그 결과, 레지스트 하층막은 용매 내성 및 에칭 내성이 우수한 것이 되고, 이에 더해 [A] 화합물의 부분 구조 (A)가 일정 수 이상의 벤젠핵을 가짐으로써, 레지스트 하층막의 내열성도 우수한 것이 된다.The [A] compound is a compound having a specific group (A) and also having a partial structure (A). The composition for forming a resist lower layer film can use PGMEA or the like as a solvent because the compound [A] has a specific group (A) and also has a partial structure (A), and can be used for solvent resistance, etching resistance, This excellent resist underlayer film can be formed. The reason why the resist underlayer film forming composition has the above effect because the compound [A] has the above-described structure is not necessarily clear, but can be estimated as follows, for example. That is, the [A] compound has a specific group (A) containing a carbon-carbon triple bond and also has a partial structure (A) containing an aromatic ring (A) By setting the number to a predetermined value or more, solubility in a solvent such as PGMEA becomes high. The composition for forming a resist lower layer film can use such a solvent, and the partial structure (A) of the [A] compound has a certain number or more of benzene nuclei, so that the filling property of the resist lower layer film can be improved. Further, it is considered that the compound [A] having the specific group (A) can form a higher-order crosslinked structure at the time of formation of the resist lower layer film. As a result, the resist underlayer film is excellent in solvent resistance and etching resistance, and further, the partial structure (A) of the compound [A] has a certain number of benzene nuclei.

[A] 화합물은, 부분 구조 (A) 이외에도, 부분 구조 (A) 이외의 다른 부분 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, [A] 화합물이 복수의 상기 부분 구조를 갖는 경우, 이 복수의 부분 구조가 연결기(이하, 「연결기 (a)」라고도 함)를 통해서 결합되어 있어도 된다. 이하, 특정기 (A), 부분 구조 (A), 다른 부분 구조 및 연결기 (a)에 대해서 설명한다.The [A] compound may have a partial structure other than the partial structure (A) in addition to the partial structure (A). When the [A] compound has a plurality of the partial structures, the plurality of partial structures may be bonded through a linking group (hereinafter, also referred to as "linking group (a)"). Hereinafter, the specific group (A), the partial structure (A), other partial structures and the linking group (a) will be described.

[특정기 (A)][Specification Period (A)]

특정기 (A)는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기이다. 특정기 (A)는 [A] 화합물 내에 있으면 되고, 그 결합 위치에 대해서는 특정하게 한정되지 않는다. 또한, 특정기 (A)는 1가의 기여도 되고, 2가 이상의 기여도 된다. 특정기 (A)는, 예를 들어 후술하는 부분 구조 (A) 내에 있어도 되고, 연결기 내에 있어도 되지만, 레지스트 하층막의 내열성 및 매립성을 보다 높이는 관점에서는, 부분 구조 (A) 내에 있는 것이 바람직하고, 후술하는 부분 구조 (I) 및 부분 구조 (II) 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 부분 구조 (I) 내에 있는 것이 더욱 바람직하다.The specific group (A) is a group containing a carbon-carbon triple bond. The specific group (A) may be present in the [A] compound, and the bonding position thereof is not particularly limited. The specific group (A) may also be monovalent, and may be a divalent or higher. The specific group (A) may be present in, for example, a partial structure (A) described later or may be in a connecting group. However, from the viewpoint of further improving the heat resistance and filling property of the resist lower layer film, Is more preferably in the partial structure (I) and partial structure (II) described later, and more preferably in the partial structure (I).

특정기 (A)로서는, 예를 들어As the specific group (A), for example,

에티닐기, 프로핀-1-일기, 프로파르길기, 부틴-1-일기, 부틴-3-일기, 부틴-4-일기 등의 알키닐기;An alkynyl group such as an ethynyl group, a propyn-1-yl group, a propargyl group, a butyn-1-yl group, a butyn-3-yl group or a butyn-4-yl group;

페닐에티닐기, 페닐프로파르길기 등의 방향환 및 삼중 결합을 포함하는 기 등을 들 수 있다. 특정기 (A)로서는, [A] 화합물의 가교 용이성을 높이는 관점에서, 알키닐기가 바람직하고, 프로파르길기가 보다 바람직하다.A phenylethynyl group, a phenylpropargyl group and the like, and a group containing a triple bond. As the specific group (A), an alkynyl group is preferable and a propargyl group is more preferable from the viewpoint of enhancing the crosslinking easiness of the [A] compound.

특정기 (A)의 함유 수의 하한으로서는, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조 1몰에 대해, 0.1몰이 바람직하고, 0.5몰이 보다 바람직하고, 0.8몰이 더욱 바람직하고, 1.1몰이 특히 바람직하다. 상기 함유 수의 상한으로서는 5몰이 바람직하고, 4몰이 보다 바람직하고, 3몰이 더욱 바람직하고, 2.5몰이 특히 바람직하다. 특정기 (A)의 함유 수를 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막 형성 시의 [A] 화합물의 가교성을 보다 적당한 것으로 조정할 수 있고, 그 결과, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성을 보다 높일 수 있다. [A] 화합물은 특정기 (A)를 1종 또는 2종 이상 가질 수 있다.The lower limit of the water contained in the specific group (A) is preferably 0.1 mol, more preferably 0.5 mol, more preferably 0.8 mol, and particularly preferably 1.1 mol, per 1 mol of the total partial structure constituting the [A] compound. The upper limit of the water content is preferably 5 moles, more preferably 4 moles, still more preferably 3 moles, and particularly preferably 2.5 moles. When the content of the specific group (A) is in the above range, the crosslinking property of the [A] compound at the time of forming the resist lower layer film can be adjusted to be more appropriate. As a result, the solvent resistance, etching resistance, You can increase your gender. The [A] compound may have one or more specific groups (A).

[부분 구조 (A)][Substructure (A)]

부분 구조 (A)는 방향환 (A)를 포함한다. 방향환 (A)를 구성하는 벤젠핵의 부분 구조 (A) 중의 합계 수는 4 이상이다.The partial structure (A) includes an aromatic ring (A). The total number in the partial structure (A) of the benzene nucleus constituting the aromatic ring (A) is 4 or more.

(방향환 (A)) (Aromatic ring (A))

방향환 (A)는 방향족성을 갖는 탄소환이다. 방향환 (A)로서는, 예를 들어 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환, 피렌환, 크리센환, 테트라센환, 페릴렌환, 펜타센환을 들 수 있다.The aromatic ring (A) is a carbocyclic ring having aromaticity. Examples of the aromatic ring (A) include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, a tetracene ring, a perylene ring and a pentacene ring.

방향환 (A)의 탄소수의 하한으로서는, 통상 6이며, 8이 바람직하고, 10이 보다 바람직하다. 상기 탄소수의 상한으로서는 30이 바람직하고, 24가 보다 바람직하고, 18이 더욱 바람직하다.The lower limit of the carbon number of the aromatic ring (A) is usually 6, preferably 8, and more preferably 10. The upper limit of the number of carbon atoms is preferably 30, more preferably 24, still more preferably 18.

부분 구조 (A)가 포함하는 방향환 (A)의 수의 하한은 통상 1이며, 2가 바람직하고, 3이 보다 바람직하고, 4가 더욱 바람직하다. 상기 수의 상한으로서는 8이 바람직하고, 6이 보다 바람직하다.The lower limit of the number of aromatic rings (A) included in the partial structure (A) is usually 1, preferably 2, more preferably 3, and still more preferably 4. The upper limit of the number is preferably 8, more preferably 6.

방향환 (A)의 탄소수의 부분 구조 (A) 중의 합계 수의 하한으로서는, 통상 16이며, 20이 바람직하고, 24가 보다 바람직하다. 상기 합계 수의 상한으로서는 50이 바람직하고, 40이 보다 바람직하고, 32가 더욱 바람직하다.The lower limit of the total number of carbon atoms in the partial structure (A) of the aromatic ring (A) is usually 16, preferably 20, and more preferably 24. The upper limit of the total number is preferably 50, more preferably 40, and still more preferably 32.

방향환 (A)를 구성하는 벤젠핵의 부분 구조 (A) 중의 합계 수의 하한은 4이며, 5가 바람직하고, 6이 보다 바람직하다. 상기 합계 수의 상한으로서는 12가 바람직하고, 10이 보다 바람직하고, 8이 더욱 바람직하다. 벤젠핵의 합계 수를 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성 및 내열성을 더 높일 수 있다. [A] 화합물은 방향환 (A)를 1종 또는 2종 이상 가질 수 있다.The lower limit of the total number in the partial structure (A) of the benzene nucleus constituting the aromatic ring (A) is 4, preferably 5, and more preferably 6. The upper limit of the total number is preferably 12, more preferably 10, and even more preferably 8. By setting the total number of benzene nuclei in the above range, the solvent resistance, etching resistance and heat resistance of the resist underlayer film can be further increased. The compound [A] may have one or more aromatic rings (A).

방향환 (A)의 환을 구성하는 탄소 원자에는, 예를 들어 특정기 (A), 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 기, 알킬기, 히드록시기, 알콕시기 등의 수소 원자 이외의 기가 결합되어 있어도 된다.A group other than a hydrogen atom such as a specific group (A), a group containing a carbon-carbon double bond, an alkyl group, a hydroxyl group or an alkoxy group may be bonded to the carbon atom constituting the ring of the aromatic ring (A) .

부분 구조 (A)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (1)로 표시되는 제1 부분 구조(이하, 「부분 구조 (I)」이라고도 함), 하기 화학식 (2)로 표시되는 제2 부분 구조(이하, 「부분 구조 (II)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the partial structure (A) include a first partial structure (hereinafter also referred to as "partial structure (I)") represented by the following chemical formula (1), a second partial structure , &Quot; partial structure (II) &quot;), and the like.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 (1) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. m1 및 m2는 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. a1 및 a2는 각각 독립적으로, 0 내지 9의 정수이다. n1 및 n2는 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. a3 및 a4는 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수이다. R1 내지 R4가 각각 복수인 경우, 복수의 R1은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R2는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R4는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. p1 및 p2는 각각 독립적으로, 0 내지 9의 정수이다. p3 및 p4는 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수이다. p1+p2+p3+p4는 0 이상이다. a1+p1 및 a2+p2는 각각 9 이하이다. a3+p3 및 a4+p4는 각각 8 이하이다. *은, [A] 화합물에 있어서의 부분 구조 (I) 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.In the formula (1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent group containing a carbon-carbon triple bond or a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. m1 and m2 are each independently an integer of 0 to 2; a1 and a2 are each independently an integer of 0 to 9; n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 2; a3 and a4 are each independently an integer of 0 to 8; When plural R 1 to R 4 are plural, plural R 1 may be the same or different and plural R 2 may be the same or different and plural R 3 may be the same or different and plural Lt; 4 &gt; may be the same or different. p1 and p2 are each independently an integer of 0 to 9; p3 and p4 each independently represent an integer of 0 to 8; p1 + p2 + p3 + p4 is 0 or more. a1 + p1 and a2 + p2 are 9 or less, respectively. a3 + p3 and a4 + p4 are each 8 or less. * Represents a bonding site with a moiety other than the partial structure (I) in the [A] compound.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 (2) 중, R5 내지 R8은 각각 독립적으로, 알킬기, 히드록시기, 알콕시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. b1 및 b3은 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. b2 및 b4는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. R5 내지 R8이 각각 복수인 경우, 복수의 R5는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R6은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R7은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R8은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. q1 및 q3은 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. q2 및 q4는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. q1+q2+q3+q4는 0 이상이다. b1+q1 및 b3+q3은 각각 2 이하이다. b2+q2 및 b4+q4는 각각 3 이하이다. *은, [A] 화합물에 있어서의 부분 구조 (II) 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.In the formula (2), R 5 to R 8 each independently represent a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, a carbon-carbon triple bond or a carbon-carbon double bond. b1 and b3 are each independently an integer of 0 to 2; b2 and b4 each independently represent an integer of 0 to 3; When a plurality of R 5 to R 8 are each a plurality, the plurality of R 5 may be the same or different and the plurality of R 6 may be the same or different, and the plurality of R 7 may be the same or different, The plural R &lt; 8 &gt; s may be the same or different. q1 and q3 each independently represent an integer of 0 to 2; q2 and q4 are each independently an integer of 0 to 3; q1 + q2 + q3 + q4 is 0 or more. b1 + q1 and b3 + q3 are 2 or less, respectively. b2 + q2 and b4 + q4 are 3 or less, respectively. * Represents a bonding site with a moiety other than the partial structure (II) in the [A] compound.

상기 화학식 (1)의 R1 내지 R4로 표현되는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어 특정기 (A)로서 예시한 기 중 1가의 것 등을 들 수 있다. 이들 중에서 알키닐기가 바람직하고, 프로파르길기가 보다 바람직하다.Examples of the monovalent group containing a carbon-carbon triple bond represented by R 1 to R 4 in the above formula (1) include monovalent ones among the groups exemplified as the specific group (A). Of these, an alkynyl group is preferable, and a propargyl group is more preferable.

R1 내지 R4로 표현되는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어As the monovalent group containing a carbon-carbon double bond represented by R 1 to R 4 , for example,

에테닐기, 프로펜-1-일기, 프로펜-2-일기, 프로펜-3-일기, 부텐-1-일기, 부텐-2-일기, 부텐-3-일기, 부텐-4-일기 등의 알케닐기;Alkenes such as an ethynyl group, propen-1-yl group, propene-2-yl group, propen-3-yl group, butene-1-yl group, butene- Nil group;

페닐에테닐기, 페닐프로페닐기 등의 방향환 및 이중 결합을 포함하는 기 등을 들 수 있다.An aromatic ring such as a phenylethenyl group and a phenylpropenyl group, and a group containing a double bond.

R1 내지 R4 중 적어도 1개가 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기인 것이 바람직하고, R1 및 R2가 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 부분 구조 (I) 중에 특정기 (A)를 포함함으로써, [A] 화합물의 가교성이 보다 향상되고, 그 결과, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성을 보다 향상시킬 수 있다.It is preferable that at least one of R 1 to R 4 is a group containing a carbon-carbon triple bond, and it is more preferable that R 1 and R 2 are groups containing a carbon-carbon triple bond. By including the specific group (A) in the partial structure (I), the crosslinking property of the [A] compound is further improved, and as a result, the solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property .

m1 및 m2로서는, 0 및 1이 바람직하다. a1 및 a2로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 1이 더욱 바람직하다. a3 및 a4로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. p1 및 p2로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 1이 더욱 바람직하다. p3 및 p4로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. p1+p2+p3+p4의 하한으로서는, 1이 바람직하다. p1+p2+p3+p4의 상한으로서는 34가 바람직하고, 18이 보다 바람직하고, 8이 더욱 바람직하고, 4가 특히 바람직하고, 3이 더욱 특히 바람직하고, 2가 가장 바람직하다.As m1 and m2, 0 and 1 are preferable. As a1 and a2, an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 1 is more preferable. As a3 and a4, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. As p1 and p2, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 1 is more preferable. As p3 and p4, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. The lower limit of p1 + p2 + p3 + p4 is preferably 1. The upper limit of p1 + p2 + p3 + p4 is preferably 34, more preferably 18, even more preferably 8, particularly preferably 4, still more preferably 3 and most preferably 2.

상기 화학식 (2)의 R5 내지 R8로 표현되는 알킬기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 알킬기 등을 들 수 있고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등을 들 수 있다.Examples of the alkyl group represented by R 5 to R 8 in the formula (2) include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, , Decyl group, and the like.

R5 내지 R8은 표현되는 알콕시기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 알콕시기 등을 들 수 있고, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 옥틸옥시기, 데실옥시기 등을 들 수 있다.Examples of the alkoxy group represented by R 5 to R 8 include an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, A decyl group, a decyl group, a decyl group, and a decyloxy group.

R5 내지 R8로 표현되는 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어 특정기 (A)로서 예시한 것 중의 1가의 기, 이 기의 결합손측의 말단에 산소 원자를 갖는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent group containing a carbon-carbon triple bond represented by R 5 to R 8 include a monovalent group exemplified as the specific group (A), a monovalent group having an oxygen atom at the terminal end of the bond And the like.

R5 내지 R8로 표현되는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 기로서는, 예를 들어 상기 화학식 (1)의 R1 내지 R4의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 기로서 예시한 기와 마찬가지인 기, 이 기의 결합손측의 말단에 산소 원자를 갖는 기 등을 들 수 있다.Examples of the group containing a carbon-carbon double bond represented by R 5 to R 8 include groups similar to the groups exemplified as the groups containing carbon-carbon double bonds of R 1 to R 4 in the above formula (1) A group having an oxygen atom at the terminal of the bonding side of this group, and the like.

b1 및 b3으로서는, 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. b2 및 b4로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. q1 및 q3으로서는, 0 및 1이 바람직하고, 1이 보다 바람직하다. q2 및 q4로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. q1+q2+q3+q4의 하한으로서는, 1이 바람직하다. q1+q2+q3+q4의 상한으로서는 10이 바람직하고, 8이 보다 바람직하고, 6이 더욱 바람직하고, 4가 특히 바람직하고, 3이 더욱 특히 바람직하고, 2가 가장 바람직하다.As b1 and b3, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. As b2 and b4, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. As q1 and q3, 0 and 1 are preferable, and 1 is more preferable. As q2 and q4, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. The lower limit of q1 + q2 + q3 + q4 is preferably 1. The upper limit of q1 + q2 + q3 + q4 is preferably 10, more preferably 8, even more preferably 6, particularly preferably 4, still more preferably 3 and most preferably 2.

R5 내지 R8로서는, 알킬기, 히드록시기 및 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 바람직하고, 히드록시기 및 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 히드록시기 및 알키닐옥시기가 더욱 바람직하고, 히드록시기 및 프로파르길옥시기가 특히 바람직하다.As R 5 to R 8 , a monovalent group including an alkyl group, a hydroxy group and a carbon-carbon triple bond is preferable, a monovalent group including a hydroxyl group and a carbon-carbon triple bond is more preferable, and a hydroxyl group and an alkynyloxy group are more preferable And a hydroxy group and a propargyloxy group are particularly preferable.

부분 구조 (I)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (1-1) 내지 (1-6)으로 표시되는 부분 구조(이하, 「부분 구조 (I-1) 내지 (I-6)」이라고도 함) 등을 들 수 있다. 부분 구조 (II)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (2-1) 내지 (2-6)로 표시되는 부분 구조(이하, 「부분 구조 (II-1) 내지 (II-6)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the partial structure (I) include a partial structure represented by the following formulas (1-1) to (1-6) (hereinafter also referred to as "partial structures (I-1) to (I-6) . Examples of the partial structure (II) include a partial structure represented by the following general formulas (2-1) to (2-6) (hereinafter also referred to as "partial structures (II-1) to (II-6) .

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 (1-1) 내지 (1-6) 중, RA는 1가의 특정기 (A)이다. RB는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. p1 내지 p4는 상기 화학식 (1)과 동의이다. *은 [A] 화합물에 있어서의 부분 구조 (I-1) 내지 (I-6) 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.In the above formulas (1-1) to (1-6), R A is a monovalent specific group (A). R B is a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. p1 to p4 are synonymous with the above formula (1). * Represents a bonding site with a part other than the partial structures (I-1) to (I-6) in the [A] compound.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 (2-1) 내지 (2-6) 중, RA는 1가의 특정기 (A)이다. RB는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. q1 내지 q4는 상기 화학식 (2)와 동의이다. *은 [A] 화합물에 있어서의 부분 구조 (II-1) 내지 (II-6) 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.In the formulas (2-1) to (2-6), R A is a monovalent specific group (A). R B is a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. q1 to q4 are as defined in the above formula (2). * Represents a bonding site with a moiety other than the partial structures (II-1) to (II-6) in the [A] compound.

부분 구조 (I)로서는, 부분 구조 (I-1), (I-2) 및 (I-4)가 바람직하고, 부분 구조 (I-1) 및 (I-2)가 보다 바람직하다. 부분 구조 (II)로서는, 부분 구조 (II-1) 및 (II-2)가 바람직하고, 부분 구조 (II-1)이 보다 바람직하다.As partial structure (I), partial structures (I-1), (I-2) and (I-4) are preferable and partial structures (I-1) and (I-2) are more preferable. As the partial structure (II), partial structures (II-1) and (II-2) are preferable, and partial structure (II-1) is more preferable.

[A] 화합물은, 부분 구조 (A)로서, 부분 구조 (I) 및 부분 구조 (II) 중 적어도 한쪽을 갖는 것이 바람직하고, 부분 구조 (I)을 갖는 것이 보다 바람직하고, 부분 구조 (I)과 부분 구조 (II)를 갖는 것이 더욱 바람직하다. [A] 화합물은 상기 부분 구조를 가짐으로써, 용매에의 용해성이 보다 높아지고, 그 결과, 레지스트 하층막의 매립성이 보다 향상된다.The compound [A] preferably has at least one of a partial structure (I) and a partial structure (II) as a partial structure (A), more preferably a partial structure (I) And the partial structure (II). The compound [A] having the above partial structure has higher solubility in a solvent, and as a result, the filling property of the resist underlayer film is further improved.

[A] 화합물이 부분 구조 (I)을 갖는 경우, 부분 구조 (I)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조 (A)에 대하여, 10몰%가 바람직하고, 30몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 95몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하다. 부분 구조 (I)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, [A] 화합물의 용매에의 용해성을 보다 높일 수 있고, 그 결과, 레지스트 하층막의 내열성 및 매립성을 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.When the compound [A] has the partial structure (I), the lower limit of the content of the partial structure (I) is preferably 10% by mole, preferably 30% Mol, more preferably 50 mol%. The upper limit of the content is preferably 100 mol%, more preferably 95 mol%, still more preferably 75 mol%. By setting the content ratio of the partial structure (I) within the above range, the solubility of the [A] compound in the solvent can be further increased, and as a result, the heat resistance and the filling property of the resist underlayer film can be made compatible at a higher level.

[A] 화합물이 부분 구조 (II)를 갖는 경우, 부분 구조 (II)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조 (A)에 대하여, 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 부분 구조 (II)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, [A] 화합물 중의 다환 구조의 함유율을 높일 수 있고, 그 결과, 레지스트 하층막의 내열성 및 매립성을 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있다. [A] 화합물은 부분 구조 (A)를 1종 또는 2종 이상 갖고 있어도 된다.When the compound [A] has the partial structure (II), the lower limit of the content of the partial structure (II) is preferably 10% by mole, preferably 20% Mol, more preferably 30 mol%. The upper limit of the content is preferably 100 mol%, more preferably 80 mol%, still more preferably 50 mol%. By setting the content ratio of the partial structure (II) within the above range, the content of the polycyclic structure in the [A] compound can be increased, and as a result, the heat resistance and the filling property of the resist underlayer film can be made compatible at a higher level. The compound [A] may have one or more partial structures (A).

[다른 부분 구조][Other partial structures]

[A] 화합물에 있어서의 부분 구조 (A) 이외의 다른 부분 구조로서는, 예를 들어 하기 화학식 (3) 내지 (6)으로 표시되는 부분 구조, 방향환을 포함하지 않는 부분 구조 등을 들 수 있다.Examples of the partial structure other than the partial structure (A) in the compound [A] include partial structures represented by the following formulas (3) to (6), partial structures not containing an aromatic ring .

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 (3) 중, R9는 알킬기, 히드록시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. c1은 0 내지 5의 정수이다. c1이 2 이상인 경우, 복수의 R9는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. r1은 1 내지 6의 정수이다. c1+r1은 6 이하이다.In the above formula (3), R 9 is a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, a carbon-carbon triple bond, or a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. c1 is an integer of 0 to 5; When c1 is 2 or more, a plurality of R 9 may be the same or different. r1 is an integer of 1 to 6; c1 + r1 is 6 or less.

상기 화학식 (4) 중, R10은 알킬기, 히드록시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. c2는 0 내지 7의 정수이다. c2가 2 이상인 경우, 복수의 R10은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. r2는 1 내지 8의 정수이다. c2+r2는 8 이하이다.In Formula (4), R 10 is a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, a carbon-carbon triple bond, or a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. c2 is an integer of 0 to 7; When c2 is 2 or more, a plurality of R &lt; 10 &gt; may be the same or different. r2 is an integer of 1 to 8; c2 + r2 is 8 or less.

상기 화학식 (5) 중, R11은 알킬기, 히드록시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. c3은 0 내지 9의 정수이다. c3이 2 이상인 경우, 복수의 R11은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. r3은 1 내지 10의 정수이다. c3+r3은 10 이하이다.In the above formula (5), R 11 is a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, a carbon-carbon triple bond or a carbon-carbon double bond. c3 is an integer of 0 to 9; When c3 is 2 or more, plural R &lt; 11 &gt; may be the same or different. r3 is an integer of 1 to 10; c3 + r3 is 10 or less.

상기 화학식 (6) 중, R12는 알킬기, 히드록시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. c4는 0 내지 9의 정수이다. c4가 2 이상인 경우, 복수의 R12는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. r4는 1 내지 10의 정수이다. c4+r4는 10 이하이다.In Formula (6), R 12 is a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, a carbon-carbon triple bond, or a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. c4 is an integer of 0 to 9; When c4 is 2 or more, plural R &lt; 12 &gt; may be the same or different. r4 is an integer of 1 to 10; c4 + r4 is 10 or less.

상기 화학식 (3)의 R9로서는, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 및 히드록시기가 바람직하고, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 알키닐옥시기가 더욱 바람직하고, 프로파르길옥시기가 특히 바람직하다. c1로서는, 1이 바람직하다. r1로서는, 1 내지 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다.As R 9 in the above formula (3), a monovalent group and a hydroxy group containing a carbon-carbon triple bond are preferable, a monovalent group including a carbon-carbon triple bond is more preferable, an alkynyloxy group is more preferable, Particularly preferred is a propargyloxy group. As c1, 1 is preferable. As r1, 1 to 3 is preferable, and 2 is more preferable.

상기 화학식 (4)의 R10으로서는, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 및 히드록시기가 바람직하고, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 알키닐옥시기가 더욱 바람직하고, 프로파르길옥시기가 특히 바람직하다. c2로서는, 1이 바람직하다. r2로서는, 1 내지 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다.As R 10 in the formula (4), a monovalent group and a hydroxy group containing a carbon-carbon triple bond are preferable, a monovalent group containing a carbon-carbon triple bond is more preferable, an alkynyloxy group is more preferable, Particularly preferred is a propargyloxy group. As c2, 1 is preferable. r2 is preferably 1 to 3, more preferably 2.

상기 화학식 (5)의 R11로서는, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 및 히드록시기가 바람직하고, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 알키닐옥시기가 더욱 바람직하고, 프로파르길옥시기가 특히 바람직하다. c3으로서는 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. r3으로서는, 1 내지 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다.The R &lt; 11 &gt; in the above formula (5) is preferably a monovalent group and a hydroxyl group containing a carbon-carbon triple bond, more preferably a monovalent group containing a carbon-carbon triple bond, more preferably an alkynyloxy group, Particularly preferred is a propargyloxy group. As c3, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. As r3, 1 to 3 is preferable, and 2 is more preferable.

상기 화학식 (6)의 R12로서는, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 및 히드록시기가 바람직하고, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 알키닐옥시기가 더욱 바람직하고, 프로파르길옥시기가 특히 바람직하다. c4로서는 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. r4로서는, 1 내지 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다.The R 12 in the formula (6) is preferably a monovalent group and a hydroxy group containing a carbon-carbon triple bond, more preferably a monovalent group containing a carbon-carbon triple bond, more preferably an alkynyloxy group, Particularly preferred is a propargyloxy group. As c4, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. r4 is preferably 1 to 3, more preferably 2.

방향환을 포함하지 않는 부분 구조로서는, 예를 들어 치환 또는 비치환된 쇄상 탄화수소기를 포함하는 부분 구조, 치환 또는 비치환된 지환식 탄화수소기를 포함하는 부분 구조 등을 들 수 있다.Examples of the partial structure not containing an aromatic ring include a partial structure containing a substituted or unsubstituted chain hydrocarbon group, a partial structure containing a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group, and the like.

부분 구조 (A)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조에 대해, 40몰%가 바람직하고, 50몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 70몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 95몰%가 보다 바람직하고, 90몰%가 더욱 바람직하다. 부분 구조 (A)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막의 내열성 및 매립성을 더욱 향상시킬 수 있다.The lower limit of the content of the partial structure (A) is preferably 40 mol%, more preferably 50 mol%, further preferably 60 mol%, and more preferably 70 mol%, based on the total partial structure constituting the compound [A] % Is particularly preferable. The upper limit of the content is preferably 100 mol%, more preferably 95 mol%, still more preferably 90 mol%. By setting the content ratio of the partial structure (A) within the above range, the heat resistance and the filling property of the resist underlayer film can be further improved.

[A] 화합물이 다른 부분 구조를 갖는 경우, 다른 부분 구조의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조에 대해, 1몰%가 바람직하고, 5몰%가 보다 바람직하고, 10몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 60몰%가 바람직하고, 50몰%가 보다 바람직하고, 40몰%가 더욱 바람직하고, 30몰%가 특히 바람직하다. 다른 부분 구조의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성을 더욱 향상시킬 수 있다.When the [A] compound has another partial structure, the lower limit of the content ratio of the other partial structures is preferably 1 mol%, more preferably 5 mol%, based on the total partial structure constituting the [A] More preferably 10 mol%. The upper limit of the content is preferably 60 mol%, more preferably 50 mol%, still more preferably 40 mol%, and particularly preferably 30 mol%. By setting the content ratio of the other partial structures within the above range, the solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property of the resist underlayer film can be further improved.

[연결기] [coupler]

[A] 화합물이 복수의 부분 구조를 갖는 경우, 이 부분 구조는 연결기 (a)를 통해서 결합되어 있어도 된다. 또한, [A] 화합물이 복수의 부분 구조 (A)를 갖는 경우, 이 복수의 부분 구조 (A)는 연결기 (a)를 통해서 결합되어 있어도 된다.[A] When the compound has a plurality of partial structures, these partial structures may be bonded through the linking group (a). When the [A] compound has a plurality of partial structures (A), the plurality of partial structures (A) may be bonded via the connecting group (a).

연결기 (a)로서는, 예를 들어 알데히드에서 유래하는 연결기 등을 들 수 있다. 알데히드에서 유래하는 연결기는 1개의 알데히드기를 포함하는 화합물에서 유래하는 경우, 통상 -CHR-(R은 1가의 탄화수소기이다)의 구조를 갖는다. R로서는, 수소 원자 및 아릴기가 바람직하고, 수소 원자 및 피레닐기가 보다 바람직하고, 수소 원자가 더욱 바람직하다. 포름알데히드에서 유래하는 연결기는 통상 -CH2-이다.The linking group (a) includes, for example, a linking group derived from aldehyde. When a linking group derived from an aldehyde is derived from a compound containing one aldehyde group, it usually has a structure of -CHR- (R is a monovalent hydrocarbon group). As R, a hydrogen atom and an aryl group are preferable, a hydrogen atom and a pyrenyl group are more preferable, and a hydrogen atom is more preferable. The linking group derived from formaldehyde is usually -CH 2 -.

알데히드로서,As the aldehyde,

1개의 알데히드기를 포함하는 화합물로서는, 예를 들어 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드, 벤즈알데히드, 나프토알데히드, 포르밀피렌 등을 들 수 있다.Examples of the compound containing one aldehyde group include formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butylaldehyde, benzaldehyde, naphthalaldehyde, and formalmethylene.

2개 이상의 알데히드기를 포함하는 화합물로서는, 예를 들어 1,4-페닐렌디알데히드, 4,4'-비페닐렌디알데히드 등을 들 수 있다.Examples of the compound containing two or more aldehyde groups include 1,4-phenylenedialdehyde and 4,4'-biphenylenedialdehyde.

[A] 화합물이 연결기 (a)를 갖는 경우, [A] 화합물을 구성하는 전체 부분 구조 1몰에 대한 연결기 (a)의 함유 비율의 하한으로서는, 0.1몰이 바람직하고, 0.3몰이 보다 바람직하고, 0.5몰이 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 3몰이 바람직하고, 2몰이 보다 바람직하고, 1.5몰이 더욱 바람직하다. 연결기 (a)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 연결기 (a)에 의한 [A] 화합물의 가교 밀도를 보다 적당하게 조정할 수 있고, 그 결과, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성을 보다 향상시킬 수 있다.When the [A] compound has a linking group (a), the lower limit of the content of the linking group (a) relative to 1 mole of the total partial structure constituting the [A] compound is preferably 0.1 mole, more preferably 0.3 mole, Mol is more preferable. The upper limit of the content is preferably 3 moles, more preferably 2 moles, and still more preferably 1.5 moles. By setting the content ratio of the linking group (a) within the above range, the crosslinking density of the [A] compound by the linking group (a) can be more appropriately adjusted. As a result, the solvent resistance, etching resistance, Can be further improved.

[A] 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (A-1) 내지 (A-11)로 표시되는 구조를 갖는 화합물 (이하, 「화합물 (A1) 내지 (A11)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the compound [A] include compounds (hereinafter also referred to as "compounds (A1) to (A11)") having a structure represented by the following formulas (A-1) to .

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 (A-1) 내지 (A-11) 중, RA는 1가의 특정기 (A)이다.In the formulas (A-1) to (A-11), R A is a monovalent specific group (A).

이들 중에서 [A] 화합물로서는, 화합물 (A1) 내지 (A5) 및 (A7) 내지 (A11)이 바람직하고, 화합물 (A1), (A3) 내지 (A5) 및 (A7) 내지 (A11)이 보다 바람직하고, 화합물 (A1) 및 (A7) 내지 (A11)이 더욱 바람직하다.Among them, the compounds (A1) to (A5) and (A7) to (A11) are preferable as the [A] compound and the compounds (A1), (A3) to (A5) and (A7) to , More preferably compounds (A1) and (A7) to (A11).

[A] 화합물의 함유량의 하한으로서는, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물 중의 전체 고형분(용매 이외의 성분)에 대하여, 70질량%가 바람직하고, 80질량%가 보다 바람직하고, 85질량%가 더욱 바람직하다.The lower limit of the content of the [A] compound is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, still more preferably 85% by mass, based on the total solid content (components other than the solvent) in the resist underlayer film forming composition Do.

<[A] 화합물의 합성 방법>&Lt; Synthesis method of [A] compound &gt;

[A] 화합물은 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다. [A] 화합물이 부분 구조 (A)를 제공하는 화합물을 알데히드로 가교한 중합체인 경우, 먼저, 예를 들어 하기 화학식 (1-m)으로 표시되는 페놀성 수산기 함유 화합물, 하기 화학식 (2-m)로 표시되는 화합물 등의 전구체 화합물과, 알데히드를 산의 존재 하 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 용매 중에서 반응시켜서, 페놀성 수산기를 갖는 중합체를 얻는다. 이어서, 얻어진 중합체와, 브롬화프로파르길 등의 특정기 (A)를 형성하는 화합물을 염기 존재 하 N,N-디메틸아세트아미드 등의 용매 중에서 반응시킴으로써, [A] 화합물을 합성할 수 있다. 상기 전구체 화합물은 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있고, 그 사용 비율은 레지스트 하층막의 원하는 성능 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 상기 전구체 화합물과 알데히드의 사용 비율도 레지스트 하층막의 원하는 성능 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.The compound [A] can be synthesized by a known method. When the compound [A] is a polymer obtained by crosslinking a compound providing the partial structure (A) with an aldehyde, first a phenolic hydroxyl group-containing compound represented by the following formula (1-m) ) And an aldehyde in the presence of an acid in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a polymer having a phenolic hydroxyl group. Subsequently, the compound [A] can be synthesized by reacting the obtained polymer with a compound forming a specific group (A) such as propargyl bromide in a solvent such as N, N-dimethylacetamide in the presence of a base. The precursor compound may be used alone or in combination of two or more, and the use ratio thereof may be appropriately selected according to the desired performance of the resist underlayer film. The ratio of the precursor compound and the aldehyde can be appropriately selected depending on the desired performance of the resist underlayer film.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 (1-m) 중, m1, m2, n1, n2 및 a1 내지 a4는 상기 화학식 (1)과 동의이다.In the above formula (1-m), m1, m2, n1, n2 and a1 to a4 are as defined in the above formula (1).

상기 화학식 (2-m) 중, R5 내지 R8 및 b1 내지 b4는 상기 화학식 (2)와 동의이다.In the above formula (2-m), R 5 to R 8 and b 1 to b 4 are as defined in the above formula (2).

알데히드로서는, 예를 들어 포름알데히드(파라포름알데히드), 아세트알데히드(파라알데히드), 프로피온알데히드, 부틸알데히드, 벤즈알데히드, 나프토알데히드, 포르밀피렌 등의 1개의 알데히드기를 포함하는 화합물; 1,4-페닐렌디알데히드, 4,4'-비페닐렌디알데히드 등의 2개 이상의 알데히드기를 포함하는 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 [A] 화합물이 보다 적당한 가교 구조를 가짐으로써, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 보다 향상되는 관점에서, 1개의 알데히드기를 포함하는 화합물이 바람직하고, 포름알데히드 및 포르밀피렌이 보다 바람직하고, 포름알데히드가 더욱 바람직하다.Examples of the aldehyde include compounds containing one aldehyde group such as formaldehyde (paraformaldehyde), acetaldehyde (paraldehyde), propionaldehyde, butylaldehyde, benzaldehyde, naphthalaldehyde, and formalin; And compounds containing two or more aldehyde groups such as 1,4-phenylenedialdehyde and 4,4'-biphenylenedialdehyde. Among them, a compound containing one aldehyde group is preferable from the viewpoint that the solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property of the resist underlayer film are further improved by having a more suitable crosslinking structure of the [A] compound, and formaldehyde and formaldehyde More preferable is milleprene, and more preferred is formaldehyde.

산으로서는, 예를 들어 p-톨루엔술폰산, 벤젠술폰산 등의 술폰산; 황산, 염산, 질산 등의 무기산 등을 들 수 있다. 이들 중에서 술폰산이 바람직하고, p-톨루엔술폰산이 보다 바람직하다.Examples of the acid include sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid; Sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and the like. Among them, sulfonic acid is preferable, and p-toluenesulfonic acid is more preferable.

산의 사용량의 하한으로서는, 알데히드 1몰에 대해, 1몰이 바람직하고, 5몰이 보다 바람직하다. 상기 사용량의 상한으로서는 20몰이 바람직하고, 10몰이 보다 바람직하다.The lower limit of the amount of the acid to be used is preferably 1 mol, more preferably 5 mol, per 1 mol of the aldehyde. The upper limit of the amount used is preferably 20 moles, more preferably 10 moles.

페놀성 수산기를 갖는 중합체의 합성 반응의 반응 온도의 하한으로서는, 60℃가 바람직하고, 80℃가 보다 바람직하다. 상기 반응 온도의 상한으로서는 150℃가 바람직하고, 120℃가 보다 바람직하다. 상기 반응의 반응 시간의 하한으로서는, 1시간이 바람직하고, 4시간이 보다 바람직하다. 상기 반응 시간의 상한으로서는 24시간이 바람직하고, 12시간이 보다 바람직하다.The lower limit of the reaction temperature for the synthesis reaction of the polymer having a phenolic hydroxyl group is preferably 60 ° C, and more preferably 80 ° C. The upper limit of the reaction temperature is preferably 150 占 폚, and more preferably 120 占 폚. The lower limit of the reaction time of the above reaction is preferably 1 hour, more preferably 4 hours. The upper limit of the reaction time is preferably 24 hours, more preferably 12 hours.

염기로서는, 예를 들어 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 알칼리 금속 탄산염; 탄산수소리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 등의 알칼리 금속 탄산수소염; 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물; 수소화 리튬, 수소화 나트륨, 수소화 칼륨 등의 알칼리 금속 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 알칼리 금속 탄산염이 바람직하고, 탄산칼륨이 보다 바람직하다.Examples of the base include alkali metal carbonates such as potassium carbonate and sodium carbonate; Alkali metal hydrogencarbonates such as lithium hydrogencarbonate, sodium hydrogencarbonate and potassium hydrogencarbonate; Alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide; And alkali metal hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride. Of these, alkali metal carbonates are preferable, and potassium carbonate is more preferable.

염기의 사용량의 하한으로서는, 상기 특정기 (A)를 형성하는 화합물 1몰에 대해, 0.1몰이 바람직하고, 0.5몰이 보다 바람직하고, 0.8몰이 더욱 바람직하다. 상기 사용량의 상한으로서는 3몰이 바람직하고, 2몰이 보다 바람직하고, 1.5몰이 더욱 바람직하다.The lower limit of the amount of the base to be used is preferably 0.1 mol, more preferably 0.5 mol, and still more preferably 0.8 mol, per 1 mol of the compound forming the specific group (A). The upper limit of the amount used is preferably 3 moles, more preferably 2 moles, and still more preferably 1.5 moles.

상기 특정기 (A)를 형성하는 화합물을 반응시켜서 [A] 화합물을 얻는 반응의 반응 온도의 하한으로서는, 50℃가 바람직하고, 60℃가 보다 바람직하다. 상기 반응 온도의 상한으로서는 130℃가 바람직하고, 100℃가 보다 바람직하다. 상기 반응의 반응 시간의 하한으로서는, 1시간이 바람직하고, 4시간이 보다 바람직하다. 상기 반응 시간의 상한으로서는 24시간이 바람직하고, 12시간이 보다 바람직하다.The lower limit of the reaction temperature for the reaction of reacting the compound forming the specific group (A) to obtain the [A] compound is preferably 50 ° C, and more preferably 60 ° C. The upper limit of the reaction temperature is preferably 130 占 폚, and more preferably 100 占 폚. The lower limit of the reaction time of the above reaction is preferably 1 hour, more preferably 4 hours. The upper limit of the reaction time is preferably 24 hours, more preferably 12 hours.

합성하여 얻은 [A] 화합물은 반응액으로부터 분액 조작, 재침전, 재결정, 증류 등에 의해 정제할 수 있다. 상기 이외의 [A] 화합물에 대해서도, 상기한 바와 마찬가지로 합성할 수 있다.The [A] compound obtained by synthesis can be purified from the reaction mixture by liquid separation, re-precipitation, recrystallization, distillation and the like. The compound [A] other than the above can also be synthesized in the same manner as described above.

[A] 화합물의 분자량의 하한으로서는, 250이 바람직하고, 1,000이 보다 바람직하고, 2,000이 더욱 바람직하고, 3,000이 특히 바람직하다. 상기 분자량의 상한으로서는 10,000이 바람직하고, 7,000이 보다 바람직하고, 6,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다.The lower limit of the molecular weight of the [A] compound is preferably 250, more preferably 1,000, still more preferably 2,000, and particularly preferably 3,000. The upper limit of the molecular weight is preferably 10,000, more preferably 7,000, even more preferably 6,000, and particularly preferably 5,000.

[A] 화합물이 중합체인 경우, [A] 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)의 하한으로서는, 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하고, 3,000이 더욱 바람직하고, 4,000이 특히 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 15,000이 바람직하고, 10,000이 보다 바람직하고, 8,500이 더욱 바람직하고, 7,000이 특히 바람직하다.When the [A] compound is a polymer, the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the [A] compound is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 3,000, and particularly preferably 4,000. The upper limit of the Mw is preferably 15,000, more preferably 10,000, even more preferably 8,500, and particularly preferably 7,000.

[A] 화합물의 분자량을 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막의 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성을 더욱 향상시킬 수 있다.By setting the molecular weight of the [A] compound within the above range, the solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property of the resist underlayer film can be further improved.

[A] 화합물이 중합체인 경우, [A] 화합물의 Mw의 수평균 분자량(Mn)에 대한 비(Mw/Mn비)의 상한으로서는 5가 바람직하고, 3이 보다 바람직하고, 2가 더욱 바람직하고, 1.8이 특히 바람직하다. 상기 비의 하한으로서는, 통상 1이고, 1.2가 바람직하다. [A] 화합물의 Mw/Mn비를 상기 범위로 함으로써, 레지스트 하층막의 매립성을 보다 향상시킬 수 있다.When the [A] compound is a polymer, the upper limit of the ratio (Mw / Mn ratio) of the [A] compound to the number average molecular weight (Mn) of Mw is preferably 5, more preferably 3, , 1.8 is particularly preferable. The lower limit of the ratio is usually 1, and preferably 1.2. By setting the Mw / Mn ratio of the [A] compound within the above range, the filling property of the resist underlayer film can be further improved.

<[B] 용매><[B] Solvent>

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [B] 용매를 함유한다. [B] 용매로서는, [A] 화합물 및 필요에 따라서 함유하는 임의 성분을 용해 또는 분산할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다.The resist underlayer film-forming composition contains [B] solvent. The [B] solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the [A] compound and optionally the optional components contained therein.

[B] 용매로서는, 예를 들어 알코올계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 등을 들 수 있다. [B] 용매는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. Examples of the solvent [B] include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents and the like. [B] The solvents may be used singly or in combination of two or more.

상기 알코올계 용매로서는, 예를 들어As the alcohol-based solvent, for example,

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;Butanol, isobutanol, iso-pentanol, iso-pentanol, sec-pentanol, t-pentanol and the like such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n- Alcohol solvents;

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.Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, And polyhydric alcohol-based solvents.

상기 케톤계 용매로서는, 예를 들어As the ketone-based solvent, for example,

아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 메틸-n-펜틸케톤, 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 지방족 케톤계 용매;But are not limited to, acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl iso butyl ketone, methyl n-pentyl ketone, Aliphatic ketone-based solvents such as ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethylnonanone;

시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 시클로옥타논, 메틸시클로헥사논 등의 환상 케톤계 용매;Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone;

2,4-펜탄디온, 아세토닐아세톤, 디아세톤알코올, 아세토페논, 메틸n-아밀케톤 등을 들 수 있다.2,4-pentanedione, acetonyl acetone, diacetone alcohol, acetophenone, and methyl n-amyl ketone.

상기 아미드계 용매로서는, 예를 들어As the amide-based solvent, for example,

1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N-메틸-2-피롤리돈 등의 환상 아미드계 용매; Cyclic amide solvents such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methyl-2-pyrrolidone;

포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드 등의 쇄상 아미드계 용매 등을 들 수 있다.There may be mentioned a solvent such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, And a chain amide-based solvent.

상기 에테르계 용매로서는, 예를 들어As the ether-based solvent, for example,

에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 다가 알코올 부분 에테르계 용매;Polyhydric alcohol partial ether solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether;

에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매;Polyhydric alcohol partial ether acetate type solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monoethyl ether acetate;

디에틸에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 부틸메틸에테르, 부틸에틸에테르, 디이소아밀에테르 등의 디지방족 에테르계 용매;Di aliphatic ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether and diisobutyl ether;

아니솔, 페닐에틸에테르 등의 지방족-방향족 에테르계 용매;Aliphatic-aromatic ether solvents such as anisole and phenylethyl ether;

테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 디옥산 등의 환상 에테르계 용매 등을 들 수 있다.And cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran, tetrahydropyrane and dioxane.

상기 에스테르계 용매로서는, 예를 들어As the ester-based solvent, for example,

락트산메틸, 락트산에틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 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 등의 카르복실산에스테르계 용매;Propyl acetate, iso-propyl acetate, isobutyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, acetic acid 3-ethyl acetate, methyl lactate, methyl lactate, Examples thereof include carboxylic acid esters such as methoxybutyl, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate Based solvent;

γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 락톤계 용매;lactone solvents such as? -butyrolactone and? -valerolactone;

디에틸카르보네이트, 프로필렌카르보네이트 등의 탄산에스테르계 용매 등을 들 수 있다.And carbonic ester solvents such as diethyl carbonate and propylene carbonate.

이들 중에서 에테르계 용매, 케톤계 용매 및 에스테르계 용매가 바람직하고, 에테르계 용매가 보다 바람직하다. 에테르계 용매로서는, 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매 및 디지방족 에테르계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트가 더욱 바람직하고, PGMEA가 특히 바람직하다. 케톤계 용매로서는, 환상 케톤계 용매가 바람직하고, 시클로헥사논 및 시클로펜타논이 보다 바람직하다. 에스테르계 용매로서는, 카르복실산에스테르계 용매 및 락톤계 용매가 바람직하고, 카르복실산에스테르계 용매가 보다 바람직하고, 락트산에틸이 더욱 바람직하다.Of these, ether solvents, ketone solvents and ester solvents are preferable, and ether solvents are more preferable. As the ether solvent, a polyhydric alcohol partial ether acetate solvent and a di aliphatic ether solvent are preferable, a polyhydric alcohol partial ether acetate solvent is more preferable, propylene glycol monoalkyl ether acetate is more preferable, and PGMEA is particularly preferable . As the ketone solvent, a cyclic ketone solvent is preferable, and cyclohexanone and cyclopentanone are more preferable. As the ester solvent, a carboxylic acid ester solvent and a lactone solvent are preferable, a carboxylic acid ester solvent is more preferable, and ethyl lactate is more preferable.

다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매, 그 중에서도 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 특히 PGMEA는 [B] 용매에 포함되는 것으로, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 실리콘 웨이퍼 등의 기판에 대한 도포성을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에 함유되는 [A] 화합물은 PGMEA 등에의 용해성이 높아지고 있는 점에서, [B] 용매에 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매를 포함시킴으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 우수한 도포성을 발휘시킬 수 있고, 그 결과, 레지스트 하층막의 매립성을 보다 향상시킬 수 있다. [B] 용매 중의 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매의 함유율의 하한으로서는, 20질량%가 바람직하고, 60질량%가 보다 바람직하고, 90질량%가 더욱 바람직하고, 100질량%가 특히 바람직하다.Among the polyvalent alcohol partial ether acetate solvents, propylene glycol monoalkyl ether acetate, especially PGMEA, which is contained in the [B] solvent, can improve the coatability of the composition for forming a resist lower layer film on a substrate such as a silicon wafer . Since the solubility of the [A] compound contained in the resist underlayer film forming composition is high in the solubility in PGMEA and the like, the composition for forming a resist lower layer film is superior in the composition for forming a resist underlayer film by including a polyhydric alcohol partial ether acetate- As a result, the filling property of the resist underlayer film can be further improved. The lower limit of the content of the polyhydric alcohol partial ether acetate solvent in the [B] solvent is preferably 20% by mass, more preferably 60% by mass, even more preferably 90% by mass, and particularly preferably 100% by mass.

<[C] 산 발생제><[C] Acid generator>

[C] 산 발생제는 열이나 광의 작용에 의해 산을 발생하고, [A] 화합물의 가교를 촉진하는 성분이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [C] 산 발생제를 함유함으로써 [A] 화합물의 가교 반응이 촉진되어, 형성되는 막의 경도를 보다 높일 수 있다. [C] 산 발생제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.[C] The acid generator is a component that generates an acid by the action of heat or light and accelerates the crosslinking of the [A] compound. The crosslinking reaction of the [A] compound is accelerated by the presence of the [C] acid generator in the composition for forming a resist lower layer film, so that the hardness of the formed film can be further increased. [C] The acid generator may be used alone or in combination of two or more.

[C] 산 발생제로서는, 예를 들어 오늄염 화합물, N-술포닐옥시이미드 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the acid generator [C] include an onium salt compound, an N-sulfonyloxyimide compound and the like.

상기 오늄염 화합물로서는, 예를 들어 술포늄염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염 등을 들 수 있다.Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt, a tetrahydrothiophenium salt, and an iodonium salt.

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.Examples of the sulfonium salts include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexyl Phenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, and 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfone 2-bicyclo [2.2.1] and the like as -1,1,2,2- tetra fluoro hept-2-ethane sulfonate.

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.Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen- N-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- ((4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept- N-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n- N-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- Hydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl- N-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- Hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate.

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.Examples of the iodonium salt include diphenyl iodonium trifluoromethane sulfonate, diphenyl iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyl iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Diphenyl iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoro Methanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro- 4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate.

N-술포닐옥시이미드 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 N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (nonafluoro (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- Hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, and the like.

이들 중에서 [C] 산 발생제로서는, 오늄염 화합물이 바람직하고, 요오도늄염이 보다 바람직하고, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트가 더욱 바람직하다.Of these, as the acid generator, an onium salt compound is preferable, and an iodonium salt is more preferable, and bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate is more preferable .

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 [C] 산 발생제를 함유하는 경우, [C] 산 발생제의 함유량의 하한으로서는, [A] 화합물 100질량부에 대해, 0.1질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 3질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는, 20질량부가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하고, 10질량부가 더욱 바람직하다. [C] 산 발생제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, [A] 화합물의 가교 반응을 보다 효과적으로 촉진시킬 수 있다.When the composition for forming a resist lower layer contains a [C] acid generator, the lower limit of the content of the [C] acid generator is preferably 0.1 parts by mass, more preferably 1 part by mass And more preferably 3 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 10 parts by mass. When the content of the acid generator [C] is within the above range, the crosslinking reaction of the compound [A] can be more effectively promoted.

<그 외의 임의 성분>&Lt; Other optional components &gt;

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은, 그 외의 임의 성분으로서, 예를 들어 가교제, 계면 활성제, 밀착 보조제 등을 들 수 있다.Examples of other optional components of the composition for forming a resist lower layer film include a crosslinking agent, a surfactant, and an adhesion auxiliary agent.

[가교제] [Crosslinking agent]

가교제는 열이나 산의 작용에 의해, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물 중의 [A] 화합물 등의 성분끼리의 가교 결합을 형성하는 성분이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 가교제를 함유함으로써, 형성되는 막의 경도를 높일 수 있다. 가교제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.The cross-linking agent is a component that forms cross-linking between components such as the [A] compound in the resist underlayer film forming composition by the action of heat or acid. When the composition for forming a resist lower layer film contains a crosslinking agent, the hardness of the formed film can be increased. The crosslinking agent may be used alone or in combination of two or more.

가교제로서는, 예를 들어 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물, 히드록시메틸기 치환 페놀 화합물, 알콕시알킬기 함유 페놀 화합물, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물, 하기 화학식 (7-P)로 표시되는 아세나프틸렌과 히드록시메틸아세나프틸렌의 랜덤 공중합체, 하기 화학식 (7-1) 내지 (7-12)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the crosslinking agent include compounds having a polyfunctional (meth) acrylate compound, an epoxy compound, a hydroxymethyl group-substituted phenol compound, an alkoxyalkyl group-containing phenol compound, an alkoxyalkylated amino group, an acetone represented by the following formula (7-P) Random copolymers of naphthylene and hydroxymethylacenaphthylene, compounds represented by the following formulas (7-1) to (7-12), and the like.

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.Examples of the polyfunctional (meth) acrylate compound include 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 tri Acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, Acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, bis (2-hydroxyethyl) Isocyanurate di (meth) acrylate, and the like.

상기 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다.Examples of the epoxy compound include a novolak type epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, and an aliphatic epoxy resin.

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 phenol compound include 2-hydroxymethyl-4,6-dimethylphenol, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, 3,5-dihydroxymethyl-4-methoxy Toluene [2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol] and the like.

상기 알콕시알킬기 함유 페놀 화합물로서는, 예를 들어 메톡시메틸기 함유 페놀 화합물, 에톡시메틸기 함유 페놀 화합물 등을 들 수 있다. Examples of the alkoxyalkyl group-containing phenol compound include a methoxymethyl group-containing phenol compound and an ethoxymethyl group-containing phenol compound.

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 1개가, 메틸기나 부틸기 등의 알킬기에 의해 치환된 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물은 복수의 치환 화합물을 혼합한 혼합물이어도 되고, 일부 자기 축합해서 이루어지는 올리고머 성분을 포함하는 것이어도 된다.Examples of the compound having an alkoxyalkylated amino group include compounds having a plurality of (meth) acryloyl groups in one molecule such as (poly) methylol melamine, (poly) methylol glycoluryl, (poly) methylol benzoguanamine, Containing compound having an active methylol group and at least one of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the methylol group is substituted by an alkyl group such as a methyl group or a butyl group. Further, the compound having an alkoxyalkylated amino group may be a mixture of a plurality of substituted compounds, or an oligomer component which is partially self-condensed.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식 (7-6), (7-8), (7-11) 및 (7-12) 중, Ac는 아세틸기를 나타낸다.Of the above formulas (7-6), (7-8), (7-11) and (7-12), Ac represents an acetyl group.

또한, 상기 화학식 (7-1) 내지 (7-12)로 표시되는 화합물은 각각 이하의 문헌을 참고로 합성할 수 있다.The compounds represented by the above formulas (7-1) to (7-12) can be synthesized by referring to the following references, respectively.

화학식 (7-1)로 표시되는 화합물:A compound represented by the formula (7-1):

Guo, Qun-Sheng; Lu, Yong-Na; Liu, Bing; Xiao, Jian; Li, Jin-Shan Journal of Organometallic Chemistry, 2006, vol.691, #6 p.1282-1287Guo, Qun-Sheng; Lu, Yong-Na; Liu, Bing; Xiao, Jian; Li, Jin-Shan Journal of Organometallic Chemistry, 2006, vol.691, # 6 p.1282-1287

화학식 (7-2)로 표시되는 화합물:A compound represented by the formula (7-2):

Badar, Y. et al. Journal of the Chemical Society, 1965, p.1412-1418Badar, Y. et al. Journal of the Chemical Society, 1965, pp. 1412-1418

화학식 (7-3)으로 표시되는 화합물:A compound represented by the formula (7-3):

Hsieh, Jen-Chieh; Cheng, Chien-Hong Chemical Co㎜unications(Cambridge, United Kingdom), 2008, #26 p.2992-2994Hsieh, Jen-Chieh; Cheng, Chien-Hong Chemical Engineering (Cambridge, United Kingdom), 2008, # 26 p.2992-2994

화학식 (7-4)로 표시되는 화합물:The compound represented by the formula (7-4):

일본 특허 공개 (평)5-238990호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-238990

화학식 (7-5)로 표시되는 화합물:A compound represented by the formula (7-5):

Bacon, R.G.R.; Bankhead, R. Journal of the Chemical Society, 1963, p.839-845Bacon, R. G. R .; Bankhead, R. Journal of the Chemical Society, 1963, pp. 839-845

화학식 (7-6), (7-8), (7-11) 및 (7-12)로 표시되는 화합물:The compounds represented by formulas (7-6), (7-8), (7-11) and (7-12)

Macromolecules 2010, vol43, p2832-2839Macromolecules 2010, vol43, p2832-2839

화학식 (7-7), (7-9) 및 (7-10)으로 표시되는 화합물:The compounds represented by formulas (7-7), (7-9) and (7-10)

Polymer Journal 2008, vol.40, No.7, p645-650 및 Journal of Polymer Science: ㎩rt A, Polymer Chemistry, Vol46, p4949-4958Polymer Journal 2008, vol. 40, No. 7, p645-650, and Journal of Polymer Science: Polymer A, Polymer Chemistry, Vol 46, p4949-4958

이들 가교제 중에서, 메톡시메틸기 함유 페놀 화합물, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물 및 아세나프틸렌과 히드록시메틸아세나프틸렌의 랜덤 공중합체가 바람직하고, 알콕시알킬화된 아미노기를 갖는 화합물이 보다 바람직하고, 1,3,4,6-테트라(메톡시메틸)글리콜우릴이 더욱 바람직하다.Among these crosslinking agents, a methoxymethyl group-containing phenol compound, a compound having an alkoxyalkylated amino group and a random copolymer of acenaphthylene and hydroxymethylacenaphthylene are preferable, and a compound having an alkoxyalkylated amino group is more preferable, and 1 , And 3,4,6-tetra (methoxymethyl) glycoluril are more preferable.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 가교제를 함유하는 경우, 가교제의 함유량의 하한으로서는, [A] 화합물 100질량부에 대해, 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하고, 3질량부가 특히 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 100질량부가 바람직하고, 50질량부가 보다 바람직하고, 30질량부가 더욱 바람직하고, 20질량부가 특히 바람직하다. 가교제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, [A] 화합물의 가교 반응을 더 효과적으로 일으키게 할 수 있다.When the composition for forming a resist lower layer contains a crosslinking agent, the lower limit of the content of the crosslinking agent is preferably 0.1 part by mass, more preferably 0.5 part by mass, further preferably 1 part by mass, per 100 parts by mass of the [A] , And particularly preferably 3 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 100 parts by mass, more preferably 50 parts by mass, further preferably 30 parts by mass, particularly preferably 20 parts by mass. By setting the content of the crosslinking agent within the above range, the crosslinking reaction of the [A] compound can be more effectively caused.

[계면 활성제][Surfactants]

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 계면 활성제를 함유함으로써 도포성을 향상시킬 수 있고, 그 결과, 형성되는 막의 도포면 균일성이 향상되고, 또한 도포 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 계면 활성제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.The composition for forming a resist lower layer film can improve the coating property by containing a surfactant, and as a result, the uniformity of the coating surface of the formed film can be improved and the occurrence of nonuniform coating can be suppressed. The surfactants may be used singly or in combination of two or more.

계면 활성제로서는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌-n-옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌-n-노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트 등의 비이온계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또한, 시판품으로서는, KP341(신에쯔가가꾸고교샤), 폴리플로 No.75, 동 No.95(이상, 교에이샤유시가가꾸고교샤), 에프톱 EF101, 동 EF204, 동 EF303, 동 EF352(이상, 토켐프로덕츠사), 메가페이스 F171, 동 F172, 동 F173(이상, DIC사), 플로라드 FC430, 동 FC431, 동 FC135, 동 FC93(이상, 스미또모 쓰리엠사), 아사히가드 AG710, 서플론S382, 동 SC101, 동 SC102, 동 SC103, 동 SC104, 동 SC105, 동 SC106(이상, 아사히가라스사) 등을 들 수 있다.Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene-n-octylphenyl ether, polyoxyethylene-n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol And nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, and the like. As commercial products, KP341 (Shinetsu Chemical Industries Co., Ltd.), Polyfl No. 75, No. 95 (Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), F-top EF101, EF204, EF303, EF352 (Manufactured by TOKEM PRODUCTS CO., LTD.), Megaface F171, Dong F172, Dong F173 (above, DIC Company), Florad FC430, Dong FC431, Dong FC135, DongF3 (above, Sumitomo 3M Company), Asahi Guard AG710, S382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (available from Asahi Glass Co., Ltd.).

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 계면 활성제를 함유하는 경우, 계면 활성제의 함유량의 하한으로서는, [A] 화합물 100질량부에 대해, 0.01질량부가 바람직하고, 0.05질량부가 보다 바람직하고, 0.1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 10질량부가 바람직하고, 5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하다. 계면 활성제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 도포성을 보다 향상시킬 수 있다.When the composition for forming a resist lower layer contains a surfactant, the lower limit of the content of the surfactant is preferably 0.01 parts by mass, more preferably 0.05 parts by mass, and more preferably 0.1 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the [A] desirable. The upper limit of the content is preferably 10 parts by mass, more preferably 5 parts by mass, and further preferably 1 part by mass. When the content of the surfactant is within the above range, the applicability of the composition for forming a resist lower layer film can be further improved.

[밀착 보조제][Adhesion aid]

밀착 보조제는 바탕과의 밀착성을 향상시키는 성분이다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 밀착 보조제를 함유함으로써, 형성되는 레지스트 하층막과, 바탕으로서의 기판 등과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 밀착 보조제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.Adhesion adjuvant is a component that improves adhesion to the substrate. Since the composition for forming a resist lower layer film contains an adhesion auxiliary agent, the adhesion between the lower layer resist film to be formed and the substrate as a base can be improved. The adhesion aid may be used alone or in combination of two or more.

밀착 보조제로서는, 예를 들어 공지의 밀착 보조제를 사용할 수 있다.As the adhesion aid, for example, a known adhesion aid can be used.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 밀착 보조제를 함유하는 경우, 밀착 보조제의 함유량의 하한으로서는, [A] 화합물 100질량부에 대해, 0.01질량부가 바람직하고, 0.05질량부가 보다 바람직하고, 0.1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 10질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하고, 5질량부가 더욱 바람직하다.When the composition for forming a resist lower layer contains the adhesion aid, the lower limit of the content of the adhesion aid is preferably 0.01 parts by mass, more preferably 0.05 parts by mass, and further preferably 0.1 part by mass, relative to 100 parts by mass of the [A] desirable. The upper limit of the content is preferably 10 parts by mass, more preferably 10 parts by mass, and still more preferably 5 parts by mass.

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조 방법>&Lt; Process for producing a composition for forming a resist lower layer film &

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 화합물, [B] 용매, 필요에 따라서, [C] 산 발생제 및 그 외의 임의 성분을 소정의 비율로 혼합하고, 바람직하게는 얻어진 혼합물을 0.1㎛ 정도의 멤브레인 필터 등으로 여과함으로써 제조할 수 있다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 고형분 농도의 하한으로서는, 0.1질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하고, 2질량%가 더욱 바람직하고, 4질량%가 특히 바람직하다. 상기 고형분 농도의 상한으로서는 50질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하고, 15질량%가 더욱 바람직하고, 8질량%가 특히 바람직하다.The resist underlayer film forming composition is prepared by mixing the [A] compound, the [B] solvent, the [C] acid generator and other optional components, if necessary, in a predetermined ratio, Of a membrane filter or the like. The lower limit of the solid content concentration of the resist lower layer film forming composition is preferably 0.1% by mass, more preferably 1% by mass, still more preferably 2% by mass, and particularly preferably 4% by mass. The upper limit of the solid content concentration is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, even more preferably 15% by mass, and particularly preferably 8% by mass.

<패터닝된 기판의 제조 방법>&Lt; Method of manufacturing patterned substrate &

본 발명의 패터닝된 기판의 제조 방법은,A method of manufacturing a patterned substrate of the present invention comprises:

기판의 한쪽 면측에 레지스트 하층막을 형성하는 공정(이하, 「레지스트 하층막 형성 공정」이라고도 함),A step of forming a resist underlayer film on one side of the substrate (hereinafter also referred to as a &quot; resist underlayer film forming step &quot;),

상기 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 레지스트 패턴을 형성하는 공정(이하, 「레지스트 패턴 형성 공정」이라고도 함) 및A step of forming a resist pattern on the side of the lower resist film opposite to the substrate (hereinafter, also referred to as a &quot; resist pattern forming step &quot;) and

상기 레지스트 패턴을 마스크로 한 복수회의 에칭에 의해 기판에 패턴을 형성하는 공정(이하, 「기판 패턴 형성 공정」이라고도 함)을 구비한다. 상기 패터닝된 기판의 제조 방법에 있어서는, 상기 레지스트 하층막을 상술한 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의해 형성한다.(Hereinafter also referred to as a &quot; substrate pattern forming step &quot;) of forming a pattern on a substrate by a plurality of times of etching using the resist pattern as a mask. In the above-mentioned method for producing a patterned substrate, the resist underlayer film is formed by the composition for forming a resist lower layer film.

상기 패터닝된 기판의 제조 방법에 의하면, 상술한 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 사용하므로, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있고, 이 우수한 레지스트 하층막을 사용함으로써, 우수한 패턴 형상을 갖는 패터닝된 기판을 얻을 수 있다.According to the method for producing a patterned substrate, since the above-mentioned composition for forming a resist lower layer film is used, it is possible to form a resist lower layer film excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property, , A patterned substrate having an excellent pattern shape can be obtained.

[레지스트 하층막 형성 공정][Resist Underlayer Film Forming Step]

본 공정에서는, 기판의 한쪽 면측에 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의해 레지스트 하층막을 형성한다. 이 레지스트 하층막의 형성은, 통상, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판의 한쪽 면측에 도포해서 도막을 형성하고, 이 도막을 가열함으로써 행해진다.In this step, a resist underlayer film is formed on one side of the substrate by the composition for forming a resist lower layer film. This lower resist film is usually formed by applying a composition for forming a resist lower layer film to one side of the substrate to form a coating film and heating the coating film.

상기 기판으로서는, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 알루미늄으로 피복한 웨이퍼 등을 들 수 있다. 또한, 기판 등에의 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 회전 도포, 유연 도포, 롤 도포 등의 적절한 방법으로 실시할 수 있다.Examples of the substrate include silicon wafers, wafers coated with aluminum, and the like. The method for applying the composition for forming a resist lower layer film to a substrate or the like is not particularly limited and may be carried out by any appropriate method such as rotational coating, soft coating or roll coating.

상기 도막의 가열은 통상 대기 하에서 행해진다. 가열 온도의 하한으로서는, 150℃가 바람직하고, 180℃가 더욱 바람직하고, 200℃가 더욱 바람직하다. 가열 온도의 상한으로서는 500℃가 바람직하고, 380℃가 더욱 바람직하고, 300℃가 더욱 바람직하다. 가열 온도가 150℃ 미만인 경우, 산화 가교가 충분히 진행되지 않아, 레지스트 하층막으로서 필요한 특성이 발현되지 못할 우려가 있다. 가열 시간의 하한으로서는, 15초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하고, 45초가 더욱 바람직하다. 가열 시간의 상한으로서는 1,200초가 바람직하고, 600초가 보다 바람직하고, 300초가 더욱 바람직하다.The heating of the coating film is usually carried out in the atmosphere. The lower limit of the heating temperature is preferably 150 占 폚, more preferably 180 占 폚, and further preferably 200 占 폚. The upper limit of the heating temperature is preferably 500 占 폚, more preferably 380 占 폚, and further preferably 300 占 폚. If the heating temperature is lower than 150 캜, the oxidation crosslinking does not proceed sufficiently, and there is a possibility that necessary properties as a resist underlayer film may not be developed. The lower limit of the heating time is preferably 15 seconds, more preferably 30 seconds, and still more preferably 45 seconds. The upper limit of the heating time is preferably 1,200 seconds, more preferably 600 seconds, and still more preferably 300 seconds.

가열 시의 산소 농도의 하한으로서는, 5용량%가 바람직하다. 가열 시의 산소 농도가 낮은 경우, 레지스트 하층막의 산화 가교가 충분히 진행되지 않아, 레지스트 하층막으로서 필요한 특성이 발현되지 못할 우려가 있다.The lower limit of the oxygen concentration at the time of heating is preferably 5% by volume. When the oxygen concentration at the time of heating is low, oxidation crosslinking of the resist lower layer film does not proceed sufficiently, and there is a fear that required properties as a resist lower layer film may not be developed.

상기 도막을 150℃ 이상 500℃ 이하의 온도로 가열하기 전에, 60℃ 이상 250℃ 이하의 온도로 예비 가열해 두어도 된다. 예비 가열에 있어서의 가열 시간의 하한으로서는, 10초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하다. 상기 가열 시간의 상한으로서는 300초가 바람직하고, 180초가 보다 바람직하다. 이 예비 가열을 행함으로써, 용매를 미리 기화시켜서 막을 치밀하게 해 둠으로써, 탈수소 반응을 효율적으로 진행시킬 수 있다.The coating film may be preliminarily heated to a temperature of not less than 60 ° C and not more than 250 ° C before being heated to a temperature of not less than 150 ° C and not more than 500 ° C. The lower limit of the heating time in the preliminary heating is preferably 10 seconds, more preferably 30 seconds. The upper limit of the heating time is preferably 300 seconds, more preferably 180 seconds. By carrying out this preliminary heating, the dehydrogenation reaction can be efficiently advanced by making the film dense by vaporizing the solvent in advance.

또한, 상기 레지스트 하층막 형성 방법에 있어서는, 통상, 상기 도막을 가열해서 레지스트 하층막을 형성하지만, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이 감방사선성 산 발생제를 함유하는 경우에 있어서는, 노광과 가열을 조합함으로써 도막을 경화시켜서 레지스트 하층막을 형성할 수도 있다. 이 노광에 사용되는 방사선으로서는, 감방사선성 산 발생제의 종류에 따라서, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, γ선 등의 전자파; 전자선, 분자선, 이온빔 등의 입자선에서 적절히 선택된다.In the method for forming a resist lower layer film, usually, the coating film is heated to form a resist lower layer film. In the case where the resist lower layer film forming composition contains a radiation-sensitive acid generator, Whereby the undercoat film can be formed by curing the coating film. Examples of the radiation used in this exposure include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-ray and? -Ray, and the like depending on the kind of the radiation- Electron beams, molecular beams, ion beams, and the like.

형성되는 레지스트 하층막의 평균 두께의 하한으로서는, 0.05㎛가 바람직하고, 0.1㎛가 보다 바람직하고, 0.5㎛가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께의 상한으로서는 5㎛가 바람직하고, 3㎛가 보다 바람직하고, 2㎛가 더욱 바람직하다.The lower limit of the average thickness of the lower resist film to be formed is preferably 0.05 占 퐉, more preferably 0.1 占 퐉, and still more preferably 0.5 占 퐉. The upper limit of the average thickness is preferably 5 占 퐉, more preferably 3 占 퐉, and further preferably 2 占 퐉.

이 레지스트 하층막 형성 공정 후에, 필요에 따라서, 상기 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 중간층(중간막)을 형성하는 공정을 더 갖고 있어도 된다. 이 중간층은 레지스트 패턴 형성에 있어서, 레지스트 하층막 및/또는 레지스트막이 갖는 기능을 더 보충하거나, 이들이 갖고 있지 않은 기능을 부여하거나 하기 위해 상기 기능이 부여된 층이다. 예를 들어, 반사 방지막을 중간층으로서 형성한 경우, 레지스트 하층막의 반사 방지 기능을 더 보충할 수 있다.After the step of forming the resist lower layer film, if necessary, the step of forming the intermediate layer (intermediate film) may be further provided on the side of the lower resist film opposite to the substrate. The intermediate layer is a layer imparted with the above function to further complement the functions of the resist underlayer film and / or the resist film in forming a resist pattern, or to give a function not possessed by them. For example, when the antireflection film is formed as an intermediate layer, 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 Science사); 「AR-3」, 「AR-19」(이상, 롬 앤드 하스사) 등을 들 수 있다. 상기 무기 산화물로서는, 시판품으로서, 예를 들어 「NFC SOG01」, 「NFC SOG04」, 「NFC SOG080」(이상, JSR사) 등을 들 수 있다. 또한, CVD법에 의해 형성되는 폴리실록산, 산화티타늄, 산화알루미나, 산화텅스텐 등을 사용할 수 있다.The intermediate layer may be formed of an organic compound or an inorganic oxide. DUV-42, DUV-44, ARC-28 and ARC-29 (manufactured by Brewer Science Co., Ltd.); AR-3 &quot;, &quot; AR-19 &quot; (manufactured by Rohm and Haas Co., Ltd.) and the like. Examples of the inorganic oxide include commercially available products such as "NFC SOG01", "NFC SOG04", and "NFC SOG080" (manufactured by JSR Corporation). In addition, polysiloxane, titanium oxide, alumina oxide, tungsten oxide, or the like formed by the CVD method can be used.

중간층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도포법이나 CVD법 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 도포법이 바람직하다. 도포법을 사용한 경우, 레지스트 하층막을 형성 후, 중간층을 연속해서 형성할 수 있다. 또한, 중간층의 평균 두께는 중간층에 요구되는 기능에 따라서 적절히 선택되지만, 중간층의 평균 두께의 하한으로서는, 10㎚가 바람직하고, 20㎚가 보다 바람직하다. 상기 평균 두께의 상한으로서는 3,000㎚가 바람직하고, 300㎚가 보다 바람직하다.The method of forming the intermediate layer is not particularly limited, but a coating method, a CVD method, or the like can be used, for example. Of these, a coating method is preferable. When the coating method is used, the intermediate layer can be formed continuously after forming the resist lower layer film. The average thickness of the intermediate layer is appropriately selected according to the function required for the intermediate layer, but the lower limit of the average thickness of the intermediate layer is preferably 10 nm, more preferably 20 nm. The upper limit of the average thickness is preferably 3,000 nm, more preferably 300 nm.

[레지스트 패턴 형성 공정] [Resist Pattern Forming Step]

본 공정에서는 상기 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 레지스트 패턴을 형성한다. 이 공정을 행하는 방법으로서는, 예를 들어 레지스트 조성물을 사용하는 방법 등을 들 수 있다.In this step, a resist pattern is formed on the side of the lower resist film opposite to the substrate. As a method for carrying out this step, for example, a method of using a resist composition can be given.

상기 레지스트 조성물을 사용하는 방법에서는, 구체적으로는, 얻어지는 레지스트막이 소정의 두께가 되도록 레지스트 조성물을 도포한 후, 프리베이킹함으로써 도막 중의 용매를 휘발시킴으로써, 레지스트막을 형성한다.Specifically, in the method using the resist composition, a resist composition is applied so that the obtained resist film has a predetermined thickness, and then the resist film is formed by volatilizing the solvent in the coating film by pre-baking.

상기 레지스트 조성물로서는, 예를 들어 감방사선성 산 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 등을 들 수 있다.Examples of the resist composition include a positive-working or negative-working chemically amplified resist composition containing a radiation-sensitive acid generator, a positive resist composition containing an alkali-soluble resin and a quinone diazide-based photosensitive agent, an alkali- And a negative resist composition containing a crosslinking agent.

상기 레지스트 조성물의 고형분 농도의 하한으로서는, 0.3질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하다. 상기 고형분 농도의 상한으로서는 50질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하다. 또한, 상기 레지스트 조성물은, 일반적으로, 예를 들어 구멍 직경 0.2㎛ 정도의 필터로 여과되어, 레지스트막의 형성에 제공된다. 또한, 이 공정에서는, 시판되어 있는 레지스트 조성물을 그대로 사용할 수도 있다.The lower limit of the solid content concentration of the resist composition is preferably 0.3% by mass, more preferably 1% by mass. The upper limit of the solid concentration is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass. Further, the resist composition is generally filtered by a filter having a pore diameter of about 0.2 mu m, for example, and is provided for forming a resist film. In this step, a commercially available resist composition may be used as it is.

레지스트 조성물의 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스핀 코트법 등을 들 수 있다. 또한, 프리베이킹 온도로서는, 사용되는 레지스트 조성물의 종류 등에 따라서 적절히 조정되지만, 상기 온도의 하한으로서는, 30℃가 바람직하고, 50℃가 보다 바람직하다. 상기 온도의 상한으로서는 200℃가 바람직하고, 150℃가 보다 바람직하다. 프리베이킹 시간의 하한으로서는, 10초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하다. 상기 시간의 상한으로서는 600초가 바람직하고, 300초가 보다 바람직하다.The method of applying the resist composition is not particularly limited, and for example, a spin coat method and the like can be given. The prebaking temperature is appropriately adjusted in accordance with the type of the resist composition to be used, and the lower limit of the temperature is preferably 30 캜, more preferably 50 캜. The upper limit of the temperature is preferably 200 占 폚, and more preferably 150 占 폚. The lower limit of the prebaking time is preferably 10 seconds, more preferably 30 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds.

이어서, 선택적인 방사선 조사에 의해 상기 형성된 레지스트막을 노광한다. 노광에 사용되는 방사선으로서는, 레지스트 조성물에 사용되는 감방사선성 산 발생제의 종류에 따라서, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, γ선 등의 전자파; 전자선, 분자선, 이온빔 등의 입자선으로부터 적절하게 선택된다. 이들 중에서 원자외선이 바람직하고, KrF 엑시머 레이저 광(248㎚), ArF 엑시머 레이저 광(193㎚), F2 엑시머 레이저 광(파장 157㎚), Kr2 엑시머 레이저 광(파장 147㎚), ArKr 엑시머 레이저 광(파장 134㎚) 및 극단 자외선(파장 13.5㎚ 등, EUV)이 보다 바람직하고, KrF 엑시머 레이저 광, ArF 엑시머 레이저 광 및 EUV가 더욱 바람직하다.Then, the formed resist film is exposed by selective irradiation with radiation. Examples of the radiation used for the exposure include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, X-ray, and? -Ray depending on the kind of the radiation-sensitive acid generator used in the resist composition; Electron beams, molecular beams, ion beams, and the like. Of these, far ultraviolet light is preferable, 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 Laser light (wavelength: 134 nm) and extreme ultraviolet light (EUV, such as a wavelength of 13.5 nm) are more preferable, and KrF excimer laser light, ArF excimer laser light and EUV are more preferable.

상기 노광 후, 해상도, 패턴 프로파일, 현상성 등을 향상시키기 위해서 포스트베이킹을 행할 수 있다. 이 포스트베이킹 온도로서는, 사용되는 레지스트 조성물의 종류 등에 따라서 적절히 조정되지만, 상기 온도의 하한으로서는, 50℃가 바람직하고, 70℃가 보다 바람직하다. 상기 온도의 상한으로서는 200℃가 바람직하고, 150℃가 보다 바람직하다. 포스트베이킹 시간의 하한으로서는, 10초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하다. 상기 시간의 상한으로서는 600초가 바람직하고, 300초가 보다 바람직하다.Post-baking can be performed after the exposure in order to improve resolution, pattern profile, developability and the like. The post-baking temperature is suitably adjusted in accordance with the type of the resist composition to be used, and the lower limit of the temperature is preferably 50 占 폚, and more preferably 70 占 폚. The upper limit of the temperature is preferably 200 占 폚, and more preferably 150 占 폚. The lower limit of the post-baking time is preferably 10 seconds, more preferably 30 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds.

이어서, 상기 노광된 레지스트막을 현상액으로 현상해서 레지스트 패턴을 형성한다. 이 현상은 알칼리 현상이어도 되고 유기 용매 현상이어도 된다. 현상액으로서는, 알칼리 현상의 경우, 예를 들어 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. 이 알칼리성 수용액에는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 알코올류 등의 수용성 유기 용매, 계면 활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 유기 용매 현상의 경우, 현상액으로서는, 예를 들어 상술한 [B] 용매로서 예시한 다양한 유기 용매 등을 들 수 있다.Subsequently, the exposed resist film is developed with a developer to form a resist pattern. This phenomenon may be an alkali phenomenon or an organic solvent phenomenon. As the developer, in the case of an alkali development, for example, an inorganic base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di- Diethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7- Undecene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, and the like. To the alkaline aqueous solution, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as alcohols such as methanol and ethanol and a surfactant may be added. In the case of organic solvent development, examples of the developer include various organic solvents exemplified as the above-mentioned [B] solvent.

상기 현상액으로의 현상 후, 세정하고, 건조시킴으로써, 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.After development with the developing solution, the resist is washed and dried to form a predetermined resist pattern.

본 레지스트 패턴 형성 공정을 행하는 방법으로서, 상술한 레지스트 조성물을 사용하는 방법 이외에도, 나노임프린트법을 사용하는 방법, 자기 조직화 조성물을 사용하는 방법 등도 사용할 수 있다.As a method for carrying out the present resist pattern forming step, a method using a nanoimprint method, a method using a self-organizing composition, etc. may be used in addition to the method using the above-described resist composition.

[기판 패턴 형성 공정][Substrate Pattern Forming Step]

본 공정에서는, 레지스트 패턴을 마스크로 한 복수회의 에칭에 의해 기판에 패턴을 형성한다. 상기 중간층을 갖지 않는 경우에는 레지스트 하층막, 기판의 순으로 순차 에칭하고, 상기 중간층을 갖는 경우에는 중간층, 레지스트 하층막, 기판의 순으로 순차 에칭을 행한다. 이 에칭의 방법으로서는, 건식 에칭, 습식 에칭 등을 들 수 있다. 이들 중에서 기판 패턴의 형상을 보다 우수한 것으로 하는 관점에서, 건식 에칭이 바람직하다. 이 건식 에칭에는, 예를 들어 산소 플라즈마 등의 가스 플라즈마 등이 사용된다. 상기 에칭 후에, 소정의 패턴을 갖는 기판이 얻어진다.In this step, a pattern is formed on the substrate by a plurality of times of etching using the resist pattern as a mask. In the case where the intermediate layer is not provided, the etching is sequentially performed in the order of the resist lower layer film and the substrate, and in the case of having the intermediate layer, the intermediate layer, the resist lower layer film and the substrate are sequentially etched in this order. Examples of the etching method include dry etching, wet etching and the like. Among these, from the viewpoint of making the shape of the substrate pattern more excellent, dry etching is preferable. For this dry etching, for example, a gas plasma such as an oxygen plasma is used. After the etching, a substrate having a predetermined pattern is obtained.

<레지스트 하층막><Lower resist film>

본 발명의 레지스트 하층막은 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성된다. 상기 레지스트 하층막은 상술한 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성되므로, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수하다.The resist underlayer film of the present invention is formed from the resist underlayer film forming composition. Since the resist underlayer film is formed of the composition for forming a resist lower layer film described above, it is excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[Mw 및 Mn][Mw and Mn]

[A] 화합물의 Mw 및 Mn은 도소사의 GPC 칼럼(「G2000HXL」 2개 및 「G3000HXL」1개)을 사용하고, 유량: 1.0mL/분, 용출 용매: 테트라히드로푸란, 칼럼 온도: 40℃의 분석 조건에서, 단분산 폴리스티렌을 표준으로 하는 겔 투과 크로마토그래프(검출기:시차 굴절계)에 의해 측정했다.The Mw and the Mn of the compound [A] were measured using a GPC column (two G2000HXL and one G3000HXL) manufactured by Tosoh Corporation at a flow rate of 1.0 mL / min, an elution solvent of tetrahydrofuran, and a column temperature of 40 캜 Under analytical conditions, the measurement was carried out by means of a gel permeation chromatograph (detector: differential refractometer) using monodispersed polystyrene as a standard.

[막의 평균 두께][Average thickness of membrane]

막의 평균 두께는 분광 엘립소미터(J.A.WOOLLAM사의 「M2000D」)를 사용하여 측정했다.The average thickness of the film was measured using a spectroscopic ellipsometer (&quot; M2000D &quot; manufactured by J.A.WOOLLAM).

<[A] 화합물의 합성>&Lt; Synthesis of [A] compound &gt;

[합성예 1][Synthesis Example 1]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 37.16g(0.11mol) 및 파라포름알데히드 2.84g(0.095mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.153g(0.80㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크 안에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 헥산 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-1)을 얻었다.In a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer, 37.16 g (0.11 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene and 2.84 g (0.095 mol) of paraformaldehyde were placed under nitrogen. Subsequently, 0.153 g (0.80 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solution was poured into a three-necked flask, and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of hexane, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-1).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-1) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 16.68g(0.12mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 14.36g(0.12mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-1)을 얻었다. 얻어진 화합물 (A-1)의 Mw는 4,500이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-1), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 16.68 g (0.12 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 14.36 g (0.12 mol) of propargyl bromide was added, and the mixture was stirred for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to carry out liquid separation, and the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-1). The Mw of the resulting compound (A-1) was 4,500.

[합성예 2][Synthesis Example 2]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(히드록시나프틸)플루오렌 37.75g(0.084mol) 및 파라포름알데히드 2.25g(0.075mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.121g(0.63㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (PA-2)를 얻었다.In a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer, 37.75 g (0.084 mol) of 9,9-bis (hydroxynaphthyl) fluorene and 2.25 g (0.075 mol) of paraformaldehyde were charged under nitrogen. Subsequently, 0.121 g (0.63 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solution was poured into a three-necked flask, and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (PA-2).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 중합체 (PA-2) 20g, N,N'-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 13.09g(0.095mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 11.27g(0.095mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-2)를 얻었다. 얻어진 화합물 (A-2)의 Mw는 4,500이었다.Subsequently, 20 g of the obtained polymer (PA-2), 80 g of N, N'-dimethylacetamide and 13.09 g (0.095 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 11.27 g (0.095 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution, and the liquid separation operation was carried out. Then, the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-2). The Mw of the resulting compound (A-2) was 4,500.

[합성예 3] [Synthesis Example 3]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 1-히드록시피렌 35.16g(0.16mol) 및 파라포름알데히드 4.84g(0.16mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.245g(1.29㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (PA-3)을 얻었다.A three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer was charged with 35.16 g (0.16 mol) of 1-hydroxypyrrole and 4.84 g (0.16 mol) of paraformaldehyde under nitrogen. Subsequently, 0.245 g (1.29 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solution was poured into a three-necked flask, and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (PA-3).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-3) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 13.09g(0.095mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 11.27g(0.095mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-3)을 얻었다. 얻어진 화합물 (A-3)의 Mw는 5,400이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-3), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 13.09 g (0.095 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 11.27 g (0.095 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution, and the liquid separation operation was carried out. Then, the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-3). The Mw of the resulting compound (A-3) was 5,400.

[합성예 4][Synthesis Example 4]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 26.42g(0.075mol), 피렌 10.19g(0.050mol) 및 파라포름알데히드 3.40g(0.113mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.182g(0.96㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 헥산 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-4)을 얻었다.(0.075 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 10.19 g (0.050 mol) of pyrene and 3.40 g of paraformaldehyde were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen (0.113 mol). Subsequently, 0.182 g (0.96 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of hexane, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-4).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-4) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 11.96g(0.087mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 10.29g(0.087mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-4)를 얻었다. 얻어진 화합물 (A-4)의 Mw는 3,500이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-4), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 11.96 g (0.087 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 10.29 g (0.087 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution, and the liquid separation operation was carried out. Then, the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-4). The Mw of the obtained compound (A-4) was 3,500.

[합성예 5][Synthesis Example 5]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 19.26g(0.055mol), 1-히드록시피렌 8.0g(0.037mol), 페놀 8.62g(0.092mol) 및 파라포름알데히드 4.13g(0.137mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.30g(1.58㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올/물(70/30(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-5)를 얻었다.(0.055 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 8.0 g (0.037 mol) of 1-hydroxypyrrole, 0.02 mol of phenol (0.092 mol) of paraformaldehyde and 4.13 g (0.137 mol) of paraformaldehyde. Subsequently, 0.30 g (1.58 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of methanol / water (70/30 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-5).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-5) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 18.92g(0.137mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 16.29g(0.137mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-5)를 얻었다. 얻어진 화합물 (A-5)의 Mw는 7,600이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-5), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 18.92 g (0.137 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 16.29 g (0.137 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to separate the solution, and the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-5). The Mw of the resulting compound (A-5) was 7,600.

[합성예 6][Synthesis Example 6]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 16.15g(0.046mol), 1-히드록시피렌 6.7g(0.031mol), 안트라센 13.69g(0.077mol) 및 파라포름알데히드 3.46g(0.115mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.182g(0.96㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올/물(70/30(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-6)을 얻었다.(0.046 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 6.7 g (0.031 mol) of 1-hydroxypyrrole and 0.02 mol of anthracene (0.077 mol) of triethylamine and 3.46 g (0.115 mol) of paraformaldehyde. Subsequently, 0.182 g (0.96 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of a methanol / water (70/30 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-6).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-6) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 18.92g(0.137mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 16.29g(0.137mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-6)을 얻었다. 얻어진 화합물 (A-6)의 Mw는 3, 200이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-6), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 18.92 g (0.137 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 16.29 g (0.137 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to separate the solution, and the organic phase was poured into a large amount of methanol. The precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-6). The Mw of the resulting compound (A-6) was 3, 200.

[합성예 7][Synthesis Example 7]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 17.07g(0.049mol), 1-히드록시피렌 7.09g(0.032mol), 1-나프톨 11.71g(0.081mol) 및 파라포름알데히드 4.14g(0.138mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.266g(1.4㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올/물(70/30(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-7)을 얻었다.(0.049 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 7.09 g (0.032 mol) of 1-hydroxypyrrole, (0.081 mol) of naphthol and 4.14 g (0.138 mol) of paraformaldehyde. Subsequently, 0.266 g (1.4 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask. The mixture was stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of a methanol / water (70/30 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-7).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-7) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 16.90g(0.122mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 14.55g(0.122mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-7)을 얻었다. 얻어진 화합물 (A-7)의 Mw는 3,900이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-7), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 16.90 g (0.122 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 14.55 g (0.122 mol) of propargyl bromide was added, and the mixture was stirred for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution, and the liquid was separated. The organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-7). The Mw of the obtained compound (A-7) was 3,900.

[합성예 8][Synthesis Example 8]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 21.49g(0.061mol), 피렌 12.41g(0.061mol), 페놀 2.89g(0.031mol) 및 파라포름알데히드 3.22g(0.107mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.251g(1.32㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올/물(70/30(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-8)을 얻었다.(0.061 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 12.41 g (0.061 mol) of pyrene and 2.89 g (0.031 mol) of phenol were placed in a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. mol) and 3.22 g (0.107 mol) of paraformaldehyde. Subsequently, 0.251 g (1.32 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solution was poured into a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of a methanol / water (70/30 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-8).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-8) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 11.99g(0.087mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 10.32g(0.087mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-8)을 얻었다. 얻어진 화합물 (A-8)의 Mw는 5,600이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-8), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 11.99 g (0.087 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 10.32 g (0.087 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to carry out liquid separation. The organic phase was then charged into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-8). The Mw of the obtained compound (A-8) was 5,600.

[합성예 9] [Synthesis Example 9]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 9.57g(0.027mol), 1-히드록시피렌 3.97g(0.018mol), 1-나프톨 6.56g(0.046mol) 및 1-포르밀피렌 19.9g(0.086mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 5.19g (27.3㎜ol)을 58g의 γ-부티로락톤에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 130℃에서 9시간 교반해서 중합했다. 그 후, 반응 용액을 다량의 메탄올/물(70/30(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 중합체를 여과하여, 화합물 (PA-9)를 얻었다.9.57 g (0.027 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 3.97 g (0.018 mol) of 1-hydroxypyrrole, (0.046 mol) of naphthol and 19.9 g (0.086 mol) of 1-formylpyrrole. Subsequently, 5.19 g (27.3 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of? -Butyrolactone, and this solution was then charged into a three-necked flask and stirred at 130 占 폚 for 9 hours to polymerize. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of a methanol / water (70/30 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated polymer was filtered to obtain a compound (PA-9).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 상기 얻어진 화합물 (PA-9) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 18.92g(0.137mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 브롬화프로파르길 16.29g(0.137mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하는 것으로 화합물 (A-9)를 얻었다. 얻어진 화합물 (A-9)의 Mw는 1,500이었다.Subsequently, 20 g of the obtained compound (PA-9), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 18.92 g (0.137 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 DEG C, 16.29 g (0.137 mol) of propargyl bromide was added, and the reaction was carried out with stirring for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to carry out liquid separation, and then the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (A-9). The Mw of the resulting compound (A-9) was 1,500.

[합성예 10][Synthesis Example 10]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 26.42g(0.075mol), 피렌 10.19g(0.050mol) 및 파라포름알데히드 3.40g(0.113mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.182g(0.96㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 헥산 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (㎩-1)을 얻었다.(0.075 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 10.19 g (0.050 mol) of pyrene and 3.40 g of paraformaldehyde were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen (0.113 mol). Subsequently, 0.182 g (0.96 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of hexane, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (Pa-1).

이어서, 온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 화합물 (㎩-1) 20g, N,N-디메틸아세트아미드 80g 및 탄산칼륨 11.96g(0.087mol)을 넣었다. 이어서, 80℃로 가온하고, 4-브로모-1-부텐 11.68g(0.087mol)을 첨가한 후, 6시간 교반해서 반응을 행하였다. 그 후, 반응 용액에 메틸이소부틸케톤 40g 및 물 80g을 첨가해서 분액 조작을 행한 후, 유기상을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (a-1)을 얻었다. 얻어진 화합물 (a-1)의 Mw는 4,000이었다.Subsequently, 20 g of the compound (Pa-1), 80 g of N, N-dimethylacetamide and 11.96 g (0.087 mol) of potassium carbonate were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, the mixture was heated to 80 占 폚, 11.68 g (0.087 mol) of 4-bromo-1-butene was added, and the mixture was stirred for 6 hours. Thereafter, 40 g of methyl isobutyl ketone and 80 g of water were added to the reaction solution to perform liquid separation, and then the organic phase was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain the compound (a-1). The Mw of the obtained compound (a-1) was 4,000.

[합성예 11][Synthesis Example 11]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 25.83g(0.074mol), 피렌 9.96g(0.049mol) 및 파라포름알데히드 4.21g(0.14mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.20g(1.05㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (CA-1)을 얻었다. 얻어진 화합물 (CA-1)의 Mw는 11,000이었다.(0.074 mol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9.96 g (0.049 mol) of pyrene and 4.21 g of paraformaldehyde were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen (0.14 mol). Subsequently, 0.20 g (1.05 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), the solution was poured into a three-necked flask, stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (CA-1). The Mw of the obtained compound (CA-1) was 11,000.

[합성예 12][Synthesis Example 12]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 1-히드록시피렌 18.18g(0.083mol), 1-나프톨 12.85g(0.089mol), 페놀 3.35g(0.036mol) 및 파라포름알데히드 5.62g(0.19mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.30g(1.58㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 메탄올/물(90/10(질량비)) 혼합 용액 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (CA-2)를 얻었다. 얻어진 화합물 (CA-2)의 Mw는 5,800이었다.(0.083 mol) of 1-hydroxypyrrole, 12.85 g (0.089 mol) of 1-naphthol, 3.35 g (0.036 mol) of phenol and 5.62 g (0.036 mol) of phenol formaldehyde were added to a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. g (0.19 mol). Subsequently, 0.30 g (1.58 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask and stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a methanol / water (90/10 (mass ratio)) mixed solution, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (CA-2). The Mw of the obtained compound (CA-2) was 5,800.

[합성예 13][Synthesis Example 13]

온도계, 콘덴서 및 기계식 교반기를 구비한 3구 플라스크에, 질소 하에서 9,9-비스(히드록시나프틸)플루오렌 49.54g(0.11mol) 및 파라포름알데히드 2.84g(0.095mol)을 넣었다. 이어서, p-톨루엔술폰산 1수화물 0.153g(0.80㎜ol)을 58g의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 용해시킨 후, 이 용액을 3구 플라스크에 투입하고, 95℃에서 6시간 교반해서 중합했다. 그 후, 중합 반응액을 다량의 메탄올 안에 투입하고, 침전한 화합물을 여과하여, 화합물 (CA-3)을 얻었다. 얻어진 화합물 (CA-3)의 Mw는 5,200이었다.49.54 g (0.11 mol) of 9,9-bis (hydroxynaphthyl) fluorene and 2.84 g (0.095 mol) of paraformaldehyde were placed in a three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a mechanical stirrer under nitrogen. Subsequently, 0.153 g (0.80 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was dissolved in 58 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and this solution was added to a three-necked flask. The mixture was stirred at 95 DEG C for 6 hours to polymerize did. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of methanol, and the precipitated compound was filtered to obtain a compound (CA-3). The Mw of the obtained compound (CA-3) was 5,200.

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조>&Lt; Preparation of a composition for forming a resist lower layer film &

레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조에 사용한 [A] 중합체 이외의 성분에 대해서 이하에 나타낸다.Components other than the polymer [A] used in the preparation of the resist lower layer film forming composition are shown below.

([B] 용매)([B] solvent)

B-1: 아세트산프로필렌글리콜모노메틸에테르B-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

B-2: 시클로헥사논B-2: Cyclohexanone

([C] 산 발생제)([C] acid generator)

C-1: 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트(하기 화학식 (C-1)로 표시되는 화합물)C-1: bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate (compound represented by the following formula (C-1)

Figure pat00011
Figure pat00011

[실시예 1][Example 1]

[A] 중합체로서의 (A-1) 5질량부를 [B] 용매로서의 (B-1) 95질량부에 용해했다. 얻어진 용액을 구멍 직경 0.1㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 레지스트 하층막 형성용 조성물 (J-1)을 제조했다.And 5 parts by mass of (A-1) as the polymer [A] were dissolved in 95 parts by mass of the (B-1) solvent as the solvent. The obtained solution was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.1 mu m to prepare a resist underlayer film forming composition (J-1).

[실시예 2 내지 13, 참고예 1 및 비교예 1 내지 3][Examples 2 to 13, Reference Example 1 and Comparative Examples 1 to 3]

표 1에 나타내는 종류 및 양의 각 성분을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 조작하여, 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을 제조했다. 표 1 중, 「-」는 해당하는 성분을 사용하지 않은 것을 나타낸다.A composition for forming each resist lower layer film was produced in the same manner as in Example 1 except that each kind and amount of components shown in Table 1 were used. In Table 1, &quot; - &quot; indicates that the corresponding component is not used.

Figure pat00012
Figure pat00012

[실시예 14 내지 31, 참고예 2 및 비교예 4 내지 9][Examples 14 to 31, Reference Example 2 and Comparative Examples 4 to 9]

(레지스트 하층막의 형성)(Formation of resist lower layer film)

상기 제조한 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을 실리콘 웨이퍼 기판 위에 스핀 코트법에 의해 도포했다. 그 후, 대기 분위기 하에서, 220℃에서 60초간 가열(소성)하여, 두께 200㎚의 레지스트 하층막을 형성하고, 기판 위에 레지스트 하층막이 형성된 레지스트 하층막을 갖는 기판을 각각 얻었다(실시예 14 내지 26 및 비교예 4 내지 6). [A] 화합물이 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기를 갖지 않고, 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 기를 갖는 것인 참고예 1에서 제조한 레지스트 하층막 형성용 조성물 (j-1)을 사용한 경우는 참고예 2로 하였다. 또한, 실시예 9 내지 13 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 레지스트 하층막 형성용 조성물 (J-9) 내지 (J-13) 및 (CJ-1) 내지 (CJ-3)에 대해서는, 400℃에서 90초간 가열(소성)을 행한 레지스트 하층막을 갖는 기판도 얻었다(실시예 27 내지 31 및 비교예 7 내지 9).The composition for forming each resist lower layer film was coated on a silicon wafer substrate by a spin coat method. Subsequently, the resist underlayer film having a thickness of 200 nm was formed by heating (firing) at 220 DEG C for 60 seconds in an atmospheric air, and substrates each having a resist underlayer film having a resist underlayer film formed thereon were obtained (Examples 14 to 26 and Comparative Examples Examples 4 to 6). In the case of using the resist underlayer film forming composition (j-1) prepared in Reference Example 1 in which the [A] compound does not have a group containing a carbon-carbon triple bond and has a group containing a carbon- Reference Example 2 was used. (J-9) to (J-13) and (CJ-1) to (CJ-3) prepared in Examples 9 to 13 and Comparative Examples 1 to 3, (Baking) for 90 seconds (Examples 27 to 31 and Comparative Examples 7 to 9).

(단차 기판 위에서의 레지스트 하층막의 형성)(Formation of resist underlayer film on the stepped substrate)

상기 제조한 각 레지스트 하층막 형성용 조성물을, 70㎚ CH, 500㎚ depth의 실리콘 웨이퍼 단차 기판(피가공 기판) 위에 스핀 코트법에 의해 도포했다. 그 후, 대기 분위기 하에서, 220℃에서 60초간 가열(소성)하여, 두께 200㎚의 레지스트 하층막을 형성하고, 기판 위에 레지스트 하층막이 형성된 레지스트 하층막을 갖는 단차 기판을 각각 얻었다(실시예 14 내지 26 및 비교예 4 내지 6). 또한, 실시예 9 내지 13 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 레지스트 하층막 형성용 조성물 (J-9) 내지 (J-13) 및 (CJ-1) 내지 (CJ-3)에 대해서는, 400℃에서 90초간 가열(소성)을 행한 레지스트 하층막을 갖는 단차 기판도 얻었다(실시예 27 내지 31 및 비교예 7 내지 9).Each of the resist lower layer film forming compositions prepared above was applied onto a silicon wafer stepped substrate (substrate to be processed) having a depth of 70 nm and a depth of 500 nm by a spin coat method. Thereafter, the resist underlayer film having a thickness of 200 nm was formed by heating (firing) at 220 캜 for 60 seconds in an atmospheric air to obtain a stepped substrate having a resist undercoat film having a resist undercoat film formed thereon (Examples 14 to 26 and Comparative Examples 4 to 6). (J-9) to (J-13) and (CJ-1) to (CJ-3) prepared in Examples 9 to 13 and Comparative Examples 1 to 3, A stepped substrate having a resist undercoat film subjected to heating (firing) for 90 seconds was also obtained (Examples 27 to 31 and Comparative Examples 7 to 9).

<평가><Evaluation>

상기 얻어진 레지스트 하층막을 갖는 기판 및 레지스트 하층막을 갖는 단차 기판에 대해서 이하의 수순으로 각종 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2 중의 「-」는 레지스트 하층막의 성능이 낮아 평가하는 것이 곤란하였기 때문에, 평가를 행하지 않은 것을 나타낸다.Various evaluations were performed on the obtained substrate having the resist lower layer film and the stepped substrate having the resist lower layer film in the following procedure. The evaluation results are shown in Table 2. "-" in Table 2 indicates that evaluation was not performed because it was difficult to evaluate the performance of the resist underlayer film due to its low performance.

[용매 내성][Solvent resistance]

상기 얻어진 레지스트 하층막을 갖는 기판을 시클로헥사논(실온)에 1분간 침지했다. 침지 전후의 평균 막 두께를 측정하여, 침지 전의 평균 막 두께를 X0, 침지 후의 평균 막 두께를 X라 하여, (X-X0)×100/X0에서 구해지는 수치의 절댓값을 산출하여, 막 두께 변화율(%)이라 했다. 용매 내성은, 막 두께 변화율이 1% 미만인 경우에는 「A」(양호), 1% 이상 5% 미만인 경우에는 「B」(약간 양호), 5% 이상인 경우에는 「C」(불량)라고 평가했다.The obtained substrate having the resist lower layer film was immersed in cyclohexanone (room temperature) for 1 minute. The average film thickness before and after the immersion was measured to calculate the absolute value of the numerical value obtained from (X-X0) x 100 / X0, where X0 is the average film thickness before immersion and X is the average film thickness after immersion. (%). The solvent resistance was evaluated as "A" (good) when the film thickness change rate was less than 1%, "B" (slightly good) when it was 1% to less than 5%, and "C" .

[에칭 내성][Etching Resistance]

상기 얻어진 레지스트 하층막을 갖는 기판에 대해서, 에칭 장치(도쿄일렉트론사의 「TACTRAS」)를 사용하여, CF4/Ar=110/440sc㎝, PRESS.=30MT, HF RF=500W, LF RF=3000W, DCS=-150V, RDC=50%, 30sec 조건에서 처리하고, 처리 전후의 평균 막 두께로부터 (㎚/분)을 산출하고, 비교예 4에 대한 비율을 산출했다. 에칭 내성은, 상기 비율이 0.95 이상 0.98 미만인 경우에는 「A」(매우 양호), 0.98 이상 1.00 미만인 경우에는 「B」(양호), 1.0 이상인 경우에는 「C」(불량)라고 평가했다.The substrate with the resist underlayer film thus obtained was subjected to etching by using an etching apparatus ("TACTRAS" manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) using CF 4 / Ar = 110/440 sc cm, PRESS. = 30 MT, HF RF = 500 W, LF RF = = -150 V, RDC = 50%, and 30 seconds. The ratio (nm / min) was calculated from the average film thickness before and after the treatment, and the ratio for Comparative Example 4 was calculated. The etching resistance was evaluated as "A" (very good) when the ratio was 0.95 or more and less than 0.98, "B" (good) when the ratio was 0.98 or more and less than 1.00, or "C" (defective) when the ratio was 1.0 or more.

[내열성] [Heat resistance]

상기 제조한 레지스트 하층막 형성용 조성물을 직경 8인치의 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코트해서 레지스트 하층막을 형성하고, 이어서, 이 레지스트 하층막을 400℃에서 150초간 가열했다. 그 기판으로부터 분체를 회수한 후, TG-DTA 장치를 사용하여, 질소 분위기 하에서 10℃/분의 승온 속도로 가열했을 때의 질량 감소(%)를 내열성이라 하였다. 내열성의 값이 작을수록, 레지스트 하층막의 가열 시에 발생하는 승화물이나 레지스트 하층막의 분해물이 적어, 양호(높은 내열성)한 것을 나타낸다. 내열성은, 상기 질량 감소율이, 0% 이상 5% 미만인 경우에는 「A」(매우 양호), 5% 이상 10% 미만인 경우에는 「B」(양호), 10% 이상인 경우에는 「C」(불량)라고 평가했다.The prepared resist lower layer film composition was spin-coated on a silicon wafer having a diameter of 8 inches to form a resist lower layer film. Subsequently, this resist lower layer film was heated at 400 DEG C for 150 seconds. After recovering the powder from the substrate, the reduction in mass (%) when heated at a heating rate of 10 ° C / min in a nitrogen atmosphere using a TG-DTA apparatus was called heat resistance. The lower the value of the heat resistance is, the lower the decomposition products of the sublimed product and the resist lower layer film generated during the heating of the lower resist film, and the higher the heat resistance (higher heat resistance). A "(very good) when the mass reduction rate is less than 5%," B "(good) when less than 10%, and" C "(poor) when the mass reduction rate is 10% "He said.

[매립성] [Filling property]

상기 얻어진 레지스트 하층막을 갖는 단차 기판에 대해서, 보이드의 유무를 평가했다. 보이드가 확인되지 않는 것을 「A」(양호), 보이드가 확인되는 것을 「B」(불량)라고 평가했다.With respect to the stepped substrate having the obtained resist underlayer film, the presence or absence of voids was evaluated. A "(good) indicating that the void was not identified, and" B "(poor) indicating that the void was confirmed.

Figure pat00013
Figure pat00013

표 2의 결과에서 알 수 있듯이, 실시예의 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의하면, PGMEA 등을 용매로서 사용할 수 있으며, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있다.As can be seen from the results in Table 2, according to the composition for forming a resist lower layer film of the example, PGMEA and the like can be used as a solvent, and a resist underlayer film excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property can be formed.

본 발명의 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의하면, 용매로서 PGMEA 등을 사용할 수 있으며, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있다. 본 발명의 레지스트 하층막은, 용매 내성, 에칭 내성, 내열성 및 매립성이 우수하다. 본 발명의 패터닝된 기판의 제조 방법에 의하면, 상기 형성된 우수한 레지스트 하층막을 사용함으로써, 우수한 패턴 형상을 갖는 패터닝된 기판을 얻을 수 있다. 따라서, 이들은, 이후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스의 제조 등에 적절하게 사용할 수 있다.According to the composition for forming a resist lower layer film of the present invention, PGMEA or the like can be used as a solvent, and a resist underlayer film excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property can be formed. The resist underlayer film of the present invention is excellent in solvent resistance, etching resistance, heat resistance and filling property. According to the method for producing a patterned substrate of the present invention, a patterned substrate having an excellent pattern shape can be obtained by using the formed resist lower layer film formed as described above. Therefore, they can be suitably used for the production of semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized thereafter.

Claims (13)

탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 기를 갖고, 또한 방향환을 포함하는 부분 구조를 갖고, 상기 방향환을 구성하는 벤젠핵의 상기 부분 구조 중의 합계 수가 4 이상인 화합물, 및
용매
를 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물.
A compound having a group containing a carbon-carbon triple bond and having a partial structure containing an aromatic ring, the total number of the partial structures of the benzene nucleus constituting the aromatic ring being 4 or more, and
menstruum
Based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서, 상기 부분 구조로서, 하기 화학식 (1)로 표시되는 제1 부분 구조를 갖는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.
Figure pat00014

(화학식 (1) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. m1 및 m2는 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. a1 및 a2는 각각 독립적으로, 0 내지 9의 정수이다. n1 및 n2는 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. a3 및 a4는 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수이다. R1 내지 R4가 각각 복수인 경우, 복수의 R1은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R2는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R4는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. p1 및 p2는 각각 독립적으로, 0 내지 9의 정수이다. p3 및 p4는 각각 독립적으로, 0 내지 8의 정수이다. p1+p2+p3+p4는 0 이상이다. a1+p1 및 a2+p2는 각각 9 이하이다. a3+p3 및 a4+p4는 각각 8 이하이다. *은, 상기 화합물에 있어서의 화학식 (1)로 표시되는 부분 구조 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.)
The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1, wherein the partial structure has a first partial structure represented by the following formula (1).
Figure pat00014

(In the formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a monovalent group containing a carbon-carbon triple bond, or a monovalent group containing a carbon-carbon double bond. Independently, an integer of 0 to 2. a1 and a2 are each independently an integer of 0 to 9. n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 2. a3 and a4 are each independently 0 When plural R 1 to R 4 are plural, plural R 1 s may be the same or different, and plural R 2 s may be the same or different, and plural R 3 s may be the same or different. may be different, may be the same are a plurality of R 4 or different. p1 and p2 are each independently an integer from 0 to 9. p3 and p4 are each independently, a 0-8 integer. p1 + p2 + p3 + p4 is not less than 0. a1 + p1 and a2 + p2 are each not more than 9. a3 + p3 and a4 + p4 are each not more than 8 (*) Represents a bonding site with a moiety other than the partial structure represented by the formula (1) in the above compound.
제2항에 있어서, 상기 화학식 (1)에 있어서의 p1+p2+p3+p4가 1 이상이고, R1 내지 R4 중 적어도 1개가 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기인 레지스트 하층막 형성용 조성물.A resist underlayer film forming method according to claim 2, wherein the p1 + p2 + p3 + p4 in the formula (1) is 1 or more and at least one of R 1 to R 4 is a monovalent group containing a carbon- / RTI &gt; 제3항에 있어서, 상기 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 프로파르길기인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 3, wherein the monovalent group containing the carbon-carbon triple bond is a propargyl group. 제1항에 있어서, 상기 부분 구조로서, 하기 화학식 (2)로 표시되는 제2 부분 구조를 갖는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.
Figure pat00015

(화학식 (2) 중, R5 내지 R8은 각각 독립적으로, 알킬기, 히드록시기, 알콕시기, 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 1가의 기이다. b1 및 b3은 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. b2 및 b4는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. R5 내지 R8이 각각 복수인 경우, 복수의 R5는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R6은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R7은 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 복수의 R8은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. q1 및 q3은 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이다. q2 및 q4는 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. q1+q2+q3+q4는 0 이상이다. b1+q1 및 b3+q3은 각각 2 이하이다. b2+q2 및 b4+q4는 각각 3 이하이다. *은, 상기 화합물에 있어서의 화학식 (2)로 표시되는 부분 구조 이외의 부분과의 결합 부위를 나타낸다.)
The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1, wherein the partial structure has a second partial structure represented by the following formula (2).
Figure pat00015

(In the formula (2), R 5 to R 8 are each independently a monovalent group containing an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, a carbon-carbon triple bond, or a monovalent group containing a carbon- and b3 are each independently, an integer from 0 to 2. b2 and b4 are each independently, an integer from 0 to 3. R 5 to R 8 in this case a plurality of each, a plurality of R 5 may be the same or different can have a plurality of R 6 may be the same or different, a plurality of R 7 may be the same or different, a plurality of R 8 s may be the same or different. q1 and q3 are each independently, Q2 and q4 are each independently an integer of 0 to 3. q1 + q2 + q3 + q4 is not less than 0. b1 + q1 and b3 + q3 are not more than 2. b2 + q2 And b4 + q4 are each 3 or less. * Represents a part other than the partial structure represented by the general formula (2) in the above compound It represents the binding site of the.)
제5항에 있어서, 상기 화합물이 상기 제1 부분 구조와 상기 제2 부분 구조를 갖는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 5, wherein the compound has the first partial structure and the second partial structure. 제5항에 있어서, 상기 화학식 (2)에 있어서의 q1+q2+q3+q4가 1 이상이고, R5 내지 R8 중 적어도 1개가 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein the formula (2) q1 + q2 + q3 + q4 in the 1 or more, R 5 to R 8 of the at least one is the carbon-forming monovalent group resist lower layer film containing a carbon-carbon triple bond / RTI &gt; 제7항에 있어서, 상기 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 1가의 기가 프로파르길옥시기인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 7, wherein the monovalent group containing the carbon-carbon triple bond is a propargyloxy group. 제1항에 있어서, 상기 화합물이 복수의 상기 부분 구조를 갖고, 이 복수의 부분 구조가 알데히드에서 유래하는 연결기를 통해서 결합되어 있는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1, wherein the compound has a plurality of the partial structures, and the plurality of partial structures are bonded through a linking group derived from an aldehyde. 제1항에 있어서, 상기 화합물의 분자량이 1,000 이상 10,000 이하인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1, wherein the compound has a molecular weight of 1,000 or more and 10,000 or less. 제1항에 있어서, 상기 용매가 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매를 포함하는 것인 레지스트 하층막 형성용 조성물.The composition for forming a resist lower layer film according to claim 1, wherein the solvent comprises a polyvalent alcohol partial ether acetate-based solvent. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 하층막 형성용 조성물로 형성되는 레지스트 하층막.A resist underlayer film formed from the composition for forming a resist lower layer film according to any one of claims 1 to 11. 기판의 한쪽 면측에 레지스트 하층막을 형성하는 공정,
상기 레지스트 하층막의 기판과는 반대의 면측에 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및
상기 레지스트 패턴을 마스크로 한 복수회의 에칭에 의해 기판에 패턴을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 레지스트 하층막을 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 하층막 형성용 조성물에 의해 형성하는 것인 패터닝된 기판의 제조 방법.
A step of forming a resist underlayer film on one side of the substrate,
A step of forming a resist pattern on the side of the lower resist film opposite to the substrate, and
And a step of forming a pattern on the substrate by a plurality of times of etching using the resist pattern as a mask,
Wherein the resist underlayer film is formed by the composition for forming a resist underlayer film as set forth in any one of claims 1 to 11. 11. A method for manufacturing a patterned substrate,
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