WO2016129679A1 - 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、レジストパターン形成方法、回路パターン形成方法及び化合物又は樹脂の精製方法 - Google Patents

化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、レジストパターン形成方法、回路パターン形成方法及び化合物又は樹脂の精製方法 Download PDF

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越後 雅敏
佐藤 隆
牧野嶋 高史
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三菱瓦斯化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a compound or resin having a specific structure.
  • the present invention also relates to a material for forming a lower layer film for lithography containing these, a composition containing the material, a lower layer film for lithography obtained from the composition, and a resist or circuit pattern forming method using the composition. Furthermore, it is related with the purification method of the said compound or resin.
  • the light source for lithography used for resist pattern formation is shortened from KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm).
  • KrF excimer laser 248 nm
  • ArF excimer laser (193 nm)
  • simply thinning the resist makes it difficult to obtain a resist pattern film thickness sufficient for substrate processing. Therefore, not only a resist pattern but also a process in which a resist underlayer film is formed between the resist and a semiconductor substrate to be processed and the resist underlayer film also has a function as a mask during substrate processing has become necessary.
  • a material for forming an underlayer film for a multilayer resist process contains at least a resin component having a substituent that generates a sulfonic acid residue and a solvent (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-177668).
  • a resist underlayer film material including a polymer having a specific repeating unit has been proposed as a material for realizing a resist underlayer film for lithography having a lower dry etching rate selection ratio than that of a resist (Patent Document 2 below).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-271838).
  • a repeating unit of acenaphthylenes and a repeating unit having a substituted or unsubstituted hydroxy group are copolymerized.
  • a resist underlayer film material containing a polymer is proposed (see Patent Document 3 below: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-250434).
  • an amorphous carbon underlayer film formed by CVD using methane gas, ethane gas, acetylene gas or the like as a raw material is well known.
  • a resist underlayer film material capable of forming a resist underlayer film by a wet process such as spin coating or screen printing is required.
  • the inventors of the present invention provide a lithographic lower layer containing a naphthalene formaldehyde polymer containing a specific structural unit and an organic solvent as a material that is excellent in optical characteristics and etching resistance and is soluble in a solvent and applicable to a wet process.
  • a film-forming composition (see Patent Document 4: International Publication No. 2009/072465 and Patent Document 5: International Publication No. 2011/034062) is proposed.
  • a silicon nitride film formation method for example, a silicon nitride film formation method (see Patent Document 6 below: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-334869), a silicon nitride film The following CVD formation method (see Patent Document 7: International Publication No. 2004/066377) is known.
  • a material containing a silsesquioxane-based silicon compound is known (Patent Document 8: JP 2007-226170 A and Patent Document 9 below: -226204).
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to form a photoresist underlayer film that is applicable to a compound or resin having a specific structure, a wet process, and excellent in heat resistance and etching resistance.
  • a composition containing the material, a lower layer film for lithography obtained from the composition a method for forming a resist or circuit pattern using the composition, and the compound or resin It is to provide a purification method.
  • a compound represented by the following formula (1) (In the formula (1), R 1 is a 2n-valent group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 to R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • An alkoxy group, m 2 and m 3 are each independently an integer of 0 to 8, and m 4 and m 5 are each independently an integer of 0 to 9, provided that m 4 and m 5 are (At the same time, it is not 0, n is an integer of 1 to 4, and p 2 to p 5 are each independently an integer of 0 to 2.)
  • [2] The compound according to [1], wherein at least one of R 2 and / or at least one of R 3 is an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the compound according to [1] or [2], wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (1a).
  • R 1 to R 5 and n are as defined in the formula (1), m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4, m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5, provided that m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
  • [4] The compound according to [3], wherein the compound represented by the formula (1a) is a compound represented by the following formula (1b).
  • R 1 has the same meaning as that described in Formula (1) above, and R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 6 to 10 carbon atoms.
  • An aryl group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a thiol group, or a hydroxyl group, and R 8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a hydrogen atom, provided that R 8 At least one of —R 11 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and m 6 and m 7 are each independently an integer of 0 to 7.) [5]
  • the compound according to [4], wherein the compound represented by the formula (1b) is represented by the following formula (BiF-1-CH).
  • each R 12 is independently a cyclohexyl group or a hydrogen atom, provided that at least one of R 12 is a cyclohexyl group.
  • the crosslinkable compound is at least one selected from the group consisting of aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid halides, halogen-containing compounds, amino compounds, imino compounds, isocyanates, and unsaturated hydrocarbon group-containing compounds.
  • the resin as described in [7] above.
  • the resin according to [6] which has a structure represented by the following formula (2).
  • R 1 is a 2n-valent group having 1 to 30 carbon atoms
  • R 2 to R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 6 to 10 carbon atoms, An aryl group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, a thiol group, or a hydroxyl group, provided that at least one of R 4 and / or at least one of R 5 has 1 carbon atom Is an alkoxy group having 1 to 30;
  • L is a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or a single bond; and
  • m 2 and m 3 are each independently an integer of 0 to 8.
  • a material for forming an underlayer film for lithography comprising the compound according to any one of [1] to [5] and / or the resin according to any one of [6] to [9].
  • a composition for forming an underlayer film for lithography comprising the material for forming an underlayer film for lithography as described in [10] above and a solvent.
  • composition for forming a lower layer film for lithography as described in [11] or [12], further including an acid generator.
  • a lithography lower layer film formed from the composition for forming a lithography lower layer film according to any one of [11] to [13].
  • a lower layer film is formed on the substrate using the lower layer film forming composition according to any one of [11] to [13], and at least one photoresist layer is formed on the lower layer film.
  • a resist pattern forming method in which, after formation, a predetermined region of the photoresist layer is irradiated with radiation and developed.
  • a lower layer film is formed on the substrate using the lower layer film forming composition according to any one of [11] to [13], and a resist intermediate layer containing silicon atoms is formed on the lower layer film
  • An intermediate layer film is formed by using a film material, and at least one photoresist layer is formed on the intermediate layer film, and then a predetermined region of the photoresist layer is irradiated with radiation and developed to form a resist pattern. Then, the intermediate layer film is etched using the resist pattern as a mask, the lower layer film is etched using the obtained intermediate layer film pattern as an etching mask, and the substrate is formed using the obtained lower layer film pattern as an etching mask.
  • the acidic aqueous solution is one or more mineral acid aqueous solutions selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid, or acetic acid, propionic acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid
  • the purification method according to the above [17] which is one or more organic acid aqueous solutions selected from the group consisting of tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and trifluoroacetic acid.
  • a compound or resin having a specific structure, a wet process can be applied, and it is useful for forming a photoresist underlayer film having excellent heat resistance and etching resistance. It is possible to provide a composition containing materials, an underlayer film for lithography obtained from the composition, a method for forming a resist or circuit pattern using the composition, and a method for purifying the compound or resin.
  • the compound of the present invention is represented by the following formula (1). Since the compound of the present invention is thus configured, it has high heat resistance, a relatively high carbon concentration, a relatively low oxygen concentration, and a high solvent solubility.
  • R 1 is a 2n-valent group having 1 to 30 carbon atoms, and each aromatic ring is bonded through this R 1 .
  • Examples of the 2n-valent group include those having a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group includes a bridged alicyclic hydrocarbon group.
  • the 2n-valent group may have a double bond, a hetero atom, or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 2 to R 5 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; 1 to 30 carbon atoms
  • at least one of R 4 and / or at least one of R 5 is an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms.
  • n is an integer of 1 to 4.
  • p 2 to p 5 are each independently an integer of 0 to 2. Incidentally, for example, if p 2 is 0, the corresponding aromatic ring becomes a benzene ring, the corresponding aromatic ring is a naphthalene ring when p2 is 1. Further, when p2 is 3, the corresponding aromatic ring is a three-membered aromatic ring such as anthracene.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include linear, branched or cyclic alkyl groups or alkenyl groups.
  • the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is selected from a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group consisting of a combination of two or more thereof.
  • the alicyclic hydrocarbon group includes a bridged alicyclic hydrocarbon group.
  • the alkoxy group may have a double bond, a hetero atom, or a halogen atom.
  • the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a cyclobutyloxy group, a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, or a cyclohexenyloxy group.
  • the compound represented by the formula (1) has a relatively low molecular weight, but has high heat resistance due to the rigidity of its structure, and therefore can be used under high temperature baking conditions.
  • the substrate has a relatively low molecular weight and low viscosity, it is easy to uniformly fill every corner of a step even on a substrate having a step (particularly, a fine space or a hole pattern).
  • the material for forming a lower layer film for lithography using the same can be relatively advantageously enhanced in embedding characteristics and planarization characteristics.
  • it is a compound having a relatively high carbon concentration, high etching resistance is also imparted.
  • it since it has an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, further solvent solubility and quality stabilization are achieved.
  • the compound represented by the formula (1) is an alkoxy group in which at least one of R 2 and / or at least one of R 3 has 1 to 30 carbon atoms from the viewpoint of easy crosslinking and solubility in an organic solvent. It is preferable that In addition, when R 2 and R 3 are an aryl group having 6 to 10 carbon atoms having a substituent, the substituent is preferably a substituent not containing an oxygen atom.
  • the compound represented by the formula (1) is more preferably a compound represented by the following formula (1a) from the viewpoint of raw material supply.
  • R 1 to R 5 and n have the same meaning as described in the formula (1).
  • m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4
  • m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5.
  • m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
  • the compound represented by the formula (1a) is more preferably a compound represented by the following formula (1b) from the viewpoint of solubility in an organic solvent.
  • R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a thiol group, or a hydroxyl group.
  • R 8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • R 8 to R 11 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the above alkyl group and alkenyl group may be linear, branched or cyclic.
  • m 6 and m 7 are each independently an integer of 0 to 7.
  • the compound represented by the formula (1b) is particularly preferably a compound represented by the following formula (BiF-1-CH) from the viewpoint of further solubility in an organic solvent.
  • R 12 are each independently a cyclohexyl group or a hydrogen atom from the viewpoint of quality stabilization. However, at least one of R 12 is a cyclohexyl group.
  • R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1), m 8 and m 9 are each independently an integer of 0 to 6, m 10 and m 11 Are each independently an integer of 0 to 7. However, m 10 and m 11 are not 0 at the same time.
  • R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1).
  • m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4
  • m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5.
  • m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
  • R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1), m 8 and m 9 are each independently an integer of 0 to 6, and m 10 and m 11 are Each independently represents an integer of 0 to 7. However, m 10 and m 11 are not 0 at the same time.
  • R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1).
  • m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4
  • m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5.
  • m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
  • R 12 has the same meaning as described for the formula (BiF-1-CH).
  • the compound represented by the formula (1) used in the present invention can be appropriately synthesized by applying a known technique, and the synthesis technique is not particularly limited.
  • the above-mentioned formula can be obtained by subjecting biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols or bianthraceneol and a corresponding aldehyde or ketone to a polycondensation reaction under an acid catalyst under normal pressure.
  • a compound that is a precursor of the compound represented by (1) (a compound in which at least one of R 4 and / or at least one of R 5 that is an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is a hydroxyl group in the formula (1) ) Can be obtained. Moreover, it can also carry out under pressure as needed.
  • biphenols examples include, but are not limited to, biphenol, methyl biphenol, methoxy binaphthol, and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, it is more preferable to use biphenol from the viewpoint of stable supply of raw materials.
  • bithiophenols examples include, but are not limited to, bithiophenol, methylbithiophenol, methoxybithiophenol, and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, it is more preferable to use bithiophenol from the viewpoint of stable supply of raw materials.
  • binaphthols examples include, but are not limited to, binaphthol, methyl binaphthol, methoxy binaphthol, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use binaphthol in terms of increasing the carbon atom concentration and improving heat resistance.
  • bithionaphthols examples include, but are not limited to, bithionaphthol, methylbithionaphthol, methoxybithionaphthol, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use bithionaphthol in terms of increasing the carbon atom concentration and improving heat resistance.
  • aldehydes examples include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butyraldehyde, hexylaldehyde, decylaldehyde, undecylaldehyde, phenylacetaldehyde, phenylpropylaldehyde, furfural, benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, fluorobenzaldehyde, Chlorobenzaldehyde, Nitrobenzaldehyde, Methylbenzaldehyde, Dimethylbenzaldehyde, Ethylbenzaldehyde, Propylbenzaldehyde, Butylbenzaldehyde, Cyclohexylbenzaldehyde, Benzaldehyde, Hydroxybenzaldehyde, Fluorobenzaldehyde, Chlorobenzaldehyde
  • ketones examples include acetone, methyl ethyl ketone, cyclobutanone, cyclopentanone, cyclohexanone, norbornanone, tricyclohexanone, tricyclodecanone, adamantanone, fluorenone, benzofluorenone, acenaphthenequinone, acenaphthenone, anthraquinone, and the like. However, it is not particularly limited to these. These can be used alone or in combination of two or more.
  • cyclopentanone cyclohexanone, norbornanone, tricyclohexanone, tricyclodecanone, adamantanone, fluorenone, benzofluorenone, acenaphthenequinone, acenaphthenone and anthraquinone from the viewpoint of giving high heat resistance.
  • the acid catalyst used in the reaction can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited.
  • inorganic acids and organic acids are widely known.
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, oxalic acid, malonic acid, and succinic acid.
  • Adipic acid sebacic acid, citric acid, fumaric acid, maleic acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid Organic acids such as naphthalenedisulfonic acid, Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride, boron trifluoride, or solid acids such as silicotungstic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid or phosphomolybdic acid Although it is mentioned, it is not specifically limited to these.
  • an organic acid and a solid acid are preferable from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferably used from the viewpoint of production such as availability and ease of handling.
  • an acid catalyst 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the amount of the acid catalyst used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, and the reaction conditions, and is not particularly limited, but is 0.01 to 100 per 100 parts by mass of the reactive raw material. It is preferable that it is a mass part.
  • a reaction solvent may be used.
  • the reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction of aldehydes or ketones to be used with biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols, or bianthracenediol proceeds. It can be appropriately selected from those used. Examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, or a mixed solvent thereof.
  • a solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the amount of these solvents used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, and the reaction conditions, and is not particularly limited, but is 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. It is preferable that it is the range of these.
  • the reaction temperature in the reaction can be appropriately selected according to the reactivity of the reaction raw material, and is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 200 ° C.
  • the reaction temperature is preferably high, and specifically, a range of 60 to 200 ° C. is preferable.
  • the reaction method can be appropriately selected from known methods, and is not particularly limited. However, biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols or bianthracenediol, aldehydes or ketones, There are a method in which the catalyst is charged all at once, and a method in which biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols, bianthracenediol, aldehydes, or ketones are dropped in the presence of the catalyst.
  • the obtained compound can be isolated according to a conventional method, and is not particularly limited.
  • a general method is adopted such as raising the temperature of the reaction vessel to 130-230 ° C. and removing volatile matter at about 1-50 mmHg.
  • the target compound can be obtained.
  • Preferable reaction conditions are 1.0 mol to excess of biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols or bianthracenediol, and 0.
  • the reaction proceeds by using 001 to 1 mol and reacting at 50 to 150 ° C. for 20 minutes to 100 hours at normal pressure.
  • the target product can be isolated by a known method.
  • the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate the reaction product, cooled to room temperature, filtered and separated, and the resulting solid is filtered and dried, followed by column chromatography.
  • the compound which becomes the precursor of the compound represented by the formula (1), which is the target product can be obtained by separating and purifying from the by-product, and performing solvent distillation, filtration and drying.
  • the obtained precursor compound is represented by the above formula (1).
  • the method for replacing the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group with a monovalent group having 1 to 30 carbon atoms is not particularly limited.
  • the precursor compound is reacted with a halogenated hydrocarbon compound in the presence of a base catalyst. Can be obtained by dehydrohalogenation reaction.
  • the halogenated hydrocarbon compound is not particularly limited, but a halogenated hydrocarbon compound having 1 to 30 carbon atoms is preferably used.
  • the halogenated hydrocarbon compound is composed of a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a group composed of two or more thereof, and a halogen atom.
  • the alicyclic hydrocarbon group includes a bridged alicyclic hydrocarbon group.
  • the halogenated hydrocarbon compound may have a double bond, a hetero atom, or another type of halogen atom.
  • Halogenated hydrocarbon compounds include, for example, methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, propyl chloride, propyl bromide, propyl iodide, butyl chloride, butyl bromide, butyl iodide, heptyl chloride, heptyl bromide, iodine
  • Examples include heptyl chloride, hexyl chloride, hexyl bromide, hexyl iodide, decyl chloride, decyl bromide, decyl iodide, and a compound selected from the group represented by the following formula (5), but are not particularly limited thereto. . These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • Y shows a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
  • a base catalyst sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, ammonia, sodium hydroxide, etc.
  • 0.1 to 10 mol of the halogenated hydrocarbon compound can be reacted at 0 to 150 ° C. for about 0.5 to 20 hours with respect to 1 mol of the precursor compound.
  • the compound represented by the formula (1) can be obtained by filtration, washing with alcohols such as methanol, washing with water, separation by filtration, and drying.
  • the compound represented by the formula (1) used in the present embodiment can also be obtained by introducing an alkoxy group into biphenols and the like and then reacting with aldehydes and ketones. There is no particular limitation.
  • the compound represented by the formula (1) can be used as it is as a material for forming a lower layer film for lithography. Moreover, it can be used also as resin obtained by using the compound represented by said Formula (1) as a monomer. For example, it can also be used as a resin obtained by reacting a compound represented by the formula (1) with a compound having crosslinking reactivity. Examples of the resin obtained using the compound represented by the formula (1) as a monomer include those having a structure represented by the following formula (2). That is, the lower layer film forming material for lithography of the present embodiment may contain a resin having a structure represented by the following formula (2).
  • R 1 to R 5 are m 2 to m 5 , n, and p 2 to p 5 are the same as those described in formula (1).
  • L is a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or a single bond.
  • the compound having crosslinking reactivity a known compound can be used without particular limitation as long as the compound represented by the formula (1) can be oligomerized or polymerized.
  • Specific examples of the compound having crosslinking reactivity include aldehyde, ketone, carboxylic acid, carboxylic acid halide, halogen-containing compound, amino compound, imino compound, isocyanate, unsaturated hydrocarbon group-containing compound, and the like. It is not specifically limited to these.
  • the compound represented by the formula (1) is novolakized by a condensation reaction with an aldehyde that is a crosslinking-reactive compound. Resin.
  • aldehyde for example, formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, phenylpropylaldehyde, hydroxybenzaldehyde
  • examples thereof include, but are not limited to, chlorobenzaldehyde, nitrobenzaldehyde, methylbenzaldehyde, ethylbenzaldehyde, butylbenzaldehyde, biphenylaldehyde, naphthaldehyde, anthracenecarbaldehyde, phenanthrenecarbaldehyde, pyrenecarbaldehyde, and furfural.
  • aldehydes can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the amount of the aldehyde used is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 5 mol, more preferably 0.5 to 2 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (1). is there.
  • a catalyst may be used.
  • the acid catalyst used here can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited.
  • inorganic acids and organic acids are widely known.
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, oxalic acid, malonic acid, and succinic acid.
  • Adipic acid sebacic acid, citric acid, fumaric acid, maleic acid, formic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid Organic acids such as naphthalenedisulfonic acid, Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride, boron trifluoride, or solid acids such as silicotungstic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid or phosphomolybdic acid Although it is mentioned, it is not specifically limited to these.
  • organic acids and solid acids are preferable from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferable from the viewpoint of production such as availability and ease of handling.
  • an acid catalyst 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the amount of the acid catalyst used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, and the reaction conditions, and is not particularly limited, but is 0.01 to 100 per 100 parts by mass of the reactive raw material. It is preferable that it is a mass part.
  • indene hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, norbornadiene, 5-vinylnorborna-2-ene, ⁇ -pinene, ⁇ -pinene
  • aldehydes are not necessarily required.
  • a reaction solvent can also be used.
  • the reaction solvent in this polycondensation can be appropriately selected from known solvents and is not particularly limited. Examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane, and mixed solvents thereof. Illustrated.
  • a solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the amount of these solvents used can be appropriately set according to the raw material used, the type of catalyst used, and the reaction conditions, and is not particularly limited, but is 0 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction raw material. It is preferable that it is the range of these.
  • the reaction temperature can be appropriately selected according to the reactivity of the reaction raw material, and is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 200 ° C.
  • reaction method can select and use a well-known method suitably, although it does not specifically limit,
  • the method of charging the compound represented by said Formula (1), aldehydes, and a catalyst collectively, said Formula (1) There is a method in which a compound or an aldehyde represented by (2) is dropped in the presence of a catalyst.
  • the obtained compound can be isolated according to a conventional method, and is not particularly limited.
  • a general method is adopted such as raising the temperature of the reaction vessel to 130-230 ° C. and removing volatile matter at about 1-50 mmHg.
  • a novolak resin as the target product can be obtained.
  • the resin having the structure represented by the formula (2) may be a homopolymer of the compound represented by the formula (1), but is a copolymer with other phenols. May be.
  • the copolymerizable phenols include phenol, cresol, dimethylphenol, trimethylphenol, butylphenol, phenylphenol, diphenylphenol, naphthylphenol, resorcinol, methylresorcinol, catechol, butylcatechol, methoxyphenol, methoxyphenol, Although propylphenol, pyrogallol, thymol, etc. are mentioned, it is not specifically limited to these.
  • the resin having the structure represented by the formula (2) may be copolymerized with a polymerizable monomer in addition to the other phenols described above.
  • the copolymerization monomer include naphthol, methylnaphthol, methoxynaphthol, dihydroxynaphthalene, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene.
  • the resin having the structure represented by the above formula (2) is a binary or more (for example, 2-4 quaternary) copolymer of the compound represented by the above formula (1) and the above-described phenols. Even if it is a binary or more (for example, 2-4 quaternary) copolymer of the compound represented by the formula (1) and the above-mentioned copolymerization monomer, it is represented by the formula (1). It may be a ternary or more (for example, ternary to quaternary) copolymer of the above compound, the above-mentioned phenols, and the above-mentioned copolymerization monomer.
  • the molecular weight of the resin having the structure represented by the formula (2) is not particularly limited, but the polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) is preferably 500 to 30,000, more preferably 750 to 20,000. Further, from the viewpoint of increasing the crosslinking efficiency and suppressing the volatile components in the baking, the resin having the structure represented by the formula (2) has a dispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) of 1.2. Those within the range of ⁇ 7 are preferred. The Mn can be obtained by the method described in Examples described later.
  • the resin obtained by using the compound having the structure represented by the formula (1) and the compound such as the resin having the structure represented by the formula (2) as a monomer makes it easier to apply a wet process.
  • the solvent has high solubility. More specifically, when these compounds and / or resins use 1-methoxy-2-propanol (PGME) and / or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent, the solubility in the solvent is 10% by mass or more. It is preferable that Here, the solubility in PGMEA and / or PGMEA is defined as “mass of compound or resin ⁇ (mass of compound or resin + mass of solvent) ⁇ 100 (mass%)”. For example, when 10 g of the compound or resin is dissolved in 90 g of PGMEA, the solubility of the resin in PGMEA is “10% by mass or more”, and when it is not dissolved, it is “less than 10% by mass”.
  • the material for forming an underlayer film for lithography contains at least one substance selected from the group consisting of the compound represented by the formula (1) and the resin obtained using the compound as a monomer.
  • the substance is preferably 25 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and further preferably 75 to 100% by mass in the lower layer film forming material for lithography. It is especially preferable that it is 100 mass%.
  • the lower layer film forming material for lithography of the present embodiment may include a known lower layer film forming material for lithography and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • composition for forming underlayer film for lithography contains the material for forming a lower layer film for lithography and a solvent.
  • solvent As the solvent used in the present embodiment, a known solvent can be appropriately used as long as the lower layer film forming material for lithography is at least soluble.
  • the solvent include, for example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, cellosolv solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, methyl acetate, and acetic acid.
  • ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone
  • cellosolv solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, methyl acetate, and acetic acid.
  • Ester solvents such as ethyl, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, methyl hydroxyisobutyrate, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, 1-ethoxy-2-propanol (PGME), toluene, Although aromatic hydrocarbons, such as xylene and anisole, etc. are mentioned, It does not specifically limit to these. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • cyclohexanone propylene glycol monomethyl ether
  • propylene glycol monomethyl ether acetate propylene glycol monomethyl ether acetate
  • ethyl lactate propylene glycol monomethyl ether acetate
  • ethyl lactate methyl hydroxyisobutyrate
  • 1-methoxy-2-propanol and anisole are particularly preferable from the viewpoint of safety.
  • the content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and film formation, it is preferably 100 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the lower layer film-forming material, and 200 to 5, The amount is more preferably 000 parts by mass, and still more preferably 300 to 1,000 parts by mass.
  • composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain components such as a crosslinking agent and an acid generator, if necessary.
  • these optional components will be described.
  • the composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain a crosslinking agent as necessary from the viewpoint of suppressing intermixing.
  • a crosslinking agent that can be used in the present embodiment include double bonds such as melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds or urea compounds, epoxy compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, alkenyl ether groups, and the like.
  • these crosslinking agents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. These may be used as additives, but these crosslinkable groups may be introduced as pendant groups in the polymer side chain.
  • a compound containing a hydroxy group can also be used as a crosslinking agent.
  • the melamine compound include, for example, hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxymethylated or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine And a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof.
  • epoxy compound examples include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triethylolethane triglycidyl ether, and the like.
  • the guanamine compound include, for example, tetramethylolguanamine, tetramethoxymethylguanamine, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethylguanamine, tetraacyloxyguanamine, Examples thereof include compounds in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolguanamine are acyloxymethylated, or mixtures thereof.
  • glycoluril compound examples include, for example, tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxymethylated, or a mixture thereof, Examples thereof include compounds in which 1 to 4 methylol groups of methylol glycoluril are acyloxymethylated, or mixtures thereof.
  • urea compound examples include, for example, tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethylated or a mixture thereof, tetramethoxyethyl urea, and the like.
  • the compound containing an alkenyl ether group include, for example, ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neo Pentyl glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, etc. Can be mentioned.
  • the content of the crosslinking agent is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the material for forming a lower layer film for lithography.
  • the amount is more preferably 10 to 40 parts by mass, and further preferably 15 to 35 parts by mass.
  • the composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain an acid generator as necessary from the viewpoint of further promoting a crosslinking reaction by heat.
  • an acid generator those that generate acid by thermal decomposition and those that generate acid by light irradiation are known, and any of them can be used.
  • R 101a , R 101b and R 101c are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, and 6 to 6 carbon atoms.
  • 20 aryl groups, aralkyl groups having 7 to 12 carbon atoms, or aryloxoalkyl groups, part or all of hydrogen atoms of these groups may be substituted with alkoxy groups or the like.
  • R 101b and R 101c may form a ring. When a ring is formed, R 101b and R 101c each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • K ⁇ represents a non-nucleophilic counter ion.
  • R 101d , R 101e , R 101f and R 101g are each independently represented by adding a hydrogen atom to R 101a , R 101b and R 101c .
  • R 101d and R 101e , R 101d and R 101e and R 101f may form a ring, and in the case of forming a ring, R 101d and R 101e and R 101d , R 101e and R 101f have 3 carbon atoms.
  • R 101a , R 101b , R 101c , R 101d , R 101e , R 101f and R 101g may be the same as or different from each other.
  • examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and cyclopentyl.
  • alkenyl group examples include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group.
  • oxoalkyl group examples include a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and the like.
  • a 2-oxopropyl group, a 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, a 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned.
  • Examples of the oxoalkenyl group include a 2-oxo-4-cyclohexenyl group and a 2-oxo-4-propenyl group.
  • Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group.
  • Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, dimethylphenyl groups, etc.
  • Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like.
  • the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group.
  • 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group, etc. Groups and the like.
  • Non-nucleophilic counter ions of K 2 ⁇ include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate, fluoroalkyl sulfonates such as 1,1,1-trifluoroethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, tosylate, and benzenesulfonate.
  • Aryl sulfonates such as 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.
  • the heteroaromatic ring may be an imidazole derivative (for example, imidazole, 4-methyl Imidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline etc.), pyrrolidine derivatives (eg pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N- Methylpyrrolidone etc.), imidazoline derivatives, imidazolidine derivatives, pyridine derivatives (eg pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethylpyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyri
  • imidazole derivative for example, imidazole, 4-methyl Imidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, etc.
  • the formula (P1a-1) and the formula (P1a-2) are effective as both a photoacid generator and a thermal acid generator, but the formula (P1a-3) acts as a thermal acid generator.
  • R 102a and R 102b each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 103 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 104a and R 104b each independently represent a 3-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms.
  • K ⁇ represents a non-nucleophilic counter ion.
  • R 102a and R 102b include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group.
  • R 103 includes methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene. Group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclooctylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like.
  • R 104a and R 104b include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group.
  • K - is the formula (P1a-1), can be exemplified the same ones as described in (P1a-2) and (P1a-3).
  • R 105 and R 106 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or halogen. An aryl group or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group for R 105 and R 106 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, Examples include amyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like.
  • halogenated alkyl group examples include a trifluoromethyl group, 1,1,1-trifluoroethyl group, 1,1,1-trichloroethyl group, nonafluorobutyl group, and the like.
  • aryl group an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, or an m-tert-butoxyphenyl group
  • alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and dimethylphenyl group.
  • halogenated aryl group examples include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group.
  • aralkyl group examples include a benzyl group and a phenethyl group.
  • R 107 , R 108 and R 109 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or aryl having 6 to 20 carbon atoms.
  • R 108 and R 109 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • R 108 and R 109 each represent a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. .
  • Examples of the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group, and aralkyl group of R 107 , R 108 , and R 109 include the same groups as those described for R 105 and R 106 .
  • Examples of the alkylene group for R 108 and R 109 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group.
  • R 101a and R 101b are the same as described above.
  • R 110 represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and part or all of the hydrogen atoms of these groups May further be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group.
  • R 111 represents a linear, branched or substituted alkyl group, alkenyl group, alkoxyalkyl group, phenyl group, or naphthyl group having 1 to 8 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are further An alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; a phenyl group optionally substituted with an alkyl group, alkoxy group, nitro group or acetyl group having 1 to 4 carbon atoms; a heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms; Alternatively, it may be substituted with a chlorine atom or a fluorine atom.
  • examples of the arylene group of R 110 include a 1,2-phenylene group and a 1,8-naphthylene group.
  • examples of the alkylene group include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, phenylethylene group, norbornane-2,3-diyl group and the like.
  • examples of the alkenylene group include a 1,2-vinylene group, a 1-phenyl-1,2-vinylene group, and a 5-norbornene-2,3-diyl group.
  • Examples of the alkyl group for R 111 include the same groups as R 101a to R 101c .
  • alkenyl groups include vinyl, 1-propenyl, allyl, 1-butenyl, 3-butenyl, isoprenyl, 1-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, dimethylallyl, Examples include a hexenyl group, a 3-hexenyl group, a 5-hexenyl group, a 1-heptenyl group, a 3-heptenyl group, a 6-heptenyl group, and a 7-octenyl group.
  • alkoxyalkyl group examples include methoxymethyl group, ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, pentyloxymethyl group, hexyloxymethyl group, heptyloxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, Butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, hexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxypropyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, methoxypentyl group, ethoxypentyl group, A methoxyhexyl group, a methoxyheptyl group, etc. are mentioned.
  • examples of the optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group.
  • examples of the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group and the like.
  • Examples of the phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group include a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, a p-acetylphenyl group, p -Nitrophenyl group and the like.
  • Examples of the heteroaromatic group having 3 to 5 carbon atoms include a pyridyl group and a furyl group.
  • tetramethylammonium trifluoromethanesulfonate tetramethylammonium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium nonafluorobutanesulfonate, pyridinium nonafluorobutanesulfonate, triethylammonium camphorsulfonate, pyridinium camphorsulfonate, nona Tetra n-butylammonium fluorobutanesulfonate, tetraphenylammonium nonafluorobutanesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, phenyliodonium trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, p-Toluenesulf
  • triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid Triphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid cyclohexylmethyl (2-oxo
  • the content of the acid generator is not particularly limited, but is 0.1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the material for forming a lower layer film for lithography. It is preferably 0.5 to 40 parts by mass, more preferably 1.0 to 30 parts by mass. When the amount is within the above range, the acid generation amount tends to increase and the crosslinking reaction tends to be enhanced, and the occurrence of a mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed.
  • composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain a basic compound from the viewpoint of improving storage stability.
  • the basic compound serves as a quencher for the acid to prevent the acid generated in a trace amount from the acid generator from causing the crosslinking reaction to proceed.
  • Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl groups. Nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds, amide derivatives, imide derivatives, and the like, but are not particularly limited thereto.
  • the primary aliphatic amines include ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentyl.
  • Examples include amine, tert-amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine and the like.
  • secondary aliphatic amines include dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, dicyclopentylamine.
  • tertiary aliphatic amines include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine, tripentylamine, tripentylamine, Cyclopentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, tricetylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylmethylenediamine, Examples thereof include N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyltetraethylenepentamine and the like.
  • the mixed amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, benzyldimethylamine and the like.
  • aromatic amines and heterocyclic amines include aniline derivatives (for example, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3- Methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5- Dinitroaniline, N, N-dimethyltoluidine, etc.), diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminona
  • nitrogen-containing compound having a carboxy group examples include aminobenzoic acid, indolecarboxylic acid, amino acid derivatives (for example, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, Leucine, methionine, phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine) and the like.
  • aminobenzoic acid for example, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, Leucine, methionine, phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalan
  • nitrogen-containing compound having a sulfonyl group examples include 3-pyridinesulfonic acid and pyridinium p-toluenesulfonate.
  • nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, and alcoholic nitrogen-containing compounds include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, 3-indolemethanol hydrate, mono Ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2'-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4- Amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) ethyl]
  • amide derivative examples include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like.
  • imide derivative examples include phthalimide, succinimide, maleimide and the like.
  • the content of the basic compound is not particularly limited, but is 0.001 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the material for forming the lower layer film for lithography. More preferably, it is more preferably 0.01 to 1 part by mass, and even more preferably 0.05 to 0.5 part by mass. By setting it in the above range, the storage stability tends to be enhanced without excessively impairing the crosslinking reaction.
  • the composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain other resins and / or compounds for the purpose of imparting thermosetting properties and controlling absorbance.
  • other resins and / or compounds include naphthol resins, xylene resins, naphthol-modified resins, phenol-modified resins of naphthalene resins, polyhydroxystyrene, dicyclopentadiene resins, (meth) acrylates, dimethacrylates, trimethacrylates, tetra Resins containing no heterocyclic ring or aromatic ring such as methacrylate, vinyl naphthalene, polyacenaphthylene and other naphthalene rings, phenanthrenequinone, biphenyl rings such as fluorene, hetero rings having hetero atoms such as thiophene and indene; rosin resins; Examples thereof include resins or compounds containing an alicyclic
  • the underlayer film for lithography of this embodiment is formed using the above-described composition for forming an underlayer film for lithography.
  • the multilayer resist pattern forming method of the present embodiment includes forming a lower layer film on the substrate using the above-described composition for forming a lower layer film for lithography, and at least one photoresist layer on the lower layer film. After forming the film, a desired region of the photoresist layer can be irradiated with radiation and developed.
  • the multilayer resist pattern forming method of the present embodiment includes forming a lower layer film on the substrate using the above-described lithography lower layer film forming material, and a resist intermediate layer film containing silicon atoms on the lower layer film
  • An intermediate layer film is formed using a material, and at least one photoresist layer is formed on the intermediate layer film, and then a desired region of the photoresist layer is irradiated with radiation and developed to form a resist pattern.
  • the intermediate layer film is etched using the resist pattern as a mask, the lower layer film is etched using the obtained intermediate layer film pattern as an etching mask, and the substrate is etched using the obtained lower layer film pattern as an etching mask.
  • a pattern can be formed on the substrate.
  • the formation method of the underlayer film for lithography of the present embodiment is not particularly limited as long as it is formed from the above-described composition for forming an underlayer film for lithography, and a technique known in the art can be applied. .
  • a technique known in the art can be applied.
  • the organic solvent is volatilized and removed to remove the lower layer.
  • a film can be formed.
  • the baking temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 80 to 450 ° C., more preferably 200 to 400 ° C.
  • the baking time is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 to 300 seconds.
  • the thickness of the lower layer film can be appropriately selected according to the required performance and is not particularly limited, but is usually preferably about 30 to 20,000 nm, more preferably 50 to 15,000 nm. It is preferable.
  • a silicon-containing resist layer is formed thereon, or a single-layer resist made of ordinary hydrocarbons.
  • a silicon-containing intermediate layer is formed thereon, and further thereon.
  • a single-layer resist layer not containing silicon is produced. In this case, a well-known thing can be used as a photoresist material for forming this resist layer.
  • a silicon-containing resist layer or a single layer resist made of normal hydrocarbon is formed on the lower layer film, and in the case of a three-layer process, a silicon-containing layer is formed on the lower layer film.
  • a single-layer resist layer not containing silicon can be produced on the intermediate layer and further on the silicon-containing intermediate layer.
  • the photoresist material for forming the resist layer can be appropriately selected from known materials and is not particularly limited.
  • a silicon-containing resist material for a two-layer process from the point of resistance to oxygen gas etching, a silicon atom-containing polymer such as a polysilsesquioxane derivative or a vinylsilane derivative is used as a base polymer, and an organic solvent, an acid generator, If necessary, a positive photoresist material containing a basic compound or the like is preferably used.
  • a silicon atom-containing polymer a known polymer used in this type of resist material can be used.
  • a polysilsesquioxane-based intermediate layer is preferably used as the silicon-containing intermediate layer for the three-layer process.
  • the intermediate layer With an effect as an antireflection film, reflection can be suppressed.
  • the k value increases and the substrate reflection tends to increase, but by suppressing the reflection in the intermediate layer, The substrate reflection can be reduced to 0.5% or less.
  • polysilsesquioxane crosslinked with acid or heat into which a light absorbing group having a phenyl group or a silicon-silicon bond is introduced is preferably used for 193 nm exposure.
  • an intermediate layer formed by a Chemical-Vapor-deposition (CVD) method can be used.
  • a SiON film is known as an intermediate layer having a high effect as an antireflection film manufactured by a CVD method.
  • the formation of the intermediate layer by a wet process such as spin coating or screen printing has a simpler and more cost-effective advantage than the CVD method.
  • the upper layer resist in the three-layer process may be either a positive type or a negative type, and the same one as a commonly used single layer resist can be used.
  • the lower layer film of this embodiment can also be used as an antireflection film for a normal single layer resist or a base material for suppressing pattern collapse. Since the lower layer film of this embodiment is excellent in etching resistance for the base processing, it can be expected to function as a hard mask for the base processing.
  • a wet process such as spin coating or screen printing is preferably used as in the case of forming the lower layer film.
  • prebaking is usually performed, but this prebaking is preferably performed at 80 to 180 ° C. for 10 to 300 seconds.
  • a resist pattern can be obtained by performing exposure, post-exposure baking (PEB), and development.
  • the thickness of the resist film is not particularly limited, but is generally preferably 30 to 500 nm, more preferably 50 to 400 nm.
  • the exposure light may be appropriately selected and used according to the photoresist material to be used.
  • high energy rays having a wavelength of 300 nm or less, specifically, 248 nm, 193 nm, 157 nm excimer laser, 3 to 20 nm soft X-ray, electron beam, X-ray and the like can be mentioned.
  • the resist pattern formed by the above method is one in which pattern collapse is suppressed by the lower layer film of this embodiment. Therefore, by using the lower layer film of this embodiment, a finer pattern can be obtained, and the exposure amount necessary for obtaining the resist pattern can be reduced.
  • gas etching is preferably used as the etching of the lower layer film in the two-layer process.
  • gas etching etching using oxygen gas is suitable.
  • an inert gas such as He or Ar, or CO, CO 2 , NH 3 , SO 2 , N 2 , NO 2 or H 2 gas may be added.
  • gas etching can be performed only with CO, CO 2 , NH 3 , N 2 , NO 2, and H 2 gas without using oxygen gas.
  • the latter gas is used for side wall protection for preventing undercut of the pattern side wall.
  • gas etching is also preferably used in the etching of the intermediate layer in the three-layer process.
  • the gas etching the same gas etching as that described in the above two-layer process can be applied.
  • the processing of the intermediate layer in the three-layer process is preferably performed using a fluorocarbon gas and a resist pattern as a mask.
  • the lower layer film can be processed by, for example, oxygen gas etching using the intermediate layer pattern as a mask.
  • a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed by a CVD method, an ALD method, or the like.
  • the method for forming the nitride film is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-334869 (Patent Document 6) and WO 2004/066377 (Patent Document 7).
  • a photoresist film can be formed directly on such an intermediate film, but an organic antireflection film (BARC) is formed on the intermediate film by spin coating, and a photoresist film is formed thereon. May be.
  • an intermediate layer based on polysilsesquioxane is also preferably used.
  • the resist intermediate layer film is an antireflection film.
  • reflection can be suppressed.
  • Specific examples of the material for the polysilsesquioxane-based intermediate layer are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-226170 (the above-mentioned Patent Document 8) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-226204 (the above-mentioned Patent Document 9). Has been.
  • the next substrate can be etched by a conventional method.
  • the etching is mainly made of a chlorofluorocarbon gas, and if p-Si, Al, or W is used, a chlorine or bromine gas is used. Etching mainly composed of can be performed.
  • the substrate processing is etched with chlorofluorocarbon gas, the silicon-containing resist of the two-layer resist process and the silicon-containing intermediate layer of the three-layer process are peeled off simultaneously with the substrate processing.
  • the silicon-containing resist layer or the silicon-containing intermediate layer is separately peeled, and generally, dry etching peeling with a chlorofluorocarbon-based gas is performed after the substrate is processed. .
  • the lower layer film of this embodiment is excellent in the etching resistance of these substrates.
  • a substrate known in the art can be appropriately selected and used, and is not particularly limited, but Si, ⁇ -Si, p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, Al, etc. Is mentioned.
  • the substrate may be a laminate having a film to be processed (substrate to be processed) on a base material (support). Examples of such processed films include various low-k films such as Si, SiO 2 , SiON, SiN, p-Si, ⁇ -Si, W, W-Si, Al, Cu, and Al-Si, and their stopper films. In general, a material different from the base material (support) is used.
  • the thickness of the substrate to be processed or the film to be processed is not particularly limited, but is usually preferably about 50 to 10,000 nm, more preferably 75 to 5,000 nm.
  • the method for purifying a compound or resin in the present embodiment includes an organic solvent which is not arbitrarily miscible with water and a solution containing a compound represented by the formula (1) or a resin obtained using the compound as a monomer (hereinafter referred to as solution (A). And an acidic aqueous solution are contacted and extracted.
  • solution (A) a solution containing a compound represented by the formula (1) or a resin obtained using the compound as a monomer
  • solution (A) a solution containing a compound represented by the formula (1) or a resin obtained using the compound as a monomer
  • solution (A) a solution containing a compound represented by the formula (1) or a resin obtained using the compound as a monomer
  • solution (A) a solution containing a compound represented by the formula (1) or a resin obtained using the compound as a monomer
  • acidic aqueous solution are contacted and extracted.
  • the content of various metals that can be contained as impurities in the compound or the resin can be reduced.
  • the compound or resin used in the present embodiment may be used alone or in combination of two or more.
  • the compound or the resin may contain various surfactants, various crosslinking agents, various acid generators, various stabilizers, and the like.
  • the organic solvent that is arbitrarily immiscible with water used in the present invention is not particularly limited, but an organic solvent that can be safely applied to a semiconductor manufacturing process is preferable.
  • the amount of the organic solvent used is usually about 1 to 100 times by mass with respect to the compound or the resin.
  • solvent used examples include ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and isoamyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone and cyclopentanone.
  • ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether
  • esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and isoamyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone and cyclopentanone.
  • Ketones such as 2-heptanone and 2-pentanone, glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, n- Aliphatic hydrocarbons such as hexane and n-heptane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenation such as methylene chloride and chloroform Hydrogen, etc. can be mentioned.
  • glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate
  • n- Aliphatic hydrocarbons such as hexane and n-heptane
  • toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate and the like are preferable, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferable, More preferred are methyl isobutyl ketone and ethyl acetate.
  • Methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, and the like have a relatively high saturation solubility and a relatively low boiling point of the compound or the resin, thereby reducing the load in the process of removing the solvent industrially or by drying. It becomes possible.
  • These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the acidic aqueous solution used in the present invention is appropriately selected from aqueous solutions in which generally known organic and inorganic compounds are dissolved in water.
  • aqueous solutions in which generally known organic and inorganic compounds are dissolved in water.
  • an aqueous solution in which a mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid is dissolved in water, or acetic acid, propionic acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid
  • Examples thereof include an aqueous solution (organic acid aqueous solution) in which an organic acid such as citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid and the like is dissolved in water.
  • acidic aqueous solutions can be used alone or in combination of two or more.
  • aqueous solutions of sulfuric acid, nitric acid, and carboxylic acids such as acetic acid, succinic acid, tartaric acid, and citric acid are preferable, and aqueous solutions of sulfuric acid, succinic acid, tartaric acid, and citric acid are preferable, and an aqueous solution of succinic acid is particularly preferable.
  • polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, tartaric acid, and citric acid are coordinated to metal ions to produce a chelate effect, it is considered that the metal can be removed more.
  • the water used here is preferably one having a low metal content, such as ion-exchanged water, for the purpose of the present invention.
  • the pH of the acidic aqueous solution used in the present invention is not particularly limited. However, if the acidity of the aqueous solution is too large, the compound or the resin may be adversely affected. Usually, the pH range is about 0 to 5, more preferably about pH 0 to 3.
  • the amount of the acidic aqueous solution used in the present invention is not particularly limited, but if the amount is too small, it is necessary to increase the number of extractions for removing the metal, and conversely if the amount of the aqueous solution is too large, the total amount of liquid is required. May increase operational problems.
  • the amount of the aqueous solution used is usually 10 to 200% by mass, preferably 20 to 100% by mass, based on the solution of the compound or resin dissolved in an organic solvent.
  • the metal component is extracted by bringing the acidic aqueous solution as described above into contact with the compound or the resin and a solution (A) containing an organic solvent which is not arbitrarily miscible with water.
  • the solution (A) further contains an organic solvent arbitrarily mixed with water.
  • the solution (A) contains an organic solvent arbitrarily mixed with water, whereby the amount of the compound or the resin charged can be increased, the liquid separation property is improved, and the high pot Purification can be performed efficiently.
  • a method for adding an organic solvent arbitrarily mixed with water to the solution (A) is not particularly limited.
  • a method of adding an organic solvent arbitrarily mixed with water to a solution containing an organic solvent not arbitrarily mixed with water a method of adding an organic solvent arbitrarily mixed with water to water or an acidic aqueous solution; Any method of adding an organic solvent miscible with water after contacting a solution containing an organic solvent immiscible with water and an acidic aqueous solution can be employed.
  • a method of adding an organic solvent to be mixed to a solution containing an organic solvent that is not arbitrarily miscible with water is preferable from the viewpoint of the workability of the operation and the ease of management of the charged amount.
  • the “organic solvent arbitrarily mixed with water” is not particularly limited, but an organic solvent that is arbitrarily mixed with water and can be safely applied to a semiconductor manufacturing process is preferable.
  • the content of the “organic solvent arbitrarily mixed with water” is not particularly limited as long as the solution phase and the aqueous phase are separated, but the compound represented by the formula (1) or the formula (2) used. In general, it can be used in an amount of about 0.1 to 100 mass times the total amount of the resin having the structure represented by
  • organic solvent arbitrarily mixed with water examples include, for example, ethers such as tetrahydrofuran and 1,3-dioxolane; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ketones such as acetone and N-methylpyrrolidone; ethylene Aliphatic hydrocarbons such as glycol ethers such as glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), and propylene glycol monoethyl ether.
  • ethers such as tetrahydrofuran and 1,3-dioxolane
  • alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol
  • ketones such as acetone and N-methylpyrrolidone
  • ethylene Aliphatic hydrocarbons such as glycol ethers such as glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), and
  • N-methylpyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether and the like are preferable, and N-methylpyrrolidone and propylene glycol monomethyl ether are particularly preferable.
  • These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the temperature at the time of contacting the solution (A) with the acidic aqueous solution is usually 20 to 90 ° C., and preferably 30 to 80 ° C.
  • extraction operation is not specifically limited, For example, after mixing well by stirring etc., it is performed by leaving still. Thereby, the metal content contained in the solution containing the compound or the resin and the organic solvent is transferred to the aqueous phase. Moreover, the acidity of a solution falls by this operation, and the quality change of the said compound or the said resin can be suppressed.
  • the solution containing the compound or the resin and the organic solvent is recovered by decantation or the like.
  • the standing time is not particularly limited, but it is preferable to adjust the standing time from the viewpoint of improving the separation between the solution phase containing the organic solvent and the aqueous phase.
  • the time for standing is 1 minute or longer, preferably 10 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer.
  • the extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separation a plurality of times.
  • the solution containing the compound or the resin and the organic solvent extracted and recovered from the aqueous solution is further subjected to an extraction treatment with water.
  • the extraction treatment with water is not particularly limited, and can be performed by, for example, stirring well and then allowing to stand. Since the solution obtained after the standing is separated into a solution phase containing the compound or the resin and an organic solvent and an aqueous phase, the solution phase containing the compound or the resin and the organic solvent can be recovered by decantation or the like.
  • the water used here is a thing with little metal content, for example, ion-exchange water etc. according to the objective of this embodiment.
  • the extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, standing, and separation a plurality of times. Further, the use ratio of both in the extraction process, conditions such as temperature and time are not particularly limited, but they may be the same as those in the contact process with the acidic aqueous solution.
  • the water that can be mixed in the solution containing the compound or the resin and the organic solvent thus obtained can be easily removed by performing an operation such as vacuum distillation. Further, if necessary, an organic solvent can be added to adjust the concentration of the compound or the resin to an arbitrary concentration.
  • a method for isolating the compound or the resin from the obtained compound or a solution containing the resin and an organic solvent is not particularly limited, and known methods such as removal under reduced pressure, separation by reprecipitation, and combinations thereof. Can be done. If necessary, known processes such as a concentration operation, a filtration operation, a centrifugal separation operation, and a drying operation can be performed.
  • Evaluation A Thermal decomposition temperature is ⁇ 150 ° C.
  • Evaluation C Thermal decomposition temperature ⁇ 150 ° C (Evaluation of solvent solubility) At 23 ° C., the compound was dissolved in propylene glycol monomethyl ether (PGME) so as to be a 5 mass% solution, then allowed to stand at 5 ° C. for 30 days, and the results were evaluated according to the following criteria.
  • Evaluation C Visually confirmed presence of deposit
  • the obtained solid was filtered and dried, followed by separation and purification by column chromatography to obtain 5.0 g of the target compound (BisF-1-CH4) represented by the following formula.
  • the target compound (BisF-1-CH4) represented by the following formula.
  • the following peaks were found and it confirmed that it had a chemical structure of a following formula.
  • the molecular weight of the obtained BisF-1-CH4 was 865.
  • the carbon concentration was 84.7% by mass, and the oxygen concentration was 7.4% by mass.
  • a four-necked flask having an internal volume of 0.5 L equipped with a Dimroth condenser, a thermometer, and a stirring blade was prepared.
  • 100 g (0.51 mol) of the dimethylnaphthalene formaldehyde resin obtained as described above and 0.05 g of paratoluenesulfonic acid were charged in a nitrogen stream, and the temperature was raised to 190 ° C. Stir after heating for hours. Thereafter, 52.0 g (0.36 mol) of 1-naphthol was further added, and the temperature was further raised to 220 ° C. to react for 2 hours.
  • the obtained resin (CR-1) was Mn: 885, Mw: 2220, and Mw / Mn: 4.17.
  • the carbon concentration was 89.1% by mass, and the oxygen concentration was 4.5% by mass.
  • Acid generator Ditertiary butyl diphenyliodonium nonafluoromethanesulfonate (DTDPI) manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.
  • Cross-linking agent Nikalac MX270 (Nikalac) manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
  • Organic solvent Propylene glycol monomethyl ether acetate acetate (PGMEA)
  • Novolak PSM4357 manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.
  • Etching device RIE-10NR manufactured by Samco International Output: 50W Pressure: 20Pa Time: 2min Etching gas
  • Ar gas flow rate: CF 4 gas flow rate: O 2 gas flow rate 50: 5: 5 (sccm)
  • the etching resistance was evaluated according to the following procedure. First, a novolac underlayer film was produced under the same conditions as in Example 1 except that novolak (PSM4357 manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.) was used instead of the compound (BisF-1-CH4) used in Example 1. . And the said etching test was done for the lower layer film of this novolak, and the etching rate at that time was measured.
  • novolak PSM4357 manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.
  • a compound of the following formula (11) 5 parts by mass, triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate: 1 part by mass, tributylamine: 2 parts by mass, and PGMEA: 92 parts by mass are blended.
  • the prepared one was used.
  • the compound of the formula (11) is 4.15 g of 2-methyl-2-methacryloyloxyadamantane, 3.00 g of methacryloyloxy- ⁇ -butyrolactone, 2.08 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, azobisisobutyronitrile. 0.38 g was dissolved in 80 mL of tetrahydrofuran to obtain a reaction solution.
  • This reaction solution was polymerized for 22 hours under a nitrogen atmosphere while maintaining the reaction temperature at 63 ° C., and then the reaction solution was dropped into 400 mL of n-hexane.
  • the product resin thus obtained was coagulated and purified, and the resulting white powder was filtered and obtained by drying overnight at 40 ° C. under reduced pressure.
  • 40, 40 and 20 indicate the ratio of each structural unit, and do not indicate a block copolymer.
  • the photoresist layer was exposed using an electron beam drawing apparatus (ELIONX, ELS-7500, 50 keV), baked at 115 ° C. for 90 seconds (PEB), and 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (A positive resist pattern was obtained by developing with an aqueous solution of TMAH for 60 seconds.
  • ELIONX electron beam drawing apparatus
  • ELS-7500 ELS-7500, 50 keV
  • PEB baked at 115 ° C. for 90 seconds
  • TMAH 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide
  • the shape of the obtained resist pattern was observed using an electron microscope (S-4800) manufactured by Hitachi, Ltd.
  • S-4800 electron microscope
  • the resist pattern having no pattern collapse and having good rectangularity was evaluated as “good”, and the resist pattern was evaluated as “defective”.
  • the minimum line width with no pattern collapse and good rectangularity was used as an evaluation index as the resolution.
  • the minimum amount of electron beam energy that can draw a good pattern shape is used as an evaluation index as sensitivity. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 using BisF-1-CH4, which is a compound of the present invention was good in any of heat resistance, solvent solubility and etching resistance.
  • Comparative Example 1 using the polyphenol compound BisF-1 although the heat resistance and the etching resistance were good, the solvent solubility was poor.
  • Comparative Example 2 using CR-1 (phenol-modified dimethylnaphthalene formaldehyde resin) all of heat resistance, solvent solubility, and etching resistance were poor, and resist performance evaluation was not performed.
  • Example 1 it was confirmed that the resist pattern shape after development was good and no defects were observed.
  • Comparative Example 1 it was confirmed that the resist pattern shape after development was poor and there were many defects.
  • Example 1 was significantly superior in both resolution and sensitivity as compared with Comparative Example 3 in which the formation of the lower layer film was omitted. From the difference in the resist pattern shape after development, it was shown that the lower layer film forming material for lithography of Example 1 had good adhesion to the resist material.
  • Example 6 The underlayer film forming composition for lithography used in Example 1 was applied onto a 300 nm-thick SiO 2 substrate and baked at 240 ° C. for 60 seconds and further at 400 ° C. for 120 seconds, thereby forming a lower layer having a thickness of 80 nm. A film was formed. On this lower layer film, a silicon-containing intermediate layer material was applied and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form an intermediate layer film having a thickness of 35 nm. Further, the ArF resist solution was applied on this intermediate layer film and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a 150 nm-thick photoresist layer.
  • the silicon-containing intermediate layer material a silicon atom-containing polymer described in ⁇ Synthesis Example 1> of JP-A-2007-226170 was used.
  • the photoresist layer was subjected to mask exposure using an electron beam lithography apparatus (ELIONX, ELS-7500, 50 keV), baked at 115 ° C. for 90 seconds (PEB), and 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide.
  • TMAH aqueous solution for 60 seconds
  • a positive resist pattern of 55 nm L / S (1: 1) was obtained.
  • Each etching condition is as shown below.
  • Output: 50W Pressure: 20Pa Time: 2min Etching gas Ar gas flow rate: CF 4 gas flow rate: O 2 gas flow rate 50: 5: 5 (sccm) (Etching conditions for resist underlayer film pattern to SiO 2 film)
  • Output: 50W Pressure: 20Pa Time: 2min Etching gas Ar gas flow rate: C 5 F 12 gas flow rate: C 2 F 6 gas flow rate: O 2 gas flow rate 50: 4: 3: 1 (sccm)
  • Example 7 Purification of BisF-1-CH4 A solution (10% by mass) of BisF-1-CH4 used in Example 1 dissolved in PGMEA was added to a 1000 mL four-necked flask (bottomed type). 150 g was charged and heated to 80 ° C. with stirring. Next, 37.5 g of an aqueous oxalic acid solution (pH 1.3) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes and allowed to stand for 30 minutes. Thereby, it isolate
  • an aqueous oxalic acid solution pH 1.3
  • the compounds and resins of the present invention have a relatively high carbon concentration, a relatively low oxygen concentration, a relatively high heat resistance, a relatively high solvent solubility, and can be applied to a wet process. Since this lower layer film forming material for lithography uses a compound or resin having a specific structure, which has high heat resistance, relatively high carbon concentration, relatively low oxygen concentration, and high solvent solubility. Deterioration of the film during high temperature baking is suppressed, and a lower layer film having excellent etching resistance against oxygen plasma etching or the like can be formed. Furthermore, since the adhesiveness with the resist layer is also excellent, an excellent resist pattern can be formed.
  • the underlayer film forming material for lithography containing the compound or resin of the present invention and the underlayer film forming composition containing the material can be widely and effectively used in various applications requiring these performances.
  • the present invention provides, for example, an electrical insulating material, a resist resin, a semiconductor sealing resin, an adhesive for a printed wiring board, an electrical laminate mounted on an electrical device / electronic device / industrial device, etc. ⁇ Matrix resin for prepregs, built-up laminate materials, resin for fiber reinforced plastics, sealing resin for liquid crystal display panels, paints, various coating agents, adhesives, and coatings for semiconductors installed in electronic equipment and industrial equipment It can be used widely and effectively in an agent, a resist resin for a semiconductor, a resin for forming a lower layer film, and the like. In particular, the present invention can be used particularly effectively in the field of lithography lower layer films and multilayer resist lower layer films.

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Abstract

 下記式(1)で表される化合物。 (式(1)中、Rは、炭素数1~30の2n価の基であり、R~Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~30のアルコキシ基、チオール基又は水酸基であり、但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基であり、m及びmは、各々独立して0~8の整数であり、m及びmは、各々独立して0~9の整数であり、但し、mとmは同時に0となることはなく、nは、1~4の整数であり、p~pは各々独立して0~2の整数である。

Description

化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、レジストパターン形成方法、回路パターン形成方法及び化合物又は樹脂の精製方法
 本発明は、特定の構造を有する化合物又は樹脂に関する。また、これらを含有するリソグラフィー用下層膜形成材料、該材料を含む組成物、該組成物から得られるリソグラフィー用下層膜及び該組成物を用いるレジスト又は回路パターン形成方法に関する。さらに、前記化合物又は樹脂の精製方法に関する。
 半導体デバイスの製造において、フォトレジスト材料を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われているが、近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールによる更なる微細化が求められている。そして、現在汎用技術として用いられている光露光を用いたリソグラフィーにおいては、光源の波長に由来する本質的な解像度の限界に近づきつつある。
 レジストパターン形成の際に使用するリソグラフィー用の光源は、KrFエキシマレーザー(248nm)からArFエキシマレーザー(193nm)へと短波長化されている。しかしながら、レジストパターンの微細化が進むと、解像度の問題若しくは現像後にレジストパターンが倒れるといった問題が生じてくるため、レジストの薄膜化が望まれるようになる。ところが、単にレジストの薄膜化を行うと、基板加工に十分なレジストパターンの膜厚を得ることが難しくなる。そのため、レジストパターンだけではなく、レジストと加工する半導体基板との間にレジスト下層膜を作製し、このレジスト下層膜にも基板加工時のマスクとしての機能を持たせるプロセスが必要になってきた。
 現在、このようなプロセス用のレジスト下層膜として、種々のものが知られている。例えば、従来のエッチング速度の速いレジスト下層膜とは異なり、レジストに近いドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜を実現するものとして、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と溶媒とを含有する多層レジストプロセス用下層膜形成材料が提案されている(下記特許文献1:特開2004-177668号公報参照)。また、レジストに比べて小さいドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜を実現するものとして、特定の繰り返し単位を有する重合体を含むレジスト下層膜材料が提案されている(下記特許文献2:特開2004-271838号公報参照)。さらに、半導体基板に比べて小さいドライエッチング速度の選択比を持つリソグラフィー用レジスト下層膜を実現するものとして、アセナフチレン類の繰り返し単位と、置換又は非置換のヒドロキシ基を有する繰り返し単位とを共重合してなる重合体を含むレジスト下層膜材料が提案されている(下記特許文献3:特開2005-250434号公報参照)。
 一方、この種のレジスト下層膜において高いエッチング耐性を持つ材料としては、メタンガス、エタンガス、アセチレンガスなどを原料に用いたCVDによって形成されたアモルファスカーボン下層膜がよく知られている。しかしながら、プロセス上の観点から、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスでレジスト下層膜を形成できるレジスト下層膜材料が求められている。
 また、本発明者らは、光学特性及びエッチング耐性に優れるとともに、溶媒に可溶で湿式プロセスが適用可能な材料として、特定の構成単位を含むナフタレンホルムアルデヒド重合体及び有機溶媒を含有するリソグラフィー用下層膜形成組成物(特許文献4:国際公開第2009/072465及び下記特許文献5:国際公開第2011/034062を参照。)を提案している。
 なお、3層プロセスにおけるレジスト下層膜の形成において用いられる中間層の形成方法に関しては、例えば、シリコン窒化膜の形成方法(下記特許文献6:特開2002-334869号公報参照)や、シリコン窒化膜のCVD形成方法(下記特許文献7:国際公開第2004/066377参照)が知られている。また、3層プロセス用の中間層材料としては、シルセスキオキサンベースの珪素化合物を含む材料が知られている(特許文献8:特開2007-226170号公報及び下記特許文献9:特開2007-226204号公報参照)。
特開2004-177668号公報 特開2004-271838号公報 特開2005-250434号公報 国際公開第2009/072465 国際公開第2011/034062 特開2002-334869号公報 国際公開第2004/066377 特開2007-226170号公報 特開2007-226204号公報
 上述したように、従来数多くのリソグラフィー用下層膜形成材料が提案されているが、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスが適用可能な高い溶媒溶解性を有するのみならず、耐熱性及びエッチング耐性を高い次元で両立させたものはなく、新たな材料の開発が求められている。
 本発明は、前記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の構造を有する化合物又は樹脂、湿式プロセスが適用可能であり、耐熱性及びエッチング耐性に優れるフォトレジスト下層膜を形成するために有用な、リソグラフィー用下層膜形成材料、該材料を含む組成物、該組成物から得られるリソグラフィー用下層膜及び該組成物を用いるレジスト又は回路パターン形成方法、並びに、前記化合物又は樹脂の精製方法を提供することにある。
 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定構造を有する化合物又は樹脂を用いることにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は、次の通りである。
[1]下記式(1)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(1)中、Rは炭素数1~30の2n価の基であり、R~Rは各々独立して炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~30のアルコキシ基、チオール基又は水酸基であり、但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基であり、m及びmは各々独立して0~8の整数であり、m及びmは各々独立して0~9の整数であり、但し、mとmとは同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p~pは各々独立して0~2の整数である。)
[2]Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つが、炭素数1~30のアルコキシ基である前記[1]に記載の化合物。
[3]前記式(1)で表される化合物が、下記式(1a)で表される化合物である前記[1]又は[2]に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(1a)中、R~R及びnは、前記式(1)で説明したものと同義であり、m2’及びm3’は各々独立して0~4の整数であり、m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数であり、但し、m4’とm5’とが同時に0となることはない。)
[4]前記式(1a)で表される化合物が、下記式(1b)で表される化合物である前記[3]に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(1b)中、Rは前記式(1)で説明したものと同義であり、R及びRは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、R~R11は、各々独立して、炭素数1~30のアルキル基又は水素原子であり、但し、R~R11の少なくとも1つは炭素数1~30のアルキル基であり、m及びmとは、各々独立して0~7の整数である。)
[5]前記式(1b)で表される化合物が、下記式(BiF-1-CH)で表される前記[4]に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式(BiF-1-CH)中、R12は各々独立してシクロヘキシル基又は水素原子である。但し、R12の少なくとも1つはシクロヘキシル基である。)
[6]前記[1]~[5]のいずれか一つに記載の化合物をモノマーとして得られる樹脂。
[7]前記[1]~[5]のいずれか一つに記載の化合物と架橋反応性のある化合物との反応によって得られる前記[6]に記載の樹脂。
[8]前記架橋反応性のある化合物が、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート及び不飽和炭化水素基含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つである前記[7]に記載の樹脂。
[9]下記式(2)で表される構造を有する前記[6]に記載の樹脂。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式(2)中、Rは、炭素数1~30の2n価の基であり、R~Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~30のアルコキシ基、チオール基又は水酸基であり、但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基であり、Lは、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は単結合であり、m及びmは、各々独立して0~8の整数であり、m及びmは、各々独立して0~9の整数であり、但し、mとmとは同時に0となることはなく、nは、1~4の整数であり、p~pは各々独立して0~2の整数である。)
[10]前記[1]~[5]のいずれか一つに記載の化合物及び/又は前記[6]~[9]のいずれか一つに記載の樹脂を含有するリソグラフィー用下層膜形成材料。
[11]前記[10]に記載のリソグラフィー用下層膜形成材料と溶媒とを含有するリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[12]架橋剤をさらに含有する前記[11]に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[13]酸発生剤をさらに含有する前記[11]又は[12]に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
[14]前記[11]~[13]のいずれかに記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物から形成されるリソグラフィー用下層膜。
[15]基板上に、前記[11]~[13]のいずれかに記載の下層膜形成用組成物を用いて下層膜を形成し、該下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像を行うレジストパターン形成方法。
[16]基板上に、前記[11]~[13]のいずれかに記載の下層膜形成用組成物を用いて下層膜を形成し、前記下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成し、前記中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、前記フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成し、その後、前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングし、得られた中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングし、得られた下層膜パターンをエッチングマスクとして基板をエッチングすることで基板にパターンを形成する回路パターン形成方法。
[17]前記[1]~[5]のいずれか一つに記載の化合物又は前記[6]~[9]のいずれか一つに記載の樹脂と、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液と、酸性の水溶液と、を接触させ抽出する工程を含む、化合物又は樹脂の精製方法。
[18]前記酸性の水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液、又は酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液である前記[17]に記載の精製方法。
[19]前記水と任意に混和しない有機溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート又は酢酸エチルである前記[17]又は[18]に記載の精製方法。
[20]前記溶液と酸性の水溶液とを接触させ抽出処理を行ったのち、さらに水による抽出処理を行う工程を含む前記[17]~[19]のいずれか一つに記載の精製方法。
 本発明によれば、特定の構造を有する化合物又は樹脂、湿式プロセスが適用可能であり、耐熱性及びエッチング耐性に優れるフォトレジスト下層膜を形成するために有用な、リソグラフィー用下層膜形成材料、該材料を含む組成物、該組成物から得られるリソグラフィー用下層膜及び該組成物を用いるレジスト又は回路パターン形成方法、並びに、前記化合物又は樹脂の精製方法を提供することができる。
 以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。
[本発明の化合物及び樹脂]
 本発明の化合物は、下記式(1)で表される。本発明の化合物は、このように構成されているため、耐熱性が高く、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、溶媒溶解性も高い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 前記式(1)中、Rは、炭素数1~30の2n価の基であり、このRを介して各々の芳香環が結合している。該2n価の基とは、n=1のときには、炭素数1~30のアルキレン基、n=2のときには、炭素数1~30のアルカンテトライル基、n=3のときには、炭素数2~30のアルカンヘキサイル基、n=4のときには、炭素数3~30のアルカンオクタイル基のことを示す。該2n価の基としては、例えば、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基又は脂環式炭化水素基を有するもの等が挙げられる。ここで、前記脂環式炭化水素基については有橋脂環式炭化水素基も含まれる。また、該2n価の基は、二重結合、ヘテロ原子又は炭素数6~30の芳香族基を有していてもよい。
 式(1)中、R~Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基;炭素数6~10のアリール基;炭素数2~10のアルケニル基;炭素数1~30のアルコキシ基;チオール基及び水酸基からなる群より選択される1価の基である。但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基である。
 式(1)中、m及びmは、各々独立して0~8の整数であり、m及びmは、各々独立して0~9の整数であるが、m及びmは、同時に0となることはない。
 式(1)中、nは、1~4の整数である。
 式(1)中、p~pは各々独立して0~2の整数である。尚、例えばpが0の場合、対応する芳香環はベンゼン環となり、p2が1の場合には対応する芳香環がナフタレン環となる。更に、p2が3の場合には対応する芳香環がアントラセン等の三員環の芳香環となる。
 式(1)中、炭素数1~10のアルキル基及び炭素数2~10のアルケニル基は、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基又はアルケニル基を含む。
 また炭素数1~30のアルコキシ基とは、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基又は脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基およびそれらの二以上の組み合わせからなる基より選ばれる基と、酸素原子とから構成される基である。ここで、前記脂環式炭化水素基については、有橋脂環式炭化水素基も含まれる。また、該アルコキシ基は、二重結合、ヘテロ原子、ハロゲン原子を有していてもよい。
 炭素数1~30のアルコキシ基としては、好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基、イソホロニルオキシ基、ノルボルナニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデカニルオキシ基、ピリジニルオキシ基、フェニルオキシ基、メチルフェニルオキシ基、ジメチルフェニルオキシ基、エチルフェニルオキシ基、フルオロフェニルオキシ基、クロロフェニルオキシ基、ブロモフェニルオキシ基、ヨードフェニルオキシ基、ヒドロキシフェニルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基、アミノフェニルオキシ基、ニトロフェニルオキシ基、シアノフェニルオキシ基、フェニルフェニルオキシ基、フェニルオキシフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、メチルナフチルオキシ基、ジメチルナフチルオキシ基、エチルナフチルオキシ基、フルオロナフチルオキシ基、クロロナフチルオキシ基、ブロモナフチルオキシ基、ヨードナフチルオキシ基、ヒドロキシナフチルオキシ基、メトキシナフチルオキシ基、アミノナフチルオキシ基、ニトロナフチルオキシ基、シアノナフチルオキシ基、フェニルナフチルオキシ基、フェニルオキシナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基であり、より好ましくは、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基、イソホロニルオキシ基、ノルボルナニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデカニルオキシ基、ピリジニルオキシ基、フェニルオキシ基、メチルフェニルオキシ基、ジメチルフェニルオキシ基、エチルフェニルオキシ基、フルオロフェニルオキシ基、クロロフェニルオキシ基、ブロモフェニルオキシ基、ヨードフェニルオキシ基、ヒドロキシフェニルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基、アミノフェニルオキシ基、ニトロフェニルオキシ基、シアノフェニルオキシ基、フェニルフェニルオキシ基、フェニルオキシフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、メチルナフチルオキシ基、ジメチルナフチルオキシ基、エチルナフチルオキシ基、フルオロナフチルオキシ基、クロロナフチルオキシ基、ブロモナフチルオキシ基、ヨードナフチルオキシ基、ヒドロキシナフチルオキシ基、メトキシナフチルオキシ基、アミノナフチルオキシ基、ニトロナフチルオキシ基、シアノナフチルオキシ基、フェニルナフチルオキシ基、フェニルオキシナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基であり、さらに好ましくは、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基、イソホロニルオキシ基、ノルボルナニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデカニルオキシ基、ピリジニルオキシ基、フェニルオキシ基、メチルフェニルオキシ基、ジメチルフェニルオキシ基、エチルフェニルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基、フェニルフェニルオキシ基、フェニルオキシフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、メチルナフチルオキシ基、ジメチルナフチルオキシ基、エチルナフチルオキシ基、メトキシナフチルオキシ基、フェニルナフチルオキシ基、フェニルオキシナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基であり、特に好ましくは、シクロヘキシルオキシ基、フェニルオキシ基が挙げられる。
 前記式(1)で表される化合物は、比較的に低分子量ながらも、その構造の剛直さにより高い耐熱性を有するので、高温ベーク条件でも使用可能である。また、比較的に低分子量で低粘度であることから、段差を有する基板(特に、微細なスペースやホールパターン等)であっても、その段差の隅々まで均一に充填させることが容易であり、その結果、これを用いたリソグラフィー用下層膜形成材料は埋め込み特性および平坦化特性が比較的に有利に高められ得る。また、比較的に高い炭素濃度を有する化合物であることから、高いエッチング耐性をも付与される。さらには炭素数1~30のアルコキシ基を有するので、更なる溶媒溶解性および品質安定化がなされる。
 前記式(1)で表される化合物は、架橋のし易さと有機溶媒への溶解性の観点から、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つが炭素数1~30のアルコキシ基であることが好ましい。また、R及びRが、置換基を有する炭素数6~10のアリール基の場合、当該置換基は酸素原子を含まない置換基であることが好ましい。
 また、前記式(1)で表される化合物は、原料の供給性の観点から、下記式(1a)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 前記式(1a)中、R~R及びnは、前記式(1)で説明したものと同義である。
 m2’及びm3’は各々独立して0~4の整数であり、m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数である。但し、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
 前記式(1a)で表される化合物は、有機溶媒への溶解性の観点から、下記式(1b)で表される化合物であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 前記式(1b)中、Rは、前記式(1)で説明したものと同義である。即ち、式(1b)において、式(1)においてRがn=1の場合に該当し、式(1)のRにおける炭素数1~30の2価の基となる。
 式(1b)中、R及びRは、各々独立して、炭素数1~10アルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、R~R11は、各々独立して、炭素数1~30のアルキル基又は水素原子である。但し、R~R11の少なくとも1つは炭素数1~30のアルキル基である。上述のアルキル基及びアルケニル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。
及びmは、各々独立して0~7の整数である。
 前記式(1b)で表される化合物は、さらなる有機溶媒への溶解性の観点から、下記式(BiF-1-CH)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 前記式(BiF-1-CH)中、R12は、品質安定化の観点から、各々独立して、シクロヘキシル基または水素原子である。但し、R12の少なくとも1つはシクロヘキシル基である。
 以下に、前記式(1)で表される化合物の具体例を例示するが、ここで列挙した限りではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 上述の化合物中、R~Rは、前記式(1)で説明したものと同義であり、m及びmは、各々独立して0~6の整数であり、m10及びm11は、各々独立して0~7の整数である。但し、m10及びm11は、同時に0となることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 前記化合物中、R~Rは、前記式(1)で説明したものと同義である。m2’及びm3’は各々独立して0~4の整数であり、m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数である。但し、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 前記化合物中、R~Rは、前記式(1)で説明したものと同義であり、m及びmは、各々独立して0~6の整数であり、m10及びm11は、各々独立して0~7の整数である。但し、m10及びm11は、同時に0となることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 前記化合物中、R~Rは、前記式(1)で説明したものと同義である。
2’及びm3’は各々独立して0~4の整数であり、m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数である。但し、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 前記化合物中、R12は、前記式(BiF-1-CH)で説明したものと同義である。
 本発明で使用される式(1)で表される化合物は、公知の手法を応用して適宜合成することができ、その合成手法は特に限定されない。例えば、常圧下、ビフェノール類、ビチオフェノール類、ビナフトール類、ビチオナフトール類又はビアントラセンオールと、対応するアルデヒド類又はケトン類と、を酸触媒下にて重縮合反応させることによって、前記式(1)で表される化合物の前駆体となる化合物(前記式(1)において炭素数1~30のアルコキシ基となるRの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つが水酸基である化合物)を得ることができる。また、必要に応じて、加圧下で行うこともできる。
 前記ビフェノール類としては、例えば、ビフェノール、メチルビフェノール、メトキシビナフトール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、ビフェノールを用いることが原料の安定供給性の点でより好ましい。
 前記ビチオフェノール類としては、例えば、ビチオフェノール、メチルビチオフェノール、メトキシビチオフェノール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、ビチオフェノールを用いることが原料の安定供給性の点でより好ましい。
 前記ビナフトール類としては、例えば、ビナフトール、メチルビナフトール、メトキシビナフトール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、ビナフトールを用いることが、炭素原子濃度を上げ、耐熱性を向上させる点でより好ましい。
 前記ビチオナフトール類としては、例えば、ビチオナフトール、メチルビチオナフトール、メトキシビチオナフトール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、ビチオナフトールを用いることが、炭素原子濃度を上げ、耐熱性を向上させる点でより好ましい。
 前記アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、デシルアルデヒド、ウンデシルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、フェニルプロピルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、フルオロベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、シクロヘキシルベンズアルデヒド、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、フルオロベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、ジメチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、プロピルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、シクロヘキシルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラセンカルボキシアルデヒド、フェナントレンカルボキシアルデヒド、ピレンカルボキシアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、ナフタレンジカルボキシアルデヒド、ビフェニルジカルボキシアルデヒド、アントラセンジカルボキシアルデヒド、ビス(ジホルミルフェニル)メタン、ビス(ジホルミルフェニル)プロパン、ベンゼントリカルボキシアルデヒドを用いることが、高い耐熱性を与える点で好ましい。
 前記ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ノルボルナノン、トリシクロヘキサノン、トリシクロデカノン、アダマンタノン、フルオレノン、ベンゾフルオレノン、アセナフテンキノン、アセナフテノン、アントラキノン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのなかでも、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ノルボルナノン、トリシクロヘキサノン、トリシクロデカノン、アダマンタノン、フルオレノン、ベンゾフルオレノン、アセナフテンキノン、アセナフテノン、アントラキノンを用いることが、高い耐熱性を与える点で好ましい。
 前記反応に用いる酸触媒については、公知のものから適宜選択して用いることができ、特に限定されない。このような酸触媒としては、無機酸や有機酸が広く知られており、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸、フッ酸等の無機酸や、シュウ酸、マロン酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等の有機酸や、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素等のルイス酸、或いはケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸又はリンモリブデン酸等の固体酸等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらのなかでも、製造上の観点から、有機酸および固体酸が好ましく、入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、塩酸又は硫酸を用いることが好ましい。なお、酸触媒については、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、酸触媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して、0.01~100質量部であることが好ましい。
 前記反応の際には、反応溶媒を用いても良い。反応溶媒としては、用いるアルデヒド類又はケトン類と、ビフェノール類、ビチオフェノール類、ビナフトール類、ビチオナフトール類又はビアントラセンジオールとの反応が進行するものであれば、特に限定されず、公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル又はこれらの混合溶媒等が例示される。なお、溶媒は、1種を単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、これらの溶媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲であることが好ましい。さらに、前記反応における反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常10~200℃の範囲である。
 本実施形態の式(1)で表される化合物の前駆体となる化合物を得るためには、反応温度は高い方が好ましく、具体的には60~200℃の範囲が好ましい。なお、反応方法は、公知の手法を適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、ビフェノール類、ビチオフェノール類、ビナフトール類、ビチオナフトール類又はビアントラセンジオール、アルデヒド類或いはケトン類、触媒を一括で仕込む方法や、ビフェノール類、ビチオフェノール類、ビナフトール類、ビチオナフトール類又はビアントラセンジオールやアルデヒド類又はケトン類を触媒存在下で滴下していく方法がある。重縮合反応終了後、得られた化合物の単離は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、系内に存在する未反応原料や触媒等を除去するために、反応釜の温度を130~230℃ にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去する等の一般的手法を採ることにより、目的物である化合物を得ることができる。
 好ましい反応条件としては、アルデヒド類又はケトン類1モルに対し、ビフェノール類、ビチオフェノール類、ビナフトール類、ビチオナフトール類又はビアントラセンジオールを1.0モル~過剰量、及び酸触媒を0.001~1モル使用し、常圧で、50~150℃で20分間~100時間程度反応させることにより進行する。
 反応終了後、公知の方法により目的物を単離することができる。例えば、反応液を濃縮し、純水を加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離させ、得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトにより、副生成物と分離精製し、溶媒留去、濾過、乾燥を行って目的物である前記式(1)で表される化合物の前駆体となる化合物を得ることができる。
 前記得られた前駆体化合物に、公知の方法により、例えば、フェノール性水酸基の水素原子を炭素数1~30の一価の基に置換することで、目的物である前記式(1)で表される化合物を得ることができる。
 フェノール性水酸基の水素原子を炭素数1~30の一価の基に置換する方法は特に限定されないが、例えば、前記前駆体化合物に、塩基触媒存在下にて、ハロゲン化炭化水素化合物を反応させることによる脱ハロゲン化水素反応にて得ることができる。
 前記ハロゲン化炭化水素化合物としては、特に限定されないが、炭素数1~30のハロゲン化炭化水素化合物が好適に用いられる。ハロゲン化炭化水素化合物は、直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びそれらの二以上の組み合わせからなる基とハロゲン原子から構成される。ここで、前記脂環式炭化水素基については、有橋脂環式炭化水素基も含まれる。該ハロゲン化炭化水素化合物は、二重結合、ヘテロ原子又は別種のハロゲン原子を有していてもよい。
 ハロゲン化炭化水素化合物は、例えば、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化プロピル、臭化プロピル、ヨウ化プロピル、塩化ブチル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル、塩化ヘプチル、臭化ヘプチル、ヨウ化ヘプチル、塩化ヘキシル、臭化ヘキシル、ヨウ化ヘキシル、塩化デシル、臭化デシル、ヨウ化デシル及び下記式(5)で表される群から選ばれる化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
(前記式(5)中、Yは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。)
 前駆体化合物中の少なくとも1つのフェノール性水酸基をアルコキシル基に変換するためには、例えば、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒中、塩基触媒(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、アンモニアまたは水酸化ナトリウム等)の存在下で、前記前駆体化合物1モルに対し、ハロゲン化炭化水素化合物0.1~10モルを0~150℃で0.5~20時間程度反応させることができる。この反応により、前駆体化合物中の少なくとも1つのフェノール性水酸基をアルコキシル基に変換することができる。次いで、濾過、メタノール等のアルコール類による洗浄、水洗、濾過による分離後、乾燥させることにより前記式(1)で表される化合物が得ることができる。
 また、本実施形態において用いられる式(1)で表される化合物は、ビフェノール類等にアルコキシ基を導入した後に、アルデヒド類やケトン類と反応させることによっても得ることができ、その合成手法は特に限定されない。
 前記式(1)で表される化合物は、リソグラフィー用下層膜形成材料として、そのまま使用することができる。また、前記式(1)で表される化合物をモノマーとして得られる樹脂としても使用することができる。例えば、前記式(1)で表される化合物と架橋反応性のある化合物とを反応させて得られる樹脂としても使用することができる。前記式(1)で表される化合物をモノマーとして得られる樹脂としては、例えば、以下の式(2)に表される構造を有するものが挙げられる。すなわち、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、下記式(2)に表される構造を有する樹脂を含有するものであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 式(2)中、R~Rは、m~m、n、p~pは前記式(1)で説明したものと同義である。
 式(2)中、Lは、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は単結合である。
 前記架橋反応性のある化合物としては、前記式(1)で表される化合物をオリゴマー化又はポリマー化し得るものである限り、公知のものを特に制限なく使用することができる。架橋反応性のある化合物の具体例としては、例えば、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート、不飽和炭化水素基含有化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 前記式(2)で表される構造を有する樹脂の具体例としては、例えば、前記式(1)で表される化合物を架橋反応性のある化合物であるアルデヒドとの縮合反応等によってノボラック化した樹脂が挙げられる。
 ここで、前記式(1)で表される化合物をノボラック化する際に用いるアルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、フェニルプロピルアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロロベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、ブチルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド、ナフトアルデヒド、アントラセンカルボアルデヒド、フェナントレンカルボアルデヒド、ピレンカルボアルデヒド、フルフラール等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの中でも、ホルムアルデヒドがより好ましい。なお、これらのアルデヒド類は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、前記アルデヒド類の使用量は、特に限定されないが、前記式(1)で表される化合物1モルに対して、0.2~5モルが好ましく、より好ましくは0.5~2モルである。
 前記式(1)で表される化合物とアルデヒドとの縮合反応において、触媒を用いることもできる。ここで使用する酸触媒については、公知のものから適宜選択して用いることができ、特に限定されない。このような酸触媒としては、無機酸や有機酸が広く知られており、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸、フッ酸等の無機酸や、シュウ酸、マロン酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等の有機酸や、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素等のルイス酸、或いはケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸又はリンモリブデン酸等の固体酸等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらのなかでも、製造上の観点から、有機酸および固体酸が好ましく、入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、塩酸又は硫酸が好ましい。なお、酸触媒については、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、酸触媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して、0.01~100質量部であることが好ましい。但し、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、5-ビニルノルボルナ-2-エン、α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの非共役二重結合を有する化合物との共重合反応の場合は、必ずしもアルデヒド類は必要ない。
 前記式(1)で表される化合物とアルデヒドとの縮合反応において、反応溶媒を用いることもできる。この重縮合における反応溶媒としては、公知のものの中から適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン又はこれらの混合溶媒等が例示される。なお、溶媒は、1種を単独で或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、これらの溶媒の使用量は、使用する原料及び使用する触媒の種類、さらには反応条件などに応じて適宜設定でき、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲であることが好ましい。さらに、反応温度は、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常10~200℃の範囲である。なお、反応方法は、公知の手法を適宜選択して用いることができ、特に限定されないが、前記式(1)で表される化合物、アルデヒド類、触媒を一括で仕込む方法や、前記式(1)で表される化合物やアルデヒド類を触媒存在下で滴下していく方法がある。
 重縮合反応終了後、得られた化合物の単離は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、系内に存在する未反応原料や触媒等を除去するために、反応釜の温度を130~230℃ にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去する等の一般的手法を採ることにより、目的物であるノボラック化した樹脂を得ることができる。
 ここで、前記式(2)で表される構造を有する樹脂は、前記式(1)で表される化合物の単独重合体であってもよいが、他のフェノール類との共重合体であってもよい。ここで共重合可能なフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ジメチルフェノール、トリメチルフェノール、ブチルフェノール、フェニルフェノール、ジフェニルフェノール、ナフチルフェノール、レゾルシノール、メチルレゾルシノール、カテコール、ブチルカテコール、メトキシフェノール、メトキシフェノール、プロピルフェノール、ピロガロール、チモール等が挙げるが、これらに特に限定されない。
 また、前記式(2)で表される構造を有する樹脂は、上述した他のフェノール類以外に、重合可能なモノマーと共重合させたものであってもよい。かかる共重合モノマーとしては、例えば、ナフトール、メチルナフトール、メトキシナフトール、ジヒドロキシナフタレン、インデン、ヒドロキシインデン、ベンゾフラン、ヒドロキシアントラセン、アセナフチレン、ビフェニル、ビスフェノール、トリスフェノール、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルナエン、ピネン、リモネン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、前記式(2)で表される構造を有する樹脂は、前記式(1)で表される化合物と上述したフェノール類との2元以上の(例えば、2~4元系)共重合体であっても、前記式(1)で表される化合物と上述した共重合モノマーとの2元以上(例えば、2~4元系)共重合体であっても、前記式(1)で表される化合物と上述したフェノール類と上述した共重合モノマーとの3元以上の(例えば、3~4元系)共重合体であっても構わない。
 なお、前記式(2)で表される構造を有する樹脂の分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500~30,000であることが好ましく、より好ましくは750~20,000である。また、架橋効率を高めるとともにベーク中の揮発成分を抑制する観点から、前記式(2)で表される構造を有する樹脂は、分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.2~7の範囲内のものが好ましい。なお、前記Mnは、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
 前記式(1)で表される構造を有する化合物及び式(2)で表される構造を有する樹脂等の前記化合物をモノマーとして得られる前記樹脂は、湿式プロセスの適用がより容易になる等の観点から、溶媒に対する溶解性が高いものであることが好ましい。より具体的には、これら化合物及び/又は樹脂は、1-メトキシ-2-プロパノール(PGME)及び/又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を溶媒とする場合、当該溶媒に対する溶解度が10質量%以上であることが好ましい。ここで、PGME及び/又はPGMEAに対する溶解度は、「化合物又は樹脂の質量÷(化合物又は樹脂の質量+溶媒の質量)×100(質量%)」と定義される。例えば、前記化合物又は樹脂10gがPGMEA90gに対して溶解する場合は、前記樹脂のPGMEAに対する溶解度は、「10質量%以上」となり、溶解しない場合は、「10質量%未満」となる。
[リソグラフィー用下層膜形成材料]
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、前記式(1)で表される化合物及び該化合物をモノマーとして得られる前記樹脂からなる群より選ばれる物質を少なくとも1つ含有するものである。
 本実施形態において前記物質はリソグラフィー用下層膜形成材料中、25~100質量%であることが好ましく、50~100質量%であることがより好ましく、75~100質量%であることがさらに好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
 なお、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成材料は、本発明の効果が損なわれない範囲において、既に知られているリソグラフィー用下層膜形成材料等を含んでいてもよい。
[リソグラフィー用下層膜形成用組成物]
 本実施形態においてリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、前記リソグラフィー用下層膜形成材料と溶媒とを含有する。
[溶媒]
 本実施形態において用いる溶媒としては、前記リソグラフィー用下層膜形成材料が、少なくとも溶解するものであれば公知のものを適宜用いることができる。溶媒の具体例としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)等のセロソルブ系溶媒、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール(PGME)等のアルコール系溶媒、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族系炭化水素等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの溶媒は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 前記溶媒の中で、安全性の点から、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル、1-メトキシ-2-プロパノール、アニソールが特に好ましい。
 溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、前記下層膜形成材料100質量部に対して、100~10,000質量部であることが好ましく、200~5,000質量部であることがより好ましく、300~1,000質量部であることがさらに好ましい。
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、必要に応じて、架橋剤、酸発生剤等の成分を含んでいてもよい。以下、これらの任意成分について説明する。
[架橋剤]
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、インターミキシングを抑制する等の観点から、必要に応じて架橋剤を含有していてもよい。本実施形態で使用可能な架橋剤の具体例としては、例えば、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物であって、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたものなどが挙げるが、これらに特に限定されない。なお、これらの架橋剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらは添加剤として用いてもよいが、これら架橋性基をポリマー側鎖にペンダント基として導入してもよい。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いることができる。
 メラミン化合物の具体例としては、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1~6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1~6個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。エポキシ化合物の具体例としては、例えば、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
 グアナミン化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。グリコールウリル化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。ウレア化合物の具体例としては、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1~4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。
 アルケニルエーテル基を含む化合物の具体例としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2-プロパンジオールジビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどが挙げられる。
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、架橋剤の含有量は、特に限定されないが、前記リソグラフィー用下層膜形成材料100質量部に対して、5~50質量部であることが好ましく、10~40質量部であることがより好ましく、15~35質量部であることがさらに好ましい。前記範囲にすることで、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にあり、また、反射防止効果が高められ、架橋後の膜形成性が高められる傾向にある。
[酸発生剤]
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、熱による架橋反応をさらに促進させるなどの観点から、必要に応じて酸発生剤を含有していてもよい。当業界において酸発生剤としては、熱分解によって酸を発生するもの、光照射によって酸を発生するものなどが知られているが、いずれのものも使用することができる。
 酸発生剤としては、
1)下記一般式(P1a-1)、(P1a-2)、(P1a-3)又は(P1b)のオニウム塩、
2)下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、
3)下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、
4)下記一般式(P4)のビススルホン誘導体、
5)下記一般式(P5)のN-ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
6)β-ケトスルホン酸誘導体、
7)ジスルホン誘導体、
8)ニトロベンジルスルホネート誘導体、
9)スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、これらの酸発生剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 前記式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ独立して炭素数1~12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数7~12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R101cはそれぞれ独立して炭素数1~6のアルキレン基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。R101d、R101e、R101f、R101gは、それぞれ独立してR101a、R101b、R101cに水素原子を加えて示される。R101dとR101e、R101dとR101eとR101fとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101dとR101e及びR101dとR101eとR101fは炭素数3~10のアルキレン基を示し、又は、式中の窒素原子を環の中に有する複素芳香族環を示す。
 前記のR101a、R101b、R101c、R101d、R101e、R101f、R101gは互いに同一であっても異なっていてもよい。具体的には、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4-メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2-オキソシクロペンチル基、2-オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2-オキソプロピル基、2-シクロペンチル-2-オキソエチル基、2-シクロヘキシル-2-オキソエチル基、2-(4-メチルシクロヘキシル)-2-オキソエチル基等を挙げることができる。オキソアルケニル基としては、2-オキソ-4-シクロヘキセニル基、2-オキソ-4-プロペニル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p-メトキシフェニル基、m-メトキシフェニル基、o-メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p-tert-ブトキシフェニル基、m-tert-ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、4-ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2-フェニル-2-オキソエチル基、2-(1-ナフチル)-2-オキソエチル基、2-(2-ナフチル)-2-オキソエチル基等の2-アリール-2-オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1-トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5-ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネート等が挙げられる。
 また、R101d、R101e、R101f、R101gが式中の窒素原子を環の中に有する複素芳香族環である場合、その複素芳香族環としては、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2-メチル-1-ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N-メチルピロリジン、ピロリジノン、N-メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4-(1-ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3-メチル-2-フェニルピリジン、4-tert-ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1-メチル-2-ピリドン、4-ピロリジノピリジン、1-メチル-4-フェニルピリジン、2-(1-エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H-インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3-キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10-フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
 前記式(P1a-1)と式(P1a-2)は、光酸発生剤、熱酸発生剤の両方の効果があるが、前記式(P1a-3)は熱酸発生剤として作用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 前記式(P1b)中、R102a、R102bはそれぞれ独立して炭素数1~8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1~10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104a、R104bはそれぞれ独立して炭素数3~7の2-オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。
 前記R102a、R102bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4-メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。R103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4-シクロへキシレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,3-シクロペンチレン基、1,4-シクロオクチレン基、1,4-シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。R104a、R104bとしては、2-オキソプロピル基、2-オキソシクロペンチル基、2-オキソシクロヘキシル基、2-オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。K-は式(P1a-1)、(P1a-2)及び(P1a-3)で説明したものと同様のものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 前記式(P2)中、R105、R106はそれぞれ独立して炭素数1~12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7~12のアラルキル基を示す。
 R105、R106のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、1,1,1-トリフルオロエチル基、1,1,1-トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、p-メトキシフェニル基、m-メトキシフェニル基、o-メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p-tert-ブトキシフェニル基、m-tert-ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、4-ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としては、フルオロフェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5-ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 前記式(P3)中、R107、R108、R109はそれぞれ独立して炭素数1~12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7~12のアラルキル基を示す。R108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ炭素数1~6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。
 R107、R108、R109のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、R105、R106で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、R108、R109のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 式(P4)中、R101a、R101bは前記と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 前記式(P5)中、R110は炭素数6~10のアリーレン基、炭素数1~6のアルキレン基又は炭素数2~6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部はさらに炭素数1~4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1~8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部はさらに炭素数1~4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1~4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3~5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。
 ここで、R110のアリーレン基としては、1,2-フェニレン基、1,8-ナフチレン基等が挙げられる。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン-2,3-ジイル基等が挙げられる。アルケニレン基としては、1,2-ビニレン基、1-フェニル-1,2-ビニレン基、5-ノルボルネン-2,3-ジイル基等が挙げられる。R111のアルキル基としては、R101a~R101cと同様のものが挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、1-ブテニル基、3-ブテニル基、イソプレニル基、1-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、ジメチルアリル基、1-ヘキセニル基、3-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、1-ヘプテニル基、3-ヘプテニル基、6-ヘプテニル基、7-オクテニル基等が挙げられる。アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。
 なお、さらに置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。炭素数1~4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基等が挙げられる。炭素数1~4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、p-tert-ブトキシフェニル基、p-アセチルフェニル基、p-ニトロフェニル基等が挙げられる。炭素数3~5のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。
 具体的には、例えばトリフルオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリエチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸ピリジニウム、カンファースルホン酸トリエチルアンモニウム、カンファースルホン酸ピリジニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn-ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p-トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p-トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p-トルエンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸ビス(p-tert-ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p-トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2-ノルボニル)メチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2-オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’-ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec-アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert-アミルスルホニル)ジアゾメタン、1-シクロヘキシルスルホニル-1-(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1-シクロヘキシルスルホニル-1-(tert-アミルスルホニル)ジアゾメタン、1-tert-アミルスルホニル-1-(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス-(p-トルエンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(p-トルエスルホニル)-α-ジフェニルグリオキシム、ビス-(p-トルエンスルホニル)-α-ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス-(p-トルエンスルホニル)-2,3-ペンタンジオングリオキシム、ビス-(p-トルエンスルホニル)-2-メチル-3,4-ペンタンジオングリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-α-ジフェニルグリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-α-ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-2,3-ペンタンジオングリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-2-メチル-3,4-ペンタンジオングリオキシム、ビス-(メタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(トリフルオロメタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(1,1,1-トリフルオロエタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(tert-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(パーフルオロオクタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(シクロヘキサンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(ベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(p-フルオロベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(p-tert-ブチルベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(キシレンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(カンファースルホニル)-α-ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス-p-トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、2-シクロヘキシルカルボニル-2-(p-トルエンスルホニル)プロパン、2-イソプロピルカルボニル-2-(p-トルエンスルホニル)プロパン等のβ-ケトスルホン誘導体、ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体、p-トルエンスルホン酸2,6-ジニトロベンジル、p-トルエンスルホン酸2,4-ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3-トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(p-トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、N-ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド2-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-ペンタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-オクタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドp-トルエンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドp-メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド2-クロロエタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド-2,4,6-トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-ナフタレンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド2-ナフタレンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシ-2-フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシ-2-フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシフタルイミドp-トルエンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミドp-トルエンスルホン酸エステル等のN-ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等が挙げられる。
 これらのなかでも、特に、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸(p-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p-トルエンスルホン酸トリス(p-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2-ノルボニル)メチル(2-オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2’-ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec-ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n-プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert-ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス-(p-トルエンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-(n-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N-ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド2-プロパンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミド1-ペンタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシスクシンイミドp-トルエンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N-ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN-ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、酸発生剤の含有量は、特に限定されないが、前記リソグラフィー用下層膜形成材料100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましく、0.5~40質量部であることがより好ましく、1.0~30質量部であることがさらに好ましい。前記範囲にすることで、酸発生量が多くなって架橋反応が高められる傾向にあり、また、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にある。
 さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、保存安定性を向上させる等の観点から、塩基性化合物を含有していてもよい。
[塩基性化合物]
 塩基性化合物は、酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 具体的には、第一級の脂肪族アミン類の具体例としては、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、ペンチルアミン、tert-アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示される。第二級の脂肪族アミン類の具体例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N-ジメチルメチレンジアミン、N,N-ジメチルエチレンジアミン、N,N-ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。第三級の脂肪族アミン類の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ-sec-ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
 また、混成アミン類の具体例としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、N-メチルアニリン、N-エチルアニリン、N-プロピルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、2-メチルアニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2-ニトロアニリン、3-ニトロアニリン、4-ニトロアニリン、2,4-ジニトロアニリン、2,6-ジニトロアニリン、3,5-ジニトロアニリン、N,N-ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p-トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H-ピロール、1-メチルピロール、2,4-ジメチルピロール、2,5-ジメチルピロール、N-メチルピロール等)、オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2-メチル-1-ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N-メチルピロリジン、ピロリジノン、N-メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4-(1-ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3-メチル-2-フェニルピリジン、4-tert-ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1-メチル-2-ピリドン、4-ピロリジノピリジン、1-メチル-4-フェニルピリジン、2-(1-エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H-インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3-キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10-フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
 さらに、カルボキシ基を有する含窒素化合物の具体例としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、3-アミノピラジン-2-カルボン酸、メトキシアラニン)等が例示される。スルホニル基を有する含窒素化合物の具体例としては、3-ピリジンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示される。水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物の具体例としては、2-ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4-キノリンジオール、3-インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2’-イミノジエタノール、2-アミノエタノ-ル、3-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、4-(2-ヒドロキシエチル)モルホリン、2-(2-ヒドロキシエチル)ピリジン、1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、1-[2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1-(2-ヒドロキシエチル)ピロリジン、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリジノン、3-ピペリジノ-1,2-プロパンジオール、3-ピロリジノ-1,2-プロパンジオール、8-ヒドロキシユロリジン、3-クイヌクリジノール、3-トロパノール、1-メチル-2-ピロリジンエタノール、1-アジリジンエタノール、N-(2-ヒドロキシエチル)フタルイミド、N-(2-ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が例示される。アミド誘導体の具体例としては、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。イミド誘導体の具体例としては、フタルイミド、スクシンイミド、マレイミド等が例示される。
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物において、塩基性化合物の含有量は、特に限定されないが、前記リソグラフィー用下層膜形成材料100質量部に対して、0.001~2質量部であることが好ましく、より好ましくは0.01~1質量部であることがより好ましく、0.05~0.5質量部であることがさらに好ましい。前記範囲にすることで、架橋反応を過度に損なうことなく保存安定性が高められる傾向にある。
[その他の成分]
 また、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、熱硬化性の付与や吸光度をコントロールする目的で、他の樹脂及び/又は化合物を含有していてもよい。このような他の樹脂及び/又は化合物としては、ナフトール樹脂、キシレン樹脂ナフトール変性樹脂、ナフタレン樹脂のフェノール変性樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ジシクロペンタジエン樹脂、(メタ)アクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレート、テトラメタクリレート、ビニルナフタレン、ポリアセナフチレンなどのナフタレン環、フェナントレンキノン、フルオレンなどのビフェニル環、チオフェン、インデンなどのヘテロ原子を有する複素環を含む樹脂や芳香族環を含まない樹脂;ロジン系樹脂、シクロデキストリン、アダマンタン(ポリ)オール、トリシクロデカン(ポリ)オール及びそれらの誘導体等の脂環構造を含む樹脂又は化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。さらに、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物は、当業界で公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、界面活性剤、着色剤、ノニオン系界面活性剤等を含有していてもよい。
[リソグラフィー用下層膜及び多層レジストパターンの形成方法]
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜は、前述のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて形成されるものである。
 また、本実施形態の多層レジストパターンの形成方法は、基板上に、前述のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて下層膜を形成し、該下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像を行うことができる。
 さらに、本実施形態の多層レジストパターンの形成方法は、基板上に、前述のリソグラフィー用下層膜形成材料を用いて下層膜を形成し、該下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成し、該中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成後、該レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングし、得られた中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングし、得られた下層膜パターンをエッチングマスクとして基板をエッチングすることで基板にパターンを形成することができる。
 本実施形態のリソグラフィー用下層膜は、前述のリソグラフィー用下層膜形成用組成物から形成されるものであれば、その形成方法は特に限定されず、当業界で公知の手法を適用することができる。例えば、前述のリソグラフィー用下層膜形成用組成物をスピンコートやスクリーン印刷等の公知の塗布法或いは印刷法などで基板上に付与した後、有機溶媒を揮発させるなどして除去することで、下層膜を形成することができる。下層膜の形成時には、上層レジストとのミキシング現象の発生を抑制するとともに架橋反応を促進させるために、ベークをすることが望ましい。この場合、ベーク温度は、特に限定されないが、80~450℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは200~400℃である。また、ベーク時間も、特に限定されないが、10~300秒の範囲内であることが好ましい。なお、下層膜の厚さは、要求性能に応じて適宜選定することができ、特に限定されないが、通常、30~20,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは50~15,000nmとすることが好ましい。下層膜を作製した後、2層プロセスの場合はその上に珪素含有レジスト層、或いは通常の炭化水素からなる単層レジスト、3層プロセスの場合はその上に珪素含有中間層、さらにその上に珪素を含まない単層レジスト層を作製する。この場合、このレジスト層を形成するためのフォトレジスト材料としては公知のものを使用することができる。
 基板上に下層膜を作製した後、2層プロセスの場合はその下層膜上に珪素含有レジスト層あるいは通常の炭化水素からなる単層レジストを、3層プロセスの場合はその下層膜上に珪素含有中間層、さらにその珪素含有中間層上に珪素を含まない単層レジスト層を作製するができる。これらの場合において、レジスト層を形成するためのフォトレジスト材料は、公知のものから適宜選択して使用することができ、特に限定されない。
 2層プロセス用の珪素含有レジスト材料としては、酸素ガスエッチング耐性の点から、ベースポリマーとしてポリシルセスキオキサン誘導体又はビニルシラン誘導体等の珪素原子含有ポリマーを使用し、さらに有機溶媒、酸発生剤、必要により塩基性化合物等を含むポジ型のフォトレジスト材料が好ましく用いられる。ここで珪素原子含有ポリマーとしては、この種のレジスト材料において用いられている公知のポリマーを使用することができる。
 3層プロセス用の珪素含有中間層としてはポリシルセスキオキサンベースの中間層が好ましく用いられる。中間層に反射防止膜として効果を持たせることによって、反射を抑えることができる。例えば193nm露光用プロセスにおいて、下層膜として芳香族基を多く含み基板エッチング耐性が高い材料を用いると、k値が高くなり、基板反射が高くなる傾向にあるが、中間層で反射を抑えることによって、基板反射を0.5%以下にすることができる。このような反射防止効果がある中間層としては、193nm露光用としてはフェニル基又は珪素-珪素結合を有する吸光基を導入された、酸或いは熱で架橋するポリシルセスキオキサンが好ましく用いられる。
 また、Chemical Vapour Deposition(CVD)法で形成した中間層を用いることもできる。CVD法で作製した反射防止膜としての効果が高い中間層としては、例えばSiON膜が知られている。一般的には、CVD法よりスピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスによる中間層の形成の方が、簡便でコスト的なメリットがある。なお、3層プロセスにおける上層レジストは、ポジ型でもネガ型でもどちらでもよく、また、通常用いられている単層レジストと同じものを用いることができる。
 さらに、本実施形態の下層膜は、通常の単層レジスト用の反射防止膜或いはパターン倒れ抑制のための下地材として用いることもできる。本実施形態の下層膜は、下地加工のためのエッチング耐性に優れるため、下地加工のためのハードマスクとしての機能も期待できる。
 前記フォトレジスト材料によりレジスト層を形成する場合においては、前記下層膜を形成する場合と同様に、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスが好ましく用いられる。また、レジスト材料をスピンコート法などで塗布した後、通常、プリベークが行われるが、このプリベークは、80~180℃で10~300秒の範囲で行うことが好ましい。その後、常法にしたがい、露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像を行うことで、レジストパターンを得ることができる。なお、レジスト膜の厚さは特に制限されないが、一般的には、30~500nmが好ましく、より好ましくは50~400nmである。
 また、露光光は、使用するフォトレジスト材料に応じて適宜選択して用いればよい。一般的には、波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3~20nmの軟X線、電子ビーム、X線等を挙げることができる。
 前記の方法により形成されるレジストパターンは、本実施形態の下層膜によってパターン倒れが抑制されたものとなる。そのため、本実施形態の下層膜を用いることで、より微細なパターンを得ることができ、また、そのレジストパターンを得るために必要な露光量を低下させ得る。
 次に、得られたレジストパターンをマスクにしてエッチングを行う。2層プロセスにおける下層膜のエッチングとしては、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、酸素ガスを用いたエッチングが好適である。酸素ガスに加えて、He、Arなどの不活性ガスや、CO、CO、NH、SO、N、NO2、ガスを加えることも可能である。また、酸素ガスを用いずに、CO、CO、NH、N、NO2、ガスだけでガスエッチングを行うこともできる。特に後者のガスは、パターン側壁のアンダーカット防止のための側壁保護のために用いられる。一方、3層プロセスにおける中間層のエッチングにおいても、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、前記の2層プロセスにおいて説明したものと同様のものが適用可能である。とりわけ、3層プロセスにおける中間層の加工は、フロン系のガスを用いてレジストパターンをマスクにして行うことが好ましい。その後、上述したように中間層パターンをマスクにして、例えば酸素ガスエッチングを行うことで、下層膜の加工を行うことができる。
 ここで中間層として、無機ハードマスク中間層膜を形成する場合は、CVD法やALD法等で、珪素酸化膜、珪素窒化膜、珪素酸化窒化膜(SiON膜)が形成される。窒化膜の形成方法としては、例えば、特開2002-334869号公報(特許文献6)、WO2004/066377(特許文献7)に記載されている。
 このような中間層膜の上に直接フォトレジスト膜を形成することができるが、中間層膜の上に有機反射防止膜(BARC)をスピンコートで形成して、その上にフォトレジスト膜を形成してもよい。
 中間層として、ポリシルセスキオキサンベースの中間層も好ましく用いられる。レジスト中間層膜に反射防止膜として効果を持たせることによって、反射を抑えることができる。ポリシルセスキオキサンベースの中間層の材料については、例えば、具体的には、特開2007-226170号(上述の特許文献8)、特開2007-226204号(上述の特許文献9)に記載されている。
 また、次の基板のエッチングも、常法によって行うことができ、例えば基板がSiO、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、p-SiやAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行うことができる。基板加工をフロン系ガスでエッチングした場合、2層レジストプロセスの珪素含有レジストと3層プロセスの珪素含有中間層は、基板加工と同時に剥離される。一方、塩素系或いは臭素系ガスで基板をエッチングした場合は、珪素含有レジスト層又は珪素含有中間層の剥離が別途行われ、一般的には、基板加工後にフロン系ガスによるドライエッチング剥離が行われる。
 本実施形態の下層膜は、これら基板のエッチング耐性に優れる。
 なお、基板は、当業界で公知のものを適宜選択して使用することができ、特に限定されないが、Si、α-Si、p-Si、SiO、SiN、SiON、W、TiN、Al等が挙げられる。また、基板は、基材(支持体)上に被加工膜(被加工基板)を有する積層体であってもよい。このような被加工膜としては、Si、SiO、SiON、SiN、p-Si、α-Si、W、W-Si、Al、Cu、Al-Si等種々のLow-k膜及びそのストッパー膜等が挙げられ、通常、基材(支持体)とは異なる材質のものが用いられる。なお、加工対象となる基板或いは被加工膜の厚さは、特に限定されないが、通常、50~10,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは75~5,000nmである。
[化合物又は樹脂の精製方法]
 本実施形態における化合物又は樹脂の精製方法は、水と任意に混和しない有機溶媒及び前記式(1)で表される化合物又は該化合物をモノマーとして得られる樹脂を含む溶液(以下、溶液(A)と称することがある)と、酸性の水溶液と、を接触させ抽出する工程を含む。本実施形態の精製方法によれば、前記化合物又は前記樹脂に不純物として含まれうる種々の金属の含有量を低減することができる。
 より詳細には、本実施形態においては、前記化合物又は前記樹脂を水と任意に混和しない有機溶媒に溶解させ、さらにその溶液を酸性水溶液と接触させて抽出処理を行うものとすることができる。これにより、前記化合物又は前記樹脂を含む溶液(A)に含まれる金属分を水相に移行させたのち、有機相と水相とを分離して金属含有量の低減された前記化合物又は前記樹脂を得ることができる。
 本実施形態で使用する前記化合物又は前記樹脂は単独でもよいが、2種以上混合することもできる。また、前記化合物又は前記樹脂は、各種界面活性剤、各種架橋剤、各種酸発生剤、各種安定剤等を含有したものであってもよい。
 本発明で使用される水と任意に混和しない有機溶媒としては、特に限定されないが、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましい。使用する有機溶媒の量は、前記化合物又は前記樹脂に対して通常1~100質量倍程度使用される。
 使用される溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソアミル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、2-ペンタノン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。これらの中でも、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル等が好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがより好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチルがよりさらに好ましい。メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等は前記化合物又は前記樹脂の飽和溶解度が比較的高く、沸点が比較的低いことから、工業的に溶媒を留去する場合や乾燥により除去する工程での負荷を低減することが可能となる。
これらの溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。
 本発明で使用される酸性の水溶液としては、一般に知られる有機、無機系化合物を水に溶解させた水溶液の中から適宜選択される。例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸を水に溶解させた水溶液(鉱酸水溶液)、又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸を水に溶解させた水溶液(有機酸水溶液)が挙げられる。これら酸性の水溶液は、それぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を組み合わせて用いることもできる。これら酸性の水溶液の中でも、硫酸、硝酸、及び酢酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸等のカルボン酸の水溶液が好ましく、さらに、硫酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸の水溶液が好ましく、特に蓚酸の水溶液が好ましい。蓚酸、酒石酸、クエン酸等の多価カルボン酸は金属イオンに配位し、キレート効果が生じるために、より金属を除去できると考えられる。また、ここで用いる水は、本発明の目的に沿って、金属含有量の少ないもの、例えばイオン交換水等が好ましい。
 本発明で使用する酸性の水溶液のpHは特に制限されないが、水溶液の酸性度があまり大きくなると前記化合物又は前記樹脂に悪影響を及ぼすことがあり好ましくない。通常、pH範囲は0~5程度であり、より好ましくはpH0~3程度である。
 本発明で使用する酸性の水溶液の使用量は特に制限されないが、その量があまりに少ないと、金属除去のための抽出回数多くする必要があり、逆に水溶液の量があまりに多いと全体の液量が多くなり操作上の問題を生ずることがある。水溶液の使用量は、通常、有機溶媒に溶解した前記化合物又は前記樹脂の溶液に対して10~200質量%であり、好ましくは20~100質量%である。
 本発明の精製方法では前記のような酸性の水溶液と、前記化合物又は前記樹脂、及び水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液(A)とを接触させることにより金属分を抽出する。
 本発明の精製方法では、前記溶液(A)に、さらに水と任意に混和する有機溶媒を含むことが好ましい。本発明の精製方法において、溶液(A)に水と任意に混和する有機溶媒を含むことで、前記化合物又は前記樹脂の仕込み量を増加させることができ、また分液性が向上し、高い釜効率で精製を行うことができる。溶液(A)に水と任意に混和する有機溶媒を加える方法は特に限定されない。例えば、予め水と任意に混和する有機溶媒を、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液に加える方法;予め水と任意に混和する有機溶媒を水又は酸性の水溶液に加える方法;水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液と水又は酸性の水溶液とを接触させた後に水と任意に混和する有機溶媒を加える方法、のいずれをも採用することが可能であるが、予め水と任意に混和する有機溶媒を、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液に加える方法が操作の作業性や仕込み量の管理のし易さの点で好ましい。
 前記“水と任意に混和する有機溶媒”としては、特に限定されないが、水と任意に混和し、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましい。前記“水と任意に混和する有機溶媒”の含有量は、溶液相と水相とが分離する範囲であれば特に限定されないが、使用する式(1)で表される化合物又は式(2)で表される構造を有する樹脂の総量に対して、通常0.1~100質量倍程度使用することができる。
 水と任意に混和する有機溶媒の具体例としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、N-メチルピロリドン等のケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類等の脂肪族炭化水素類が挙げられる。これらの中でも、N-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が好ましく、特にN-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。これらの溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。
 本実施形態において、溶液(A)と酸性の水溶液の接触の際、すなわち、抽出処理を行う際の温度は通常、20~90℃であり、好ましくは30~80℃の範囲である。抽出操作は、特に限定されないが、例えば、撹拌等により、よく混合させたあと、静置することにより行われる。これにより、前記化合物又は前記樹脂と、有機溶媒とを含む溶液に含まれていた金属分が水相に移行する。また、本操作により、溶液の酸性度が低下し、前記化合物又は前記樹脂の変質を抑制することができる。
 混合溶液は静置により、前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液相と、水相とに分離するので、デカンテーション等により前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液を回収する。静置する時間は特に限定されないが、有機溶媒を含む溶液相と水相との分離をより良好にする観点から、当該静置する時間を調整することが好ましい。通常、静置する時間は1分間以上であり、好ましくは10分間以上であり、より好ましくは30分間以上である。また、抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。
 本実施形態において、溶液(A)と酸性の水溶液とを接触させる工程による抽出処理を行ったのち、さらに水による抽出処理を行う工程を含むものとすることが好ましい。すなわち、酸性の水溶液を用いて前記抽出処理を行った後に、該水溶液から抽出され、回収された前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液を、さらに水による抽出処理に供することが好ましい。前記の水による抽出処理は、特に限定されないが、例えば、撹拌等により、よく混合させたあと、静置することにより行うことができる。当該静置後に得られる溶液は、前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液相と水相に分離するのでデカンテーション等により前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液相を回収することができる。
 また、ここで用いる水は、本実施形態の目的に沿って、金属含有量の少ないもの、例えばイオン交換水等であることが好ましい。抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。また、抽出処理における両者の使用割合や、温度、時間等の条件は特に限定されないが、先の酸性の水溶液との接触処理の場合と同様で構わない。
 こうして得られた前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液に混入しうる水分については、減圧蒸留等の操作を施すことにより容易に除去できる。また、必要により有機溶媒を加え、前記化合物又は前記樹脂の濃度を任意の濃度に調整することができる。
 得られた前記化合物又は前記樹脂と有機溶媒を含む溶液から、前記化合物又は前記樹脂を単離する方法は、特に限定されず、減圧除去、再沈殿による分離、及びそれらの組み合わせ等、公知の方法で行うことができる。必要に応じて、濃縮操作、ろ過操作、遠心分離操作、乾燥操作等の公知の処理を行うことができる。
 以下、本発明を合成例及び実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
(炭素濃度及び酸素濃度の測定)
 有機元素分析により炭素濃度及び酸素濃度(質量%)を測定した。
 装置:CHNコーダーMT-6(ヤナコ分析工業(株)製)
(分子量)
 LC-MS分析により、Water社製Acquity UPLC/MALDI-Synapt HDMSを用いて測定した。
(分子量の測定)
 ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析により、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を求め、分散度(Mw/Mn)を求めた。
 装置:Shodex GPC-101型(昭和電工(株)製)
 カラム:KF-80M×3
 溶離液:THF 1ml/min
 温度:40℃
(耐熱性の評価)
 エスアイアイ・ナノテクノロジー社製EXSTAR6000DSC装置を使用し、試料約5mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス(30ml/min)気流中昇温速度10℃/minで500℃まで昇温した。その際、ベースラインに減少部分が現れる温度を熱分解温度(Tg)とし、以下の基準で耐熱性を評価した。
 評価A:熱分解温度が≧150℃
 評価C:熱分解温度が<150℃
(溶媒溶解性の評価)
 23℃にて、化合物をプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に対して5質量%溶液になるよう溶解させ、その後、5℃にて30日間静置し、結果を以下の基準で評価した。
 評価A:目視にて析出物なしを確認
 評価C:目視にて析出物ありを確認
(製造例1)BisF-1の合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器を準備した。この容器に、4,4’-ビフェノール(東京化成社製試薬)30g(161mmol)と、4-ビフェニルアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)15g(82mmol)と、酢酸ブチル100mLと、を仕込み、p-トルエンスルホン酸(関東化学社製試薬)3.9g(21mmol)を加えて、反応液を調製した。この反応液を90℃で3時間撹拌して反応を行った。次に、反応液を濃縮し、ヘプタン50gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離した。濾過により得られた固形物を乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことにより、下記式で表される目的化合物(BisF-1)5.8gを得た。
 なお、400MHz-H-NMRにより以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
 δ(ppm)9.4(4H,O-H)、6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)
 得られた化合物について、前記方法により分子量を測定した結果、536であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
(製造例2)BisF-2の合成
 4,4’-ビフェノールを2,2’-ビフェノールに変更した以外は、製造例1と同様にし、下記式で表される目的混合物(BisF-2)を3.0g得た。
 なお、400MHz-H-NMRにより以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
 δ(ppm)9.3(4H,O-H)、6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.3(1H,C-H)
 得られた化合物について、前記方法により分子量を測定した結果、536であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
(BisF-2)
(合成実施例1)BisF-1-CH4の合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積1000mLの容器に、前記で得られたBisF-1を6.7g(12.5mmol)と、炭酸カリウムを108g(810mmol)と、ジメチルホルムアミド200mLとを仕込み、ブロモシクロヘキサン250g(1.53mol)を加えて、反応液を110℃で24時間撹拌して反応を行った。次に、反応液を濃縮し、純水500gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離した。得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことにより、下記式で表される目的化合物(BisF-1-CH4)を5.0g得た。
 得られた化合物について、前記測定条件でNMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)、1.4~4.5(44H,Cy-H)/Cy-H
 得られたBisF-1-CH4の分子量は、865であった。また、炭素濃度は84.7質量%、酸素濃度は7.4質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
(BisF-1-CH4)
(合成実施例2)BisF-1-CH2の合成
 炭酸カリウムを54g(405mmol)、ブロモシクロヘキサンを125g(0.77mol)に変更した以外は、合成実施例1と同様にし、下記式で表される目的混合物(BisF-1-CH2)を2.0g得た。
 得られた化合物について、前記測定条件でNMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.4(2H,O-H)、6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)、1.4~4.5(22H,Cy-H)/Cy-H
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(BisF-1-CH2)
(合成実施例3)BisF-1-ME4の合成
 ブロモシクロヘキサンをヨウ化メチル217g(1.53mol)に変更した以外は、合成実施例1と同様にし、下記式で表される目的化合物(BisF-1-ME4)を2.0g得た。
 得られた化合物について、前記測定条件でNMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)、3.8(12H,CH3)
 得られたBisF-2-ME4の分子量は、592であった。また、炭素濃度は83.1質量%、酸素濃度は10.8質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
(BisF-1-ME4)
(合成実施例4)BisF-1-PH4の合成
 攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積1000mLの容器に、上述で得られたBisF-1:3.4g(6.3mmol)と、炭酸セシウム26g(80mmol)と、ヨウ化銅0.8g(4mmol)と、ジメチルグリシン塩酸塩1.7g(12mmol)と、ジオキサン80mLとを仕込み、ヨウ化ベンゼン8.2g(40mmol)を加えて、反応液を90℃で96時間撹拌して反応を行った。次に、酢酸エチル500mLを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離した。得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行うことにより、下記式で表される目的化合物(BisF-1-PH4)1.9gを得た。
 得られた化合物について、前記測定条件でNMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.8~7.8(42H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)
 得られたBisF-1-PH4の分子量は、840であった。また、炭素濃度は87.1質量%、酸素濃度は7.6質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
(BisF-1-PH4)
(合成実施例5)BisF-2-CH4の合成
 BisF-1をBisF-2に変更した以外は、合成実施例1と同様にし、下記式で表される目的物(BisF-2-CH4)を2.0g得た。
 得られた化合物について、前記測定条件でNMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記式の化学構造を有することを確認した。
 H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.3(1H,C-H)、1.4~4.5(44H,Cy-H)/Cy-H
 得られたBisF-2-CH4の分子量は、865であった。また、炭素濃度は84.7質量%、酸素濃度は7.4質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
(BisF-2-CH4)
(製造例3)
 ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた、底抜きが可能な内容積10Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流中、1,5-ジメチルナフタレン1.09kg(7mol、三菱ガス化学(株)製)、40質量%ホルマリン水溶液2.1kg(ホルムアルデヒドとして28mol、三菱ガス化学(株)製)及び98質量%硫酸(関東化学(株)製)0.97mLを仕込み、常圧下、100℃で還流させながら7時間反応させた。その後、希釈溶媒としてエチルベンゼン(和光純薬工業(株)製試薬特級)1.8kgを反応液に加え、静置後、下相の水相を除去した。さらに、中和及び水洗を行い、エチルベンゼン及び未反応の1,5-ジメチルナフタレンを減圧下で留去することにより、淡褐色固体のジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂1.25kgを得た。
 得られたジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂の分子量は、Mn:562、Mw:1168、Mw/Mn:2.08であった。また、炭素濃度は84.2質量%、酸素濃度は8.3質量%であった。
 続いて、ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた内容積0.5Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流下で、前記のようにして得られたジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂100g(0.51mol)とパラトルエンスルホン酸0.05gとを仕込み、190℃まで昇温させて2時間加熱した後、攪拌した。その後さらに、1-ナフトール52.0g(0.36mol)を加え、さらに220℃まで昇温させて2時間反応させた。溶剤希釈後、中和及び水洗を行い、溶剤を減圧下で除去することにより、黒褐色固体の変性樹脂(CR-1)126.1gを得た。
 得られた樹脂(CR-1)は、Mn:885、Mw:2220、Mw/Mn:4.17であった。また、炭素濃度は89.1質量%、酸素濃度は4.5質量%であった。
(実施例1~5、比較例1~2)
 前記BisF-1-CH4,BisF-1-CH2,BisF-1-ME4,BisF-1-PH4,BisF-2-CH4,BisF-1及びCR-1を用いて耐熱性の評価及び溶媒溶解性の評価を行った。結果を第1表に示す。
 また、第1表に示す組成のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を各々調製した。次に、これらの下層膜形成用組成物をシリコン基板上に回転塗布し、その後、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークして、膜厚200nmの下層膜を各々作製した。酸発生剤、架橋剤及び有機溶媒については次のものを用いた。
 酸発生剤:みどり化学社製 ジターシャリーブチルジフェニルヨードニウムノナフルオロメタンスルホナート(DTDPI)
 架橋剤:三和ケミカル社製 ニカラックMX270(ニカラック)
有機溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートアセテート(PGMEA)
 ノボラック:群栄化学社製 PSM4357
 そして、下記に示す条件でエッチング試験を行い、エッチング耐性を評価した。評価結果を第1表に示す。
[エッチング試験]
 エッチング装置:サムコインターナショナル社製 RIE-10NR
 出力:50W
 圧力:20Pa
 時間:2min
 エッチングガス
 Arガス流量:CF4ガス流量:O2ガス流量=50:5:5(sccm)
[エッチング耐性評価]
 エッチング耐性評価は、以下の手順で行った。
 まず、実施例1において用いる化合物(BisF-1-CH4)に代えてノボラック(群栄化学社製:PSM4357)を用いること以外は、実施例1と同様の条件で、ノボラックの下層膜を作製した。そして、このノボラックの下層膜を対象として、前記のエッチング試験を行い、そのときのエッチングレートを測定した。
 次に、実施例1~5及び比較例1~2の下層膜を対象として、前記エッチング試験を同様に行い、そのときのエッチングレートを測定した。
 そして、ノボラックの下層膜のエッチングレートを基準として、以下の評価基準でエッチング耐性を評価した。
[評価基準]
 A:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、-10%未満
 B:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、-10%~+5%
 C:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、+5%超
 次に、BisF-1-CH4、BisF-1-CH2、BisF-1-ME4、BisF-1-PH4、BisF-2-CH4、BisF-1、CR-1をそれぞれ含む各リソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークすることにより、膜厚70nmの下層膜を形成した。この下層膜上に、ArF用レジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークすることにより、膜厚140nmのフォトレジスト層を形成した。なお、ArFレジスト溶液としては、下記式(11)の化合物:5質量部、トリフェニルスルホニウムノナフルオロメタンスルホナート:1質量部、トリブチルアミン:2質量部、及びPGMEA:92質量部を配合して調製したものを用いた。
 式(11)の化合物は、2-メチル-2-メタクリロイルオキシアダマンタン4.15g、メタクリルロイルオキシ-γ-ブチロラクトン3.00g、3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート2.08g、アゾビスイソブチロニトリル0.38gを、テトラヒドロフラン80mLに溶解させて反応溶液とした。この反応溶液を、窒素雰囲気下、反応温度を63℃に保持して、22時間重合させた後、反応溶液を400mLのn-ヘキサン中に滴下した。このようにして得られる生成樹脂を凝固精製させ、生成した白色粉末をろ過し、減圧下40℃で一晩乾燥させて得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
式(11)
 前記式(11)中、40、40、20とあるのは、各構成単位の比率を示すものであり、ブロック共重合体を示すものではない。
 次いで、電子線描画装置(エリオニクス社製;ELS-7500,50keV)を用いて、フォトレジスト層を露光し、115℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像することにより、ポジ型のレジストパターンを得た。
 各実施例及び比較例のそれぞれについて、得られたレジストパターンの形状を(株)日立製作所製電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察した。現像後のレジストパターンの形状については、パターン倒れがなく、矩形性が良好なものを“良好”とし、そうでないものを“不良”として評価した。また、当該観察の結果、パターン倒れが無く、矩形性が良好な最小の線幅を解像性として評価の指標とした。さらに、良好なパターン形状を描画可能な最小の電子線エネルギー量を感度として、評価の指標とした。結果を、第1表に示す。
(比較例3)
 下層膜の形成を行わないこと以外は、実施例1と同様にして、フォトレジスト層をSiO基板上に直接形成し、ポジ型のレジストパターンを得て同様の評価を行った。結果を第1表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
 表1から明らかなように、本発明の化合物であるBisF-1-CH4を用いた実施例1では、耐熱性、溶媒溶解性及びエッチング耐性のいずれの点でも良好であることが確認された。一方、ポリフェノール化合物BisF-1を用いた比較例1では、耐熱性及びエッチング耐性は良かったものの、溶媒溶解性が不良であった。また、CR-1(フェノール変性ジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂)を用いた比較例2では、耐熱性、溶媒溶解性及びエッチング耐性のいずれも不良であり、レジスト性能評価を行わなかった。
 また、実施例1では、現像後のレジストパターン形状が良好であり、欠陥も見られないことが確認された。一方、比較例1は、現像後のレジストパターン形状が不良であり、欠陥も多いことが確認された。これは、比較例1で用いたBisF-1が塗布溶媒に対して低溶解性である為と推察される。
 さらに、実施例1は、下層膜の形成を省略した比較例3に比して、解像性及び感度ともに有意に優れていることが確認された。
 現像後のレジストパターン形状の相違から、実施例1のリソグラフィー用下層膜形成材料は、レジスト材料との密着性が良いことが示された。
(実施例6)
 実施例1において用いたリソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークすることにより、膜厚80nmの下層膜を形成した。この下層膜上に、珪素含有中間層材料を塗布し、200℃で60秒間ベークすることにより、膜厚35nmの中間層膜を形成した。さらに、この中間層膜上に、前記ArF用レジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークすることにより、膜厚150nmのフォトレジスト層を形成した。なお、珪素含有中間層材料としては、特開2007-226170号公報の<合成例1>に記載の珪素原子含有ポリマーを用いた。
 次いで、電子線描画装置(エリオニクス社製;ELS-7500,50keV)を用いて、フォトレジスト層をマスク露光し、115℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像することにより、55nmL/S(1:1)のポジ型のレジストパターンを得た。
 その後、サムコインターナショナル社製のRIE-10NRを用いて、得られたレジストパターンをマスクにして珪素含有中間層膜(SOG)のドライエッチング加工を行い、続いて、得られた珪素含有中間層膜パターンをマスクにした下層膜のドライエッチング加工と、得られた下層膜パターンをマスクにしたSiO膜のドライエッチング加工とを順次行った。
 各々のエッチング条件は、下記に示す通りである。
(レジストパターンのレジスト中間層膜へのエッチング条件)
   出力:50W
   圧力:20Pa
   時間:1min
   エッチングガス
   Arガス流量:CF4ガス流量:O2ガス流量=50:8:2(sccm)
(レジスト中間膜パターンのレジスト下層膜へのエッチング条件)
   出力:50W
   圧力:20Pa
   時間:2min
   エッチングガス
   Arガス流量:CF4ガス流量:O2ガス流量=50:5:5(sccm)
(レジスト下層膜パターンのSiO膜へのエッチング条件)
   出力:50W
   圧力:20Pa
   時間:2min
   エッチングガス
   Arガス流量:C12ガス流量:Cガス流量:O2ガス流量
          =50:4:3:1(sccm)
[評価]
 前記のようにして得られた実施例6のパターン断面(エッチング後のSiO膜の形状)を、(株)日立製作所製電子顕微鏡(S-4800)を用いて観察したところ、本発明の下層膜を用いた実施例は、多層レジスト加工におけるエッチング後のSiO膜の形状は矩形であり、欠陥も認められず良好であることが確認された。
(実施例7)BisF-1-CH4の精製
 1000mL容量の四つ口フラスコ(底抜き型)に、実施例1で用いたBisF-1-CH4をPGMEAに溶解させた溶液(10質量%)を150g仕込み、攪拌しながら80℃まで加熱した。次いで、蓚酸水溶液(pH1.3)37.5gを加え、5分間攪拌後、30分静置した。これにより油相と水相とに分離し、水相を除去した。この操作を1回繰り返した後、得られた油相に、超純水37.5gを仕込み、5分間攪拌後、30分間静置し、水相を除去した。この操作を3回繰り返した後、80℃に加熱しながらフラスコ内を200hPa以下に減圧することで、残留水分及びPGMEAを濃縮留去した。その後、ELグレードのPGMEA(関東化学社製試薬)を希釈し、10質量%に濃度調整を行うことにより、金属含有量の低減されたBisF-1-CH4のPGMEA溶液を得た。
(比較例4)イオン交換樹脂による精製方法
 イオン交換樹脂(三菱化学ダイヤイオン:SMT100-ミックス樹脂)25gをシクロヘキサノンで膨潤後、テフロン(登録商標)カラムに充填し、1,3-ジオキソランを500mL通液することで溶媒置換した。次いで、実施例1で得られたBisP-1-CH4を1,3-ジオキソランに溶解させた溶液(10質量%)500gを通液することでBisF-1-CH4のジオキソラン溶液を得た。
 処理前のBisF-1-CH4の10質量%PGMEA溶液、実施例7及び比較例4において得られた溶液について、各種金属含有量をICP-MSによって測定した。測定結果を第2表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000068
 上述した通り、本発明は、前記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加えることが可能である。
 2015年2月12日に出願された日本国特許出願2015-025371号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 本発明の化合物及び樹脂は、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、耐熱性が比較的に高く、溶媒溶解性も比較的に高く、湿式プロセスが適用可能である。そして、このリソグラフィー用下層膜形成材料は、耐熱性が高く、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、溶媒溶解性も高い、特定構造を有する化合物又は樹脂を用いているため、高温ベーク時の膜の劣化が抑制され、酸素プラズマエッチング等に対するエッチング耐性にも優れた下層膜を形成することができる。さらには、レジスト層との密着性にも優れるので、優れたレジストパターンを形成することができる。
 そのため、本発明の化合物又は樹脂を含むリソグラフィー用下層膜形成材料及び該材料を含む下層膜形成用組成物はこれらの性能が要求される各種用途において、広く且つ有効に利用可能である。したがって、本発明は、例えば、電気用絶縁材料、レジスト用樹脂、半導体用封止樹脂、プリント配線板用接着剤、電気機器・電子機器・産業機器等に搭載される電気用積層板、電気機器・電子機器・産業機器等に搭載されるプリプレグのマトリックス樹脂、ビルドアップ積層板材料、繊維強化プラスチック用樹脂、液晶表示パネルの封止用樹脂、塗料、各種コーティング剤、接着剤、半導体用のコーティング剤、半導体用のレジスト用樹脂、下層膜形成用樹脂等において、広く且つ有効に利用可能である。特に、本発明は、リソグラフィー用下層膜及び多層レジスト用下層膜の分野において、特に有効に利用可能である。

Claims (20)

  1.  下記式(1)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)中、Rは炭素数1~30の2n価の基であり、R~Rは各々独立して炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~30のアルコキシ基、チオール基又は水酸基であり、但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基であり、m及びmは各々独立して0~8の整数であり、m及びmは各々独立して0~9の整数であり、但し、mとmとは同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p~pは各々独立して0~2の整数である。)
  2.  Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つが、炭素数1~30のアルコキシ基である請求項1に記載の化合物。
  3.  前記式(1)で表される化合物が、下記式(1a)で表される化合物である請求項1又は2に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(1a)中、R~R及びnは、前記式(1)で説明したものと同義であり、m2’及びm3’は各々独立して0~4の整数であり、m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数であり、但し、m4’とm5’とが同時に0となることはない。)
  4.  前記式(1a)で表される化合物が、下記式(1b)で表される化合物である請求項3に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(1b)中、Rは前記式(1)で説明したものと同義であり、R及びRは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、R~R11は、各々独立して、炭素数1~30のアルキル基又は水素原子であり、但し、R~R11の少なくとも1つは炭素数1~30のアルキル基であり、m及びmは、各々独立して0~7の整数である。)
  5.  前記式(1b)で表される化合物が、下記式(BiF-1-CH)で表される請求項4記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(BiF-1-CH)中、R12は各々独立してシクロヘキシル基又は水素原子である。但し、R12の少なくとも1つはシクロヘキシル基である。)
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物をモノマーとして得られる樹脂。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物と架橋反応性のある化合物との反応によって得られる請求項6に記載の樹脂。
  8.  前記架橋反応性のある化合物が、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート及び不飽和炭化水素基含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つである請求項7に記載の樹脂。
  9.  下記式(2)で表される構造を有する請求項6に記載の樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    式(2)
    (式(2)中、Rは、炭素数1~30の2n価の基であり、R~Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数1~30のアルコキシ基、チオール基又は水酸基であり、但し、Rの少なくとも1つ及び/又はRの少なくとも1つは炭素数1~30のアルコキシ基であり、Lは、炭素数1~20の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は単結合であり、m及びmは、各々独立して0~8の整数であり、m及びmは、各々独立して0~9の整数であり、但し、mとmとは同時に0となることはなく、nは、1~4の整数であり、p~pは各々独立して0~2の整数である。)
  10.  請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物及び/又は請求項6~9のいずれかに記載の樹脂を含有するリソグラフィー用下層膜形成材料。
  11.  請求項10に記載のリソグラフィー用下層膜形成材料と溶媒とを含有するリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
  12.  架橋剤をさらに含有する請求項11に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
  13.  酸発生剤をさらに含有する請求項11又は12に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
  14.  請求項11~13のいずれか1項に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物から形成されるリソグラフィー用下層膜。
  15.  基板上に、請求項11~13のいずれか1項に記載の下層膜形成用組成物を用いて下層膜を形成し、前記下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、前記フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像を行うレジストパターン形成方法。
  16.  基板上に、請求項11~13のいずれか1項に記載の下層膜形成用組成物を用いて下層膜を形成し、前記下層膜上に、珪素原子を含有するレジスト中間層膜材料を用いて中間層膜を形成し、前記中間層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、前記フォトレジスト層の所要の領域に放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成し、その後、前記レジストパターンをマスクとして前記中間層膜をエッチングし、得られた中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングし、得られた下層膜パターンをエッチングマスクとして基板をエッチングすることで基板にパターンを形成する回路パターン形成方法。
  17.  請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物又は請求項6~9のいずれか1項に記載の樹脂と、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液と、酸性の水溶液とを接触させ抽出する工程を含む、化合物又は樹脂の精製方法。
  18.  前記酸性の水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液、又は酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液である請求項17に記載の精製方法。
  19.  前記水と任意に混和しない有機溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート又は酢酸エチルである請求項17又は18に記載の精製方法。
  20.  前記溶液と前記酸性の水溶液とを接触させ抽出処理を行ったのち、さらに水による抽出処理を行う工程を含む請求項17~19のいずれか1項に記載の精製方法。
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EP16749322.0A EP3257835A4 (en) 2015-02-12 2016-02-12 Compound, resin, lithography underlayer film forming material, lithography underlayer film forming composition, lithography underlayer film, method for forming resist pattern, method for forming circuit pattern, and method for purifying compound or resin
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017014191A1 (ja) * 2015-07-22 2017-01-26 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びレジストパターン形成方法、回路パターン形成方法、及び、精製方法
US20170075220A1 (en) * 2014-03-13 2017-03-16 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition and method for forming resist pattern
WO2018101377A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
WO2018101376A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
WO2018159707A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物又は樹脂の精製方法、及び組成物の製造方法
WO2018212116A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
US10294183B2 (en) 2014-03-13 2019-05-21 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying the compound or resin
WO2020004316A1 (ja) * 2018-06-26 2020-01-02 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
US10642156B2 (en) 2015-03-30 2020-05-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist base material, resist composition and method for forming resist pattern
US10747112B2 (en) 2015-03-30 2020-08-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, and purification method thereof, material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film, and underlayer film, as well as resist pattern forming method and circuit pattern forming method
US20210294214A1 (en) * 2018-07-31 2021-09-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Underlayer film forming composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201706524WA (en) * 2015-03-06 2017-09-28 Mitsubishi Gas Chemical Co Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying compound or resin
US10359701B2 (en) 2015-04-07 2019-07-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography and pattern forming method
CN111655662B (zh) * 2018-01-31 2023-09-26 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、树脂、组合物、抗蚀图案形成方法、电路图案形成方法和树脂的纯化方法
WO2019230639A1 (ja) 2018-05-28 2019-12-05 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物、レジストパターン形成方法、回路パターン形成方法及び樹脂の精製方法
KR102296459B1 (ko) 2019-06-04 2021-09-02 에스케이하이닉스 주식회사 하드마스크용 화합물, 상기 화합물을 포함하는 하드마스크 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0519463A (ja) * 1991-07-17 1993-01-29 Sumitomo Chem Co Ltd レジストの金属低減化方法
JP2007241271A (ja) * 2006-02-16 2007-09-20 Cornell Research Foundation Inc 分子性ガラスのフォトレジスト
JP2010077038A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Toshiba Corp 感光性化合物、感光性組成物、およびパターン形成方法
WO2013134997A1 (zh) * 2012-03-16 2013-09-19 中国科学院化学研究所 含双酚a骨架结构的分子玻璃光刻胶及其制备方法和应用
WO2014024836A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 日産化学工業株式会社 レジスト下層膜形成組成物
CN103804196A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 中国科学院理化技术研究所 星形金刚烷衍生物分子玻璃及其制备方法、应用
CN104557552A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国科学院理化技术研究所 一种星形四苯基乙烯衍生物分子玻璃、正性光刻胶、正性光刻胶涂层及其应用
WO2015137486A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜、パターン形成方法、及び化合物又は樹脂の精製方法
WO2015137485A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 三菱瓦斯化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターン形成方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04297430A (ja) * 1991-03-15 1992-10-21 Idemitsu Kosan Co Ltd ポリフェニル誘導体及びその製造方法
US5281689A (en) * 1992-12-11 1994-01-25 General Electric Company Polycarbonate from bis[4'-(4-hydroxyphenyl)-phenyl]alkanes
WO2004037879A2 (en) * 2002-10-24 2004-05-06 South Dakota School Of Mines And Technology Monomers containing at least one biaryl unit and polymers and derivatives prepared therefrom
WO2011040340A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 Jsr株式会社 パターン形成方法及びレジスト下層膜形成用組成物
CN103282396B (zh) * 2010-12-28 2015-03-18 三菱瓦斯化学株式会社 芳烃树脂、光刻法用底层膜形成组合物以及形成多层抗蚀图案的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0519463A (ja) * 1991-07-17 1993-01-29 Sumitomo Chem Co Ltd レジストの金属低減化方法
JP2007241271A (ja) * 2006-02-16 2007-09-20 Cornell Research Foundation Inc 分子性ガラスのフォトレジスト
JP2010077038A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Toshiba Corp 感光性化合物、感光性組成物、およびパターン形成方法
WO2013134997A1 (zh) * 2012-03-16 2013-09-19 中国科学院化学研究所 含双酚a骨架结构的分子玻璃光刻胶及其制备方法和应用
WO2014024836A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 日産化学工業株式会社 レジスト下層膜形成組成物
CN103804196A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 中国科学院理化技术研究所 星形金刚烷衍生物分子玻璃及其制备方法、应用
CN104557552A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国科学院理化技术研究所 一种星形四苯基乙烯衍生物分子玻璃、正性光刻胶、正性光刻胶涂层及其应用
WO2015137486A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜、パターン形成方法、及び化合物又は樹脂の精製方法
WO2015137485A1 (ja) * 2014-03-13 2015-09-17 三菱瓦斯化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターン形成方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN H. ET AL.: "Biphen[n]arenes", CHEMICAL SCIENCE, vol. 6, 17 September 2014 (2014-09-17), pages 197 - 202, XP055476880 *
See also references of EP3257835A4 *
YAMADA A. ET AL.: "Development of High Resolution Molecular Resist Based on Tris((hydroxypheny)pheny)benzene", JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 23, 2010, pages 91 - 95, XP055477734 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10294183B2 (en) 2014-03-13 2019-05-21 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying the compound or resin
US20170075220A1 (en) * 2014-03-13 2017-03-16 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition and method for forming resist pattern
US10303055B2 (en) * 2014-03-13 2019-05-28 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition and method for forming resist pattern
US10747112B2 (en) 2015-03-30 2020-08-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, and purification method thereof, material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film, and underlayer film, as well as resist pattern forming method and circuit pattern forming method
US10642156B2 (en) 2015-03-30 2020-05-05 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist base material, resist composition and method for forming resist pattern
WO2017014191A1 (ja) * 2015-07-22 2017-01-26 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びレジストパターン形成方法、回路パターン形成方法、及び、精製方法
US10364314B2 (en) 2015-07-22 2019-07-30 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, resist pattern forming method, circuit pattern forming method, and purification method
JP7205716B2 (ja) 2016-11-30 2023-01-17 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
JPWO2018101376A1 (ja) * 2016-11-30 2019-10-24 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
JPWO2018101377A1 (ja) * 2016-11-30 2019-10-24 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
JP7205715B2 (ja) 2016-11-30 2023-01-17 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
WO2018101376A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
WO2018101377A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、樹脂、組成物並びにレジストパターン形成方法及び回路パターン形成方法
WO2018159707A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 三菱瓦斯化学株式会社 化合物又は樹脂の精製方法、及び組成物の製造方法
JPWO2018159707A1 (ja) * 2017-02-28 2020-01-09 三菱瓦斯化学株式会社 化合物又は樹脂の精製方法、及び組成物の製造方法
JP2022184850A (ja) * 2017-02-28 2022-12-13 三菱瓦斯化学株式会社 化合物又は樹脂の精製方法、及び組成物の製造方法
WO2018212116A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
JPWO2018212116A1 (ja) * 2017-05-15 2020-03-12 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
CN110637256B (zh) * 2017-05-15 2024-01-09 三菱瓦斯化学株式会社 光刻用膜形成材料、光刻用膜形成用组合物、光刻用下层膜及图案形成方法
KR102561006B1 (ko) * 2017-05-15 2023-07-28 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 리소그래피용 막형성재료, 리소그래피용 막형성용 조성물, 리소그래피용 하층막 및 패턴 형성방법
JP7054459B2 (ja) 2017-05-15 2022-04-14 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
KR20200008561A (ko) * 2017-05-15 2020-01-28 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 리소그래피용 막형성재료, 리소그래피용 막형성용 조성물, 리소그래피용 하층막 및 패턴 형성방법
CN110637256A (zh) * 2017-05-15 2019-12-31 三菱瓦斯化学株式会社 光刻用膜形成材料、光刻用膜形成用组合物、光刻用下层膜及图案形成方法
WO2020004316A1 (ja) * 2018-06-26 2020-01-02 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
JP7336078B2 (ja) 2018-06-26 2023-08-31 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
JPWO2020004316A1 (ja) * 2018-06-26 2021-08-02 三菱瓦斯化学株式会社 リソグラフィー用膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法
US20210294214A1 (en) * 2018-07-31 2021-09-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Underlayer film forming composition

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