WO2023243426A1

WO2023243426A1 - レジスト下層膜形成組成物

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Publication number: WO2023243426A1
Application number: PCT/JP2023/020570
Authority: WO
Inventors: 光 ▲徳▼永; 祐希光武; 純香西
Original assignee: 日産化学株式会社
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2023-06-02
Publication date: 2023-12-21

Abstract

エッチング耐性や耐熱性以外にも、硬化性、発生する昇華物量、膜厚の面内均一性、平坦化性、埋め込性等の種々の他の諸特性をも満足させるレジスト下層膜形成組成物の提供。　ノボラック樹脂及び溶剤を含む、レジスト下層膜形成組成物であって、ノボラック樹脂が、芳香族環を有する単位構造Ａを含み、該単位構造Ａは、下記式（Ａ）：で表わされる、２つのアザアリール縮合環が連結基Ｌで結合された構造単位である一種又は二種以上のビス（アザアリール縮合環)構造単位を含む、レジスト下層膜形成組成物；該組成物を用いたレジストパターンの形成方法及び半導体装置の製造方法。

Description

レジスト下層膜形成組成物

　本発明は、半導体基板加工におけるリソグラフィー用に適したレジスト下層膜形成組成物、当該レジスト下層膜形成組成物から得られるレジスト下層膜、当該レジスト下層膜形成組成物を用いたレジストパターンの形成方法、及び当該組成物を用いた半導体装置の製造方法に関する。

　近年、半導体製造プロセスの進展が急激に進んでおり、それに伴ってレジスト下層膜の高品質化や特性向上が強く求められている。

　例えば、特許文献１には、インドール骨格を構造の一部に含む特定複素芳香族環の二価基と、アリール置換メチレン基等のアリール置換二価基を構造単位として含む重合体が、膜密度とエッチング耐性が両立した材料とできることを報告している。もっとも、平坦化特性については、言及はしているものの、何らの実証もなされていない。

　また、特許文献２には、インドール誘導体と特定複数種の芳香族アルデヒド化合物混合物との反応により得られる重合体が、重合体の溶解性（塗布性）ならびに前記重合体を用いたハードマスク層の耐エッチング性および耐熱性を同時に確保することができることを報告している。

　また、特許文献３には、特定のジアリールアミノベンジルアルコール誘導体を部分構造として有する樹脂を含有するハードマスク形成用組成物が、高いエッチング耐性を有し、耐溶剤性及び耐熱性にも優れた有機膜を提供できると報告している。

　また、特許文献４には、２－アリールインドール誘導体／類縁体構造、及びアリール置換メチレン基を単位構造として有するポリマーを含むレジスト下層膜形成組成物が、レジスト下層膜の上層部とその上に被覆される層とのインターミキシングを起こすことなく、良好なレジストのパターン形状を形成することができると報告している。

　また、特許文献５には、特定ビス(多環式アリール)フルオレン誘導体／類縁体構造を構造単位として有する化合物を含むレジスト下層膜形成組成物が、高エッチング耐性、高耐熱性、高い溶解性(塗布性)を有するレジスト下層膜材料を与えることを報告している。

　しかし、レジスト下層膜の高品質化や特性向上には、エッチング耐性や耐熱性以外にも、例えば、硬化性、発生する昇華物量、膜厚の面内均一性、平坦化性、埋め込み性等の種々の他の諸特性が要求されており、これらの諸特性を加味すると、まだ改善の余地がある。

特開２０１６－１５１０２４号公報特開２０２０－１０５５１３号公報特開２０２１－８１６８６号公報国際公開第２０１３／１４６６７０号（Ａ１）国際公開第２０１８／１９８９６０号（Ａ１）

　そこで、本発明が解決しようとする課題は、エッチング耐性や耐熱性以外にも、硬化性、発生する昇華物量、膜厚の面内均一性、平坦化性、埋め込性等の種々の他の諸特性をも満足させるレジスト下層膜形成組成物、当該レジスト下層膜形成組成物を用いたレジストパターン形成法、及び当該組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することである。

　本願発明は以下の態様を包含する。

［１］
　ノボラック樹脂及び溶剤を含む、レジスト下層膜形成組成物であって、
　前記ノボラック樹脂が、芳香族環を有する単位構造Ａを含み、該単位構造Ａは、下記式（Ａ）：

で表わされる、２つのアザアリール縮合環が連結基Ｌで結合された構造単位である一種又は二種以上のビス（アザアリール縮合環)構造単位を含み、
　前記式（Ａ）中、
　Ｌは、各々のアザアリール縮合環を構成する任意の２つの炭素原子間における、単結合を除く二価の連結基を表し、
　Ｒ^１１及びＲ^２１は、同一又は異なって、それぞれ独立に、
　（ｉ）水素原子、若しくはメチロール基、
　（ｉｉ）炭素数６～３０のアリール基、又は
　（ｉｉｉ）炭素数２～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシメチル基；炭素数１～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基；炭素数２～１０のアルケニル基；若しくは炭素数２～１０のアルキニル基を表し、
　　Ｒ^１２及びＲ^２２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、アザアリール縮合環を構成する炭素原子上の任意選択的な置換基を表し、
　　但し、前記（ｉｉ）（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリール基又はハロ基で更に置換されるか、前記（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリーレン基で更に炭化水素鎖部分が中断されていてもよく、
　ｎ１及びｎ２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、Ｒ^１２及びＲ^２２の置換基の数を表し、０であってもよく、
　Ａｒ^１及びＡｒ^２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、式（Ａ）中のピロール環部分と縮合環を形成している、ベンゼン環又は２～３つのベンゼン環により構成される縮合環であり、
　＊は結合の手であることを示す、レジスト下層膜形成組成物。

［２］
　前記ノボラック樹脂が、
　下記式（ＡＢ）：

で表わされる複合単位構造Ａ－Ｂを含む、［１］に記載のレジスト下層膜形成組成物であって、
　前記式（ＡＢ）中、
　ｎは複合単位構造Ａ－Ｂの数を表し、
　単位構造Ａは、請求項１に記載の式（Ａ）で表わされ、
　単位構造Ｂは、下記式（Ｂ１）、（Ｂ２）又は（Ｂ３）で表される構造を含む一種又は二種以上の単位構造を表し、
　＊は結合の手であることを示す、レジスト下層膜形成組成物。

［式（Ｂ１）中、
　Ｒ及びＲ’はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基、置換基を有していてもよい炭素原子数３～３０の複素環残基、又は置換基を有していてもよい炭素原子数１０以下の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基を表し、
　＊は結合の手であることを示す。］

［式（Ｂ２）中、
　Ｚ^０は置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基、脂肪族環残基又は、２つの芳香族環残基若しくは脂肪族環残基が単結合で連結された有機基を表し、
　Ｊ^１及びＪ^２はそれぞれ独立に直接結合又は置換基を有していてもよい二価の有機基を表し、
　＊は結合の手であることを示す。］

［式（Ｂ３）中、
　Ｚは、置換基を有していてもよい炭素数４～２５の単環、二環、三環又は四環式の縮合環であり、前記単環は非芳香族単環であり；前記二環、三環及び四環を構成する単環の少なくとも１つは非芳香族単環であり、残りの単環は芳香族単環でも非芳香族単環でもよく、前記単環、二環、三環若しくは四環式の縮合環が、１又は複数の芳香族環と更に縮合環を形成して、五環式以上の縮合環となっていてもよく、
　Ｘ、Ｙは同一又は異なって、－ＣＲ³¹Ｒ³²－基を表し、Ｒ³¹及びＲ³²はそれぞれ同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数１～６の炭化水素基を表し、
　x、yはそれぞれ、Ｘ、Ｙの数を表し、それぞれ独立に０又は１を表し、

　は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子１」と呼ぶ）と結合(ｘ＝1の場合)、又は炭素原子１から延びており(ｘ＝0の場合)、

　は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子２」と呼ぶ）と結合(ｙ＝1の場合)、又は炭素原子２から延びており(ｙ＝0の場合)、
　前記炭素原子１と炭素原子２は同一でも異なっていてもよく、異なっている場合、同一の非芳香族単環に属していてもよいし、異なる非芳香族単環に属していてもよく、
　＊は結合の手であることを示す。］

［３］
　連結基Ｌが、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＣＯＯ－、－ＮＨ－、―（ＣＲ^１Ｒ^２）ｍ^１－、―（Ａｒ）ｍ^２－、－ＣＨ_２－（Ａｒ）ｍ^２－ＣＨ_２－及び－（ｃｙｃｌｏ－Ｒ）－からなる群から選択され、
　Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、それぞれ独立に水素原子、炭素原子数１～５の炭化水素基、又は炭素数６～３０のアリール基を表し、ｍ^１は１～１０の整数を表し、
　Ａｒは炭素数６～３０のアリーレン基を表し、ｍ^２は互いに単結合で結合している芳香族環の数である１～３の整数を表し、
　ｃｙｃｌｏ－Ｒは、１つまたは２つのベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成していてもよい、５～８員環の二価の脂環式炭化水素基を表す、［１］に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［４］
　ｃｙｃｌｏ－Ｒは、１つまたは２つのベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成していてもよい、６～８員環の二価の脂環式炭化水素基を表す、［３］に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［５］
　Ｒ^１１及びＲ^２１の少なくとも一部は、置換基：

［ここで、
　＊は結合の手であることを示し、
　Ｒ^３は単結合、又は炭素数１～２０の二価の有機基であり、
　Ｒ^４は水素原子、又は炭素数１～２０の一価の有機基である。］を表す、［１］に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［６］
　前記溶剤が沸点１６０℃以上の溶剤を含む［１］に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［７］
　酸及び／又はその塩及び／又は酸発生剤を更に含む、［１］～［６］いずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［８］
　架橋剤を更に含む、［１］～［７］いずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［９］
　上記架橋剤が、アミノプラスト架橋剤又はフェノプラスト架橋剤である、［８］に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［１０］
　界面活性剤を更に含む、［１］～［９］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物。

［１１］
　［１］～［１０］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物からなる塗布膜の焼成物である、半導体基板上のレジスト下層膜。

［１２］
　［１］～［１０］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物を、半導体基板上に塗布し焼成してレジスト下層膜を形成する工程を含む、半導体の製造に用いられるレジストパターンの形成方法。

［１３］
　［１］～［１０］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、該レジスト下層膜をエッチングする工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜により半導体基板を加工する工程
を含む半導体装置の製造方法。

［１４］
　［１］～［１０］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程、を含む半導体装置の製造方法。

［１５］
　［１］～［１０］のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、
　ハードマスクを除去する工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程
を含む半導体装置の製造方法。

［１６］
　半導体基板上に［１］～［１０］のいずれか１項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　エッチングされたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、
　ハードマスクを除去する工程、
　ハードマスク除去後のレジスト下層膜に、蒸着膜（スペーサー）を形成する工程、
　蒸着膜（スペーサー）をエッチングにより加工する工程、
　パターン化されたレジスト下層膜を除去して、パターン化された蒸着膜（スペーサー）を残す工程、及び
　パターン化された蒸着膜（スペーサー）を介して、半導体基板を加工する工程、を含む半導体装置の製造方法。

［１７］
　前記ハードマスクが無機物を含む組成物の塗布又は無機物の蒸着により形成されたものである、［１４］～［１６］のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。

［１８］
　前記レジスト膜がナノインプリント法または自己組織化膜によってパターン形成される、［１３］～［１６］のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。

［１９］
　ハードマスクの除去を、エッチングまたはアルカリ薬液のいずれかで行う、［１５］又は［１６］に記載の半導体装置の製造方法。

　式（Ａ）で示されるビス（アザアリール縮合環）誘導体［典型的にはビス（インドール）誘導体］を構造単位として有するノボラック樹脂は、従来のインドール化合物を構造単位として有するノボラック樹脂と比較して、耐熱性が高いため、レジスト下層膜形成組成物中に用いると、高温焼成時の昇華物量が少なく、膜厚の面内均一性が非常に高く、エッチング耐性も高い。また、様々な蒸着基板に対しても良好な塗布性を示すことで平坦化性や埋め込み性も良好である。更に追加の別種モノマーを加えることで、上記の特性を調整可能であり、特にエッチング加工時の耐性を調整することや、露光時の反射を抑制するための適切な光学定数を調整することが可能である。

　更に、より好ましい態様において、式（Ａ）で示されるビス（アザアリール縮合環）誘導体を構造単位として有するノボラック樹脂に、プロパルギル基等のアルキレン基を導入したものを、レジスト下層膜形成組成物中に用いると、上記に加えて架橋剤や酸触媒を含まずとも硬化できる自己架橋性を得ることができ、これによって大気雰囲気下だけに留まらず、窒素雰囲気下でも十分な硬化性を得ることができる。

　また、より好ましい態様において、式（Ａ）で示されるビス（アザアリール縮合環）誘導体を構造単位として有するノボラック樹脂に、プロパルギル基等のアルキレン基を導入したものを、レジスト下層膜形成組成物中に用いると、かかるアルキレン基が架橋基として働くため、酸触媒や架橋剤と組み合わせれば膜の物理的な硬度を通常よりも高めることが可能であり、これに関連してエッチング加工時のパターニング特性を高めることも可能である。

［Ｉ．用語の定義］
　本明細書において、本願発明の一態様であるノボラック樹脂に関する主な用語の定義について以下、説明する。個別に特段の記載がない限り、ノボラック樹脂に関しては以下の各用語の定義が適用される。

（Ｉ－１）「ノボラック樹脂」
　「ノボラック樹脂」とは、狭義のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂（いわゆるノボラック型フェノール樹脂）やアニリン・ホルムアルデヒド樹脂（いわゆるノボラック型アニリン樹脂）のみならず、一般に酸触媒の存在下あるいはそれと同等な反応条件下で、芳香族環との共有結合を可能とする官能基［例えば、アルデヒド基、ケトン基、アセタール基、ケタール基、二級又は三級炭素に結合する水酸基又はアルコキシ基、アルキルアリール基のα位炭素原子（ベンジル位炭素原子など）に結合する水酸基、アルコキシ基又はハロ基；ジビニルベンゼンやジシクロペンタジエンなどの炭素－炭素不飽和結合など］を有する有機化合物と、芳香族環を有する化合物（好ましくは芳香族環上に、酸素原子、窒素原子、硫黄原子などのヘテロ原子含有置換基を有する）中の芳香族環との共有結合形成（置換反応、付加反応、縮合反応或いは付加縮合反応など）により形成される重合ポリマーを広く包含する広義の意味で用いられる。

　従って、本願明細書にいうノボラック樹脂は、前記官能基に由来する炭素原子（「連結炭素原子」と呼ぶ場合がある）を含む有機化合物が、連結炭素原子を介して芳香族環を有する化合物中の芳香族環と共有結合を形成することにより、複数の芳香族環を有する化合物を連結してポリマーを形成している。

　本明細書では、「ノボラック樹脂」を構成する単位構造として、単位構造Ａ、単位構造Ｂ及び単位構造Ｃの用語を用いている。単位構造Ａは芳香族環を有する化合物に由来する単位構造である。単位構造Ｂは単位構造Ａの芳香族環との共有結合を可能とする官能基を有する化合物に由来する単位構造である。単位構造Ｃは複合単位構造Ａ－Ｂと結合様式が等価な１つの単位構造であり、芳香族環を有し、かつ単位構造Ａの芳香族環との共有結合を可能とする官能基を有する化合物に由来する単位構造である。結合様式が同一のため、単位構造Ｃは複合単位構造Ａ－Ｂに置き換えることができる。

（Ｉ－２）「残基」
　「残基」とは、炭素原子またはヘテロ原子（窒素原子、酸素原子、硫黄原子など）に結合する水素原子を結合の手に置き換えた有機基を指し、一価基であっても多価基であってもよい。たとえば、１つの水素原子を１つの結合の手で置き換えれば一価の有機基となり、２つの水素原子を結合の手に置き換えれば二価の有機基となる。

（Ｉ－３）「芳香族環」（芳香族基、アリール基、アリーレン基）
　「芳香族環」とは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環、及びそれらの残基［「芳香族基」、「アリール基」（一価の基の場合）又は「アリーレン基」（二価の基の場合）と呼ぶ場合もある］を包含する概念であり、単環式（芳香族単環）のみならず多環式（芳香族多環）も包含するものとする。多環式の場合、少なくとも一つの単環は芳香族単環であるが、該芳香族単環と縮合環を形成する残りの単環は単環式複素環（複素単環）でも、単環脂環式炭化水素（脂環式単環）でもよい。

　芳香族環としては、ベンゼン、インデン、ナフタレン、アズレン、スチレン、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、ベンゾアントラセン、ピレン、クリセン、フルオレン、ビフェニル、コランヌレン、ペリレン、フルオランテン、ベンゾ［ｋ］フルオランテン、ベンゾ［ｂ］フルオランテン、ベンゾ［ｇｈｉ］ペリレン、コロネン、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン、アセナフチレン、アセナフテン、ナフタセン、ペンタセン、シクロオクタテトラエン等の芳香族炭化水素環、より典型的にはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレンなどの芳香族炭化水素環や；フラン、ピラン、チオフェン、ピロール、Ｎ－アルキルピロール、Ｎ－アリールピロール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、チアゾール、インドール、フェニルインドール、ビスインドールフルオレン、ビスインドールベンゾフルオレン、ビスインドールジベンゾフルオレン、プリン、キノリン、イソキノリン、クロメン、チアントレン、フェノチアジン、フェノキサジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、カルバゾール、インドロカルバゾール等の芳香族複素環、より典型的には、フラン、チオフェン、ピロール、インドール、フェニルインドール、ビスインドールフルオレン、フェノチアジン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピラン、ピリジン、ピリミジン、ピラジンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　芳香族環（たとえばベンゼン環、ナフタレン環など）は任意に置換基を有していてもよいが、係る置換基としては、ハロゲン原子、飽和又は不飽和の直鎖、分枝又は環状の炭化水素基（－Ｒ）（炭化水素鎖の途中で酸素原子により一回以上中断されていてもよい。アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、プロパルギル基などを包含する。）、アルコキシ基若しくはアリールオキシ基（－ＯＲ、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒを表す）、アルキルアミノ基［－ＮＨＲ若しくは－ＮＲ_２（２つのＲは互いに同じでも異なっていてもよい）、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒを表し、炭化水素鎖の途中で酸素原子により一回以上中断されていてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、プロパルギル基などを包含する。］、水酸基、アミノ基（－ＮＨ_２）、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、エステル基（－ＣＯ_２Ｒ若しくは－ＯＣＯＲ、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒを表す）、アミド基（－ＮＨＣＯＲ、－ＣＯＮＨＲ、－ＮＲＣＯＲ（２つのＲは互いに同じでも異なっていてもよい）若しくは－ＣＯＮＲ_２（２つのＲは互いに同じでも異なっていてもよい）、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒを表す）、スルホニル含有基（－ＳＯ_２Ｒ、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒまたは水酸基－ＯＨを表す）、チオール基（－ＳＨ）、スルフィド含有基（－ＳＲ、ここでＲは前記炭化水素基－Ｒを表す）；エーテル結合を含む有機基［Ｒ^１１－Ｏ－Ｒ^１１（Ｒ^１１は各々独立にメチル基、エチル基等の炭素数１～６のアルキル基や、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、ピレニル基などのアリール基を示す。）で示されるエーテル化合物の残基；例えば、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基を含むエーテル結合を含む有機基］、アリール基等の置換基を挙げることができる。

　更に、１又は複数の芳香族環（ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレンなど）と、１又は複数の脂肪族環若しくは複素環との縮合環を有する有機基も含まれる。そして、ここにいう脂肪族環としては、シクロブタン、シクロブテン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、シクロヘプタン、シクロヘプテンを例示でき、複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリンを例示できる。

　２つ以上の芳香族環がアルキレン基等の二価の連結基で連結された構造を有する有機基でもよい。

（Ｉ－４）「複素環」
　「複素環」は、脂肪族複素環と芳香族複素環の両方を包含し、単環式（複素単環）のみならず多環式（複素多環）も包含する概念とする。多環式の場合、少なくとも一つの単環は複素単環であるが、残りの単環は芳香族炭化水素単環でも、脂環式単環でもよい。芳香族複素環としては、前記（Ｉ－３）の例示を参照できる。前記（Ｉ－３）の芳香族環と同様、置換基を有していてもよい。

（Ｉ－５）「非芳香族環」（脂肪族環）
「非芳香族単環」とは、芳香族に属しない単環系炭化水素のことであり、典型的には脂環式化合物の単環である。脂肪族単環（脂肪族複素単環を包含してもよいし、芳香族化合物に属しない限り不飽和結合を含んでいてもよい）と呼んでもよい。前記（Ｉ－３）の芳香族環と同様、置換基を有していてもよい。

　非芳香族単環（脂肪族環、脂肪族単環）としては例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロブテン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキセン、シクロヘプタン、シクロヘプテン等が挙げられる。

　「非芳香族多環」とは、芳香族に属しない多環式炭化水素のことであり、典型的には脂環式化合物の多環である。脂肪族多環［脂肪族複素多環（多環を構成する単環の少なくとも一つが脂肪族複素環）を包含してもよいし、芳香族化合物に属しない限り不飽和結合を含んでいてもよい］と呼んでもよい。非芳香族二環、非芳香族三環、非芳香族四環を包含する。

　「非芳香族二環」とは、芳香族に属しない二つの単環系炭化水素で構成される縮合環のことであり、典型的には二つの脂環式化合物の縮合環である。本明細書において、脂肪族二環（脂肪族複素二環を包含してもよいし、芳香族化合物に属しない限り不飽和結合を含んでいてもよい）と呼ぶこともある。非芳香族二環としては、ビシクロペンタン、ビシクロオクタン、ビシクロヘプテン等が挙げられる。

　「非芳香族三環」とは、芳香族に属しない三つの単環系炭化水素で構成される縮合環のことであり、典型的には三つの脂環式化合物（それぞれ複素環であってもよいし、芳香族化合物に属しない限り不飽和結合を含んでいてもよい）の縮合環である。非芳香族三環としては、トリシクロオクタン、トリシクロノナン、トリシクロデカン等が挙げられる。

　「非芳香族四環」とは、芳香族に属しない四つの単環系炭化水素で構成される縮合環のことであり、典型的には四つの脂環式化合物（それぞれ複素環であってもよいし、芳香族化合物に属しない限り不飽和結合を含んでいてもよい）の縮合環である。非芳香族四環としては、ヘキサデカヒドロピレンなどが挙げられる。

（１－６）
「環（部分）を構成する炭素原子」とは、置換基のない状態の炭化水素環（芳香族環、脂肪族環、複素環のいずれでもよい）について、当該環を構成する炭素原子を意味する。

（１－７）
　「アザアリール縮合環」とは一般的には、アザアリール基（含窒素芳香族複素環）と、もう一つの芳香族環との縮合環を意味する。本願発明では、特にアザアリール基である含窒素芳香族複素環がピロール環である。

　また、「ビス(アザアリール縮合環)化合物」とは、２つのアザアリール縮合環を有する構造単位を含む化合物を意味し、本願発明においては特に、後記（ＩＩＡ－１）にいう式（Ａ）の単位構造を含むノボラック樹脂を意味する。

（Ｉ－８）
　「炭化水素基」とは、炭化水素から水素原子１つあるいは２つ以上を取り除いてできる基をいい、かかる炭化水素には、飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、及び芳香族炭化水素が含まれる。

（１－９）
　本願明細書のノボラック樹脂の単位構造を示す化学構造式には、便宜的に結合の手（＊で表記）が記載されている場合があるが、かかる結合の手は、特段の記載がない限り、該単位構造中の結合可能な任意の結合位置を採ることができ、単位構造中の結合位置を何ら限定するものではない。

［ＩＩ；レジスト下層膜形成組成物］
　本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物は、特定ノボラック樹脂及び溶剤を含む。

（ＩＩＡ）ノボラック樹脂
（ＩＩＡ－１）
　本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物に含まれる特定ノボラック樹脂は、芳香族環を有する単位構造Ａを含み、該単位構造Ａは、下記式（Ａ）：

で表わされる、ビス（アザアリール縮合環）構造単位、すなわち２つのアザアリール縮合環、好ましくは２つのインドール環（たとえば、2－フェニルインドールなど、置換基を有していてもよい）、が連結基Ｌで結合された構造単位、を一種又は二種以上含む。

　特段の記載がない限り、以下、本明細書において、＊は結合の手であることを示す。

　そして、上記式（Ａ）において、＊で示される結合の手は、アザアリール縮合環を構成する炭素原子のいずれかの炭素原子から延びているが、Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成する炭素原子から延びていることが好ましい。但し、アザアリール縮合環中のピロール環部分上や、Ｌが芳香環を有する場合のＬの芳香環上から結合の手が延びることを除外するものではない。

（ＩＩＡ－１－１）
　式（Ａ）中、Ｌは、単結合を除く二価の連結基である。Ｌは、各々のアザアリール縮合環を構成するいずれかの炭素原子と結合してよく、Ａｒ^１やＡｒ^２、すなわち、アザアリール縮合環中の

を構成する芳香族炭素原子と結合していてもよいが、アザアリール縮合環中のピロール環部分を構成する炭素原子と結合していることが好ましい。

　好ましい連結基としては、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＣＯＯ－、－ＮＨ－、―（ＣＲ^１Ｒ^２）ｍ^１－、―（Ａｒ）ｍ^２－、－ＣＨ_２－（Ａｒ）ｍ^２－ＣＨ_２－、及び－（ｃｙｃｌｏ－Ｒ）－からなる群から選択される。

　Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、それぞれ独立に水素原子；炭素原子数１～５の炭化水素基；又は炭素数６～３０のアリール基を表し；ｍ^１は１～１０の整数を表す。

　Ａｒは炭素数６～３０のアリーレン基を表し；ｍ^２は互いに単結合で結合している芳香族環の数である１～３の整数を表す。かかるＡｒとしては、二価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、ビフェニル環、ターフェニル環を例示できる。

　ｃｙｃｌｏ－Ｒは、１つ又は２つのベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成していてもよい、５～８員環、好ましくは６～８員環の二価の脂環式炭化水素基を表す。また、ｃｙｃｌｏ－Ｒの二つの結合の手は、当該脂環式炭化水素基の環を構成する炭素原子（好ましくは同一の炭素原子、任意に含まれる縮合ベンゼン環或いは縮合ナフタレン環に属する炭素原子は除く）から延びる結合の手を意味する。前記脂環式炭化水素基としては、シクロヘキサンやシクロペンタンなどに由来する二価単環式炭化水素基でもよいし、ジシクロペンタジエン等に由来する二価多環式炭化水素基でもよい。また、ベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成している脂環式炭化水素基としては、テトラリン、９，１０－ジヒドロアントラセン、９，１０－ジヒドロフェナントレン、インダン、フルオレン、ベンゾシクロブテン、ベンゾフルオレン、ジベンゾフルオレン、アセナフテンに由来する二価炭化水素基を例示できる。もっとも、当該脂環式炭化水素基が５員環、すなわちシクロペンタンに由来する二価炭化水素基の場合、縮合環を形成すべきベンゼン環又はナフタレン環の数は０～２であることが好ましい。

　本願発明の一態様においては式（Ａ）におけるＬはフルオレン環を除いた構造であることもできる。

　本願発明の一態様においては式（Ａ）におけるＬがフルオレン環である場合にはＲ^１１及びＲ^２１の少なくとも一部は、後述するアルキニル基であることが好ましい。

（ＩＩＡ－１－２）
　Ａｒ^１及びＡｒ^２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、ベンゼン環、又は２～３つのベンゼン環により構成される縮合環であり、式（Ａ）中のピロール環部分と縮合環（アザアリール縮合環）を形成している。２～３つのベンゼン環により構成される縮合環としては、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環を例示できる。また、置換基を有するものとして、ビフェニル（フェニル基置換のベンゼン環）、ターフェニル（ビフェニル基置換のベンゼン環）を例示できる。

　Ａｒ^１及びＡｒ^２は、好ましくはベンゼン環である。

（ＩＩＡ－１－３）
　Ｒ^１１及びＲ^２１は、アザアリール縮合環の窒素原子上の置換基、すなわちピロール環部分の窒素原子上の置換基である。

　そして、Ｒ^１１及びＲ^２１は、同一又は異なって、それぞれ独立に、
　（ｉ）水素原子、若しくはメチロール基、
　（ｉｉ）炭素数６～３０のアリール基、又は
　（ｉｉｉ）炭素数２～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシメチル基（メトキシメチル基など）；炭素数１～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基；炭素数２～１０のアルケニル基；若しくは炭素数２～１０のアルキニル基を表し、
　但し、前記（ｉｉ）（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基（水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基など）、硫黄原子含有置換基（スルホン酸基、スルフィド含有基、スルホニル含有基など）、窒素原子含有置換基（アミノ基、置換アミノ基（モノアルキルアミンやジアルキルアミンなどの一置換又は二置換アミノ基）、アミド基、ニトロ基、シアノ基など）、アリール基（好ましくは炭素数６～１５のアリール基、例えばフェニル基など）又はハロ基で更に置換されるか、前記（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基（－Ｏ－、－Ｃ（Ｏ）－、―Ｃ（Ｏ）Ｏ－、－ＯＣ（Ｏ）－など）、硫黄原子含有置換基（－Ｓ－など）、窒素原子含有置換基（－Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）―、－Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）－、－ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）－、－Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｏ－、－Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）－、－ＮＲ－など）、アリーレン基（フェニレン基など）で更に炭化水素鎖部分が中断されていてもよい。ここで、前記中断に用いられた置換基中、Ｒはそれぞれ独立して、同一又は異なって、炭素数１～３０の炭化水素基を表す。

　また、Ｒ^１１及びＲ^２１の少なくとも一部は、下記アルキニル基：

であることが、自己架橋性の観点で好ましく、前記「少なくとも一部」としては、アザアリール縮合環のピロール環部分を構成する窒素原子への前記アルキニル基導入率が、５～１００％であることが好ましい。ここで、前記アルキニル基導入率は、例えば^１Ｈ－ＮＭＲ測定や^１３Ｃ－ＮＭＲによって導入率を算出できる。必要に応じて内部標準等を用いて、導入率を算出しても良い。

　ここで、Ｒ^３は単結合；又は炭素数１～２０の、二価の有機基、好ましくはアルキレン基、より好ましくはメチレン基であり；Ｒ^４は水素原子、又は炭素数１～２０の、一価の有機基、好ましくはアルキル基、より好ましくは水素原子である。

　なお、有機基とは有機化合物の残基を意味する。

（ＩＩＡ－１－４）
　Ｒ^１２及びＲ^２２は、同一又は異なって、それぞれ独立にアザアリール縮合環を構成する炭素原子上の任意選択的な置換基であり、ピロール環部分を構成する炭素原子でも、ピロール環部分と縮合環を形成するＡｒ^１，Ａｒ^２芳香族環部分を構成する炭素原子でもよい。

　そして、Ｒ^１２及びＲ^２２としては例えば、同一又は異なって、それぞれ独立に、
　（ｉｖ）ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、トリフルオロメチル基、若しくはハロ基、
　（ｖ）炭素数６～１５のアリールオキシ基、炭素数８～１５のアリールアルコキシカルボニル基、炭素数７～１５のアリールオキシカルボニル基、若しくは炭素数６～３０のアリール基、又は
　（ｖｉ）炭素数１～１５のアシル基、炭素数１～１５のアルコキシ基、炭素数７～１５のアリールアルコキシ基、炭素数１～１５のアルコキシカルボニル基、炭素数１～１０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数２～２０のアルケニル基、若しくは炭素数２～１０のアルキニル基、を例示できる。
　但し、前記（ｖ）（ｖｉ）については、前記（ＩＩＡ－１－３）の（ｉｉ）（ｉｉｉ）と同様の酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリール基又はハロ基で更に置換されるか；前記（ｖｉ）については、前記（ＩＩＡ－１－３）の（ｉｉｉ）と同様の酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリーレン基（フェニレン基など）で更に炭化水素鎖部分が中断されていてもよい。

　また、ｎ１及びｎ２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、Ｒ^１２及びＲ^２２の置換基の数を表し、０であってもよい。

（ＩＩＡ－１－５）
　本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物を用いることで、エッチング耐性の向上、昇華物量を低減、面内の高い均一性、良好な硬化性、良好な平坦化性や埋め込み性が得られるのは、理論に束縛されるものではないものの、以下のように考えられる。

　すなわち、本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物に配合されているノボラック樹脂には、ビス（アザアリール縮合環)構造単位（好ましくはビスインドール構造単位）が含まれており、焼成時にビス（アザアリール縮合環)構造単位は、単結合を除く二価の連結基であるＬを介して非常に近い位置に存在しているため(エントロピーの観点で分子が固定されやすい)、焼成時に縮合環を形成する。

　ビス（アザアリール縮合環)構造単位がビス（インドール）構造単位である場合の［式（Ａ）中のＡｒ^１及びＡｒ^２がベンゼン環の場合］、予想される焼成時の縮合環形成の典型的スキームを下記に示す。

　Ａｒ^１及びＡｒ^２が２～３つのベンゼン環により構成される縮合環である場合（たとえばナフタレン環やアントラセン環）も同様な縮合環形成が考えられる。もっとも、アザアリール縮合環が２－フェニルインド―ルのように、アザアリール基であるピロール環部分上の炭素原子がすべて置換されている場合（フェニル基などのアリール置換基がある場合）には、上記スキームのうち、連結基Ｌで連結されている２つのピロール環部分同士の結合形成は考えにくいが、置換基である２つのフェニル基同士の追加的結合形成による縮合環形成が考えられるので、同様な効果が期待できる。

　このような焼成時の縮合環形成により、酸化部位が減少し高炭素化されることでエッチング耐性が向上、また、この縮環形成に伴い耐熱性が向上するため、発生する昇華物量を劇的に低減し、面内の均一性を高くできると考えられる。また、縮合環形成により焼成後、溶媒に対する溶解性が著しく落ちるため、硬化性も良くなると考えられる。

　他方で、平坦化性や埋め込み性については、従来の知見では柔軟な樹脂ほど良好であり、剛直な分子は平坦化性や埋め込み性が悪いことが一般的に知られていることから、最初から焼成後の更なる縮合環を形成したビス（アザアリール縮合環）骨格を使うと埋め込み性や平坦化性が悪いと想定された。加えて、剛直な構造はレジスト下層膜の溶媒に極めて難溶解性を示すため、溶液として調整することが難しいことも想定された。しかし、本願では、最初はビス（アザアリール縮合環）の形であるため、塗布時は容易にレジスト下層膜の溶剤に溶解されることができ、良好な埋め込み性や平坦化性を示す。焼成後は前記スキームの通り、嵩高い構造になり、剛直な骨格にもかかわらず、埋め込み性や平坦化性を担保できると考えられる。

（ＩＩＡ－１－６）
　代表的なビス（アザアリール縮合環）構造単位の例を、以下に幾つか列挙する。

　なお、構造単位からの結合の手は省略している。また、アザアリール縮合環（インドール環）上の窒素原子上には、代表例として水素原子が結合している例を挙げているが、それらの少なくとも一部を、前記（ＩＩＡ－１）の式（Ａ）に定義されるＲ^１１、Ｒ^２１で定義される置換基に置き換えてもよい。また、前記（ＩＩＡ－１）の式（Ａ）に定義されるＲ^１２、Ｒ^２２で例示される置換基を任意選択的に有していてもよい。

（ＩＩＡ－１－７）
　式（Ａ）で表わされる単位構造Ａの由来となるビス（アザアリール縮合環）は、任意の公知の方法により合成できるが、例えば、以下のような反応を利用して合成することができる。

(i): 酢酸パラジウム（II）（ナトリウムトリフレ―ト）

(ii): ドデシル硫酸ナトリウム、イッテルビウムトリフレート；又は塩化ジルコニウム

(iii): トリフルオロ酢酸又は硫酸

(iv): リン酸水素（S）-3,3’-ビス(2,4,6-トリイソプロピルフェニル)- 1,1’-ビナフチル-2,2’-ジイル

（ＩＩＡ－１―８）
　本願発明の効果を損なわない限り、単位構造Ａは、前記（ＩＩＡ－１）の式（Ａ）以外の芳香族環を有する１種以上の他の単位構造を含んでいてもよい。

　好ましくは、かかる芳香族環は、６～３０、より好ましくは６～２４の炭素原子数を有する。

　好ましくは、かかる芳香族環は、１若しくは複数のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環；又はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環と、複素環若しくは脂肪族環との縮合環（フルオレン環、ベンゾフルオレン環、ジベンゾフルオレン環、インドール環、カルバゾール環、インドロカルバゾール環など）である。

　芳香族環は、任意に置換基を有していてもよいが、該置換基にはヘテロ原子が含まれていることが好ましい。また、芳香族環は、２つ以上の芳香族環が連結基で連結されていてもよく、該連結基中にヘテロ原子が含まれていることが好ましい。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、イオウ原子等が挙げられる。

　好ましくは、「芳香族環」は、環上、環内、又は環間にＮ、Ｓ及びＯから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含む炭素原子数６～３０、又は６～２４の有機基である。

　環上に含まれるヘテロ原子としては、例えば、アミノ基（例えば、プロパルギルアミノ基）、シアノ基に含まれる窒素原子；含酸素置換基であるホルミル基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アルコキシ基（例えば、プロパルギルオキシ基）に含まれる酸素原子、含酸素置換基及び含窒素置換基であるニトロ基に含まれる窒素原子と酸素原子が挙げられる。環内に含まれるヘテロ原子としては、例えば、キサンテンに含まれる酸素原子、カルバゾールに含まれる窒素原子が挙げられる。２つ以上の芳香族環の連結基に含まれるヘテロ原子としては、－ＮＨ－結合、－ＮＨＣＯ－結合、－Ｏ－結合、－ＣＯＯ－結合、－ＣＯ－結合、－Ｓ－結合、－ＳＳ－結合、－ＳＯ_２－結合に含まれる窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられる。好ましくは、単位構造Ａは、上記した含酸素置換基を有する芳香族環を有する単位構造、－ＮＨ－によって連結された2つ以上の芳香族環を有する単位構造、又は１又は複数の芳香族炭化水素環と１又は複数の複素環との縮合環を有する単位構造である。

　たとえば、式（Ａ）以外の単位構造Ａに用いられる骨格として、以下のような骨格を例示できる。以降に例示する化合物においては特に記載のない限り、前述したアザアリール基上の置換基と同様の置換基が結合していてもよく、水酸基を有する例示化合物においては水酸基の数や置換位置は一例であり、理論上取りうる任意の数や置換位置であってもよい。

（アミン骨格の例）

（フェノール骨格の例）

　また、上記アミン骨格のＮＨのＨ、フェノール骨格のＯＨのＨが下記に記載の置換基に置き換えられていてもよい。

　式（Ａ）以外の単位構造Ａとして、好ましくは下記から選択される少なくとも１種である。なお、下記に記載される各単位構造中に表示されている２つの結合の手の位置は、便宜的に表示されているにすぎず、それぞれ、可能な任意の炭素原子から延びることができ、その位置を限定するものではない。

（複素環に由来する単位構造の例）

（含酸素置換基を有する芳香族炭化水素に由来する単位構造の例）

（－ＮＨ－によって連結された芳香族炭化水素に由来する単位構造の例）
－ＮＨ－はＮ上の水素原子が置換された構造もとりうる。

　一態様においては単位構造Ａは、前記（ＩＩＡ－１）の式（Ａ）におけるＬがフルオレン環である場合は式（Ａ）以外の芳香族環を有する１種以上の他の単位構造を含んでいることが好ましい。
　単位構造として用いられる骨格としては前述したアミン骨格やフェノール骨格を例示することができるが好ましくは以下の単位構造を例示することもできる。
（含酸素置換基を有する芳香族炭化水素に由来する単位構造の例）

（複素環に由来する単位構造の例または－ＮＨ－によって連結された芳香族炭化水素に由来する単位構造の例）

（ＩＩＡ－２）
　ノボラック樹脂は、好ましくは、　下記式（ＡＢ）：

で表わされる複合単位構造Ａ－Ｂを含む。

　式（ＡＢ）中、ｎは複合単位構造Ａ－Ｂの数を表し、単位構造Ａは、前記（ＩＩＡ―１）に記載の式（Ａ）で表わされる。

（ＩＩＡ－２－１）　単位構造Ｂ
　単位構造Ｂは、単位構造Ａ中の芳香族環と結合する連結炭素原子［前記（Ｉ－１）参照］を含む一種又は二種以上の単位構造であり、後記（ＩＩＡ－２－２）～（ＩＩＡ－２－４）で説明する式（Ｂ１）、（Ｂ２）又は（Ｂ３）で表される構造を含む。単位構造Ｂは、単位構造Ａのアザアリール縮合環上の炭素原子と共有結合することにより、２つの単位構造Ａを連結することができる。

　また、少なくとも１つの複合単位構造Ａ－Ｂが、それに等価な１つの単位構造として、後記（ＩＩＡ－２－２－３）、（ＩＩＡ－２－３－２）、（ＩＩＡ－２－４－３）でそれぞれ説明する式（Ｃ１）、（Ｃ２）及び（Ｃ３）で表される構造を含む一種又は二種以上の単位構造Ｃに置き換わってもよい。

（ＩＩＡ－２－２）　式（Ｂ１）

　式（Ｂ１）中、
　Ｒ、及びＲ’はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環、置換基を有していてもよい炭素原子数３～３０の複素環、又は置換基を有していてもよい炭素原子数１０以下の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基を表す。

　また、式（Ｂ１）の２つの結合の手は、単位構造Ａ中の芳香族環と共有結合することができる。

（ＩＩＡ－２－２－１）
　式（Ｂ１）におけるＲ、及びＲ’の定義中、「芳香族環」及び「複素環」については、
前記（Ｉ－３）及び（Ｉ－４）を参照できる。

　式（Ｂ１）におけるＲ、及びＲ’の定義中、「アルキル基」としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、シクロプロピル基、ｎ－ブチル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、シクロブチル基、１－メチル－シクロプロピル基、２－メチル－シクロプロピル基、ｎ－ペンチル基、１－メチル－ｎ－ブチル基、２－メチル－ｎ－ブチル基、３－メチル－ｎ－ブチル基、１，１－ジメチル－ｎ－プロピル基、１，２－ジメチル－ｎ－プロピル基、２，２－ジメチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－ｎ－プロピル基、シクロペンチル基、１－メチル－シクロブチル基、２－メチル－シクロブチル基、３－メチル－シクロブチル基、１，２－ジメチル－シクロプロピル基、２，３－ジメチル－シクロプロピル基、１－エチル－シクロプロピル基、２－エチル－シクロプロピル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチル－ｎ－ペンチル基、２－メチル－ｎ－ペンチル基、３－メチル－ｎ－ペンチル基、４－メチル－ｎ－ペンチル基、１，１－ジメチル－ｎ－ブチル基、１，２－ジメチル－ｎ－ブチル基、１，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、２，２－ジメチル－ｎ－ブチル基、２，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、３，３－ジメチル－ｎ－ブチル基、１－エチル－ｎ－ブチル基、２－エチル－ｎ－ブチル基、１，１，２－トリメチル－ｎ－プロピル基、１，２，２－トリメチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－１－メチル－ｎ－プロピル基、１－エチル－２－メチル－ｎ－プロピル基、シクロヘキシル基、１－メチル－シクロペンチル基、２－メチル－シクロペンチル基、３－メチル－シクロペンチル基、１－エチル－シクロブチル基、２－エチル－シクロブチル基、３－エチル－シクロブチル基、１，２－ジメチル－シクロブチル基、１，３－ジメチル－シクロブチル基、２，２－ジメチル－シクロブチル基、２，３－ジメチル－シクロブチル基、２，４－ジメチル－シクロブチル基、３，３－ジメチル－シクロブチル基、１－ｎ－プロピル－シクロプロピル基、２－ｎ－プロピル－シクロプロピル基、１－ｉ－プロピル－シクロプロピル基、２－ｉ－プロピル－シクロプロピル基、１，２，２－トリメチル－シクロプロピル基、１，２，３－トリメチル－シクロプロピル基、２，２，３－トリメチル－シクロプロピル基、１－エチル－２－メチル－シクロプロピル基、２－エチル－１－メチル－シクロプロピル基、２－エチル－２－メチル－シクロプロピル基、及び２－エチル－３－メチル－シクロプロピル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基が挙げられる。

　好ましくは、Ｒ、及びＲ’は、それぞれ独立にフェニル、ナフタレニル、アントラセニル、フェナントレニル、ナフタセニル、ピレニルである。

（ＩＩＡ－２－２－２）
　また、式（Ｂ１）で表される構造を含む単位構造には、たとえば、互いに同一又は異なる二つまたは三つの上記式（Ｂ１）の構造が、二価又は三価の連結基と結合して、二量体又は三量体構造になった構造を含んでいてもよい。この場合、それぞれの上記式（Ｂ１）の構造中の下記式（Ｂ１１）に示すように、２つの結合の手のうちの一方が、前記連結基と結合する。

　かかる連結基としては例えば、二つ又は三つの芳香族環を有する連結基（単位構造Ａに相当）を挙げることができる。具体的な二価又は三価の連結基の例としては、上記式（Ｂ１１）で例示した下記の二価の連結基（Ｌ１）：

［Ｘ^１は、単結合、メチレン基、酸素原子、硫黄原子、―Ｎ（Ｒ^５）－を表し、Ｒ^５は水素原子または炭素数１～２０の炭化水素基（鎖状炭化水素、環状炭化水素（芳香族でも非芳香族でもよい）を包含）を表す。］
以外にも、例えば、下記式（Ｌ２）、（Ｌ３）の二価又は三価の連結基を例示できる。

［Ｘ^２は、メチレン基、酸素原子、―Ｎ（Ｒ^６）－を表し、Ｒ^６は水素原子または炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、又は炭素数５～２０の芳香族炭化水素基を表す。］

　アセチリドとケトンとの付加反応により、連結炭素原子との共有結合が形成できる下記式（Ｌ４）のような二価の連結基も例示できる。

（ＩＩＡ－２－２－３）
　なお、式（Ｂ１）のＲ及びＲ’の少なくとも一方が芳香族環である場合、該芳香族環［たとえば、下記式（Ｂ１２）のＡｒ参照］が追加的に他の単位構造Ｂと結合してもよい。

　この場合、下記式（Ｃ１）：

のように連結炭素原子の一方の結合の手が、ポリマー末端Ｔ（水素原子；水酸基、不飽和脂肪族炭化水素基などの各種官能基、末端単位構造Ａ、他のポリマー鎖中の単位構造Ａなど）と結合している場合、複合単位構造Ａ－Ｂと等価な一つの単位構造Ｃとして、少なくとも１つの複合単位構造Ａ－Ｂと置き換えることもできる。すなわち、式（Ｃ１）中の前記芳香族環［式（Ｃ１）中のＡｒ］と他の単位構造Ｂとが結合すると共に、式（Ｃ１）に示される残りの連結炭素原子からの結合の手で単位構造Ａの芳香族環と結合することによりポリマー鎖を延長していてもよい。

（ＩＩＡ－２－２－４）
　式（Ｂ１）で表される構造を含む単位構造Ｂの具体例を若干挙げれば、下記のとおりである。＊は基本的に単位構造Ａとの結合部位を示す。言うまでもなく、例示の構造を全体の一部に含んでいる構造でもよい。

（ＩＩＡ－２－３）

　式（Ｂ２）中、
　Ｚ^０は置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基、脂肪族環残基又は、２つの芳香族若しくは脂肪族の環が単結合で連結された有機基を表す。２つの芳香族環若しくは脂肪族環が単結合で連結された有機基としては、ビフェニル、シクロへキシルフェニル、ビシクロへキシル等の二価の残基を挙げることができる。

　Ｊ^１及びＪ^２はそれぞれ独立に直接結合又は置換基を有していてもよい二価の有機基を表す。該二価の有機基としては、好ましくは、置換基としてヒドロキシル基、アリール基（フェニル基、置換フェニル基など）又はハロ基（例えば、フッ素）で置換されていてもよい炭素原子数１～６の直鎖又は分岐のアルキレン基である。直鎖アルキレン基としては、例えば、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、ヘキシレン基が挙げられる。

（ＩＩＡ－２－３－１）
　また、式（Ｂ２）で表される構造を含む単位構造には、式（Ｂ１）についての前記（ＩＩＡ－２－２－２）と同様、互いに同一又は異なる二つまたは三つの上記式（Ｂ２）の構造が、二価又は三価の連結基と結合して、二量体又は三量体構造になった構造を含んでいてもよい。

（ＩＩＡ－２－３－２）
　なお、式（Ｂ２）には芳香族環が含まれる態様［式（Ｂ２）のＺ^０］を包含しているため、前記式（Ｂ１）の（ＩＩＡ－２－２－３）と同様、該芳香族環［たとえば、下記式（Ｂ２１）のＺ^０ _Ａｒ中の芳香族環］が追加的に他の単位構造Ｂと結合してもよい［式（Ｂ２１）中の縦の結合の手］。

［式（Ｂ２１）中、
　Ｚ^０ _Ａｒは、置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基又は、２つの芳香族環若しくは脂肪族環が単結合で連結された有機基であって、少なくとも１つの芳香族環を有する有機基であって、Ｚ^０ _Ａｒから下に延びる結合の手はＺ^０ _Ａｒ中の芳香族環から延びており、
　Ｊ^１及びＪ^２は式（Ｂ２）の定義と同じである。］
　この場合、下記式（Ｃ２）：

［式（Ｃ２）中、
　Ｚ^０ _Ａｒ，Ｊ^１及びＪ^２は、式（Ｂ２１）の定義と同じであり、
　Ｔはポリマー末端を表す。］
のように連結炭素原子の一方の結合の手が、ポリマー末端Ｔ（水素原子；水酸基、不飽和脂肪族炭化水素基などの各種官能基、末端単位構造Ａ、他のポリマー鎖中の単位構造Ａなど）と結合している場合、複合単位構造Ａ－Ｂと等価な一つの単位構造Ｃとして、少なくとも１つの複合単位構造Ａ－Ｂと置き換えることもできる。すなわち、式（Ｃ２）中の前記芳香族環［式（Ｃ２）中のＺ^０ _Ａｒ中の芳香族環］と他の単位構造Ｂとが結合すると共に、式（Ｃ２）に示される残りの連結炭素原子からの結合の手で単位構造Ａの芳香族環と結合することによりポリマー鎖を延長していてもよい。

（ＩＩＡ－２－３－３）
　式（Ｂ２）で表される構造を含む単位構造の具体例を若干挙げれば、下記のとおりである。＊は単位構造Ａとの結合部位を示す。言うまでもなく、例示の構造を全体の一部に含んでいる単位構造でもよい。

（ＩＩＡ－２－４）　式（Ｂ３）

　式（Ｂ３）中、
　Ｚは、置換基を有していてもよい、炭素数４～２５の単環、又は二環、三環若しくは四環式の縮合環である。そして、ここにいう炭素数は、置換基を除いた単環、又は二環、三環若しくは四環式の縮合環の環骨格を構成する炭素原子のみの数を意味し、前記単環又は縮合環が複素環である場合の複素環を構成するヘテロ原子の数は含めない。

　前記単環は非芳香族単環であり；前記二環、三環及び四環を構成する単環の少なくとも１つは非芳香族単環であり、残りの単環は芳香族単環でも非芳香族単環でもよい。

　前記単環、又は二環、三環若しくは四環式の縮合環が、１又は複数の芳香族環と更に縮合環を形成して、五環式以上の縮合環となっていてもよく、該五環式以上の縮合環の炭素数は好ましくは４０以下であり、ここにいう炭素数は、置換基を除いた前記五環式以上の縮合環の環骨格を構成する炭素原子のみの数を意味し、前記五環式以上の縮合環が複素環である場合の複素環を構成するヘテロ原子の数は含めない。

　Ｘ、Ｙは同一又は異なって、－ＣＲ³¹Ｒ³²－基を表し、Ｒ³¹及びＲ³²はそれぞれ同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数１～６の炭化水素基を表す。

　x、ｙはそれぞれ、Ｘ、Ｙの数を表し、それぞれ独立に０又は１を表す。

は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子１」と呼ぶ）と結合(ｘ＝1の場合)又は炭素原子１から延びており(ｘ＝0の場合)、

は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子２」と呼ぶ）と結合(ｙ＝1の場合)又は炭素原子２から延びており(ｙ＝0の場合)、炭素原子１と炭素原子２は同一でも異なっていてもよく、異なっている場合、同一の非芳香族単環に属していてもよいし、異なる非芳香族単環に属していてもよい。

　また、式（Ｂ３）において、任意選択的に、炭素原子１及び炭素原子２以外の連結炭素原子を含んでいてもよい［後記（ＩＩＡ－２－４－２）参照］
　なお、Ｚが三環式以上の縮合環である場合、式（Ｂ３）中の炭素原子１及び２がそれぞれ属する一つ又は二つの非芳香族単環と残りの単環との縮合環中における順列位置関係は任意であり、炭素原子１と炭素原子２がそれぞれ異なる非芳香族単環（それぞれ「非芳香族単環１」及び「非芳香族単環２」と呼ぶ）に属する場合、該非芳香族単環１及び非芳香族単環２の、縮合環中における順列位置関係も任意である。

（ＩＩＡ－２－４－１）
　式（Ｂ１）についての前記（ＩＩＡ－２－２－２）と同様、互いに同一又は異なる二つまたは三つの、上記式（Ｂ３）の構造が、二価又は三価の連結基と結合して、二量体又は三量体構造になっていてもよい。

（ＩＩＡ－２－４－２）
　式（Ｂ３）で表される構造を含む有機基の具体例を若干挙げれば、下記のとおりである。単位構造Ａとの結合部位は特に限定されない。言うまでもなく、例示の構造を全体の一部に含んでいる構造でもよい。

　なお、結合の手（＊）の数が２を超える例示も含まれているが、この余剰の結合の手は、別のポリマー鎖中の芳香族環との結合、架橋などに用いることができる。

（ＩＩＡ－２－４－３）
　なお、式（Ｂ３）のＺが芳香族環を含む場合、該芳香族環［たとえば、下記式（Ｂ３２）のＡｒ^１参照］が追加的に他の単位構造Ｂと結合していてもよい。

　式（Ｂ３２）中、
　Ｚ^１は少なくとも１つの非芳香族単環、Ａｒ^１はＺ^１の非芳香族単環と縮合環を形成している少なくとも１つの芳香族単環を表し、Ｚ及びＡｒ^１全体として、置換基を有していてもよい，炭素数８～２５の二環、三環、四環又は五環式の縮合環を構成する。そして、ここにいう炭素数は、置換基を除いた二環、三環又は四環式の縮合環の環骨格を構成する炭素原子のみの数を意味し、前記二環、三環又は四環式の縮合環が複素環である場合の複素環を構成するヘテロ原子の数は含めない。

　前記二環、三環、四環若しくは五環式有機基に更に、１又は複数の芳香族環と縮合環を形成して、六環式以上となっていてもよく、該六環式以上の縮合環の炭素数は好ましくは４０以下であり、ここにいう炭素数は、置換基を除いた前記五環式以上の縮合環の環骨格を構成する炭素原子のみの数を意味し、前記六環式以上の縮合環が複素環である場合の複素環を構成するヘテロ原子の数は含めない。

　また、当該環状有機基における、Ｚ^１に属する１又は２以上の非芳香族単環及びＡｒ^１に属する１又は２以上の芳香族単環の順序位置関係は任意のものを包含する。たとえば、Ｚ^１に属する非芳香族単環が２つ以上、Ａｒ^１に属する芳香族単環が２つ以上ある場合に、Ｚ^１に属する非芳香族単環とＡｒ^１に属する芳香族単環とが、交互に配列して縮合環を形成していてもよい。

　また、Ｘ、Ｙ、ｘ、ｙは、式（Ｂ３）中の定義と同一である。

　この場合、下記式（Ｃ３）：

［式（Ｃ３）中、
　Ｚ^１、Ａｒ^１、Ｘ、Ｙ、ｘ及びｙは、式（Ｂ３２）中の定義と同一であり、
　Ｔはポリマー末端を表す。］
のように連結炭素原子の一方の結合の手が、ポリマー末端Ｔ（水素原子；水酸基、不飽和脂肪族炭化水素基などの各種官能基、末端単位構造Ａ、他のポリマー鎖中の単位構造Ａなど）と結合している場合、複合単位構造Ａ－Ｂと等価な一つの単位構造Ｃとして、少なくとも１つの複合単位構造Ａ－Ｂと置き換えることもできる。すなわち、式（Ｃ３）中の前記芳香族環［式（Ｃ３）中のＡｒ^１］と他の単位構造Ｂとが結合すると共に、式（Ｃ３）に示される残りの連結炭素原子からの結合の手で単位構造Ａの芳香族環と結合することによりポリマー鎖を延長していてもよい。

（ＩＩＡ－２－４－４）
　式（Ｃ３）のより具体的な構造として、たとえば、下記式（Ｃ３１）では、式（Ｃ３）のＴが末端基である水素原子であり、結合の手となりうるｐ、ｋ_１及びｋ_２のうち、ｐとｋ_１，又はｐとｋ_２により、複合単位構造Ａ－Ｂに等価な１つの単位構造Ｃとなりうる。

　なお、ｋ_１とｋ_２により単位構造Ａとしても機能できる。

　また、下記の式（Ｃ３２）では、式（Ｃ３）のＴがフェニル基の例を示している。この例では、結合の手となりうるｐ、ｋ_１、ｋ_２及びｍのうち、ｐとｋ_１、ｐとｋ_２，又はｐとｍにより、複合単位構造Ａ－Ｂに等価な１つの単位構造Ｃとなりうる。

　なお、ｋ_１とｋ_２，ｋ_１とｍ、又はｋ_２とｍにより単位構造Ａとしても機能できる。

　式（Ｃ３）の単位構造Ｃ（複合単位構造Ａ－Ｂに等価な１つの単位構造）のより具体的な種々の例を若干挙げれば、下記のとおりである。＊は単位構造Ａとの結合部位を示す。

　単位構造Ｃでは、別途、これら構造中の芳香族環から単位構造Ｂと結合する結合の手が延びているが、下記の具体例では、かかる結合の手は省略している。言うまでもなく、例示の構造を全体の一部に含んでいる単位構造でもよい。

　なお、上記具体例において、芳香族環からの結合の手がない場合、ポリマー末端の具体例となりうる。

（ＩＩＡ－３）
　式（ＡＢ）で表される構造を有するノボラック樹脂は、公知の方法によって調製することができる。例えば、Ｈ－Ａ－Ｈで表される含環化合物とＯＨＣ－Ｂ、Ｏ＝Ｃ－Ｂ、ＨＯＢ－ＯＨ、ＲＯ－Ｂ－ＯＲ、ＲＯ－ＣＨ_２－Ｂ－ＣＨ_２－ＯＲ等で表される含酸素化合物を縮合させることにより調製することができる。ここで、式中、Ａ、Ｂは上記と同義である。Ｒはハロゲン、又は炭素原子数約１～３のアルキル基を表す。

　含環化合物、含酸素化合物は共に１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。この縮合反応においては、含環化合物１モルに対して、含酸素化合物を０．１～１０モル、好ましくは０．１～２モルの割合で用いることができる。

　縮合反応で用いられる触媒としては、例えば硫酸、リン酸、過塩素酸等の鉱酸類、ｐ－トルエンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機スルホン酸類、蟻酸、シュウ酸等のカルボン酸類を使用することができる。触媒の使用量は、使用する触媒の種類によって異なるが、含環化合物（複数種の場合はそれらの合計）１００質量部に対して、通常０．００１～１０，０００質量部、好ましくは０．０１～１，０００質量部、より好ましくは０．０５～１００質量部である。

　縮合反応は無溶剤でも行われるが、通常は溶剤を用いて行われる。溶剤としては反応基質を溶解することができ、反応を阻害しないものであれば特に限定されない。例えば、１，２－ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、１，２－ジクロロメタン、１，２－ジクロロエタン、トルエン、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。縮合反応温度は通常４０℃～２００℃、好ましくは１００℃～１８０℃である。反応時間は反応温度によって異なるが、通常５分～５０時間、好ましくは５分～２４時間である。

　本発明の一態様に係るノボラック樹脂の重量平均分子量は、通常５００～１００，０００、好ましくは６００～５０，０００、７００～１０，０００、又は８００～８，０００である。

（ＩＩＢ）溶剤
　本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物は、溶剤を含む。

　当該溶剤は、特定ノボラック樹脂、及び必要に応じて添加されるその他の任意成分を溶解することができるものであれば特に限定されない。

（ＩＩＢ－１）
　溶剤としては、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メチルイソブチルカルビノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２－ヒドロキシプロピオン酸エチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－３－メチルブタン酸メチル、３－メトキシプロピオン酸メチル、３－メトキシプロピオン酸エチル、３－エトキシプロピオン酸エチル、３－エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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プロピ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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸イソプロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸アミル、ギ酸イソアミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸メチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、３－メトキシ－２－メチルプロピオン酸メチル、２－ヒドロキシ－３－メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、３－メトキシプロピオン酸メチル、３－エトキシプロピオン酸エチル、３－メトキシプロピオン酸エチル、３－メトキシブチルアセテート、３－メトキシプロピルアセテート、３－メチル－３－メトキシブチルアセテート、３－メチル－３－メトキシブチルプロピオネート、３－メチル－３－メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、２－ヘプタノン、３－ヘプタノン、４－ヘプタノン、シクロヘキサノン、Ｎ、Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、４－メチル－２－ペンタノール、及びγ－ブチロラクトン等を挙げることができる。これらの溶剤は単独で、または二種以上の組み合わせで使用することができる。

（ＩＩＢ－２）
　また、沸点が１６０℃以上である溶剤を、沸点が１６０℃未満の溶剤と組み合わせて含めることができる。

　このような高沸点溶剤としては、例えば、国際公開第２０１８／１３１５６２号（Ａ１）に記載された下記の化合物を好ましく用いることができる。

［式（ｉ）中のＲ^１、Ｒ^２及びＲ^３は各々水素原子、酸素原子、硫黄原子又はアミド結合で中断されていてもよい炭素原子数１～２０のアルキル基を表し、互いに同一であっても異なっても良く、互いに結合して環構造を形成しても良い。］
　あるいは、特開２０２１－８４９７４号記載の、１，６－ジアセトキシヘキサン（沸点２６０℃）、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４２℃ ）、その他、当該公開公報の段落００８２に記載の種々の高沸点溶剤を好ましく用いることができる。

　あるいは、特開２０１９－２０７０１号記載の、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（沸点２１３℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点２１７℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（沸点２４７℃）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点１７１℃）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１８７℃）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３１℃）、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４２℃）、γ－ブチロラクトン（沸点２０４℃）、ベンジルアルコール（沸点２０５℃）、プロピレンカーボネート（沸点２４２℃）、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２７５℃ ）、１，６－ジアセトキシヘキサン（沸点２６０℃）、ジプロピレングリコール（沸点２３０℃）、１，３－ブチレングリコールジアセテート（沸点２３２℃）、その他、当該公開公報の段落００２３～００３１に記載の種々の高沸点溶剤を好ましく用いることができる。

（ＩＩＣ）酸及び／又はその塩及び／又は酸発生剤
　本願発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物は、酸及び／又はその塩及び／又は酸発生剤を含むことができる。

（ＩＩＣ－１）
　酸としては例えば、ｐ－トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、サリチル酸、５－スルホサリチル酸、４－フェノールスルホン酸、カンファースルホン酸、４－クロロベンゼンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、１－ナフタレンスルホン酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、ナフタレンカルボン酸等が挙げられる。

　塩としては前述の酸の塩を用いることもできる。塩としては限定されるものではないがトリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等のアンモニア誘導体塩やピリジン誘導体塩、モルホリン誘導体塩等を好適に用いることができる。

　酸及び／又はその塩は一種のみを使用することができ、または二種以上を組み合わせて使用することができる。配合量は全固形分に対して、通常０．０００１～２０質量％、好ましくは０．０００５～１０質量％、さらに好ましくは０．０１～５質量％である。

（ＩＩＣ－２）
　酸発生剤としては、熱酸発生剤や光酸発生剤が挙げられる。

（ＩＩＣ－２－１）
　熱酸発生剤としては、２，４，４，６－テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、２－ニトロベンジルトシレート、Ｋ－ＰＵＲＥ〔登録商標〕ＣＸＣ－１６１２、同ＣＸＣ－１６１４、同ＴＡＧ－２１７２、同ＴＡＧ－２１７９、同ＴＡＧ－２６７８、同ＴＡＧ２６８９、同ＴＡＧ２７００（Ｋｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製）、及びＳＩ－４５、ＳＩ－６０、ＳＩ－８０、ＳＩ－１００、ＳＩ－１１０、ＳＩ－１５０（三新化学工業（株）製）その他有機スルホン酸アルキルエステル等が挙げられる。

（ＩＩＣ－２－２）
　光酸発生剤は、レジストの露光時に酸を生ずる。そのため、下層膜の酸性度の調整ができる。これは、下層膜の酸性度を上層のレジストとの酸性度に合わせるための一方法である。また、下層膜の酸性度の調整によって、上層に形成されるレジストのパターン形状の調整ができる。

　本発明のレジスト下層膜形成組成物に含まれる光酸発生剤としては、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、及びジスルホニルジアゾメタン化合物等が挙げられる。

　オニウム塩化合物としてはジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロノルマルブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロノルマルオクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムカンファースルホネート及びビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等のヨードニウム塩化合物、及びトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロノルマルブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート及びトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等のスルホニウム塩化合物等が挙げられる。

　スルホンイミド化合物としては、例えばＮ－（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ－（ノナフルオロノルマルブタンスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ－（カンファースルホニルオキシ）スクシンイミド及びＮ－（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ナフタルイミド等が挙げられる。

　ジスルホニルジアゾメタン化合物としては、例えば、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）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（フェニルスルホニル）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（２，４－ジメチルベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、及びメチルスルホニル－ｐ－トルエンスルホニルジアゾメタン等が挙げられる。

（ＩＩＣ－２－３）
　酸発生剤は一種のみを使用することができ、または二種以上を組み合わせて使用することができる。

　酸発生剤が使用される場合、その割合としては、レジスト下層膜形成組成物の固形分１００質量部に対して、０．０１～１０質量部、または０．１～８質量部、または０．５～５質量部である。

（ＩＩＤ）その他の任意成分
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物は、上記以外に必要に応じて、架橋剤、界面活性剤、吸光剤、レオロジー調整剤、接着補助剤などを含むことができる。

（ＩＩＤ－１）架橋剤
　代表的な架橋剤として、アミノプラスト架橋剤及びフェノプラスト架橋剤を例示できる。

　上記架橋剤としては耐熱性の高い架橋剤を用いることができる。耐熱性の高い架橋剤としては分子内に芳香族環（例えば、ベンゼン環、ナフタレン環）を有する架橋形成置換基を含有する化合物を好ましく用いることができる。

（ＩＩＤ－１－１）
　アミノプラスト架橋剤としては、高度にアルキル化、アルコキシ化、又はアルコキシアルキル化されたメラミン、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、尿素、それらのポリマー等が挙げられる。好ましくは、少なくとも２個の架橋形成置換基を有する架橋剤であり、メトキシメチル化グリコールウリル、ブトキシメチル化グリコールウリル、メトキシメチル化メラミン、ブトキシメチル化メラミン、メトキシメチル化ベンゾグワナミン、ブトキシメチル化ベンゾグワナミン、メトキシメチル化尿素、ブトキシメチル化尿素、メトキシメチル化チオ尿素、またはメトキシメチル化チオ尿素等の化合物である。また、これらの化合物の縮合体も使用することができる。

　好ましくは、テトラメトキシメチルグリコールウリル及びヘキサメトキシメチルメラミンからなる群より選択される少なくとも一種である。

　具体例を若干挙げれば以下のとおりである。

（ＩＩＤ－１－２）
　フェノプラスト架橋剤としては、高度にアルキル化、アルコキシ化、又はアルコキシアルキル化された芳香族、それらのポリマー等が挙げられる。好ましくは、１分子中に少なくとも２個の架橋形成置換基を有する架橋剤であり、２，６－ジヒドロキシメチル－４－メチルフェノール、２，４－ジヒドロキシメチル－６－メチルフェノール、ビス（２－ヒドロキシ－３－ヒドロキシメチル－５－メチルフェニル）メタン、ビス（４－ヒドロキシ－３－ヒドロキシメチル－５－メチルフェニル）メタン、２，２－ビス（４－ヒドロキシ－３，５－ジヒドロキシメチルフェニル）プロパン、ビス（３－ホルミル－４－ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４－ヒドロキシ－２，５－ジメチルフェニル）ホルミルメタン、α，α－ビス（４－ヒドロキシ－２，５－ジメチルフェニル）－４－ホルミルトルエン等の化合物である。また、これらの化合物の縮合体も使用することができる。

　このような化合物は上述の他にも下記式（４）の部分構造を有する化合物や、下記式（５）の繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーを例として挙げることができる。

　上記Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、及びＲ^１４は水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基であり、これらのアルキル基は上述の例示を用いることができる。ｎ１は１～４の整数であり、ｎ２は１～（５－ｎ１）の整数であり、（ｎ１＋ｎ２）は２～５の整数を示す。ｎ３は１～４の整数であり、ｎ４は０～（４－ｎ３）であり、（ｎ３＋ｎ４）は１～４の整数を示す。オリゴマー及びポリマーは繰り返し単位構造の数が２～１００、又は２～５０の範囲で用いることができる。

　具体例を若干挙げれば以下のとおりである。

（ＩＩＤ－１－３）
　アミノプラスト架橋剤やフェノプラスト架橋剤等の架橋剤は、いずれか１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。アミノプラスト架橋剤は、自体公知の方法又はそれに準ずる方法によって製造することができ、また、市販品を用いてもよい。

　また、アミノプラスト架橋剤やフェノプラスト架橋剤等の架橋剤の使用量は、使用する塗布溶剤、使用する下地基板、要求される溶液粘度、要求される膜形状などにより変動するが、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して０．００１質量％以上、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．５質量％以上、又は１．０質量％以上であり、８０質量％以下、５０質量％以下、４０質量％以下、２０質量％以下、又は１０質量％以下である。

（ＩＩＤ－２）界面活性剤
　本発明に係るレジスト下層膜形成組成物には、ピンホールやストリエーション等の発生がなく、表面むらに対する塗布性をさらに向上させるために、界面活性剤を配合することができる。

　界面活性剤としては、例えば，ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類；ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類；ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等；のノニオン系界面活性剤、
　エコトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（（株）トーケムプロダクツ製、商品名）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｒ－３０、Ｒ－４０（大日本インキ（株）製、商品名）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム（株）製、商品名）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳー３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２、ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６（旭硝子（株）製、商品名）等のフッ素系界面活性剤、
　オルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）等、を挙げることができる。

　これらの界面活性剤の配合量は、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常２．０質量％以下、好ましくは１．０質量％以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また２種以上の組合せで添加することもできる。

（ＩＩＤ－３）その他添加剤
　吸光剤としては例えば、「工業用色素の技術と市場」（ＣＭＣ出版）や「染料便覧」（有機合成化学協会編）に記載の市販の吸光剤、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｙｅｌｌｏｗ　１，３，４，５，７，８，１３，２３，３１，４９，５０，５１，５４，６０，６４，６６，６８，７９，８２，８８，９０，９３，１０２，１１４及び１２４；Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｏｒａｎｇｅ　１，５，１３，２５，２９，３０，３１，４４，５７，７２及び７３；Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｒｅｄ　１，５，７，１３，１７，１９，４３，５０，５４，５８，６５，７２，７３，８８，１１７，１３７，１４３，１９９及び２１０；Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｖｉｏｌｅｔ　４３；Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ　Ｂｌｕｅ　９６；Ｃ．Ｉ．Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｂｒｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　Ａｇｅｎｔ　１１２，１３５及び１６３；Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｏｒａｎｇｅ　２及び４５；Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅｄ　１，３，８，２３，２４，２５，２７及び４９；Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　１０；Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｒｏｗｎ　２等を好適に用いることができる。上記吸光剤は通常、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して１０質量％以下、好ましくは５質量％以下の割合で配合される。

　レオロジー調整剤は、主にレジスト下層膜形成組成物の流動性を向上させ、特にベーキング工程において、レジスト下層膜の膜厚均一性の向上やホール内部へのレジスト下層膜形成組成物の充填性を高める目的で添加される。具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレート等のフタル酸誘導体、ジノルマルブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジ（ｎ－ブチル）マレート、ジエチルマレート、ジノニルマレート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチルオレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイン酸誘導体、またはｎ－ブチルステアレート、グリセリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げることができる。これらのレオロジー調整剤は、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常３０質量％未満の割合で配合される。

　接着補助剤は、主に基板あるいはレジストとレジスト下層膜形成組成物の密着性を向上させ、特に現像においてレジストが剥離しないようにするための目的で添加される。具体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｎ’ービス（トリメチルシリル）ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ビニルトリクロロシラン、γークロロプロピルトリメトキシシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン類、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、２ーメルカプトベンズイミダゾール、２ーメルカプトベンゾチアゾール、２ーメルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環式化合物や、１，１ージメチルウレア、１，３ージメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げることができる。これらの接着補助剤は、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の全固形分に対して通常５質量％未満、好ましくは２質量％未満の割合で配合される。

　本発明に係るレジスト下層膜形成組成物の固形分は０．１～７０質量％、または０．１～６０質量％である。固形分はレジスト下層膜形成組成物から溶剤を除いた全成分の含有割合である。固形分中に架橋可能な樹脂を１～９９．９質量％、または５０～９９．９質量％、または５０～９５質量％、または５０～９０質量％の割合で含有することができる。

［ＩＩＩ：レジスト下層膜］
　レジスト下層膜は、本発明に係るレジスト下層膜形成組成物を用いて、たとえば、以下のように形成することができる。

　半導体装置の製造に使用される基板（例えば、シリコンウエハー基板、二酸化ケイ素被覆基板（ＳｉＯ_２基板）、シリコンナイトライド基板（ＳｉＮ基板）、窒化酸化珪素基板（ＳｉＯＮ基板）、チタンナイトライド基板（ＴｉＮ基板）、タングステン基板（Ｗ基板）、ガラス基板、ＩＴＯ基板、ポリイミド基板、及び低誘電率材料（ｌｏｗ－ｋ材料）被覆基板等）の上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物を塗布し、その後、ホットプレート等の加熱手段を用いて焼成することによりレジスト下層膜が形成される。焼成する条件としては、焼成温度８０℃～８００℃、焼成時間０．３～６０分間の中から適宜選択される。好ましくは、焼成温度１５０℃～４００℃、焼成時間０．５～２分間である。焼成時の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。一態様においては特に酸素濃度が１％以下であることが好ましい。ここで、形成される下層膜の膜厚としては、例えば、１０～１０００ｎｍであり、又は２０～５００ｎｍであり、又は３０～４００ｎｍであり、又は５０～３００ｎｍである。また、基板として石英基板を用いれば、石英インプリントモールドのレプリカ（モールドレプリカ）を作製することができる。

　また、本発明の一態様であるレジスト下層膜上に密着層及び／又は９９質量％以下、又は５０質量％以下のＳｉを含むシリコン含有層を塗布又は蒸着により形成することもできる。例えば、特開２０１３－２０２９８２号公報や特許第５８２７１８０号公報に記載の密着層、国際公開第２００９／１０４５５２号（Ａ１）に記載のシリコン含有レジスト下層膜（無機レジスト下層膜）形成組成物をスピンコートで形成する方法の他、Ｓｉ系の無機材料膜をＣＶＤ法などで形成することができる。

　また、本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物を、段差を有する部分と段差を有しない部分とを有する半導体基板（いわゆる段差基板）上に塗布し、焼成することにより、当該段差を有する部分と段差を有しない部分との段差を低減することができる。

［ＩＶ：半導体装置の製造方法］
（ＩＶＡ）
（ｉ）
　本発明の一態様である半導体装置の製造方法は、
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、該レジスト下層膜をエッチングし、パターン化する工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜により半導体基板を加工する工程、を含む。

（ｉｉ）
　また、本発明の一態様である半導体装置の製造方法は、
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングし、パターン化する工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングし、パターン化する工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程、を含む。

（ｉｉｉ）
　また、本発明の一態様である半導体装置の製造方法は、
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングし、パターン化する工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングし、パターン化する工程、
　ハードマスクを除去する工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程、を含む。

　（ｉｖ）
　また、本発明の一態様である半導体装置の製造方法は、
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングし、パターン化する工程、
　エッチングされたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングし、パターン化する工程、
　ハードマスクを除去する工程、
　ハードマスク除去後のレジスト下層膜に、蒸着膜（スペーサー）を形成する工程、
　蒸着膜（スペーサー）をエッチングにより加工する工程、
　パターン化されたレジスト下層膜を除去して、パターン化された蒸着膜（スペーサー）を残す工程、及び
　パターン化された蒸着膜（スペーサー）を介して、半導体基板を加工する工程、を含む。

　前記（ｉ）～（ｉｖ）の製造方法を用いて、半導体基板を加工することができる。

（ＩＶＢ）
　本発明の一態様であるレジスト下層膜形成組成物を用いてレジスト下層膜を形成する工程は、前記［ＩＩＩ：レジスト下層膜］で説明したとおりである。

　前記工程により形成したレジスト下層膜上に、シリコン含有膜等のハードマスクを第２のレジスト下層膜として形成し、その上にレジストパターンを形成してもよい［前記（ＩＶＡ）（ｉｉ）～（ｉｖ）］。

　ハードマスクは、無機物等の塗布膜でもよいし、ＣＶＤ、ＰＶＤなどの蒸着法で形成される無機物等の蒸着膜でもよく、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜又はＳｉＯ_２膜が例示できる。

　さらにこのハードマスク上に、反射防止膜（ＢＡＲＣ）を形成してもよいし、反射防止能を有しないレジスト形状補正膜を形成してもよい。

　前記レジストパターンを形成する工程において、露光は所定のパターンを形成するためのマスク（レチクル）を通して又は直接描画により行なわれる。露光源には、例えば、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、ＥＵＶ、電子線を使用することができる。露光後、必要に応じて露光後加熱（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ）が行なわれる。その後、現像液（例えば２．３８質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、酢酸ブチル）により現像し、さらにリンス液又は純水ですすぎ、使用した現像液を除去する。その後、レジストパターンの乾燥及び下地との密着性を高めるためポストベークを行う。

　前記レジストパターン形成後に行われるエッチング工程は、ドライエッチングにより行われる。

　なお、ハードマスク(シリコン含有層)・レジスト下層膜・基板の加工には下記のガス、すなわち、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２，ＣＨ_３Ｆ、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、Ｏ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、Ｈ_２、Ｈｅを使用できる。これらのガスは単独でも２種以上のガスを混合して使用しても良い。さらに、これらのガスにアルゴン、窒素、二酸化炭素、硫化カルボニル、二酸化硫黄、ネオン、又は三フッ化窒素を混合して使用することができる。

（ＩＶＣ）
　前記レジスト膜は、ナノインプリント法または自己組織化膜法によってパターン形成してもよい。

　ナノインプリント法では、レジスト組成物を、照射光に対して透明で、パターン形成されたモールド（型）を用いて成形する。また、自己組織化膜法では、ジブロックポリマー（ポリスチレン－ポリメチルメタクリレートなど）等の、自然にナノメートルオーダーの規則構造を形成する自己組織化膜を用いてパターン形成する。

　ナノインプリント法において、レジスト膜となる硬化性組成物を適用する前に、レジスト下層膜上に、任意選択的にシリコン含有層（ハードマスク層）を塗布又は蒸着により形成し、更にレジスト下層膜上又はシリコン含有層（ハードマスク層）上に、密着層を塗布又は蒸着により形成し、該密着層上に、レジスト膜となる硬化性組成物を適用してもよい。

（ＩＶＤ）
　なお、プロセス工程の簡略化や加工基板へのダメージ低減を目的として、ウェットエッチング処理が行われる場合もある。これにより加工寸法の変動やパターンラフネスの低減を抑制することに繋がり、歩留まり良く基板を加工することが可能となる。このため、前記（ＩＶＡ）（ｉｉｉ）～（ｉｖ）において、ハードマスクの除去を、エッチングまたはアルカリ薬液のいずれかで行うことも可能である。特にアルカリ薬液を用いる場合、成分に制約はないがアルカリ成分としては下記を含むものが好ましい。

　アルカリ成分として例えば、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、テトラブチルアンモニウム水酸化物、メチルトリプロピルアンモニウム水酸化物、メチルトリブチルアンモニウム水酸化物、エチルトリメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルジエチルアンモニウム水酸化物、ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物、及び（２－ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウム水酸化物、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、２－（２－アミノエトキシ）エタノール、Ｎ，Ｎ－ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルエタノールアミン、Ｎ－エチルエタノールアミン、Ｎ－ブチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、テトラヒドロフルフリルアミン、Ｎ－（２－アミノエチル）ピペラジン、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン－７、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ヒドロキシエチルピペラジン、ピペラジン、２－メチルピペラジン、トランス－２，５－ジメチルピペラジン、シス－２，６－ジメチルピペラジン、２－ピペリジンメタノール、シクロヘキシルアミン、１，５－ジアザビシクロ［４，３，０］ノネン－５等が挙げられる。また、特に取り扱いの観点から、テトラメチルアンモニウム水酸化物及びテトラエチルアンモニウム水酸化物が特に好ましく、無機塩基を第４級アンモニウム水酸化物と併用してもよい。無機塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム等のアルカリ金属の水酸化物が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。

（１）ポリマーの合成
　レジスト下層膜に用いるポリマーとして構造式（Ｓ１）～（Ｓ２３）及び（Ｓ’１）～（Ｓ’２３）の合成、比較例として構造式（ＳＳ１）～（ＳＳ２）の合成は、下記に示す化合物群Ａ、化合物群Ｂ、化合物群Ｃ、触媒群Ｄ、溶媒群Ｅ、再沈殿溶媒群Ｆを用いた。

（１－１）化合物群Ａ～Ｃ

（１－２）触媒群Ｄ、溶媒群Ｅ、再沈殿溶媒群Ｆ、分液溶媒群Ｇ
メタンスルホン酸：Ｄ１
メルカプトプロピオン酸：Ｄ２
テトラブチルアンモニウムヨージド：Ｄ３
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）：Ｅ１
Ｎ－メチルピロリドン（＝ＮＭＰ）：Ｅ２
プロピレングリコールモノメチルエーテル（＝ＰＧＭＥ）：Ｅ３
テトラヒドロフラン（＝ＴＨＦ）：Ｅ４
２５％水酸化ナトリウム水溶液：Ｅ５
メタノール：Ｆ１
メタノール／アンモニア水：Ｆ２
メタノール／水：Ｆ３
酢酸ブチル／水：Ｇ１

［合成例１］
　フラスコにＡ１を１７．６ｇ、Ｃ１を８．０ｇ、Ｄ１を２．１ｇ、Ｄ２を１．４ｇ、Ｅ２を１９．４ｇ、Ｅ１を４５．３ｇ入れた。その後、窒素下で還流まで加熱し、約１６時間反応させた。反応停止後、メタノールで再沈殿させ、樹脂を乾燥させて（Ｓ１）を得た。ＧＰＣによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Ｍｗは約２，０００であった。得られた樹脂をＰＧＭＥＡに溶解させ、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を用いてイオン交換を４時間実施することで、目的の化合物溶液を得た。

［合成例２～２３］
　合成例１と同様の操作で、下記表１の合成例２～２３に示される条件で樹脂Ｓ２～Ｓ２３も合成した。

［合成例２４］
　フラスコにＳ１１０．０ｇ、Ｃ１１を６．４ｇ、Ｄ３を０．３ｇ、Ｅ４を２５．１ｇ、Ｅ５を７．５ｇ入れた。窒素下で５５℃まで加熱し、約２４時間反応させた。反応停止後、酢酸ブチルと水で分液操作を繰り返し、有機層を濃縮、メタノールを用いて再沈殿させ、乾燥することで樹脂（Ｓ’１）を得た。ＧＰＣによりポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Ｍｗは約３，５６０であった。得られた樹脂をＰＧＭＥＡに溶解させ、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を用いてイオン交換を４時間実施することで、目的の化合物溶液を得た。

［合成例２５～４６］
　合成例２４と同様の操作で、下記表２の合成例２５～４６に示される条件で樹脂Ｓ’２～Ｓ’２３も合成した。

［比較合成例１～２］
合成例１と同様の操作で、下記表３の比較合成例１～２に示される条件で比較樹脂ＳＳ１～ＳＳ２を合成した。

（２）レジスト下層膜の調製
　ポリマー（Ｓ１）～（Ｓ２３）及び（Ｓ’1）～（Ｓ’２３）、架橋剤（ＣＬ１～ＣＬ２）、酸発生剤（Ａｄ１～Ａｄ２）、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（ＰＧＭＥＡ）,プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）, シクロヘキサノン（ＣＹＨ）］、界面活性剤としてメガファックＲ－４０（ＤＩＣ株式会社製, Ｇ１）を下記表４－１～４－４の重量割合（ポリマーの重量を１００とした場合の架橋剤、酸発生剤及び界面活性剤の重量割合を表示；溶媒については、全溶媒重量を１００とした場合の各溶媒の重量割合を表示）で混合、０．１μｍのポリテトラフルオロエチレン製マイクロフィルターにて濾過することで、レジスト下層膜材料（Ｍ１～Ｍ４８、比較Ｍ１～比較Ｍ３）を調製した。

（３）レジスト溶剤への溶出試験
　比較Ｍ１～３、Ｍ１～４８のレジスト下層膜材料を、スピンコーターを用いてシリコンウエハー上に塗布し、大気下で表５中に記載の所定温度・所定時間焼成し、膜厚約１３０ｎｍとなるようにレジスト下層膜を形成した。形成したレジスト下層膜を汎用的なシンナーであるＰＧＭＥ／ＰＧＭＥＡ＝７／３に６０秒間浸漬し、溶剤への耐性を確認した。シンナー浸漬前後で膜厚の減少率が１％以下の場合を〇と判断した（表５－１～５－２）。

　また、上記下層膜材料を東京エレクトロン株式会社製ＡＣＴ－８を用いてシリコンウエハー上に塗布し、窒素下で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。上記と同様にＰＧＭＥ／ＰＧＭＥＡ＝７／３に６０秒間浸漬し、溶剤への耐性を確認した。シンナー浸漬前後で膜厚の減少率が比較例よりも小さな場合を〇と判断した（表５－１～５－２）。

　なお、表５－２中、（　）内は膜厚の減少率を示す。

　通常のレジスト下層膜は架橋剤及び硬化触媒を含んでいない場合（比較例１～２）、窒素雰囲気下の焼成条件では溶剤耐性を発現しないことがわかる。一方、ビス（アザアリール縮合環）構造にプロパルギル基を導入したレジスト下層膜（実施例２４～４６）は自己架橋性を有するため、架橋剤及び硬化触媒を含まなくとも、大気雰囲気下のみならず、窒素雰囲気下の焼成条件でも溶剤耐性を得ることができる。当然ながら、架橋剤と硬化触媒を含むことで、一般的なレジスト下層膜（比較例３）のようにいずれの雰囲気下でも硬化させることが可能である（実施例４７～４８）。また、プロパルギル基を未導入のポリマーを使用したレジスト下層膜（実施例１～２３）も架橋剤と硬化触媒を使用することで、通常のレジスト下層膜（比較例３）と同様に、いずれの雰囲気下でも硬化させることができる。なお、比較例Ｍ２は一般的な焼成条件である大気下の焼成条件で溶剤耐性を得られないため、レジスト下層膜として使用できない。従って、以降の評価では除外した。

（４）エッチング速度の測定
　比較Ｍ１及び比較Ｍ３、Ｍ１～４８のレジスト下層膜材料を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。エッチングガスとして、Ｏ_２／Ｎ_２ガスまたはＣＦ_４ガスを使用してドライエッチング速度を測定した。

　なお、表６－１～６－２中のエッチング耐性データにおける（　）で記載の数値は、（レジスト下層膜）／（フェノールノボラック樹脂膜）のドライエッチング速度比である。比較例１及び３（比較Ｍ１及び比較Ｍ３）のいずれに対してもエッチング速度が遅い場合を〇と判断した（表６－１～６－２）。

　なお、エッチング測定に用いたエッチャー及びエッチングガスは以下のものである。

　ＲＩＥ－２００ＮＬ（サムコ製）：ＣＦ_４　　　　５０ｓｃｃｍ
　ＲＩＥ－２００ＮＬ（サムコ製）：Ｏ_２／Ｎ_２　　１０ｓｃｃｍ／２００ｓｃｃｍ

（５）光学定数測定
　比較Ｍ１及び比較Ｍ３、Ｍ１～４８のレジスト下層膜材料を、それぞれスピンコーターを用いてシリコンウエハー上に塗布した。ホットプレート上で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、レジスト下層膜（膜厚５０ｎｍ）を形成した。これらのレジスト下層膜を、分光エリプソメーターを用いて波長１９３ｎｍでの屈折率（ｎ値）及び光学吸光係数（ｋ値、減衰係数とも呼ぶ）を測定した（表６－１～６－２）。

（６）塗布性評価
　比較Ｍ１及び比較Ｍ３、Ｍ１～４８のレジスト下層膜材料を、レジスト下層膜材料を、東京エレクトロン株式会社製１２インチコーターを用いてシリコンウエハー上に塗布し、大気下で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。その後、ウエハー全体の膜厚を円周上に４９点測定することにより、ウエハー面内の膜厚の均一性を評価した。平均膜厚に対しての膜厚のブレ幅 (最大膜厚―最小膜厚)の割合が、比較例１及び３（比較Ｍ１及び比較Ｍ３）のいずれよりも小さいものを〇と判断した。なお、膜厚のブレ幅の割合が小さいということは、ウエハー面内の膜厚の均一性がより高いことを意味する（表６－１～６－２）。

　なお、表６－１～６－２中の膜厚均一性結果における（　）で記載の数値は、上記にいう平均膜厚に対しての膜厚のブレ幅 (最大膜厚―最小膜厚)の割合を表す。

（７）昇華物量測定
　昇華物量の測定は国際公開第２００７/１１１１４７号に記載されている昇華物量測定装置で実施した。比較Ｍ１及び比較Ｍ３、Ｍ１～４８で調製したレジスト下層膜形成組成物を４００℃６０秒間焼成後に膜厚１３０ｎｍとなるように調製した。これをシリコンウエハーに塗布し、３００℃焼成時の昇華物量を測定した。昇華物量が比較例１及び３（比較Ｍ１及び比較Ｍ３）のいずれよりも少ない場合、○と判断した（表７－１～７－２）。

　なお、（　）内は実際に観測された昇華物の量である。

（８）段差基板への塗布性・被覆性試験１
　段差基板への被覆試験として、２００ｎｍ膜厚のＳｉＯ_２基板、ＳｉＮ基板、ＴｉＮ基板を用いた。段差基板の場合、レジスト下層膜は段差がないシリコンウエハーと比較して、塗布性が悪化する場合がある。そのため、段差基板にムラなく塗布できるかどうかを試験した。目視で確認し、ムラなく塗布できる場合を〇と判断した。上記基板中に存在するトレンチ幅５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍのトレンチエリア（デンスパターンエリア）にて、平坦化性の評価を実施した。デンスエリアとパターンが形成されていないエリア（オープンエリア）の被覆膜厚の比較を行った。比較Ｍ１、Ｍ１～４８で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、ホットプレート上で表８中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。この基板の平坦化性を日立ハイテクノロジーズ（株）製走査型電子顕微鏡（Ｓ－４８００）を用いて観察し、段差基板のトレンチエリア（パターン部）とオープンエリア（パターンなし部）との膜厚差（トレンチエリアとオープンエリアとの塗布段差でありバイアスと呼ぶ）を測定することで平坦化性を評価した。ここで、平坦化性とは、パターンが存在する部分（トレンチエリア（パターン部））と、パターンが存在しない部分（オープンエリア（パターンなし部））とで、その上部に存在する塗布された被覆物の膜厚差（Ｉｓｏ－ｄｅｎｓｅバイアス）が小さいことを意味する。比較例１（比較Ｍ１）に対して、バイアスが改善しているものを○と判断した（表８－１～８－２）。

（９）段差基板への塗布性・被覆性試験２
　段差基板への被覆試験として、２００ｎｍ膜厚のＳｉＯ_２基板、ＳｉＮ基板、ＴｉＮ基板を用いた。段差基板の場合、レジスト下層膜は段差がないシリコンウエハーと比較して、塗布性が悪化する場合がある。そのため、段差基板にムラなく塗布できるかどうかを試験した。目視で確認し、ムラなく塗布できる場合を〇と判断した。上記基板中に存在するトレンチ幅８００ｎｍのワイドトレンチエリアにて、平坦化性の評価を実施した。ワイドトレンチエリアとパターンが形成されていないエリア（オープンエリア）の被覆膜厚の比較を行った。比較Ｍ３、Ｍ１～４８で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、ホットプレート上で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。評価方法は「段差基板への塗布性・被覆性試験１と同様に行った（表９－１～９－２）。比較例３（比較Ｍ３）よりも良好な場合を○と判断した（表９－１～９－２）。

（１０）段差基板への埋め込み性試験
　段差基板への被覆試験として、２００ｎｍ膜厚のＳｉＯ_２基板、ＳｉＮ基板、ＴｉＮ基板を用いた。上記基板中に存在するトレンチ幅５０ｎｍ、ピッチ１００ｎｍのトレンチエリア（デンスパターンエリア）にて、埋め込み性の評価を実施した。Ｍ５，Ｍ２８～３６，Ｍ３８～４０及び比較Ｍ３で調製されたレジスト下層膜形成組成物を上記基板に塗布後、ホットプレート上で表中に記載の所定温度・所定時間焼成し、１３０ｎｍのレジスト下層膜を形成した。この基板の埋め込み性を日立ハイテクノロジーズ（株）製走査型電子顕微鏡（Ｓ－４８００）を用いて観察した。トレンチの底までレジスト下層膜が充填できている場合を埋め込み性〇と判断した（表１０）。

　以上のように、ビス(アザアリール縮合環)化合物を用いたノボラック樹脂は高い耐熱性を有するため、焼成時の昇華物量が少なく、装置汚染を抑制可能であり、プロセス負荷の小さい材料と言える。また、段差を有さないシリコンウエハー塗布時の膜厚面内均一性が非常に高いだけでなく、様々な蒸着膜を有する段差基板に対しても良好な塗布性を示す。
更に高エッチング耐性、良好な平坦化性、良好な埋め込み性を有しており、合成時のモノマーを変化させることでデバイスに応じて露光時の反射を抑制できる光学定数に調整することができる。このビス(アザアリール縮合環)化合物には、プロパルギル基のような自己架橋基を導入することもでき、これによって架橋剤や硬化触媒を必要とせずに大気雰囲気下及び窒素雰囲気下でレジスト下層膜として使用することができるため、従来よりも幅広いプロセスに適用可能な材料である。当然、プロパルギル基を導入することで前述したビス(アザアリール縮合環)の特性を損なうこともない。従って、多様化する半導体製造プロセスに対して、幅広く適用可能な材料になることが期待される。

Claims

　ノボラック樹脂及び溶剤を含む、レジスト下層膜形成組成物であって、
　前記ノボラック樹脂が、芳香族環を有する単位構造Ａを含み、該単位構造Ａは、下記式（Ａ）：

で表わされる、２つのアザアリール縮合環が連結基Ｌで結合された構造単位である一種又は二種以上のビス（アザアリール縮合環)構造単位を含み、
　前記式（Ａ）中、
　Ｌは、各々のアザアリール縮合環を構成する任意の２つの炭素原子間における、単結合を除く二価の連結基を表し、
Ｒ^１１及びＲ^２１は、同一又は異なって、それぞれ独立に、
　（ｉ）水素原子、若しくはメチロール基、
　（ｉｉ）炭素数６～３０のアリール基、又は
　（ｉｉｉ）炭素数２～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシメチル基；炭素数１～２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基；炭素数２～１０のアルケニル基；若しくは炭素数２～１０のアルキニル基を表し、
　　Ｒ^１２及びＲ^２２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、アザアリール縮合環を構成する炭素原子上の任意選択的な置換基を表し、
　　但し、前記（ｉｉ）（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリール基又はハロ基で更に置換されるか、前記（ｉｉｉ）については、酸素原子含有置換基、硫黄原子含有置換基、窒素原子含有置換基、アリーレン基で更に炭化水素鎖部分が中断されていてもよく、
　ｎ１及びｎ２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、Ｒ^１２及びＲ^２２の置換基の数を表し、０であってもよく、
　Ａｒ^１及びＡｒ^２は、同一又は異なって、それぞれ独立に、式（Ａ）中のピロール環部分と縮合環を形成している、ベンゼン環又は２～３つのベンゼン環により構成される縮合環であり、
　＊は結合の手であることを示す、レジスト下層膜形成組成物。
　前記ノボラック樹脂が、
　下記式（ＡＢ）：

で表わされる複合単位構造Ａ－Ｂを含む、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物であって、
　前記式（ＡＢ）中、
　ｎは複合単位構造Ａ－Ｂの数を表し、
　単位構造Ａは、請求項１に記載の式（Ａ）で表わされ、
　単位構造Ｂは、下記式（Ｂ１）、（Ｂ２）又は（Ｂ３）で表される構造を含む一種又は二種以上の単位構造を表し、
　＊は結合の手であることを示す、レジスト下層膜形成組成物。

［式（Ｂ１）中、
　Ｒ及びＲ’はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基、置換基を有していてもよい炭素原子数３～３０の複素環残基、又は置換基を有していてもよい炭素原子数１０以下の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基を表し、
　＊は結合の手であることを示す。］

［式（Ｂ２）中、
　Ｚ^０は置換基を有していてもよい炭素原子数６～３０の芳香族環残基、脂肪族環残基又は、２つの芳香族環残基若しくは脂肪族環残基が単結合で連結された有機基を表し、
　Ｊ^１及びＪ^２はそれぞれ独立に直接結合又は置換基を有していてもよい二価の有機基を表し、
　＊は結合の手であることを示す。］

［式（Ｂ３）中、
　Ｚは、置換基を有していてもよい炭素数４～２５の単環、二環、三環又は四環式の縮合環であり、前記単環は非芳香族単環であり；前記二環、三環及び四環を構成する単環の少なくとも１つは非芳香族単環であり、残りの単環は芳香族単環でも非芳香族単環でもよく、前記単環、二環、三環若しくは四環式の縮合環が、１又は複数の芳香族環と更に縮合環を形成して、五環式以上の縮合環となっていてもよく、
　Ｘ、Ｙは同一又は異なって、－ＣＲ³¹Ｒ³²－基を表し、Ｒ³¹及びＲ³²はそれぞれ同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数１～６の炭化水素基を表し、
　x、yはそれぞれ、Ｘ、Ｙの数を表し、それぞれ独立に０又は１を表し、

　は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子１」と呼ぶ）と結合(ｘ＝1の場合)、又は炭素原子１から延びており(ｘ＝0の場合)、

　は、Ｚの前記非芳香族単環を構成するいずれかの炭素原子（「炭素原子２」と呼ぶ）と結合(ｙ＝1の場合)、又は炭素原子２から延びており(ｙ＝0の場合)、
　前記炭素原子１と炭素原子２は同一でも異なっていてもよく、異なっている場合、同一の非芳香族単環に属していてもよいし、異なる非芳香族単環に属していてもよく、
　＊は結合の手であることを示す。］
　連結基Ｌが、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－ＣＯＮＨ－、－ＣＯＯ－、－ＮＨ－、―（ＣＲ^１Ｒ^２）ｍ^１－、―（Ａｒ）ｍ^２－、－ＣＨ_２－（Ａｒ）ｍ^２－ＣＨ_２－及び－（ｃｙｃｌｏ－Ｒ）－からなる群から選択され、
　Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、それぞれ独立に水素原子、炭素原子数１～５の炭化水素基、又は炭素数６～３０のアリール基を表し、ｍ^１は１～１０の整数を表し、
　Ａｒは炭素数６～３０のアリーレン基を表し、ｍ^２は互いに単結合で結合している芳香族環の数である１～３の整数を表し、
　ｃｙｃｌｏ－Ｒは、１つまたは２つのベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成していてもよい、５～８員環の二価の脂環式炭化水素基を表す、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　ｃｙｃｌｏ－Ｒは、１つまたは２つのベンゼン環又はナフタレン環と縮合環を形成していてもよい、６～８員環の二価の脂環式炭化水素基を表す、請求項３に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　Ｒ^１１及びＲ^２１の少なくとも一部は、置換基：

［ここで、
　＊は結合の手であることを示し、
　Ｒ^３は単結合、又は炭素数１～２０の二価の有機基であり、
　Ｒ^４は水素原子、又は炭素数１～２０の一価の有機基である。］を表す、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　前記溶剤が沸点１６０℃以上の溶剤を含む請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　酸及び／又はその塩及び／又は酸発生剤を更に含む、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　架橋剤を更に含む、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　上記架橋剤が、アミノプラスト架橋剤又はフェノプラスト架橋剤である、請求項８に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　界面活性剤を更に含む、請求項１に記載のレジスト下層膜形成組成物。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物からなる塗布膜の焼成物である、半導体基板上のレジスト下層膜。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物を、半導体基板上に塗布し焼成してレジスト下層膜を形成する工程を含む、半導体の製造に用いられるレジストパターンの形成方法。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、該レジスト下層膜をエッチングする工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜により半導体基板を加工する工程
を含む半導体装置の製造方法。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程、を含む半導体装置の製造方法。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　パターン化されたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、
　ハードマスクを除去する工程、及び
　パターン化されたレジスト下層膜を介して、半導体基板を加工する工程
を含む半導体装置の製造方法。
　半導体基板上に請求項１～１０のいずれか１項に記載のレジスト下層膜形成組成物により、半導体基板上にレジスト下層膜を形成する工程、
　レジスト下層膜の上に、ハードマスクを形成する工程、
　更にハードマスクの上に、レジスト膜を形成する工程、
　光又は電子線の照射と現像により、レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程、
　レジストパターンを介して、ハードマスクをエッチングする工程、
　エッチングされたハードマスクを介して、前記レジスト下層膜をエッチングする工程、
　ハードマスクを除去する工程、
　ハードマスク除去後のレジスト下層膜に、蒸着膜（スペーサー）を形成する工程、
　蒸着膜（スペーサー）をエッチングにより加工する工程、
　パターン化されたレジスト下層膜を除去して、パターン化された蒸着膜（スペーサー）を残す工程、及び
　パターン化された蒸着膜（スペーサー）を介して、半導体基板を加工する工程、を含む半導体装置の製造方法。
　前記ハードマスクが無機物を含む組成物の塗布又は無機物の蒸着により形成されたものである、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
　前記レジスト膜がナノインプリント法または自己組織化膜によってパターン形成される、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
　ハードマスクの除去を、エッチングまたはアルカリ薬液のいずれかで行う、請求項１５又は１６に記載の半導体装置の製造方法。