WO2017038979A1 - 化合物及びその製造方法、並びに、組成物、光学部品形成用組成物、リソグラフィー用膜形成組成物、レジスト組成物、レジストパターンの形成方法、感放射線性組成物、アモルファス膜の製造方法、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の製造方法、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 - Google Patents
化合物及びその製造方法、並びに、組成物、光学部品形成用組成物、リソグラフィー用膜形成組成物、レジスト組成物、レジストパターンの形成方法、感放射線性組成物、アモルファス膜の製造方法、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の製造方法、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 Download PDFInfo
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- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
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Definitions
- the solution phase containing the compound and / or the resin is further brought into contact with water to include a second extraction step of extracting impurities in the compound and / or the resin,
- the purification method according to any one of ⁇ 34> to ⁇ 36>.
- R 2 to R 5 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or 2 to 30 carbon atoms.
- at least one selected from the group consisting of R 2 to R 5 is a group selected from the group consisting of the group represented by the formula (A) and the group represented by the formula (B).
- R 12 has the same meaning as described in the formula (1-Ac). However, at least one of R 12 is a group represented by the formula (A).
- R 1 is a 2n valent group having 1 to 60 carbon atoms or a single bond
- R 2a to R 5a are each independently a straight chain having 1 to 30 carbon atoms.
- One is a hydroxyl group
- m 2 and m 3 are each independently an integer of 0 to 8
- m 4 and m 5 are each independently an integer of 0 to 9, provided that m 2 , m 3 , m 4 and m 5 are not 0 at the same time
- n is an integer of 1 to 4
- p 2 to p 5 are each independently an integer of 0 to 2.
- 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.
- 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.
- 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, butyl acetate, or a mixed solvent thereof.
- a solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- the catalyst is charged all at once, and a method in which biphenols, bithiophenols, binaphthols, bithionaphthols, bianthracenediols, 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 such as raising the temperature of the reaction vessel to 130 to 230 ° C. and removing volatile components at about 1 to 50 mmHg is adopted.
- the target compound can be obtained.
- 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 compound (1-A) of the present embodiment can be produced by a known method.
- the compound represented by the formula (1-Ap) and the alkylene oxide introduction reagent are mixed with a base catalyst.
- a process comprising a step of reacting in the presence of the compound, that is, after obtaining a crude crystal by crystallization of the compound and an alkylene oxide introduction reagent, the crude crystal is dissolved in an organic solvent, and a strong base is added.
- Another example is a method of stirring at normal pressure for about 20 minutes to 100 hours. This method can be produced efficiently with particularly few by-products.
- the alkylene oxide introduction reagent used in the present embodiment is not particularly limited as long as the hydroxy polyalkylene oxide group represented by the formula (A) can be introduced into the hydroxyl group of the compound represented by the formula (1-Ap). Examples thereof include 2-haloethyl acetate, alkylene oxide, alkylene carbonate, and the like. Moreover, one type or two or more types can be used as the alkylene oxide introduction reagent.
- R 6 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and m ′ is an integer of 1 or more.
- 2-haloethyl acetate examples include 2-chloroethyl acetate, 2-bromoethyl acetate, 2-iodoethyl acetate, and the like.
- 2-haloethyl acetate When 2-haloethyl acetate is used, a hydroxyethyl group is introduced by the deacylation reaction after the acetoxyethyl group is introduced.
- alkylene oxide examples include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and the like.
- alkylene carbonate examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and the like.
- alkylene oxide is introduce
- the base catalyst used in the reaction between the compound represented by the formula (1-Ap) of this embodiment and the alkylene oxide introduction reagent can be appropriately selected from known base catalysts, such as a metal hydroxide.
- a metal hydroxide Alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
- metal carbonate alkali metal or alkaline earth metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate
- sodium hydrogen carbonate Inorganic bases such as alkali metal such as potassium hydrogen carbonate or alkaline earth metal hydrogen carbonate
- amines eg, tertiary amines (trialkylamines such as triethylamine, aromatic thirds such as N, N-dimethylaniline) Tertiary amines, heterocyclic tertiary amines such as 1-methylimidazole
- carboxylic acid metal salts sodium acetate, acetic acid such as calcium acetate, etc.
- reaction conditions of the compound represented by the formula (1-Ap) and the alkylene oxide introduction reagent will be described in detail.
- 1 mole to excess of an alkylene oxide introduction reagent and 0.001 to 1 mole of a base catalyst are used with respect to 1 mole of a compound represented by the formula (1-Ap), and the pressure is 20 at normal pressure.
- the reaction proceeds at about 150 ° C. for about 20 minutes to 100 hours.
- the target product is purified by a known method. For example, there is a method of obtaining crude crystals by cooling with ice water or the like to precipitate and isolate crystals.
- the crude crystals are dissolved in an organic solvent, a strong base is added, and the reaction is carried out at normal pressure at 20 to 150 ° C. for 20 minutes to 100 hours.
- the desired product is isolated by a known method.
- the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate the reaction product, cooled to room temperature, filtered to separate, and the resulting solid is filtered and dried, followed by column chromatography. Examples include a method of separating and purifying from a by-product, and evaporating the solvent, filtering and drying to obtain the target compound represented by the formula (1-A).
- an epoxy compound which is one of the embodiments is represented by the following formula (1-B).
- R 6 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
- R 7 is a hydrogen atom or a methyl group
- m ′′ is 0 or an integer of 1 or more.
- At least one selected from the group consisting of R 4 and R 5 is a group represented by the formula (B) from the viewpoint of solubility.
- at least 1 bract at least one group selected from the group consisting of R 4 and R 5 selected from the group consisting of R 4 and R 5, from R 4 and R 5 It does not mean at least one group selected from the group consisting of
- At least one selected from the group consisting of R 2 and R 3 is a group represented by the formula (B) from the viewpoint of easy crosslinking. It is preferable.
- which means at least 1 bract at least one group selected from the group consisting of R 2 and R 3 selected from the group consisting of R 2 and R 3, the R 2 and R 3 It does not mean at least one group selected from the group consisting of
- the compound represented by the formula (1-B) is more preferably a compound represented by the following formula (1-Ba) from the viewpoint of feedability of raw materials.
- 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 2 ′ , m 3 ′ , m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
- the compound represented by the formula (1-Ba) is more preferably a compound represented by the following formula (1-BB) from the viewpoint of solubility in an organic solvent.
- R 1 and n have the same meaning as described in the formula (1).
- R 6B and R 7B are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, It is a group represented by (A), a group represented by the formula (B), a thiol group or a hydroxyl group.
- R 8B to R 11B are each independently a group represented by the formula (A), a group represented by the formula (B), or a hydroxyl group. However, at least one of R 8B to R 11B is a group represented by the formula (B).
- m 6 and m 7 are each independently an integer of 0 to 7.
- the compound represented by the formula (1-Bb) is any compound selected from the group of compounds represented by the following formula (1-Bc) from the viewpoint of further solubility in an organic solvent. It is particularly preferred. (1-Bc)
- R 12B each independently represents a group represented by the formula (A), a group represented by the formula (B), or a hydroxyl group. However, at least one of R 12 is a group represented by the formula (B).
- the compound represented by the formula (1-Bc) is represented by the following formulas (Y), (Z), (9), It is preferable that it is a compound represented by (10), (11), (12), (13), (14).
- R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1). However, at least one selected from the group consisting of R 2 to R 5 is a group represented by the formula (B).
- 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.
- m 8 , m 9 , m 10 and m 11 are not 0 simultaneously.
- R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1). However, at least one selected from the group consisting of R 2 to R 5 is a group represented by the formula (B).
- m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4, and m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5. However, m 2 ′ , m 3 ′ , 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). However, at least one selected from the group consisting of R 2 to R 5 is a group represented by the formula (B).
- 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.
- m 8 , m 9 , m 10 and m 11 are not 0 simultaneously.
- R 2 to R 5 have the same meanings as described in the formula (1). However, at least one selected from the group consisting of R 2 to R 5 is a group represented by the formula (B).
- m 2 ′ and m 3 ′ are each independently an integer of 0 to 4, and m 4 ′ and m 5 ′ are each independently an integer of 0 to 5. However, m 2 ′ , m 3 ′ , m 4 ′ and m 5 ′ are not 0 at the same time.
- R 12B has the same meaning as described in the formula (1-Bc). However, at least one of R 12B is a group represented by the formula (B).
- R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a halogen atom.
- reaction conditions of the compound represented by the formula (1-Bp) and the epoxy group introduction reagent represented by the formula (3) will be described in detail.
- 2 mol to an excess of epichlorohydrin as an epoxy group introduction reagent and 0.001 to 1 mol of a base catalyst are used with respect to 1 mol of a compound represented by the formula (1-Bp).
- the reaction proceeds by reacting at 20 to 150 ° C. for 20 minutes to 100 hours in an organic solvent at normal pressure.
- the target product is purified by a known method. For example, there is a method of obtaining crude crystals by cooling with ice water or the like to precipitate and isolate crystals.
- the epoxy group introduction reagent used in the present embodiment is not particularly limited as long as the glycidyl group represented by the following formula (C) can be introduced into the OH group of the compound represented by the formula (1-BP).
- C glycidyl group represented by the following formula (C)
- epichlorohydrin, epibromohydrin, and epiiodohydrin are preferable.
- one type or two or more types can be used as the epoxy group introduction reagent.
- R 7 is a hydrogen atom or a methyl group.
- the base catalyst used in the reaction of the compound represented by the formula (1-Bp) of the present embodiment and the epoxy group introduction reagent can be appropriately selected from known base catalysts.
- metal hydroxides Alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
- metal carbonate alkali metal or alkaline earth metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate
- sodium hydrogen carbonate Inorganic bases such as alkali metal such as potassium hydrogen carbonate or alkaline earth metal hydrogen carbonate, amines (eg, tertiary amines (trialkylamines such as triethylamine, aromatic thirds such as N, N-dimethylaniline) Tertiary amines, heterocyclic tertiary amines such as 1-methylimidazole), carboxylic acid metal salts (sodium acetate, calcium acetate, alkali acetates, etc.)
- Organic bases such as genus or alkaline earth metal salts, etc.
- the resin of the present embodiment is a resin having a structural unit derived from the compound represented by the formula (1) (hereinafter also referred to as “the compound of the present embodiment”).
- the compound represented by the formula (1) can be used as it is as a film-forming composition for lithography. Moreover, it can be used also as resin which has the structural unit derived from the compound represented by said Formula (1).
- the resin having a structural unit derived from the compound represented by formula (1) includes a resin having a structural unit derived from the compound represented by formula (1), and a resin represented by formula (1-A).
- a compound represented by the formula (1) “a compound represented by the formula (1-A)”, and “a compound represented by the formula (1-B)”. It shall be possible.
- the resin of the present embodiment can be obtained, for example, by reacting the compound represented by the formula (1) with a 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 thereof include, but are not limited to, aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid halides, halogen-containing compounds, amino compounds, imino compounds, isocyanates, unsaturated hydrocarbon group-containing compounds, and the like.
- 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.
- an acid catalyst In the condensation reaction between the compound represented by the formula (1) and the aldehyde, an acid catalyst can be used.
- the acid catalyst used here can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited.
- As such an acid catalyst inorganic acids, organic acids, Lewis acids, and solid acids are widely known.
- inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, and hydrofluoric acid; oxalic acid, Malonic acid, 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, benzenesulfone Acids, organic acids such as naphthalene sulfonic acid and naphthalene disulfonic acid; Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride and boron trifluoride; or silicotungstic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid or phosphomolybdic acid Solid acids and the like can be mentioned, but are not particularly limited thereto.
- organic acids and solid acids are preferred from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferred from the viewpoint of production such as availability and ease of handling.
- hydrochloric acid or sulfuric acid is preferred from the viewpoint of production such as availability and ease of handling.
- 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 can be used as crosslinkable compounds.
- aldehydes are not necessarily required.
- the amount of these reaction 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. The range of parts is preferred.
- 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.
- the 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 resin can be isolated according to a conventional method, and is not particularly limited.
- a general method such as raising the temperature of the reaction vessel to 130 to 230 ° C. and removing volatile components at about 1 to 50 mmHg is adopted.
- a novolak resin as the target product can be obtained.
- the resin in the present embodiment may be a homopolymer of the compound represented by the formula (1), or may be a copolymer with other phenols.
- 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 in the present embodiment may be copolymerized with a polymerizable monomer other than the above-described phenols.
- the copolymerization monomer include naphthol, methylnaphthol, methoxynaphthol, dihydroxynaphthalene, indene, hydroxyindene, benzofuran, hydroxyanthracene, acenaphthylene, biphenyl, bisphenol, trisphenol, dicyclopentadiene, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene. , Norbornadiene, vinylnorbornaene, pinene, limonene and the like, but are not particularly limited thereto.
- the resin in the present embodiment may be a binary or more (for example, 2-4 quaternary) copolymer of the compound represented by the formula (1) and the above-described phenols.
- 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 1) and the above-mentioned copolymerization monomer Further, it may be a ternary or more (for example, ternary to quaternary) copolymer of the above-mentioned copolymerization monomer.
- the molecular weight of the resin in the present embodiment 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 in this embodiment has a dispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) in the range of 1.2 to 7. preferable. The Mn can be obtained by the method described in Examples described later.
- composition of this embodiment contains 1 or more types chosen from the group which consists of the compound represented by the said Formula (1), and resin which has a structural unit derived from this compound. Moreover, the composition of this embodiment may contain both the compound of this embodiment and the resin of this embodiment.
- “one or more selected from the group consisting of a compound represented by the formula (1) and a resin having a structural unit derived from the compound” is referred to as “the compound and / or resin of this embodiment” or “component. (A) ".
- composition for optical component formation contains one or more selected from the group consisting of a compound represented by the formula (1) and a resin having a structural unit derived from the compound. Moreover, the composition for optical component formation of this embodiment may contain both the compound of this embodiment and the resin of this embodiment.
- the “optical component” means a film-like or sheet-like component, a plastic lens (a prism lens, a lenticular lens, a micro lens, a Fresnel lens, a viewing angle control lens, a contrast improving lens, etc.), a retardation film, An electromagnetic shielding film, a prism, an optical fiber, a solder resist for flexible printed wiring, a plating resist, an interlayer insulating film for multilayer printed wiring boards, and a photosensitive optical waveguide.
- the compounds and resins of the present invention are useful for these optical component forming applications.
- the resist composition of the present embodiment contains one or more selected from the group consisting of a compound represented by the formula (1) and a resin having a structural unit derived from the compound. Moreover, the resist composition of this embodiment may contain both the compound of this embodiment and the resin of this embodiment.
- the resist composition of the present embodiment preferably contains a solvent.
- the solvent include, but are not limited to, ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, and ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate.
- Ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono -Propylene glycol such as n-butyl ether acetate Cole monoalkyl ether acetates; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, etc.
- PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
- PGMEA propylene glycol monoethyl ether acetate
- Lactate esters aliphatic carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, n-hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate; Methyl propionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyrate Other esters such as acetate, butyl 3-methoxy-3-methylpropionate, butyl 3-methoxy-3-methylbutyrate, methyl acetoacetate, methyl pyruvate and ethyl pyruvate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene Ketones such as 2-heptan
- the solvent used in this embodiment is preferably a safe solvent, more preferably at least one selected from PGMEA, PGME, CHN, CPN, 2-heptanone, anisole, butyl acetate, ethyl propionate and ethyl lactate.
- a seed more preferably at least one selected from PGMEA, PGME and CHN.
- the amount of the solid component and the amount of the solvent are not particularly limited, but 1 to 80% by weight of the solid component and 20 to 99% of the solvent with respect to 100% by weight of the total amount of the solid component and the solvent.
- the solid component is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 1 to 50% by mass of the solid component and 50 to 99% by mass of the solvent, further preferably 2 to 40% by mass of the solid component and 60 to 98% by mass of the solvent, and particularly preferably solid
- the component is 2 to 10% by mass and the solvent is 90 to 98% by mass.
- the acid generator (C), the acid crosslinking agent (G), the acid diffusion controller (E), and other components (F) will be described.
- acid generator (C) In the resist composition of this embodiment, acid is generated directly or indirectly by irradiation with radiation selected from visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray and ion beam. It is preferable to include one or more acid generators (C). Although an acid generator (C) is not specifically limited, For example, what is described in international publication WO2013 / 024778 can be used. The acid generator (C) can be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the acid generator (C) used is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 1 to 40% by mass, still more preferably 3 to 30% by mass, and more preferably 10 to 25% by mass based on the total weight of the solid components. Particularly preferred. By using within this range, a pattern profile with high sensitivity and low edge roughness can be obtained.
- the acid generation method is not limited as long as the acid is generated in the system. If an excimer laser is used instead of ultraviolet rays such as g-line and i-line, finer processing is possible, and if high-energy rays are used electron beams, extreme ultraviolet rays, X-rays, ion beams, further fine processing is possible. Is possible.
- the acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, and for example, those described in International Publication No. WO2013 / 024778 can be used.
- the acid diffusion controller (E) can be used alone or in combination of two or more.
- the blending amount of the acid diffusion controller (E) is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, still more preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total weight of the solid component. 0.01 to 3% by mass is particularly preferable. Within the above range, it is possible to prevent deterioration in resolution, pattern shape, dimensional fidelity and the like. Furthermore, even if the holding time from electron beam irradiation to heating after radiation irradiation becomes longer, the shape of the pattern upper layer portion does not deteriorate. Moreover, the fall of a sensitivity, the developability of an unexposed part, etc. can be prevented as a compounding quantity is 10 mass% or less.
- a dissolution accelerator for the resist composition of the present embodiment, a dissolution controller, a sensitizer, a surfactant, an organic carboxylic acid, or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof, as necessary. 1 type, or 2 or more types can be added.
- dissolution control agent for example, aromatic hydrocarbons, such as phenanthrene, anthracene, and acenaphthene; Ketones, such as acetophenone, benzophenone, and phenyl naphthyl ketone; Methyl phenyl sulfone, diphenyl sulfone, dinaphthyl sulfone, etc. Examples include sulfones.
- These dissolution control agents can be used alone or in combination of two or more.
- the blending amount of the dissolution control agent is appropriately adjusted depending on the kind of the compound used, but is preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and more preferably 0 to 1% by mass based on the total weight of the solid components. Is more preferable, and 0% by mass is particularly preferable.
- F-top (manufactured by Gemco), Mega-Fac (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard, Surflon (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
- Examples include Pepol (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.), KP (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), polyflow (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), and the like.
- Organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or derivative thereof An organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof can be further added as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration or improving the resist pattern shape, retention stability, and the like.
- the organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or derivative thereof may be used in combination with an acid diffusion controller or may be used alone.
- the organic carboxylic acid for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
- Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid such as diphenyl phosphate, or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di- Derivatives such as n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and the like, phosphonic acid or their esters, phosphinic acid, phenylphosphinic acid and the like, and derivatives thereof Of these, phosphonic acid is particularly preferred.
- Organic carboxylic acids or phosphorus oxo acids or derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the organic carboxylic acid or phosphorus oxo acid or derivative thereof is appropriately adjusted depending on the type of the compound to be used, and is preferably 0 to 49% by mass, preferably 0 to 5% by mass based on the total weight of the solid component. More preferably, 0 to 1% by mass is further preferable, and 0% by mass is particularly preferable.
- additives other than the above-mentioned additives dissolution accelerators, dissolution control agents, sensitizers, surfactants, organic carboxylic acids or phosphorus oxo acids or derivatives thereof
- one or more additives other than the dissolution controller, the sensitizer, the surfactant, and the organic carboxylic acid or the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof are optionally added.
- Two or more kinds can be blended.
- additives include dyes, pigments, and adhesion aids.
- it is preferable to add a dye or a pigment because the latent image in the exposed area can be visualized and the influence of halation during exposure can be reduced.
- an adhesion assistant because the adhesion to the substrate can be improved.
- examples of other additives include an antihalation agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, a shape improving agent, and the like, and specifically 4-hydroxy-4′-methylchalcone.
- the total amount of the optional component (F) is 0 to 99% by mass, preferably 0 to 49% by mass, more preferably 0 to 10% by mass, based on the total weight of the solid component. Is more preferably 5 to 5% by mass, further preferably 0 to 1% by mass, and particularly preferably 0% by mass.
- the content of the compound and / or resin of this embodiment is not particularly limited, but the total mass of the solid component (compound represented by formula (1), represented by formula (1)). Resins containing the above compound as a constituent, acid generator (C), acid crosslinking agent (G), acid diffusion controller (E), and other components (F) (also referred to as “optional component (F)”), etc.
- the total amount of solid components including the components optionally used in the following, the same shall apply hereinafter)) is preferably 50 to 99.4% by mass, more preferably 55 to 90% by mass, still more preferably 60 to 80% by mass, Particularly preferred is 60 to 70% by mass.
- the resolution is further improved and the line edge roughness (LER) is further reduced.
- the said content is the total amount of the compound and resin of this embodiment.
- the resist composition of this embodiment is usually prepared by dissolving each component in a solvent at the time of use to make a uniform solution, and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 ⁇ m, for example, as necessary.
- the resist composition of the present embodiment can contain other resins than the resin of the present embodiment as necessary.
- the resin is not particularly limited, and for example, a novolac resin, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resin, and a polymer containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as monomer units. A combination or a derivative thereof may be used.
- the content of the resin is not particularly limited and is appropriately adjusted according to the type of the component (A) to be used, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass of the component (A). It is 10 mass parts or less, More preferably, it is 5 mass parts or less, Most preferably, it is 0 mass part.
- the resist composition of this embodiment can form an amorphous film by spin coating. Further, it can be applied to a general semiconductor manufacturing process. Depending on the type of developer used, either a positive resist pattern or a negative resist pattern can be created.
- the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of this embodiment with respect to the developer at 23 ° C. is preferably 5 ⁇ / sec or less, more preferably 0.05 to 5 ⁇ / sec. Preferably, 0.0005 to 5 cm / sec is more preferable.
- the dissolution rate is 5 kg / sec or less, the resist is insoluble in the developer and can be a resist.
- the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved.
- the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 10 ⁇ / sec or more.
- the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved in a developer and more suitable for a resist.
- the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the resolution may be improved. This is presumed to be because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and LER is reduced. There is also an effect of reducing defects.
- a portion exposed to radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray of an amorphous film formed by spin-coating the resist composition of this embodiment is applied to a developer at 23 ° C.
- the dissolution rate is preferably 10 ⁇ / sec or more. When the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved in a developer and more suitable for a resist. Further, when the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the resolution may be improved. This is presumed to be because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and LER is reduced. There is also an effect of reducing defects.
- the amorphous film formed by spin-coating the resist composition of this embodiment is exposed to a developing solution at 23 ° C. at a portion exposed by radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray.
- the dissolution rate is preferably 5 ⁇ / sec or less, more preferably 0.05 to 5 ⁇ / sec, and further preferably 0.0005 to 5 ⁇ / sec.
- the dissolution rate is 5 kg / sec or less, the resist is insoluble in the developer and can be a resist.
- the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved.
- the resist composition of this embodiment can also be used as a film forming composition for lithography.
- the radiation sensitive composition of this embodiment is a radiation sensitive composition containing the compound of this embodiment and / or the resin (A) of this embodiment, the diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and a solvent.
- the content of the solvent is 20 to 99% by mass relative to 100% by mass of the total amount of the radiation-sensitive composition, and the content of components other than the solvent is the radiation-sensitive composition.
- the total amount is 1 to 80% by mass with respect to 100% by mass.
- the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is used in combination with a diazonaphthoquinone photoactive compound (B) described later, g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser, ArF excimer laser, extreme It is useful as a positive resist substrate that becomes a compound that is easily soluble in a developer by irradiation with ultraviolet rays, electron beams, or X-rays.
- the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is a compound having a relatively low molecular weight as shown in the formula (A), the roughness of the obtained resist pattern is very small.
- at least one selected from the group consisting of R 1 to R 5 is preferably a group containing an iodine atom.
- the component (A) having a group containing an iodine atom which is such a preferable aspect, is applied to the radiation-sensitive composition of the present embodiment, it is resistant to radiation such as electron beams, extreme ultraviolet rays (EUV), and X-rays. It is very preferable because it can increase the absorption capacity and, as a result, increase the sensitivity.
- EUV extreme ultraviolet rays
- the glass transition temperature of the component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, further preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher.
- the upper limit of the glass transition temperature of a component (A) is not specifically limited, For example, it is 400 degreeC.
- the semiconductor lithography process has heat resistance capable of maintaining the pattern shape, and performance such as high resolution is improved.
- crystallization heat generation amount is less than 20 J / g, or (crystallization temperature) ⁇ (glass transition temperature) is in the above range, an amorphous film can be easily formed by spin-coating the radiation-sensitive composition, and The film formability required for the resist can be maintained for a long time, and the resolution can be improved.
- the crystallization heat generation amount, the crystallization temperature, and the glass transition temperature can be obtained by differential scanning calorimetry using DSC / TA-50WS manufactured by Shimadzu Corporation.
- About 10 mg of a sample is put into an aluminum non-sealed container and heated to a melting point or higher at a temperature rising rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream (50 mL / min).
- the temperature is raised again to the melting point or higher at a temperature rising rate of 20 ° C./min in a nitrogen gas stream (30 mL / min). Further, after rapid cooling, the temperature is increased again to 400 ° C.
- the temperature at the midpoint of the step difference of the baseline that has changed in a step shape is the glass transition temperature (Tg), and the temperature of the exothermic peak that appears thereafter is the crystallization temperature.
- Tg glass transition temperature
- the calorific value is obtained from the area of the region surrounded by the exothermic peak and the baseline, and is defined as the crystallization calorific value.
- Component (A) contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (CHN), cyclopentanone (CPN), 2-heptanone , Anisole, butyl acetate, ethyl propionate and ethyl lactate, and a solvent exhibiting the highest solubility in component (A) at 23 ° C., preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass % Or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass at 23 ° C.
- the semiconductor manufacturing process can be used in actual production.
- the diazonaphthoquinone photoactive compound (B) to be contained in the radiation-sensitive composition of the present embodiment is a diazonaphthoquinone substance containing a polymeric and non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound, and in general in a positive resist composition, As long as it is used as a photosensitive component (photosensitive agent), one type or two or more types can be arbitrarily selected and used without any limitation.
- hydroquinone, resorcin, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone, 2,4,4′-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 3,4,6′- Hydroxybenzophenones such as pentahydroxybenzophenone, hydroxyphenylalkanes such as bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane 4,4 ', 3 ", 4" -tetrahydroxy ⁇ 3,5,3 ′, 5′-tetramethyltriphenylmethane, 4,4 ′, 2 ′′, 3 ′′, 4 ′′ -pentahydroxy-3,5,3 ′, 5′-tetramethyltriphenylme
- acid chlorides such as naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride and benzoquinone diazide sulfonic acid chloride, for example, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride and the like are preferable.
- 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride and the like are preferable.
- 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonyl chloride 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonyl chloride and the like are preferable.
- Solvents that can be used in the radiation-sensitive composition of the present embodiment are not particularly limited.
- propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, anisole, butyl acetate , Ethyl propionate, and ethyl lactate are preferable.
- the solvent may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the solvent is 20 to 99% by mass, preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 98% by mass, particularly 100% by mass of the radiation-sensitive composition.
- the content is 90 to 98% by mass.
- the content of components (solid components) other than the solvent is 1 to 80% by mass, preferably 1 to 50% by mass, more preferably 100% by mass based on the total amount of the radiation-sensitive composition.
- the content is 2 to 40% by mass, particularly preferably 2 to 10% by mass.
- the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developing solution at 23 ° C. is preferably 5 ⁇ / sec or less, and 0.05 to 5 ⁇ / sec. Is more preferable, and 0.0005 to 5 kg / sec is further more preferable.
- the dissolution rate is 5 kg / sec or less, the resist is insoluble in the developer and can be a resist.
- the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved.
- the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment in a developer at 23 ° C. is preferably 10 ⁇ / sec or more.
- the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved in a developer and more suitable for a resist.
- the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, the resolution may be improved. This is presumed to be because the micro surface portion of the component (A) is dissolved and LER is reduced. There is also an effect of reducing defects.
- the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of this embodiment is irradiated with radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray, or 20 to
- the dissolution rate of the exposed portion after heating at 500 ° C. in the developer at 23 ° C. is preferably 10 ⁇ / sec or more, more preferably 10 to 10000 ⁇ / sec, and even more preferably 100 to 1000 ⁇ / sec.
- the dissolution rate is 10 ⁇ / sec or more, it is easily dissolved in a developer and more suitable for a resist.
- the dissolution rate is 10000 kg / sec or less, the resolution may be improved.
- the amorphous film formed by spin-coating the radiation-sensitive composition of the present embodiment is irradiated with radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam or X-ray, or 20 to
- the dissolution rate of the exposed portion after heating at 500 ° C. in the developer at 23 ° C. is preferably 5 ⁇ / sec or less, more preferably 0.05 to 5 ⁇ / sec, and even more preferably 0.0005 to 5 ⁇ / sec. .
- the resist When the dissolution rate is 5 kg / sec or less, the resist is insoluble in the developer and can be a resist. In addition, when the dissolution rate is 0.0005 kg / sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the contrast of the interface between the unexposed portion that dissolves in the developer and the exposed portion that does not dissolve in the developer increases due to the change in solubility of the component (A) before and after exposure. Further, there is an effect of reducing LER and reducing defects.
- the content of the component (A) is arbitrarily selected from the total weight of the solid component (component (A), diazonaphthoquinone photoactive compound (B), and other components (D)).
- the total of the solid components to be used is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 5 to 95% by mass, still more preferably 10 to 90% by mass, and particularly preferably 25 to 75% by mass. %.
- the radiation-sensitive composition of this embodiment can obtain a pattern with high sensitivity and small roughness.
- the content of the diazonaphthoquinone photoactive compound (B) is the total weight of the solid component (component (A), diazonaphthoquinone photoactive compound (B) and other components (D), etc.).
- the total of solid components optionally used in the following, the same shall apply hereinafter) is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 5 to 95% by mass, still more preferably 10 to 90% by mass, and particularly preferably. 25 to 75% by mass.
- the radiation-sensitive composition of this embodiment can obtain a highly sensitive and small roughness pattern.
- One kind or two or more kinds of various additives such as a dissolution accelerator, a dissolution control agent, a sensitizer, a surfactant, an organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof can be added.
- another component (D) may be called arbitrary component (D).
- Content ratio ((A) / (B) / () of component (A), diazonaphthoquinone photoactive compound (B) and other optional component (D) optionally contained in the radiation-sensitive composition D)) is preferably 1 to 99% by mass / 99 to 1% by mass / 0 to 98% by mass, more preferably 5 to 95% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the radiation-sensitive composition. / 95-5% by mass / 0-49% by mass, more preferably 10-90% by mass / 90-10% by mass / 0-10% by mass, particularly preferably 20-80% by mass / 80-20%. % By mass / 0-5% by mass, most preferably 25-75% by mass / 75-25% by mass / 0% by mass.
- the blending ratio of each component is selected from each range so that the total is 100% by mass.
- the radiation-sensitive composition of this embodiment is excellent in performance such as sensitivity and resolution in addition to roughness when the blending ratio of each component is in the above range.
- the radiation sensitive composition of the present embodiment may contain a resin other than the present embodiment.
- resins include novolak resins, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resins, and polymers containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinyl phenol as monomer units, or these resins. Derivatives and the like.
- the compounding quantity of these resin is suitably adjusted according to the kind of component (A) to be used, 30 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of components (A), More preferably, 10 mass parts or less More preferably, it is 5 parts by mass or less, and particularly preferably 0 part by mass.
- the method for producing an amorphous film according to this embodiment includes a step of forming an amorphous film on a substrate using the radiation-sensitive composition.
- a resist pattern forming method using the radiation-sensitive composition of the present embodiment includes a step of forming a resist film on a substrate using the radiation-sensitive composition, and at least a part of the formed resist film.
- a step of exposing, and a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern In detail, it can be set as the layer similar to the following resist pattern formation method using a resist composition.
- the method for forming the resist pattern is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
- a resist film is formed by applying the resist composition of the present embodiment on a conventionally known substrate by a coating means such as spin coating, cast coating, roll coating or the like.
- the conventionally known substrate is not particularly limited, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. Examples of the wiring pattern material include copper, aluminum, nickel, and gold. If necessary, an inorganic and / or organic film may be provided on the substrate.
- inorganic BARC inorganic antireflection film
- organic BARC organic antireflection film
- Surface treatment with hexamethylene disilazane or the like may be performed.
- the coated substrate is heated as necessary.
- the heating conditions vary depending on the composition of the resist composition, but are preferably 20 to 250 ° C., more preferably 20 to 150 ° C. Heating may improve the adhesion of the resist to the substrate, which is preferable.
- the resist film is exposed to a desired pattern with any radiation selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-ray, and ion beam.
- the exposure conditions and the like are appropriately selected according to the composition of the resist composition.
- heating is preferably performed after radiation irradiation.
- a predetermined resist pattern is formed by developing the exposed resist film with a developer.
- a solvent having a solubility parameter (SP value) close to that of the component (A) used it is preferable to select a solvent having a solubility parameter (SP value) close to that of the component (A) used, and a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ether solvent.
- SP value solubility parameter
- polar solvents such as hydrocarbon solvents or aqueous alkali solutions can be used.
- ketone solvent examples include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone.
- ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3 -Ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate and the like.
- the alcohol solvent examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol (2-propanol), n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, Alcohols such as 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl Ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene Glycol monoethyl ether, and triethylene glycol monoethyl ether and methoxymethyl butanol.
- Alcohols such as 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n
- ether solvent examples include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.
- amide solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.
- the water content of the developer as a whole is less than 70% by mass, preferably less than 50% by mass, and more preferably less than 30% by mass.
- it is more preferably less than 10% by mass, and it is particularly preferable that it contains substantially no water.
- the content of the organic solvent with respect to the developer is 30% by mass to 100% by mass, preferably 50% by mass to 100% by mass, and preferably 70% by mass to 100% by mass with respect to the total amount of the developer. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 90 mass% or more and 100 mass% or less, It is especially preferable that it is 95 mass% or more and 100 mass% or less.
- alkaline aqueous solution examples include alkaline compounds such as mono-, di- or trialkylamines, mono-, di- or trialkanolamines, heterocyclic amines, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and choline. Can be mentioned.
- alkaline compounds such as mono-, di- or trialkylamines, mono-, di- or trialkanolamines, heterocyclic amines, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and choline. Can be mentioned.
- the developer is a developer containing at least one solvent selected from ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents, such as resist pattern resolution and roughness. It is preferable for improving the resist performance.
- vapor pressure of 5 kPa or less examples having a vapor pressure of 5 kPa or less include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl Ketone solvents such as isobutyl ketone; butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxy Esters such as butyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate
- Ketone solvents such as phenylacetone; butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3- Ester solvents such as methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate and propyl lactate; n-butyl alcohol alcohol solvents such as sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol; ethylene glycol, diethylene glycol Glycol solvents such as triethylene glycol; glycol, di
- the surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used.
- fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950.
- Nonionic surfactant it is a nonionic surfactant.
- a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant is more preferable to use.
- the amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.
- a developing method for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying the developer while scanning the developer application nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) ) Etc.
- the time for developing the pattern is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 90 seconds.
- Particularly preferable monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4 -Methyl-2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, etc. It is possible to have.
- a plurality of the above components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.
- the wiring substrate obtained in this embodiment can also be formed by a method of depositing a metal in a vacuum after forming a resist pattern and then dissolving the resist pattern with a solution, that is, a lift-off method.
- the material for forming a lower layer film for lithography of this embodiment contains the compound of this embodiment and / or the resin of this embodiment.
- the compound of this embodiment and / or the resin of this embodiment is preferably 1 to 100% by mass, and preferably 10 to 100% by mass, in the lower layer film-forming material for lithography, from the viewpoint of applicability and quality stability. More preferably, it is 50 to 100% by mass, further preferably 100% by mass.
- the material for forming a lower layer film for lithography according to the present embodiment can be applied to a wet process and has excellent heat resistance and etching resistance. Furthermore, since the material for forming a lower layer film for lithography of this embodiment uses the above-mentioned substance, it is possible to form a lower layer film that suppresses deterioration of the film during high-temperature baking and has excellent etching resistance against oxygen plasma etching and the like. it can. Furthermore, since the lower layer film forming material for lithography of this embodiment is excellent in adhesion to the resist layer, an excellent resist pattern can be obtained. Note that 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 used in the composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, a known one can be used as appropriate as long as the above-described component (A) is at least dissolved.
- the solvent include, but are not limited to, 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; ethyl lactate and methyl acetate Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, methyl hydroxyisobutyrate; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, 1-ethoxy-2-propanol; toluene, xylene And aromatic hydrocarbons such as anisole. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and
- cyclohexanone propylene glycol monomethyl ether
- propylene glycol monomethyl ether acetate propylene glycol monomethyl ether acetate
- ethyl lactate methyl hydroxyisobutyrate
- anisole is 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 even more preferably 200 to 1,000 parts by mass.
- 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 which can be used by this embodiment, For example, the thing of international publication WO2013 / 024779 can be used.
- the crosslinking agent can be used alone or in combination of two or more.
- the content of the crosslinking agent is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the lower layer film forming material. Is 10 to 40 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 an acid by thermal decomposition and those that generate an acid by light irradiation are known, and any of them can be used.
- an acid generator Although it does not specifically limit as an acid generator, for example, the thing of international publication WO2013 / 024779 can be used. In addition, in this embodiment, an acid generator can be used individually or in combination of 2 or more types.
- 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 or tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, A nitrogen-containing compound having a sulfonyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative, and the like are exemplified, but not limited thereto.
- the basic compound used in the present embodiment is not particularly limited, but for example, those described in International Publication No. WO2013 / 024779 can be used.
- a basic compound can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the content of the basic compound is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the lower layer film forming material. More preferably, it is 0.01 to 1 part by mass.
- composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment may contain a known additive.
- known additive include, but are not limited to, an ultraviolet absorber, a surfactant, a colorant, and a nonionic surfactant.
- 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 composition for forming an underlayer film for lithography of the present embodiment, and a known method can be applied.
- a known method can be applied.
- the composition for forming a lower layer film for lithography of the present embodiment on a substrate by a known coating method such as spin coating or screen printing or a printing method, the organic solvent is volatilized and removed.
- a lower layer film can be formed.
- a silicon-containing resist material for a two-layer process from the viewpoint of oxygen gas etching resistance, 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.
- the intermediate layer having such an antireflection effect is not limited to the following, but for 193 nm exposure, a polysilsesquioxy crosslinked with acid or heat into which a light absorbing group having a phenyl group or a silicon-silicon bond is introduced. Sun is preferably used.
- an intermediate layer formed by a chemical vapor deposition (CVD) method can also be used.
- the intermediate layer having a high effect as an antireflection film produced by the CVD method is not limited to the following, but for example, a SiON film is known.
- 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 in 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.
- 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 can be added.
- the latter gas is preferably used for side wall protection for preventing undercut of the pattern side wall.
- gas etching is also preferably used for etching 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.
- Etching of the next substrate can also be performed by a conventional method.
- the substrate is SiO 2 or SiN
- Etching mainly with gas can be performed.
- the substrate is etched with a 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 method of purifying the compound and / or resin of the present embodiment includes a step of dissolving the compound of the present embodiment and / or the resin of the present embodiment in a solvent to obtain a solution (S), and the obtained solution (S).
- a solvent used in the step of obtaining the solution (S) is an organic solvent that is not miscible with water. including.
- the compound and / or resin of the present embodiment used in the purification method of the present embodiment may be used alone or in combination of two or more.
- the compound and / or resin of this embodiment may contain various surfactants, various crosslinking agents, various acid generators, various stabilizers, and the like.
- the solvent immiscible with water used in this embodiment is not particularly limited, but an organic solvent that can be safely applied to a semiconductor manufacturing process is preferable. Specifically, the solubility in water at room temperature is less than 30%. An organic solvent is preferred, more preferably less than 20%, particularly preferably less than 10%. The amount of the organic solvent used is preferably 1 to 100 times by mass with respect to the compound and / or resin of the present embodiment to be used.
- solvent immiscible with water examples include, but are not limited to, 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, Ketones such as ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 2-pentanone; ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate
- Glycol ether acetates such as; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
- 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, etc. have a relatively high saturation solubility and a relatively low boiling point of the compound and resin of the present embodiment, and therefore the load in the process of removing the solvent industrially or by drying. Can be reduced.
- These solvents can be used alone or in combination of two or more.
- the acidic aqueous solution used in the purification method of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include a mineral acid aqueous solution in which an inorganic compound is dissolved in water or an organic acid aqueous solution in which an organic compound is dissolved in water. It is done. Although it does not specifically limit as a mineral acid aqueous solution, for example, the mineral acid aqueous solution which dissolved one or more types of mineral acids, such as hydrochloric acid, a sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, in water is mentioned. Further, the organic acid aqueous solution is not particularly limited.
- acetic acid, propionic acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluene For example, acetic acid, propionic acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluene.
- An organic acid aqueous solution in which one or more organic acids such as sulfonic acid and trifluoroacetic acid are dissolved in water is exemplified. These acidic aqueous solutions can be used alone or in combination of two or more.
- 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,
- 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 are preferred, and sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, oxalic acid,
- An aqueous solution of carboxylic acid such as tartaric acid and citric acid is more preferable, an aqueous solution of sulfuric acid, succinic acid, tartaric acid and citric acid is more preferable, and an aqueous solution of succinic acid is more preferable.
- the organic solvent miscible with water used in the purification method of the present embodiment 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 miscible with water is not particularly limited as long as the solution phase and the aqueous phase are separated from each other, but is 0.1 to 100 times the mass of the compound and / or resin of the present embodiment. It is preferably 0.1 to 50 times by mass, more preferably 0.1 to 20 times by mass.
- the solution phase containing the compound or the resin is further brought into contact with water to extract impurities in the compound or the resin (second extraction step). )
- the solution phase containing the compound and / or resin and solvent of the present embodiment extracted and recovered from the aqueous solution is further added with water. It is preferable to use for an extraction process.
- the extraction treatment with water is not particularly limited. For example, after the solution phase and water are mixed well by stirring or the like, the obtained mixed solution can be left still.
- the evaluation method of the compound is as follows. ⁇ Measurement of thermal decomposition temperature> Using an EXSTAR6000DSC apparatus manufactured by SII Nanotechnology Inc., about 5 mg of a sample was placed in an aluminum non-sealed container and heated to 500 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas (30 ml / min) air stream. At that time, the temperature at which the reduced portion appears in the baseline was defined as the thermal decomposition temperature.
- N-methyl-2-pyrrolidone manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.
- 50 mL of pure water were added to the reaction solution, followed by extraction with ethyl acetate.
- pure water was added to separate the solution until neutrality, followed by concentration to obtain a solution.
- the reaction was stirred at 90 ° C. for 3 hours to carry out the reaction.
- the reaction solution was concentrated and 50 g of heptane was added to precipitate the reaction product.
- the solution was filtered and separated.
- the solid obtained by filtration was dried and then subjected to separation and purification by column chromatography to obtain 3.2 g of the target compound (TeF-1) represented by the following formula.
- the obtained resin (R2-G-BisF-1) was subjected to NMR measurement under the above measurement conditions. As a result, the following peak was found and the chemical structure of the following formula (R2-G-BisF-1) was obtained. It was confirmed. ⁇ (ppm) 7.0 to 7.8 (32H, Ph—H), 5.5 (1H, C—H), 3.9 to 4.2 (8H, Ph—O—CH 2 —CH (CH 2 )), 3.0 (4H, O—CH (CH 2 ) —CH 2 —), 2.3 to 2.6 (8H, CH—CH 2 —O), 1.4 (H, Ph—CH ) Furthermore, the solubility of the obtained resin (R2-G-BisF-1) in a safe solvent was evaluated by the method described above. The results are shown in Table 1.
- ethylbenzene (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a diluent solvent was added to the reaction solution, and after standing, the lower aqueous phase was removed. Further, neutralization and washing with water were carried out, and ethylbenzene and unreacted 1,5-dimethylnaphthalene were distilled off under reduced pressure to obtain 1.25 kg of a light brown solid dimethylnaphthalene formaldehyde resin.
- ethylbenzene special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
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Abstract
Description
従来、その中でも、耐熱性が必要な用途には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂などの従来のエポキシ化合物に比べて耐熱性などの特性を向上できる、ビスフェニルフルオレン骨格を有するエポキシ化合物が提案されている(特許第3659533号公報(以下、特許文献6)、特開2009-155256号公報(以下、特許文献7)、特開2013-087173号公報(以下、特許文献8)参照。)。
また、半導体封止剤などの電子材料用途として用いられるエポキシ樹脂などには、高屈折率、高耐熱化、低粘度化などの様々な高機能な特性の構造が求められ、新規エポキシ化合物が望まれている。
本発明の目的は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の原料、樹脂の硬化剤又は電子材料用途に利用可能であり、高い耐熱性を有する化合物及びその製造方法、並びに、組成物、光学部品形成用組成物、リソグラフィー用膜形成組成物、レジスト組成物、レジストパターンの形成方法、感放射線性組成物、アモルファス膜の製造方法、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の製造方法、レジストパターン形成方法、回路パターン形成方法、及び、精製方法を提供することにある。
<1> 下記式(1)で表される化合物。
(1)
(式(1)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2~R5は、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、下記式(B)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び下記式(B)で表される基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は各々独立して、炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。)
(B)
(式(B)中、R6は前記と同義であり、R7は水素原子又はメチル基であり、m’’は0又は1以上の整数である。))
<2> 前記R2~R5が、各々独立して、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、前記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であって、前記R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、前記<1>に記載の化合物。
<3> R4及びR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、前記<2>に記載の化合物。
<4> R2及びR3からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、前記<2>又は<3>に記載の化合物。
<5> 前記R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、前記<1>に記載の化合物。
<6> R4及びR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、前記<5>に記載の化合物。
<7> R2及びR3からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、前記<5又は6>に記載の化合物。
<8> 前記<2>に記載の化合物の製造方法であって、下記式(1-A-p)で表される化合物と、アルキレンオキシド導入試剤とを、塩基触媒存在下にて反応させる工程を含む、製造方法。
(1-A-p)
(式(1-A-p)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2a~R5aは、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2a~R5aからなる群より選ばれる少なくとも1つは水酸基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。)
<9> 前記<5>に記載の化合物の製造方法であって、下記式(1-B-p)で表される化合物と、エポキシ基導入試剤とを、塩基触媒存在下にて反応させる工程を含む、製造方法。
(1-B-p)
(式(1-B-p)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2b ~R5bは、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2b~R5bからなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び水酸基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。))
<10> 前記エポキシ基導入試剤が、下記式(3)で表される化合物である前記<9>に記載の製造方法。
(3)
(式(3)中、R7は水素原子又はメチル基であり、Zはハロゲン原子を示す。)
<11> 前記式(1)で表される化合物が、下記式(X)で表される化合物である、前記<2>に記載の化合物。
(X)
<12> 前記式(1)で表される化合物が、下記式(Y)又は(Z)で表される化合物である、前記<7>に記載の化合物。
(Y)
(Z)
<13> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物に由来する構成単位を有する、樹脂。
<14> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、組成物。
<15> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、光学部品形成用組成物。
<16> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用膜形成組成物。
<17> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<14>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、レジスト組成物。
<18> 溶媒をさらに含有する、前記<17>に記載のレジスト組成物。
<19> 酸発生剤をさらに含有する、前記<17>又は<18>に記載のレジスト組成物。
<20> 酸拡散制御剤をさらに含有する、前記<17>~<19>のいずれかに記載のレジスト組成物。
<21> 前記<17>~<20>のいずれかに記載のレジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む、レジストパターン形成方法。
<22> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上である成分(A)と、
ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、
前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、20~99質量%であり、
前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、1~80質量%である、感放射線性組成物。
<23> 前記成分(A)と、前記ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、前記感放射線性組成物に任意に含まれ得るその他の任意成分(D)と、の含有量比((A)/(B)/(D))が、前記感放射線性組成物の固形分100質量%に対して、1~99質量%/99~1質量%/0~98質量%である、前記<22>に記載の感放射線性組成物。
<24> スピンコートによるアモルファス膜の形成に用いられる、前記<22>又は<23>に記載の感放射線性組成物。
<25> 前記<22>~<24>のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む、アモルファス膜の製造方法。
<26> 前記<22>~<24>のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程を含む、レジストパターン形成方法。
<27> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用下層膜形成材料。
<28> 前記<27>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。
<29> 酸発生剤をさらに含有する、前記<28>に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
<30> 架橋剤をさらに含有する、前記<28>又は<29>に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
<31> 前記<28>~<30>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を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む、リソグラフィー用下層膜の製造方法。
<32> 前記<28>~<30>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を用いて、基板上に、下層膜を形成する工程と、
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する工程と、
前記フォトレジスト層の所定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する工程と、を有する、レジストパターン形成方法。
<33> 前記<28>~<30>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を用いて、基板上に下層膜を形成する工程と、
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する工程と、
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する工程と、
前記フォトレジスト層の所定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する工程と、
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て、中間層膜パターンを形成する工程と、
前記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て、下層膜パターンを形成する工程と、
前記下層膜パターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして、前記基板にパターンを形成する、回路パターン形成方法。
<34> 前記<1>~<7>,<11>~<12>のいずれかに記載の化合物及び前記<13>に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、
得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、
前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない溶媒を含む、精製方法。
<35> 前記酸性の水溶液が、鉱酸水溶液又は有機酸水溶液であり、
前記鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた鉱酸水溶液であり、
前記有機酸水溶液が、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種以上を水に溶解させた有機酸水溶液である、前記<34>に記載の精製方法。
<36> 前記水と混和しない溶媒が、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及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の溶媒である、前記<34>又は<35>に記載の精製方法。
<37> 前記第一抽出工程後、前記化合物及び/又は前記樹脂を含む溶液相を、さらに水に接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程含む、前記<34>~<36>のいずれかに記載の精製方法。
このため、例えば、本発明の化合物が式(A)で表される基を有する場合には、エポキシ樹脂やアクリル系樹脂(ジ(メタ)アクリレート等)等の光又は熱硬化性樹脂や、ポリエステル、ポリカーボネートやポリウレタン等の熱可塑性樹脂の原料やエポキシ樹脂硬化剤として利用される新規アルコール化合物として有用である。また、本発明の化合物が式(B)で表される化合物を有する場合には、エポキシ樹脂やアクリル系樹脂(ジ(メタ)アクリレート等)等の光又は熱硬化性樹脂、ポリエステル、ポリカーボネートやポリウレタン等の熱可塑性樹脂の原料等の他、半導体封止剤などの電子材料用途として利用される、高い耐熱性を有する新規エポキシ化合物として有用である。
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施形態の化合物は、式(1)で表される化合物である。
(1)
(式(1)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2~R5は、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、下記式(B)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び下記式(B)で表される基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は各々独立して、炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。)
(B)
(式(B)中、R6は前記と同義であり、R7は水素原子又はメチル基であり、m’’は0又は1以上の整数である。))
また、前記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。さらに、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。
本実施形態のひとつであるアルコール化合物(以下、化合物(1-A)と称する場合がある)は、前記R2~R5が、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、前記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であって、前記R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である場合の態様である。
m2’及びm3’は各々独立して0~4の整数である。m4’及びm5’は各々独立して0~5の整数である。但し、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
R6A及びR7Aは、各々独立して、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、前記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基である。
R8~R11は、各々独立して、前記式(A)で表される基又は水酸基である。但し、R8~R11の少なくとも1つは、前記式(A)で表される基である。
m6及びm7は、各々独立して0~7の整数である。
m8及びm9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、m8、m9、m10及びm11は同時に0となることはない。
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、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
m8及びm9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、m8、m9、m10及びm11は同時に0となることはない。
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、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
(1-A-p)
反応は、式(1-A-p)で表される化合物1モルに対し、アルキレンオキシド導入試剤を1モル~過剰量、及び塩基触媒を0.001~1モル使用し、常圧で、20~150℃で20分~100時間程度反応させることにより進行する。反応後、公知の方法により目的物を精製する。例えば、氷水等で冷却させ結晶を析出、単離して粗結晶を得る方法が挙げられる。
(8)
(X)
(B)
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、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
R6B及びR7Bは、各々独立して、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、前記式(A)で表される基、前記式(B)で表される基、チオール基又は水酸基である。
R8B~R11Bは、各々独立して、前記式(A)で表される基、前記式(B)で表される基、又は水酸基である。但し、R8B~R11Bの少なくとも1つは前記式(B)で表される基である。
m6及びm7は、各々独立して0~7の整数である。
m8及びm9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、m8、m9、m10及びm11は同時に0となることはない。
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、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
m8及びm9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、m8、m9、m10及びm11は同時に0となることはない。
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、m2’、m3’、m4’及びm5’は同時に0となることはない。
(1-B-p)
(式(1-B-p)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2b ~R5bは、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2b~R5bからなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び水酸基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。))
反応後、公知の方法により目的物を精製する。例えば、氷水等で冷却させ結晶を析出、単離して粗結晶を得る方法が挙げられる。
本実施形態の樹脂は、前記式(1)で表される化合物(以下、「本実施形態の化合物」ともいう。)に由来する構成単位を有する樹脂である。前記式(1)で表される化合物は、リソグラフィー用膜形成組成物等として、そのまま使用することができる。また、前記式(1)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂としても使用することができる。なお、式(1)で表される化合物に由来する構造単位を有する樹脂には、式(1)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂、及び、式(1-A)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂、式(1-B)で表される化合物に由来する構成単位を有する樹脂、及び、これらに従属する樹脂が含まれ、以下、「式(1)で表される化合物」は、「式(1)で表される化合物」、「式(1-A)で表される化合物」、「式(1-B)で表される化合物」と読み替えることできるものとする。
本実施形態の組成物は、前記式(1)で表される化合物、及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上を含有する。また、本実施形態の組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。以下、「前記式(1)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上」を、「本実施形態の化合物及び/又は樹脂」又は「成分(A)」ともいう。
本実施形態の光学部品形成用組成物は、前記式(1)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上を含有する。また、本実施形態の光学部品形成用組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。ここで、「光学部品」とは、フィルム状、シート状の部品の他、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、視野角制御レンズ、コントラスト向上レンズ等)、位相差フィルム、電磁波シールド用フィルム、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜、感光性光導波路をいう。本発明の化合物及び樹脂はこれら光学部品形成用途に有用である。
本実施形態のリソグラフィー用膜形成組成物は、前記式(1)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上を含有する。また、本実施形態のリソグラフィー用膜形成組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。
本実施形態のレジスト組成物は、前記式(1)で表される化合物及び該化合物に由来する構成単位を有する樹脂からなる群より選ばれる1種以上を含有する。また、本実施形態のレジスト組成物は、本実施形態の化合物と本実施形態の樹脂の両方を含有してもよい。
本実施形態のレジスト組成物において、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、極端紫外線(EUV)、X線及びイオンビームから選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)を一種以上含むことが好ましい。酸発生剤(C)は、特に限定されないが、例えば、国際公開WO2013/024778号に記載のものを用いることができる。酸発生剤(C)は、単独で又は2種以上を使用することができる。
本実施形態において、酸架橋剤(G)を一種以上含むことが好ましい。酸架橋剤(G)とは、酸発生剤(C)から発生した酸の存在下で、成分(A)を分子内又は分子間架橋し得る化合物である。このような酸架橋剤(G)としては、例えば成分(A)を架橋し得る1種以上の基(以下、「架橋性基」という。)を有する化合物を挙げることができる。
本実施形態においては、放射線照射により酸発生剤から生じた酸のレジスト膜中における拡散を制御して、未露光領域での好ましくない化学反応を阻止する作用等を有する酸拡散制御剤(E)をレジスト組成物に配合しても良い。この様な酸拡散制御剤(E)を使用することにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上する。また解像度が向上するとともに、放射線照射前の引き置き時間、放射線照射後の引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとなる。このような酸拡散制御剤(E)としては、特に限定されないが、窒素原子含有塩基性化合物、塩基性スルホニウム化合物、塩基性ヨードニウム化合物等の放射線分解性塩基性化合物が挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物には、その他の成分(F)として、必要に応じて、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等の各種添加剤を1種又は2種以上添加することができる。
低分子量溶解促進剤は、式(1)で表される化合物の現像液に対する溶解性が低すぎる場合に、その溶解性を高めて、現像時の前記化合物の溶解速度を適度に増大させる作用を有する成分であり、必要に応じて、使用することができる。前記溶解促進剤としては、例えば、低分子量のフェノール性化合物を挙げることができ、例えば、ビスフェノール類、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン等を挙げることができる。これらの溶解促進剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
溶解制御剤は、式(1)で表される化合物の現像液に対する溶解性が高すぎる場合に、その溶解性を制御して現像時の溶解速度を適度に減少させる作用を有する成分である。このような溶解制御剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、現像等の工程において化学変化しないものが好ましい。
溶解制御剤の配合量は、使用する前記化合物の種類に応じて適宜調節されるが、固形成分全重量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%がさらに好ましく、0質量%が特に好ましい。
増感剤は、照射された放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(C)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、レジストの見掛けの感度を向上させる成分である。このような増感剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、ビアセチル類、ピレン類、フェノチアジン類、フルオレン類等を挙げることができるが、特に限定はされない。これらの増感剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
界面活性剤は、本実施形態のレジスト組成物の塗布性やストリエーション、レジストの現像性等を改良する作用を有する成分である。このような界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤あるいは両性界面活性剤のいずれでもよい。好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。ノニオン系界面活性剤は、レジスト組成物の製造に用いる溶媒との親和性がよく、より効果がある。ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類等が挙げられるが、特に限定はされない。市販品としては、以下商品名で、エフトップ(ジェムコ社製)、メガファック(大日本インキ化学工業社製)、フロラード(住友スリーエム社製)、アサヒガード、サーフロン(以上、旭硝子社製)、ペポール(東邦化学工業社製)、KP(信越化学工業社製)、ポリフロー(共栄社油脂化学工業社製)等を挙げることができる。
感度劣化防止又はレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体を含有させることができる。なお、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体は、酸拡散制御剤と併用することも出来るし、単独で用いても良い。有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸又はそれらのエステルなどの誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルなどの誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
さらに、本実施形態のレジスト組成物には、必要に応じて、前記溶解制御剤、増感剤、界面活性剤、及び有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体以外の添加剤を1種又は2種以上配合することができる。そのような添加剤としては、例えば、染料、顔料、及び接着助剤等が挙げられる。例えば、染料又は顔料を配合すると、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できるので好ましい。また、接着助剤を配合すると、基板との接着性を改善することができるので好ましい。さらに、他の添加剤としては、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、形状改良剤等、具体的には4-ヒドロキシ-4’-メチルカルコン等を挙げることができる。
本実施形態のレジスト組成物において、本実施形態の化合物及び/又は樹脂の含有量は、特に限定されないが、固形成分の全質量(式(1)で表される化合物、式(1)で表される化合物を構成成分として含む樹脂、酸発生剤(C)、酸架橋剤(G)、酸拡散制御剤(E)及びその他の成分(F)(「任意成分(F)」とも記す)などの任意に使用される成分を含む固形成分の総和、以下同様。)の50~99.4質量%であることが好ましく、より好ましくは55~90質量%、さらに好ましくは60~80質量%、特に好ましくは60~70質量%である。前記含有量の場合、解像度が一層向上し、ラインエッジラフネス(LER)が一層小さくなる。なお、本実施形態の化合物及び樹脂との両方を含有する場合、前記含有量は、本実施形態の化合物及び樹脂の合計量である。
本実施形態のレジスト組成物は、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。また、一般的な半導体製造プロセスに適用することができる。用いる現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン及びネガ型レジストパターンのいずれかを作り分けることができる。
本実施形態のレジスト組成物は、リソグラフィー用膜形成組成物としても用いることができる。
本実施形態の感放射線性組成物は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂(A)と、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、20~99質量%であり、前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、1~80質量%である。
本実施形態の感放射線性組成物に含有させるジアゾナフトキノン光活性化合物(B)は、ポリマー性及び非ポリマー性ジアゾナフトキノン光活性化合物を含む、ジアゾナフトキノン物質であり、一般にポジ型レジスト組成物において、感光性成分(感光剤)として用いられているものであれば特に制限なく、1種又は2種以上任意に選択して用いることができる。
本実施形態の感放射線性組成物に用いることにできる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、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メチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、アニソール、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、及び乳酸エチルが挙げられる。このなかでも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メチルエーテル、シクロヘキサノンが好ましい、溶媒は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本実施形態の感放射線性組成物は、スピンコートによりアモルファス膜を形成することができる。また、一般的な半導体製造プロセスに適用することができる。用いる現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン及びネガ型レジストパターンのいずれかを作り分けることができる。
ネガ型レジストパターンの場合、本実施形態の感放射線性組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜のKrFエキシマレーザー、極端紫外線、電子線又はX線等の放射線により照射した後、又は、20~500℃で加熱した後の露光した部分の、23℃における現像液に対する溶解速度は、5Å/sec以下が好ましく、0.05~5Å/secがより好ましく、0.0005~5Å/secがさらに好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶で、レジストとすることができる。また、0.0005Å/sec以上の溶解速度を有すると、解像性が向上する場合もある。これは、成分(A)の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する未露光部と、現像液に溶解しない露光部との界面のコントラストが大きくなるからと推測される。またLERの低減、ディフェクトの低減効果がある。
本実施形態の感放射線性組成物において、成分(A)の含有量は、固形成分全重量(成分(A)、ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)及びその他の成分(D)などの任意に使用される固形成分の総和、以下同様。)に対して、好ましくは1~99質量%であり、より好ましくは5~95質量%、さらに好ましくは10~90質量%、特に好ましくは25~75質量%である。本実施形態の感放射線性組成物は、成分(A)の含有量が前記範囲内であると、高感度でラフネスの小さなパターンを得ることができる。
本実施形態の感放射線性組成物には、必要に応じて、成分(A)及びジアゾナフトキノン光活性化合物(B)以外の成分として、上述の酸発生剤、酸架橋剤、酸拡散制御剤、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、界面活性剤、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体等の各種添加剤を1種又は2種以上添加することができる。なお、本明細書において、その他の成分(D)を任意成分(D)ということがある。
本実施形態のアモルファス膜の製造方法は、前記感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む。
本実施形態の感放射線性組成物を用いたレジストパターン形成方法は、前記感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む。なお、詳細には以下の、レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法と同様の層さとすることができる。
本実施形態のレジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法は、上述した本実施形態のレジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成されたレジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備える。本実施形態におけるレジストパターンは多層プロセスにおける上層レジストとして形成することもできる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば、特開昭62-36663号公報、特開昭61-226746号公報、特開昭61-226745号公報、特開昭62-170950号公報、特開昭63-34540号公報、特開平7-230165号公報、特開平8-62834号公報、特開平9-54432号公報、特開平9-5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用い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材料は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂を含有する。本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂は塗布性及び品質安定性の点から、リソグラフィー用下層膜形成材料中、1~100質量%であることが好ましく、10~100質量%であることがより好ましく、50~100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。
本実施形態の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。
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用いられる溶媒としては、上述した成分(A)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。
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としては、特に限定されないが、例えば、国際公開WO2013/024779号に記載のものを用いることができる。なお、本実施形態において、架橋剤は、単独で又は2種以上を使用することができる。
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。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。
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。
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、公知の添加剤を含有していてもよい。前記公知の添加剤としては、以下に限定されないが、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が挙げられる。
本実施形態のリソグラフィー用下層膜の形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む。
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いたレジストパターン形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程(A-1)と、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する工程(A-2)と、前記フォトレジスト層の所定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する工程(A-3)と、を有する。
本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いた回路パターン形成方法は、本実施形態のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を用いて、基板上に下層膜を形成する工程(B-1)と、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する工程(B-2)と、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する工程(B-3)と、前記工程(B-3)の後、前記フォトレジスト層の所定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する工程(B-4)と、前記工程(B-4)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て、中間層膜パターンを形成する工程(B-5)と、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て、下層膜パターンを形成する工程(B-6)と、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工程(B-7)と、を有する。
本実施形態の化合物及び/又は樹脂の精製方法は、本実施形態の化合物及び/又は本実施形態の樹脂を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない有機溶媒を含む。
<熱分解温度の測定>
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とした。
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300℃まで昇温した。アルミニウム製非密封容器を急冷後、再び窒素ガス(30ml/min)気流中昇温速度10℃/minで300℃まで昇温することにより、DSC測定を行った。その際、ベースラインに不連続的部分が現れる領域の中点(比熱が半分に変化したところ)の温度をガラス転移点とした。またその後に出現する吸熱ピークを融点とした。
LC-MS分析により、Water社製Acquity UPLC/MALDI-Synapt HDMSを用いて測定した。
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-1H-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。
1H-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。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積300mLの容器において、o-フェニルフェノール(シグマ-アルドリッチ社製試薬)12g(69.0mmol)を120℃で溶融後、硫酸0.27gを仕込み、4-アセチルビフェニル(シグマ-アルドリッチ社製試薬)2.7g(13.8mmol)を加えて、内容物を120℃で6時間撹拌して反応を行って反応液を得た。次に反応液にN-メチル-2-ピロリドン(関東化学株式会社製)100mL、純水50mLを加えたあと、酢酸エチルにより抽出した。次に純水を加えて中性になるまで分液後、濃縮を行って溶液を得た。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.48(2H,O-H)、6.88~7.61(25H,Ph-H)、3.36(3H,C-H)
(BiP-1)
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積500mL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、テレフタルアルデヒド(東京化成社製試薬)5.4g(40mmol)と、エチルグライム(東京化成工業(株)製試薬特級)300g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(TeF-1)3.2gを得た。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.4(8H,O-H)、6.8~7.8(32H,Ph-H)、6.2(2H,C-H)
(TeF-1)
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積500mL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、4,4’-ビフェニルジカルボキシアルデヒド(東京化成社製試薬)8.5g(40mmol)と、エチルグライム(東京化成工業(株)製試薬特級)300g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(TeF-2)4.0gを得た。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)9.4(8H,O-H)、6.8~7.8(36H,Ph-H)、6.2(2H,C-H)
(TeF-2)
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(BisF-1)で表される化合物11.2g(21mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、酢酸-2-クロロエチル6.56g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で12時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離した。続いて攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記結晶40g、メタノール40g、THF100g及び24%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、反応液を還流下で4時間撹拌して反応を行った。その後、氷浴で冷却し、反応液を濃縮し析出した固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(E-BisF-1)で表される目的化合物が5.9g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(E-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)4.9(4H,O-H)、6.99~7.8(23H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、4.3(8H,-O-CH2-)、3.7(8H,-CH2-OH)
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、712であった。
熱分解温度は400℃、ガラス転移点は90℃、融点は224℃であり、高耐熱性が確認できた。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(BisF-1)で表される化合物11.2g(21mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(G-BisF-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(G-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.0~7.8(23H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、3.9~4.2(8H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(4H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.3~2.6(8H,CH-CH2-O)
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、760であった。
熱分解温度は385℃、ガラス転移点は80℃、融点は200℃であり、高耐熱性が確認できた。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(E-BisF-1)で表される化合物15.0g(21mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(GE-BisF-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(GE-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)δ(ppm)
6.8~7.8(22H,Ph-H)、6.2(1H,C-H)、4.4~4.5(8H,Ph-O-CH2-CH2-O)、4.0(8H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、3.8(8H,Ph-O-CH2-CH2-O)、3.3(4H,O-CH(CH2)-CH2-、2.6~2.8(8H,CH-CH2-O)
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、936であった。
熱分解温度は380℃、ガラス転移点は78℃、融点は195℃であり、高耐熱性が確認できた。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(BiP-1)で表される化合物11.2g(21.6mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、酢酸-2-クロロエチル6.56g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で12時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離した。続いて攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記結晶40g、メタノール40g、THF100g及び24%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、反応液を還流下で4時間撹拌して反応を行った。その後、氷浴で冷却し、反応液を濃縮し析出した固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(E-BiP-1)で表される目的化合物が5.9g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(E-BiP-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)4.9(2H,O-H)、7.1~7.8(25H,Ph-H)、2.3(3H,C-H)、4.3(4H,-O-CH2-)、3.7(4H,-CH2-OH)
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、607であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(BiP-1)で表される化合物11.2g(21.6mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(G-BiP-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(G-BiP-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.1~7.8(25H,Ph-H)、2.3(3H,C-H)、3.9~4.2(4H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(2H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.4~2.6(4H,CH-CH2-O)
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、631であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(E-BiP-1)で表される化合物15.0g(24.7mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(GE-BiP-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(GE-BiP-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.1~7.8(25H,Ph-H)、2.3(3H,C-H)、4.3(4H,Ph-O-CH2-CH2-O)、3.8(4H,Ph-O-CH2-CH2-O)、3.4~3.6(4H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、2.7(2H,O-CH(CH2)-CH2-)2.4~2.6(4H,CH-CH2-O)
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、691であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(TeF-1)で表される化合物11.2g(13.3mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、酢酸-2-クロロエチル6.56g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で12時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離した。続いて攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記結晶40g、メタノール40g、THF100g及び24%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、反応液を還流下で4時間撹拌して反応を行った。その後、氷浴で冷却し、反応液を濃縮し析出した固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(E-TeF-1)で表される目的化合物が5.9g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(E-TeF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)4.9(8H,O-H)、7.0~7.8(32H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、4.3(16H,-O-CH2-)、3.7(16H,-CH2-OH)
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、1195であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(TeF-1)で表される化合物11.2g(13.3mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(G-TeF-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(G-TeF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.0~7.8(25H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、3.9~4.2(16H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(8H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.4~2.6(16H,CH-CH2-O)
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、1291であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(E-TeF-1)で表される化合物15.0g(12.6mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(GE-TeF-1)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(GE-TeF-1)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.0~7.8(25H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、4.3(16H,Ph-O-CH2-CH2-O)、3.8(16H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、3.4~3.6(16H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、2.7(8H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.4~2.6(16H,CH-CH2-O)
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、1532であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(TeF-1)で表される化合物11.2g(13.3mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、酢酸-2-クロロエチル6.56g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で12時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離した。続いて攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記結晶40g、メタノール40g、THF100g及び24%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、反応液を還流下で4時間撹拌して反応を行った。その後、氷浴で冷却し、反応液を濃縮し析出した固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(E-TeF-2)で表される目的化合物が5.9g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(E-TeF-2)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)4.9(8H,O-H)、7.0~7.8(36H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、4.3(16H,-O-CH2-)、3.7(16H,-CH2-OH)
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、1271であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(TeF-2)で表される化合物11.2g(13.3mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(G-TeF-2)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(G-TeF-2)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.0~7.8(36H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、3.9~4.2(16H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(8H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.4~2.6(16H,CH-CH2-O)
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、1368であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に前記式(E-TeF-2)で表される化合物15.0g(11.8mmol)と炭酸カリウム14.8g(107mmol)とを50mlジメチルホルムアミドに仕込み、エピクロルヒドリン4.95g(54mmol)を加えて、反応液を90℃で6.5時間撹拌して反応を行った。次に反応液を氷浴で冷却し結晶を析出させ、濾過を行って分離、乾燥させた。その後、カラムクロマトによる分離精製を行い、下記式(GE-TeF-2)で表される目的化合物が3.0g得られた。
400MHz-1H-NMRにより、下記式(GE-TeF-2)の化学構造を有することを確認した。
1H-NMR:(d-DMSO、内部標準TMS)
δ(ppm)7.0~7.8(36H,Ph-H)、5.5(2H,C-H)、4.3(16H,Ph-O-CH2-CH2-O)、3.8(16H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、3.4~3.6(16H,Ph-O-CH2-CH2-O-CH2-)、2.7(8H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.4~2.6(16H,CH-CH2-O)
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、1368であった。
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mlの容器に、前記式(E-BisF-1)で表される化合物8.1g(11.4mmol)と、パラホルムアルデヒド0.38g(22.8mmol)、氷酢酸50mlとPGME50mlとを仕込み、95%の硫酸8mlを加えて、反応液を100℃で6時間撹拌して反応を行った。次に、反応液を濃縮し、メタノール1000ml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、下記式で示される構造を有する目的樹脂(R1-E-BisF-1)5.4gを得た。
得られた樹脂(R1-E-BisF-1)について、上述の方法によりポリスチレン換算分子量を測定した結果、Mn:725、Mw:1500、Mw/Mn:2.07であった。
得られた樹脂(R1-E-BisF-1)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(R1-E-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)4.9(4H,O-H)、6.99~7.8(23H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、4.3(8H,-O-CH2-)、3.7(8H,-CH2-OH)、1.3(2H,Ph-CH2)
パラホルムアルデヒド 0.38g(22.8mmol)に代えて4-ビフェニルカルボキシアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)4.1g(22.8mmol)用いること以外は、合成実施例13と同様に操作することにより、下記式で示される構造を有する目的樹脂(R2-E-BisF-1)を7.3g得た。
得られた樹脂(R2-E-BisF-1)について、上述の方法によりポリスチレン換算分子量を測定した結果、Mn:877、Mw:1842、Mw/Mn:2.10であった。
得られた樹脂(R2-E-BisF-1)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(R2-E-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)4.9(4H,O-H)、7.0~7.8(32H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、4.3(8H,-O-CH2-)、3.7(8H,-CH2-OH)、1.4(H,Ph-CH)
前記式(E-BisF-1)で表される化合物8.1g(11.4mmol)に代えて前記式(G-BisF-1)で表される化合物8.65gを用いること以外は合成実施例13と同様に操作することにより、下記式で示される構造を有する目的樹脂(R1-G-BisF-1)を5.7g得た。
得られた樹脂(R1-G-BisF-1)について、上述の方法によりポリスチレン換算分子量を測定した結果、Mn:773、Mw:1723、Mw/Mn:2.23であった。
得られた樹脂(R1-G-BisF-1)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(R1-G-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.0~7.8(23H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、3.9~4.2(8H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(4H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.3~2.6(8H,CH-CH2-O)、1.3(2H,Ph-CH2)
パラホルムアルデヒド0.38g(22.8mmol)に代えて4-ビフェニルカルボキシアルデヒド(三菱瓦斯化学社製)4.1g(22.8mmol)用いること以外は、合成実施例15と同様に操作することにより、下記式で示される構造を有する目的樹脂(R2-G-BisF-1)を8.1g得た。
得られた樹脂(R2-G-BisF-1)について、上述の方法によりポリスチレン換算分子量を測定した結果、Mn:901、Mw:1946、Mw/Mn:2.16であった。
得られた樹脂(R2-G-BisF-1)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(R2-G-BisF-1)の化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.0~7.8(32H,Ph-H)、5.5(1H,C-H)、3.9~4.2(8H,Ph-O-CH2-CH(CH2))、3.0(4H,O-CH(CH2)-CH2-)、2.3~2.6(8H,CH-CH2-O)、1.4(H,Ph-CH)
さらに、得られた樹脂(R2-G-BisF-1)について、上述の方法により安全溶媒への溶解性を評価した。結果を表1に示す。
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。
(耐熱性及びレジスト性能)
合成実施例1~16、合成比較例1で得られた化合物及び樹脂を用いて、耐熱性試験及びレジスト性能評価を行った結果を表1に示す。
上述で合成した各化合物及び樹脂を用いて、表1に示す配合でレジスト組成物を調製した。なお、表1中のレジスト組成物の各成分のうち、酸発生剤(C)、酸拡散制御剤(E)及び溶媒については、以下のものを用いた。
酸発生剤(C):
P-1:トリフェニルベンゼンスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート(みどり化学(株))
酸拡散制御剤(E)
Q-1:トリオクチルアミン(東京化成工業(株))
溶媒
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業(株))
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℃
均一なレジスト組成物を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(PB)して、厚さ60nmのレジスト膜を形成した。得られたレジスト膜に対して、電子線描画装置(ELS-7500、(株)エリオニクス社製)を用いて、50nm間隔の1:1のラインアンドスペース設定の電子線を照射した。当該照射後に、レジスト膜を、それぞれ所定の温度で、90秒間加熱し、TMAH2.38質量%アルカリ現像液に60秒間浸漬して現像を行った。その後、レジスト膜を、超純水で30秒間洗浄、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターンについて、ラインアンドスペースを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800)により観察し、レジスト組成物の電子線照射による反応性を評価した。
(感放射線性組成物の調製)
表2記載の成分を調合し、均一溶液としたのち、得られた均一溶液を、孔径0.1μmのテフロン(登録商標)製メンブランフィルターで濾過して、感放射線性組成物を調製した。調製した各々の感放射線性組成物について以下の評価を行った。
PHS-1:ポリヒドロキシスチレン Mw=8000(シグマ-アルドリッチ社)
光活性化合物(B)として、次のものを用いた。
B-1:下記化学構造式(G)のナフトキノンジアジド系感光剤(4NT-300、東洋合成工業(株))
溶媒として、次のものを用いた。
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業(株))
上述で得られた感放射線性組成物を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(PB)して、厚さ200nmのレジスト膜を形成した。該レジスト膜に対して、紫外線露光装置(ミカサ製マスクアライナMA-10)を用いて紫外線を露光した。紫外線ランプは超高圧水銀ランプ(相対強度比はg線:h線:i線:j線=100:80:90:60)を使用した。照射後に、レジスト膜を、110℃で90秒間加熱し、TMAH2.38質量%アルカリ現像液に60秒間浸漬して現像を行った。その後、レジスト膜を、超純水で30秒間洗浄し、乾燥して、5μmのポジ型のレジストパターンを形成した。
形成されたレジストパターンにおいて、得られたラインアンドスペースを走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー製S-4800)により観察した。ラインエッジラフネスはパターンの凹凸が50nm未満を良好とした。
(リソグラフィー用下層膜形成用組成物の調製)
下記表3に示す組成となるように、リソグラフィー用下層膜形成用組成物を調製した。すなわち、下記の材料を使用した。
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(PGMEA)
ノボラック:群栄化学社製 PSM4357
下層膜形成材料にノボラックを用いたリソグラフィー用下層膜形成材料の溶液を膜厚300nmのSiO2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200nmの下層膜を形成した。
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)
エッチング耐性の評価は、以下の手順で行った。まず、ノボラック(群栄化学社製 PSM4357)を用いて、前記条件で、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。
[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、実施例33のリソグラフィー用下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO2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85nm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。
(C)
(式(C)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。)
下層膜の形成を行わないこと以外は、実施例49と同様にして、フォトレジスト層をSiO2基板上に直接形成し、ポジ型のレジストパターンを得た。
実施例49及び比較例4のそれぞれについて、得られた45nmL/S(1:1)及び80nmL/S(1:1)の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。その結果を、表4に示す。
実施例33で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SiO2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90nm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<合成例1>に記載の珪素原子含有ポリマーを用いた。
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 2 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:C5F12ガス流量:C2F6ガス流量:O2ガス流量
=50:4:3:1(sccm)
前記のようにして得られた実施例50のパターン断面(エッチング後のSiO2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SiO2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。
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。
Claims (37)
- 下記式(1)で表される化合物。
(1)
(式(1)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2~R5は、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、下記式(B)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び下記式(B)で表される基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は各々独立して、炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。)
(B)
(式(B)中、R6は前記と同義であり、R7は水素原子又はメチル基であり、m’’は0又は1以上の整数である。)) - 前記R2~R5が、各々独立して、炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、前記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であって、前記R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、請求項1に記載の化合物。
- R4及びR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、請求項2に記載の化合物。
- R2及びR3からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(A)で表される基である、請求項2又は3に記載の化合物。
- 前記R2~R5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、請求項1に記載の化合物。
- R4及びR5からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、請求項5に記載の化合物。
- R2及びR3からなる群より選ばれる少なくとも1つが、前記式(B)で表される基である、請求項5又は6に記載の化合物。
- 請求項2に記載の化合物の製造方法であって、下記式(1-A-p)で表される化合物と、アルキレンオキシド導入試剤とを、塩基触媒存在下にて反応させる工程を含む、製造方法。
(1-A-p)
(式(1-A-p)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2a~R5aは、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2a~R5aからなる群より選ばれる少なくとも1つは水酸基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。) - 請求項5に記載の化合物の製造方法であって、下記式(1-B-p)で表される化合物と、エポキシ基導入試剤とを、塩基触媒存在下にて反応させる工程を含む、製造方法。
(1-B-p)
(式(1-B-p)中、R1は、炭素数1~60の2n価の基又は単結合であり、R2b ~R5bは、各々独立して炭素数1~30の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数6~30のアリール基、炭素数2~30のアルケニル基、下記式(A)で表される基、チオール基又は水酸基であり、ここで、R2b~R5bからなる群より選ばれる少なくとも1つは、下記式(A)で表される基及び水酸基からなる群より選ばれる基であり、m2及びm3は各々独立して0~8の整数であり、m4及びm5は各々独立して0~9の整数であり、但し、m2、m3、m4及びm5は同時に0となることはなく、nは1~4の整数であり、p2~p5は各々独立して0~2の整数である。
(A)
(式(A)中、R6は炭素数1~4のアルキレン基であり、m’は1以上の整数である。)) - 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物に由来する構成単位を有する、樹脂。
- 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、組成物。
- 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、光学部品形成用組成物。
- 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用膜形成組成物。
- 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、レジスト組成物。
- 溶媒をさらに含有する、請求項17に記載のレジスト組成物。
- 酸発生剤をさらに含有する、請求項17又は18に記載のレジスト組成物。
- 酸拡散制御剤をさらに含有する、請求項17~19のいずれか1項に記載のレジスト組成物。
- 請求項17~20のいずれか1項に記載のレジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む、レジストパターン形成方法。 - 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上である成分(A)と、
ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、溶媒と、を含有する感放射線性組成物であって、
前記溶媒の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、20~99質量%であり、
前記溶媒以外の成分の含有量が、前記感放射線性組成物の総量100質量%に対して、1~80質量%である、感放射線性組成物。 - 前記成分(A)と、前記ジアゾナフトキノン光活性化合物(B)と、前記感放射線性組成物に任意に含まれ得るその他の任意成分(D)と、の含有量比((A)/(B)/(D))が、前記感放射線性組成物の固形分100質量%に対して、1~99質量%/99~1質量%/0~98質量%である、請求項22に記載の感放射線性組成物。
- スピンコートによるアモルファス膜の形成に用いられる、請求項22又は23に記載の感放射線性組成物。
- 請求項22~24のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にアモルファス膜を形成する工程を含む、アモルファス膜の製造方法。
- 請求項22~24のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、形成された前記レジスト膜の少なくとも一部を露光する工程と、
露光した前記レジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する工程を含む、レジストパターン形成方法。 - 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を含有する、リソグラフィー用下層膜形成材料。
- 請求項27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。
- 酸発生剤をさらに含有する、請求項28に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
- 架橋剤をさらに含有する、請求項28又は29に記載のリソグラフィー用下層膜形成用組成物。
- 請求項28~30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を用いて、基板上に下層膜を形成する工程を含む、リソグラフィー用下層膜の製造方法。
- 請求項28~30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を用いて、基板上に、下層膜を形成する工程と、
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する工程と、
前記フォトレジスト層の所定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する工程と、を有する、レジストパターン形成方法。 - 請求項28~30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を用いて、基板上に下層膜を形成する工程と、
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する工程と、
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する工程と、
前記フォトレジスト層の所定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する工程と、
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て、中間層膜パターンを形成する工程と、
前記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て、下層膜パターンを形成する工程と、
前記下層膜パターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングして、前記基板にパターンを形成する、回路パターン形成方法。 - 請求項1~7,11~12のいずれか1項に記載の化合物及び請求項13に記載の樹脂からなる群より選ばれる1種類以上を、溶媒に溶解させて溶液(S)を得る工程と、
得られた溶液(S)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程とを含み、
前記溶液(S)を得る工程で用いる溶媒が、水と混和しない溶媒を含む、精製方法。 - 前記酸性の水溶液が、鉱酸水溶液又は有機酸水溶液であり、
前記鉱酸水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上を水に溶解させた鉱酸水溶液であり、
前記有機酸水溶液が、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種以上を水に溶解させた有機酸水溶液である、請求項34に記載の精製方法。 - 前記水と混和しない溶媒が、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及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の溶媒である、請求項34又は35に記載の精製方法。
- 前記第一抽出工程後、前記化合物及び/又は前記樹脂を含む溶液相を、さらに水に接触させて、前記化合物及び/又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程含む、請求項34~36のいずれか1項に記載の精製方法。
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