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JP4072643B2 - レジスト下層膜用組成物 - Google Patents

レジスト下層膜用組成物 Download PDF

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JP4072643B2
JP4072643B2 JP2002325403A JP2002325403A JP4072643B2 JP 4072643 B2 JP4072643 B2 JP 4072643B2 JP 2002325403 A JP2002325403 A JP 2002325403A JP 2002325403 A JP2002325403 A JP 2002325403A JP 4072643 B2 JP4072643 B2 JP 4072643B2
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butoxysilane
underlayer film
resist underlayer
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propoxysilane
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圭二 今野
光 杉田
正人 田中
努 下川
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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレジスト下層膜用組成物に関し、さらに詳しくは、レジストパターンの再現性に優れ、レジストとの密着性に優れ、レジストを露光した後に使用する現像液に対する耐性に優れ、かつレジストの酸素アッシング時の膜減りの少ないレジスト下層膜用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体用素子等のパターン形成には、リソグラフィー技術、レジスト現像プロセス、並びにレジスト現像後のパターン転写により、有機材料や無機材料の微細加工が行われている。
しかしながら、半導体素子等の高集積化が進むとともに、露光工程でパターンを正確にレジストに転写することが困難となり、被基板加工工程で加工寸法に狂いが生ずることがある。そこで、加工寸法が狂う原因である定在波の影響を軽減する反射防止膜が、微細加工プロセスで必須となる。このような反射防止膜として、レジストと基板との間に形成する下層反射防止膜が挙げられる。
【0003】
一方、シリコーン酸化膜や層間絶縁膜などの基板を加工する際、レジストパターンをマスクするが、微細化とともにレジスト膜厚も薄膜化するためにレジストのマスク性が不足し、ダメージを与えずに酸化膜を加工することが困難となる。そこで、レジストパターンをまず酸化膜・層間絶縁膜加工用下層膜に転写したのち、該膜をマスクとして酸化膜・層間絶縁膜をドライエッチ加工するプロセスがとられる。酸化膜・層間絶縁膜加工用下層膜とは、下層反射防止膜を兼ねるものや、反射防止膜の下層に形成される膜を指す。このプロセスでは、レジストと酸化膜・層間絶縁膜加工用下層膜のエッチング速度が近いため、レジストと該下層膜との間に、該下層膜を加工できるマスクを形成する必要がある。つまり、酸化膜上に、酸化膜・層間絶縁膜加工用下層膜−下層膜加工用マスク−レジストの多層膜が構成されることになる。
【0004】
下層膜加工用マスクに要求される特性として、裾引きなどのないレジストパターンが形成できること、レジストとの密着性に優れること、酸化膜加工用下層膜を加工する際に十分なマスク性があること、溶液としての保存安定性にすぐれることが挙げられるが、すべての要求を満たす材料は見当たらない。
たとえば、特開2000−356854号公報の請求項1には、
「(A)(A−1)下記一般式(i)で表される化合物
1 aSi(OR24-a …(i)
(R1は水素原子、フッ素原子または1価の有機基を示し、R2は1価の有機基を示し、aは0〜2の整数を表す。)および
(A−2)下記一般式(ii)で表される化合物
3 b(R4O)3-bSi−(R7d−Si(OR53-c6 c …(ii)(R3、R4、R5およびR6は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ1価の有機基を示し、bおよびcは、同一でも異なっていてもよく、0〜2の数を示し、R7は酸素原子または−(CH2n−を示し、dは0または1を示し、nは1〜6の数を示す。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の加水分解物および縮合物もしくはいずれか一方ならびに(B)紫外光照射および/または加熱により酸を発生する化合物を含有することを特徴とするレジスト下層膜用組成物。」
が開示されており、同公報請求項3には、
「(A)成分が下記一般式(iii)で表される化合物および下記一般式(iv)で表される化合物からなるシラン化合物の加水分解物およびその縮合物もしくはいずれか一方であることを特徴とする請求項1記載のレジスト下層膜用組成物。
【0005】
Si(OR24 …(iii)
(R2は、1価の有機基を示す。)
1 nSi(OR24-n …(iv)
(R1およびR2は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基を示し、nは1〜3の整数を示す。)」が開示されている。
【0006】
しかし、該公報には、上記混合シラン化合物の加水分解縮合物に、さらに他のシラン化合物の加水分解縮合物を添加することは記載されていない。
このような混合シラン化合物の加水分解縮合物を1種しか含まないレジスト下層膜用組成物では、レジストパターンの密着性が不足するという点でさらなる改善が要求される場合があった。
【0007】
また、特開平3−45510号公報の請求項1には、
「R’4-nSi(OR)n …(I)
(式中、R’は炭素数1〜3のアルキル基またはフェニル基、Rは炭素数1〜3のアルキル基、nは2〜4の整数を意味する。)
で表わされるアルコキシシラン化合物の少なくとも2種を、水と触媒の存在下で、基板に対する接触角が17°未満である有機溶媒中で加水分解することを特徴とするシリカ系被膜形成用塗布液の製造方法。」が開示されている。
【0008】
しかし、該公報にも、前記特開2000−356854号公報と同様に、混合アルコキシシラン化合物の加水分解物に、さらに他のアルコキシシラン化合物の加水分解物を添加することは記載されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するため、レジストの下層に設けることによって、レジスト剥がれがなくパターンの再現性を向上させ、アルカリおよびレジスト除去時の酸素アッシングに対して耐性を有するレジスト下層膜を得るための、保存安定性に優れたレジスト下層膜用組成物を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレジスト下層膜用組成物は
(A)下記一般式(1)で表される化合物(A−1)を含むアルコキシシランの加水分解縮合物と、
B2下記一般式(1)で表される化合物(B−1)および下記一般式(2)で表される化合物(B−2)を含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物と
を含有することを特徴としている;
Si(OR24 …(1)
(各R2は、同一でも異なっていても良く、1価の有機基を示す。)
1 nSi(OR24-n …(2)
(各R1は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基または水素を示し、各R2は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基を示し、nは1〜2の整数を示す。)。
【0013】
なお、本発明においては、前記式(2)の 1 としての1価の有機基が、−O−SiR3 3(R3は一価の有機基またはアルコキシル基)であり、かつ、前記式(1)のR 2 としての1価の有機基がアルキル基、アリール基、アリル基およびグリシジル基からなる群より選ばれてもよい。
レジスト下層膜用組成物は、前記加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、前記加水分解縮合物(B2)を0.1重量部(完全加水分解縮合物換算)以上含有することが好ましい。
【0014】
また、前記加水分解縮合物(B2)は、前記式(2)で表される化合物(B−2)を5重量%以上含有することが好ましい
また、前記式(2)のR1は炭素数2〜20のアルキル基、または環状脂肪族構造を含むことが好ましい。
【0015】
上記本発明のレジスト下層膜用組成物には、さらに、(C)紫外光照射および/または加熱により酸を発生する化合物が添加されていてもよく、また、さらに、水(D)が、前記レジスト下層膜用組成物100重量部に対して0.2〜10重量部含有されていてもよい。
本発明に係るレジスト下層膜の製造方法は、上記レジスト下層膜用組成物を用いて、150〜300℃の温度にて製膜することを特徴としている。
【0016】
このような本発明によれば、レジストパターンの再現性に優れ、レジストとの密着性に優れ、レジストを露光した後に使用する現像液に対する耐性に優れ、かつレジストの酸素アッシング時の膜減りが少ないレジスト下層膜を得ることができる、保存安定性に優れたレジスト下層膜用組成物が提供される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに具体的に説明する。
第1のレジスト下層膜用組成物(a)
本発明に係る第1のレジスト下層膜用組成物(a)は、
(A)下記一般式(1)で表される化合物(A−1)を含むアルコキシシランの加水分解縮合物と、
(B1)下記一般式(2)で表される化合物(B−2)を含むアルコキシシランの加水分解縮合物とからなる。
【0018】
本明細書において、加水分解縮合物とは、加水分解物および/または縮合物を意味し、特に断りのない場合には、完全加水分解縮合物および部分加水分解縮合物を包含する。
まず、式(1)の化合物について説明する。
Si(OR24 …(1)
ここで、各R2は、同一でも異なっていても良く、1価の有機基を示す。
【0019】
1価の有機基としては、アルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基などを挙げることができる。
ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられ、好ましくは炭素数1〜5のアルキル基であり、これらのアルキル基は鎖状でも、分岐状でもよく、さらに水素原子がフッ素原子などに置換されていてもよい。
【0020】
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基などを挙げることができる。
これらの中でもR2としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基などが好ましく、特にメチル基、エチル基が好ましい。
【0021】
したがって、前記式(1)で表される化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなどを挙げることができ、これらの中では、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランをより好ましい例として挙げることができる。
【0022】
これらは1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
次に、式(2)の化合物について説明する。
1 nSi(OR24-n …(2)
ここで、各R1は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基または水素を示し、各R2は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基を示し、nは1〜2の整数を示す。
【0023】
2としては、上記と同様のものを例示できる。
1としての1価の有機基としては、前述したアルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基などの他、−O−SiR3 3(R3は一価の有機基またはアルコキシル基)を例示できる。
この場合、R3としての1価の有機基としては、前述したアルキル基、アリール基、アリル基、グリシジル基が好ましく、またR3としてのアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基などの炭素数1〜6のアルコキシル基を挙げることができる。これらの中でも特にR3としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基等が好ましい。
【0024】
またR1としての1価の有機基としては、上記の中でもアルキル基またはフェニル基が好ましい。
アルキル基としては鎖状、分岐状、環状が考えられるが、特に製膜温度が比較的低い領域(200℃〜250℃)で前記組成物(a)を用いる場合には、炭素数2〜20のアルキル基、環状脂肪族基を含む構造が好ましい。
【0025】
したがって、前記式(2)で表される化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリ−iso−プロポキシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec−ブトキシシラン、トリ−tert−ブトキシシラン、トリフェノキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、フルオロトリ−n−プロポキシシラン、フルオロトリ−iso−プロポキシシラン、フルオロトリ−n−ブトキシシラン、フルオロトリ−sec−ブトキシシラン、フルオロトリ−tert−ブトキシシラン、フルオロトリフェノキシシラン、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、メチルトリ−tert−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリ−tert−ブトキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロポキシシラン、ビニルトリ−iso−プロポキシシラン、ビニルトリ−n−ブトキシシラン、ビニルトリ−sec−ブトキシシラン、ビニルトリ−tert−ブトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、
n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、n−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−sec−ブトキシシラン、n−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、n−プロピルトリフェノキシシラン、
i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、i−プロピルトリ−iso−プロポキシシラン、i−プロピルトリ−n−ブトキシシラン、i−プロピルトリ−sec−ブトキシシラン、i−プロピルトリ−tert−ブトキシシラン、i−プロピルトリフェノキシシラン、
n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、n−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、n−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、n−ブチルトリフェノキシシラン、
sec−ブチルトリメトキシシラン、sec−ブチル−i−トリエトキシシラン、sec−ブチル−トリ−n−プロポキシシラン、sec−ブチル−トリ−iso−プロポキシシラン、sec−ブチル−トリ−n−ブトキシシラン、sec−ブチル−トリ−sec−ブトキシシラン、sec−ブチル−トリ−tert−ブトキシシラン、sec−ブチル−トリフェノキシシラン、
t−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリエトキシシラン、t−ブチルトリ−n−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−iso−プロポキシシラン、t−ブチルトリ−n−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−sec−ブトキシシラン、t−ブチルトリ−tert−ブトキシシラン、t−ブチルトリフェノキシシラン、
シクロプロピルトリメトキシシラン、シクロプロピルトリエトキシシラン、シクロプロピル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロプロピル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロプロピル−トリ−n−ブトキシシラン、シクロプロピル−トリ−sec−ブトキシシラン、シクロプロピル−トリ−tert−ブトキシシラン、シクロプロピル−トリフェノキシシラン、
シクロブチルトリメトキシシラン、シクロブチルトリエトキシシラン、シクロブチル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロブチル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロブチル−トリ−n−ブトキシシラン、シクロブチル−トリ−sec−ブトキシシラン、シクロブチル−トリ−tert−ブトキシシラン、シクロブチル−トリフェノキシシラン、
シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロペンチル−トリ−n−プロポキシシラン、シクロペンチル−トリ−iso−プロポキシシラン、シクロペンチル−トリ−n−ブトキシシラン、シクロペンチル−トリ−sec−ブトキシシラン、シクロペンチル−トリ−tert−ブトキシシラン、シクロペンチル−トリフェノキシシラン、
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ビシクロヘプテニルトリメトキシシラン、ビシクロヘプテニルトリエトキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−n−プロポキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−iso−プロポキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−n−ブトキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−sec−ブトキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリ−tert−ブトキシシラン、ビシクロヘプテニル−トリフェノキシシラン、
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フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリ−iso−プロポキシシラン、フェニルトリ−n−ブトキシシラン、フェニルトリ−sec−ブトキシシラン、フェニルトリ−tert−ブトキシシラン、フェニルトリフェノキシシラン、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−トリフロロプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシラン類;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジメチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジメチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、
ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジエチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジエチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、
ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−フェノキシシラン、
ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−iso−プロピル−ジ−フェノキシシラン、
ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−フェノキシシラン、
ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−sec−ブチル−ジ−フェノキシシラン、
ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルジエトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−tert−ブチル−ジ−フェノキシシラン、
ジ−シクロプロピルジメトキシシラン、ジ−シクロプロピルジエトキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロプロピル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロブチルジメトキシシラン、ジ−シクロブチルジエトキシシラン、ジ−シクロブチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロブチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロブチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロブチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロブチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロブチル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロペンチルジメトキシシラン、ジ−シクロペンチルジエトキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロペンチル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロヘキセニルジメトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルジエトキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロヘキセニルエチルジメトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチルジエトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロヘキセニルエチル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロオクタニルジメトキシシラン、ジ−シクロオクタニルジエトキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロオクタニル−ジフェノキシシラン、
ジ−シクロペンタジエニルプロピルジメトキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピルジエトキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピル−ジ−n−プロポキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピル−ジ−n−ブトキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジ−シクロペンタジエニルプロピル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジ−シクロペンタジエニル−ジフェノキシシラン、
ビス−ビシクロヘプテニルジメトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニルジエトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−n−プロポキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−iso−プロポキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−n−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−sec−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−tert−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジフェノキシシラン、
ビス−ビシクロヘプチルジメトキシシラン、ビス−ビシクロヘプチルジエトキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジ−n−プロポキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジ−n−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ビス−ビシクロヘプチル−ジフェノキシシラン、
ビス−アダマンチルジメトキシシラン、ビス−アダマンチルジエトキシシラン、ビス−アダマンチル−ジ−n−プロポキシシラン、ビス−アダマンチル−ジ−iso−プロポキシシラン、ビス−アダマンチル−ジ−n−ブトキシシラン、ビス−アダマンチル−ジ−sec−ブトキシシラン、ビス−アダマンチル−ジ−tert−ブトキシシラン、ビス−アダマンチル−ジフェノキシシラン、
ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニル−ジ−n−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−iso−プロポキシシラン、ジフェニル−ジ−n−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニル−ジ−tert−ブトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、
ジビニルジメトキシシラン、ジ−γ−アミノプロピルジメトキシシラン、ジ−γ−アミノプロピルジエトキシシラン、ジ−γ−グリシドキシプロピルジメトキシシラン、ジ−γ−グリシドキシプロピルジエトキシシラン、ジ−γ−トリフロロプロピルジメトキシシラン、ジ−γ−トリフロロプロピルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン類を挙げることができる。
【0026】
また、前記式(2)のR1が、−O−SiR3 3(R3は一価の有機基またはアルコキシル基)である場合の具体的化合物の例としては、
1,1,1−トリメトキシ−3,3,3−トリメチルジシロキサン、1,1,1−トリエトキシ−3,3,3−トリメチルジシロキサン、1,1,1−トリエチル−3,3,3−トリメトキシジシロキサン、1,1,1−トリエトキシ−3,3,3−トリエチルジシロキサン等を挙げることができる。
【0027】
これらの中でも本発明においては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、 n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、i−ブチルトリエトキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキセニルトリメトキシシラン、シクロヘキセニルトリエトキシシラン、シクロオクタニルトリメトキシシラン、シクロオクタニルトリエトキシシラン、ビシクロヘプテニルトリメトキシシラン、ビシクロヘプテニルトリエトキシシラン、ビシクロヘプタニルトリメトキシシラン、ビシクロヘプタニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピル−ジ−メトキシシラン、ジ−n−ブチル−ジ−メトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジメトキシシラン、ジ−シクロヘキシル−ジエトキシシラン、ビス−ビシクロヘプタニル−ジ−メトキシシラン、ビス−ビシクロヘプタニル−ジ−エトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−メトキシシラン、ビス−ビシクロヘプテニル−ジ−エトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等が好ましく用いられる。
【0028】
これらは、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
加水分解縮合物(A)は、前記式(1)のアルコキシシラン化合物(A−1)の加水分解縮合物である。
アルコキシシラン化合物を加水分解、部分縮合させる際に、アルコキシル基1モル当たり、0.25〜3モルの水を用いることが好ましく、0.3〜2.5モルの水を加えることが特に好ましい。添加する水の量が上記の範囲内の値であれば、塗膜の均一性が低下する恐れが無く、また、レジスト下層膜用組成物の保存安定性が低下する恐れが少ないためである。具体的にはアルコキシシラン化合物を溶解させた有機溶剤中に水を断続的あるいは連続的に添加する。この際の反応温度としては、通常0〜100℃、好ましくは15〜80℃である。
【0029】
また、アルコキシシランを加水分解、部分縮合させる際には、触媒を使用しても良い。この際、触媒は有機溶剤中に予め添加しておいても良いし、水添加時に水中に溶解あるいは分散させておいても良い。この際に使用する触媒としては、金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基を挙げることができる。金属キレート化合物としては、例えばトリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−i−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−t−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−t−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−i−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−t−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−i−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−t−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−t−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−i−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−t−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン等のチタンキレート化合物;
トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−i−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリ−t−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、ジ−t−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−i−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、モノ−t−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナート)ジルコニウム、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−i−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリ−t−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジ−t−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−i−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ−t−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、等のジルコニウムキレート化合物;
トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物などを挙げることができる。
【0030】
有機酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸等を挙げることができる。
【0031】
無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げることができる。
有機塩基としては、例えばピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等を挙げることができる。
【0032】
無機塩基としては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム等を挙げることができる。
これら触媒の内、金属キレート化合物、有機酸、無機酸が好ましく、より好ましくはチタンキレート化合物、有機酸を挙げることができる。これらは1種あるいは2種以上を同時に使用しても良い。
【0033】
上記触媒の使用量は加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、通常、0.001〜10重量部、好ましくは0.01〜10重量部の範囲である。
本発明に係る第1のレジスト下層膜用組成物(a)は、
前記加水分解縮合物(A)と、
(B1)上記一般式(2)で表される化合物(B−2)の加水分解縮合物とからなる。
【0034】
化合物(B−2)は前述した式(2)の化合物であり、また加水分解、部分縮合の条件も前記と同様である。
さらに、加水分解縮合物(B1)を調製する際には、トリメチルモノメトキシシラン、トリメチルモノエトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン、トリエチルモノエトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン、トリフェニルモノエトキシシランなどのモノアルコキシシラン類を用いてもよい。この場合、モノアルコキシシラン類の添加量は、前記トリアルコキシシラン、ジアルコキシシランの合計100モルに対して、50モル以下の割合で用いることが好ましい。
【0035】
本発明に係る第1のレジスト下層膜用組成物(a)において、加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対し、加水分解縮合物(B1)は、完全加水分解縮合物換算で、0.1重量部以上、好ましくは1〜30重量部、特に好ましくは3〜20重量部程度の割合で用いられることが望ましい。
第2のレジスト下層膜用組成物(b)
本発明に係る第2のレジスト下層膜用組成物(b)は、
加水分解縮合物(A)と、
(B2)上記一般式(1)で表される化合物(B−1)および上記一般式(2)で表される化合物(B−2)を含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物とからなる。
【0036】
前記加水分解縮合物(A)は、前記第1のレジスト下層膜用組成物(a)の加水分解縮合物(A)と同様である。
加水分解縮合物(B2)は、前記式(1)のシラン化合物(B−1)と前記式(2)のシラン化合物(B−2)と含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物である。加水分解縮合物(B2)は、シラン化合物(B−2)を5重量%以上、好ましくは30〜99.9重量%、特に好ましくは50〜99重量%の割合で含有することが好ましい。
【0037】
加水分解縮合物(B2)の製造の際の加水分解、部分縮合の条件は、前記加水分解縮合物(A)の製造の際の条件と同様である。
さらに前記と同様に、モノアルコキシシラン類を、前記トリアルコキシシラン、ジアルコキシシランの合計100モルに対して、50モル以下の割合で用いてもよい。
【0038】
本発明に係る第1のレジスト下層膜用組成物(b)において、加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対し、加水分解縮合物(B2)は、完全加水分解縮合物換算で、0.1重量部以上、好ましくは1〜30重量部、特に好ましくは3〜20重量部程度の割合で用いられることが望ましい。
第3のレジスト下層膜用組成物(c)
本発明に係る第3のレジスト下層膜用組成物(c)は、
加水分解縮合物(A)と、
(B3)上記一般式(2)で表される化合物(B−2)を2種以上含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物とからなる。
【0039】
前記加水分解縮合物(A)は、前記第1のレジスト下層膜用組成物(a)の加水分解縮合物(A)と同様である。
加水分解縮合物(B3)は、前記(2)式のシラン化合物(B−2)を2種以上含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物である。加水分解縮合物(B3)は、特に限定されないが、一般的にはトリアルコキシシランを5重量%以上、好ましくは30〜99.9重量%の割合で含むことが好ましい。
【0040】
加水分解縮合物(B3)製造の際の加水分解、部分縮合の条件は、前記加水分解縮合物(A)製造の際の条件と同様である。
さらに前記と同様に、モノアルコキシシラン類を、前記トリアルコキシシラン、ジアルコキシシランの合計100モルに対して、50モル以下の割合で用いてもよい。
【0041】
本発明に係る第1のレジスト下層膜用組成物(c)において、加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対し、加水分解縮合物(B3)は、完全加水分解縮合物換算で、0.1重量部以上、好ましくは1〜30重量部、特に好ましくは3〜20重量部程度の割合で用いられることが望ましい。
紫外光照射および/または加熱により酸を発生する化合物(C)
本発明に係るレジスト下層膜用組成物には、必要に応じ、紫外光照射および/または加熱により酸を発生する化合物(C)を添加することもできる。このような酸発生剤としては、潜在性熱酸発生剤、潜在性光酸発生剤を挙げることができる。
【0042】
本発明で用いられる潜在性熱酸発生剤は、通常50〜450℃、好ましくは200〜350℃に加熱することにより酸を発生する化合物であり、スルホニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩などのオニウム塩が用いられる。
上記スルホニウム塩の具体例としては、4−アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−4−(ベンジルオキシカルボニルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−4−(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル−4−(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−3−クロロ−4−アセトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのアルキルスルホニウム塩;
ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−2−メチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイントシレート、2−ニトロベンジルトシレート、などのベンジルスルホニウム塩;
ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−アセトキシフェニルジベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−メトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジベンジル−3−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジベンジルスルホニウム塩;
p−クロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−ニトロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−クロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−ニトロベンジル−3−メチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3,5−ジクロロベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、o−クロロベンジル−3−クロロ−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどの置換ベンジルスルホニウム塩などを挙げることができる。
【0043】
また、上記ベンゾチアゾニウム塩の具体例としては3−ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート、3−ベンジルベンゾチアゾリウムテトラフルオロボレート、3−(p−メトキシベンジル)ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジル−2−メチルチオベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジル−5−クロロベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネートなどのベンジルベンゾチアゾリウム塩が挙げられる。
【0044】
さらに、上記以外の熱酸発生剤として、2,4,4,6−テトラブロモシクロヘキサジエノンを例示できる。
これらのうち、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネートなどが好ましく用いられる。これらの市販品としては、サンエイドSI−L85、同SI−L110、同SI−L145、同SI−L150、同SI−L160(三新化学工業(株)製)などが挙げられる。
【0045】
これらの化合物は、単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
本発明で用いられる潜在性光酸発生剤は、通常1〜100mJ、好ましくは10〜50mJの紫外光照射により酸を発生する化合物であり、
光酸発生剤としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロn−ブタンスルホネート、ビス(4―t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4―t−ブチルフェニル)ヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4―t−ブチルフェニル)ヨードニウムナフタレンスルホネート、ビス(4―t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4―t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロn−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニル(4−メチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(ヒドロキシフェニル)ベンゼンメチルスルホニウムトルエンスルホネート、シクロヘキシルメチル(2―オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル(2―オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、
ジメチル(2―オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、(4―ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウムトルエンスルホネート、1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、1―ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―シアノー1―ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―ニトロ−1―ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―メチル−1―ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―シアノ−1―ナフチル−ジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―ニトロ−1―ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メチル−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―エトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―メトキシメトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4―エトキシメトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−(1−メトキシエトキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−(2−メトキシエトキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−エトキシカルブニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−n−プロポキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
4−i−プロポキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−n−ブトキカルビニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−t−ブトキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−(2−テトラヒドロフラニルオキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−(2−テトラヒドロピラニルオキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ベンジルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート等のオニウム塩系光酸発生剤類;
フェニル-ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシフェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、ナフチル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン含有化合物系光酸発生剤類;
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド、2,3,4,4'−テトラベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のジアゾケトン化合物系光酸発生剤類;
4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等のスルホン酸化合物系光酸発生剤類;
ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリストリフルオロメタンスルホネート、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート等のスルホン酸化合物系光酸発生剤類等が挙げられる。
【0046】
これらは一種単独でも二種以上組合わせても使用することができる。
本発明のレジスト下層膜用組成物中における化合物(C)の使用割合は、加水分解縮合物(A)と加水分解縮合物(B1)との合計100重量部(完全加水分解縮合物換算)、または加水分解縮合物(A)と加水分解縮合物(B2)との合計100重量部(完全加水分解縮合物換算)、または加水分解縮合物(A)と加水分解縮合物(B3)の合計100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、好ましくは0.01〜30重量部、より好ましくは0.01〜10重量部である。化合物(C)の含有量が0.01重量部未満であるとレジストの裾引きが増大し、化合物(C)の含有量が30重量部を超えるとレジストパターンのアンダーカットが増大する。
【0047】
水(D)
本発明のレジスト下層膜用組成物では、水の含有量が該組成物全量100重量部に対して好ましくは0.2〜10重量部、より好ましくは0.3〜8重量部である。この水の由来は、特には問わず、加水分解の目的のために添加された水の残りでもあっても、また組成物に別途添加される水であってもよい。いずれにせよ、最終的な組成物中に含まれる水が上記の範囲であればよく、このような量で水が含まれていると、組成物の保存安定性が向上する。
【0048】
その他の成分
本発明のレジスト下層膜用組成物は、通常は、上記各成分が有機溶剤に溶解または分散してなる。
有機溶剤としては、例えばn−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;
メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、ヘプタノール−3、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチルヘプタノール−4、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジアセトンアルコール、クレゾール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ペンタンジオール−2,4、2−メチルペンタンジオール−2,4、ヘキサンジオール−2,5、ヘプタンジオール−2,4、2−エチルヘキサンジオール−1,3、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール系溶媒;
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶媒;
エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;
ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶媒;
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等の含窒素系溶媒;
硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3−プロパンスルトン等の含硫黄系溶媒等を挙げることができる。これらは1種あるいは2種以上を混合して使用することができる。
【0049】
本発明のレジスト下層膜用組成物は、上記の有機溶剤を含有するが、加水分解縮合物(A)と、加水分解縮合物(B1)、(B2)または(B3)と、化合物(C)との調製時の加水分解および/または部分縮合する際に同様な溶剤を使用することができる。
また、レジスト下層膜用組成物を構成するにあたり、組成物中のアルコールの含量が、20重量%以下、特に5重量%以下であることが好ましい。アルコールは、加水分解縮合物(A)と、加水分解縮合物(B1)、(B2)または(B3)と、化合物(C)との調製時の加水分解および縮合の際に生じる場合があり、その含量が20重量%以下、好ましくは5重量%以下になるように蒸留等により除去する事が好ましい。
【0050】
また、本発明のレジスト下層膜用組成物はさらにβ−ジケトンが含まれていてもよい。β−ジケトンとしては、アセチルアセトン、2,4−ヘキサンジオン、2,4−ヘプタンジオン、3,5−ヘプタンジオン、2,4−オクタンジオン、3,5−オクタンジオン、2,4−ノナンジオン、3,5−ノナンジオン、5−メチル−2,4−ヘキサンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロ−2,4−ヘプタンジオン等の1種または2種以上のジケトンが挙げられる。本発明において、膜形成用組成物中のβ−ジケトン含有量は、全溶剤の好ましくは1〜50重量%、好ましくは3〜30重量%とすることが望ましい。このような範囲でβ−ジケトンを添加すれば、一定の保存安定性が得られるとともに、膜形成用組成物の塗膜均一性等の特性が低下するおそれが少ない。
【0051】
本発明の膜形成用組成物には、さらにコロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、有機ポリマー、界面活性剤などの成分を添加してもよい。コロイド状シリカとは、例えば高純度の無水ケイ酸を前記親水性有機溶媒に分散した分散液であり、通常、平均粒径が5〜30mμ、好ましくは10〜20mμ、固形分濃度が10〜40重量%程度のものである。このような、コロイド状シリカとしては、例えば日産化学工業(株)製のメタノールシリカゾルおよびイソプロパノールシリカゾル;触媒化成工業(株)製のオスカルなどが挙げられる。コロイド状アルミナとしては、日産化学工業(株)製のアルミナゾル520、同100、同200;川研ファインケミカル(株)製のアルミナクリアーゾル、アルミナゾル10、同132などが挙げられる。有機ポリマーとしては、例えばポリアルキレンオキサイド構造を有する化合物、糖鎖構造を有する化合物、ビニルアミド系重合体、(メタ)アクリレート化合物、芳香族ビニル化合物、デンドリマー、ポリイミド,ポリアミック酸、ポリアリーレン、ポリアミド、ポリキノキサリン、ポリオキサジアゾール、フッ素系重合体等を挙げることができる。界面活性剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、さらには、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、含フッ素界面活性剤等を挙げることができる。
【0052】
レジスト下層膜の製造方法
本発明に係るレジスト下層膜の製造方法は、シリコンウエハ上に形成させた反射防止膜上に、前記レジスト下層膜用組成物を塗布し、加熱乾燥してレジスト下層膜を製膜する。このレジスト下層膜上にレジストを製膜する。レジスト下層膜用組成物の塗布方法は、特に制限されず、スピンコート法などの通常の塗布方法により塗布することができる。加熱乾燥する際の温度、すなわち製膜温度は、150〜350℃が好ましく、200〜300℃がより好ましい。
【0053】
このようにして得られたレジスト下層膜は、通常10〜300nm、好ましくは30〜180nmである。また該レジスト下層膜は、レジストパターンの再現性、レジストとの密着性、レジストを露光した後に使用する現像液に対する耐性、レジストの酸素アッシング耐性に優れている。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、レジストパターンの再現性、レジストとの密着性、レジストを露光した後に使用する現像液に対する耐性、レジストの酸素アッシング耐性に優れるレジスト下層膜を得ることができる、溶液の保存安定性が良好なレジスト下層膜用組成物を提供することが可能である。
【0055】
何ら限定されるものではないが、本発明のレジスト下層膜用組成物により、上記のような作用効果が奏される理由は、次のように考えられる。
すなわち、上記加水分解縮合物(A)と、加水分解縮合物(B1)または加水分解縮合物(B2)または加水分解縮合物(B3)とからなる組成物を塗布乾燥すると、有機成分に富む加水分解縮合物(B1)または(B2)または(B3)が塗布膜の上層部に移行し、無機成分の多い加水分解縮合物(A)は下層部に移行する。この現象は気液界面において、より疎水性の大きい物質が気液界面に移行する性質によるものである。一般にレジストは有機成分からなることが多いため、塗布膜上層部との密着性は向上する。また加水分解縮合物(A)に由来する無機物により、現像液に対する耐性、酸素アッシング耐性も向上する。
【0056】
【実施例】
以下、この発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。但し、以下の記載は、本発明の態様例を概括的に示すものであり、特に理由なく、かかる記載により本発明は限定されるものではない。
なお以下に示す方法でレジスト下層膜用組成物の評価を行った。
【0057】
(レジストの密着性評価)
シリコーンウエハ上に反射防止膜(JSR製NFC B007)をスピンコート法で塗布し、200℃のホットプレート上で1分間乾燥させた。得られた反射防止膜の膜厚は300nmであった。次いで、レジスト下層膜用組成物をスピンコートで塗布し、200℃のホットプレート上で2分間乾燥させた。この際のレジスト下層膜の膜厚は70nmに制御した。さらに、レジスト下層膜上にレジスト(JSR製ARF001S)を塗布し、130℃で90秒間乾燥させた。この際のレジストの膜厚は340nmに制御した。(株)ニコン製ArFエキシマレーザー照射装置を用い、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を0.2μmのライン・アンド・スペースパターンを有する石英製マスクを介して基板に32mJ照射した。この後、基板を130℃で90秒間加熱した。2.38%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で30秒間現像した後の基板で、レジストパターンをSEMで観察した。レジストパターンの現像剥離が生じていない場合を「剥離なし」と判断した。
【0058】
(レジストパターンの再現性評価)
上記現像後の基板で、レジストパターンをSEMで観察した。露光部にレジストの現像残りが生じず、0.2μmのライン・アンド・スペースパターンを有する石英製マスクの矩形を再現できている場合を「良好」と判断した。
(耐アルカリ性評価)
レジスト下層膜を2.38%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液に30秒間浸漬し、浸漬前後での塗膜膜厚の変化が2nm以下の場合、「良好」と判断した。
【0059】
(酸素アッシング耐性)
レジスト下層膜をバレル型酸素プラズマ灰化装置(ヤマト科学製PR−501A)を用いて、300Wで15秒間O2処理し、処理前後での膜厚の変化が5nm以下の場合、「良好」と判断した。
(溶液の保存安定性)
40℃で1ヶ月保存したレジスト下層膜用組成物を、シリコーンウエハ上に、スピンコーターを用いて、回転数2,000rpm、20秒の条件で塗布した。その後、200℃の温度に保持したホットプレートを用いて、レジスト下層膜用組成物を塗布したシリコンウエハを2分間加熱し、シリコンウエハ上に塗膜を形成させた。このようにして得られた塗膜の膜厚を、光学式膜厚計(Rudolph Technologies社製、Spectra Laser200)を用いて塗膜面内で50点測定した。得られた膜厚の膜厚を測定し、下式により求めた膜厚増加率により、保存安定性を評価した。
【0060】
膜厚増加率(%)=
((保存後の膜厚)−(保存前の膜厚))÷(保存前の膜厚)×100
良好:膜厚変化率 ≦10%
不良:10%< 膜厚変化率
【0061】
【実施例1】
(1)テトラメトキシシラン24.4gをプロピレングリコールモノエチルエーテル58gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌させ、溶液温度を60℃に安定させた。次にマレイン酸0.4gを溶解させたイオン交換水16.8gを1時間かけて溶液に添加した。その後、60℃で4時間反応させた後、反応液を室温まで冷却した。50℃で反応液からメタノールを含む溶液50gをエバポレーションで除去して組成物(A)を得た。
【0062】
(2)プロピルトリエトキシシラン42.4gをプロピレングリコールモノプロピルエーテル40.0gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌させ、溶液温度を60℃に安定させた。次にマレイン酸0.9gを溶解させたイオン交換水18.7gを1時間かけて溶液に添加した。その後、60℃で2時間反応させた後、反応液を室温まで冷却した。プロピレングリコールモノプロピルエーテルを59.9g加えた後、50℃で反応液からメタノールを含む溶液を59.9g、エバポレーションで除去して組成物(B)を得た。
【0063】
(3)上記(1)で得られた組成物(A)23.6gおよび上記(2)で得られた組成物(B)1.8gを混合したあとに、プロピレングリコールモノプロピルを72.2g、超純水2.3g、およびエーテルトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート0.01gを添加し十分攪拌した。この溶液を0.2μm孔径のテフロン(R)製フィルターでろ過を行い本発明のレジスト下層膜用組成物を得た。
【0064】
評価結果
レジストの密着性:剥離なし
レジストパターンの再現性:良好
耐アルカリ性:良好(膜厚変化0.3nm)
酸素アッシング耐性:良好(膜厚変化2.3nm)
溶液保存安定性:良好(膜厚増加率4.5%)
【0065】
【実施例2】
(1)テトラメトキシシラン20.4gとエチルトリメトキシシラン18.7gとをプロピレングリコールモノプロピルエーテル40.0gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌させ、溶液温度を60℃に安定させた。次にマレイン酸0.9gを溶解させたイオン交換水15.7gを1時間かけて溶液に添加した。その後、60℃で2時間反応させた後、反応液を室温まで冷却した。プロピレングリコールモノプロピルエーテルを69.9g加えた後、50℃で反応液からメタノールを含む溶液を69.9g、エバポレーションで除去して組成物(B)を得た。
【0066】
(2)実施例1で得られた組成物(A)23.6gおよび上記(2)で得られた組成物(B)1.9gを混合したあとに、プロピレングリコールモノプロピルを72.2g、超純水2.3g、およびエーテルトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート0.01gを添加し十分攪拌した。この溶液を0.2μm孔径のテフロン(R)製フィルターでろ過を行い本発明のレジスト下層膜用組成物を得た。
【0067】
評価結果
レジストの密着性:剥離なし
レジストパターンの再現性:良好
耐アルカリ性:良好(膜厚変化0.3nm)
酸素アッシング耐性:良好(膜厚変化2.4nm)
溶液保存安定性:良好(膜厚増加率3.9%)
【0068】
【実施例3】
(1)メチルトリメトキシシラン21.4gとビシクロヘプチルトリエトキシシラン18.7gとをプロピレングリコールモノプロピルエーテル40.0gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌させ、溶液温度を60℃に安定させた。次にマレイン酸0.9gを溶解させたイオン交換水18.7gを1時間かけて溶液に添加した。その後、60℃で2時間反応させた後、反応液を室温まで冷却した。プロピレングリコールモノプロピルエーテルを59.9g加えた後、50℃で反応液からメタノールを含む溶液を59.9g、エバポレーションで除去して組成物(B)を得た。
【0069】
(2)実施例1で得られた組成物(A)23.6gおよび上記(2)で得られた組成物(B)1.8gを混合したあとに、プロピレングリコールモノプロピルを72.2g、超純水2.3g、およびエーテルトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート0.01gを添加し十分攪拌した。この溶液を0.2μm孔径のテフロン(R)製フィルターでろ過を行い本発明のレジスト下層膜用組成物を得た。
【0070】
評価結果
レジストの密着性:剥離なし
レジストパターンの再現性:良好
耐アルカリ性:良好(膜厚変化0.2nm)
酸素アッシング耐性:良好(膜厚変化2.2nm)
溶液保存安定性:良好(膜厚増加率4.1%)
【0071】
【比較例1】
(1)テトラメトキシシラン20.3gおよびメチルトリメトキシシラン4.1gの混合物をプロピレングリコールモノエチルエーテル58gに溶解させた後、スリーワンモーターで攪拌させ、溶液温度を60℃に安定させた。次にマレイン酸0.4gを溶解させたイオン交換水16.8gを1時間かけて溶液に添加した。その後、60℃で4時間反応させた後、反応液を室温まで冷却した。50℃で反応液からメタノールを含む溶液を50g、エバポレーションで除去して組成物(A)を得た。
【0072】
(2)上記(1)で得られた組成物(A)16.2gにプロピレングリコールモノプロピルを81.4g、超純水2.4g、およびエーテルトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート0.06gを添加し十分攪拌した。この溶液を0.2μm孔径のテフロン(R)製フィルターでろ過を行いレジスト下層膜用組成物を得た。
【0073】
評価結果
レジストの密着性:不良
レジストパターンの再現性:レジスト剥がれの為観測できず
耐アルカリ性:良好(膜厚変化0.9nm)
酸素アッシング耐性:良好(膜厚変化3.2nm)
溶液保存安定性:良好(膜厚増加率4.5%)

Claims (9)

  1. (A)下記一般式(1)で表される化合物(A−1)を含むアルコキシシランの加水分解縮合物と、
    (B2)下記一般式(1)で表される化合物(B−1)および下記一般式(2)で表される化合物(B−2)を含む混合アルコキシシランの加水分解縮合物と
    を含有することを特徴とするレジスト下層膜用組成物(b);
    Si(OR24 …(1)
    (各R2は、同一でも異なっていても良く、1価の有機基を示す。)
    1 nSi(OR24-n …(2)
    (各R1は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基または水素を示し、各R2は、同一でも異なっていても良く、それぞれ1価の有機基を示し、nは1〜2の整数を示す。)。
  2. 前記式(2)の 1 としての1価の有機基が、−O−SiR3 3(R3は一価の有機基またはアルコキシル基)であり、かつ、前記式(1)のR 2 としての1価の有機基がアルキル基、アリール基、アリル基およびグリシジル基からなる群より選ばれることを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜用組成物。
  3. 前記加水分解縮合物(A)100重量部(完全加水分解縮合物換算)に対して、前記加水分解縮合物(B2)を0.1重量部(完全加水分解縮合物換算)以上含有することを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜用組成物。
  4. 前記加水分解縮合物(B2)が、前記式(2)で表される化合物(B−2)を5重量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜用組成物。
  5. 前記式(2)のR1が炭素数が2〜20のアルキル基であることを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜用組成物。
  6. 前記式(2)のR1が環状脂肪族構造を含むことを特徴とする請求項1に記載のレジスト下層膜用組成物。
  7. さらに(C)紫外光照射および/または加熱により酸を発生する化合物を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のレジスト下層膜用組成物。
  8. さらに、水(D)を、前記レジスト下層膜用組成物100重量部に対して0.2〜10重量部含有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のレジスト下層膜用組成物。
  9. 請求項1〜のいずれかに記載のレジスト下層膜用組成物を用いて、150〜350℃の温度にて製膜することを特徴とするレジスト下層膜の製造方法。
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US7875417B2 (en) 2007-07-04 2011-01-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone-containing film-forming composition, silicon-containing film, silicon-containing film-bearing substrate, and patterning method
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