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JP7523075B2 - Compound and its manufacturing method, resin, composition, resist film, pattern forming method, underlayer film for lithography, optical component, and method for purifying compound or resin - Google Patents
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Compound and its manufacturing method, resin, composition, resist film, pattern forming method, underlayer film for lithography, optical component, and method for purifying compound or resin Download PDF

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Description

本発明は、化合物及びその製造方法、樹脂、組成物、レジスト膜、パターン形成方法、リソグラフィー用下層膜、光学部品、並びに化合物又は樹脂の精製方法に関する。 The present invention relates to a compound and its manufacturing method, a resin, a composition, a resist film, a pattern formation method, an underlayer film for lithography, an optical component, and a method for purifying a compound or resin.

これまでの一般的なレジスト材料は、アモルファス薄膜を形成可能な高分子系レジスト材料である。例えば、ポリメチルメタクリレートや、解離性反応基を有するポリヒドロキシスチレン又はポリアルキルメタクリレート等の高分子系レジスト材料が挙げられる。そして、このような高分子系レジスト材料の溶液を基板上に塗布することにより作製したレジスト薄膜に紫外線、遠紫外線、電子線、極端紫外線(EUV)、X線などを照射することにより、45~100nm程度のラインパターンを形成している。 Until now, the most common resist materials have been polymeric resist materials capable of forming amorphous thin films. Examples include polymeric resist materials such as polymethyl methacrylate, and polyhydroxystyrene or polyalkyl methacrylates that have dissociative reactive groups. A solution of such a polymeric resist material is applied to a substrate to produce a resist thin film, which is then irradiated with ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beams, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, or the like to form line patterns of about 45 to 100 nm.

しかしながら、高分子系レジスト材料は分子量が1万~10万程度と大きく、分子量分布も広い。このため、高分子系レジスト材料を用いるリソグラフィーでは、微細パターン表面にラフネスが生じ、パターン寸法を制御することが困難となり、歩留まりが低下する。従って、従来の高分子系レジスト材料を用いるリソグラフィーでは微細化に限界がある。より微細なパターンを作製するために、種々の低分子量レジスト材料が提案されている。However, polymer-based resist materials have a large molecular weight of about 10,000 to 100,000, and a wide molecular weight distribution. For this reason, in lithography using polymer-based resist materials, roughness occurs on the surface of fine patterns, making it difficult to control the pattern dimensions and reducing yields. Therefore, there are limits to how much finer patterns can be produced with lithography using conventional polymer-based resist materials. In order to produce finer patterns, various low-molecular-weight resist materials have been proposed.

例えば、低分子量多核ポリフェノール化合物を主成分として用いるアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物(例えば、特許文献1及び2参照)が提案されている。また、高耐熱性を有する低分子量レジスト材料の候補として、低分子量環状ポリフェノール化合物を主成分として用いるアルカリ現像型のネガ型感放射線性組成物(例えば、特許文献3及び非特許文献1参照)も提案されている。更に、レジスト材料のベース化合物として、ポリフェノール化合物が低分子量ながら高耐熱性を付与でき、レジストパターンの解像性やラフネスの改善に有用であることが知られている(例えば、非特許文献2参照)。For example, alkaline development type negative radiation-sensitive compositions using a low molecular weight polynuclear polyphenol compound as the main component have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, as a candidate for a low molecular weight resist material having high heat resistance, an alkaline development type negative radiation-sensitive composition using a low molecular weight cyclic polyphenol compound as the main component has also been proposed (see, for example, Patent Document 3 and Non-Patent Document 1). Furthermore, it is known that polyphenol compounds, although they have a low molecular weight, can impart high heat resistance as a base compound of a resist material, and are useful for improving the resolution and roughness of a resist pattern (see, for example, Non-Patent Document 2).

また、電子線又は極端紫外線(Extreme UltraViolet:以下、適宜“EUV”と称する。)によるリソグラフィーは、反応メカニズムが通常の光リソグラフィーと異なる。更に、電子線又はEUVによるリソグラフィーにおいては、数十nmの微細なパターン形成を目標としている。このようにレジストパターン寸法が小さくなるほど、露光光源に対して高感度であるレジスト材料が求められる。特にEUVによるリソグラフィーでは、スループットの点で、レジスト組成物の高感度化を図る必要がある。
これらの問題を改善するレジスト材料として、チタン、ハフニウムやジルコニウムを有する無機レジスト材料が提案されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
In addition, the reaction mechanism of lithography using electron beams or extreme ultraviolet rays (hereinafter referred to as "EUV") is different from that of normal photolithography. Furthermore, in lithography using electron beams or EUV, the goal is to form fine patterns of several tens of nm. As the resist pattern dimensions become smaller, a resist material with high sensitivity to the exposure light source is required. In particular, in lithography using EUV, it is necessary to increase the sensitivity of the resist composition in terms of throughput.
As resist materials that can solve these problems, inorganic resist materials containing titanium, hafnium, or zirconium have been proposed (see, for example, Patent Documents 4 and 5).

特開2005-326838号公報JP 2005-326838 A 特開2008-145539号公報JP 2008-145539 A 特開2009-173623号公報JP 2009-173623 A 特開2015-75500号公報JP 2015-75500 A 特開2015-108781号公報JP 2015-108781 A

T.Nakayama,M.Nomura,K.Haga,M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,2979(1998)T. Nakayama, M. Nomura, K. Haga, M. Ueda: Bull. Chem. Soc. Jpn. , 71, 2979 (1998) 岡崎信次、他22名「フォトレジスト材料開発の新展開」株式会社シーエムシー出版、2009年9月、p.211-259Shinji Okazaki and 22 others, "New Developments in Photoresist Material Development," CMC Publishing Co., Ltd., September 2009, pp. 211-259

しかしながら、前記特許文献1や特許文献2に記載の組成物は耐熱性が十分では無く、得られるレジストパターンの形状が悪くなるおそれがある。前記特許文献3や非特許文献1に記載の組成物は、半導体製造プロセスに用いられる安全溶媒に対する溶解性が十分でない。また、前記特許文献3や非特許文献1に記載の組成物は、感度も十分でなく、得られるレジストパターン形状が悪くなる場合があり、低分子量レジスト材料のさらなる改良が望まれている。前記非特許文献2には溶解性について記載がなく、記載された化合物の耐熱性はいまだ十分ではなく、耐熱性の一段の向上が求められている。また、前記特許文献4~5に記載のレジスト材料は、比較的高感度であるもののいまだ十分な感度では無かった。更に、当該レジスト材料は、安全溶媒に対する溶解性が低く、保存安定性が悪く、膜に欠陥が多い等の欠点があった。However, the compositions described in Patent Document 1 and Patent Document 2 do not have sufficient heat resistance, and the shape of the resulting resist pattern may be poor. The compositions described in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1 do not have sufficient solubility in safe solvents used in semiconductor manufacturing processes. In addition, the compositions described in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1 do not have sufficient sensitivity, and the shape of the resulting resist pattern may be poor, so further improvement of low molecular weight resist materials is desired. Non-Patent Document 2 does not describe solubility, and the heat resistance of the described compounds is still insufficient, so further improvement of heat resistance is required. In addition, the resist materials described in Patent Documents 4 and 5 have relatively high sensitivity, but still do not have sufficient sensitivity. Furthermore, the resist materials have disadvantages such as low solubility in safe solvents, poor storage stability, and many defects in the film.

本発明の目的は、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、安全溶媒に対する溶解性の高い化合物及びその製造方法、並びに樹脂を提供することにある。The object of the present invention is to provide a compound that has high sensitivity, a high refractive index and transparency in a specific wavelength range, and high solubility in safe solvents, a method for producing the compound, and a resin.

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定構造を有する化合物が前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that a compound having a specific structure can solve the above problems, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明は次のとおりである。 In other words, the present invention is as follows.

[1]下記式(X)で示される化合物。[1] A compound represented by the following formula (X):

(式(X)中、Xは、下記式(A-1)で示される基又はハロゲン原子であり、Yは、単結合、ヘテロ原子又は2価の基であり、Pは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。2つのX同士が結合して下記式(A-1-1)で示される基を形成していてもよい。) (In formula (X), X 0 is a group represented by the following formula (A-1) or a halogen atom; Y is a single bond, a heteroatom or a divalent group; each P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group or a halogen atom; each q is independently an integer of 0 to 3; and each v is independently an integer of 0 to (4+2×q). Two X 0 may be bonded together to form a group represented by the following formula (A-1-1).)

(式(A-1)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、pは、各々独立して0~3の整数であり、nは、各々独立して0~(5+2×p)の整数である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (A-1), each R 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; each p is independently an integer from 0 to 3; and each n is independently an integer from 0 to (5+2×p). * represents connection to Te.)

(式(A-1-1)中、R、p、nは前記式(A-1)と同義であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は単結合である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (A-1-1), R 0 , p, and n are the same as those in formula (A-1), and Z is an oxygen atom, a sulfur atom, or a single bond. * indicates connection to Te.)

[2]前記式(A-1)及び前記式(A-1-1)において、Rは、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基;或いは水酸基又は水酸基の水素原子が架橋性反応基又は解離性反応基で置換された基である[1]に記載の化合物。 [2] The compound according to [1], wherein in the formula (A-1) and the formula (A-1-1), R 0 are each independently a hydrocarbon group; a halogen atom; a cyano group; a nitro group; an amino group; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; or a hydroxyl group or a group in which the hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with a crosslinkable reactive group or a dissociable reactive group.

[3]前記式(A-1)で示される基が下記式(1A)で示される基であり、前記式(A-1-1)で示される基が下記式(1A-1)で示される基である[1]に記載の化合物。[3] The compound according to [1], wherein the group represented by formula (A-1) is a group represented by the following formula (1A), and the group represented by formula (A-1-1) is a group represented by the following formula (1A-1).

(式(1A)中、pは前記式(A-1)と同義であり、Rは、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;或いはエーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基であり、Rは、各々独立して、水素原子、架橋性反応基又は解離性反応基であり、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数であり、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのnは1~(5+2×p)の整数である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (1A), p is defined as in formula (A-1), each R 1 is independently a hydrocarbon group; a halogen atom; a cyano group; a nitro group; an amino group; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; or an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; each R 2 is independently a hydrogen atom, a crosslinkable reactive group or a dissociable reactive group; each n 1 is independently an integer of 0 to (5+2×p), and each n 2 is independently an integer of 0 to (5+2×p), with the proviso that at least one n 2 is an integer of 1 to (5+2×p). * indicates that the group is connected to Te.)

(式(1A-1)中、p、R、n、R及びnは前記式(1A)と同義であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は単結合である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (1A-1), p, R 1 , n 1 , R 2 and n 2 are the same as those in formula (1A), and Z is an oxygen atom, a sulfur atom or a single bond. * indicates connection to Te.)

[4]前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、Rは、各々独立して、アルキル基、アリール基又はアルケニル基である前記炭化水素基、或いは前記ハロゲン原子である[3]に記載の化合物。 [4] The compound according to [3], wherein in the formula (1A) and the formula (1A-1), R 1 is each independently the hydrocarbon group which is an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, or the halogen atom.

[5]前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、pは0である[3]又は[4]に記載の化合物。[5] A compound according to [3] or [4], in which in formula (1A) and formula (1A-1), p is 0.

[6]前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、n及びnは1である[3]~[5]のいずれかに記載の化合物。 [6] The compound according to any one of [3] to [5], wherein in the formula (1A) and the formula (1A-1), n 1 and n 2 are 1.

[7]前記式(1A)及び前記式(1A-1)の各々において、少なくとも一つのRは解離性反応基である[3]~[6]のいずれかに記載の化合物。 [7] The compound according to any one of [3] to [6], wherein in each of the formula (1A) and the formula (1A-1), at least one R 2 is a dissociable reactive group.

[8]前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、前記Rは全て水素原子である[3]~[6]のいずれかに記載の化合物。 [8] The compound according to any one of [3] to [6], wherein in the formula (1A) and the formula (1A-1), all of the R 2 's are hydrogen atoms.

[9][1]~[8]のいずれかに記載の化合物に由来する構成単位を含む樹脂。[9] A resin containing a structural unit derived from a compound described in any one of [1] to [8].

[10]下記式(B1-M)で示される構成単位を含む[9]に記載の樹脂。[10] A resin described in [9] containing a structural unit represented by the following formula (B1-M):

(式(B1-M)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。Rは、単結合又は下記式(5)で示される基である。) In formula (B1-M), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer of 0 to 3; n 3 is 0 to (4+2×s); Y, P 0 , q, and v are the same as those defined in formula (X); R 4 is a single bond or a group represented by the following formula (5).

(式(5)中、Rは、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状のアルキレン基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20のアリーレン基であり、R5’は各々独立して、下記式(5’)のいずれかの基である。) (In formula (5), R 5 is a substituted or unsubstituted linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and each R 5' is independently any group of the following formula (5').)

(式(5’)中、*はRに接続していることを表す。) (In formula (5'), * indicates connection to R5 .)

[11]前記Rは、前記式(5)で示される基である[10]に記載の樹脂。 [11] The resin according to [10], wherein R 4 is a group represented by formula (5).

[12]下記式(B2-M’)で示される構成単位を含む[9]に記載の樹脂。[12] A resin described in [9] containing a structural unit represented by the following formula (B2-M'):

(式(B2-M’)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。Rは、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状の3価の脂肪族基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20の3価の芳香族基であり、R6’は各々独立して、下記式(6’)のいずれかの基である。) (In formula (B2-M'), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer of 0 to 3, and n 3 is 0 to (4+2×s); Y, P 0 , q, and v are the same as defined in formula (X); R 6 is a substituted or unsubstituted linear, branched, or cyclic trivalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted trivalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; and each R 6' is independently a group represented by the following formula (6').)

(式(6’)中、*はRに接続していることを表す。) (In formula (6'), * indicates connection to R6 .)

[13]下記式(C1)で示される構成単位を含む[9]に記載の樹脂。[13] A resin according to [9] containing a structural unit represented by the following formula (C1).

(式(C1)中、Rは、各々独立して酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、rは0~3の整数であり、nは2~(4+2×r)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。) (In formula (C1), each R 7 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; r is an integer of 0 to 3; and n 7 is an integer of 2 to (4+2×r). Y, P 0 , q, and v are each defined as in formula (X).)

[14]前記式(X)中Xがハロゲン原子である、[1]~[8]のいずれかに記載の化合物の製造方法であって、
ハロゲン化テルルと、下記式(Y-1)で示される化合物とを反応させる工程を含む、化合物の製造方法。
[14] A method for producing the compound according to any one of [1] to [8], wherein X 0 in the formula (X) is a halogen atom,
A method for producing a compound, comprising a step of reacting a tellurium halide with a compound represented by the following formula (Y-1):

(式(Y-1)中、Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。) (In formula (Y-1), Y, P 0 , q, and v are the same as those in formula (X).)

[15]前記式(X)中、Xが前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基である、[1]~[8]のいずれかに記載の化合物の製造方法であって、
前記式(X)中Xがハロゲン原子である前記化合物と、下記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物とを反応させる工程を含む、化合物の製造方法。
[15] A method for producing a compound according to any one of [1] to [8], wherein, in formula (X), X 0 is a group represented by formula (A-1) or formula (A-1-1),
A method for producing a compound, comprising a step of reacting the compound of formula (X) in which X0 is a halogen atom with a compound represented by the following formula (B-1) or (B-1-1):

(式(B-1)中、R、n及びpは前記式(A-1)と同義である。) (In formula (B-1), R 0 , n and p are the same as those in formula (A-1).)

(式(B-1-1)中、Z、R、n及びpは前記式(A-1-1)と同義である。) (In formula (B-1-1), Z, R 0 , n and p are the same as those in formula (A-1-1).)

[16][1]~[8]のいずれかに記載の化合物又は[9]~[13]のいずれかに記載の樹脂を含有する組成物。[16] A composition containing a compound according to any one of [1] to [8] or a resin according to any one of [9] to [13].

[17]溶媒を更に含有する、[16]に記載の組成物。[17] The composition described in [16], further containing a solvent.

[18]酸発生剤を更に含有する、[16]又は[17]に記載の組成物。[18] The composition described in [16] or [17], further containing an acid generator.

[19]酸架橋剤を更に含有する、[16]~[18]のいずれかに記載の組成物。[19] The composition described in any one of [16] to [18], further comprising an acid crosslinking agent.

[20]ジアゾナフトキノン光活性化合物を更に含有する、[16]~[19]のいずれかに記載の組成物。[20] The composition described in any one of [16] to [19], further containing a diazonaphthoquinone photoactive compound.

[21][16]~[20]のいずれかに記載の組成物から形成されたレジスト膜。[21] A resist film formed from a composition described in any one of [16] to [20].

[22][16]~[20]のいずれかに記載の組成物を用いて基板上に膜を形成する膜形成工程と、
前記膜を露光する露光工程と、
前記露光工程において露光された膜を現像してパターンを形成する現像工程と、
を含むパターン形成方法。
[22] A film formation step of forming a film on a substrate using the composition according to any one of [16] to [20];
an exposure step of exposing the film to light;
a developing step for developing the film exposed in the exposure step to form a pattern;
A pattern forming method comprising the steps of:

[23]ケイ素含有化合物を更に含有する、[16]~[20]のいずれかに記載の組成物。[23] A composition described in any one of [16] to [20], further containing a silicon-containing compound.

[24]前記ケイ素含有化合物が、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物である[23]に記載の組成物。[24] The composition described in [23], wherein the silicon-containing compound is a hydrolyzable organosilane, its hydrolysate, or its hydrolyzed condensate.

[25][16]~[20]、[23]及び[24]のいずれかに記載の組成物を用いて形成されたリソグラフィー用下層膜。[25] An underlayer film for lithography formed using a composition described in any one of [16] to [20], [23] and [24].

[26][16]~[20]のいずれかに記載の組成物を用いて形成された光学部品。[26] An optical component formed using a composition described in any one of [16] to [20].

[27][1]~[8]のいずれかに記載の化合物又は[9]~[13]のいずれかに記載の樹脂を、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶媒に溶解させて溶液(A)を得る工程と、
得られた溶液(A)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程と、
を含む化合物の精製方法。
[27] A step of dissolving the compound according to any one of [1] to [8] or the resin according to any one of [9] to [13] in a solvent containing an organic solvent that is arbitrarily immiscible with water to obtain a solution (A);
a first extraction step of contacting the obtained solution (A) with an acidic aqueous solution to extract impurities in the compound or the resin;
A method for purifying a compound comprising:

[28]前記酸性の水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液;又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液である[27]に記載の化合物又は樹脂の精製方法。[28] The method for purifying a compound or resin described in [27], wherein the acidic aqueous solution is an aqueous solution of one or more mineral acids selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid; or an aqueous solution of one or more organic acids selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoroacetic acid.

[29]前記水と任意に混和しない有機溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の有機溶媒である[27]又は[28]に記載の化合物或いは樹脂の精製方法。 [29] A method for purifying a compound or resin described in [27] or [28], wherein the organic solvent that is arbitrarily immiscible with water is one or more organic solvents selected from the group consisting of toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, and ethyl acetate.

[30]前記第一抽出工程後、前記化合物又は前記樹脂を含む溶液相を更に水に接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程を含む[27]~[29]のいずれかに記載の化合物又は樹脂の精製方法。[30] A method for purifying a compound or resin according to any one of [27] to [29], comprising a second extraction step of contacting the solution phase containing the compound or resin with water after the first extraction step to extract impurities in the compound or resin.

本発明によれば、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、安全溶媒に対する溶解性の高い化合物及びその製造方法、並びに樹脂を提供することができる。 The present invention provides a compound that is highly sensitive, has a high refractive index and transparency in a specific wavelength range, and is highly soluble in safe solvents, as well as a method for producing the compound and a resin.

以下、本発明の実施の形態について説明する(以下、「本実施形態」と称する場合がある)。なお、本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は本実施形態のみに限定されない。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described (hereinafter, may be referred to as the "present embodiment"). Note that the present embodiment is an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to only the present embodiment.

[化合物]
本実施形態に係る化合物は、下記式(X)で示される。
[Compound]
The compound according to this embodiment is represented by the following formula (X).

(式(X)中、Xは、下記式(A-1)で示される基又はハロゲン原子であり、Yは、単結合、ヘテロ原子又は2価の基であり、Pは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。2つのX同士が結合して下記式(A-1-1)で示される基を形成していてもよい。) (In formula (X), X 0 is a group represented by the following formula (A-1) or a halogen atom; Y is a single bond, a heteroatom or a divalent group; each P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group or a halogen atom; each q is independently an integer of 0 to 3; and each v is independently an integer of 0 to (4+2×q). Two X 0 may be bonded together to form a group represented by the following formula (A-1-1).)

(式(A-1)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、pは、各々独立して0~3の整数であり、nは、各々独立して0~(5+2×p)の整数である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (A-1), each R 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; each p is independently an integer from 0 to 3; and each n is independently an integer from 0 to (5+2×p). * represents connection to Te.)

(式(A-1-1)中、R、p、nは前記式(A-1)と同義であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は単結合である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (A-1-1), R 0 , p, and n are the same as those in formula (A-1), and Z is an oxygen atom, a sulfur atom, or a single bond. * indicates connection to Te.)

本実施形態に係る化合物の化学構造は、H-NMR分析により決定できる。本実施形態に係る化合物は、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、安全溶媒に対する溶解性の高い。また、本実施形態に係る化合物は、前記式(X)のとおり、テルルを含むため、特にEUVによるリソグラフィーにおいて増感効果が期待できる。またベンゼン骨格又はナフタレン骨格等を有するため、耐熱性に優れる。 The chemical structure of the compound according to this embodiment can be determined by 1 H-NMR analysis. The compound according to this embodiment has high sensitivity, a high refractive index and transparency in a specific wavelength region, and high solubility in safe solvents. In addition, since the compound according to this embodiment contains tellurium as shown in the formula (X), a sensitizing effect can be expected, particularly in EUV lithography. In addition, since the compound has a benzene skeleton or a naphthalene skeleton, it has excellent heat resistance.

前記式(X)中、Xは、前記式(A-1)で示される基又はハロゲン原子である。2つのX同士が結合して前記式(A-1-1)で示される基を形成していてもよい。前記式(A-1-1)で示される基は、2つの前記式(A-1)で示される基がZにより結合した2価の基であり、2つの*はTeにそれぞれ接続している。前記ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 In the formula (X), X 0 is a group represented by the formula (A-1) or a halogen atom. Two X 0 may be bonded together to form a group represented by the formula (A-1-1). The group represented by the formula (A-1-1) is a divalent group in which two groups represented by the formula (A-1) are bonded by Z, and each of the two *'s is connected to Te. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

前記式(A-1)中、pは、各々独立して0~3の整数であり、(縮合)環構造(以下、該環構造を“環構造A”と称することがある。))の構造を決定する値である。即ち、下記に示すように、式(A-1)において、p=0の場合には環構造Aはベンゼン構造を示し、p=1の場合には環構造Aはナフタレン構造を示し、p=2の場合には環構造Aはアントラセン又はフェナントレン等の三環構造を示し、p=3の場合には環構造Aはピレン等の四環構造を示す。特に限定されるものではないが、前記環構造Aとしては、溶解性の観点からベンゼン構造又はナフタレン構造(p=0又は1)が好ましい。式(A-1)において、R及びTe(*)は環構造A上の任意の結合可能部位に結合される。 In the formula (A-1), p is an integer of 0 to 3, each independently, and is a value that determines the structure of a (condensed) ring structure (hereinafter, the ring structure may be referred to as "ring structure A"). That is, as shown below, in the formula (A-1), when p = 0, the ring structure A is a benzene structure, when p = 1, the ring structure A is a naphthalene structure, when p = 2, the ring structure A is a three-ring structure such as anthracene or phenanthrene, and when p = 3, the ring structure A is a four-ring structure such as pyrene. Although not particularly limited, the ring structure A is preferably a benzene structure or a naphthalene structure (p = 0 or 1) from the viewpoint of solubility. In the formula (A-1), R 0 and Te (*) are bonded to any bondable site on the ring structure A.

前記式(A-1)中、Rは、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子である。 In the formula (A-1), R 0 is a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom.

ここで、酸素原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1~20のアシル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数1~6の直鎖状アルキルオキシ基、炭素数3~20の分岐状アルキルオキシ基、炭素数3~20の環状アルキルオキシ基、炭素数2~6の直鎖状アルケニルオキシ基、炭素数3~6の分岐状アルケニルオキシ基、炭素数3~10の環状アルケニルオキシ基、炭素数6~10のアリールオキシ基、炭素数1~20のアシルオキシ基、炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数3~20のアルコキシカルボニルアルキル基、炭素数2~20の1-置換アルコキシメチル基、炭素数2~20の環状エーテルオキシ基、炭素数2~20のアルコキシアルキルオキシ基、グリシジルオキシ基、アリルオキシ基、(メタ)アクリル基、グリシジルアクリレート基、グリシジルメタクリレート基及び水酸基等が挙げられる。Here, examples of monovalent groups containing an oxygen atom include, but are not limited to, acyl groups having 1 to 20 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 20 carbon atoms, linear alkyloxy groups having 1 to 6 carbon atoms, branched alkyloxy groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic alkyloxy groups having 3 to 20 carbon atoms, linear alkenyloxy groups having 2 to 6 carbon atoms, branched alkenyloxy groups having 3 to 6 carbon atoms, cyclic alkenyloxy groups having 3 to 10 carbon atoms, aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms, and aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms. Examples of such groups include an oxy group, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a 1-substituted alkoxymethyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic etheroxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, a glycidyloxy group, an allyloxy group, a (meth)acrylic group, a glycidyl acrylate group, a glycidyl methacrylate group, and a hydroxyl group.

炭素数1~20のアシル基としては、以下に限定されないが、例えば、メタノイル基(ホルミル基)、エタノイル基(アセチル基)、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。Examples of acyl groups having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methanoyl (formyl), ethanoyl (acetyl), propanoyl, butanoyl, pentanoyl, hexanoyl, octanoyl, decanoyl, and benzoyl groups.

炭素数2~20のアルコキシカルボニル基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基等が挙げられる。Examples of alkoxycarbonyl groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methoxycarbonyl groups, ethoxycarbonyl groups, propoxycarbonyl groups, butoxycarbonyl groups, pentyloxycarbonyl groups, hexyloxycarbonyl groups, octyloxycarbonyl groups, and decyloxycarbonyl groups.

炭素数1~6の直鎖状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基等が挙げられる。Examples of linear alkyloxy groups having 1 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, methoxy groups, ethoxy groups, n-propoxy groups, n-butoxy groups, n-pentyloxy groups, and n-hexyloxy groups.

炭素数3~20の分岐状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基等が挙げられる。Examples of branched alkyloxy groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, isopropoxy groups, isobutoxy groups, and tert-butoxy groups.

炭素数3~20の環状アルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、シクロデシルオキシ基等が挙げられる。Examples of cyclic alkyloxy groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropoxy groups, cyclobutoxy groups, cyclopentyloxy groups, cyclohexyloxy groups, cyclooctyloxy groups, and cyclodecyloxy groups.

炭素数2~6の直鎖状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニルオキシ基、1-プロペニルオキシ基、2-プロペニルオキシ基、1-ブテニルオキシ基、2-ブテニルオキシ基等が挙げられる。Examples of linear alkenyloxy groups having 2 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, vinyloxy groups, 1-propenyloxy groups, 2-propenyloxy groups, 1-butenyloxy groups, and 2-butenyloxy groups.

炭素数3~6の分岐状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基、イソペンテニルオキシ基、イソヘキセニルオキシ基等が挙げられる。Examples of branched alkenyloxy groups having 3 to 6 carbon atoms include, but are not limited to, isopropenyloxy groups, isobutenyloxy groups, isopentenyloxy groups, and isohexenyloxy groups.

炭素数3~10の環状アルケニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニルオキシ基、シクロブテニルオキシ基、シクロペンテニルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基、シクロオクテニルオキシ基、シクロデシニルオキシ基等が挙げられる。Examples of cyclic alkenyloxy groups having 3 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyloxy groups, cyclobutenyloxy groups, cyclopentenyloxy groups, cyclohexenyloxy groups, cyclooctenyloxy groups, and cyclodecenyloxy groups.

炭素数6~10のアリールオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、フェニルオキシ基(フェノキシ基)、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基等が挙げられる。Examples of aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms include, but are not limited to, phenyloxy groups (phenoxy groups), 1-naphthyloxy groups, and 2-naphthyloxy groups.

炭素数1~20のアシルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。Examples of acyloxy groups having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, formyloxy groups, acetyloxy groups, propionyloxy groups, butyryloxy groups, isobutyryloxy groups, and benzoyloxy groups.

炭素数2~20のアルコキシカルボニルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、プロポキシカルボニルオキシ基、ブトキシカルボニルオキシ基、オクチルオキシカルボニルオキシ基、デシルオキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。Examples of alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methoxycarbonyloxy groups, ethoxycarbonyloxy groups, propoxycarbonyloxy groups, butoxycarbonyloxy groups, octyloxycarbonyloxy groups, and decyloxycarbonyloxy groups.

炭素数3~20のアルコキシカルボニルアルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n-プロポキシカルボニルメチル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、n-ブトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。Examples of alkoxycarbonylalkyl groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methoxycarbonylmethyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, an n-propoxycarbonylmethyl group, an isopropoxycarbonylmethyl group, and an n-butoxycarbonylmethyl group.

炭素数2~20の1-置換アルコキシメチル基としては、以下に限定されないが、例えば、1-シクロペンチルメトキシメチル基、1-シクロペンチルエトキシメチル基、1-シクロヘキシルメトキシメチル基、1-シクロヘキシルエトキシメチル基、1-シクロオクチルメトキシメチル基及び1-アダマンチルメトキシメチル基等が挙げられる。Examples of 1-substituted alkoxymethyl groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, 1-cyclopentylmethoxymethyl, 1-cyclopentylethoxymethyl, 1-cyclohexylmethoxymethyl, 1-cyclohexylethoxymethyl, 1-cyclooctylmethoxymethyl, and 1-adamantylmethoxymethyl.

炭素数2~20の環状エーテルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、テトラヒドロピラニルオキシ基、テトラヒドロフラニルオキシ基、テトラヒドロチオピラニルオキシ基、テトラヒドロチオフラニルオキシ基、4-メトキシテトラヒドロピラニルオキシ基及び4-メトキシテトラヒドロチオピラニルオキシ基等が挙げられる。Examples of cyclic etheroxy groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, tetrahydropyranyloxy groups, tetrahydrofuranyloxy groups, tetrahydrothiopyranyloxy groups, tetrahydrothiofuranyloxy groups, 4-methoxytetrahydropyranyloxy groups, and 4-methoxytetrahydrothiopyranyloxy groups.

炭素数2~20のアルコキシアルキルオキシ基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシメトキシ基、エトキシエトキシ基、シクロヘキシルオキシメトキシ基、シクロヘキシルオキシエトキシ基、フェノキシメトキシ基、フェノキシエトキシ基等が挙げられる。Examples of alkoxyalkyloxy groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methoxymethoxy groups, ethoxyethoxy groups, cyclohexyloxymethoxy groups, cyclohexyloxyethoxy groups, phenoxymethoxy groups, and phenoxyethoxy groups.

(メタ)アクリル基としては、以下に限定されないが、例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。また、グリシジルアクリレート基は、グリシジルオキシ基にアクリル酸を反応させて得ることができるものであれば特に限定されない。更に、グリシジルメタクリレート基としては、グリシジルオキシ基にメタクリル酸を反応させて得ることができるものであれば特に限定されない。 (Meth)acrylic groups include, but are not limited to, acryloyloxy groups, methacryloyloxy groups, etc. Furthermore, the glycidyl acrylate group is not particularly limited as long as it can be obtained by reacting acrylic acid with a glycidyloxy group. Furthermore, the glycidyl methacrylate group is not particularly limited as long as it can be obtained by reacting methacrylic acid with a glycidyloxy group.

硫黄原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、チオール基等が挙げられる。硫黄原子を含む1価の基としては、式(A-1)における環構造Aを構成する炭素原子に硫黄原子が直接結合した基であることが好ましい。Examples of the monovalent group containing a sulfur atom include, but are not limited to, a thiol group. The monovalent group containing a sulfur atom is preferably a group in which a sulfur atom is directly bonded to a carbon atom constituting the ring structure A in formula (A-1).

窒素原子を含む1価の基としては、以下に限定されないが、例えば、ニトロ基、アミノ基、ジアゾ基等が挙げられる。窒素原子を含む1価の基としては、式(A-1)における環構造Aを構成する炭素原子に窒素原子が直接結合した基であることが好ましい。Examples of the monovalent group containing a nitrogen atom include, but are not limited to, a nitro group, an amino group, a diazo group, etc. The monovalent group containing a nitrogen atom is preferably a group in which a nitrogen atom is directly bonded to a carbon atom constituting the ring structure A in formula (A-1).

炭化水素基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1~20の直鎖状アルキル基、炭素数3~6の分岐状アルキル基、炭素数3~20の環状アルキル基、炭素数2~20の直鎖状アルケニル基、炭素数3~20の分岐状アルケニル基、炭素数3~20の環状アルケニル基、炭素数6~20のアリール基等が挙げられる。Examples of hydrocarbon groups include, but are not limited to, linear alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, branched alkyl groups having 3 to 6 carbon atoms, cyclic alkyl groups having 3 to 20 carbon atoms, linear alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, branched alkenyl groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic alkenyl groups having 3 to 20 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 20 carbon atoms.

炭素数1~20の直鎖状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-デシル基、n-ドデシル基等が挙げられる。Examples of linear alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-decyl, and n-dodecyl groups.

炭素数3~20の分岐状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、2-ヘキシル基、2-デシル基、2-ドデシル基等が挙げられる。Examples of branched alkyl groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, neopentyl, 2-hexyl, 2-decyl, and 2-dodecyl groups.

炭素数3~20の環状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、アダマンチル基、ビシクロヘキシル基、トリシクロデシル基等が挙げられる。Examples of cyclic alkyl groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclodecyl, adamantyl, bicyclohexyl, and tricyclodecyl groups.

炭素数2~20の直鎖状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、1-ブテニル基、2-ブテニル基、2-ペンテニル基、2-ヘキセニル基、2-デシリニル基、2-ドデシリニル基等が挙げられる。Examples of linear alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, vinyl groups, 1-propenyl groups, 2-propenyl groups (allyl groups), 1-butenyl groups, 2-butenyl groups, 2-pentenyl groups, 2-hexenyl groups, 2-decylinyl groups, and 2-dodecylinyl groups.

炭素数3~20の分岐状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニル基、イソブテニル基、イソペンテニル基、イソヘキセニル基、イソデシル基、イソドデシル基等が挙げられる。Examples of branched alkenyl groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, isopropenyl, isobutenyl, isopentenyl, isohexenyl, isodecyl, and isododecyl groups.

炭素数3~20の環状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプタニル基、シクロオクテニル基、シクロデシニル基、シクロドデシニル基等が挙げられる。Examples of cyclic alkenyl groups having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyl groups, cyclobutenyl groups, cyclopentenyl groups, cyclohexenyl groups, cycloheptanyl groups, cyclooctenyl groups, cyclodecenyl groups, and cyclododecenyl groups.

炭素数6~20のアリール基としては、以下に限定されないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基等が挙げられる。Examples of aryl groups having 6 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, phenyl groups, naphthyl groups, biphenyl groups, fluorenyl groups, anthracenyl groups, and pyrenyl groups.

ハロゲン原子としては、以下に限定されないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of halogen atoms include, but are not limited to, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

前記式(A-1)中、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数である。本実施形態においては、溶媒に対する溶解性の観点から、前記式(A-1)中のnの少なくとも1つが、1~4の整数であることが好ましい。In the formula (A-1), each n is independently an integer from 0 to (5+2×p). In this embodiment, from the viewpoint of solubility in a solvent, it is preferable that at least one of the n's in the formula (A-1) is an integer from 1 to 4.

本実施形態において、溶媒に対する溶解性と架橋性の導入との観点から、前記式(A-1)中のRの少なくとも1つが、酸素原子を含む1価の基であることが好ましい。 In the present embodiment, from the viewpoint of solubility in a solvent and introduction of crosslinkability, it is preferable that at least one of R 0 in the formula (A-1) is a monovalent group containing an oxygen atom.

前記式(A-1-1)中、Zは、酸素原子、硫黄原子又は単結合である。特に限定されるものではないが、Zとしては、耐熱性の観点から酸素原子又は硫黄原子であることが好ましい。式(A-1-1)において、Zは環構造上の任意の結合可能部位に結合される。In the formula (A-1-1), Z is an oxygen atom, a sulfur atom, or a single bond. Although there is no particular limitation, Z is preferably an oxygen atom or a sulfur atom from the viewpoint of heat resistance. In the formula (A-1-1), Z is bonded to any bondable site on the ring structure.

前記式(A-1)及び前記式(A-1-1)において、Rは、硬化性の観点から、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基;或いは水酸基又は水酸基の水素原子が架橋性反応基又は解離性反応基で置換された基であることが好ましい。 In the formula (A-1) and the formula (A-1-1), from the viewpoint of curability, it is preferable that R 0 is each independently a hydrocarbon group; a halogen atom; a cyano group; a nitro group; an amino group; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; or a hydroxyl group or a group in which the hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with a crosslinkable reactive group or a dissociable reactive group.

前記炭化水素基としては、直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基が挙げられる。また、前記炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられ、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数6~40のアリール基等が挙げられる。Examples of the hydrocarbon group include linear, branched, and cyclic hydrocarbon groups. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups, such as alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 40 carbon atoms.

直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数1~30の直鎖状アルキル基、炭素数3~30の分岐状アルキル基、炭素数3~30の環状アルキル基が挙げられる。Examples of linear, branched or cyclic hydrocarbon groups include, but are not limited to, linear alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, branched alkyl groups having 3 to 30 carbon atoms, and cyclic alkyl groups having 3 to 30 carbon atoms.

炭素数1~30の直鎖状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。Examples of linear alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, and n-hexyl groups.

炭素数3~30の分岐状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、2-ヘキシル基等が挙げられる。Examples of branched alkyl groups having 3 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, neopentyl, and 2-hexyl groups.

炭素数3~30の環状アルキル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等が挙げられる。Examples of cyclic alkyl groups having 3 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, and cyclodecyl groups.

アリール基としては、以下に限定されないが、炭素数6~40のアリール基が挙げられ、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。Examples of aryl groups include, but are not limited to, aryl groups having 6 to 40 carbon atoms, such as phenyl groups and naphthyl groups.

アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、炭素数2~30の直鎖状アルケニル基、炭素数3~30の分岐状アルケニル基、炭素数3~30の環状アルケニル基が挙げられる。Examples of alkenyl groups include, but are not limited to, linear alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, branched alkenyl groups having 3 to 30 carbon atoms, and cyclic alkenyl groups having 3 to 30 carbon atoms.

炭素数2~30の直鎖状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、1-ブテニル基、2-ブテニル基、2-ペンテニル基、2-ヘキセニル基等が挙げられる。Examples of linear alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, vinyl groups, 1-propenyl groups, 2-propenyl groups (allyl groups), 1-butenyl groups, 2-butenyl groups, 2-pentenyl groups, and 2-hexenyl groups.

炭素数3~30の分岐状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロペニル基、イソブテニル基、イソペンテニル基、イソヘキセニル基等が挙げられる。 Examples of branched alkenyl groups having 3 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, isopropenyl groups, isobutenyl groups, isopentenyl groups, isohexenyl groups, etc.

炭素数3~30の環状アルケニル基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプタニル基、シクロオクテニル基、シクロデシニル基等が挙げられる。Examples of cyclic alkenyl groups having 3 to 30 carbon atoms include, but are not limited to, cyclopropenyl groups, cyclobutenyl groups, cyclopentenyl groups, cyclohexenyl groups, cycloheptanyl groups, cyclooctenyl groups, and cyclodecenyl groups.

ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基としては、メチルオキシメチル基、エチルオキシメチル基、n-プロピルオキシメチル基、n-ブチルオキシメチル基、n-ペンチルオキシメチル基、n-ヘキシルオキシメチル基、イソプロピルオキシメチル基、イソブチルオキシメチル基、tert-ブチルオキシメチル基、ネオペンチルオキシメチル基、2-ヘキシルオキシメチル基、シクロプロピルオキシメチル基、シクロブチルオキシメチル基、シクロペンチルオキシメチル基、シクロヘキシルオキシメチル基、シクロオクチルオキシメチル基、シクロデシルオキシメチル基、メチルカルボニルメチル基、エチルカルボニルメチル基、n-プロピルカルボニルメチル基、n-ブチルカルボニルメチル基、n-ペンチルカルボニルメチル基、n-ヘキシルカルボニルメチル基、イソプロピルカルボニルメチル基、イソブチルカルボニルメチル基、tert-ブチルカルボニルメチル基、ネオペンチルカルボニルメチル基、2-ヘキシルカルボニルメチル基、シクロプロピルカルボニルメチル基、シクロブチルカルボニルメチル基、シクロペンチルカルボニルメチル基、シクロヘキシルカルボニルメチル基、シクロオクチルカルボニルメチル基、シクロデシルカルボニルメチル基、メチルオキシカルボニルメチル基、エチルオキシカルボニルメチル基、n-プロピルオキシカルボニルメチル基、n-ブチルオキシカルボニルメチル基、n-ペンチルオキシカルボニルメチル基、n-ヘキシルオキシカルボニルメチル基、イソプロピルオキシカルボニルメチル基、イソブチルオキシカルボニルメチル基、tert-ブチルオキシカルボニルメチル基、ネオペンチルオキシカルボニルメチル基、2-ヘキシルオキシカルボニルメチル基、シクロプロピルオキシカルボニルメチル基、シクロブチルオキシカルボニルメチル基、シクロペンチルオキシカルボニルメチル基、シクロヘキシルオキシカルボニルメチル基、シクロオクチルオキシカルボニルメチル基、シクロデシルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。Examples of alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond include methyloxymethyl, ethyloxymethyl, n-propyloxymethyl, n-butyloxymethyl, n-pentyloxymethyl, n-hexyloxymethyl, isopropyloxymethyl, isobutyloxymethyl, tert-butyloxymethyl, neopentyloxymethyl, 2-hexyloxymethyl, cyclopropyloxymethyl, cyclobutyloxymethyl, cyclopentyloxymethyl, cyclohexyloxymethyl, cyclooctyloxymethyl, cyclodecyloxymethyl, methylcarbonylmethyl, ethylcarbonylmethyl, n-propylcarbonylmethyl, n-butylcarbonylmethyl, n-pentylcarbonylmethyl, n-hexylcarbonylmethyl, isopropylcarbonylmethyl, isobutylcarbonylmethyl, tert-butylcarbonylmethyl, neopentylcarbonylmethyl, 2-hexyloxymethyl, carbonylmethyl group, cyclopropylcarbonylmethyl group, cyclobutylcarbonylmethyl group, cyclopentylcarbonylmethyl group, cyclohexylcarbonylmethyl group, cyclooctylcarbonylmethyl group, cyclodecylcarbonylmethyl group, methyloxycarbonylmethyl group, ethyloxycarbonylmethyl group, n-propyloxycarbonylmethyl group, n-butyloxycarbonylmethyl group, n-pentyloxycarbonylmethyl group, n-hexyloxycarbonylmethyl group, isopropyloxycarbonylmethyl group, isobutyloxycarbonylmethyl group, tert-butyloxycarbonylmethyl group, neopentyloxycarbonylmethyl group, 2-hexyloxycarbonylmethyl group, cyclopropyloxycarbonylmethyl group, cyclobutyloxycarbonylmethyl group, cyclopentyloxycarbonylmethyl group, cyclohexyloxycarbonylmethyl group, cyclooctyloxycarbonylmethyl group, cyclodecyloxycarbonylmethyl group, and the like.

エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基としては、ビニルオキシメチル基、1-プロペニルオキシメチル基、2-プロペニルオキシメチル基(アリルオキシメチル基)、1-ブテニルオキシメチル基、2-ブテニルオキシメチル基、2-ペンテニルオキシメチル基、2-ヘキセニルオキシメチル基、イソプロペニルオキシメチル基、イソブテニルオキシメチル基、イソペンテニルオキシメチル基、イソヘキセニルオキシメチル基、シクロプロペニルオキシメチル基、シクロブテニルオキシメチル基、シクロペンテニルオキシメチル基、シクロヘキセニルオキシメチル基、シクロヘプタニルオキシメチル基、シクロオクテニルオキシメチル基、シクロデシニルオキシメチル基、ビニルカルボニルメチル基、1-プロペニルカルボニルメチル基、2-プロペニルカルボニルメチル基(アリルカルボニルメチル基)、1-ブテニルカルボニルメチル基、2-ブテニルカルボニルメチル基、2-ペンテニルカルボニルメチル基、2-ヘキセニルカルボニルメチル基、イソプロペニルカルボニルメチル基、イソブテニルカルボニルメチル基、イソペンテニルカルボニルメチル基、イソヘキセニルカルボニルメチル基、シクロプロペニルカルボニルメチル基、シクロブテニルカルボニルメチル基、シクロペンテニルカルボニルメチル基、シクロヘキセニルカルボニルメチル基、シクロヘプタニルカルボニルメチル基、シクロオクテニルカルボニルメチル基、シクロデシニルカルボニルメチル基、ビニルオキシカルボニルメチル基、1-プロペニルオキシカルボニルメチル基、2-プロペニルオキシカルボニルメチル基(アリルオキシカルボニルメチル基)、1-ブテニルオキシカルボニルメチル基、2-ブテニルオキシカルボニルメチル基、2-ペンテニルオキシカルボニルメチル基、2-ヘキセニルオキシカルボニルメチル基、イソプロペニルオキシカルボニルメチル基、イソブテニルオキシカルボニルメチル基、イソペンテニルオキシカルボニルメチル基、イソヘキセニルオキシカルボニルメチル基、シクロプロペニルオキシカルボニルメチル基、シクロブテニルオキシカルボニルメチル基、シクロペンテニルオキシカルボニルメチル基、シクロヘキセニルオキシカルボニルメチル基、シクロヘプタニルオキシカルボニルメチル基、シクロオクテニルオキシカルボニルメチル基、シクロデシニルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。Examples of alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond include a vinyloxymethyl group, a 1-propenyloxymethyl group, a 2-propenyloxymethyl group (allyloxymethyl group), a 1-butenyloxymethyl group, a 2-butenyloxymethyl group, a 2-pentenyloxymethyl group, a 2-hexenyloxymethyl group, an isopropenyloxymethyl group, an isobutenyloxymethyl group, an isopentenyloxymethyl group, an isohexenyloxymethyl group, a cyclopropenyloxymethyl group, a cyclobutenyloxymethyl group, and a cyclopentenyloxymethyl group. alkyl group, cyclohexenyloxymethyl group, cycloheptanyloxymethyl group, cyclooctenyloxymethyl group, cyclodecenyloxymethyl group, vinylcarbonylmethyl group, 1-propenylcarbonylmethyl group, 2-propenylcarbonylmethyl group (allylcarbonylmethyl group), 1-butenylcarbonylmethyl group, 2-butenylcarbonylmethyl group, 2-pentenylcarbonylmethyl group, 2-hexenylcarbonylmethyl group, isopropenylcarbonylmethyl group, isobutenylcarbonylmethyl group, isopentenylcarbonylmethyl group, isohexenylcarbonyl Methyl group, cyclopropenylcarbonylmethyl group, cyclobutenylcarbonylmethyl group, cyclopentenylcarbonylmethyl group, cyclohexenylcarbonylmethyl group, cycloheptanylcarbonylmethyl group, cyclooctenylcarbonylmethyl group, cyclodecenylcarbonylmethyl group, vinyloxycarbonylmethyl group, 1-propenyloxycarbonylmethyl group, 2-propenyloxycarbonylmethyl group (allyloxycarbonylmethyl group), 1-butenyloxycarbonylmethyl group, 2-butenyloxycarbonylmethyl group, 2-pentenyloxycarbonyl Examples of the alkyl group include a methyl group, a 2-hexenyloxycarbonylmethyl group, an isopropenyloxycarbonylmethyl group, an isobutenyloxycarbonylmethyl group, an isopentenyloxycarbonylmethyl group, an isohexenyloxycarbonylmethyl group, a cyclopropenyloxycarbonylmethyl group, a cyclobutenyloxycarbonylmethyl group, a cyclopentenyloxycarbonylmethyl group, a cyclohexenyloxycarbonylmethyl group, a cycloheptanyloxycarbonylmethyl group, a cyclooctenyloxycarbonylmethyl group, and a cyclodecenyloxycarbonylmethyl group.

エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基としては、フェニルオキシメチル基、ナフチルオキシメチル基、フェニルカルボニルメチル基、ナフチルカルボニルメチル基、フェニル基オキシカルボニルメチル、ナフチル基オキシカルボニルメチル等が挙げられる。架橋性反応基及び解離性反応基については後述する。Examples of aryl groups having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond include phenyloxymethyl, naphthyloxymethyl, phenylcarbonylmethyl, naphthylcarbonylmethyl, phenyloxycarbonylmethyl, naphthyloxycarbonylmethyl, etc. Crosslinkable reactive groups and dissociable reactive groups will be described later.

前記式(A-1)で示される基は下記式(1A)で示される基であり、前記式(A-1-1)で示される基は下記式(1A-1)で示される基であることが好ましい。It is preferable that the group represented by the formula (A-1) is a group represented by the following formula (1A), and the group represented by the formula (A-1-1) is a group represented by the following formula (1A-1).

(式(1A)中、pは前記式(A-1)と同義であり、Rは、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;或いはエーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基であり、Rは、各々独立して、水素原子、架橋性反応基又は解離性反応基であり、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数であり、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのnは1~(5+2×p)の整数である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (1A), p is defined as in formula (A-1), each R 1 is independently a hydrocarbon group; a halogen atom; a cyano group; a nitro group; an amino group; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; or an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; each R 2 is independently a hydrogen atom, a crosslinkable reactive group or a dissociable reactive group; each n 1 is independently an integer of 0 to (5+2×p), and each n 2 is independently an integer of 0 to (5+2×p), with the proviso that at least one n 2 is an integer of 1 to (5+2×p). * indicates that the group is connected to Te.)

(式(1A-1)中、p、R、n、R及びnは前記式(1A)と同義であり、Zは、酸素原子、硫黄原子又は単結合である。*はTeに接続していることを表す。) (In formula (1A-1), p, R 1 , n 1 , R 2 and n 2 are the same as those in formula (1A), and Z is an oxygen atom, a sulfur atom or a single bond. * indicates connection to Te.)

式(1A)において、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数であり、nは各々独立して、0~(5+2×p)の整数である。また、少なくとも一つのnは1~(5+2×p)の整数である。即ち、式(1A)で示される基は、環構造Aに対して少なくとも一つの「-OR」を有する。式(1A)及び式(1A-1)において、Z、R、-OR、Te(*)は環構造A上の任意の結合可能部位に結合される。このため、一つの環構造Aにおけるn+nの上限は、Te(*)(及びZ)と結合部位を考慮に入れた後の環構造Aの結合可能部位数の上限と一致する。なお、n+nは前記式(A-1)におけるnと一致する。 In formula (1A), n 1 is independently an integer of 0 to (5+2×p), and n 2 is independently an integer of 0 to (5+2×p). At least one n 2 is an integer of 1 to (5+2×p). That is, the group represented by formula (1A) has at least one "-OR 2 " with respect to the ring structure A. In formula (1A) and formula (1A-1), Z, R 1 , -OR 2 , and Te(*) are bonded to any bondable site on the ring structure A. Therefore, the upper limit of n 1 +n 2 in one ring structure A is the same as the upper limit of the number of bondable sites of the ring structure A after taking into account Te(*) (and Z) and the bonded sites. Note that n 1 +n 2 is the same as n in formula (A-1).

は、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;或いはエーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基である。Rは、前述した前記式(A-1)及び前記式(A-1-1)におけるRと同様であることができる。 Each R 1 is independently a hydrocarbon group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an amino group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and including an ether bond, a ketone bond or an ester bond, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and including an ether bond, a ketone bond or an ester bond, or an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and including an ether bond, a ketone bond or an ester bond. R 1 can be the same as R 0 in the above-mentioned formula (A-1) and formula (A-1-1).

式(1A)において、Rは、各々独立して、水素原子、架橋性反応基又は解離性反応基である。 In formula (1A), each R 2 is independently a hydrogen atom, a crosslinkable reactive group, or a dissociable reactive group.

本実施形態において「架橋性反応基」とは、ラジカル又は酸/アルカリの存在下で反応し、塗布溶媒や現像液に使用される酸、アルカリ又は有機溶媒に対する溶解性が変化する基をいう。架橋性反応基としては、例えば、アリル基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、アルコキシメチル基、シアノ基が挙げられるが、ラジカル又は酸/アルカリの存在下で反応すれば、これらに限定されない。架橋性反応基は、生産性を向上させる観点から、酸の存在下で連鎖的に開裂反応を起こす性質を有することが好ましい。In this embodiment, the term "crosslinkable reactive group" refers to a group that reacts in the presence of a radical or an acid/alkali and changes the solubility in the acid, alkali, or organic solvent used in the coating solvent or developer. Examples of crosslinkable reactive groups include allyl groups, (meth)acryloyl groups, vinyl groups, epoxy groups, alkoxymethyl groups, and cyano groups, but are not limited to these as long as they react in the presence of a radical or an acid/alkali. From the viewpoint of improving productivity, it is preferable that the crosslinkable reactive group has the property of undergoing a chain cleavage reaction in the presence of an acid.

本実施形態において「解離性反応基」とは、開裂してアルカリ可溶性基を生成しうる基をいう。アルカリ可溶性基としては、特に限定されないが、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、ヘキサフルオロイソプロパノール基などが挙げられ、フェノール性水酸基及びカルボキシル基が好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。前記解離性反応基としては、特に限定されないが、例えば、KrFやArF用の化学増幅型レジスト組成物に用いられるヒドロキシスチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂等において提案されているもののなかから適宜選択して用いることができる。In this embodiment, the term "dissociable reactive group" refers to a group that can be cleaved to generate an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include, but are not limited to, a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a hexafluoroisopropanol group. Phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups are preferred, and phenolic hydroxyl groups are particularly preferred. The dissociable reactive group is not limited to, but can be appropriately selected from those proposed in, for example, hydroxystyrene-based resins and (meth)acrylic acid-based resins used in chemically amplified resist compositions for KrF and ArF.

前記解離性反応基の好ましい例としては、酸により解離する性質を有する、置換メチル基、1-置換エチル基、1-置換-n-プロピル基、1-分岐アルキル基、シリル基、アシル基、1-置換アルコキシメチル基、環状エーテル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアルキル基等が挙げられる。なお、前記解離性反応基は、架橋性官能基を有さないことが好ましい。 Preferred examples of the dissociable reactive group include a substituted methyl group, a 1-substituted ethyl group, a 1-substituted n-propyl group, a 1-branched alkyl group, a silyl group, an acyl group, a 1-substituted alkoxymethyl group, a cyclic ether group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonylalkyl group, which have the property of being dissociated by an acid. It is preferable that the dissociable reactive group does not have a crosslinkable functional group.

置換メチル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数2~20の置換メチル基とすることができ、炭素数4~18の置換メチル基が好ましく、炭素数6~16の置換メチル基がより好ましい。置換メチル基の具体例としては、以下に限定されないが、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、n-プロポキシメチル基、イソプロポキシメチル基、n-ブトキシメチル基、t-ブトキシメチル基、2-メチルプロポキシメチル基、エチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル基、フェニルオキシメチル基、1-シクロペンチルオキシメチル基、1-シクロヘキシルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェナシル基、4-ブロモフェナシル基、4-メトキシフェナシル基、ピペロニル基、及び下記式(13-1)で表される置換基群等を挙げることができる。なお、下記式(13-1)中のR2Aの具体例としては、以下に限定されないが、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n-プロピル基、t-ブチル基、n-ブチル基等が挙げられる。 The substituted methyl group is not particularly limited, but can usually be a substituted methyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a substituted methyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably a substituted methyl group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the substituted methyl group include, but are not limited to, a methoxymethyl group, a methylthiomethyl group, an ethoxymethyl group, an n-propoxymethyl group, an isopropoxymethyl group, an n-butoxymethyl group, a t-butoxymethyl group, a 2-methylpropoxymethyl group, an ethylthiomethyl group, a methoxyethoxymethyl group, a phenyloxymethyl group, a 1-cyclopentyloxymethyl group, a 1-cyclohexyloxymethyl group, a benzylthiomethyl group, a phenacyl group, a 4-bromophenacyl group, a 4-methoxyphenacyl group, a piperonyl group, and the group of substituents represented by the following formula (13-1). Specific examples of R 2A in the following formula (13-1) include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an n-propyl group, a t-butyl group, an n-butyl group, and the like.

前記式(13-1)中、R2Aは、炭素数1~4のアルキル基である。 In the above formula (13-1), R 2A is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

1-置換エチル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数3~20の1-置換エチル基とすることができ、炭素数5~18の1-置換エチル基が好ましく、炭素数7~16の置換エチル基がより好ましい。1-置換エチル基の具体例としては、以下に限定されないが、1-メトキシエチル基、1-メチルチオエチル基、1,1-ジメトキシエチル基、1-エトキシエチル基、1-エチルチオエチル基、1,1-ジエトキシエチル基、n-プロポキシエチル基、イソプロポキシエチル基、n-ブトキシエチル基、t-ブトキシエチル基、2-メチルプロポキシエチル基、1-フェノキシエチル基、1-フェニルチオエチル基、1,1-ジフェノキシエチル基、1-シクロペンチルオキシエチル基、1-シクロヘキシルオキシエチル基、1-フェニルエチル基、1,1-ジフェニルエチル基、及び下記式(13-2)で表される置換基群等を挙げることができる。 The 1-substituted ethyl group is not particularly limited, but can usually be a 1-substituted ethyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted ethyl group having 5 to 18 carbon atoms, and more preferably a substituted ethyl group having 7 to 16 carbon atoms. Specific examples of the 1-substituted ethyl group include, but are not limited to, a 1-methoxyethyl group, a 1-methylthioethyl group, a 1,1-dimethoxyethyl group, a 1-ethoxyethyl group, a 1-ethylthioethyl group, a 1,1-diethoxyethyl group, a n-propoxyethyl group, a isopropoxyethyl group, a n-butoxyethyl group, a t-butoxyethyl group, a 2-methylpropoxyethyl group, a 1-phenoxyethyl group, a 1-phenylthioethyl group, a 1,1-diphenoxyethyl group, a 1-cyclopentyloxyethyl group, a 1-cyclohexyloxyethyl group, a 1-phenylethyl group, a 1,1-diphenylethyl group, and the group of substituents represented by the following formula (13-2).

前記式(13-2)中、R2Aは、前記式(13-1)と同義である。 In the formula (13-2), R 2A has the same meaning as in the formula (13-1).

1-置換-n-プロピル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数4~20の1-置換-n-プロピル基とすることができ、炭素数6~18の1-置換-n-プロピル基が好ましく、炭素数8~16の1-置換-n-プロピル基がより好ましい。1-置換-n-プロピル基の具体例としては、以下に限定されないが、1-メトキシ-n-プロピル基及び1-エトキシ-n-プロピル基等を挙げることができる。 The 1-substituted n-propyl group is not particularly limited, but can usually be a 1-substituted n-propyl group having 4 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted n-propyl group having 6 to 18 carbon atoms, and more preferably a 1-substituted n-propyl group having 8 to 16 carbon atoms. Specific examples of the 1-substituted n-propyl group include, but are not limited to, a 1-methoxy-n-propyl group and a 1-ethoxy-n-propyl group.

1-分岐アルキル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数3~20の1-分岐アルキル基とすることができ、炭素数5~18の1-分岐アルキル基が好ましく、炭素数7~16の分岐アルキル基がより好ましい。1-分岐アルキル基の具体例としては、以下に限定されないが、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1-メチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、2-メチルアダマンチル基、及び2-エチルアダマンチル基等を挙げることができる。 The 1-branched alkyl group is not particularly limited, but can usually be a 1-branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably a 1-branched alkyl group having 5 to 18 carbon atoms, and more preferably a branched alkyl group having 7 to 16 carbon atoms. Specific examples of the 1-branched alkyl group include, but are not limited to, an isopropyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a 1,1-dimethylpropyl group, a 1-methylbutyl group, a 1,1-dimethylbutyl group, a 2-methyladamantyl group, and a 2-ethyladamantyl group.

シリル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数1~20のシリル基とすることができ、炭素数3~18のシリル基が好ましく、炭素数5~16のシリル基がより好ましい。シリル基の具体例としては、以下に限定されないが、トリメチルシリル基、エチルジメチルシリル基、メチルジエチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジエチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリ-tert-ブチルシリル基及びトリフェニルシリル基等を挙げることができる。The silyl group is not particularly limited, but can usually be a silyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a silyl group having 3 to 18 carbon atoms, and more preferably a silyl group having 5 to 16 carbon atoms. Specific examples of the silyl group include, but are not limited to, a trimethylsilyl group, an ethyldimethylsilyl group, a methyldiethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group, a tert-butyldiethylsilyl group, a tert-butyldiphenylsilyl group, a tri-tert-butylsilyl group, and a triphenylsilyl group.

アシル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数2~20のアシル基とすることができ、炭素数4~18のアシル基が好ましく、炭素数6~16のアシル基がより好ましい。アシル基の具体例としては、以下に限定されないが、アセチル基、フェノキシアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソバレリル基、ラウリロイル基、アダマンチルカルボニル基、ベンゾイル基及びナフトイル基等を挙げることができる。The acyl group is not particularly limited, but can usually be an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably an acyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an acyl group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the acyl group include, but are not limited to, an acetyl group, a phenoxyacetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a heptanoyl group, a hexanoyl group, a valeryl group, a pivaloyl group, a isovaleryl group, a lauryl group, an adamantylcarbonyl group, a benzoyl group, and a naphthoyl group.

1-置換アルコキシメチル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数2~20の1-置換アルコキシメチル基とすることができ、炭素数4~18の1-置換アルコキシメチル基が好ましく、炭素数6~16の1-置換アルコキシメチル基がより好ましい。1-置換アルコキシメチル基の具体例としては、以下に限定されないが、1-シクロペンチルメトキシメチル基、1-シクロペンチルエトキシメチル基、1-シクロヘキシルメトキシメチル基、1-シクロヘキシルエトキシメチル基、1-シクロオクチルメトキシメチル基及び1-アダマンチルメトキシメチル基等を挙げることができる。 The 1-substituted alkoxymethyl group is not particularly limited, but can typically be a 1-substituted alkoxymethyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a 1-substituted alkoxymethyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably a 1-substituted alkoxymethyl group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the 1-substituted alkoxymethyl group include, but are not limited to, a 1-cyclopentylmethoxymethyl group, a 1-cyclopentylethoxymethyl group, a 1-cyclohexylmethoxymethyl group, a 1-cyclohexylethoxymethyl group, a 1-cyclooctylmethoxymethyl group, and a 1-adamantylmethoxymethyl group.

環状エーテル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数2~20の環状エーテル基とすることができ、炭素数4~18の環状エーテル基が好ましく、炭素数6~16の環状エーテル基がより好ましい。環状エーテル基の具体例としては、以下に限定されないが、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、4-メトキシテトラヒドロピラニル基及び4-メトキシテトラヒドロチオピラニル基等を挙げることができる。The cyclic ether group is not particularly limited, but can usually be a cyclic ether group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a cyclic ether group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably a cyclic ether group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the cyclic ether group include, but are not limited to, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydrothiopyranyl group, a tetrahydrothiofuranyl group, a 4-methoxytetrahydropyranyl group, and a 4-methoxytetrahydrothiopyranyl group.

アルコキシカルボニル基としては、通常、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基とすることができ、炭素数4~18のアルコキシカルボニル基が好ましく、炭素数6~16のアルコキシカルボニル基が更に好ましい。アルコキシカルボニル基の具体例としては、以下に限定されないが、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基又は下記式(13-3)のn=0で表される解離性反応基群等を挙げることができる。The alkoxycarbonyl group can usually be an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxycarbonyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkoxycarbonyl group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the alkoxycarbonyl group include, but are not limited to, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonyl group, or a dissociative reactive group group represented by the following formula (13-3) where n = 0.

アルコキシカルボニルアルキル基としては、特に限定されないが、通常、炭素数3~20のアルコキシカルボニルアルキル基とすることができ、炭素数4~18のアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、炭素数6~16のアルコキシカルボニルアルキル基が更に好ましい。アルコキシカルボニルアルキル基の具体例としては、以下に限定されないが、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、n-プロポキシカルボニルメチル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、n-ブトキシカルボニルメチル基又は下記式(13-3)のn=1~4で表される解離性反応基群等を挙げることができる。The alkoxycarbonylalkyl group is not particularly limited, but can usually be an alkoxycarbonylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxycarbonylalkyl group having 4 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkoxycarbonylalkyl group having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of the alkoxycarbonylalkyl group include, but are not limited to, a methoxycarbonylmethyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, an n-propoxycarbonylmethyl group, an isopropoxycarbonylmethyl group, an n-butoxycarbonylmethyl group, or a dissociative reactive group group represented by the following formula (13-3) where n = 1 to 4.

前記式(13-3)中、R3Aは水素原子又は炭素数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であり、nは0~4の整数である。 In the formula (13-3), R 3A represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; n represents an integer of 0 to 4.

これらの解離性反応基のうち、置換メチル基、1-置換エチル基、1-置換アルコキシメチル基、環状エーテル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、より高い感度を発現する観点から、置換メチル基、1-置換エチル基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシカルボニルアルキル基がより好ましく、更に炭素数3~12のシクロアルカン、ラクトン及び6~12の芳香族環から選ばれる構造を有する解離性反応基が更に好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンとしては、単環でも多環でもよいが、多環であることが好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンの具体例としては、以下に限定されないが、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等が挙げられ、より具体的には、以下に限定されないが、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロデカン等のポリシクロアルカンが挙げられる。これらの中でも、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロデカンが好ましく、アダマンタン、トリシクロデカンがより好ましい。炭素数3~12のシクロアルカンは置換基を有してもよい。ラクトンとしては、以下に限定されないが、例えば、ブチロラクトン又はラクトン基を有する炭素数3~12のシクロアルカンが挙げられる。6~12の芳香族環としては、以下に限定されないが、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましく、ナフタレン環がより好ましい。特に下記式(13-4)で表される解離性反応基群が、解像性が高く好ましい。Among these dissociative reactive groups, substituted methyl groups, 1-substituted ethyl groups, 1-substituted alkoxymethyl groups, cyclic ether groups, alkoxycarbonyl groups, and alkoxycarbonylalkyl groups are preferred, and from the viewpoint of exhibiting higher sensitivity, substituted methyl groups, 1-substituted ethyl groups, alkoxycarbonyl groups, and alkoxycarbonylalkyl groups are more preferred, and furthermore, dissociative reactive groups having a structure selected from cycloalkanes having 3 to 12 carbon atoms, lactones, and aromatic rings having 6 to 12 carbon atoms are even more preferred. The cycloalkanes having 3 to 12 carbon atoms may be monocyclic or polycyclic, but polycyclic rings are preferred. Specific examples of cycloalkanes having 3 to 12 carbon atoms include, but are not limited to, monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes, etc., and more specifically, monocycloalkanes such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, and cyclohexane, and polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclodecane, etc., are included. Among these, adamantane, tricyclodecane, and tetracyclodecane are preferred, and adamantane and tricyclodecane are more preferred. The cycloalkane having 3 to 12 carbon atoms may have a substituent. Examples of lactones include, but are not limited to, butyrolactone and cycloalkanes having 3 to 12 carbon atoms and having a lactone group. Examples of aromatic rings having 6 to 12 carbon atoms include, but are not limited to, a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, and a pyrene ring, with a benzene ring and a naphthalene ring being preferred, and a naphthalene ring being more preferred. In particular, the dissociative reactive group group represented by the following formula (13-4) is preferred due to its high resolution.

前記式(13-4)中、R5Aは、水素原子又は炭素数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であり、R6Aは、水素原子、炭素数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基、シアノ基、ニトロ基、複素環基、ハロゲン原子又はカルボキシル基であり、n1Aは0~4の整数であり、n2Aは1~5の整数であり、n0Aは0~4の整数である。 In the formula (13-4), R 5A is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6A is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a heterocyclic group, a halogen atom, or a carboxyl group, n 1A is an integer of 0 to 4, n 2A is an integer of 1 to 5, and n 0A is an integer of 0 to 4.

上述の構造的特徴により、前記式(1A)で示される基を有する化合物は、低分子量ながらも、その剛直さにより高い耐熱性を有し、高温ベーク条件でも使用可能である。また、該化合物を含む本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、このような低分子量であり、高温ベークが可能でありながら更にテルルを含有する化合物を含むことから高感度であり、更に、良好なレジストパターン形状を付与できる。Due to the structural characteristics described above, the compound having the group represented by the formula (1A) has high heat resistance due to its rigidity even though it has a low molecular weight, and can be used under high-temperature baking conditions. Furthermore, the lithography material according to this embodiment containing the compound has such a low molecular weight and can be baked at high temperatures, and further contains a compound containing tellurium, so it has high sensitivity and can provide a good resist pattern shape.

前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、安全溶媒への溶解性の点から、Rは、各々独立して、アルキル基、アリール基又はアルケニル基である炭化水素基、或いはハロゲン原子であることが好ましい。 In the formula (1A) and the formula (1A-1), from the viewpoint of solubility in a safe solvent, it is preferable that each R 1 is independently a hydrocarbon group such as an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, or a halogen atom.

前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、安全溶媒への溶解性やレジストパターンの特性、耐熱性の点から、pは0であることが好ましい。特に、前記式(1A)においてpは0であることが好ましい。In the formula (1A) and the formula (1A-1), it is preferable that p is 0 in terms of solubility in a safe solvent, resist pattern characteristics, and heat resistance. In particular, it is preferable that p is 0 in the formula (1A).

前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、製造容易性の点からn及びnは1であることが好ましい。特に、前記式(1A)においてpは0であり、かつn及びnは1であることが好ましい。 In the formula (1A) and the formula (1A-1), from the viewpoint of ease of production, it is preferable that n1 and n2 are 1. In particular, it is preferable that p is 0, and n1 and n2 are 1 in the formula (1A).

本実施形態において、アルカリ現像によりポジ型パターンを形成する場合又は有機現像によりネガ型パターンを形成する場合、良好なパターン形状を得る観点から、前記式(1A)及び前記式(1A-1)の各々において、少なくとも一つのRは解離性反応基であることが好ましい。 In the present embodiment, when a positive pattern is formed by alkali development or a negative pattern is formed by organic development, from the viewpoint of obtaining a good pattern shape, in each of the formula (1A) and the formula (1A-1), at least one R 2 is preferably a dissociable reactive group.

本実施形態において、アルカリ現像によりネガ型パターンを形成する場合、良好なパターン形状を得る観点から、前記式(1A)及び前記式(1A-1)において、前記Rは全て水素原子であることができる。 In the present embodiment, when a negative pattern is formed by alkali development, from the viewpoint of obtaining a good pattern shape, all of the R 2s in the formulae (1A) and (1A-1) may be hydrogen atoms.

前記式(X)中、Yは、単結合、ヘテロ原子又は2価の基である。前記ヘテロ原子としては、例えば酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子等が挙げられる。前記ヘテロ原子は窒素原子を含まないことができる。前記2価の基としては、例えばメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、カルボニル基、カルボニルオキシ基等が挙げられる。In the formula (X), Y is a single bond, a heteroatom, or a divalent group. Examples of the heteroatom include an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, and a tellurium atom. The heteroatom may not include a nitrogen atom. Examples of the divalent group include a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, a carbonyl group, and a carbonyloxy group.

前記式(X)中、Pは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子である。Pは、前記式(A-1)のRと同様であることができる。qは、各々独立して0~3の整数であり、前記式(A-1)のpと同様に縮合環構造を決定する値である。前記式(A-1)と同様に、q=0の場合にはベンゼン構造を示し、q=1の場合にはナフタレン構造を示し、q=2の場合にはアントラセン又はフェナントレン等の三環構造を示し、q=3の場合にはピレン等の四環構造を示す。溶解性の観点からqは0又は1であることが好ましい。式(X)において、pは環構造上の任意の結合可能部位に結合される。vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。 In the formula (X), P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom. P 0 can be the same as R 0 in the formula (A-1). Each q is independently an integer of 0 to 3, and is a value that determines the condensed ring structure in the same way as p in the formula (A-1). As in the formula (A-1), when q = 0, it indicates a benzene structure, when q = 1, it indicates a naphthalene structure, when q = 2, it indicates a three-ring structure such as anthracene or phenanthrene, and when q = 3, it indicates a four-ring structure such as pyrene. From the viewpoint of solubility, q is preferably 0 or 1. In the formula (X), p 0 is bonded to any bondable site on the ring structure. Each v is independently an integer of 0 to (4 + 2 × q).

前記式(X)中、Xが前記式(A-1)で示される基である化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができる。 Specific examples of the compound in which X 0 in the formula (X) is a group represented by the formula (A-1) include the following compounds.

前記式(X)中、2つのX同士が結合して前記式(A-1-1)で示される基を形成している化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができる。 In the formula (X), specific examples of the compound in which two X 0 are bonded to each other to form a group represented by the formula (A-1-1) include the following compounds.

前記式(X)中、Xがハロゲン原子である化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができる。 In the above formula (X), specific examples of the compound in which X 0 is a halogen atom include the following compounds.

[化合物の製造方法]
本実施形態において、前記式(X)で示される化合物の製造方法は特に限定されない。例えば、前記式(X)中Xがハロゲン原子である化合物の製造方法は、ハロゲン化テルルと、下記式(Y-1)で示される化合物とを反応させる工程を含むことができる。
[Method of producing the compound]
In the present embodiment, the method for producing the compound represented by formula (X) is not particularly limited. For example, the method for producing the compound in which X0 in formula (X) is a halogen atom can include a step of reacting a tellurium halide with a compound represented by the following formula (Y-1).

(式(Y-1)中、Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。) (In formula (Y-1), Y, P 0 , q, and v are the same as those in formula (X).)

前記ハロゲン化テルルとしては、特に限定されず、例えば、テルル(IV)テトラフルオライド、テルル(IV)テトラクロライド、テルル(IV)テトラブロマイド、テルル(IV)テトラヨーダイド等が挙げられる。前記式(Y-1)で示される化合物は、市販で入手することができる。The tellurium halide is not particularly limited, and examples thereof include tellurium (IV) tetrafluoride, tellurium (IV) tetrachloride, tellurium (IV) tetrabromide, tellurium (IV) tetraiodide, etc. The compound represented by the formula (Y-1) is commercially available.

前記ハロゲン化テルルと前記式(Y-1)で示される化合物との縮合反応は、触媒存在下で行うことができる。触媒としては、酸性触媒または塩基性触媒が好ましく、ルイス酸またはルイス塩基がより好ましい。ルイス酸としては、特に制限されないが、中でも二座以上の配位能力のあるルイス酸が好ましい。具体的には、三弗化ホウ素、塩化アルミニウム、メチルジクロロアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリメチルアルミニウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、四塩化チタン、ジクロロチタンビストリフレート、ビスシクロペンタジエニルチタニウムビストリフレート、ジクロロチタニウムビスフルオロスルホネート、四塩化スズ、スズ(II)ビストリフレート等を例示することができる。また、四塩化チタンを触媒量のメタンスルホン酸トリメチルシリルエーテルと組み合わせることでも使用することもできる。ルイス塩基としては、特に制限されないが、具体的には、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、テトラメチレンジアミン、N-エチルピペリジン、ジアザビシクロ[2,2,0]ウンデセン、ジアザビシクロ[3,3,0]オクタン等を例示することができる。用いるルイス酸、ルイス塩基の組み合わせは、反応させる化合物の組み合わせによって適宜選択することができるが、中でも四塩化チタンとトリエチルアミンの組み合わせが好ましい。The condensation reaction of the tellurium halide with the compound represented by formula (Y-1) can be carried out in the presence of a catalyst. The catalyst is preferably an acidic catalyst or a basic catalyst, more preferably a Lewis acid or a Lewis base. The Lewis acid is not particularly limited, but is preferably a Lewis acid capable of bidentate or higher coordination. Specific examples include boron trifluoride, aluminum chloride, methyldichloroaluminum, dimethylchloroaluminum, trimethylaluminum, magnesium chloride, magnesium bromide, titanium tetrachloride, dichlorotitanium bistriflate, biscyclopentadienyltitanium bistriflate, dichlorotitanium bisfluorosulfonate, tin tetrachloride, tin(II) bistriflate, etc. Titanium tetrachloride can also be used in combination with a catalytic amount of methanesulfonic acid trimethylsilyl ether. The Lewis base is not particularly limited, but specific examples include triethylamine, tributylamine, ethyldiisopropylamine, tetramethylenediamine, N-ethylpiperidine, diazabicyclo[2,2,0]undecene, diazabicyclo[3,3,0]octane, etc. The combination of the Lewis acid and Lewis base used can be appropriately selected depending on the combination of the compounds to be reacted, and among them, the combination of titanium tetrachloride and triethylamine is preferred.

前記ハロゲン化テルルと前記式(Y-1)で示される化合物との縮合反応は、溶媒中で行うことができる。溶媒としては、用いるルイス酸に影響を及ぼさない溶媒であれば、特に制限されず、具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素系、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒等を例示することができ、これらは単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。特に、塩化メチレン、クロロベンゼンが好ましい。The condensation reaction of the tellurium halide with the compound represented by formula (Y-1) can be carried out in a solvent. There are no particular limitations on the solvent as long as it does not affect the Lewis acid used. Specific examples of the solvent include chlorine-based solvents such as methylene chloride, chloroform, and chlorobenzene, and hydrocarbon-based solvents such as benzene, toluene, hexane, and cyclohexane. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, methylene chloride and chlorobenzene are preferred.

前記ハロゲン化テルルと前記式(Y-1)で示される化合物との縮合反応条件は、特に限定されず、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、例えば、-70℃~40℃で0.5~120時間行うことができる。The conditions for the condensation reaction between the tellurium halide and the compound represented by formula (Y-1) are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the reactivity of the reaction raw materials, but can be, for example, carried out at -70°C to 40°C for 0.5 to 120 hours.

また、前記式(X)中、Xが前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基である化合物の製造方法は特に限定されない。例えば、前記式(X)中Xがハロゲン原子である前記化合物と、下記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物とを反応させる工程を含むことができる。 The method for producing the compound in which X0 in the formula (X) is a group represented by the formula (A-1) or the formula (A-1-1) is not particularly limited, and may include, for example, a step of reacting the compound in which X0 in the formula (X) is a halogen atom with a compound represented by the following formula (B-1) or the following formula (B-1-1).

(式(B-1)中、R、n及びpは前記式(A-1)と同義である。) (In formula (B-1), R 0 , n and p are the same as those in formula (A-1).)

(式(B-1-1)中、Z、R、n及びpは前記式(A-1-1)と同義である。) (In formula (B-1-1), Z, R 0 , n and p are the same as those in formula (A-1-1).)

式(X)中Xがハロゲン原子である化合物は、前記方法により製造することができる。式(X)中Xがハロゲン原子である化合物と、前記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物との反応は、例えば以下のように行うことができる。 The compound of formula (X) in which X0 is a halogen atom can be produced by the above-mentioned method. The reaction of the compound of formula (X) in which X0 is a halogen atom with the compound of formula (B-1) or formula (B-1-1) below can be carried out, for example, as follows.

例えば、式(X)中Xがハロゲン原子である化合物と、前記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物との反応は、触媒存在下で行うことができる。触媒としては、酸性触媒または塩基性触媒が好ましく、ルイス酸またはルイス塩基がより好ましい。ルイス酸としては、特に制限されないが、中でも二座以上の配位能力のあるルイス酸が好ましい。具体的には、三弗化ホウ素、塩化アルミニウム、メチルジクロロアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリメチルアルミニウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、四塩化チタン、ジクロロチタンビストリフレート、ビスシクロペンタジエニルチタニウムビストリフレート、ジクロロチタニウムビスフルオロスルホネート、四塩化スズ、スズ(II)ビストリフレート等を例示することができる。また、四塩化チタンを触媒量のメタンスルホン酸トリメチルシリルエーテルと組み合わせることでも使用することもできる。ルイス塩基としては、特に制限されないが、具体的には、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、テトラメチレンジアミン、N-エチルピペリジン、ジアザビシクロ[2,2,0]ウンデセン、ジアザビシクロ[3,3,0]オクタン等を例示することができる。用いるルイス酸、ルイス塩基の組み合わせは、反応させる化合物の組み合わせによって適宜選択することができるが、中でも四塩化チタンとトリエチルアミンの組み合わせが好ましい。 For example, the reaction of a compound in which X 0 in formula (X) is a halogen atom with a compound represented by formula (B-1) or formula (B-1-1) below can be carried out in the presence of a catalyst. As the catalyst, an acidic catalyst or a basic catalyst is preferred, and a Lewis acid or a Lewis base is more preferred. As the Lewis acid, there is no particular limitation, but among them, a Lewis acid having bidentate or higher coordination ability is preferred. Specific examples include boron trifluoride, aluminum chloride, methyldichloroaluminum, dimethylchloroaluminum, trimethylaluminum, magnesium chloride, magnesium bromide, titanium tetrachloride, dichlorotitanium bistriflate, biscyclopentadienyltitanium bistriflate, dichlorotitanium bisfluorosulfonate, tin tetrachloride, tin(II) bistriflate, etc. Also, titanium tetrachloride can be used in combination with a catalytic amount of methanesulfonic acid trimethylsilyl ether. The Lewis base is not particularly limited, but specific examples include triethylamine, tributylamine, ethyldiisopropylamine, tetramethylenediamine, N-ethylpiperidine, diazabicyclo[2,2,0]undecene, diazabicyclo[3,3,0]octane, etc. The combination of the Lewis acid and Lewis base used can be appropriately selected depending on the combination of the compounds to be reacted, and among them, the combination of titanium tetrachloride and triethylamine is preferred.

前記式(X)中Xがハロゲン原子である化合物と、前記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物との反応は、溶媒中で行うことができる。溶媒としては、用いるルイス酸に影響を及ぼさない溶媒であれば、特に制限されず、具体的には、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素系、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒等を例示することができ、これらは単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。特に、塩化メチレン、クロロベンゼンが好ましい。 The reaction between the compound in which X0 in the formula (X) is a halogen atom and the compound represented by the formula (B-1) or the following formula (B-1-1) can be carried out in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not affect the Lewis acid used, and specific examples include chlorine-based solvents such as methylene chloride, chloroform, and chlorobenzene, and hydrocarbon-based solvents such as benzene, toluene, hexane, and cyclohexane, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, methylene chloride and chlorobenzene are preferred.

前記式(X)中Xがハロゲン原子である化合物と、前記式(B-1)又は下記式(B-1-1)で示される化合物との反応は、特に限定されず、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、例えば、-70℃~40℃で0.5~120時間行うことができる。 The reaction of the compound in which X0 in the formula (X) is a halogen atom with the compound represented by the formula (B-1) or the following formula (B-1-1) is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the reactivity of the reaction raw materials, and can be carried out, for example, at −70° C. to 40° C. for 0.5 to 120 hours.

また、前記式(X)中、Xが前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基である化合物は、以下の方法により合成することもできる。例えば、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルを、反応させることによってポリアルコキシベンゼン化合物を得て、続いて三臭化ホウ素等の還元剤で還元反応を行い、ポリフェノール化合物を得て、得られたポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に公知の方法により解離性反応基を導入することにより、前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を得ることができる。 In addition, the compound in which X 0 in the formula (X) is a group represented by the formula (A-1) or the formula (A-1-1) can also be synthesized by the following method. For example, a polyalkoxybenzene compound is obtained by reacting an alkoxybenzene with a corresponding tellurium halide, and then a reduction reaction is carried out with a reducing agent such as boron tribromide to obtain a polyphenol compound. A dissociative reactive group is introduced into at least one phenolic hydroxyl group of the obtained polyphenol compound by a known method, thereby obtaining a compound having a group represented by the formula (A-1) or the formula (A-1-1).

また、フェノール類或いはチオフェノール類と対応するハロゲン化テルルを、反応させることによってポリフェノールオリゴマーを得て、得られたポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に公知の方法により解離性反応基を導入することにより、前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を得ることができる。In addition, a polyphenol oligomer can be obtained by reacting phenols or thiophenols with the corresponding tellurium halides, and a dissociable reactive group can be introduced into at least one phenolic hydroxyl group of the obtained polyphenol compound by a known method, thereby obtaining a compound having a group represented by the formula (A-1) or (A-1-1).

更には、フェノール類或いはチオフェノール類と対応するテルルを含むアルデヒド類或いはテルルを含むケトン類を、酸又は塩基触媒下にて反応させることによってポリフェノール化合物を得て、得られたポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に公知の方法により解離性反応基を導入することにより、前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を得ることができる。Furthermore, a polyphenol compound can be obtained by reacting a phenol or a thiophenol with a corresponding tellurium-containing aldehyde or a tellurium-containing ketone in the presence of an acid or base catalyst, and a dissociable reactive group can be introduced into at least one phenolic hydroxyl group of the obtained polyphenol compound by a known method, thereby obtaining a compound having a group represented by the formula (A-1) or the formula (A-1-1).

特に限定されるものではないが、例えば、後述のように、四塩化テルル(テルル(IV)テトラクロライド)と、置換又は無置換のフェノール誘導体とを、塩基触媒存在下にて反応させて前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を合成することができる。即ち、前記式(X)中、Xが前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基である化合物は、四塩化テルルと、置換又は無置換のフェノール誘導体とを、塩基触媒存在下にて反応させて前記化合物を合成する工程を含む製造方法によっても製造することができる。 Although not particularly limited, for example, as described later, tellurium tetrachloride (tellurium (IV) tetrachloride) and a substituted or unsubstituted phenol derivative can be reacted in the presence of a base catalyst to synthesize a compound having a group represented by the formula (A-1) or (A-1-1). That is, the compound in which X0 in the formula (X) is a group represented by the formula (A-1) or (A-1-1) can also be produced by a production method including a step of synthesizing the compound by reacting tellurium tetrachloride with a substituted or unsubstituted phenol derivative in the presence of a base catalyst.

前記ハロゲン化テルルとしては、特に限定されず、例えば、テルル(IV)テトラフルオライド、テルル(IV)テトラクロライド、テルル(IV)テトラブロマイド、テルル(IV)テトラヨーダイド等が挙げられる。The tellurium halide is not particularly limited and examples thereof include tellurium(IV) tetrafluoride, tellurium(IV) tetrachloride, tellurium(IV) tetrabromide, tellurium(IV) tetraiodide, etc.

前記アルコキシベンゼン類としては、特に限定されず、例えば、メトキシベンゼン、ジメトキシベンゼン、メチルメトキシベンゼン、メチルジメトキシベンゼン、フェニルメトキシベンゼン、フェニルジメトキシベンゼン、メトキシナフタレン、ジメトキシナフタレン、エトキシベンゼン、ジエトキシベンゼン、メチルエトキシベンゼン、メチルジエトキシベンゼン、フェニルエトキシベンゼン、フェニルジエトキシベンゼン、エトキシナフタレン、ジエトキシナフタレン等が挙げられる。The alkoxybenzenes are not particularly limited, and examples thereof include methoxybenzene, dimethoxybenzene, methylmethoxybenzene, methyldimethoxybenzene, phenylmethoxybenzene, phenyldimethoxybenzene, methoxynaphthalene, dimethoxynaphthalene, ethoxybenzene, diethoxybenzene, methylethoxybenzene, methyldiethoxybenzene, phenylethoxybenzene, phenyldiethoxybenzene, ethoxynaphthalene, and diethoxynaphthalene.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、用いるアルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルとの反応が進行すれば特に限定されないが、例えば、水、塩化メチレン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン又はこれらの混合溶媒を用いることができる。前記溶媒の量は、特に限定されず、例えば、反応原料100質量部に対して0~2000質量部の範囲とすることができる。A reaction solvent may be used when producing the polyalkoxybenzene compound. The reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction between the alkoxybenzenes used and the corresponding tellurium halide proceeds, but for example, water, methylene chloride, methanol, ethanol, propanol, butanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, or a mixture thereof can be used. The amount of the solvent is not particularly limited, and can be, for example, in the range of 0 to 2000 parts by mass per 100 parts by mass of the reaction raw materials.

前記テルルを含むポリフェノール化合物を製造する際、反応温度は、特に限定されず、反応原料の反応性に応じて適宜選択することができるが、10~200℃の範囲であることが好ましい。When producing the polyphenol compound containing tellurium, the reaction temperature is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the reactivity of the reaction raw materials, but it is preferably in the range of 10 to 200°C.

前記ポリアルコキシベンゼンの製造方法は、特に限定されないが、例えば、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルを一括で仕込む方法や、アルコキシベンゼン類と対応するハロゲン化テルルを滴下していく方法が挙げられる。反応終了後、系内に存在する未反応原料等を除去するために、反応釜の温度を130~230℃にまで上昇させ、1~50mmHg程度で揮発分を除去することもできる。The method for producing the polyalkoxybenzene is not particularly limited, but examples include a method in which the alkoxybenzenes and the corresponding tellurium halides are charged all at once, and a method in which the alkoxybenzenes and the corresponding tellurium halides are added dropwise. After the reaction is completed, in order to remove unreacted raw materials and the like present in the system, the temperature of the reaction vessel can be raised to 130 to 230°C, and volatile matters can be removed at about 1 to 50 mmHg.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際の原料の量は、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化テルル1モルに対し、アルコキシベンゼン類を1モル~過剰量使用し、常圧で、20~150℃で20分間~100時間程度反応させることにより進行させることができる。The amount of raw materials used in producing the polyalkoxybenzene compound is not particularly limited, but for example, 1 mole to an excess amount of alkoxybenzenes can be used per mole of tellurium halide, and the reaction can be carried out at normal pressure at 20 to 150°C for approximately 20 minutes to 100 hours.

前記ポリアルコキシベンゼン化合物を製造する際、前記反応終了後、公知の方法により目的物を単離することができる。目的物の単離方法は、特に限定されず、例えば、反応液を濃縮し、純水を加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って分離、得られた固形物を濾過し、乾燥させた後、カラムクロマトにより、副生成物と分離精製し、溶媒留去、濾過、乾燥を行って目的化合物を得る方法が挙げられる。When producing the polyalkoxybenzene compound, the target product can be isolated by a known method after the reaction is completed. The method for isolating the target product is not particularly limited, and examples include a method in which the reaction solution is concentrated, pure water is added to precipitate the reaction product, cooled to room temperature, and then separated by filtration, the resulting solid is filtered and dried, and then separated and purified from the by-products by column chromatography, and the target compound is obtained by distilling off the solvent, filtration, and drying.

前記ポリフェノール化合物は、ポリアルコキシベンゼン化合物を還元して得ることができる。還元反応は、三臭化ホウ素等の還元剤を用いて行うことができる。前記ポリフェノール化合物を製造する際、反応溶媒を用いてもよい。また反応時間、反応温度、原料の量及び単離の方法は、前記ポリフェノール化合物が得られる限りにおいて特に限定されない。The polyphenol compound can be obtained by reducing a polyalkoxybenzene compound. The reduction reaction can be carried out using a reducing agent such as boron tribromide. A reaction solvent may be used when producing the polyphenol compound. The reaction time, reaction temperature, amount of raw materials, and isolation method are not particularly limited as long as the polyphenol compound can be obtained.

前記ポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に解離性反応基を導入する方法は公知の方法を用いることができる。例えば以下のようにして、前記ポリフェノール化合物の少なくとも1つのフェノール性水酸基に解離性反応基を導入することができる。解離性反応基を導入するための化合物は、公知の方法で合成若しくは容易に入手でき、例えば、酸クロライド、酸無水物、ジカーボネートなどの活性カルボン酸誘導体化合物、アルキルハライド、ビニルアルキルエーテル、ジヒドロピラン、ハロカルボン酸アルキルエステルなどが挙げられるが特に限定はされない。A method for introducing a dissociative reactive group into at least one phenolic hydroxyl group of the polyphenol compound can be a known method. For example, a dissociative reactive group can be introduced into at least one phenolic hydroxyl group of the polyphenol compound as follows. Compounds for introducing a dissociative reactive group can be synthesized by known methods or can be easily obtained, and examples thereof include, but are not limited to, activated carboxylic acid derivative compounds such as acid chlorides, acid anhydrides, dicarbonates, alkyl halides, vinyl alkyl ethers, dihydropyrans, and halocarboxylic acid alkyl esters.

例えば、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の非プロトン性溶媒に前記ポリフェノール化合物を溶解又は懸濁させる。続いて、エチルビニルエーテル等のビニルアルキルエーテル又はジヒドロピランを加え、ピリジニウム p-トルエンスルホナート等の酸触媒の存在下、常圧で、20~60℃、6~72時間反応させる。反応液をアルカリ化合物で中和し、蒸留水に加え白色固体を析出させた後、分離した白色固体を蒸留水で洗浄し、乾燥することにより前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を得ることができる。For example, the polyphenol compound is dissolved or suspended in an aprotic solvent such as acetone, tetrahydrofuran (THF), propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethylacetamide, or N-methylpyrrolidone. Next, a vinyl alkyl ether such as ethyl vinyl ether or dihydropyran is added, and the mixture is reacted at normal pressure at 20 to 60°C for 6 to 72 hours in the presence of an acid catalyst such as pyridinium p-toluenesulfonate. The reaction solution is neutralized with an alkaline compound, added to distilled water to precipitate a white solid, and the separated white solid is washed with distilled water and dried to obtain a compound having a group represented by the formula (A-1) or (A-1-1).

前記酸触媒は、特に限定されず、周知の酸触媒としては、無機酸や有機酸が広く知られており、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸、フッ酸等の無機酸や、シュウ酸、マロン酸、こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、クエン酸、フマル酸、マレイン酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等の有機酸や、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素等のルイス酸、或いはケイタングステン酸、リンタングステン酸、ケイモリブデン酸又はリンモリブデン酸等の固体酸等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらのなかでも、製造上の観点から、有機酸及び固体酸が好ましく、入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、塩酸又は硫酸を用いることが好ましい。なお、酸触媒については、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。The acid catalyst is not particularly limited, and inorganic acids and organic acids are widely known as well-known acid catalysts. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, and hydrofluoric acid, organic acids such as 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, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, and naphthalenedisulfonic acid, Lewis acids such as zinc chloride, aluminum chloride, iron chloride, and boron trifluoride, and solid acids such as silicotungstic acid, phosphotungstic acid, silicomolybdic acid, and phosphomolybdic acid are included, but are not particularly limited to these. Among these, organic acids and solid acids are preferred from the viewpoint of production, and hydrochloric acid or sulfuric acid is preferably used from the viewpoint of production, such as ease of availability and ease of handling. The acid catalyst may be used alone or in combination of two or more kinds.

また、例えば、アセトン、THF、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の非プロトン性溶媒にポリフェノール化合物を溶解又は懸濁させる。続いて、エチルクロロメチルエーテル等のアルキルハライド又はブロモ酢酸メチルアダマンチル等のハロカルボン酸アルキルエステルを加え、炭酸カリウム等の塩基触媒の存在下、常圧で、20~110℃、6時間~72時間反応させる。反応液を塩酸等の酸で中和し、蒸留水に加え白色固体を析出させた後、分離した白色固体を蒸留水で洗浄し、乾燥することにより前記式(A-1)又は前記式(A-1-1)で示される基を有する化合物を得ることができる。Alternatively, a polyphenol compound may be dissolved or suspended in an aprotic solvent such as acetone, THF, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethylacetamide, or N-methylpyrrolidone. Then, an alkyl halide such as ethyl chloromethyl ether or a halocarboxylic acid alkyl ester such as methyladamantyl bromoacetate is added, and the mixture is reacted in the presence of a base catalyst such as potassium carbonate at normal pressure and at 20 to 110°C for 6 to 72 hours. The reaction solution is neutralized with an acid such as hydrochloric acid, and added to distilled water to precipitate a white solid. The separated white solid is then washed with distilled water and dried to obtain a compound having a group represented by the formula (A-1) or (A-1-1).

前記塩基触媒は、特に限定されず、周知の塩基触媒より適宜選択することができ、例えば、金属水素化物(水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物等)、金属アルコール塩(ナトリウムメトキシドやカリウムエトキシド等のアルカリ金属のアルコール塩)、金属水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物等)、金属炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属炭酸塩等)、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属炭酸水素塩等の無機塩基、アミン類(例えば、第3級アミン類(トリエチルアミン等のトリアルキルアミン、N,N-ジメチルアニリン等の芳香族第3級アミン、1-メチルイミダゾール等の複素環式第3級アミン)等、カルボン酸金属塩(酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム等の酢酸アルカリ金属又はアルカリ土類金属塩等)等の有機塩基が挙げられる。入手の容易さや取り扱い易さ等の製造上の観点から、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましい。また、塩基触媒として1種類又は2種類以上を用いることができる。The base catalyst is not particularly limited and can be appropriately selected from well-known base catalysts. Examples of the base catalyst include inorganic bases such as metal hydrides (alkali metal hydrides such as sodium hydride and potassium hydride), metal alcohol salts (alkaline metal alcohol salts such as sodium methoxide and potassium ethoxide), metal hydroxides (alkali metal or alkaline earth metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide), metal carbonates (alkali metal or alkaline earth metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate), alkali metal or alkaline earth metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, and organic bases such as amines (e.g., tertiary amines (trialkylamines such as triethylamine, aromatic tertiary amines such as N,N-dimethylaniline, heterocyclic tertiary amines such as 1-methylimidazole), and metal carboxylates (alkali metal acetate or alkaline earth metal salts such as sodium acetate and calcium acetate). From the viewpoint of production, such as ease of availability and ease of handling, sodium carbonate and potassium carbonate are preferred. In addition, one or more types of base catalysts can be used.

前記解離性反応基は、更に高感度・高解像度なパターン形成を可能にするために、酸の存在下で連鎖的に開裂反応を起こす性質を有することが好ましい。It is preferable that the dissociable reactive group has the property of undergoing a chain cleavage reaction in the presence of acid, in order to enable pattern formation with even higher sensitivity and resolution.

[樹脂]
本実施形態に係る樹脂は、前述した本実施形態に係る前記式(X)で示される化合物に由来する構成単位を含む。換言すると、本実施形態に係る樹脂は、前記式(X)で示される化合物をモノマーとして得られる樹脂であることができる。該樹脂は、前記式(X)で示される化合物に由来する構成単位を含めば特に限定されないが、例えば前記式(X)で示される化合物と、反応性を有する化合物とを反応させることによって得ることができる。
[resin]
The resin according to this embodiment includes a structural unit derived from the compound represented by the formula (X) according to the embodiment described above. In other words, the resin according to this embodiment can be a resin obtained by using the compound represented by the formula (X) as a monomer. The resin is not particularly limited as long as it includes a structural unit derived from the compound represented by the formula (X), and can be obtained, for example, by reacting the compound represented by the formula (X) with a reactive compound.

反応性を有する化合物としては、前記式(X)で示される化合物をオリゴマー化又はポリマー化し得るものである限り、公知のものを特に制限なく使用することができる。その具体例としては、例えば、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸ハライド、ハロゲン含有化合物、アミノ化合物、イミノ化合物、イソシアネート、不飽和炭化水素基含有化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。As the reactive compound, any known compound can be used without particular limitation as long as it can oligomerize or polymerize the compound represented by formula (X). Specific examples thereof include, but are not limited to, aldehydes, ketones, carboxylic acids, carboxylic acid halides, halogen-containing compounds, amino compounds, imino compounds, isocyanates, and unsaturated hydrocarbon group-containing compounds.

また、本実施形態に係る樹脂は、下記式(B1-M)で示される構成単位を含むことが、高耐熱性、高屈折率および高溶解性を兼備する観点から好ましい。In addition, it is preferable that the resin according to this embodiment contains a structural unit represented by the following formula (B1-M) in order to have high heat resistance, high refractive index, and high solubility.

(式(B1-M)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。Rは、単結合又は下記式(5)で示される基である。) In formula (B1-M), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer of 0 to 3; n 3 is 0 to (4+2×s); Y, P 0 , q, and v are the same as those defined in formula (X); R 4 is a single bond or a group represented by the following formula (5).

(式(5)中、Rは、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状のアルキレン基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20のアリーレン基であり、R5’は各々独立して、下記式(5’)のいずれかの基である。) (In formula (5), R 5 is a substituted or unsubstituted linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and each R 5' is independently any group of the following formula (5').)

(式(5’)中、*はRに接続していることを表す。) (In formula (5'), * indicates connection to R5 .)

前記式(5)のRにおいて、炭素数1~20の直鎖状のアルキレン基としては、以下に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基等が挙げられる。炭素数3~20の分岐状のアルキレン基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロピレン基、イソブチレン基、tert-ブチレン基、ネオペンチレン基、2-ヘキシレン基等が挙げられる。炭素数3~20の環状のアルキレン基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基、シクロデシレン基、アダマンチレン基等が挙げられる。炭素数6~20のアリーレン基としては、以下に限定されないが、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。 In R5 of the formula (5), examples of the linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group, etc. Examples of the branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, an isopropylene group, an isobutylene group, a tert-butylene group, a neopentylene group, a 2-hexylene group, etc. Examples of the cyclic alkylene group having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cyclooctylene group, a cyclodecylene group, an adamantylene group, etc. Examples of the arylene group having 6 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, an anthracenylene group, and a pyrenylene group.

前記式(B1-M)中、前記Rは、高耐熱性および高溶解性を付与する観点から前記式(5)で示される基であることが好ましい。 In the formula (B1-M), R 4 is preferably a group represented by the formula (5) in order to impart high heat resistance and high solubility.

また、本実施形態に係る樹脂は、下記式(B2-M’)で示される構成単位を含むことが、更に耐熱性を向上させる観点から好ましい。In addition, it is preferable that the resin according to this embodiment contains a structural unit represented by the following formula (B2-M') in order to further improve heat resistance.

(式(B2-M’)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。Rは、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状の3価の脂肪族基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20の3価の芳香族基であり、R6’は各々独立して、下記式(6’)のいずれかの基である。) (In formula (B2-M'), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer of 0 to 3, and n 3 is 0 to (4+2×s); Y, P 0 , q, and v are the same as defined in formula (X); R 6 is a substituted or unsubstituted linear, branched, or cyclic trivalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted trivalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; and each R 6' is independently a group represented by the following formula (6').)

(式(6’)中、*はRに接続していることを表す。) (In formula (6'), * indicates connection to R6 .)

前記式(B2-M’)のRにおいて、炭素数1~20の直鎖状の3価の脂肪族基としては、以下に限定されないが、例えば、メタントリイル基、エタントリイル基、n-プロパントリイル基、n-ブタントリイル基、n-ペンタントリイル基、n-ヘキサントリイル基等が挙げられる。炭素数3~20の分岐状の3価の脂肪族基としては、以下に限定されないが、例えば、イソプロパントリイル基、イソブタントリイル基、tert-ブタントリイル基、ネオペンタントリイル基、2-ヘキサントリイル基等が挙げられる。炭素数3~20の環状の3価の脂肪族基としては、以下に限定されないが、例えば、シクロプロパントリイル基、シクロブタントリイル基、シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロオクタントリイル基、シクロデカントリイル基、アダマンタントリイル基等が挙げられる。炭素数6~20の3価の芳香族基としては、以下に限定されないが、例えば、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基、ビフェニルトリイル基、フルオレントリイル基、アントラセントリイル基、ピレントリイル基等が挙げられる。 In R 6 of the formula (B2-M'), examples of the linear trivalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a methanetriyl group, an ethanetriyl group, an n-propanetriyl group, an n-butanetriyl group, an n-pentanetriyl group, an n-hexanetriyl group, etc. Examples of the branched trivalent aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, an isopropanetriyl group, an isobutanetriyl group, a tert-butanetriyl group, a neopentanetriyl group, an 2-hexanetriyl group, etc. Examples of the cyclic trivalent aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a cyclopropanetriyl group, a cyclobutanetriyl group, a cyclopentanetriyl group, a cyclohexanetriyl group, a cyclooctanetriyl group, a cyclodecanetriyl group, an adamantanetriyl group, etc. Examples of the trivalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, a benzenetriyl group, a naphthalenetriyl group, a biphenyltriyl group, a fluorenetriyl group, an anthracenetriyl group, and a pyrenetriyl group.

また、本実施形態に係る樹脂は、下記式(C1)で示される構成単位を含むことが、高耐熱性および高屈折率を兼備する観点から好ましい。In addition, it is preferable that the resin according to this embodiment contains a structural unit represented by the following formula (C1) in order to have both high heat resistance and a high refractive index.

(式(C1)中、Rは、各々独立して酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、rは0~3の整数であり、nは2~(4+2×r)である。Y、P、q、vは前記式(X)と同義である。) (In formula (C1), each R 7 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; r is an integer of 0 to 3; and n 7 is an integer of 2 to (4+2×r). Y, P 0 , q, and v are each defined as in formula (X).)

尚、上述の各構成単位を含む樹脂は、構成単位間で各置換基が異なっていてもよい。例えば、前記式(B1-M)におけるRが前記式(5)で示される基である場合におけるRや、前記式(B2-M’)におけるRは、それぞれの構成単位間において同じであってもよいし異なっていてもよい。 In addition, in the resin containing each of the above-mentioned structural units, the respective substituents may be different between the structural units. For example, R5 in the case where R4 in the formula (B1-M) is a group represented by the formula ( 5 ), and R6 in the formula (B2-M') may be the same or different between the respective structural units.

前記式(B1-M)で示される構成単位の具体例としては、例えば、以下の構成単位を挙げることができる。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (B1-M) include the following structural units:

前記式(B2-M’)で示される構成単位の具体例としては、例えば、以下の構成単位を挙げることができる。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (B2-M') include the following structural units:

前記式(C1)で示される構成単位の具体例としては、例えば、以下の構成単位を挙げることができる。 Specific examples of the structural unit represented by formula (C1) include the following structural units:

[化合物又は樹脂の精製方法]
本実施形態の化合物又は樹脂は、以下の工程を含む精製方法によって精製することができる。即ち、前記精製方法は、本実施形態に係る式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶媒に溶解させて溶液(A)を得る工程と、得られた溶液(A)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程と、を含む。本実施形態の精製方法によれば、上述した特定の構造を有する化合物又は樹脂に不純物として含まれうる種々の金属の含有量を効果的に低減することができる。
[Method for purifying compounds or resins]
The compound or resin of this embodiment can be purified by a purification method including the following steps. That is, the purification method includes a step of dissolving the compound represented by formula (X) according to this embodiment or a resin containing a structural unit derived from the compound in a solvent containing an organic solvent that is not miscible with water to obtain a solution (A), and a first extraction step of contacting the obtained solution (A) with an acidic aqueous solution to extract impurities in the compound or the resin. According to the purification method of this embodiment, the content of various metals that may be contained as impurities in the compound or resin having the above-mentioned specific structure can be effectively reduced.

式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を含む溶液(A)に含まれる金属分を水相に移行させたのち、有機相と水相とを分離して、金属含有量の低減された式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を得ることができる。The metal content contained in solution (A) containing a compound represented by formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound is transferred to the aqueous phase, and the organic phase and the aqueous phase are separated to obtain a compound represented by formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound with a reduced metal content.

本実施形態の精製方法で使用する式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂は単独でもよいが、2種以上混合することもできる。また、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂は、各種界面活性剤、各種架橋剤、各種酸発生剤、各種安定剤と共に本実施形態の精製方法に適用されてもよい。The compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound used in the purification method of this embodiment may be used alone, or two or more types may be mixed. In addition, the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound may be applied to the purification method of this embodiment together with various surfactants, various crosslinking agents, various acid generators, and various stabilizers.

本実施形態の精製方法で使用される「水と任意に混和しない有機溶媒」とは、水に対し任意の割合で均一に混ざり合わない有機溶媒を意味する。このような有機溶媒としては、特に限定されないが、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましく、具体的には、室温下における水への溶解度が30%未満である有機溶媒であり、より好ましくは20%未満であり、特に好ましくは10%未満である有機溶媒が好ましい。当該有機溶媒の使用量は、使用する式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂100質量部に対して、1~100質量部であることが好ましい。The "organic solvent that is not miscible with water at any ratio" used in the purification method of this embodiment means an organic solvent that is not uniformly miscible with water at any ratio. Although there are no particular limitations on such organic solvents, organic solvents that can be safely applied to semiconductor manufacturing processes are preferred, and specifically, organic solvents whose solubility in water at room temperature is less than 30%, more preferably less than 20%, and particularly preferably less than 10% are preferred. The amount of the organic solvent used is preferably 1 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound used.

水と任意に混和しない有機溶媒の具体例としては、以下に限定されないが、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソアミル等のエステル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン(CHN)、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、2-ペンタノン等のケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。これらの中でも、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル等からなる群より選ばれる1種以上の有機溶媒が好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがより好ましく、メチルイソブチルケトン、酢酸エチルが更に好ましい。メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等は式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の飽和溶解度が比較的高く、沸点が比較的低いことから、工業的に溶媒を留去する場合や乾燥により除去する工程での負荷を低減することが可能となる。これらの有機溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of organic solvents that are not arbitrarily miscible with water 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; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl isobutyl ketone, cyclohexanone (CHN), cyclopentanone, 2-heptanone, and 2-pentanone; glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and propylene glycol monoethyl ether acetate; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform. Among these, one or more organic solvents selected from the group consisting of toluene, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, etc. are preferred, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferred, and methyl isobutyl ketone and ethyl acetate are even more preferred. Methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, etc. have a relatively high saturated solubility of the compound represented by formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound, and a relatively low boiling point, so that it is possible to reduce the load in the process of industrially distilling off the solvent or removing it by drying. Each of these organic solvents can be used alone, or two or more of them can be mixed and used.

本実施形態の精製方法で使用される“酸性の水溶液”としては、一般に知られる有機系化合物若しくは無機系化合物を水に溶解させた水溶液の中から適宜選択される。酸性の水溶液は、以下に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸を水に溶解させた鉱酸水溶液、又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸を水に溶解させた有機酸水溶液が挙げられる。これら酸性の水溶液は、それぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を組み合わせて用いることもできる。これら酸性の水溶液の中でも、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液、又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液であることが好ましく、硫酸、硝酸、及び酢酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸等のカルボン酸の水溶液がより好ましく、硫酸、蓚酸、酒石酸、クエン酸の水溶液が更に好ましく、蓚酸の水溶液がより更に好ましい。蓚酸、酒石酸、クエン酸等の多価カルボン酸は金属イオンに配位し、キレート効果が生じるために、より効果的に金属を除去できる傾向にあるものと考えられる。また、ここで用いる水は、本実施形態の精製方法の目的に沿って、金属含有量の少ない水、例えばイオン交換水等を用いることが好ましい。The "acidic aqueous solution" used in the purification method of this embodiment is appropriately selected from among aqueous solutions in which a commonly known organic compound or inorganic compound is dissolved in water. The acidic aqueous solution is not limited to the following, but examples thereof include mineral acid aqueous solutions in which a mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or phosphoric acid is dissolved in water, or organic acid aqueous solutions in which an organic acid such as acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, or trifluoroacetic acid is dissolved in water. These acidic aqueous solutions can be used alone or in combination of two or more. Among these acidic aqueous solutions, one or more mineral acid aqueous solutions selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, or one or more organic acid aqueous solutions selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoroacetic acid are preferred, and aqueous solutions of sulfuric acid, nitric acid, and carboxylic acids such as acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, and citric acid are more preferred, and aqueous solutions of oxalic acid are even more preferred. Polycarboxylic acids such as oxalic acid, tartaric acid, and citric acid are coordinated to metal ions, and a chelating effect is generated, so that it is considered that there is a tendency to more effectively remove metals. In addition, it is preferable to use water with a low metal content, such as ion-exchanged water, in accordance with the purpose of the purification method of this embodiment.

本実施形態の精製方法で使用する酸性の水溶液のpHは特に限定されないが、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂への影響を考慮し、水溶液の酸性度を調整することが好ましい。通常、酸性の水溶液のpH範囲は0~5程度であり、好ましくはpH0~3程度である。Although the pH of the acidic aqueous solution used in the purification method of this embodiment is not particularly limited, it is preferable to adjust the acidity of the aqueous solution taking into consideration the effect on the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from said compound. Typically, the pH range of the acidic aqueous solution is about 0 to 5, and preferably about 0 to 3.

本実施形態の精製方法で使用する酸性の水溶液の使用量は特に限定されないが、金属除去のための抽出回数を低減する観点及び全体の液量を考慮して操作性を確保する観点から、当該使用量を調整することが好ましい。前記観点から、酸性の水溶液の使用量は、前記溶液(A)100質量部に対して、好ましくは10~200質量部であり、より好ましくは20~100質量部である。The amount of the acidic aqueous solution used in the purification method of this embodiment is not particularly limited, but it is preferable to adjust the amount used from the viewpoint of reducing the number of extractions for metal removal and from the viewpoint of ensuring operability by taking into account the total liquid volume. From the above viewpoints, the amount of the acidic aqueous solution used is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 20 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the solution (A).

本実施形態の精製方法においては、前記のような酸性の水溶液と、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上並びに水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶液(A)とを接触させることにより、溶液(A)中の前記化合物又は前記樹脂から金属分を抽出することができる。In the purification method of this embodiment, the acidic aqueous solution as described above is contacted with solution (A) containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and resins containing structural units derived from the compound, and an organic solvent that is arbitrarily immiscible with water, thereby making it possible to extract metal components from the compound or resin in solution (A).

水と任意に混和する有機溶媒を含むと、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の仕込み量を増加させることができ、また分液性が向上し、高い釜効率で精製を行うことができる傾向にある。水と任意に混和する有機溶媒を加える方法は特に限定されない。例えば、予め有機溶媒を含む溶液に加える方法、予め水又は酸性の水溶液に加える方法、有機溶媒を含む溶液と水又は酸性の水溶液とを接触させた後に加える方法のいずれでもよい。これらの中でも、予め有機溶媒を含む溶液に加える方法が操作の作業性や仕込み量の管理のし易さの点で好ましい。When an organic solvent that is arbitrarily miscible with water is included, the amount of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound can be increased, and the liquid separation property is improved, and purification tends to be performed with high kettle efficiency. The method of adding the organic solvent that is arbitrarily miscible with water is not particularly limited. For example, any of the following methods may be used: adding the organic solvent to a solution containing the organic solvent in advance, adding the organic solvent to water or an acidic aqueous solution in advance, or adding the organic solvent after contacting the solution containing the organic solvent with water or an acidic aqueous solution. Among these, the method of adding the organic solvent to a solution containing the organic solvent in advance is preferred in terms of ease of operation and ease of management of the amount of the charge.

本実施形態の精製方法で使用される水と任意に混和する有機溶媒としては、特に限定されないが、半導体製造プロセスに安全に適用できる有機溶媒が好ましい。水と任意に混和する有機溶媒の使用量は、溶液相と水相とが分離する範囲であれば特に限定されないが、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂100質量部に対して、0.1~100質量部であることが好ましく、0.1~50質量部であることがより好ましく、0.1~20質量部であることが更に好ましい。The organic solvent that is miscible with water and used in the purification method of this embodiment is not particularly limited, but is preferably an organic solvent that can be safely applied to a semiconductor manufacturing process. The amount of the organic solvent that is miscible with water used is not particularly limited as long as the solution phase and the aqueous phase are separated, but is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 0.1 to 50 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound.

本実施形態の精製方法において使用される水と任意に混和する有機溶媒の具体例としては、以下に限定されないが、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、N-メチルピロリドン等のケトン類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類等の脂肪族炭化水素類が挙げられる。これらの中でも、N-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が好ましく、N-メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。これらの溶媒はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of organic solvents that are optionally miscible with water and used in the purification method of this embodiment include, but are not limited to, ethers such as tetrahydrofuran and 1,3-dioxolane; alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; ketones such as acetone and N-methylpyrrolidone; and aliphatic hydrocarbons such as glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), and propylene glycol monoethyl ether. Among these, N-methylpyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether, and the like are preferred, and N-methylpyrrolidone and propylene glycol monomethyl ether are more preferred. Each of these solvents can be used alone, or two or more of them can be mixed and used.

本実施形態の精製方法において、溶液(A)と酸性の水溶液との接触の際、すなわち、抽出処理を行う際の温度は、好ましくは20~90℃であり、より好ましくは30~80℃の範囲である。抽出操作は、特に限定されないが、例えば、溶液(A)と酸性の水溶液とを、撹拌等により、よく混合させたあと、得られた混合溶液を静置することにより行われる。これにより、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と、有機溶媒とを含む溶液(A)に含まれていた金属分が水相に移行する。また、本操作により、溶液(A)の酸性度が低下し、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の変質を抑制することができる。In the purification method of this embodiment, the temperature when the solution (A) comes into contact with the acidic aqueous solution, i.e., when the extraction process is performed, is preferably in the range of 20 to 90°C, more preferably 30 to 80°C. The extraction operation is not particularly limited, but for example, the solution (A) and the acidic aqueous solution are thoroughly mixed by stirring or the like, and then the resulting mixed solution is allowed to stand. As a result, the metal content contained in the solution (A) containing one or more selected from the compound represented by formula (X) and the resin containing a structural unit derived from the compound and an organic solvent is transferred to the aqueous phase. In addition, this operation reduces the acidity of the solution (A), and can suppress the deterioration of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound.

前記混合溶液の静置により、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒を含む溶液相と、水相とに分離するので、デカンテーション等により式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒とを含む溶液相を回収することができる。混合溶液を静置する時間は特に限定されないが、有機溶媒を含む溶液相と水相との分離をより良好にする観点から、当該静置する時間を調整することが好ましい。通常、静置する時間は1分間以上であり、好ましくは10分間以上であり、より好ましくは30分間以上である。また、抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。By allowing the mixed solution to stand, the solution is separated into a solution phase containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and a resin containing a structural unit derived from the compound, an organic solvent, and an aqueous phase, and the solution phase containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and a resin containing a structural unit derived from the compound, and an organic solvent can be recovered by decantation or the like. The time for allowing the mixed solution to stand is not particularly limited, but it is preferable to adjust the time for allowing the mixed solution to stand from the viewpoint of improving the separation of the solution phase containing the organic solvent and the aqueous phase. Usually, the time for allowing the mixed solution to stand is 1 minute or more, preferably 10 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more. The extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, allowing the mixed solution to stand, and separating the mixed solution to stand multiple times.

本実施形態の精製方法において、前記第一抽出工程後、前記化合物又は前記樹脂を含む溶液相を、更に水に接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する工程(第二抽出工程)を含むことが好ましい。In the purification method of this embodiment, it is preferable to further include a step (second extraction step) of contacting the solution phase containing the compound or the resin with water after the first extraction step to extract impurities in the compound or the resin.

具体的には、例えば、酸性の水溶液を用いて前記抽出処理を行った後に、該水溶液から抽出され、回収された式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒を含む溶液相を、更に水による抽出処理に供することが好ましい。前記の水による抽出処理は、特に限定されないが、例えば、前記溶液相と水とを、撹拌等により、よく混合させたあと、得られた混合溶液を、静置することにより行うことができる。当該静置後の混合溶液は、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒とを含む溶液相と、水相とに分離するので、デカンテーション等により式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒とを含む溶液相を回収することができる。Specifically, for example, after the extraction treatment is performed using an acidic aqueous solution, the solution phase containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and a resin containing a structural unit derived from the compound and an organic solvent extracted and recovered from the aqueous solution is preferably subjected to an extraction treatment with water. The extraction treatment with water is not particularly limited, but can be performed, for example, by thoroughly mixing the solution phase and water by stirring or the like, and then allowing the resulting mixed solution to stand. The mixed solution after standing is separated into a solution phase containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and a resin containing a structural unit derived from the compound and an organic solvent, and an aqueous phase, so that the solution phase containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and a resin containing a structural unit derived from the compound and an organic solvent can be recovered by decantation or the like.

また、ここで用いられる水は、本実施形態の目的に沿って、金属含有量の少ない水、例えばイオン交換水等であることが好ましい。抽出処理は1回だけでもかまわないが、混合、静置、分離という操作を複数回繰り返して行うのも有効である。また、抽出処理における両者の使用割合や、温度、時間等の条件は特に限定されないが、先の酸性の水溶液との接触処理の場合と同様で構わない。In addition, in accordance with the purpose of this embodiment, the water used here is preferably water with a low metal content, such as ion-exchanged water. The extraction process may be performed only once, but it is also effective to repeat the operations of mixing, leaving, and separating multiple times. In addition, the ratio of both substances used in the extraction process, and the conditions such as temperature and time are not particularly limited, but may be the same as in the case of the contact treatment with the acidic aqueous solution described above.

こうして得られた式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒を含む溶液に混入しうる水分については、減圧蒸留等の操作を施すことにより容易に除去できる。また、必要により前記溶液に有機溶媒を加え、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の濃度を任意の濃度に調整することができる。Water that may be mixed into the solution thus obtained containing one or more selected from the compound represented by formula (X) and the resin containing a structural unit derived from the compound and an organic solvent can be easily removed by performing an operation such as vacuum distillation. In addition, if necessary, an organic solvent can be added to the solution to adjust the concentration of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound to an arbitrary concentration.

得られた式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上と有機溶媒を含む溶液から、前記式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂から選ばれる1種以上を単離する方法は、特に限定されず、減圧除去、再沈殿による分離、及びそれらの組み合わせ等、公知の方法で行うことができる。必要に応じて、濃縮操作、ろ過操作、遠心分離操作、乾燥操作等の公知の処理を行うことができる。The method for isolating one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and resins containing structural units derived from the compound from a solution containing one or more compounds selected from the compound represented by formula (X) and resins containing structural units derived from the compound and an organic solvent is not particularly limited, and can be performed by known methods such as removal under reduced pressure, separation by reprecipitation, and combinations thereof. If necessary, known processes such as concentration, filtration, centrifugation, and drying can be performed.

[組成物]
本実施形態に係る組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂を含有する。本実施形態に係る組成物は、例えばリソグラフィー用材料、リソグラフィー用材料組成物、レジスト下層膜形成用組成物、光学物品形成組成物等であることができる。
[リソグラフィー用材料]
本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、本実施形態に係る化合物又は樹脂を含有する。本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、リソグラフィー技術に用いることのできる材料であり、本実施形態に係る化合物又は樹脂を含有すれば特に限定されるものではないが、例えば、溶媒等と共にリソグラフィー用材料組成物として用いることができ、更には、レジスト用途(即ち、レジスト組成物)、中間層形成用途(即ち、中間層形成用組成物)、下層膜形成用途(即ち、下層膜形成用組成物)等に用いることができる。なお、本実施形態に係るリソグラフィー用材料は本実施形態に係る化合物及び樹脂を含んでもよい。
[Composition]
The composition according to the present embodiment contains the compound or resin according to the present embodiment. The composition according to the present embodiment may be, for example, a material for lithography, a material composition for lithography, a composition for forming a resist underlayer film, a composition for forming an optical article, or the like.
[Lithography Materials]
The lithography material according to this embodiment contains the compound or resin according to this embodiment. The lithography material according to this embodiment is a material that can be used in lithography technology, and is not particularly limited as long as it contains the compound or resin according to this embodiment. For example, it can be used as a lithography material composition together with a solvent or the like, and further can be used for resist applications (i.e., resist composition), intermediate layer formation applications (i.e., intermediate layer formation composition), underlayer film formation applications (i.e., underlayer film formation composition), etc. The lithography material according to this embodiment may contain the compound and resin according to this embodiment.

本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、膜の欠陥低減(薄膜形成)が可能で、保存安定性が良好であり、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、かつ良好なレジストパターン形状を付与できるレジスト組成物等に用いることができる。本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、本実施形態に係るテルルを含有する化合物又は樹脂を含有することにより、特にEUVによるリソグラフィーにおいて増感効果が期待できる。テルルは全元素中、キセノンに続いて増感効果が高い。本実施形態に係るリソグラフィー用材料は、溶媒を含まないことができる。The lithography material according to this embodiment can be used for resist compositions that can reduce defects in the film (thin film formation), have good storage stability, are highly sensitive, have a high refractive index and transparency in a specific wavelength region, and can provide a good resist pattern shape. The lithography material according to this embodiment contains the tellurium-containing compound or resin according to this embodiment, and is therefore expected to have a sensitizing effect, especially in EUV lithography. Tellurium has the second highest sensitizing effect after xenon among all elements. The lithography material according to this embodiment may be solvent-free.

[リソグラフィー用材料組成物]
本実施形態に係るリソグラフィー用材料組成物は、本実施形態に係るリソグラフィー用材料と、溶媒と、を含む。該リソグラフィー用材料組成物は、膜の欠陥低減(薄膜形成)が可能で、保存安定性が良好であり、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、かつ良好なレジストパターン形状を付与できる。
[Lithography material composition]
The lithography material composition according to the present embodiment includes the lithography material according to the present embodiment and a solvent, and is capable of reducing defects in a film (forming a thin film), exhibiting good storage stability, high sensitivity, a high refractive index and transparency in a specific wavelength region, and capable of imparting a good resist pattern shape.

(リソグラフィー用材料組成物の物性等)
本実施形態のリソグラフィー用材料は上述のようにレジスト用途に用いることができ、スピンコート等公知の方法によってアモルファス膜を形成することができる。また、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。以下、本実施形態のリソグラフィー用材料を含むリソグラフィー用材料組成物をレジスト用途に(レジスト組成物として)用いた場合について説明する。
(Physical properties of lithography material composition)
The lithography material of this embodiment can be used for resist applications as described above, and an amorphous film can be formed by a known method such as spin coating. In addition, depending on the type of developer used, either a positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced. Hereinafter, a case where a lithography material composition containing the lithography material of this embodiment is used for resist applications (as a resist composition) will be described.

本実施形態におけるリソグラフィー用材料組成物がポジ型レジストパターンの場合、本実施形態のリソグラフィー用材料組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の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が更に好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶な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、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の露光前後の溶解性の変化により、現像液に溶解する露光部と、現像液に溶解しない未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。またラインエッジラフネスの低減、ディフェクトの低減効果がある。In the case where the lithography material composition of this embodiment is a positive resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the lithography material composition of this embodiment in a developer at 23°C is preferably 5 Å/sec or less, more preferably 0.05 to 5 Å/sec, and even more preferably 0.0005 to 5 Å/sec. If the dissolution rate is 5 Å/sec or less, the resist can be insoluble in the developer. If the dissolution rate is 0.0005 Å/sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the contrast at the interface between the exposed portion that dissolves in the developer and the unexposed portion that does not dissolve in the developer increases due to the change in solubility before and after exposure of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound. In addition, there is an effect of reducing line edge roughness and reducing defects.

本実施形態におけるリソグラフィー用材料組成物がネガ型レジストパターンの場合、本実施形態のリソグラフィー用材料組成物をスピンコートして形成したアモルファス膜の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また10Å/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、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂のミクロの表面部位が溶解し、ラインエッジラフネスを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。前記溶解速度は、23℃にて、アモルファス膜を所定時間現像液に浸漬させ、その浸漬前後の膜厚を、目視、エリプソメーター又はQCM法等の公知の方法によって測定し決定できる。In the case where the lithography material composition of this embodiment is a negative resist pattern, the dissolution rate of the amorphous film formed by spin-coating the lithography material composition of this embodiment in a developer at 23°C is preferably 10 Å/sec or more. If the dissolution rate is 10 Å/sec or more, the film is easily soluble in the developer and is more suitable for resist. In addition, if the dissolution rate is 10 Å/sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the micro surface portion of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound dissolves, reducing line edge roughness. There is also an effect of reducing defects. The dissolution rate can be determined by immersing the amorphous film in a developer for a predetermined time at 23°C and measuring the film thickness before and after the immersion by a known method such as visual observation, an ellipsometer, or a QCM method.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物がポジ型レジストパターンの場合、本実施形態のリソグラフィー用材料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露光した部分の23℃における現像液に対する溶解速度は、10Å/sec以上であることが好ましい。当該溶解速度が10Å/sec以上であると現像液に易溶で、レジストに一層向いている。また10Å/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、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂のミクロの表面部位が溶解し、ラインエッジラフネスを低減するからと推測される。またディフェクトの低減効果がある。When the lithography material composition of this embodiment is used for a positive resist pattern, the dissolution rate in a developer at 23°C of the portion of the amorphous film formed by spin-coating the lithography material composition of this embodiment that is exposed to radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam, or X-ray is preferably 10 Å/sec or more. If the dissolution rate is 10 Å/sec or more, the film is easily soluble in a developer and is more suitable for use as a resist. In addition, if the dissolution rate is 10 Å/sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the micro surface portion of the resin containing the compound represented by formula (X) or a structural unit derived from the compound dissolves, reducing line edge roughness. There is also an effect of reducing defects.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物がネガ型レジストパターンの場合、本実施形態のリソグラフィー用材料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が更に好ましい。当該溶解速度が5Å/sec以下であると現像液に不溶な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、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂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。またラインエッジラフネスの低減、ディフェクトの低減効果がある。When the lithography material composition of this embodiment is used for a negative resist pattern, the dissolution rate of the portion of the amorphous film formed by spin-coating the lithography material composition of this embodiment exposed to radiation such as KrF excimer laser, extreme ultraviolet light, electron beam, or X-ray in a developer at 23°C is preferably 5 Å/sec or less, more preferably 0.05 to 5 Å/sec, and even more preferably 0.0005 to 5 Å/sec. If the dissolution rate is 5 Å/sec or less, the resist can be insoluble in the developer. If the dissolution rate is 0.0005 Å/sec or more, the resolution may be improved. This is presumably because the contrast at 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 before and after exposure of the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound. There is also an effect of reducing line edge roughness and defects.

(リソグラフィー用材料組成物の他の成分)
本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を固形成分として含有する。本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂以外に、更に溶媒を含有する。
Other Components of the Lithographic Material Composition
The lithography material composition of the present embodiment contains, as a solid component, a compound represented by formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound. The lithography material composition of the present embodiment further contains a solvent in addition to the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物で使用される溶媒は、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;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などのエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル等の乳酸エステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸n-アミル、酢酸n-ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メトキシ-3-メチルプロピオン酸ブチル、3-メトキシ-3-メチル酪酸ブチル、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、シクロペンタノン(CPN)、シクロヘキサノン(CHN)等のケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類;γ-ラクトン等のラクトン類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を使用することができる。The solvent used in the lithography material composition of this embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 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 monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, and propylene glycol mono-n-butyl ether acetate; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether; methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, n-propyl lactate, lactic acid esters such as butyl and n-amyl lactate; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, n-hexyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxy-2-methylpropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methoxy-3-methyl Examples of the solvent include other esters such as butyl propionate, butyl 3-methoxy-3-methylbutyrate, methyl acetoacetate, methyl pyruvate, and ethyl pyruvate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as methyl ethyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclopentanone (CPN), and cyclohexanone (CHN); amides such as N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-lactone, etc. These solvents can be used alone or in combination.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物で使用される溶媒は、安全溶媒であることが好ましく、より好ましくは、PGMEA、PGME、CHN、CPN、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から選ばれる少なくとも一種であり、更に好ましくはPGMEA、PGME及びCHNから選ばれる少なくとも一種である。The solvent used in the lithography material composition of 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, and even more preferably at least one selected from PGMEA, PGME and CHN.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において、固形成分の量と溶媒の量との関係は、特に限定されないが、固形成分及び溶媒の合計質量100質量%に対して、固形成分1~80質量%及び溶媒20~99質量%であることが好ましく、より好ましくは固形成分1~50質量%及び溶媒50~99質量%、更に好ましくは固形成分2~40質量%及び溶媒60~98質量%であり、特に好ましくは固形成分2~10質量%及び溶媒90~98質量%である。In the lithography material composition of this embodiment, the relationship between the amount of solid components and the amount of solvent is not particularly limited, but it is preferable that the solid components be 1 to 80% by mass and the solvent be 20 to 99% by mass, more preferably 1 to 50% by mass and the solvent be 50 to 99% by mass, even more preferably 2 to 40% by mass and the solvent be 60 to 98% by mass, and particularly preferably 2 to 10% by mass and the solvent be 90 to 98% by mass.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、他の固形成分として、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)からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有してもよい。The lithography material composition of this embodiment may contain at least one other solid component selected from the group consisting of an acid generator (C), an acid crosslinker (G), an acid diffusion control agent (E) and other components (F).

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の含有量は、特に限定されないが、固形成分の全質量(式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂、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)などの任意に使用される固形成分の総和、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%、更に好ましくは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。In the lithography material composition of this embodiment, the content of the compound represented by formula (X) and the resin containing a structural unit derived from the compound is not particularly limited, but is preferably 50 to 99.4% by mass of the total mass of the solid components (the sum of the compound represented by formula (X) and the resin containing a structural unit derived from the compound, the acid generator (C), the acid crosslinker (G), the acid diffusion controller (E), and other components (F) that are optionally used, the same below), more preferably 55 to 90% by mass, even more preferably 60 to 80% by mass, and particularly preferably 60 to 70% by mass. With this content, the resolution is further improved and the line edge roughness (LER) is further reduced.

(酸発生剤(C))
本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、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)を一種以上含有することが好ましい。
(Acid Generator (C))
The lithography material composition of the present embodiment preferably contains one or more acid generators (C) that generate an acid directly or indirectly when irradiated with any one of radiation selected from visible light, ultraviolet light, an excimer laser, an electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and an ion beam.

この場合、本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において、酸発生剤(C)の含有量は、固形成分の全質量の0.001~49質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、3~30質量%が更に好ましく、10~25質量%が特に好ましい。前記含有量の範囲内で酸発生剤(C)を使用することにより、一層高感度でかつ一層低エッジラフネスのパターンプロファイルが得られる。In this case, in the lithography material composition of this embodiment, the content of the acid generator (C) is preferably 0.001 to 49 mass % of the total mass of the solid components, more preferably 1 to 40 mass %, even more preferably 3 to 30 mass %, and particularly preferably 10 to 25 mass %. By using the acid generator (C) within the above content range, a pattern profile with even higher sensitivity and even lower edge roughness can be obtained.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物では、系内に酸が発生すれば、酸の発生方法は限定されない。g線、i線などの紫外線の代わりにエキシマレーザーを使用すれば、より微細加工が可能であるし、また高エネルギー線として電子線、極端紫外線、X線、イオンビームを使用すれば更に微細加工が可能である。In the lithography material composition of this embodiment, the method of generating the acid is not limited as long as an acid is generated in the system. If an excimer laser is used instead of ultraviolet rays such as g-rays or i-rays, finer processing is possible, and if an electron beam, extreme ultraviolet rays, X-rays, or ion beams are used as high-energy rays, even finer processing is possible.

前記酸発生剤(C)は、特に限定されず、例えば国際公開第2017/033943号に開示された化合物が挙げられる。酸発生剤(C)としては、芳香環を有する酸発生剤が好ましく、アリール基を有するスルホン酸イオンを有する酸発生剤がより好ましく、ジフェニルトリメチルフェニルスルホニウム p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム p-トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウム ノナフルオロメタンスルホナートが特に好ましい。該酸発生剤を用いることで、ラインエッジラフネスを低減することができる。The acid generator (C) is not particularly limited, and examples thereof include the compounds disclosed in International Publication No. 2017/033943. As the acid generator (C), an acid generator having an aromatic ring is preferable, an acid generator having a sulfonate ion having an aryl group is more preferable, and diphenyltrimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate are particularly preferable. By using the acid generator, line edge roughness can be reduced.

また、本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、酸発生剤としてジアゾナフトキノン光活性化合物を更に含有することが好ましい。ジアゾナフトキノン光活性化合物は、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、感光性成分として用いられているものであれば特に限定されず、1種又は2種以上任意に選択して用いることができる。これらの中でも低ラフネスおよび溶解性の観点から、非ポリマー性ジアゾナフトキノン光活性化合物であることが好ましく、より好ましくは分子量1500以下の低分子化合物であり、さらに好ましくは分子量1200以下、特に好ましくは分子量1000以下である。このような非ポリマー性ジアゾナフトキノン光活性化合物の好ましい具体例としては、国際公開第2016/158881号に開示された非ポリマー性ジアゾナフトキノン光活性化合物が挙げられる。前記酸発生剤(C)は、単独で又は2種以上を使用することができる。 In addition, the lithography material composition of this embodiment preferably further contains a diazonaphthoquinone photoactive compound as an acid generator. The diazonaphthoquinone photoactive compound is a diazonaphthoquinone substance including a polymeric and non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound, and is not particularly limited as long as it is generally used as a photosensitive component in a positive resist composition, and one or more types can be arbitrarily selected and used. Among these, from the viewpoint of low roughness and solubility, a non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound is preferable, and a low molecular weight compound having a molecular weight of 1500 or less is more preferable, a molecular weight of 1200 or less is even more preferable, and a molecular weight of 1000 or less is particularly preferable. A preferred specific example of such a non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound includes the non-polymeric diazonaphthoquinone photoactive compound disclosed in International Publication No. 2016/158881. The acid generator (C) can be used alone or in two or more types.

(酸架橋剤(G))
本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、ネガ型レジスト材料として使用する場合やポジ型レジスト材料でもパターンの強度を増す為の添加剤として使用する場合に、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、前記式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂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)は、特に限定されないが、例えば前記式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を架橋し得る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。
(Acid Crosslinker (G))
The lithography material composition of the present embodiment preferably contains one or more acid crosslinkers (G) when used as a negative resist material or as an additive for increasing the strength of a pattern in a positive resist material. The acid crosslinker (G) is a compound that can intramolecularly or intermolecularly crosslink a compound represented by the formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound in the presence of an acid generated from the acid generator (C). Such an acid crosslinker (G) is not particularly limited, but examples thereof include compounds having one or more groups (hereinafter referred to as "crosslinkable groups") that can crosslink a compound represented by the formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound.

このような架橋性基の具体例としては、特に限定されないが、例えば(i)ヒドロキシ(炭素数1~6のアルキル基)、炭素数1~6のアルコキシ(炭素数1~6のアルキル基)、アセトキシ(炭素数1~6のアルキル基)等のヒドロキシアルキル基又はそれらから誘導される基;(ii)ホルミル基、カルボキシ(炭素数1~6のアルキル基)等のカルボニル基又はそれらから誘導される基;(iii)ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル基等の含窒素基含有基;(iv)グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基等のグリシジル基含有基;(v)ベンジルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基等の、炭素数1~6のアリルオキシ(炭素数1~6のアルキル基)、炭素数1~6のアラルキルオキシ(炭素数1~6のアルキル基)等の芳香族基から誘導される基;(vi)ビニル基、イソプロペニル基等の重合性多重結合含有基等を挙げることができる。酸架橋剤(G)の架橋性基としては、ヒドロキシアルキル基、及びアルコキシアルキル基等が好ましく、特にアルコキシメチル基が好ましい。 Specific examples of such crosslinkable groups include, but are not limited to, (i) hydroxyalkyl groups such as hydroxy (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) having 1 to 6 carbon atoms, and acetoxy (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), or groups derived therefrom; (ii) carbonyl groups such as formyl group and carboxy (alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), or groups derived therefrom; (iii) dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl group, dimethylolaminomethyl group, di ... Examples of the crosslinkable group of the acid crosslinking agent (G) include nitrogen-containing groups such as ethylolaminomethyl and morpholinomethyl groups; (iv) glycidyl group-containing groups such as glycidyl ether, glycidyl ester and glycidylamino groups; (v) groups derived from aromatic groups such as allyloxy (alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms) and aralkyloxy (alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms) having 1 to 6 carbon atoms, such as benzyloxymethyl and benzoyloxymethyl groups; and (vi) polymerizable multiple bond-containing groups such as vinyl and isopropenyl groups. As the crosslinkable group of the acid crosslinking agent (G), hydroxyalkyl groups and alkoxyalkyl groups are preferred, with alkoxymethyl groups being particularly preferred.

前記架橋性基を有する酸架橋剤(G)としては、特に限定されないが、例えば(i)メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール基含有ウレア化合物、メチロール基含有グリコールウリル化合物、メチロール基含有フェノール化合物等のメチロール基含有化合物;(ii)アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有ウレア化合物、アルコキシアルキル基含有グリコールウリル化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物等のアルコキシアルキル基含有化合物;(iii)カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル基含有ウレア化合物、カルボキシメチル基含有グリコールウリル化合物、カルボキシメチル基含有フェノール化合物等のカルボキシメチル基含有化合物;(iv)ビスフェノールA系エポキシ化合物、ビスフェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系エポキシ化合物、ノボラック樹脂系エポキシ化合物、レゾール樹脂系エポキシ化合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシ化合物等のエポキシ化合物等を挙げることができる。The acid crosslinking agent (G) having a crosslinkable group is not particularly limited, but examples thereof include (i) methylol group-containing compounds such as methylol group-containing melamine compounds, methylol group-containing benzoguanamine compounds, methylol group-containing urea compounds, methylol group-containing glycoluril compounds, and methylol group-containing phenolic compounds; (ii) alkoxyalkyl group-containing compounds such as alkoxyalkyl group-containing melamine compounds, alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compounds, alkoxyalkyl group-containing urea compounds, alkoxyalkyl group-containing glycoluril compounds, and alkoxyalkyl group-containing phenolic compounds; (iii) carboxymethyl group-containing compounds such as carboxymethyl group-containing melamine compounds, carboxymethyl group-containing benzoguanamine compounds, carboxymethyl group-containing urea compounds, carboxymethyl group-containing glycoluril compounds, and carboxymethyl group-containing phenolic compounds; and (iv) epoxy compounds such as bisphenol A-based epoxy compounds, bisphenol F-based epoxy compounds, bisphenol S-based epoxy compounds, novolac resin-based epoxy compounds, resol resin-based epoxy compounds, and poly(hydroxystyrene)-based epoxy compounds.

酸架橋剤(G)としては、更に、フェノール性水酸基を有する化合物、並びにアルカリ可溶性樹脂中の酸性官能基に前記架橋性基を導入し、架橋性を付与した化合物及び樹脂を使用することができる。その場合の架橋性基の導入率は、特に限定されず、フェノール性水酸基を有する化合物、及びアルカリ可溶性樹脂中の全酸性官能基に対して、例えば、5~100モル%、好ましくは10~60モル%、更に好ましくは15~40モル%に調節される。前記範囲であると、架橋反応が十分起こり、残膜率の低下、パターンの膨潤現象や蛇行等が避けられるので好ましい。As the acid crosslinking agent (G), compounds having a phenolic hydroxyl group, and compounds and resins in which the crosslinkable group is introduced into the acidic functional group in an alkali-soluble resin to impart crosslinking properties can be used. In this case, the introduction rate of the crosslinkable group is not particularly limited, and is adjusted to, for example, 5 to 100 mol%, preferably 10 to 60 mol%, and more preferably 15 to 40 mol% based on the total acidic functional groups in the compound having a phenolic hydroxyl group and the alkali-soluble resin. This range is preferable because it allows the crosslinking reaction to occur sufficiently, avoiding a decrease in the residual film rate, and avoids swelling and meandering of the pattern.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において酸架橋剤(G)は、アルコキシアルキル化ウレア化合物若しくはその樹脂、又はアルコキシアルキル化グリコールウリル化合物若しくはその樹脂(酸架橋剤(G1))、分子内にベンゼン環を1~6有し、ヒドロキシアルキル基又はアルコキシアルキル基を分子内全体に2以上有し、該ヒドロキシアルキル基又はアルコキシアルキル基が前記いずれかのベンゼン環に結合しているフェノール誘導体(酸架橋剤(G2))、少なくとも一つのα-ヒドロキシイソプロピル基を有する化合物(酸架橋剤(G3))が好ましい。例えば、国際公開第2017/033943号に開示された化合物が挙げられる。In the lithography material composition of this embodiment, the acid crosslinker (G) is preferably an alkoxyalkylated urea compound or a resin thereof, or an alkoxyalkylated glycoluril compound or a resin thereof (acid crosslinker (G1)), a phenol derivative having 1 to 6 benzene rings in the molecule and having two or more hydroxyalkyl groups or alkoxyalkyl groups throughout the molecule, with the hydroxyalkyl groups or alkoxyalkyl groups bonded to any of the benzene rings (acid crosslinker (G2)), or a compound having at least one α-hydroxyisopropyl group (acid crosslinker (G3)). For example, the compounds disclosed in WO 2017/033943 can be mentioned.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において、酸架橋剤(G)の含有量は、固形成分の全質量の0.5~49質量%が好ましく、0.5~40質量%がより好ましく、1~30質量%が更に好ましく、2~20質量%が特に好ましい。前記酸架橋剤(G)の含有割合を0.5質量%以上とすると、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性の抑制効果を向上させ、残膜率が低下したり、パターンの膨潤や蛇行が生じたりするのを抑制することができるので好ましく、一方、49質量%以下とすると、レジストとしての耐熱性の低下を抑制できることから好ましい。In the lithography material composition of this embodiment, the content of the acid crosslinker (G) is preferably 0.5 to 49 mass% of the total mass of the solid components, more preferably 0.5 to 40 mass%, even more preferably 1 to 30 mass%, and particularly preferably 2 to 20 mass%. A content ratio of the acid crosslinker (G) of 0.5 mass% or more is preferable because it improves the effect of suppressing the solubility of the resist film in an alkaline developer and can suppress a decrease in the remaining film rate and the occurrence of swelling and meandering of the pattern, while a content ratio of 49 mass% or less is preferable because it can suppress a decrease in the heat resistance of the resist.

また、前記酸架橋剤(G)中の前記酸架橋剤(G1)、前記酸架橋剤(G2)、前記酸架橋剤(G3)から選ばれる少なくとも1種の化合物の含有量も特に限定はなく、レジストパターンを形成する際に使用される基板の種類等によって種々の範囲とすることができる。In addition, the content of at least one compound selected from the acid crosslinker (G1), the acid crosslinker (G2), and the acid crosslinker (G3) in the acid crosslinker (G) is not particularly limited, and can be in various ranges depending on factors such as the type of substrate used when forming the resist pattern.

(酸拡散制御剤(E))
本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、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)を含有してもよい。この様な酸拡散制御剤(E)を使用することにより、リソグラフィー用材料組成物の貯蔵安定性が向上する。また解像度が一層向上するとともに、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。
(Acid Diffusion Controller (E))
The lithography material composition of this embodiment may contain an acid diffusion controller (E) that has the effect of controlling the diffusion of the acid generated from the acid generator by radiation exposure in the resist film, thereby preventing undesirable chemical reactions in unexposed areas. By using such an acid diffusion controller (E), the storage stability of the lithography material composition is improved. In addition, the resolution is further improved, and the line width change of the resist pattern due to the variation of the exposure time before and after radiation exposure can be suppressed, resulting in extremely excellent process stability.

このような酸拡散制御剤(E)は、特に限定されず、例えば、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。酸拡散制御剤(E)としては、例えば、国際公開第2017/033943号に開示された化合物が挙げられる。酸拡散制御剤(E)は、単独で又は2種以上を使用することができる。Such an acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, and examples thereof include radiolytic basic compounds such as nitrogen atom-containing basic compounds, basic sulfonium compounds, and basic iodonium compounds. Examples of the acid diffusion control agent (E) include the compounds disclosed in International Publication No. 2017/033943. The acid diffusion control agent (E) may be used alone or in combination of two or more.

酸拡散制御剤(E)の含有量は、固形成分の全質量の0.001~49質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましく、0.01~5質量%が更に好ましく、0.01~3質量%が特に好ましい。酸拡散制御剤(E)の含有量が前記範囲内であると、解像度の低下、パターン形状、寸法忠実度等の劣化を一層抑制できる。更に、電子線照射から放射線照射後加熱までの引き置き時間が長くなっても、パターン上層部の形状が劣化することがない。また、酸拡散制御剤(E)の含有量が10質量%以下であると、感度、未露光部の現像性等の低下を防ぐことができる。またこのような酸拡散制御剤を使用することにより、リソグラフィー用材料組成物の貯蔵安定性が向上し、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。The content of the acid diffusion control agent (E) is preferably 0.001 to 49% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, even more preferably 0.01 to 5% by mass, and particularly preferably 0.01 to 3% by mass, of the total mass of the solid components. When the content of the acid diffusion control agent (E) is within the above range, the deterioration of the resolution, pattern shape, dimensional fidelity, etc. can be further suppressed. Furthermore, even if the delay time from electron beam irradiation to heating after radiation irradiation is long, the shape of the upper layer of the pattern does not deteriorate. Furthermore, when the content of the acid diffusion control agent (E) is 10% by mass or less, the deterioration of the sensitivity, developability of the unexposed part, etc. can be prevented. Furthermore, by using such an acid diffusion control agent, the storage stability of the lithography material composition is improved, and the resolution is improved, and the line width change of the resist pattern due to the fluctuation of the delay time before radiation irradiation and the delay time after radiation irradiation can be suppressed, resulting in extremely excellent process stability.

(その他の成分(F))
本実施形態のリソグラフィー用材料組成物には、本実施形態の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、その他の成分(F)として、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。その他の成分(F)としては、例えば、国際公開第2017/033943号に開示された化合物が挙げられる。
(Other Components (F))
To the lithography material composition of this embodiment, one or more of various additives such as a dissolution promoter, a dissolution controller, a sensitizer, a surfactant, and an organic carboxylic acid or a phosphorus oxo acid or a derivative thereof can be added as other component (F) as necessary within a range that does not impair the object of this embodiment. Examples of other component (F) include the compounds disclosed in WO 2017/033943.

その他の成分(F)の合計含有量は、固形成分の全質量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%が更に好ましく、0質量%が特に好ましい。The total content of other components (F) is preferably 0 to 49 mass% of the total mass of the solid components, more preferably 0 to 5 mass%, even more preferably 0 to 1 mass%, and particularly preferably 0 mass%.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物において、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂、酸発生剤(C)、酸拡散制御剤(E)、その他の成分(F)の含有量(式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂/酸発生剤(C)/酸拡散制御剤(E)/その他の成分(F))は、固形物基準の質量%で、好ましくは50~99.4/0.001~49/0.001~49/0~49、より好ましくは55~90/1~40/0.01~10/0~5、更に好ましくは60~80/3~30/0.01~5/0~1、特に好ましくは60~70/10~25/0.01~3/0である。
各成分の含有割合は、その総和が100質量%になるように各範囲から選ばれる。前記含有割合にすると、感度、解像度、現像性等の性能に一層優れる。
In the lithography material composition of the present embodiment, the content of the resin containing the compound represented by formula (X) and a structural unit derived from the compound, the acid generator (C), the acid diffusion controller (E), and the other components (F) (resin containing the compound represented by formula (X) and a structural unit derived from the compound/acid generator (C)/acid diffusion controller (E)/other components (F)) is, in mass % on a solid basis, preferably 50 to 99.4/0.001 to 49/0.001 to 49/0 to 49, more preferably 55 to 90/1 to 40/0.01 to 10/0 to 5, even more preferably 60 to 80/3 to 30/0.01 to 5/0 to 1, and particularly preferably 60 to 70/10 to 25/0.01 to 3/0.
The content of each component is selected from the respective ranges so that the sum of the components is 100% by mass. When the content is within the above range, the performance such as sensitivity, resolution, developability, etc. is further improved.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、使用時に各成分を溶媒に溶解して均一溶液とし、その後、必要に応じて、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過する方法等が挙げられる。The method for preparing the lithography material composition of this embodiment is not particularly limited, and examples include a method in which each component is dissolved in a solvent at the time of use to prepare a homogeneous solution, and then, if necessary, filtered using a filter having a pore size of, for example, about 0.2 μm.

本実施形態のリソグラフィー用材料組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で樹脂を含むことができる。樹脂は、特に限定されず、例えば、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びアクリル酸、ビニルアルコール、又はビニルフェノールを単量体単位として含む重合体或いはこれらの誘導体などが挙げられる。当該樹脂の含有量は、特に限定されず、使用する式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の種類に応じて適宜調節されるが、該化合物100質量部当たり、30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、特に好ましくは0質量部である。The lithography material composition of this embodiment may contain a resin to the extent that the object of the present invention is not impaired. The resin is not particularly limited, and examples thereof include novolac resins, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resins, and polymers containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as monomer units, or derivatives thereof. The content of the resin is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the type of compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound used, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 0 parts by mass per 100 parts by mass of the compound.

[パターン形成方法]
リソグラフィー用材料を用いて基板上にパターンを形成する場合、例えば、本実施形態に係るリソグラフィー用材料やこれを含む組成物(以下、これらを総じて「リソグラフィー用材料等」と称することがある)を用いて基板上に膜を形成する膜形成工程と、前記膜を露光する露光工程と、前記露光工程において露光された膜を現像してパターンを形成する現像工程と、を含むパターン形成方法を用いることができる。
[Pattern formation method]
When forming a pattern on a substrate using a lithography material, for example, a pattern formation method can be used that includes a film formation step of forming a film on a substrate using the lithography material according to this embodiment or a composition containing the same (hereinafter, these may be collectively referred to as "lithography material, etc."), an exposure step of exposing the film to light, and a development step of developing the film exposed in the exposure step to form a pattern.

例えば、本実施形態のリソグラフィー用材料等を用いてレジストパターンを形成する場合、パターン(レジストパターン)の形成方法は、特に限定されず、好適な方法として、上述したリソグラフィー用材料等を含むレジスト組成物を基板上に塗布して膜(レジスト膜)を形成する膜形成工程と、形成された膜(レジスト膜)を露光する露光工程と、前記露光工程において露光された膜(レジスト膜)を現像してパターン(レジストパターン)を形成する現像工程とを含む方法が挙げられる。本実施形態の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。For example, when a resist pattern is formed using the lithography material of this embodiment, the method of forming the pattern (resist pattern) is not particularly limited, and a suitable method includes a film formation step of applying a resist composition containing the above-mentioned lithography material onto a substrate to form a film (resist film), an exposure step of exposing the formed film (resist film), and a development step of developing the film (resist film) exposed in the exposure step to form a pattern (resist pattern). The resist pattern of this embodiment can also be formed as an upper layer resist in a multilayer process.

具体的なレジストパターンを形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、従来公知の基板上に前記レジスト組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって塗布することによりレジスト膜を形成する。従来公知の基板とは、特に限定されず、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、特に限定されないが、例えば、シリコンウェハー、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、特に限定されないが、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が挙げられる。また必要に応じて、前述基板上に無機系の膜又は有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、特に限定されないが、例えば、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。ヘキサメチレンジシラザン等による表面処理を行ってもよい。 Specific methods for forming a resist pattern include, but are not limited to, the following methods. First, the resist composition is applied to a conventionally known substrate by a coating means such as spin coating, casting coating, or roll coating to form a resist film. The conventionally known substrate is not particularly limited, and examples thereof include substrates for electronic components and those on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, examples thereof include, but are not limited to, silicon wafers, metal substrates such as copper, chromium, iron, and aluminum, and glass substrates. Materials for the wiring pattern include, but are not limited to, copper, aluminum, nickel, and gold. If necessary, an inorganic film or an organic film may be provided on the substrate. Examples of inorganic films include, but are not limited to, inorganic anti-reflective films (inorganic BARC). Examples of organic films include, but are not limited to, organic anti-reflective films (organic BARC). Surface treatment with hexamethylenedisilazane or the like may be performed.

次に、必要に応じて、塗布した基板を加熱する。加熱条件は、レジスト組成物の含有組成等により変わるが、20~250℃が好ましく、より好ましくは20~150℃である。加熱することによって、レジストの基板に対する密着性が向上する場合があり好ましい。次いで、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なる群から選ばれるいずれかの放射線により、レジスト膜を所望のパターンに露光する。露光条件等は、レジスト組成物の配合組成等に応じて適宜選定される。
本実施形態のレジストパターンの形成方法においては、露光における高精度の微細パターンを安定して形成するために、放射線照射後に加熱するのが好ましい。加熱条件は、レジスト組成物の配合組成等により変わるが、20~250℃が好ましく、より好ましくは20~150℃である。
Next, the coated substrate is heated as necessary. The heating conditions vary depending on the composition of the resist composition, etc., but are preferably 20 to 250°C, more preferably 20 to 150°C. Heating is preferable because it may improve the adhesion of the resist to the substrate. Next, the resist film is exposed to any radiation selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and ion beams in a desired pattern. The exposure conditions, etc. are appropriately selected depending on the composition of the resist composition, etc.
In the method for forming a resist pattern of this embodiment, in order to stably form a highly accurate fine pattern in the exposure, it is preferable to heat the resist composition after irradiation with radiation. The heating conditions vary depending on the formulation of the resist composition, etc., but are preferably 20 to 250°C, and more preferably 20 to 150°C.

次いで、露光されたレジスト膜を現像液で現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。前記現像液としては、使用する式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂に対して溶解度パラメーター(SP値)の近い溶剤を選択することが好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤又はアルカリ水溶液を用いることができる。現像液の種類によって、ポジ型レジストパターン又はネガ型レジストパターンを作り分けることができるが、一般的に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤の場合はネガ型レジストパターン、アルカリ水溶液の場合はポジ型レジストパターンが得られる。ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤、アルカリ性水溶液としては、例えば、国際公開第2017/033943号に開示されたものが挙げられる。Next, the exposed resist film is developed with a developer to form a predetermined resist pattern. As the developer, it is preferable to select a solvent having a solubility parameter (SP value) close to the compound represented by formula (X) or the resin containing a structural unit derived from the compound to be used, and a polar solvent such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, or an ether solvent, a hydrocarbon solvent, or an alkaline aqueous solution can be used. Depending on the type of developer, a positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced, but generally, a negative resist pattern is obtained in the case of a polar solvent such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, or an ether solvent, or a hydrocarbon solvent, and a positive resist pattern is obtained in the case of an alkaline aqueous solution. Examples of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, and alkaline aqueous solutions include those disclosed in International Publication No. WO 2017/033943.

前記溶剤は、複数混合してもよいし、性能を有する範囲内で、前記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が70質量%未満、更には50質量%未満であることが好ましく、30質量%未満であることがより好ましく、10質量%未満であることが更に好ましく、実質的に水分を含有しないことが特に好ましい。すなわち、現像液に対する有機溶剤の含有量は、特に限定されず、現像液の全量に対して、30質量%以上100質量%以下、更には50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることが更に好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。The solvent may be mixed in a plurality of types, or may be mixed with other solvents or water within the range of performance. However, in order to fully achieve the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 70% by mass, more preferably less than 50% by mass, more preferably less than 30% by mass, even more preferably less than 10% by mass, and particularly preferably substantially free of water. That is, the content of the organic solvent in the developer is not particularly limited, and is preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, even more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and particularly preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less.

特に、現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液が、レジストパターンの解像性やラフネス等のレジスト性能を改善するため好ましい。In particular, a developer containing at least one solvent selected from ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, and ether-based solvents is preferred because it improves resist performance such as the resolution and roughness of the resist pattern.

現像液の蒸気圧は、特に限定されず、例えば、20℃において、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上或いは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。このような蒸気圧を有する現像液としては、例えば、国際公開第2017/033943号に開示された現像液が挙げられる。The vapor pressure of the developer is not particularly limited, and is preferably 5 kPa or less at 20°C, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less. By setting the vapor pressure of the developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, improving the temperature uniformity within the wafer surface, and as a result, improving the dimensional uniformity within the wafer surface. Examples of developers having such a vapor pressure include the developer disclosed in International Publication No. 2017/033943.

現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。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更に好ましい。If necessary, an appropriate amount of a surfactant can be added to the developer. There are no particular limitations on the surfactant, but for example, ionic or non-ionic fluorine-based or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine or silicon-based surfactants include those described in JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, U.S. Pat. Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451. Preferably, they are nonionic surfactants. The non-ionic surfactant is not particularly limited, but it is more preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant.

界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%、好ましくは0.005~2質量%、更に好ましくは0.01~0.5質量%である。The amount of surfactant used is usually 0.001 to 5 mass %, preferably 0.005 to 2 mass %, and more preferably 0.01 to 0.5 mass %, relative to the total amount of the developer.

現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。パターンの現像を行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒間~90秒間である。 Examples of development methods that can be used include immersing the substrate in a tank filled with developer for a certain period of time (dip method), piling up developer on the substrate surface by surface tension and leaving it still for a certain period of time (paddle method), spraying developer onto the substrate surface (spray method), and continuously dispensing developer while scanning a developer dispensing nozzle at a constant speed onto a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispense method). There are no particular restrictions on the time for developing the pattern, but it is preferably 10 to 90 seconds.

また、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。 After the development step, a step of stopping the development while replacing the solvent with another solvent may be carried out.

現像の後には、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。After development, it is preferable to include a step of rinsing with a rinsing solution containing an organic solvent.

現像後のリンス工程に用いるリンス液としては、架橋により硬化したレジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液又は水を使用することができる。前記リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。より好ましくは、現像の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。更に好ましくは、現像の後に、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。更により好ましくは、現像の後に、1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。特に好ましくは、現像の後に、炭素数5以上の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。パターンのリンスを行なう時間には特に制限はないが、好ましくは10秒間~90秒間である。The rinse liquid used in the rinse step after development is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern hardened by crosslinking, and a solution containing a general organic solvent or water can be used. As the rinse liquid, it is preferable to use a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent. More preferably, after development, a step of cleaning is performed using a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, and an amide solvent. Even more preferably, after development, a step of cleaning is performed using a rinse liquid containing an alcohol solvent or an ester solvent. Even more preferably, after development, a step of cleaning is performed using a rinse liquid containing a monohydric alcohol. Particularly preferably, after development, a step of cleaning is performed using a rinse liquid containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms. There is no particular limit to the time for rinsing the pattern, but it is preferably 10 to 90 seconds.

ここで、現像後のリンス工程で用いられる1価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1-ブタノール、2-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、シクロペンタノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ペンタノール、3-メチル-1-ブタノールなどを用いることができる。Here, the monohydric alcohol used in the rinsing process after development is not particularly limited, but examples include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. Specifically, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, and 4-octanol can be used. Particularly preferred monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol, and 3-methyl-1-butanol.

前記各成分は、複数混合してもよいし、前記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。The above components may be mixed in combination or may be mixed with organic solvents other than those mentioned above.

リンス液中の含水率は、特に限定されず、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、より良好な現像特性を得ることができる。The water content in the rinse solution is not particularly limited, but is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and particularly preferably 3% by weight or less. By keeping the water content at 10% by weight or less, better development characteristics can be obtained.

現像後に用いるリンス液の蒸気圧は、20℃において0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下がより好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が更に好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性がより向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤がより抑制され、ウェハ面内の寸法均一性がより良化する。The vapor pressure of the rinse liquid used after development is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and even more preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa or less at 20°C. By setting the vapor pressure of the rinse liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity within the wafer surface is further improved, and swelling caused by the penetration of the rinse liquid is further suppressed, resulting in improved dimensional uniformity within the wafer surface.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。An appropriate amount of surfactant can also be added to the rinse solution.

リンス工程においては、現像を行ったウェハを前記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm~4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。In the rinsing process, the developed wafer is washed with a rinse solution containing the organic solvent. The method of washing is not particularly limited, but may be, for example, a method of continuously applying rinse solution onto a substrate rotating at a constant speed (spin coating method), a method of immersing a substrate in a tank filled with rinse solution for a certain period of time (dip method), or a method of spraying rinse solution onto the substrate surface (spray method). Among these, it is preferable to wash the substrate using the spin coating method, rotate the substrate at a rotation speed of 2000 rpm to 4000 rpm after washing, and remove the rinse solution from the substrate.

レジストパターンを形成した後、エッチングすることによりパターン配線基板が得られる。エッチングの方法はプラズマガスを使用するドライエッチング及びアルカリ溶液、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液等によるウェットエッチングなど公知の方法で行うことができる。After forming the resist pattern, the patterned wiring board is obtained by etching. The etching method can be a known method such as dry etching using plasma gas or wet etching using an alkaline solution, cupric chloride solution, ferric chloride solution, etc.

レジストパターンを形成した後、めっきを行うこともできる。前記めっき法としては、特に限定されないが、例えば、銅めっき、はんだめっき、ニッケルめっき、金めっきなどがある。After forming the resist pattern, plating can be performed. The plating method is not particularly limited, but examples include copper plating, solder plating, nickel plating, and gold plating.

エッチング後の残存レジストパターンは有機溶剤で剥離することができる。前記有機溶剤として、特に限定されないが、例えば、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、EL(乳酸エチル)等が挙げられる。前記剥離方法としては、特に限定されないが、例えば、浸漬方法、スプレイ方式等が挙げられる。またレジストパターンが形成された配線基板は、多層配線基板でもよく、小径スルーホールを有していてもよい。The remaining resist pattern after etching can be peeled off with an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited, but examples thereof include PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), PGME (propylene glycol monomethyl ether), and EL (ethyl lactate). The peeling method is not particularly limited, but examples thereof include an immersion method and a spray method. The wiring board on which the resist pattern is formed may be a multilayer wiring board and may have a small diameter through hole.

本実施形態において、配線基板は、レジストパターン形成後、金属を真空中で蒸着し、その後レジストパターンを溶液で溶かす方法、すなわちリフトオフ法により形成することもできる。In this embodiment, the wiring board can also be formed by a method in which a resist pattern is formed, a metal is evaporated in a vacuum, and then the resist pattern is dissolved in a solution, i.e., a lift-off method.

[レジスト下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、及びパターン形成方法]
(第一の実施形態)
<レジスト下層膜形成用組成物>
本発明の第一の実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含有するレジスト下層膜形成用組成物である。本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、炭素濃度が比較的に高く、酸素濃度が比較的に低く、耐熱性が高く、溶媒溶解性も高い。このため、パターンの矩形性に優れる。また、膜の欠陥低減(薄膜形成)が可能で、保存安定性が良好であり、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、かつ良好なレジストパターン形状を付与できる。
[Composition for forming resist underlayer film, underlayer film for lithography, and method for forming pattern]
(First embodiment)
<Composition for forming resist underlayer film>
The composition for forming a resist underlayer film according to the first embodiment of the present invention is a composition for forming a resist underlayer film, which contains the compound or resin according to this embodiment and a silicon-containing compound (e.g., hydrolyzable organosilane, its hydrolysate, or its hydrolysis condensate). The composition for forming a resist underlayer film according to this embodiment has a relatively high carbon concentration, a relatively low oxygen concentration, high heat resistance, and high solvent solubility. Therefore, the rectangularity of the pattern is excellent. In addition, it is possible to reduce film defects (thin film formation), has good storage stability, has high sensitivity, a high refractive index and transparency in a specific wavelength region, and can impart a good resist pattern shape.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、例えば、上層レジスト(フォトレジスト等)とハードマスクや有機下層膜などとの間に更にレジスト下層膜を備えた多層レジスト法に好適に用いることができる。このような多層レジスト法では、例えば、基板上の有機下層膜又はハードマスクを介してその上にレジスト下層膜を塗布法などによって形成し、そのレジスト下層膜上に上層レジスト(例えば、フォトレジスト、電子線レジスト、EUVレジスト)を形成する。そして、露光と現像とによってレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを用いてレジスト下層膜をドライエッチングしてパターンの転写を行い、有機下層膜をエッチングすることによりパターンを転写しその有機下層膜により基板の加工を行う。The resist underlayer film forming composition of this embodiment can be suitably used, for example, in a multilayer resist method in which a resist underlayer film is further provided between an upper layer resist (photoresist, etc.) and a hard mask or an organic underlayer film. In such a multilayer resist method, for example, a resist underlayer film is formed on an organic underlayer film or hard mask on a substrate by a coating method or the like, and an upper layer resist (for example, photoresist, electron beam resist, EUV resist) is formed on the resist underlayer film. Then, a resist pattern is formed by exposure and development, and the resist underlayer film is dry-etched using the resist pattern to transfer the pattern, and the organic underlayer film is etched to transfer the pattern, and the substrate is processed using the organic underlayer film.

即ち、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜(リソグラフィー用下層膜)は、上層レジストとインターミキシングを起こしにくく、また、耐熱性を有し、例えば、ハロゲン系(フッ素系)のエッチングガスに対するエッチング速度がマスクとして用いられるパターニングされた上層レジストよりも大きいため、矩形で良好なパターンを得ることができる。更に、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜は酸素系エッチングガスに対する耐性が高いため、ハードマスクなど基材上に設けられた層のパターニング時には良好なマスクとして機能することができる。尚、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、レジスト下層膜を複数積層された態様にも用いることができる。この場合、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜の位置(何層目に積層されているか)は特に限定はなく、上層レジストの直下であってもよく、一番基板側に位置する層であってもよいし、レジスト下層膜で挟まれた態様であってもよい。That is, the resist underlayer film (lithography underlayer film) formed using the resist underlayer film forming composition of this embodiment is less likely to cause intermixing with the upper layer resist, and has heat resistance. For example, the etching rate for halogen-based (fluorine-based) etching gas is higher than that of the patterned upper layer resist used as a mask, so that a good rectangular pattern can be obtained. Furthermore, since the resist underlayer film formed using the resist underlayer film forming composition of this embodiment has high resistance to oxygen-based etching gas, it can function as a good mask when patterning a layer provided on a substrate such as a hard mask. The resist underlayer film forming composition of this embodiment can also be used in an embodiment in which multiple resist underlayer films are laminated. In this case, the position (which layer is laminated) of the resist underlayer film formed using the resist underlayer film forming composition of this embodiment is not particularly limited, and may be directly under the upper layer resist, may be the layer located closest to the substrate, or may be sandwiched between the resist underlayer films.

微細なパターンを形成する上で、パターン倒れを防ぐためにレジスト膜厚が薄くなる傾向がある。レジストの薄膜化によりその下層に存在する膜にパターンを転写するためのドライエッチングは、上層の膜よりもエッチング速度が高くなければパターン転写ができない。本実施形態では、基板上に有機下層膜を介して、その上を本実施形態のレジスト下層膜(シリコン系化合物含有)で被覆し、さらにその上をレジスト膜(有機レジスト膜)で被覆することができる。有機系成分の膜と無機系成分の膜とはエッチングガスの選択によりドライエッチング速度が大きく異なり、有機系成分の膜は酸素系ガスでドライエッチング速度が高くなり、無機系成分の膜はハロゲン含有ガスでドライエッチング速度が高くなる。
例えば、パターン転写されたレジスト下層膜を用いて、その下層の有機下層膜を酸素系ガスでドライエッチングして有機下層膜にパターン転写を行い、そのパターン転写された有機下層膜で、ハロゲン含有ガスを用いて基板加工を行うことができる。
In forming a fine pattern, the resist film tends to be thin in order to prevent the pattern from collapsing. Dry etching for transferring a pattern to a film existing in an underlying layer by thinning the resist film must have a higher etching rate than the film in the upper layer in order to transfer the pattern. In this embodiment, an organic underlayer film is placed on a substrate, and the resist underlayer film (containing a silicon-based compound) of this embodiment is coated on the organic underlayer film, which is then coated with a resist film (organic resist film). The dry etching rate of the organic component film and the inorganic component film is significantly different depending on the etching gas selected, and the dry etching rate of the organic component film is high with an oxygen-based gas, and the dry etching rate of the inorganic component film is high with a halogen-containing gas.
For example, using a resist underlayer film to which a pattern has been transferred, the organic underlayer film underneath can be dry etched with an oxygen-based gas to transfer the pattern to the organic underlayer film, and then the organic underlayer film to which the pattern has been transferred can be used to process the substrate using a halogen-containing gas.

また、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物によるレジスト下層膜は、活性光線への吸収能に優れるテルルを含有する化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物)と、を含むことにより、上層レジストの感度が向上し、上層レジストとインターミキシングを起こさず、露光及び現像後のレジスト下膜形成膜のパターンの形状が矩形になる。これにより微細なパターンによる基板加工が可能になる。 In addition, the resist underlayer film formed by the resist underlayer film forming composition of this embodiment contains a tellurium-containing compound or a resin containing a structural unit derived from said compound, which has excellent absorption ability for actinic radiation, and a silicon-containing compound (e.g., a hydrolyzable organosilane, its hydrolysate, or its hydrolyzed condensate), thereby improving the sensitivity of the upper layer resist, preventing intermixing with the upper layer resist, and resulting in a rectangular pattern shape for the resist underlayer film formed film after exposure and development. This makes it possible to process substrates with fine patterns.

また、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物によるレジスト下層膜は、高い耐熱性を有するので、高温ベーク条件でも使用可能である。さらに、比較的に低分子量で低粘度であることから、段差を有する基板(特に、微細なスペースやホールパターン等)であっても、隅々まで均一に充填させることが容易であり、その結果、平坦化性や埋め込み特性が比較的に有利に高められる傾向にある。In addition, the resist underlayer film formed by the resist underlayer film forming composition of this embodiment has high heat resistance, so it can be used even under high temperature baking conditions. Furthermore, since it has a relatively low molecular weight and low viscosity, it is easy to uniformly fill every corner even in a substrate having a step (especially a fine space or hole pattern, etc.), and as a result, the planarization property and filling property tend to be relatively advantageously improved.

前記レジスト下層膜形成用組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂と、ケイ素含有化合物の他に、溶媒、酸、酸架橋剤などを更に含むことができる。更に、任意成分として、有機ポリマー化合物、酸発生剤及び界面活性剤、その他、水、アルコール、及び硬化触媒等を含むことができる。塗布性及び品質安定性の点から、レジスト下層膜形成用組成物中の本実施形態に係る化合物及び樹脂の含有量は、0.1~70質量%であることが好ましく、0.5~50質量%であることがより好ましく、3.0~40質量%であることが特に好ましい。The resist underlayer film-forming composition may further contain a solvent, an acid, an acid crosslinking agent, and the like, in addition to the compound or resin according to this embodiment and the silicon-containing compound. In addition, as optional components, an organic polymer compound, an acid generator, a surfactant, and other components such as water, alcohol, and a curing catalyst may be contained. From the viewpoint of coatability and quality stability, the content of the compound and resin according to this embodiment in the resist underlayer film-forming composition is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.5 to 50% by mass, and particularly preferably 3.0 to 40% by mass.

-溶媒-
本実施形態において用いる溶媒としては、上述した式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂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。例えば、国際公開第2017/188450号に開示された、レジスト下層膜形成用組成物に含まれ得る溶媒が挙げられる。
-solvent-
As the solvent used in this embodiment, any known solvent can be used as appropriate as long as it can dissolve at least the compound represented by the above formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound. For example, the solvent that can be contained in the composition for forming a resist underlayer film disclosed in International Publication No. 2017/188450 can be mentioned.

溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、100~10,000質量部であることが好ましく、200~8,000質量部であることがより好ましく、200~5,000質量部であることがさらに好ましい。The content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoints of solubility and film formation, it is preferably 100 to 10,000 parts by mass, more preferably 200 to 8,000 parts by mass, and even more preferably 200 to 5,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the total solids content of the composition for forming the resist underlayer film.

-酸-
前記レジスト下層膜形成用組成物は硬化性促進の観点から、酸を含むことができる。前記酸としては、例えば、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン等が挙げられる。
-acid-
The composition for forming a resist underlayer film may contain an acid from the viewpoint of promoting curing. Examples of the acid include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and toluenesulfone.

酸の含有量は、特に限定されないが、溶解性や塗膜の形状安定性の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.001~20質量部であることが好ましく、0.005~10質量部であることがより好ましく、0.01~5質量部であることがさらに好ましい。The content of the acid is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and shape stability of the coating film, it is preferably 0.001 to 20 parts by mass, more preferably 0.005 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.01 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film.

-酸架橋剤-
前記レジスト下層膜形成用組成物は、ネガ型レジスト材料として使用する場合やポジ型レジスト材料でもパターンの強度を増す為の添加剤として使用する場合に、酸架橋剤を一種以上含むことができる。酸架橋剤とは、上述の酸の存在下で、前記式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂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は、特に限定されないが、例えば前記式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を架橋し得る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。例えば、国際公開第2017/188450号に開示された、レジスト下層膜形成用組成物に含まれ得る酸架橋剤が挙げられる。また、例えば、国際公開WO2013/024779号に記載のものも前記酸架橋剤の具体例として挙げることができる。
- Acid crosslinking agent -
The resist underlayer film forming composition may contain one or more acid crosslinkers when used as a negative resist material or as an additive for increasing the strength of a pattern in a positive resist material. The acid crosslinker is a compound that can intramolecularly or intermolecularly crosslink a resin containing a compound represented by the formula (X) or a structural unit derived from the compound in the presence of the above-mentioned acid. Such an acid crosslinker is not particularly limited, but may be, for example, a compound having one or more groups (hereinafter referred to as "crosslinkable groups") that can crosslink a compound represented by the formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound. For example, an acid crosslinker that can be contained in a resist underlayer film forming composition disclosed in International Publication No. 2017/188450 may be mentioned. In addition, for example, those described in International Publication No. WO2013/024779 may also be mentioned as specific examples of the acid crosslinker.

酸架橋剤の含有量は、特に限定されないが、溶解性や塗膜の形状安定性の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.01~30質量部であることが好ましく、0.05~20質量部であることがより好ましく、0.1~10質量部であることがさらに好ましい。The content of the acid crosslinker is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility and shape stability of the coating film, it is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.05 to 20 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film.

-ケイ素含有化合物-
前記レジスト下層膜形成用組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂とともにケイ素含有化合物を含む。前記ケイ素含有化合物としては、有機ケイ素含有化合物又は無機ケイ素含有化合物のいずれであってもよいが、有機ケイ素含有化合物であることが好ましい。前記無機ケイ素含有化合物としては、例えば、低温での塗布方式での成膜が可能な珪素酸化物、珪素窒化物、珪素酸化窒化物からなるポリシラザン化合物等が挙げられる。また、前記有機ケイ素含有化合物としては、例えば、ポリシルセスキオキサンベースの化合物や、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物が挙げられる。前記ポリシルセスキオキサンベースの具体的な材料については、以下に限定されないが、例えば、特開2007-226170号公報、特開2007-226204号公報に記載されたものを用いることができる。また、前記加水分解性オルガノシラン、その加水分解物、又はその加水分解縮合物としては、下記式(D1)の加水分解性オルガノシラン及び下記式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の加水分解性オルガノシラン、それらの加水分解物、又はそれらの加水分解縮合物(以下、これらを単に「式(D1)及び式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物」と称することがある)を含むことができる。前記レジスト下層膜形成用組成物が式(D1)及び式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物を含んでいると、硬化条件の調整によりSi-O結合の制御が容易であり、コスト的にも有利であり、有機系成分の導入に適している。このため、レジスト下層膜形成用組成物が式(D1)及び式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物を含む前記レジスト下層膜形成用組成物を用いて形成された層は、レジスト層の中間層(上層レジスト層と、基材上に設けられた有機下層膜との間の層)として有用である。
-Silicon-containing compounds-
The resist underlayer film forming composition contains a silicon-containing compound together with the compound or resin according to this embodiment. The silicon-containing compound may be either an organic silicon-containing compound or an inorganic silicon-containing compound, but is preferably an organic silicon-containing compound. Examples of the inorganic silicon-containing compound include polysilazane compounds made of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, which can be formed into a film by a coating method at low temperature. Examples of the organic silicon-containing compound include polysilsesquioxane-based compounds, hydrolyzable organosilanes, their hydrolysates, and their hydrolyzed condensates. Specific examples of the polysilsesquioxane-based materials include, but are not limited to, those described in JP-A-2007-226170 and JP-A-2007-226204. The hydrolyzable organosilane, its hydrolyzate, or its hydrolyzed condensate may include at least one hydrolyzable organosilane selected from the group consisting of the hydrolyzable organosilane of the following formula (D1) and the following formula (D2), their hydrolyzate, or their hydrolyzed condensate (hereinafter, these may be simply referred to as "at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formula (D1) and formula (D2)"). When the resist underlayer film forming composition contains at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formula (D1) and formula (D2), it is easy to control the Si-O bond by adjusting the curing conditions, it is advantageous in terms of cost, and it is suitable for introducing organic components. For this reason, a layer formed using the resist underlayer film forming composition containing at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formula (D1) and formula (D2) is useful as an intermediate layer of a resist layer (a layer between an upper resist layer and an organic underlayer film provided on a substrate).

式(D1): (RSi(R4-a
(式(D1)中、Rは、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する“有機基”;或いは、それらの組み合わせを表し、且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、aは0~3の整数を表す。)
Formula (D1): (R 3 ) a Si(R 4 ) 4-a
In formula (D1), R3 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, "Organic radical" having an alkoxyaryl group, an acyloxyaryl group, an isocyanurate group, a hydroxy group, a cyclic amino group, or a cyano group; or a combination thereof, and bonded to the silicon atom by a Si-C bond. R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group, and a represents an integer of 0 to 3.

式(D2): [(RSi(R4-c
(式(D2)中、Rはアルキル基を表し、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。)
Formula (D2): [(R 5 ) c Si(R 6 ) 4-c ] 2 Y b
In formula (D2), R 5 represents an alkyl group, R 6 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, b represents an integer of 0 or 1, represents an integer of 0 or 1.)

前記レジスト下層膜形成用組成物中、式(X)で示されるテルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と、ケイ素含有化合物(例えば、式(D1)及び式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物)と、の割合はモル比で1:2~1:200の範囲で使用することができる。良好なレジスト形状を得るためには、例えば、前記モル比で1:2~1:100の範囲で用いることができる。式(D1)及び式(D2)からなる群より選ばれた少なくとも1種の有機ケイ素化合物は、加水分解縮合物(ポリオルガノシロキサンのポリマー)として使用することが好ましい。In the composition for forming the resist underlayer film, the ratio of the tellurium-containing compound represented by formula (X) and the resin containing structural units derived from the compound to the silicon-containing compound (for example, at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formulas (D1) and (D2)) can be used in a molar ratio range of 1:2 to 1:200. In order to obtain a good resist shape, for example, the molar ratio can be used in a range of 1:2 to 1:100. It is preferable to use at least one organosilicon compound selected from the group consisting of formulas (D1) and (D2) as a hydrolysis condensation product (polymer of polyorganosiloxane).

式(D1)で表される加水分解性オルガノシラン中のRは、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、アルケニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アルコキシアリール基、アシルオキシアリール基、イソシアヌレート基、ヒドロキシ基、環状アミノ基、又はシアノ基を有する“有機基”、或いは、それらの組み合わせであり、且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、aは0~3の整数を表す。 In the hydrolyzable organosilane represented by formula (D1), R 3 is an "organic group" having an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, a halogenated aralkyl group, an alkenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an alkoxyaryl group, an acyloxyaryl group, an isocyanurate group, a hydroxy group, a cyclic amino group, or a cyano group, or a combination thereof, and is bonded to a silicon atom via a Si-C bond; R 4 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group; and a represents an integer of 0 to 3.

式(D2)の加水分解性オルガノシランのRはアルキル基を表し、Rはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を表し、Yはアルキレン基又はアリーレン基を表し、bは0又は1の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。 In the hydrolyzable organosilane of formula (D2), R5 represents an alkyl group, R6 represents an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen group, Y represents an alkylene group or an arylene group, b represents an integer of 0 or 1, and c represents an integer of 0 or 1.

式(D1)及び式(D2)で示される加水分解性オルガノシランとしては、例えば、国際公開第2017/188450号に開示された、レジスト下層膜形成用組成物に含まれ得る加水分解性オルガノシランが挙げられる。Examples of hydrolyzable organosilanes represented by formula (D1) and formula (D2) include the hydrolyzable organosilanes that can be included in the composition for forming a resist underlayer film disclosed in International Publication No. 2017/188450.

本実施形態においては、テルル化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と、加水分解性オルガノシラン等と、を反応させずに混合体として膜を形成してもよいが、レジスト下層膜形成用組成物中のテルルを含有する化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と、上述の加水分解性オルガノシラン等とを、無機酸、脂肪族スルホン酸及び芳香族スルホン酸から選ばれる一種以上の化合物を酸触媒として用いて、加水分解縮合を行うことでテルル含有ケイ素化合物又は樹脂を合成してもよい。In this embodiment, a film may be formed as a mixture of the tellurium compound or a resin containing a structural unit derived from the compound and the hydrolyzable organosilane, etc., without reacting them. Alternatively, a tellurium-containing silicon compound or resin may be synthesized by hydrolysis and condensation of the tellurium-containing compound in the composition for forming a resist underlayer film or the resin containing a structural unit derived from the compound and the above-mentioned hydrolyzable organosilane, etc., using one or more compounds selected from inorganic acids, aliphatic sulfonic acids, and aromatic sulfonic acids as an acid catalyst.

このとき使用される酸触媒は、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等を挙げることができる。触媒の使用量は、モノマー(テルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と加水分解性オルガノシラン等との総量)1モルに対して10-6~10モルが好ましく、より好ましくは10-5~5モル、さらに好ましくは10-4~1モルである。 Examples of the acid catalyst used at this time include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, etc. The amount of the catalyst used is preferably 10 −6 to 10 mol, more preferably 10 −5 to 5 mol, and even more preferably 10 −4 to 1 mol per mol of monomer (the total amount of the tellurium-containing compound and the resin containing a structural unit derived from said compound, and the hydrolyzable organosilane, etc.).

これらのモノマーから加水分解縮合によりテルル含有ケイ素化合物又は樹脂を得るときの水の量は、モノマー(テルルを含有する化合物、該化合物に由来する構成単位を含む樹脂及び加水分解性オルガノシラン等)に結合している加水分解性置換基1モル当たり0.01~100モルが好ましく、より好ましくは0.05~50モル、さらに好ましくは0.1~30モルを添加することが好ましい。100モル以下の添加であれば、反応に使用する装置が過大になることがないため経済的である。When obtaining tellurium-containing silicon compounds or resins from these monomers by hydrolysis and condensation, the amount of water added is preferably 0.01 to 100 moles per mole of hydrolyzable substituent bonded to the monomer (compounds containing tellurium, resins containing structural units derived from said compounds, hydrolyzable organosilanes, etc.), more preferably 0.05 to 50 moles, and even more preferably 0.1 to 30 moles. Addition of 100 moles or less is economical because the equipment used for the reaction does not become excessively large.

テルル含有ケイ素化合物又は樹脂を合成する際の操作方法としては、例えば、触媒水溶液にモノマーを添加して加水分解縮合反応を開始させる。このとき、触媒水溶液に有機溶剤を加えてもよいし、モノマーを有機溶剤で希釈しておいてもよいし、両方行ってもよい。反応温度は好ましくは0~100℃、より好ましくは40~100℃である。モノマーの滴下時に5~80℃に温度を保ち、その後40~100℃で熟成させる方法が好ましい。 As an operating method for synthesizing tellurium-containing silicon compounds or resins, for example, a monomer is added to an aqueous catalyst solution to initiate a hydrolysis condensation reaction. At this time, an organic solvent may be added to the aqueous catalyst solution, or the monomer may be diluted with an organic solvent, or both may be performed. The reaction temperature is preferably 0 to 100°C, more preferably 40 to 100°C. A method in which the temperature is kept at 5 to 80°C during the dropwise addition of the monomer, and then the mixture is aged at 40 to 100°C is preferred.

触媒水溶液に加えることのできる、又はモノマーを希釈することのできる有機溶剤としては、例えば、国際公開第2017/188450号に開示された有機溶剤が挙げられる。 Organic solvents that can be added to the aqueous catalyst solution or used to dilute the monomer include, for example, the organic solvents disclosed in WO 2017/188450.

尚、有機溶剤の使用量は、モノマー(テルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂と加水分解性オルガノシラン等との総量)1モルに対して0~1,000mlが好ましく、特に0~500mlが好ましい。有機溶剤の使用量が1,000ml以下であれば、反応容器が過大となることがないため経済的である。The amount of organic solvent used is preferably 0 to 1,000 ml, particularly preferably 0 to 500 ml, per mole of monomer (total amount of tellurium-containing compound, resin containing structural units derived from said compound, and hydrolyzable organosilane, etc.). If the amount of organic solvent used is 1,000 ml or less, it is economical because the reaction vessel will not become excessively large.

その後、必要であれば触媒の中和反応を行い、加水分解縮合反応で生成したアルコールを減圧除去し、反応混合物水溶液を得る。このとき、中和に使用することのできるアルカリ性物質の量は、触媒で使用された酸に対して0.1~2当量が好ましい。このアルカリ性物質は水中でアルカリ性を示すものであれば、任意の物質でよい。 If necessary, the catalyst is neutralized, and the alcohol produced in the hydrolysis and condensation reaction is removed under reduced pressure to obtain an aqueous reaction mixture. At this time, the amount of alkaline substance that can be used for neutralization is preferably 0.1 to 2 equivalents relative to the acid used in the catalyst. This alkaline substance can be any substance that is alkaline in water.

続いて、反応混合物から加水分解縮合反応で生成したアルコールなどの副生物を取り除くことが好ましい。このとき反応混合物を加熱する温度は、添加した有機溶剤と反応で発生したアルコールなどの種類によるが、好ましくは0~100℃、より好ましくは10~90℃、さらに好ましくは15~80℃である。またこのときの減圧度は、除去すべき有機溶剤及びアルコールなどの種類、排気装置、凝縮装置及び加熱温度により異なるが、好ましくは大気圧以下、より好ましくは絶対圧で80kPa以下、さらに好ましくは絶対圧で50kPa以下である。この際除去されるアルコール量を正確に知ることは難しいが、生成したアルコールなどのおよそ80質量%以上が除かれることが望ましい。 Next, it is preferable to remove by-products such as alcohol generated by the hydrolysis condensation reaction from the reaction mixture. The temperature at which the reaction mixture is heated depends on the type of organic solvent added and the alcohol generated by the reaction, but is preferably 0 to 100°C, more preferably 10 to 90°C, and even more preferably 15 to 80°C. The degree of reduced pressure at this time varies depending on the type of organic solvent and alcohol to be removed, the exhaust device, the condenser, and the heating temperature, but is preferably atmospheric pressure or less, more preferably 80 kPa or less in absolute pressure, and even more preferably 50 kPa or less in absolute pressure. It is difficult to know the exact amount of alcohol removed at this time, but it is desirable to remove approximately 80 mass% or more of the generated alcohol.

次に、反応混合物から加水分解縮合に使用した酸触媒を除去してもよい。酸触媒を除去する方法として、水とテルル含有ケイ素化合物又は樹脂とを混合し、テルル含有ケイ素化合物又は樹脂を有機溶剤で抽出する方法を例示できる。このとき使用する有機溶剤としては、テルル含有ケイ素化合物又は樹脂を溶解でき、水と混合させると2層分離するものが好ましい。例えば、国際公開第2017/188450号に開示された有機溶剤が挙げられる。Next, the acid catalyst used in the hydrolysis and condensation may be removed from the reaction mixture. An example of a method for removing the acid catalyst is a method in which water and a tellurium-containing silicon compound or resin are mixed, and the tellurium-containing silicon compound or resin is extracted with an organic solvent. The organic solvent used in this case is preferably one that can dissolve the tellurium-containing silicon compound or resin and separates into two layers when mixed with water. For example, the organic solvents disclosed in International Publication No. 2017/188450 can be mentioned.

さらに、反応混合物から加水分解縮合に使用した酸触媒を除去する際に、水溶性有機溶剤と水難溶性有機溶剤との混合物を使用することも可能である。例えば国際公開第2017/188450号に開示された混合物が挙げられる。Furthermore, when removing the acid catalyst used in the hydrolysis and condensation from the reaction mixture, it is also possible to use a mixture of a water-soluble organic solvent and a poorly water-soluble organic solvent. For example, the mixture disclosed in WO 2017/188450 can be used.

尚、水溶性有機溶剤と水難溶性有機溶剤との混合割合は、適宜選定されるが、水難溶性有機溶剤100質量部に対して、水溶性有機溶剤0.1~1,000質量部が好ましく、より好ましくは1~500質量部、さらに好ましくは2~100質量部である。The mixing ratio of the water-soluble organic solvent to the poorly water-soluble organic solvent may be appropriately selected, but it is preferable that the water-soluble organic solvent be 0.1 to 1,000 parts by mass, more preferably 1 to 500 parts by mass, and even more preferably 2 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the poorly water-soluble organic solvent.

酸触媒が残留しているテルル含有ケイ素化合物又は樹脂、及び酸触媒が除去されたテルル含有ケイ素化合物又は樹脂、いずれの場合においても、最終的な溶剤を加え、減圧で溶剤交換することでテルル含有ケイ素化合物又は樹脂の溶液を得ることができる。このときの溶剤交換の温度は、除去すべき反応溶剤や抽出溶剤の種類によるが、好ましくは0~100℃、より好ましくは10~90℃、さらに好ましくは15~80℃である。またこのときの減圧度は、除去すべき抽出溶剤の種類、排気装置、凝縮装置及び加熱温度により異なるが、好ましくは大気圧以下、より好ましくは絶対圧で80kPa以下、さらに好ましくは絶対圧で50kPa以下である。In both cases, a tellurium-containing silicon compound or resin containing residual acid catalyst and a tellurium-containing silicon compound or resin from which the acid catalyst has been removed, can be obtained by adding a final solvent and performing solvent exchange under reduced pressure. The temperature for the solvent exchange at this time depends on the type of reaction solvent and extraction solvent to be removed, but is preferably 0 to 100°C, more preferably 10 to 90°C, and even more preferably 15 to 80°C. The degree of reduced pressure at this time varies depending on the type of extraction solvent to be removed, the exhaust device, the condenser, and the heating temperature, but is preferably atmospheric pressure or less, more preferably 80 kPa or less in absolute pressure, and even more preferably 50 kPa or less in absolute pressure.

-その他の任意成分-
前記レジスト下層膜形成用組成物は、前記の成分の他、必要に応じて有機ポリマー化合物、架橋剤、光酸発生剤及び界面活性剤等を含むことができる。
-Other optional ingredients-
The composition for forming a resist underlayer film may contain, in addition to the above-mentioned components, an organic polymer compound, a crosslinking agent, a photoacid generator, a surfactant, and the like, if necessary.

有機ポリマー化合物を使用することにより、前記レジスト下層膜形成用組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)、減衰係数及び屈折率等を調整することができる。有機ポリマー化合物としては特に制限はなく、種々の有機ポリマーを使用することができる。縮重合ポリマー及び付加重合ポリマー等を使用することができる。例えば国際公開第2017/188450号に開示された有機ポリマー化合物が使用できる。By using an organic polymer compound, the dry etching rate (amount of film thickness reduction per unit time), attenuation coefficient, refractive index, etc. of the resist underlayer film formed from the composition for forming a resist underlayer film can be adjusted. There are no particular limitations on the organic polymer compound, and various organic polymers can be used. Condensation polymerization polymers and addition polymerization polymers, etc. can be used. For example, the organic polymer compounds disclosed in International Publication No. 2017/188450 can be used.

架橋剤を使用することにより、前記レジスト下層膜形成用組成物から形成されるレジスト下層膜のドライエッチング速度(単位時間当たりの膜厚の減少量)等を調整することができる。架橋剤としては特に制限はなく、種々の架橋剤を使用することができる。本実施形態で使用可能な架橋剤の具体例としては、例えば、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、ウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物であって、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基を置換基(架橋性基)として有するものなどが挙げられるが、これらに特に限定されない。例えば国際公開第2017/188450号に開示された架橋剤が挙げられる。By using a crosslinking agent, the dry etching rate (amount of film thickness reduction per unit time) of the resist underlayer film formed from the resist underlayer film forming composition can be adjusted. There is no particular limitation on the crosslinking agent, and various crosslinking agents can be used. Specific examples of crosslinking agents that can be used in this embodiment include, for example, melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, epoxy compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, and compounds containing double bonds such as alkenyl ether groups, and having at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group as a substituent (crosslinkable group), but are not particularly limited thereto. For example, crosslinking agents disclosed in International Publication No. 2017/188450 can be mentioned.

前記レジスト下層膜形成用組成物において、架橋剤の含有量は、特に限定されないが、テルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂100質量部に対して、1~10質量部であることが好ましく、より好ましくは1~5質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にあり、また、反射防止効果が高められ、架橋後の膜形成性が高められる傾向にある。In the composition for forming a resist underlayer film, the content of the crosslinking agent is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin containing a tellurium-containing compound and a structural unit derived from the compound. By setting the content within the above-mentioned preferred range, the occurrence of the mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed, the anti-reflection effect tends to be enhanced, and the film formability after crosslinking tends to be improved.

前記レジスト下層膜形成用組成物では酸発生剤を含有することができる。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。前記酸発生剤としては、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。The resist underlayer film forming composition may contain an acid generator. Known acid generators include those that generate acid by thermal decomposition and those that generate acid by light irradiation, and any of these may be used. As the acid generator, for example, those described in International Publication WO2013/024779 may be used.

酸発生剤が使用される場合、その割合としては、テルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂100質量部に対して、0.01質量部~5質量部、又は0.1質量部~3質量部、又は0.5質量部~1質量部である。When an acid generator is used, the proportion thereof is 0.01 parts by mass to 5 parts by mass, or 0.1 parts by mass to 3 parts by mass, or 0.5 parts by mass to 1 part by mass per 100 parts by mass of the resin containing a tellurium-containing compound and a structural unit derived from the compound.

界面活性剤は、前記レジスト下層膜形成用組成物を基板に塗布した際に、表面欠陥等の発生を抑制するのに有効である。前記レジスト下層膜形成用組成物に含まれる界面活性剤としては、例えば、国際公開第2017/188450号に開示された界面活性剤が挙げられる。界面活性剤が使用される場合、その割合としては、テルルを含有する化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂100質量部に対して、例えば、0.0001質量部~5質量部、又は0.001質量部~1質量部、又は0.01質量部~0.5質量部である。The surfactant is effective in suppressing the occurrence of surface defects and the like when the composition for forming a resist underlayer film is applied to a substrate. Examples of the surfactant contained in the composition for forming a resist underlayer film include the surfactants disclosed in International Publication No. 2017/188450. When a surfactant is used, the proportion thereof is, for example, 0.0001 to 5 parts by mass, or 0.001 to 1 part by mass, or 0.01 to 0.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of a resin containing a tellurium-containing compound and a structural unit derived from the compound.

<リソグラフィー用下層膜及びパターン形成方法>
本発明の第一の実施形態に係るリソグラフィー用下層膜は、前記本発明の第一の実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成することができる。本実施形態のリソグラフィー用下層膜は、多層レジスト法に用いられる、フォトレジスト(上層)の下層(レジスト下層膜)として好適に用いることができる。
<Underlayer film for lithography and pattern formation method>
The underlayer film for lithography according to the first embodiment of the present invention can be formed by using the composition for forming a resist underlayer film according to the first embodiment of the present invention. The underlayer film for lithography according to this embodiment can be suitably used as an underlayer (resist underlayer film) of a photoresist (upper layer) used in a multilayer resist method.

本実施形態においては、例えば、レジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に、少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、該フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行うことでパターンを形成することができる。In this embodiment, for example, a resist underlayer film is formed using a composition for forming a resist underlayer film, at least one photoresist layer is formed on the resist underlayer film, and then a predetermined area of the photoresist layer is irradiated with radiation and developed to form a pattern.

また、上述のようにして作製した前記本発明の第一の実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物を用いた本発明の第一の実施形態に係るパターン形成方法の一態様としては、基板上に、塗布型有機下層膜材料を用いて有機下層膜を形成し、前記有機下層膜上に本発明の第一の実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、前記上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機下層膜にエッチングでパターンを転写し、さらにパターンが転写された前記有機下層膜をマスクにして前記基板(被加工体)にエッチングでパターンを転写するパターン形成方法を挙げることができる。In addition, one aspect of the pattern formation method according to the first embodiment of the present invention using the resist underlayer film forming composition according to the first embodiment of the present invention prepared as described above includes forming an organic underlayer film on a substrate using a coating type organic underlayer film material, forming a resist underlayer film on the organic underlayer film using the resist underlayer film forming composition of the first embodiment of the present invention, forming an upper-layer resist film on the resist underlayer film using an upper-layer resist film composition, forming an upper-layer resist pattern on the upper-layer resist film, transferring a pattern to the resist underlayer film by etching using the upper-layer resist pattern as a mask, transferring a pattern to the organic underlayer film by etching using the resist underlayer film to which the pattern has been transferred as a mask, and further transferring a pattern to the substrate (workpiece) by etching using the organic underlayer film to which the pattern has been transferred as a mask.

本発明の第一の実施形態に係るパターン形成方法の別の態様として、基板上に炭素を主成分とする有機ハードマスクをCVD法で形成し、前記有機ハードマスク上に本発明の第一の実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成し、前記レジスト下層膜上に上層レジスト膜組成物を用いて上層レジスト膜を形成し、前記上層レジスト膜に上層レジストパターンを形成し、該上層レジストパターンをマスクにして前記レジスト下層膜にエッチングでパターンを転写し、パターンが転写された前記レジスト下層膜をマスクにして前記有機ハードマスクにエッチングでパターンを転写し、さらにパターンが転写された前記有機ハードマスクをマスクにして前記基材(被加工体)にエッチングでパターンを転写するパターン形成方法を挙げることができる。Another aspect of the pattern formation method according to the first embodiment of the present invention is a pattern formation method in which an organic hard mask mainly composed of carbon is formed on a substrate by a CVD method, a resist underlayer film is formed on the organic hard mask using the resist underlayer film forming composition of the first embodiment of the present invention, an upper layer resist film is formed on the resist underlayer film using an upper layer resist film composition, an upper layer resist pattern is formed on the upper layer resist film, the pattern is transferred to the resist underlayer film by etching using the upper layer resist pattern as a mask, the pattern is transferred to the organic hard mask by etching using the resist underlayer film to which the pattern has been transferred as a mask, and the pattern is further transferred to the substrate (workpiece) by etching using the organic hard mask to which the pattern has been transferred as a mask.

前記基材としては、例えば、半導体基板を用いることができる。前記半導体基板としては、シリコン基板が一般的に用いることができるが、特に限定されるものではなく、Si、アモルファスシリコン(α-Si)、p-Si、SiO、SiN、SiON、W、TiN、Al等で被加工層と異なる材質のものを用いることができる。 The base material may be, for example, a semiconductor substrate. The semiconductor substrate may generally be a silicon substrate, but is not particularly limited thereto, and may be made of a material different from the layer to be processed, such as Si, amorphous silicon (α-Si), p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, or Al.

また、前記基材(被加工体;前記半導体基板を含む)を構成する金属としては、ケイ素、チタン、タングステン、ハフニウム、ジルコニウム、クロム、ゲルマニウム、銅、アルミニウム、インジウム、ガリウム、ヒ素、パラジウム、鉄、タンタル、イリジウム、又はモリブデンのいずれか、或いはこれらの合金を用いることができる。 The metal constituting the base material (workpiece; including the semiconductor substrate) can be any of silicon, titanium, tungsten, hafnium, zirconium, chromium, germanium, copper, aluminum, indium, gallium, arsenic, palladium, iron, tantalum, iridium, and molybdenum, or an alloy thereof.

また、半導体基板上に被加工層(被加工部分)として、金属膜、金属炭化膜、金属酸化膜、金属窒化膜、金属酸化炭化膜、又は金属酸化窒化膜のいずれかが成膜されたもの等を用いることができる。このような金属を含む被加工層としては、例えば、Si、SiO、SiN、SiON、SiOC、p-Si、α-Si、TiN、WSi、BPSG、SOG、Cr、CrO、CrON、MoSi、W、W-Si、Al、Cu、Al-Si等並びに種々の低誘電膜及びそのエッチングストッパー膜が用いられ、通常、50~10,000nm、特に100~5,000nmの厚さに形成し得る。 Also, a metal film, a metal carbide film, a metal oxide film, a metal nitride film, a metal oxide carbide film, or a metal oxide nitride film formed on a semiconductor substrate as a layer to be processed (a portion to be processed) can be used. Examples of such a metal-containing layer to be processed include Si, SiO 2 , SiN, SiON, SiOC, p-Si, α-Si, TiN, WSi, BPSG, SOG, Cr, CrO, CrON, MoSi, W, W-Si, Al, Cu, Al-Si, and various low dielectric films and their etching stopper films, and can be formed to a thickness of usually 50 to 10,000 nm, particularly 100 to 5,000 nm.

本実施形態のパターン形成方法では、基板上に、有機下層膜、又は有機ハードマスクを形成することができる。このうち、有機下層膜は塗布型有機下層膜材料から回転塗布法等を用いて形成することができ、有機ハードマスクは炭素を主成分とする有機ハードマスクの材料からCVD法を用いて形成することができる。このような有機下層膜及び有機ハードマスクの種類等は、特に限定されないが、上層レジスト膜が露光によりパターン形成を行う場合は、十分な反射防止膜機能を発現するものが好ましい。このような有機下層膜又は有機ハードマスクを形成することで、サイズ変換差を生じさせることなく上層レジスト膜で形成されたパターンを基材(被加工体)上に転写することができる。尚、「炭素を主成分とする」ハードマスクとは、固形分の50質量%以上がアモルファスカーボンとも呼ばれa-C:Hと表示されるアモルファス水素化炭素等の炭素系材料で構成されているハードマスクを意味する。a-C:H膜は、様々な技術によって堆積させることができるが、プラズマ化学気相堆積(PECVD)が、費用効率及び膜質調整可能性のために広く使用されている。前記ハードマスクの例としては、例えば、特表2013-526783号公報に記載のものを参照することができる。In the pattern formation method of the present embodiment, an organic underlayer film or an organic hard mask can be formed on a substrate. Among them, the organic underlayer film can be formed from a coating-type organic underlayer film material using a spin coating method or the like, and the organic hard mask can be formed from an organic hard mask material mainly composed of carbon using a CVD method. The types of such organic underlayer film and organic hard mask are not particularly limited, but when the upper resist film is patterned by exposure, it is preferable that the organic underlayer film and organic hard mask exhibit sufficient anti-reflective film function. By forming such an organic underlayer film or organic hard mask, the pattern formed by the upper resist film can be transferred onto the substrate (workpiece) without causing a size conversion difference. Note that a hard mask "mainly composed of carbon" means a hard mask in which 50% or more by mass of the solid content is composed of a carbon-based material such as amorphous hydrogenated carbon, also called amorphous carbon and denoted as a-C:H. The a-C:H film can be deposited by various techniques, but plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used due to its cost-effectiveness and film quality adjustability. As an example of the hard mask, for example, the one described in JP-T-2013-526783 can be referred to.

本実施形態のパターンの形成方法に使用される本実施形態のレジスト下膜形成用組成物を用いたレジスト下層膜は、レジスト下層膜形成用組成物からスピンコート法等で有機下層膜等が設けられた被加工体上に作製することが可能である。レジスト下膜をスピンコート法で形成する場合、スピンコート後、溶剤を蒸発させ、上層レジスト膜とのミキシング防止を目的として、架橋反応を促進させるためにベークをすることが望ましい。ベーク温度は50~500℃の範囲内が好ましい。このとき、製造されるデバイスの構造にもよるが、デバイスへの熱ダメージを少なくするため、ベーク温度は400℃以下が特に好ましい。ベーク時間は10秒~300秒の範囲内が好ましく用いられる。The resist underlayer film using the resist underlayer film forming composition of this embodiment used in the pattern forming method of this embodiment can be formed on a workpiece provided with an organic underlayer film or the like by spin coating or the like from the resist underlayer film forming composition. When forming the resist underlayer film by spin coating, it is desirable to evaporate the solvent after spin coating and bake to promote the crosslinking reaction in order to prevent mixing with the upper resist film. The bake temperature is preferably within the range of 50 to 500°C. At this time, although it depends on the structure of the device to be manufactured, a bake temperature of 400°C or less is particularly preferable in order to reduce thermal damage to the device. A bake time within the range of 10 to 300 seconds is preferably used.

また、本実施形態のパターン形成方法では、上層レジスト膜にパターンを形成する方法として、波長が300nm以下の光又はEUV光を用いたリソグラフィー法;電子線直接描画法、及び誘導自己組織化法のいずれかの方法を好適に用いることができる。このような方法を用いることで、レジスト上層膜上に微細なパターンを形成することができる。In addition, in the pattern formation method of this embodiment, as a method for forming a pattern on the upper resist film, any of the following methods can be suitably used: lithography using light having a wavelength of 300 nm or less or EUV light; electron beam direct writing; and induced self-organization. By using such a method, a fine pattern can be formed on the upper resist film.

前記上層レジスト膜組成物としては、上述の上層レジスト膜にパターンを形成する方法に応じて適宜選択することができる。例えば、300nm以下の光又はEUV光を用いたリソグラフィーを行う場合、上層レジスト膜組成物としては、化学増幅型のフォトレジスト膜材料を用いることができる。このようなフォトレジスト膜材料としては、フォトレジスト膜を形成して露光を行った後に、アルカリ現像液を用いて露光部を溶解することによりポジ型パターンを形成するものや、有機溶媒からなる現像液を用いて未露光部を溶解することによりネガ型パターンを形成するものを例示できる。The upper layer resist film composition can be appropriately selected according to the method for forming a pattern on the above-mentioned upper layer resist film. For example, when performing lithography using light of 300 nm or less or EUV light, a chemically amplified photoresist film material can be used as the upper layer resist film composition. Examples of such photoresist film materials include those that form a positive pattern by dissolving the exposed parts using an alkaline developer after forming a photoresist film and exposing it, and those that form a negative pattern by dissolving the unexposed parts using a developer made of an organic solvent.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物より形成されるレジスト下層膜は、リソグラフィープロセスにおいて使用される光の波長によっては、その光を吸収することがある。そして、そのような場合には、基板からの反射光を防止する効果を有する反射防止膜として機能することができる。The resist underlayer film formed from the resist underlayer film forming composition of this embodiment may absorb light depending on the wavelength of the light used in the lithography process. In such a case, it can function as an anti-reflective film that has the effect of preventing light from being reflected from the substrate.

また、EUVレジストの下層膜としてはハードマスクとしての機能以外に以下の目的にも使用できる。EUVレジストとインターミキシングすることなく、EUV露光(波長13.5nm)に際して好ましくない露光光、例えば上述のUVやDUV(ArF光、KrF光)の基板又は界面からの反射を防止することができるEUVレジストの下層反射防止膜として、前記テルル含有レジスト下層膜形成用組成物を用いることができる。EUVレジストの下層で効率的に反射を防止することができる。また、前記下層膜形成用組成物はEUVの吸収能に優れることから、上層レジスト組成物の増感作用を発現することが可能であり、感度向上に寄与する。EUVレジスト下層膜として用いた場合は、プロセスはフォトレジスト用下層膜と同様に行うことができる。In addition to its function as a hard mask, the underlayer film of an EUV resist can also be used for the following purposes. The tellurium-containing composition for forming a resist underlayer film can be used as an underlayer anti-reflective film of an EUV resist that can prevent the reflection of undesirable exposure light, such as the above-mentioned UV and DUV (ArF light, KrF light), from the substrate or interface during EUV exposure (wavelength 13.5 nm) without intermixing with the EUV resist. Reflection can be efficiently prevented in the underlayer of the EUV resist. In addition, since the composition for forming the underlayer film has excellent EUV absorption ability, it is possible to exert a sensitizing effect on the upper layer resist composition, contributing to improved sensitivity. When used as an EUV resist underlayer film, the process can be carried out in the same manner as for the underlayer film for photoresist.

(第二の実施形態)
<レジスト下層膜形成用組成物>
本発明の第二の実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂を含有するレジスト下層膜形成用組成物である。本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、膜の欠陥低減(薄膜形成)が可能で、保存安定性が良好であり、高感度で特定の波長領域での高屈折率および透明性を有し、かつ良好なレジストパターン形状を付与できる。本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、ケイ素含有化合物を含まないことができる。
Second Embodiment
<Composition for forming resist underlayer film>
The composition for forming a resist underlayer film according to the second embodiment of the present invention is a composition for forming a resist underlayer film containing the compound or resin according to this embodiment. The composition for forming a resist underlayer film according to this embodiment can reduce defects in the film (form a thin film), has good storage stability, has high sensitivity, has a high refractive index and transparency in a specific wavelength region, and can provide a good resist pattern shape. The composition for forming a resist underlayer film according to this embodiment can be free of a silicon-containing compound.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、湿式プロセスが適用可能であり、耐熱性、段差埋め込み特性及び平坦性に優れるフォトレジスト下層膜を形成するために有用なレジスト下層膜形成用組成物を実現することができる。そして、このレジスト下層膜形成用組成物は、炭素濃度が比較的高く、酸素濃度が比較的低く、溶媒溶解性も高い、特定構造を有する化合物を用いているため、ベーク時の膜の劣化が抑制され、フッ素ガス系プラズマエッチング等に対するエッチング耐性にも優れた下層膜を形成することができる。さらには、レジスト層との密着性にも優れるので、優れたレジストパターンを形成することができる。本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物は、特に耐熱性、段差埋め込み特性及び平坦性に優れるため、例えば、複数のレジスト層のうち最下層に設けられるレジスト下層膜形成用の組成物として用いることができる。ただし、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成されたレジスト下層膜は、更に基板との間に他のレジスト下層を含むものであってもよい。The resist underlayer film forming composition of this embodiment is applicable to a wet process, and can realize a resist underlayer film forming composition useful for forming a photoresist underlayer film having excellent heat resistance, step filling properties, and flatness. This resist underlayer film forming composition uses a compound having a specific structure with a relatively high carbon concentration, a relatively low oxygen concentration, and high solvent solubility, and therefore can form an underlayer film that suppresses film deterioration during baking and has excellent etching resistance against fluorine gas-based plasma etching and the like. Furthermore, since it has excellent adhesion to the resist layer, an excellent resist pattern can be formed. The resist underlayer film forming composition of this embodiment is particularly excellent in heat resistance, step filling properties, and flatness, and can be used, for example, as a composition for forming a resist underlayer film provided on the lowest layer of a plurality of resist layers. However, the resist underlayer film formed using the resist underlayer film forming composition of this embodiment may further include another resist underlayer between the substrate.

本実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物は、本実施形態に係る化合物の他に、溶媒、酸発生剤、酸架橋剤などを更に含むことができる。更に、任意成分として、塩基性化合物、その他、水、アルコール、及び硬化触媒等を含むことができる。塗布性及び品質安定性の点から、レジスト下層膜形成用組成物中の本実施形態に係る化合物の含有量は、0.1~70質量%であることが好ましく、0.5~50質量%であることがより好ましく、3.0~40質量%であることが特に好ましい。The composition for forming a resist underlayer film according to this embodiment may further contain a solvent, an acid generator, an acid crosslinking agent, etc., in addition to the compound according to this embodiment. In addition, as optional components, a basic compound, water, an alcohol, a curing catalyst, etc. may be contained. From the viewpoint of coatability and quality stability, the content of the compound according to this embodiment in the composition for forming a resist underlayer film is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.5 to 50% by mass, and particularly preferably 3.0 to 40% by mass.

-溶媒-
本実施形態において用いる溶媒としては、上述した式(X)で表される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂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。例えば国際公開第2017/188451号に開示された溶媒が挙げられる。
-solvent-
As the solvent used in this embodiment, any known solvent can be used as appropriate as long as it dissolves at least the compound represented by the above formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound. For example, the solvents disclosed in International Publication No. 2017/188451 can be used.

溶媒の含有量は、特に限定されないが、溶解性及び製膜上の観点から、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、100~10,000質量部であることが好ましく、200~5,000質量部であることがより好ましく、200~1,000質量部であることがさらに好ましい。The content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoints of solubility and film formation, it is preferably 100 to 10,000 parts by mass, more preferably 200 to 5,000 parts by mass, and even more preferably 200 to 1,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the total solids content of the composition for forming the resist underlayer film.

-酸架橋剤-
上述のように本実施形態のレジスト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、必要に応じて酸架橋剤を含有していてもよい。本実施形態で使用可能な酸架橋剤としては、例えば、メラミン化合物、エポキシ化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、ウレア化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物であって、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基を置換基(架橋性基)として有するものなどが挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、これらの酸架橋剤は、1種を単独で、或いは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらは添加剤として用いてもよい。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いることができる。前記酸架橋剤の具体例としては、例えば、国際公開2013/024779号に記載のものが挙げられる。
- Acid crosslinking agent -
As described above, the resist underlayer film forming composition of the present embodiment may contain an acid crosslinking agent as necessary from the viewpoint of suppressing intermixing, etc. Examples of acid crosslinking agents that can be used in the present embodiment include, for example, melamine compounds, epoxy compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, and compounds containing double bonds such as alkenyl ether groups, and having at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group as a substituent (crosslinkable group), but are not particularly limited thereto. These acid crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more. These may also be used as additives. Compounds containing a hydroxyl group can also be used as crosslinking agents. Specific examples of the acid crosslinking agents include those described in International Publication No. WO 2013/024779.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物において、酸架橋剤の含有量は、特に限定されないが、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量に対して、5~50質量部であることが好ましく、より好ましくは10~40質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にあり、また、反射防止効果が高められ、架橋後の膜形成性が高められる傾向にある。In the composition for forming a resist underlayer film of this embodiment, the content of the acid crosslinker is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 parts by mass, and more preferably 10 to 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film. By setting the content within the above-mentioned preferred range, the occurrence of the mixing phenomenon with the resist layer tends to be suppressed, the anti-reflection effect tends to be enhanced, and the film formability after crosslinking tends to be improved.

-酸発生剤-
本実施形態のレジスト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。前記酸発生剤としては、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。
- Acid generator -
The resist underlayer film forming composition of the present embodiment may contain an acid generator as necessary from the viewpoint of further promoting the crosslinking reaction by heat. As the acid generator, there are known ones that generate acid by thermal decomposition, ones that generate acid by light irradiation, etc., and any of them can be used. As the acid generator, for example, those described in International Publication WO2013/024779 can be used.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物において、酸発生剤の含有量は、特に限定されないが、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5~40質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、酸発生量が多くなって架橋反応が高められる傾向にあり、また、レジスト層とのミキシング現象の発生が抑制される傾向にある。In the composition for forming a resist underlayer film of this embodiment, the content of the acid generator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 parts by mass, and more preferably 0.5 to 40 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film. By setting the content within the above-mentioned preferred range, the amount of acid generated tends to increase, enhancing the crosslinking reaction, and also tends to suppress the occurrence of a mixing phenomenon with the resist layer.

-塩基性化合物-
さらに、本実施形態のレジスト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。
- Basic compounds -
Furthermore, the composition for forming a resist underlayer film of the present embodiment may contain a basic compound from the viewpoint of improving storage stability, etc.

塩基性化合物は、酸発生剤より微量に発生した酸が架橋反応を進行させるのを防ぐための、酸に対するクエンチャーの役割を果たす。このような塩基性化合物としては、例えば、第一級、第二級又は第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシル基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。塩基性化合物の具体例としては、例えば、国際公開2013/024779号に記載のものが挙げられる。The basic compound acts as a quencher for the acid to prevent the acid generated in small amounts from the acid generator from proceeding with the crosslinking reaction. Examples of such basic compounds include, but are not limited to, primary, secondary, or tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxyl group, nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds, amide derivatives, and imide derivatives. Specific examples of basic compounds include those described in International Publication WO 2013/024779.

本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物において、塩基性化合物の含有量は、特に限定されないが、前記レジスト下層膜形成用組成物の全固形分100質量部に対して、0.001~2質量部であることが好ましく、より好ましくは0.01~1質量部である。上述の好ましい範囲にすることで、架橋反応を過度に損なうことなく保存安定性が高められる傾向にある。In the composition for forming a resist underlayer film of this embodiment, the content of the basic compound is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 2 parts by mass, and more preferably 0.01 to 1 part by mass, relative to 100 parts by mass of the total solid content of the composition for forming a resist underlayer film. By setting the content within the above-mentioned preferred range, storage stability tends to be improved without excessively impairing the crosslinking reaction.

また、本実施形態のレジスト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、他の樹脂又は化合物を含有していてもよい。このような他の樹脂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、本実施形態のレジスト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が挙げられる。In addition, the resist underlayer film forming composition of this embodiment may contain other resins or compounds for the purpose of imparting thermosetting properties or controlling absorbance. Examples of such other resins or compounds include naphthol resins, xylene resins, naphthol-modified resins, phenol-modified resins of naphthalene resins, polyhydroxystyrene, dicyclopentadiene resins, (meth)acrylates, dimethacrylates, trimethacrylates, tetramethacrylates, vinylnaphthalenes, polyacenaphthylenes, and other naphthalene rings, phenanthrenequinones, fluorenes, and other biphenyl rings, thiophenes, indenes, and other heterocyclic rings having heteroatoms, and resins not containing aromatic rings; rosin-based resins, cyclodextrins, adamantane (poly)ols, tricyclodecane (poly)ols, and derivatives thereof, and other resins or compounds containing alicyclic structures, but are not particularly limited thereto. In addition, the resist underlayer film forming composition of this embodiment may contain known additives. Examples of the known additives include, but are not limited to, ultraviolet absorbers, surfactants, colorants, and nonionic surfactants.

<リソグラフィー用レジスト下層膜及びパターン形成方法>
本発明の第二の実施形態に係るリソグラフィー用レジスト下層膜は、前記本発明の第二の実施形態に係るレジスト下層膜形成用組成物を用いて形成される。本実施形態において形成されたパターンは、例えば、レジストパターンや回路パターンとして用いることができる。
<Lithography Resist Underlayer Film and Pattern Forming Method>
The resist underlayer film for lithography according to the second embodiment of the present invention is formed by using the composition for forming a resist underlayer film according to the second embodiment of the present invention. The pattern formed in this embodiment can be used as, for example, a resist pattern or a circuit pattern.

また、本発明の第二の実施形態に係るパターン形成方法は、基板上に、本発明の第二の実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成する工程(A-1工程)と、前記レジスト下層膜上に、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工程)と、前記A-2工程において少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、前記フォトレジスト層の所定の領域に放射線を照射し、現像を行う工程(A-3工程)と、を有する。尚、“フォトレジスト層”とは、レジスト層の最外層、即ちレジスト層中最も表側(基板とは逆側)に設けられる層を意味する。 The pattern formation method according to the second embodiment of the present invention includes a step (A-1 step) of forming a resist underlayer film on a substrate using the resist underlayer film forming composition of the second embodiment of the present invention, a step (A-2 step) of forming at least one photoresist layer on the resist underlayer film, and a step (A-3 step) of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing the photoresist layer after forming the at least one photoresist layer in the A-2 step. Note that the "photoresist layer" refers to the outermost layer of the resist layer, i.e., the layer provided on the outermost side of the resist layer (the side opposite to the substrate).

さらに、本発明の第二の実施形態の他のパターン形成方法は、基板上に、本発明の第二の実施形態のレジスト下層膜形成用組成物を用いてレジスト下層膜を形成する工程(B-1工程)と、前記下層膜上に、レジスト中間層膜材料(例えば、珪素含有レジスト層)を用いてレジスト中間層膜を形成する工程(B-2工程)と、前記レジスト中間層膜上に、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工程)と、前記B-3工程において少なくとも1層のフォトレジスト層を形成した後、前記フォトレジスト層の所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工程)と、前記B-4工程においてレジストパターンが形成された後、前記レジストパターンをマスクとして前記レジスト中間層膜をエッチングし、得られた中間層膜パターンをエッチングマスクとして前記下層膜をエッチングし、得られた下層膜パターンをエッチングマスクとして基板をエッチングすることで基板にパターンを形成する工程(B-5工程)と、を有する。Further, another pattern formation method of the second embodiment of the present invention includes a step (B-1 step) of forming a resist underlayer film on a substrate using the resist underlayer film forming composition of the second embodiment of the present invention, a step (B-2 step) of forming a resist intermediate layer film on the underlayer film using a resist intermediate layer film material (e.g., a silicon-containing resist layer), a step (B-3 step) of forming at least one photoresist layer on the resist intermediate layer film, a step (B-4 step) of irradiating a predetermined region of the photoresist layer with radiation and developing the photoresist layer to form a resist pattern after the at least one photoresist layer is formed in the B-3 step, and a step (B-5 step) of etching the resist intermediate layer film using the resist pattern as a mask, etching the underlayer film using the obtained intermediate layer film pattern as an etching mask, and etching the substrate using the obtained underlayer film pattern as an etching mask to form a pattern on the substrate.

本実施形態のリソグラフィー用レジスト下層膜は、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物から形成されるものであれば、その形成方法は特に限定されず、公知の手法を適用することができる。例えば、本実施形態のレジスト下層膜形成用組成物をスピンコートやスクリーン印刷等の公知の塗布法或いは印刷法などで基板上に付与した後、有機溶媒を揮発させるなどして除去することで、レジスト下層膜を形成することができる。The resist underlayer film for lithography of this embodiment can be formed by any known method, as long as it is formed from the composition for forming a resist underlayer film of this embodiment. For example, the composition for forming a resist underlayer film of this embodiment can be applied to a substrate by a known coating method or printing method such as spin coating or screen printing, and then the organic solvent can be removed by volatilizing the organic solvent to form a resist underlayer film.

レジスト下層膜の形成時には、上層レジスト(例えば、フォトレジスト層やレジスト中間層膜)とのミキシング現象の発生を抑制するとともに架橋反応を促進させるために、ベーク処理を施すことが好ましい。この場合、ベーク温度は、特に限定されないが、80~450℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは200~400℃である。また、ベーク時間も、特に限定されないが、10秒間~300秒間の範囲内であることが好ましい。なお、レジスト下層膜の厚さは、要求性能に応じて適宜選定することができ、特に限定されないが、通常、30~20,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは50~15,000nmとすることが好ましい。When forming the resist underlayer film, it is preferable to perform a bake treatment in order to suppress the occurrence of a mixing phenomenon with the upper resist layer (e.g., a photoresist layer or a resist intermediate layer film) and to promote a crosslinking reaction. In this case, the bake temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 80 to 450°C, and more preferably 200 to 400°C. In addition, the bake time is also not particularly limited, but is preferably in the range of 10 seconds to 300 seconds. The thickness of the resist underlayer film can be appropriately selected according to the required performance, and is not particularly limited, but is usually preferably about 30 to 20,000 nm, and more preferably 50 to 15,000 nm.

基板上にレジスト下層膜を作製した後、フォトレジスト層とレジスト下層膜との間にレジスト中間層膜を設けることができる。例えば、2層プロセスの場合はレジスト下層膜の上に珪素含有レジスト層又は通常の炭化水素からなる単層レジスト等をレジスト中間層膜として設けることができる。また、例えば、3層プロセスの場合は、レジスト中間層膜とフォトレジスト層と間に珪素含有中間層、さらにその上に珪素を含まない単層レジスト層を作製することが好ましい。これらフォトレジスト層、レジスト中間層膜、及びこれら層の間に設けられるレジスト層を形成するためのフォトレジスト材料としては公知のものを使用することができる。After preparing a resist underlayer film on a substrate, a resist intermediate layer film can be provided between the photoresist layer and the resist underlayer film. For example, in the case of a two-layer process, a silicon-containing resist layer or a monolayer resist made of a normal hydrocarbon can be provided as a resist intermediate layer film on the resist underlayer film. Also, for example, in the case of a three-layer process, it is preferable to prepare a silicon-containing intermediate layer between the resist intermediate layer film and the photoresist layer, and further a silicon-free monolayer resist layer on top of that. Known photoresist materials can be used to form the photoresist layer, the resist intermediate layer film, and the resist layer provided between these layers.

例えば、2層プロセス用の珪素含有レジスト材料としては、酸素ガスエッチング耐性の観点から、ベースポリマーとしてポリシルセスキオキサン誘導体又はビニルシラン誘導体等の珪素原子含有ポリマーを使用し、さらに有機溶媒、酸発生剤、必要により塩基性化合物等を含むポジ型のフォトレジスト材料が好ましく用いられる。ここで珪素原子含有ポリマーとしては、この種のレジスト材料において用いられている公知のポリマーを使用することができる。For example, from the viewpoint of oxygen gas etching resistance, a silicon-containing resist material for a two-layer process is preferably a positive photoresist material that uses a silicon atom-containing polymer such as a polysilsesquioxane derivative or a vinylsilane derivative as a base polymer, and further contains an organic solvent, an acid generator, and, if necessary, a basic compound. Here, the silicon atom-containing polymer may be a known polymer used in this type of resist material.

また、例えば、3層プロセス用の珪素含有中間層としてはポリシルセスキオキサンベースの中間層が好ましく用いられる。レジスト中間層膜に反射防止膜として効果を持たせることによって、効果的に反射を抑えることができる傾向にある。例えば、193nm露光用プロセスにおいて、レジスト下層膜として芳香族基を多く含み基板エッチング耐性が高い材料を用いると、k値が高くなり、基板反射が高くなる傾向にあるが、レジスト中間層膜で反射を抑えることによって、基板反射を0.5%以下にすることができる。このような反射防止効果がある中間層としては、以下に限定されないが、193nm露光用としてはフェニル基又は珪素-珪素結合を有する吸光基を導入された、酸或いは熱で架橋するポリシルセスキオキサンが好ましく用いられる。 For example, a polysilsesquioxane-based intermediate layer is preferably used as a silicon-containing intermediate layer for a three-layer process. By making the resist intermediate layer effective as an anti-reflective film, reflection tends to be effectively suppressed. For example, in a 193 nm exposure process, if a material containing many aromatic groups and having high substrate etching resistance is used as the resist underlayer film, the k value tends to be high and the substrate reflection tends to be high, but by suppressing reflection with the resist intermediate layer film, the substrate reflection can be reduced to 0.5% or less. As an intermediate layer having such an anti-reflective effect, but not limited to the following, for 193 nm exposure, a polysilsesquioxane that is crosslinked by acid or heat and has a light-absorbing group having a phenyl group or a silicon-silicon bond introduced therein is preferably used.

また、Chemical Vapour Deposition(CVD)法で形成したレジスト中間層膜を用いることもできる。CVD法で作製した反射防止膜としての効果が高い中間層としては、以下に限定されないが、例えば、SiON膜が知られている。一般的には、CVD法よりスピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスによるレジスト中間層膜の形成の方が、簡便でコスト的なメリットがある。なお、3層プロセスにおける上層レジストは、ポジ型でもネガ型でもどちらでもよく、また、通常用いられている単層レジストと同じものを用いることができる。 A resist intermediate layer film formed by the Chemical Vapor Deposition (CVD) method can also be used. As an intermediate layer that is highly effective as an anti-reflective film produced by the CVD method, for example, a SiON film is known, but is not limited to the following. In general, the formation of a resist intermediate layer film by a wet process such as a spin coating method 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 positive or negative, and the same resist as the commonly used single-layer resist can be used.

さらに、本実施形態のレジスト下層膜は、通常の単層レジスト用の反射防止膜或いはパターン倒れ抑制のための下地材として用いることもできる。本実施形態のレジスト下層膜は、下地加工のためのエッチング耐性に優れるため、下地加工のためのハードマスクとしての機能も期待できる。Furthermore, the resist underlayer film of this embodiment can be used as an anti-reflective film for a normal single-layer resist or as an underlayer material for suppressing pattern collapse. The resist underlayer film of this embodiment has excellent etching resistance for underlayer processing, so it can also be expected to function as a hard mask for underlayer processing.

上述の公知のフォトレジスト材料によりレジスト層を形成する場合においては、前記レジスト下層膜を形成する場合と同様に、スピンコート法やスクリーン印刷等の湿式プロセスが好ましく用いられる。また、レジスト材料をスピンコート法などで塗布した後、通常、プリベークが行われるが、このプリベークは、ベーク温度80~180℃、及び、ベーク時間10秒間~300秒間の範囲で行うことが好ましい。その後、常法にしたがい、露光を行い、ポストエクスポジュアーベーク(PEB)、現像を行うことで、レジストパターンを得ることができる。なお、各レジスト膜の厚さは特に制限されないが、一般的には、30nm~500nmが好ましく、より好ましくは50nm~400nmである。When forming a resist layer using the above-mentioned known photoresist material, wet processes such as spin coating and screen printing are preferably used, as in the case of forming the resist underlayer film. After applying the resist material by spin coating or the like, pre-baking is usually performed, and this pre-baking is preferably performed at a baking temperature of 80 to 180°C and for a baking time of 10 to 300 seconds. Thereafter, exposure is performed according to a conventional method, followed by post-exposure baking (PEB) and development to obtain a resist pattern. The thickness of each resist film is not particularly limited, but generally, it is preferably 30 nm to 500 nm, and more preferably 50 nm to 400 nm.

また、露光光は、使用するフォトレジスト材料に応じて適宜選択して用いればよい。一般的には、波長300nm以下の高エネルギー線、具体的には248nm、193nm、157nmのエキシマレーザー、3~20nmの軟X線、電子ビーム、X線等を挙げることができる。The exposure light may be appropriately selected depending on the photoresist material used. Generally, high-energy rays with a wavelength of 300 nm or less, specifically, excimer lasers with wavelengths of 248 nm, 193 nm, and 157 nm, soft X-rays with wavelengths of 3 to 20 nm, electron beams, X-rays, etc., are used.

上述の方法により形成されるレジストパターンは、本実施形態のレジスト下層膜によってパターン倒れが抑制されたものとなる。そのため、本実施形態のレジスト下層膜を用いることで、より微細なパターンを得ることができ、また、そのレジストパターンを得るために必要な露光量を低下させることができる。The resist pattern formed by the above-mentioned method is one in which pattern collapse is suppressed by the resist underlayer film of this embodiment. Therefore, by using the resist underlayer film of this embodiment, a finer pattern can be obtained, and the exposure dose required to obtain the resist pattern can be reduced.

次に、得られたレジストパターンをマスクにしてエッチングを行う。2層プロセスにおけるレジスト下層膜のエッチングとしては、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、酸素ガスを用いたエッチングが好適である。酸素ガスに加えて、He、Arなどの不活性ガスや、CO、CO、NH、SO、N、NO、Hガスを加えることも可能である。また、酸素ガスを用いずに、CO、CO、NH、N、NO、Hガスだけでガスエッチングを行うこともできる。特に後者のガスは、パターン側壁のアンダーカット防止のための側壁保護のために好ましく用いられる。 Next, etching is performed using the obtained resist pattern as a mask. Gas etching is preferably used as etching of the resist underlayer film in the two-layer process. As the gas etching, etching using oxygen gas is suitable. In addition to oxygen gas, it is also possible to add inert gases such as He and Ar, or CO, CO 2 , NH 3 , SO 2 , N 2 , NO 2 , and H 2 gases. Gas etching can also be performed using only CO, CO 2 , NH 3 , N 2 , NO 2 , and H 2 gases without using oxygen gas. In particular, the latter gas is preferably used for sidewall protection to prevent undercut of the pattern sidewall.

一方、3層プロセスにおける中間層(フォトレジスト層とレジスト下層膜との間に位置する層)のエッチングにおいても、ガスエッチングが好ましく用いられる。ガスエッチングとしては、上述の2層プロセスにおいて説明したものと同様のものが適用可能である。とりわけ、3層プロセスにおける中間層の加工は、フロン系のガスを用いてレジストパターンをマスクにして行うことが好ましい。その後、上述したように中間層パターンをマスクにして、例えば酸素ガスエッチングを行うことで、レジスト下層膜の加工を行うことができる。On the other hand, gas etching is also preferably used for etching the middle layer (the layer located between the photoresist layer and the resist underlayer film) in the three-layer process. The gas etching can be the same as that described in the two-layer process. In particular, the processing of the middle layer in the three-layer process is preferably performed using a fluorocarbon-based gas with the resist pattern as a mask. After that, the resist underlayer film can be processed by, for example, performing oxygen gas etching with the middle layer pattern as a mask as described above.

ここで、中間層として無機ハードマスク中間層膜を形成する場合は、CVD法やALD法等で、珪素酸化膜、珪素窒化膜、珪素酸化窒化膜(SiON膜)が形成される。窒化膜の形成方法としては、以下に限定されないが、例えば、特開2002-334869号公報、WO2004/066377に記載された方法を用いることができる。このような中間層膜の上に直接フォトレジスト膜を形成することができるが、中間層膜の上に有機反射防止膜(BARC)をスピンコートで形成して、その上にフォトレジスト膜を形成してもよい。Here, when forming an inorganic hard mask intermediate layer film as the intermediate layer, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiON film) is formed by a CVD method, an ALD method, or the like. The method for forming the nitride film is not limited to the following, but for example, the methods described in JP-A-2002-334869 and WO2004/066377 can be used. A photoresist film can be formed directly on such an intermediate layer film, but an organic anti-reflective coating (BARC) may also be formed on the intermediate layer film by spin coating, and a photoresist film may be formed on top of that.

中間層として、ポリシルセスキオキサンベースの中間層も好ましく用いられる。レジスト中間膜に反射防止膜として効果を持たせることによって、効果的に反射を抑えることができる傾向にある。ポリシルセスキオキサンベースの中間層の具体的な材料については、以下に限定されないが、例えば、特開2007-226170号公報、特開2007-226204号公報に記載されたものを用いることができる。A polysilsesquioxane-based intermediate layer is also preferably used as the intermediate layer. By making the resist intermediate film effective as an anti-reflective film, reflection tends to be effectively suppressed. Specific materials for the polysilsesquioxane-based intermediate layer are not limited to the following, but for example, those described in JP-A-2007-226170 and JP-A-2007-226204 can be used.

また、基板のエッチングも、常法によって行うことができ、例えば、基板がSiO、SiNであればフロン系ガスを主体としたエッチング、p-SiやAl、Wでは塩素系、臭素系ガスを主体としたエッチングを行うことができる。基板をフロン系ガスでエッチングする場合、2層レジストプロセスの珪素含有レジストと3層プロセスの珪素含有中間層は、基板加工と同時に剥離される。一方、塩素系或いは臭素系ガスで基板をエッチングした場合は、珪素含有レジスト層又は珪素含有中間層の剥離が別途行われ、一般的には、基板加工後にフロン系ガスによるドライエッチング剥離が行われる。 The etching of the substrate can also be performed by a conventional method, for example, if the substrate is SiO 2 or SiN, etching can be performed mainly with a fluorocarbon-based gas, and if the substrate is p-Si, Al, or W, etching can be performed mainly with a chlorine-based or bromine-based gas. When etching the substrate with a fluorocarbon-based gas, the silicon-containing resist of the two-layer resist process and the silicon-containing intermediate layer of the three-layer process are stripped at the same time as the substrate is processed. On the other hand, when the substrate is etched with a chlorine-based or bromine-based gas, the silicon-containing resist layer or the silicon-containing intermediate layer is stripped separately, and generally, dry etching stripping with a fluorocarbon-based gas is performed after the substrate is processed.

本実施形態のレジスト下層膜は、これら基板のエッチング耐性に優れる。なお、基板としては、公知のものを適宜選択して使用することができ、特に限定されないが、Si、α-Si、p-Si、SiO、SiN、SiON、W、TiN、Al等が挙げられる。また、基板は、基材(支持体)上に被加工膜(被加工基板)を有する積層体であってもよい。このような被加工膜としては、Si、SiO、SiON、SiN、p-Si、α-Si、W、W-Si、Al、Cu、Al-Si等種々のLow-k膜及びそのストッパー膜等が挙げられ、通常、基材(支持体)とは異なる材質のものが用いられる。なお、加工対象となる基板或いは被加工膜の厚さは、特に限定されないが、通常、50nm~10,000nm程度であることが好ましく、より好ましくは75nm~5,000nmである。 The resist underlayer film of the present embodiment has excellent etching resistance to these substrates. The substrate may be appropriately selected from known substrates and may be any of, but is not limited to, Si, α-Si, p-Si, SiO 2 , SiN, SiON, W, TiN, Al, and the like. The substrate may be a laminate having a film to be processed (substrate to be processed) on a base material (support). Examples of such a film to be processed include various low-k films such as Si, SiO 2 , SiON, SiN, p-Si, α-Si, W, W-Si, Al, Cu, and Al-Si, and stopper films thereof, and films made of a material different from that of the base material (support) are usually used. The thickness of the substrate or film to be processed is not particularly limited, but is usually preferably about 50 nm to 10,000 nm, and more preferably 75 nm to 5,000 nm.

本実施形態のレジスト下層膜は段差を有する基板への埋め込み平坦性に優れる。埋め込み平坦性の評価方法としては、公知のものを適宜選択して使用することができ、特に限定はされないが、例えば、段差を有するシリコン製基板上に所定の濃度に調整した各化合物の溶液をスピンコートにより塗布し、110℃にて90秒間の溶媒除去乾燥を行い、所定の厚みとなるようにテルル含有下層膜を形成した後、240~300℃程度の温度で所定時間ベーク後のライン&スペース領域とパターンのない開放領域との下層膜厚みの差(ΔT)をエリプソメーターにより測定することにより、段差基板に対する埋め込み平坦性を評価することができる。The resist underlayer film of this embodiment has excellent flatness and embedding properties in a substrate having a step. A known method for evaluating the flatness and embedding properties can be appropriately selected and used, and is not particularly limited. For example, a solution of each compound adjusted to a predetermined concentration is applied by spin coating onto a silicon substrate having a step, and the solution is dried at 110°C for 90 seconds to remove the solvent, forming a tellurium-containing underlayer film to a predetermined thickness. After baking for a predetermined time at a temperature of about 240 to 300°C, the difference in the thickness of the underlayer film between the line and space region and the open region without a pattern (ΔT) is measured by an ellipsometer, whereby the flatness and embedding properties in a substrate having a step can be evaluated.

[光学物品形成組成物及びその硬化物]
本実施形態に係る光学部品形成組成物は、本実施形態に係る化合物又は樹脂を含有する光学部品形成組成物である。該光学部品形成組成物は、光学材料に有用に用いられる。本実施形態の光学部品形成組成物は、テルルを含有する化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂を含有することにより、高屈折率及び高透明性が期待でき、さらに、保存安定性、構造体形成能(膜形成能)、耐熱性が期待される。
光学物品の屈折率は光学部品の小型化や集光率の向上の観点から、1.65以上が好ましく、1.70以上がより好ましく、1.75以上が更に好ましい。光学物品の透明性は集光率の向上の観点から、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。
屈折率の測定方法は特に制限されず公知の方法が用いられる。例えば、分光エリプソメトリー法、最小偏角法、臨界角法(アッベ式、プルフリッヒ式)、Vブロック法、プリズムカプラ法や液浸法(ベッケ線法)が挙げられる。透明性の測定方法は特に制限されず公知の方法が用いられる。例えば、分光光度計や分光エリプソメトリー法が挙げられる。
[Optical article-forming composition and cured product thereof]
The optical component forming composition according to this embodiment is an optical component forming composition containing the compound or resin according to this embodiment. The optical component forming composition is usefully used for optical materials. The optical component forming composition according to this embodiment contains a compound containing tellurium or a resin containing a structural unit derived from the compound, so that a high refractive index and high transparency can be expected, and further, storage stability, structure forming ability (film forming ability), and heat resistance can be expected.
From the viewpoint of miniaturization of optical components and improvement of light collection efficiency, the refractive index of the optical article is preferably 1.65 or more, more preferably 1.70 or more, and even more preferably 1.75 or more. From the viewpoint of improvement of light collection efficiency, the transparency of the optical article is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more.
The method for measuring the refractive index is not particularly limited, and a known method is used. For example, spectroscopic ellipsometry, minimum deviation method, critical angle method (Abbe method, Pulfrich method), V-block method, prism coupler method, and immersion method (Becke line method) are included. The method for measuring the transparency is not particularly limited, and a known method is used. For example, a spectrophotometer and spectroscopic ellipsometry are included.

また該光学部品形成組成物を硬化して得られる本実施形態に係る硬化物は、三次元架橋物であることができ、低温から高温までの広範囲の熱処理によって着色が抑制され、高屈折率及び高透明性が期待できる。Furthermore, the cured product of this embodiment obtained by curing the optical component-forming composition can be a three-dimensional crosslinked product, and coloring is suppressed by a wide range of heat treatments from low to high temperatures, and a high refractive index and high transparency can be expected.

本実施形態の光学部品形成組成物は、式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂以外に、更に溶媒を含有することができる。該溶媒としては、前述した本実施形態のリソグラフィー用材料組成物に用いられる溶媒と同様であることができる。The optical component forming composition of this embodiment may further contain a solvent in addition to the compound represented by formula (X) or a resin containing a structural unit derived from the compound. The solvent may be the same as the solvent used in the lithography material composition of this embodiment described above.

本実施形態の光学部品形成組成物において、固形成分の量と溶媒の量との関係は、特に限定されないが、固形成分及び溶媒の合計100質量%に対して、固形成分1~80質量%及び溶媒20~99質量%であることが好ましく、より好ましくは固形成分1~50質量%及び溶媒50~99質量%、更に好ましくは固形成分2~40質量%及び溶媒60~98質量%であり、特に好ましくは固形成分2~10質量%及び溶媒90~98質量%である。なお、本実施形態の光学部品形成組成物は溶媒を含まないこともできる。In the optical component-forming composition of this embodiment, the relationship between the amount of solid components and the amount of solvent is not particularly limited, but is preferably 1 to 80% by mass of solid components and 20 to 99% by mass of solvent, more preferably 1 to 50% by mass of solid components and 50 to 99% by mass of solvent, even more preferably 2 to 40% by mass of solid components and 60 to 98% by mass of solvent, and particularly preferably 2 to 10% by mass of solid components and 90 to 98% by mass of solvent. The optical component-forming composition of this embodiment may not contain a solvent.

本実施形態の光学部品形成組成物は、他の固形成分として、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)からなる群より選ばれる少なくとも一種を含有してもよい。The optical component forming composition of this embodiment may contain at least one other solid component selected from the group consisting of an acid generator (C), an acid crosslinker (G), an acid diffusion control agent (E) and other components (F).

本実施形態の光学部品形成組成物において、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の含有量は、特に限定されないが、固形成分の全質量(式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂、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)などの任意に使用される固形成分の総和、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%、更に好ましくは60~80質量%、特に好ましくは60~70質量%である。In the optical component forming composition of this embodiment, the content of the compound represented by formula (X) and the resin containing structural units derived from the compound is not particularly limited, but is preferably 50 to 99.4 mass % of the total mass of the solid components (the sum of the compound represented by formula (X) and the resin containing structural units derived from the compound, the acid generator (C), the acid crosslinker (G), the acid diffusion controller (E) and other components (F) and other optionally used solid components, the same applies below), more preferably 55 to 90 mass %, even more preferably 60 to 80 mass %, and particularly preferably 60 to 70 mass %.

(酸発生剤(C))
本実施形態の光学部品形成組成物は、熱により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤(C)を一種以上含有することが好ましい。前記酸発生剤(C)は、特に限定されず、例えば前述した本実施形態のリソグラフィー用材料組成物に含まれ得る酸発生剤(C)と同様であることができる。
(Acid Generator (C))
The optical part forming composition of the present embodiment preferably contains one or more acid generators (C) that generate acid directly or indirectly by heat. The acid generators (C) are not particularly limited and may be, for example, the same as the acid generators (C) that may be contained in the lithography material composition of the present embodiment described above.

本実施形態の光学部品形成組成物において、酸発生剤(C)の含有量は、固形成分の全質量の0.001~49質量%が好ましく、1~40質量%がより好ましく、3~30質量%が更に好ましく、10~25質量%が特に好ましい。前記含有量の範囲内で酸発生剤(C)を使用することにより、一層高屈折率が得られる。In the optical component forming composition of this embodiment, the content of the acid generator (C) is preferably 0.001 to 49 mass % of the total mass of the solid components, more preferably 1 to 40 mass %, even more preferably 3 to 30 mass %, and particularly preferably 10 to 25 mass %. By using the acid generator (C) within the above content range, an even higher refractive index can be obtained.

(酸架橋剤(G))
本実施形態の光学部品形成組成物は、構造体の強度を増す為の添加剤として使用する場合に、酸架橋剤(G)を一種以上含むことが好ましい。酸架橋剤(G)は、特に限定されず、例えば前述した本実施形態のリソグラフィー用材料組成物に含まれ得る酸架橋剤(G)と同様であることができる。
(Acid Crosslinker (G))
When the optical component forming composition of the present embodiment is used as an additive for increasing the strength of the structure, it is preferable that the composition contains one or more acid crosslinkers (G). The acid crosslinker (G) is not particularly limited, and may be, for example, the same as the acid crosslinker (G) that may be contained in the lithography material composition of the present embodiment described above.

本実施形態の光学部品形成組成物において、酸架橋剤(G)の含有量は、固形成分の全質量の0.5~49質量%が好ましく、0.5~40質量%がより好ましく、1~30質量%が更に好ましく、2~20質量%が特に好ましい。前記酸架橋剤(G)の含有割合を0.5質量%以上とすると、光学部品形成組成物の有機溶媒に対する溶解性の抑制効果を向上させることができるので好ましく、一方、49質量%以下とすると、光学部品形成組成物としての耐熱性の低下を抑制できることから好ましい。In the optical component forming composition of this embodiment, the content of the acid crosslinking agent (G) is preferably 0.5 to 49 mass % of the total mass of the solid components, more preferably 0.5 to 40 mass %, even more preferably 1 to 30 mass %, and particularly preferably 2 to 20 mass %. A content ratio of the acid crosslinking agent (G) of 0.5 mass % or more is preferable because it can improve the effect of suppressing the solubility of the optical component forming composition in organic solvents, while a content ratio of 49 mass % or less is preferable because it can suppress a decrease in the heat resistance of the optical component forming composition.

また、前記酸架橋剤(G)中の前記酸架橋剤(G1)、前記酸架橋剤(G2)、前記酸架橋剤(G3)から選ばれる少なくとも1種の化合物の含有量も特に限定はなく、光学部品形成組成物を形成する際に使用される基板の種類等によって種々の範囲とすることができる。In addition, the content of at least one compound selected from the acid crosslinker (G1), the acid crosslinker (G2), and the acid crosslinker (G3) in the acid crosslinker (G) is not particularly limited, and can be in various ranges depending on factors such as the type of substrate used when forming the optical component forming composition.

(酸拡散制御剤(E))
本実施形態の光学部品形成組成物は、酸発生剤から生じた酸の光学部品形成組成物中における拡散を制御して、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)を含有してもよい。この様な酸拡散制御剤(E)を使用することにより、光学部品形成組成物の貯蔵安定性が向上する。また解像度が一層向上するとともに、加熱後の引き置き時間の変動による構造体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。酸拡散制御剤(E)は、特に限定されず、例えば前述した本実施形態のリソグラフィー用材料組成物に含まれ得る酸拡散制御剤(E)と同様であることができる。
(Acid Diffusion Controller (E))
The optical component forming composition of this embodiment may contain an acid diffusion control agent (E) that has the effect of controlling the diffusion of the acid generated from the acid generator in the optical component forming composition and preventing undesirable chemical reactions. By using such an acid diffusion control agent (E), the storage stability of the optical component forming composition is improved. In addition, the resolution is further improved, and the change in line width of the structure due to the variation in the delay time after heating can be suppressed, resulting in extremely excellent process stability. The acid diffusion control agent (E) is not particularly limited, and can be the same as the acid diffusion control agent (E) that can be contained in the lithography material composition of this embodiment described above.

酸拡散制御剤(E)の含有量は、固形成分の全質量の0.001~49質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましく、0.01~5質量%が更に好ましく、0.01~3質量%が特に好ましい。酸拡散制御剤(E)の含有量が前記範囲内であると、解像度の低下、パターン形状、寸法忠実度等の劣化を一層抑制できる。更に、電子線照射から放射線照射後加熱までの引き置き時間が長くなっても、パターン上層部の形状が劣化することがない。また、酸拡散制御剤(E)の含有量が10質量%以下であると、感度、未露光部の現像性等の低下を防ぐことができる。またこのような酸拡散制御剤を使用することにより、光学部品形成組成物の貯蔵安定性が向上し、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光学部品形成組成物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。The content of the acid diffusion control agent (E) is preferably 0.001 to 49% by mass of the total mass of the solid components, more preferably 0.01 to 10% by mass, even more preferably 0.01 to 5% by mass, and particularly preferably 0.01 to 3% by mass. When the content of the acid diffusion control agent (E) is within the above range, the deterioration of the resolution, pattern shape, dimensional fidelity, etc. can be further suppressed. Furthermore, even if the waiting time from electron beam irradiation to heating after radiation irradiation is long, the shape of the upper layer of the pattern does not deteriorate. In addition, when the content of the acid diffusion control agent (E) is 10% by mass or less, the deterioration of the sensitivity, developability of the unexposed part, etc. can be prevented. In addition, by using such an acid diffusion control agent, the storage stability of the optical component forming composition is improved, and the resolution is improved, and the line width change of the optical component forming composition due to the fluctuation of the waiting time before radiation irradiation and the waiting time after radiation irradiation can be suppressed, resulting in extremely excellent process stability.

(その他の成分(F))
本実施形態の光学部品形成組成物には、本実施形態の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、その他の成分(F)として、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。その他の成分(F)としては、例えば前述した本実施形態のリソグラフィー用材料組成物に含まれ得るその他の成分(F)と同様であることができる。
(Other Components (F))
To the optical part forming composition of this embodiment, one or more of various additives such as a dissolution promoter, a dissolution controller, a sensitizer, a surfactant, and an organic carboxylic acid or a phosphorus oxo acid or a derivative thereof can be added as other components (F) as necessary within a range that does not impair the object of this embodiment. The other components (F) can be, for example, the same as the other components (F) that can be included in the lithography material composition of this embodiment described above.

その他の成分(F)の合計含有量は、固形成分の全質量の0~49質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%が更に好ましく、0質量%が特に好ましい。The total content of other components (F) is preferably 0 to 49 mass% of the total mass of the solid components, more preferably 0 to 5 mass%, even more preferably 0 to 1 mass%, and particularly preferably 0 mass%.

本実施形態の光学部品形成組成物において、式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂、酸発生剤(C)、酸拡散制御剤(E)、その他の成分(F)の含有量(式(X)で示される化合物及び該化合物に由来する構成単位を含む樹脂/酸発生剤(C)/酸拡散制御剤(E)/その他の成分(F))は、固形物基準の質量%で、好ましくは50~99.4/0.001~49/0.001~49/0~49、より好ましくは55~90/1~40/0.01~10/0~5、更に好ましくは60~80/3~30/0.01~5/0~1、特に好ましくは60~70/10~25/0.01~3/0である。各成分の含有割合は、その総和が100質量%になるように各範囲から選ばれる。前記含有割合にすると、感度、解像度、現像性等の性能に一層優れる。In the optical component forming composition of this embodiment, the content of the compound represented by formula (X) and the resin containing the structural unit derived from the compound, the acid generator (C), the acid diffusion controller (E), and the other components (F) (resin containing the compound represented by formula (X) and the structural unit derived from the compound/acid generator (C)/acid diffusion controller (E)/other components (F)) is preferably 50 to 99.4/0.001 to 49/0.001 to 49/0 to 49, more preferably 55 to 90/1 to 40/0.01 to 10/0 to 5, even more preferably 60 to 80/3 to 30/0.01 to 5/0 to 1, and particularly preferably 60 to 70/10 to 25/0.01 to 3/0, in mass % based on solids. The content ratio of each component is selected from each range so that the sum of the components is 100 mass %. When the content ratio is set as above, the performance such as sensitivity, resolution, and developability is further improved.

本実施形態の光学部品形成組成物の調製方法は、特に限定されず、例えば、使用時に各成分を溶媒に溶解して均一溶液とし、その後、必要に応じて、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過する方法等が挙げられる。The method for preparing the optical component forming composition of this embodiment is not particularly limited, and examples include a method in which each component is dissolved in a solvent at the time of use to form a homogeneous solution, and then, if necessary, filtered using a filter having a pore size of, for example, about 0.2 μm.

本実施形態の光学部品形成組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で樹脂を含むことができる。樹脂は、特に限定されず、例えば、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸樹脂、及びアクリル酸、ビニルアルコール、又はビニルフェノールを単量体単位として含む重合体或いはこれらの誘導体などが挙げられる。当該樹脂の含有量は、特に限定されず、使用する式(X)で示される化合物又は該化合物に由来する構成単位を含む樹脂の種類に応じて適宜調節されるが、該化合物及び該樹脂100質量部当たり、30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、特に好ましくは0質量部である。The optical component forming composition of this embodiment may contain a resin to the extent that the object of the present invention is not hindered. The resin is not particularly limited, and examples thereof include novolac resin, polyvinylphenols, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, styrene-maleic anhydride resin, and polymers containing acrylic acid, vinyl alcohol, or vinylphenol as monomer units, or derivatives thereof. The content of the resin is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the type of compound represented by formula (X) used or the resin containing a structural unit derived from the compound, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 0 parts by mass per 100 parts by mass of the compound and the resin.

また本実施形態の硬化物は、前記光学部品形成組成物を硬化して得られ、各種樹脂として使用することができる。これらの硬化物は、高融点、高屈折率及び高透明性といった様々な特性を付与する高汎用性の材料として様々な用途に用いることができる。なお、当該硬化物は、前記組成物を光照射、加熱等の各組成に対応した公知の方法を用いることによって得ることができる。The cured product of this embodiment is obtained by curing the optical component-forming composition and can be used as various resins. These cured products can be used for various applications as highly versatile materials that impart various properties such as a high melting point, a high refractive index, and high transparency. The cured products can be obtained by subjecting the composition to light irradiation, heating, or other known methods corresponding to each composition.

これらの硬化物は、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の各種合成樹脂として、更には、機能性を活かしてレンズ、光学シート等の光学部品として用いることができる。These cured products can be used as various synthetic resins such as epoxy resin, polycarbonate resin, acrylic resin, etc., and furthermore, by utilizing their functionality, they can be used as optical components such as lenses and optical sheets.

なお、本明細書での「置換」とは、別途の定義がない限り、官能基中の一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、複素環基、炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~30のアラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数0~20のアミノ基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数1~20のアシル基、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素数1~20のアルキロイルオキシ基、炭素数7~30のアリーロイルオキシ基又は炭素数1~20のアルキルシリル基で置換されていることを意味する。In this specification, unless otherwise defined, "substituted" means that one or more hydrogen atoms in a functional group are substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, a heterocyclic group, a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group having 0 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloyloxy group having 7 to 30 carbon atoms, or an alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms.

無置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。置換の炭素数1~20の直鎖状脂肪族炭化水素基とは、例えば、フルオロメチル基、2-ヒドロキシエチル基、3-シアノプロピル基及び20-ニトロオクタデシル基等が挙げられる。Examples of unsubstituted linear aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, and octadecyl groups. Examples of substituted linear aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include fluoromethyl, 2-hydroxyethyl, 3-cyanopropyl, and 20-nitrooctadecyl groups.

無置換の炭素数3~20の分岐脂肪族炭化水素基とは、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ネオペンチル基、2-ヘキシル基、2-オクチル基、2-デシル基、2-ドデシル基、2-ヘキサデシル基、2-オクタデシル基等が挙げられる。置換の炭素数3~20の分岐脂肪族炭化水素基とは、例えば、1-フルオロイソプロピル基及び1-ヒドロキシ-2-オクタデシル基等が挙げられる。Examples of unsubstituted branched aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include isopropyl, isobutyl, tertiary butyl, neopentyl, 2-hexyl, 2-octyl, 2-decyl, 2-dodecyl, 2-hexadecyl, and 2-octadecyl groups. Examples of substituted branched aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include 1-fluoroisopropyl and 1-hydroxy-2-octadecyl groups.

無置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。置換の炭素数3~20の環状脂肪族炭化水素基とは、例えば、2-フルオロシクロプロピル基及び4-シアノシクロヘキシル基等が挙げられる。Examples of unsubstituted cyclic aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclodecyl, cyclododecyl, cyclohexadecyl, and cyclooctadecyl groups. Examples of substituted cyclic aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include 2-fluorocyclopropyl and 4-cyanocyclohexyl groups.

無置換の炭素数6~20のアリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。置換の炭素数6~20のアリール基とは、例えば、4-イソプロピルフェニル基、4-シクロヘキシルフェニル基、4-メチルフェニル基、6-フルオロナフチル基等が挙げられる。Examples of unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms include phenyl and naphthyl groups. Examples of substituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms include 4-isopropylphenyl, 4-cyclohexylphenyl, 4-methylphenyl, and 6-fluoronaphthyl groups.

無置換の炭素数2~20のアルケニル基とは、例えば、ビニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、オクチニル基、デシニル基、ドデシニル基、ヘキサデシニル基、オクタデシニル基等が挙げられる。置換の炭素数2~20のアルケニル基とは、例えば、クロロプロピニル基等が挙げられる。Examples of unsubstituted alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms include vinyl, propynyl, butynyl, pentynyl, hexynyl, octynyl, decynyl, dodecynyl, hexadecynyl, and octadecynyl groups. Examples of substituted alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms include chloropropynyl groups.

ハロゲン原子とは、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

以下、実施例を挙げて、本実施形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に限定はされない。The present embodiment will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

なお、化合物の構造は、Bruker社製「Advance600II spectrometer」を用いて、以下の条件でH-NMR測定を行い、確認した。
H-NMR測定の測定条件)
周波数:400MHz
溶媒:d-DMSO
内部標準物質:テトラメチルシラン
The structure of the compound was confirmed by 1 H-NMR measurement under the following conditions using an Advance 600II spectrometer manufactured by Bruker.
(Measurement conditions for 1 H-NMR measurement)
Frequency: 400MHz
Solvent: d-DMSO
Internal standard: tetramethylsilane

[合成実施例1-1]
2.7g(10mmol)のTeClと、1.5g(10mol)のビフェニルとを、3.1gのAlCl触媒の存在下、20gのCHCl中にて、60℃で48時間縮合反応を行い、以下に示される化合物Aを61%の収率で得た。得られた化合物Aについて、下記測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、356であった。
(GPC-MSの測定方法)
装置:Waters製「ACQUITY UPLC H-Class」
カラム:Waters製「ACQUITY APC カラム」
溶離液:テトラヒドロフラン
[Synthesis Example 1-1]
2.7 g (10 mmol) of TeCl4 and 1.5 g (10 mol) of biphenyl were subjected to a condensation reaction in 20 g of CHCl3 in the presence of 3.1 g of AlCl3 catalyst at 60°C for 48 hours to obtain the compound A shown below in a yield of 61%. The molecular weight of the obtained compound A was measured by the following measurement method (GPC-MS) and found to be 356.
(GPC-MS measurement method)
Equipment: “ACQUITY UPLC H-Class” manufactured by Waters
Column: Waters "ACQUITY APC column"
Eluent: Tetrahydrofuran

[合成実施例1-2]
50mL容器に前記化合物A(7.12g、20mmol)を仕込み、アニソール10.8g(100mmol)を加え還流条件下で160℃、6時間反応を行った。得られた生成物を減圧乾燥し、アセトニトリルを用いて再結晶を二回行い、濾過後橙色結晶を得た。得られた結晶を24時間減圧乾燥した後、続いて、攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mLの容器に前記乾燥した結晶全量、メチレンジクロライドを18ml加え、三臭化ホウ素3.9g(15.75mmol)を滴下し、-20℃で48時間反応を行った。反応後の溶液を氷浴中で0.5N塩酸溶液に滴下し、濾過後、黄色固体を回収した。得られた固体を酢酸エチルで溶解させ、硫酸マグネシウムを加え、脱水処理後、濃縮を行い、カラムクロマトグラフィーによる分離精製を行うことで、化合物A2を0.2g得た。
得られた化合物A2について、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、466であった。また、得られた化合物A2について、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)10.2(2H,-OH)、6.8~7.8(16H,Ph-H)
[Synthesis Example 1-2]
Compound A (7.12 g, 20 mmol) was charged in a 50 mL vessel, 10.8 g (100 mmol) of anisole was added, and the reaction was carried out at 160 ° C. for 6 hours under reflux conditions. The obtained product was dried under reduced pressure, and recrystallized twice using acetonitrile, and filtered to obtain orange crystals. The obtained crystals were dried under reduced pressure for 24 hours, and then the entire amount of the dried crystals and 18 ml of methylene dichloride were added to a vessel with an internal volume of 100 mL equipped with a stirrer, a cooling tube, and a burette, and 3.9 g (15.75 mmol) of boron tribromide was added dropwise, and the reaction was carried out at -20 ° C. for 48 hours. The solution after the reaction was dropped into a 0.5 N hydrochloric acid solution in an ice bath, and after filtration, a yellow solid was collected. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate, magnesium sulfate was added, and the mixture was dehydrated, concentrated, and separated and purified by column chromatography to obtain 0.2 g of compound A2.
The molecular weight of the obtained compound A2 was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and was found to be 466. Furthermore, when the obtained compound A2 was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found and it was confirmed that the compound A2 had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 10.2 (2H, -OH), 6.8 to 7.8 (16H, Ph-H)

[合成実施例1-3]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2を4.7g(10mmol)、炭酸カリウム0.30g(22mmol)、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.64g(2mmol)を、N-メチルピロリドン50mlに溶解させ、2時間撹拌した。撹拌後、更にブロモ酢酸-2-メチルアダマンタン-2-イル6.3g(22mmol)を加え、100℃にて24時間反応させた。反応終了後、1N塩酸水溶液に滴下し、生じた黒色固体をろ別し、カラムクロマトグラフィーによる分離精製を行うことで、化合物A2-ADBACを1.9g得た。
得られた化合物A2-ADBACについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、882であった。また、得られた化合物A2-ADBACについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)6.8~8.1(16H,Ph-H)、4.7~5.0(4H,O-CH-C(=O)-)、1.2~2.7(34H,C-H/Adamantane of methylene and methine)
[Synthesis Examples 1-3]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 4.7 g (10 mmol) of the compound A2, 0.30 g (22 mmol) of potassium carbonate, and 0.64 g (2 mmol) of tetrabutylammonium bromide were dissolved in 50 ml of N-methylpyrrolidone and stirred for 2 hours. After stirring, 6.3 g (22 mmol) of 2-methyladamantan-2-yl bromoacetate was further added and reacted at 100° C. for 24 hours. After the reaction was completed, the mixture was dropped into a 1N aqueous hydrochloric acid solution, and the resulting black solid was filtered off and separated and purified by column chromatography to obtain 1.9 g of compound A2-ADBAC.
The molecular weight of the obtained compound A2-ADBAC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and was found to be 882. In addition, when the obtained compound A2-ADBAC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 6.8 to 8.1 (16H, Ph-H), 4.7 to 5.0 (4H, O-CH 2 -C (=O)-), 1.2 to 2.7 (34H, C-H/Adamantane of methylene and methine)

[合成実施例1-4]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2を4.7g(10mmol)、ジ-t-ブチルジカーボネート(アルドリッチ社製)5.5g(25mmol)を、N-メチルピロリドン50mlに溶解させ、炭酸カリウム0.30g(22mmol)を加えて、100℃にて24時間反応させた。反応終了後、1N塩酸水溶液に滴下し、生じた黒色固体をろ別し、カラムクロマトグラフィーによる分離精製を行うことで、化合物A2-BOCを1.0g得た。
得られた化合物A2-BOCについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、698であった。また、得られた化合物A2-BOCについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.1~7.3(16H,Ph-H)、1.4(18H,C-C
[Synthesis Examples 1-4]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 4.7 g (10 mmol) of the compound A2 and 5.5 g (25 mmol) of di-t-butyl dicarbonate (manufactured by Aldrich) were dissolved in 50 ml of N-methylpyrrolidone, and 0.30 g (22 mmol) of potassium carbonate was added and reacted for 24 hours at 100° C. After completion of the reaction, the mixture was dropped into a 1N aqueous hydrochloric acid solution, and the resulting black solid was filtered off and separated and purified by column chromatography to obtain 1.0 g of compound A2-BOC.
The molecular weight of the obtained compound A2-BOC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 698. Furthermore, when the obtained compound A2-BOC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 7.1 to 7.3 (16H, Ph-H), 1.4 (18H, C-C H 3 )

[合成実施例1-5]
200mL容器に前記化合物A(7.12g、20mmol)を仕込み、2,7-ジメトキシナフタレン75.32g(40mmol)とN,N-ジメチルアセトアミド50mLを加え、還流条件下で160℃、6時間反応を行った。その後、100mlのヘキサンを加え、再沈殿により得られた固体を濾別後、24時間減圧乾燥し、橙色固体10.30gを得た。続いて、攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積100mLの容器に前記乾燥した固体全量、メチレンジクロライドを18ml加え、三臭化ホウ素3.90g(15.75mmol)を滴下し、-20℃で48時間反応を行った。反応後の溶液を氷浴中で0.5N塩酸溶液に滴下し、濾過後、黄色固体を回収した。得られた固体を酢酸エチルで溶解させ、硫酸マグネシウムを加え、脱水処理後、ヘキサン中に滴下を行うことで、下記式に示される樹脂P-A-DHNを9.43g得た。得られた樹脂P-A-DHNについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、2135であった。
[Synthesis Examples 1-5]
Compound A (7.12 g, 20 mmol) was charged in a 200 mL vessel, 2,7-dimethoxynaphthalene 75.32 g (40 mmol) and N,N-dimethylacetamide 50 mL were added, and the reaction was carried out at 160° C. for 6 hours under reflux conditions. Then, 100 ml of hexane was added, and the solid obtained by reprecipitation was filtered and dried under reduced pressure for 24 hours to obtain 10.30 g of an orange solid. Next, the entire amount of the dried solid and 18 ml of methylene dichloride were added to a vessel having an internal volume of 100 mL equipped with a stirrer, a cooling tube, and a burette, and 3.90 g (15.75 mmol) of boron tribromide was added dropwise, and the reaction was carried out at −20° C. for 48 hours. The solution after the reaction was added dropwise to a 0.5 N hydrochloric acid solution in an ice bath, and after filtration, a yellow solid was collected. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate, magnesium sulfate was added, and after dehydration treatment, the mixture was dropped into hexane to obtain 9.43 g of resin P-A-DHN represented by the following formula. The molecular weight of the obtained resin P-A-DHN was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 2135.

[合成実施例2-1]
2.7g(10mmol)のTeClと、1.7g(10mmol)のジフェニルエーテルとを、3.1gのAlCl触媒の存在下、20gのCHCl中にて、60℃で48時間縮合反応を行い、以下に示される化合物Bを91%の収率で得た。得られた化合物Bについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、368であった。
[Synthesis Example 2-1]
2.7 g (10 mmol) of TeCl4 and 1.7 g (10 mmol) of diphenyl ether were subjected to a condensation reaction in 20 g of CHCl3 in the presence of 3.1 g of AlCl3 catalyst at 60°C for 48 hours to obtain the compound B shown below in a yield of 91%. The molecular weight of the obtained compound B was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 368.

[合成実施例2-2]
50mL容器に、前記化合物Aの代わりに前記化合物Bを7.36g(20mmol)仕込んだ以外は、合成実施例1-2と同様の操作を行うことで、化合物B2を0.3g得た。得られた化合物B2について、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、486であった。また、得られた化合物B2について、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)10.3(2H,-OH)、6.8~7.8(16H,Ph-H)
[Synthesis Example 2-2]
A 50 mL container was charged with 7.36 g (20 mmol) of the compound B instead of the compound A, and the same operation as in Synthesis Example 1-2 was carried out to obtain 0.3 g of compound B2. The molecular weight of the obtained compound B2 was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS), and was found to be 486. In addition, when the obtained compound B2 was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound B2 had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 10.3 (2H, -OH), 6.8 to 7.8 (16H, Ph-H)

[合成実施例2-3]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2の代わりに前記化合物B2を4.9g(10mmol)使用した以外は、合成実施例1-3と同様の操作を行うことで、化合物B2-ADBACを2.1g得た。得られた化合物B2-ADBACについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、898であった。また、得られた化合物B2-ADBACについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)6.8~8.0(16H,Ph-H)、4.7~5.0(4H,O-CH-C(=O)-)、1.2~2.7(34H,C-H/Adamantane of methylene and methine)
[Synthesis Example 2-3]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 4.9 g (10 mmol) of the compound B2 was used instead of the compound A2, and the same operation as in Synthesis Example 1-3 was carried out to obtain 2.1 g of compound B2-ADBAC. The molecular weight of the obtained compound B2-ADBAC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 898. In addition, when the obtained compound B2-ADBAC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 6.8 to 8.0 (16H, Ph-H), 4.7 to 5.0 (4H, O-CH 2 -C (=O)-), 1.2 to 2.7 (34H, C-H/Adamantane of methylene and methine)

[合成実施例2-4]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2の代わりに前記化合物B2を4.9g(10mmol)使用した以外は、合成実施例1-4と同様の操作を行うことで、化合物B2-BOCを2.0g得た。得られた化合物B2-BOCについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、714であった。また、得られた化合物B2-BOCについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.1~7.3(16H,Ph-H)、1.4(18H,C-C
[Synthesis Example 2-4]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 2.0 g of compound B2-BOC was obtained by carrying out the same operations as in Synthesis Example 1-4, except that 4.9 g (10 mmol) of compound B2 was used instead of compound A2. The molecular weight of the obtained compound B2-BOC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and was found to be 714. In addition, when the obtained compound B2-BOC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 7.1 to 7.3 (16H, Ph-H), 1.4 (18H, C-C H 3 )

[合成実施例2-5]
200mL容器に、前記化合物Aの代わりに前記化合物Bを7.36g(20mmol)仕込んだ以外は、合成実施例1-5と同様の操作を行うことで、下記式に示される樹脂P-B-DHNを8.56g得た。得られた樹脂P-B-DHNについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、2223であった。
[Synthesis Example 2-5]
A 200 mL container was charged with 7.36 g (20 mmol) of the compound B instead of the compound A, and the same operation as in Synthesis Example 1-5 was carried out to obtain 8.56 g of a resin P-B-DHN represented by the following formula. The molecular weight of the obtained resin P-B-DHN was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 2223.

[合成実施例3-1]
2.7g(10mmol)のTeClと、1.9g(10mol)のジフェニルスルフィドとを、3.1gのAlCl触媒の存在下、20gのCHCl中にて、60℃で48時間縮合反応を行い、以下に示される化合物Cを64%の収率で得た。得られた化合物Cについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、384であった。
[Synthesis Example 3-1]
2.7 g (10 mmol) of TeCl4 and 1.9 g (10 mol) of diphenyl sulfide were subjected to a condensation reaction in 20 g of CHCl3 in the presence of 3.1 g of AlCl3 catalyst at 60°C for 48 hours to obtain the compound C shown below in a yield of 64%. The molecular weight of the obtained compound C was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 384.

[合成実施例3-2]
50mL容器に、前記化合物Aの代わりに前記化合物Cを7.68g(20mmol)仕込んだ以外は、合成実施例1-2と同様の操作を行うことで、化合物C2を0.4g得た。得られた化合物C2について、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、502であった。また、得られた化合物C2について、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)10.3(2H,-OH)、6.8~7.8(16H,Ph-H)
[Synthesis Example 3-2]
A 50 mL container was charged with 7.68 g (20 mmol) of the compound C instead of the compound A, and the same operation as in Synthesis Example 1-2 was carried out to obtain 0.4 g of compound C2. The molecular weight of the obtained compound C2 was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS), and was found to be 502. In addition, when the obtained compound C2 was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound C2 had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 10.3 (2H, -OH), 6.8 to 7.8 (16H, Ph-H)

[合成実施例3-3]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2の代わりに前記化合物C2を5.0g(10mmol)使用した以外は、合成実施例1-3と同様の操作を行うことで、下記化合物C2-ADBACを2.3g得た。得られた化合物C2-ADBACについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、914であった。また、得られた化合物C2-ADBACについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)6.8~8.1(16H,Ph-H)、4.7~5.0(4H,O-CH-C(=O)-)、1.2~2.6(34H,C-H/Adamantane of methylene and methine)
[Synthesis Example 3-3]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 2.3 g of the following compound C2-ADBAC was obtained by carrying out the same operations as in Synthesis Example 1-3, except that 5.0 g (10 mmol) of the compound C2 was used instead of the compound A2. The molecular weight of the obtained compound C2-ADBAC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and was found to be 914. In addition, when the obtained compound C2-ADBAC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 6.8-8.1 (16H, Ph-H), 4.7-5.0 (4H, O-CH 2 -C (=O)-), 1.2-2.6 (34H, CH / Adamantane of methylene and methine)

[合成実施例3-4]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物A2の代わりに前記化合物C2を5.0g(10mmol)使用した以外は、合成実施例1-4と同様の操作を行うことで、下記化合物C2-BOCを2.5g得た。得られた化合物C2-BOCについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、730であった。また、得られた化合物C2-BOCについて、上述の測定条件で、NMR測定を行ったところ、以下のピークが見出され、下記で示される化学構造を有することを確認した。
δ(ppm)7.1~7.3(16H,Ph-H)、1.5(18H,C-C
[Synthesis Example 3-4]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 2.5 g of the following compound C2-BOC was obtained by carrying out the same operations as in Synthesis Example 1-4, except that 5.0 g (10 mmol) of the compound C2 was used instead of the compound A2. The molecular weight of the obtained compound C2-BOC was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and was found to be 730. In addition, when the obtained compound C2-BOC was subjected to NMR measurement under the above-mentioned measurement conditions, the following peaks were found, and it was confirmed that the compound had the chemical structure shown below.
δ (ppm) 7.1 to 7.3 (16H, Ph-H), 1.5 (18H, C-C H 3 )

[合成実施例3-5]
200mL容器に、前記化合物Aの代わりに前記化合物Cを10.4g(20mmol)仕込んだ以外は、合成実施例1-5と同様の操作を行うことで、下記式に示される樹脂P-C-DHNを8.96g得た。得られた樹脂P-C-DHNについて、上述の測定方法(GPC-MS)によって分子量を測定した結果、1223であった。
[Synthesis Examples 3-5]
A 200 mL container was charged with 10.4 g (20 mmol) of the compound C instead of the compound A, and the same operation as in Synthesis Example 1-5 was carried out to obtain 8.96 g of a resin P-C-DHN represented by the following formula. The molecular weight of the obtained resin P-C-DHN was measured by the above-mentioned measurement method (GPC-MS) and found to be 1223.

[合成実施例4]
4.5g(10mmol)のTeBrと、1.5g(10mol)のビフェニルとを、3.1gのAlCl触媒の存在下、20gのCHCl中にて、60℃で48時間縮合反応を行い、以下に示される化合物Dを50%の収率で得た。
[Synthesis Example 4]
A condensation reaction was carried out between 4.5 g (10 mmol) of TeBr4 and 1.5 g (10 mol) of biphenyl in the presence of 3.1 g of AlCl3 catalyst in 20 g of CHCl3 at 60 °C for 48 hours to obtain the compound D shown below in a yield of 50%.

[合成実施例5]
6.4g(10mmol)のTeIと、1.5g(10mol)のビフェニルとを、3.1gのAlCl触媒の存在下、20gのCHCl中にて、60℃で48時間縮合反応を行い、以下に示される化合物Eを45%の収率で得た。
[Synthesis Example 5]
6.4 g (10 mmol) of TeI4 and 1.5 g (10 mol) of biphenyl were subjected to a condensation reaction in 20 g of CHCl3 in the presence of 3.1 g of AlCl3 catalyst at 60 °C for 48 hours to obtain the compound E shown below in a yield of 45%.

[合成比較例1]
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。
[Comparative Synthesis Example 1]
A four-neck flask with a capacity of 10 L and equipped with a Dimroth condenser, a thermometer and a stirring blade, which can be opened from the bottom, was prepared. In this four-neck flask, 1.09 kg (7 mol, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), 2.1 kg of 40 mass% formalin aqueous solution (28 mol as formaldehyde, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and 0.97 mL of 98 mass% sulfuric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were charged in a nitrogen gas flow, and the mixture was reacted for 7 hours while refluxing at 100°C under normal pressure. Thereafter, 1.8 kg of ethylbenzene (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a dilution solvent to the reaction solution, and after standing, the aqueous phase of the lower phase was removed. Further, neutralization and washing with water were performed, and ethylbenzene and unreacted 1,5-dimethylnaphthalene were distilled off under reduced pressure to obtain 1.25 kg of dimethylnaphthalene formaldehyde resin as a light brown solid.

続いて、ジムロート冷却管、温度計及び攪拌翼を備えた内容積0.5Lの四つ口フラスコを準備した。この四つ口フラスコに、窒素気流下で、前記ジメチルナフタレンホルムアルデヒド樹脂100g(0.51mol)とパラトルエンスルホン酸0.05gとを仕込み、190℃まで昇温させて2時間加熱した後、攪拌した。その後さらに、1-ナフトール52.0g(0.36mol)を加え、さらに220℃まで昇温させて2時間反応させた。溶剤希釈後、中和及び水洗を行い、溶剤を減圧下で除去することにより、黒褐色固体の変性樹脂である化合物CR-1を126.1g得た。 Next, a four-neck flask with an internal volume of 0.5 L equipped with a Dimroth condenser, a thermometer, and a stirring blade was prepared. 100 g (0.51 mol) of the dimethylnaphthalene formaldehyde resin and 0.05 g of paratoluenesulfonic acid were charged into this four-neck flask under a nitrogen gas flow, and the temperature was raised to 190°C and heated for 2 hours, after which the mixture was stirred. 52.0 g (0.36 mol) of 1-naphthol was then added, and the temperature was raised to 220°C and reacted for 2 hours. After dilution with the solvent, neutralization and washing with water were performed, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain 126.1 g of compound CR-1, a modified resin in the form of a black-brown solid.

[合成比較例2]
攪拌機、冷却管及びビュレットを備えた内容積200mLの容器において、前記化合物CR-1を10gと、ジ-t-ブチルジカーボネート(アルドリッチ社製)5.5g(25mmol)とをアセトン100mLに仕込み、炭酸カリウム(アルドリッチ社製)3.45g(25mmol)を加えて、内容物を20℃で6時間撹拌して反応を行って反応液を得た。次に反応液を濃縮し、濃縮液に純水100gを加えて反応生成物を析出させ、室温まで冷却した後、濾過を行って固形物を分離した。得られた固形物を水洗し、減圧乾燥して黒色固体の変性樹脂である化合物CR-1-BOCを4g得た。
[Comparative Synthesis Example 2]
In a 200 mL volume vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, and a buret, 10 g of the compound CR-1, 5.5 g (25 mmol) of di-t-butyl dicarbonate (manufactured by Aldrich) were charged in 100 mL of acetone, 3.45 g (25 mmol) of potassium carbonate (manufactured by Aldrich) was added, and the contents were stirred at 20° C. for 6 hours to carry out a reaction to obtain a reaction solution. Next, the reaction solution was concentrated, and 100 g of pure water was added to the concentrated solution to precipitate the reaction product, which was then cooled to room temperature and filtered to separate the solid matter. The obtained solid matter was washed with water and dried under reduced pressure to obtain 4 g of compound CR-1-BOC, which is a black solid modified resin.

[実施例1~12、比較例1及び2]
(レジスト組成物の調製)
前記合成実施例及び合成比較例で合成した各化合物及び樹脂を用いて、下記表1にされる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、酸架橋剤、酸拡散制御剤及び溶媒については、以下のものを用いた。
酸発生剤: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)製)
酸架橋剤:商品名「ニカラックMX270(ニカラック)」、三和ケミカル社製
酸拡散制御剤:トリオクチルアミン(東京化成工業(株)製)
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(東京化成工業(株)製)
[Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 and 2]
(Preparation of resist composition)
Using the compounds and resins synthesized in the Synthesis Examples and Comparative Synthesis Examples, resist compositions were prepared according to the formulations shown in Table 1. Of the components of the resist composition in Table 1, the acid generator, acid crosslinker, acid diffusion controller, and solvent used were as follows.
Acid generator: Triphenylbenzenesulfonium trifluoromethanesulfonate (Midori Chemical Co., Ltd.)
Acid crosslinking agent: Trade name "Nicalac MX270 (Nicalac)" manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. Acid diffusion control agent: Trioctylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

(レジスト特性評価)
(1)化合物及び樹脂の安全溶媒への溶解性評価
化合物及び樹脂の安全溶媒への溶解性について、化合物及び樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する溶解性を測定した。当該溶解性は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートへの溶解量を用いて以下の基準に従って評価した。なお、溶解量の測定は23℃にて行った。化合物又は樹脂を試験管に精秤し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを所定の濃度となるように加え、超音波洗浄機にて30分間超音波をかけ、その後の液の状態を目視にて観察し、完全に溶解した溶解量を用いて以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:5.0質量%≦溶解量
B:3.0質量%≦溶解量<5.0質量%
C: 溶解量<3.0質量%
(Evaluation of resist characteristics)
(1) Evaluation of Solubility of Compounds and Resins in Safe Solvents The solubility of compounds and resins in safe solvents was measured by measuring the solubility of the compounds and resins in propylene glycol monomethyl ether acetate. The solubility was evaluated according to the following criteria using the amount dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate. The amount dissolved was measured at 23°C. The compound or resin was precisely weighed in a test tube, propylene glycol monomethyl ether acetate was added to a predetermined concentration, and ultrasonic waves were applied for 30 minutes in an ultrasonic cleaner. The state of the liquid after that was visually observed, and the amount completely dissolved was used to evaluate according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: 5.0 mass%≦dissolution amount B: 3.0 mass%≦dissolution amount<5.0 mass%
C: Dissolved amount <3.0% by mass

(2)レジスト組成物の保存安定性及び薄膜形成評価
レジスト組成物の保存安定性は、レジスト組成物を調製後、23℃にて3日間静置し、析出の有無を目視にて観察することにより評価した。3日間静置後のレジスト組成物において、均一溶液であり析出がない場合には「A」、析出が認められた場合には「C」と評価した。
レジスト組成物の薄膜形成は以下の方法で評価した。均一状態のレジスト組成物を清浄なシリコンウェハ上に回転塗布した後、110℃のオーブン中で露光前ベーク(prebake:PB)して、厚さ40nmのレジスト膜を形成した。薄膜形成が良好な場合には「A」、形成した膜に欠陥がある場合には「C」と評価した。結果を表1に示す。
(2) Evaluation of storage stability and thin film formation of resist composition The storage stability of the resist composition was evaluated by preparing the resist composition, leaving it at rest for 3 days at 23° C., and visually observing whether precipitation occurred. After leaving it at rest for 3 days, the resist composition was rated as "A" if it was a homogeneous solution and no precipitation occurred, and was rated as "C" if precipitation was observed.
The thin film formation of the resist composition was evaluated by the following method. A uniform resist composition was spin-coated on a clean silicon wafer, and then pre-baked (PB) in an oven at 110° C. to form a resist film with a thickness of 40 nm. When the thin film formation was good, it was rated as "A", and when the formed film had defects, it was rated as "C". The results are shown in Table 1.

(3)レジスト組成物の感度及びパターン形状評価
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(商品名: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、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)2.38質量%のアルカリ現像液に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」)を用いて観察し、レジスト組成物の電子線照射による反応性(感度)を評価した。感度は、該パターンを得る為に必要な単位面積当たりの最小のエネルギー量で示し、50μC/cm未満でパターンが得られた場合を「A」、50μC/cm以上でパターンが得られた場合を「C」とした。また得られたパターン形状をSEM((走査型電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope))にて観察し、矩形なパターンが得られた場合を「A」、ほぼ矩形なパターンが得られた場合を「B」、矩形でないパターンが得られた場合を「C」とした。結果を表1に示す。なお、実施例2、3、5、6、8及び9、並びに比較例2ではポジ型、実施例1、4及び7、並びに比較例1ではネガ型のレジストパターンを形成した。
(3) Evaluation of the sensitivity and pattern shape of the resist composition A uniform resist composition was spin-coated on a clean silicon wafer, and then pre-exposure baked (PB) in an oven at 110° C. to form a resist film with a thickness of 60 nm. The obtained resist film was irradiated with an electron beam in a line-and-space setting of 1:1 with a 50 nm interval using an electron beam lithography device (product name: ELS-7500, manufactured by Elionix Co., Ltd.). After the irradiation, the resist film was heated at a predetermined temperature for 90 seconds, and developed by immersing it in an alkaline developer containing 2.38 mass % of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds. Thereafter, the resist film was washed with ultrapure water for 30 seconds and dried to form a positive resist pattern. The lines and spaces of the formed resist pattern were observed using a scanning electron microscope ("S-4800" manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd.) to evaluate the reactivity (sensitivity) of the resist composition due to electron beam irradiation. The sensitivity is indicated by the minimum amount of energy per unit area required to obtain the pattern, and when a pattern was obtained at less than 50 μC/cm 2 , it was rated as "A", and when a pattern was obtained at 50 μC/cm 2 or more, it was rated as "C". The obtained pattern shape was observed with a SEM (scanning electron microscope), and when a rectangular pattern was obtained, it was rated as "A", when a nearly rectangular pattern was obtained, it was rated as "B", and when a non-rectangular pattern was obtained, it was rated as "C". The results are shown in Table 1. In addition, in Examples 2, 3, 5, 6, 8 and 9 and Comparative Example 2, positive resist patterns were formed, and in Examples 1, 4 and 7 and Comparative Example 1, negative resist patterns were formed.

表1から分かるように、実施例1~12で用いた化合物又は樹脂は、比較例1、2で用いた化合物と同等の優れた安全溶媒への溶解性を有することが確認された。また、実施例1~12のレジスト組成物は、比較例1、2のレジスト組成物と同等の優れた保存安定性及び薄膜形成性を有することが確認された。さらに、実施例1~12のレジスト組成物は、比較例1、2のレジスト組成物よりも感度及びパターン形状が優れていることが確認された。As can be seen from Table 1, it was confirmed that the compounds or resins used in Examples 1 to 12 have excellent solubility in safe solvents equivalent to the compounds used in Comparative Examples 1 and 2. It was also confirmed that the resist compositions of Examples 1 to 12 have excellent storage stability and thin film formability equivalent to the resist compositions of Comparative Examples 1 and 2. Furthermore, it was confirmed that the resist compositions of Examples 1 to 12 have superior sensitivity and pattern shape to the resist compositions of Comparative Examples 1 and 2.

前記結果から、本発明の要件を満たす化合物及び樹脂は、安全溶媒に対する溶解性が高く、該化合物及び樹脂を含むレジスト組成物は、比較化合物(CR-1及びCR-1-BOC)を含むレジスト組成物に比べて、保存安定性が良好で、薄膜形成が可能であり、高感度であると共に優れたレジストパターン形状を付与できることがわかった。上述した本発明の要件を満たす限り、実施例に記載した化合物及び樹脂以外の化合物及び樹脂も同様の効果を示す。 The above results show that compounds and resins that satisfy the requirements of the present invention have high solubility in safe solvents, and resist compositions containing such compounds and resins have better storage stability, are capable of forming thin films, and are highly sensitive as well as capable of imparting excellent resist pattern shapes, compared to resist compositions containing comparative compounds (CR-1 and CR-1-BOC). As long as they satisfy the above-mentioned requirements of the present invention, compounds and resins other than those described in the examples also show the same effects.

[実施例13~48、比較例3]
(レジスト下層膜形成用組成物の調製)
前記合成実施例及び合成比較例で合成した各化合物及び樹脂を用いて、下記表2にされる配合でレジスト下層膜形成用組成物を調製した。なお、表2中のレジスト下層膜形成用組成物の各成分のうち、酸発生剤、酸架橋剤及び有機溶媒については、以下のものを用いた。
酸発生剤: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)(みどり化学社製)
酸架橋剤:商品名「ニカラックMX270(ニカラック)」、三和ケミカル社製
有機溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートアセテート(PGMEA)
[Examples 13 to 48, Comparative Example 3]
(Preparation of composition for forming resist underlayer film)
Using the compounds and resins synthesized in the Synthesis Examples and Comparative Synthesis Examples, compositions for forming resist underlayer films were prepared according to the formulations shown in Table 2. Among the components of the compositions for forming resist underlayer films in Table 2, the acid generators, acid crosslinkers, and organic solvents used were as follows.
Acid generator: di-tertiary butyl diphenyl iodonium nonafluoromethanesulfonate (DTDPI) (manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.)
Acid crosslinking agent: Trade name "Nicalac MX270 (Nicalac)" manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. Organic solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)

(エッチング耐性の評価)
実施例13~48及び比較例3におけるレジスト下層膜形成用組成物をシリコン基板上に回転塗布し、その後240℃で60秒間ベークして、膜厚200nmの下層膜を各々作製した。そして、下記に示す条件で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。
(Evaluation of Etching Resistance)
The resist underlayer film-forming compositions of Examples 13 to 48 and Comparative Example 3 were spin-coated on a silicon substrate and then baked at 240° C. for 60 seconds to prepare underlayer films having a thickness of 200 nm. Then, an etching test was carried out under the conditions shown below, and the etching rate at that time was measured.

<エッチング試験条件>
エッチング装置:商品名「RIE-10NR」、サムコインターナショナル社製
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)
<Etching test conditions>
Etching equipment: Product name "RIE-10NR", manufactured by Samco International, Inc. Output: 50 W
Pressure: 20 Pa
Time: 2 minutes
Etching gas: Ar gas flow rate: CF4 gas flow rate: O2 gas flow rate = 50:5:5 (sccm)

エッチング耐性の評価は、以下のように行った。実施例13で用いた化合物A2に代えてノボラック(商品名「PSM4357」、群栄化学社製)を用いたこと以外は、実施例13と同様の条件で、ノボラックの下層膜を作製した。そして、このノボラックの下層膜を対象として、上述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。該エッチングレートを基準として、以下の評価基準でエッチング耐性を評価した。
<評価基準>
A:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、-10%未満である。
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%である。
C:ノボラックの下層膜に比べてエッチングレートが、+5%超である。
The etching resistance was evaluated as follows. A novolac underlayer film was prepared under the same conditions as in Example 13, except that novolac (trade name "PSM4357", manufactured by Gun-ei Chemical Co., Ltd.) was used instead of the compound A2 used in Example 13. The above-mentioned etching test was then performed on this novolac underlayer film, and the etching rate was measured. The etching resistance was evaluated according to the following evaluation criteria, based on the etching rate.
<Evaluation criteria>
A: The etching rate is less than -10% compared to the underlayer film of novolac.
B: The etching rate is −10% to +5% compared to the novolac underlayer film.
C: The etching rate is more than +5% compared to the underlayer film of novolac.

表2に示されるように、実施例13~48の下層膜は、比較例3の下層膜と比較して高いエッチング耐性を有することが確認された。As shown in Table 2, it was confirmed that the underlayer films of Examples 13 to 48 have higher etching resistance than the underlayer film of Comparative Example 3.

[実施例49]
(レジストパターンの形成)
実施例13のレジスト下層膜形成用組成物を膜厚300nmのSiO基板上に塗布して、240℃で60秒間、さらに400℃で120秒間ベークすることにより、膜厚85nmのレジスト下層膜を形成した。この下層膜上に、ArF用レジスト溶液を塗布し、130℃で60秒間ベークすることにより、膜厚140nmのフォトレジスト層を形成した。なお、ArF用レジスト溶液としては、以下に示される化合物CR-1A:1質量部、トリフェニルスルホニウムノナフルオロメタンスルホナート:1質量部、トリブチルアミン:2質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:30質量部を配合して調製したものを用いた。
[Example 49]
(Formation of Resist Pattern)
The resist underlayer film forming composition of Example 13 was applied onto a SiO 2 substrate having a thickness of 300 nm, and baked at 240° C. for 60 seconds and then at 400° C. for 120 seconds to form a resist underlayer film having a thickness of 85 nm. An ArF resist solution was applied onto this underlayer film, and baked at 130° C. for 60 seconds to form a photoresist layer having a thickness of 140 nm. The ArF resist solution was prepared by mixing 1 part by mass of the compound CR-1A shown below, 1 part by mass of triphenylsulfonium nonafluoromethanesulfonate, 2 parts by mass of tributylamine, and 30 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether.

化合物CR-A1は下記のように合成した。温度を制御できる内容積500mLの電磁撹拌装置付オートクレーブ(SUS316L製)に、無水HF 74.3g(3.71モル)、BF 50.5g(0.744モル)を仕込み、内容物を撹拌し、液温を-30℃に保ったまま一酸化炭素により2MPaまで昇圧した。その後、圧力を2MPa、液温を-30℃に保ったまま、4-シクロヘキシルベンゼン57.0g(0.248モル)とn-ヘプタン50.0gとを混合した原料を供給し、1時間保った。その後、内容物を採取し氷の中に入れ、ベンゼンで希釈後、中和処理をして得られた油層をガスクロマトグラフィーで分析した。4-シクロヘキシルベンゼンの転化率は100%、4-シクロヘキシルベンズアルデヒドの選択率は97.3%であった。 Compound CR-A1 was synthesized as follows. Anhydrous HF 74.3g (3.71 mol) and BF 3 50.5g (0.744 mol) were charged into a temperature-controllable 500mL internal volume electromagnetic stirring autoclave (SUS316L), the contents were stirred, and the liquid temperature was kept at -30°C while the pressure was increased to 2MPa with carbon monoxide. Then, while keeping the pressure at 2MPa and the liquid temperature at -30°C, a raw material mixture of 4-cyclohexylbenzene 57.0g (0.248 mol) and n-heptane 50.0g was supplied and maintained for 1 hour. The contents were then collected and placed in ice, diluted with benzene, and the oil layer obtained by neutralization was analyzed by gas chromatography. The conversion rate of 4-cyclohexylbenzene was 100%, and the selectivity of 4-cyclohexylbenzaldehyde was 97.3%.

単蒸留により目的成分を単離し、GC-MSで分析した結果、目的物の4-シクロヘキシルベンズアルデヒド(以下、「CHBAL」とも示す)の分子量188を示した。上記分子量は、島津製鉄所製社製GC-MS(商品名「QP2010 Ultra」)を用いて測定した。また重クロロホルム溶媒中での1H-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は、1.0~1.6(m,10H)、2.6(m,1H)、7.4(d,2H)、7.8(d,2H)、10.0(s,1H)であった。The target component was isolated by simple distillation and analyzed by GC-MS, which showed that the molecular weight of the target substance, 4-cyclohexylbenzaldehyde (hereafter also referred to as "CHBAL"), was 188. The molecular weight was measured using a GC-MS (product name "QP2010 Ultra") manufactured by Shimadzu Steel Works. The chemical shift values of 1H-NMR (δ ppm, TMS standard) in deuterated chloroform solvent were 1.0-1.6 (m, 10H), 2.6 (m, 1H), 7.4 (d, 2H), 7.8 (d, 2H), and 10.0 (s, 1H).

十分乾燥し、窒素置換した、滴下漏斗、ジム・ロート氏冷却管、温度計、攪拌翼を設置した四つ口フラスコ(1000mL)に、窒素気流下で、関東化学社製レゾルシノール(22g、0.2mol)と、前記4-シクロヘキシルベンズアルデヒド(46.0g,0.2mol)と、脱水エタノール(200mL)を投入し、エタノール溶液を調製した。この溶液を攪拌しながらマントルヒーターで85℃まで加熱した。次いで濃塩酸(35%)75mLを、滴下漏斗により30分間かけて滴下した後、引き続き85℃で3時間攪拌した。反応終了後、放冷し、室温に到達させた後、氷浴で冷却した。1時間静置後、淡黄色の目的粗結晶が生成し、これを濾別した。粗結晶をメタノール500mLで2回洗浄し、濾別、真空乾燥させることにより、50gの生成物を得た。この生成物の構造は、GPC-MSで分析した結果、分子量1121を示した。また重クロロホルム溶媒中での1H-NMRのケミカルシフト値(δppm,TMS基準)は0.8~1.9(m,44H)、5.5,5.6(d,4H)、6.0~6.8(m,24H)、8.4,8.5(m,8H)であった。これらの結果から、得られた生成物を目的化合物(化合物CR-1A)と同定した(収率91%)。A four-neck flask (1000 mL) equipped with a dropping funnel, a Jim Roth condenser, a thermometer, and a stirring blade that had been thoroughly dried and replaced with nitrogen was charged with Kanto Chemical's resorcinol (22 g, 0.2 mol), the above-mentioned 4-cyclohexylbenzaldehyde (46.0 g, 0.2 mol), and dehydrated ethanol (200 mL) under a nitrogen stream to prepare an ethanol solution. This solution was heated to 85°C with a mantle heater while stirring. Next, 75 mL of concentrated hydrochloric acid (35%) was added dropwise using the dropping funnel over 30 minutes, and then stirred at 85°C for 3 hours. After the reaction was completed, the mixture was allowed to cool and reach room temperature, and then cooled in an ice bath. After standing for 1 hour, pale yellow crude crystals of the desired product were produced, which were filtered off. The crude crystals were washed twice with 500 mL of methanol, filtered, and vacuum dried to obtain 50 g of product. The structure of this product was analyzed by GPC-MS, and the molecular weight was 1121. The chemical shift values (δ ppm, TMS standard) of 1H-NMR in deuterated chloroform solvent were 0.8-1.9 (m, 44H), 5.5, 5.6 (d, 4H), 6.0-6.8 (m, 24H), and 8.4, 8.5 (m, 8H). From these results, the obtained product was identified as the target compound (compound CR-1A) (yield 91%).

次いで、電子線描画装置(エリオニクス社製、商品名「ELS-7500」、50keV)を用いて、フォトレジスト層を露光し、115℃で90秒間ベーク(PEB)し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像することにより、45nmL/S(1:1)及び80nmL/S(1:1)のポジ型のレジストパターンを得た。The photoresist layer was then exposed to light using an electron beam lithography system (Elionix, trade name "ELS-7500", 50 keV), baked at 115°C for 90 seconds (PEB), and developed with a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds to obtain positive resist patterns of 45 nm L/S (1:1) and 80 nm L/S (1:1).

(評価)
得られたレジストパターンの形状を(株)日立製作所製電子顕微鏡(商品名「S-4800」)を用いて観察した。現像後のレジストパターンの形状については、パターン倒れがなく、矩形性が良好なものを「良好」とし、そうでないものを「不良」として評価した。また、当該観察の結果、パターン倒れが無く、矩形性が良好な最小の線幅を「解像性」として評価の指標とした。さらに、良好なパターン形状を描画可能な最小の電子線エネルギー量を「感度」として評価の指標とした。結果を表3に示す。
(evaluation)
The shape of the obtained resist pattern was observed using an electron microscope (product name "S-4800") manufactured by Hitachi, Ltd. Regarding the shape of the resist pattern after development, those that had no pattern collapse and good rectangularity were rated as "good", and those that did not were rated as "bad". Furthermore, as a result of the observation, the minimum line width at which there was no pattern collapse and good rectangularity was used as an index of evaluation as "resolution". Furthermore, the minimum amount of electron beam energy capable of drawing a good pattern shape was used as an index of evaluation as "sensitivity". The results are shown in Table 3.

[比較例4]
レジスト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SiO基板上に直接形成し、ポジ型のレジストパターンを得た。該レジストパターンについて実施例49と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
[Comparative Example 4]
A photoresist layer was formed directly on a SiO2 substrate in the same manner as in Example 49, except that no resist underlayer film was formed, to obtain a positive resist pattern. The resist pattern was evaluated in the same manner as in Example 49. The results are shown in Table 3.

表3から明らかなように、本発明のレジスト下層膜形成用組成物を用いた実施例49におけるレジスト下層膜は、比較例4に比して、解像性及び感度ともに有意に優れていることが確認された。また、実施例49におけるレジスト下層膜は、現像後のレジストパターン形状もパターン倒れがなく、矩形性が良好であることから、パターンが加熱時にだれず耐熱性に優れていることが確認された。さらに、現像後のレジストパターン形状の相違から、実施例49におけるレジスト下層膜形成用組成物は、段差基板への埋め込み特性及び膜の平坦性に優れておりレジスト材料との密着性がよいことが示された。As is clear from Table 3, the resist underlayer film in Example 49 using the resist underlayer film forming composition of the present invention was confirmed to be significantly superior in both resolution and sensitivity compared to Comparative Example 4. In addition, the resist underlayer film in Example 49 was confirmed to have excellent heat resistance and no pattern collapse in the resist pattern shape after development and good rectangularity, so that the pattern does not droop when heated. Furthermore, the difference in the resist pattern shape after development showed that the resist underlayer film forming composition in Example 49 has excellent embedding properties in stepped substrates and film flatness, and has good adhesion to resist materials.

[実施例50~85、比較例5]
(光学部品形成組成物の調製)
表4に記載の組成となるように光学部品形成組成物を調製した。表4中の光学部品形成組成物の各成分のうち、有機溶媒としてはPGMEA、酸発生剤としてはDTDPI、酸架橋剤としてはニカラックをそれぞれ用いた。
[Examples 50 to 85, Comparative Example 5]
Preparation of Optical Component Forming Composition
An optical component-forming composition was prepared so as to have the composition shown in Table 4. Of the components of the optical component-forming composition in Table 4, PGMEA was used as the organic solvent, DTDPI was used as the acid generator, and Nikalac was used as the acid crosslinking agent.

(膜形成評価)
調製した均一状態の光学部品形成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℃のオーブン中でプレベーク(prebake:PB)して、厚さ1μmの光学部品形成膜を形成した。膜形成が良好な場合には「A」、形成した膜に欠陥がある場合には「C」と評価した。結果を表4に示す。
(Film formation evaluation)
The prepared homogeneous optical component forming composition was spin-coated on a clean silicon wafer, and then prebaked (PB) in an oven at 110° C. to form an optical component forming film having a thickness of 1 μm. When the film formation was good, it was rated as "A", and when the formed film had defects, it was rated as "C". The results are shown in Table 4.

(屈折率及び透明性評価)
調製した均一な光学部品形成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PBして、厚さ1μmの膜を形成した。その膜につき、ジェー・エー・ウーラム製多入射角分光エリプソメーターVASEにて、25℃における屈折率(λ=589.3nm)を測定した。調製した膜について、屈折率が1.8以上の場合には「A」、1.6以上1.8未満の場合には「B」、1.6未満の場合には「C」と評価した。また透明性(λ=632.8nm)が90%以上の場合には「A」、90%未満の場合には「C」と評価した。結果を表4に示す。
(Refractive index and transparency evaluation)
The prepared uniform optical component forming composition was spin-coated on a clean silicon wafer, and then PB was performed in an oven at 110°C to form a film with a thickness of 1 μm. The refractive index (λ = 589.3 nm) of the film was measured at 25°C using a multi-angle incident spectroscopic ellipsometer VASE manufactured by J.A. Woollam. The prepared film was rated as "A" when the refractive index was 1.8 or more, "B" when it was 1.6 or more and less than 1.8, and "C" when it was less than 1.6. In addition, the transparency (λ = 632.8 nm) was rated as "A" when it was 90% or more, and "C" when it was less than 90%. The results are shown in Table 4.

表4から分かるように、実施例50~85の光学部品形成組成物は、優れた膜を形成することができ、該膜は比較例5に比べて高い屈折率及び透明性を有していることが確認された。As can be seen from Table 4, the optical component forming compositions of Examples 50 to 85 were capable of forming excellent films, and it was confirmed that the films had higher refractive index and transparency than those of Comparative Example 5.

前記結果から、本発明の要件を満たす化合物及び樹脂は、有機溶媒に対する溶解性が高く、該化合物及び樹脂を含む光学部品形成組成物は、膜形成が可能であり、高屈折率及び高透過率を付与できることがわかった。上述した本発明の要件を満たす限り、実施例に記載した化合物及び樹脂以外の化合物及び樹脂も同様の効果を示す。 The above results show that compounds and resins that satisfy the requirements of the present invention are highly soluble in organic solvents, and that optical component-forming compositions containing such compounds and resins are capable of forming films and imparting high refractive index and high transmittance. Compounds and resins other than those described in the examples also exhibit similar effects as long as they satisfy the above-mentioned requirements of the present invention.

[実施例86]
(金属含有量の低減された溶液の調製)
1000mL容量の四つ口フラスコ(底抜き型)に、前記化合物A2をPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込み、攪拌しながら80℃まで加熱した。次いで、蓚酸水溶液(pH1.3)37.5gを加え、5分間攪拌後、30分間静置した。これにより油相と水相とに分離したので、水相を除去した。この操作を1回繰り返した後、得られた油相に、超純水37.5gを仕込み、5分間攪拌後、30分静置し、水相を除去した。この操作を3回繰り返すことにより、金属含有量の低減された化合物A2のPGMEA溶液を得た。
[Example 86]
(Preparation of solutions with reduced metal content)
In a 1000 mL four-neck flask (bottom-opening type), 150 g of a solution in which the compound A2 was dissolved in PGMEA at 2.5% by mass was charged, and the solution was heated to 80° C. while stirring. Next, 37.5 g of an aqueous oxalic acid solution (pH 1.3) was added, stirred for 5 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. As a result, the oil phase and the aqueous phase were separated, and the aqueous phase was removed. After repeating this operation once, 37.5 g of ultrapure water was charged into the obtained oil phase, stirred for 5 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes, and the aqueous phase was removed. This operation was repeated three times to obtain a PGMEA solution of compound A2 with a reduced metal content.

(金属含有量の測定)
前記溶液について、各種金属含有量をICP-MS(商品名「ELAN DRCII」、パーキンエルマー製)によって測定した。測定結果を表5に示す。なお、表5には、精製前の化合物A2の10質量%PGMEA溶液(以下、精製前A2溶液ともいう。)、精製前の化合物A2-ADBACの10質量%PGMEA溶液(以下、精製前A2-ADBAC溶液ともいう。)、精製前の化合物A2-BOCの10質量%PGMEA溶液(以下、精製前A2-BOC溶液ともいう。)の測定結果も合わせて示す。
(Metal Content Measurement)
The contents of various metals in the solution were measured by ICP-MS (product name "ELAN DRCII", manufactured by PerkinElmer). The measurement results are shown in Table 5. Table 5 also shows the measurement results of a 10 mass % PGMEA solution of compound A2 before purification (hereinafter also referred to as A2 solution before purification), a 10 mass % PGMEA solution of compound A2-ADBAC before purification (hereinafter also referred to as A2-ADBAC solution before purification), and a 10 mass % PGMEA solution of compound A2-BOC before purification (hereinafter also referred to as A2-BOC solution before purification).

[実施例87]
化合物A2をPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込む代わりに、化合物A2をPGMEA(120g)/PGME(15g)に10質量%溶解させた溶液を150g仕込んだこと以外は、実施例86と同様に処理して金属含有量の低減された化合物A2のPGMEA溶液を得た。該溶液について、実施例86と同様に各種金属含有量を測定した。結果を表5に示す。
[Example 87]
Instead of charging 150 g of a solution in which compound A2 was dissolved at 2.5 mass % in PGMEA, 150 g of a solution in which compound A2 was dissolved at 10 mass % in PGMEA (120 g) / PGME (15 g) was charged, and the same treatment as in Example 86 was performed to obtain a PGMEA solution of compound A2 with a reduced metal content. The content of various metals in the solution was measured in the same manner as in Example 86. The results are shown in Table 5.

[実施例88]
蓚酸水溶液(pH1.3)37.5gを仕込む代わりに、クエン酸水溶液(pH1.8)130gを仕込んだこと以外は、実施例86と同様に処理して金属含有量の低減された化合物A2のPGMEA溶液を得た。該溶液について、実施例86と同様に各種金属含有量を測定した。結果を表5に示す。
[Example 88]
A PGMEA solution of compound A2 having a reduced metal content was obtained by treating in the same manner as in Example 86, except that 130 g of a citric acid aqueous solution (pH 1.8) was used instead of 37.5 g of an oxalic acid aqueous solution (pH 1.3). The contents of various metals in the solution were measured in the same manner as in Example 86. The results are shown in Table 5.

[実施例89]
化合物A2をPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込む代わりに、前記化合物A2-ADBACをPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込んだこと以外は、実施例86と同様に処理して金属含有量の低減された化合物A2-ADBACのPGMEA溶液を得た。該溶液について、実施例86と同様に各種金属含有量を測定した。結果を表5に示す。
[Example 89]
A PGMEA solution of compound A2-ADBAC having a reduced metal content was obtained by treating in the same manner as in Example 86, except that 150 g of a solution in which compound A2-ADBAC was dissolved in PGMEA at 2.5 mass % was charged instead of 150 g of a solution in which compound A2-ADBAC was dissolved in PGMEA at 2.5 mass %. The contents of various metals in the solution were measured in the same manner as in Example 86. The results are shown in Table 5.

[実施例90]
化合物A2をPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込む代わりに、前記化合物A2-BOCをPGMEAに2.5質量%溶解させた溶液を150g仕込んだこと以外は、実施例86と同様に処理して金属含有量の低減された化合物A2-BOCのPGMEA溶液を得た。該溶液について、実施例86と同様に各種金属含有量を測定した。結果を表5に示す。
[Example 90]
A PGMEA solution of compound A2-BOC having a reduced metal content was obtained by treating in the same manner as in Example 86, except that 150 g of a solution in which compound A2-BOC was dissolved in PGMEA at 2.5 mass % was charged instead of 150 g of a solution in which compound A2-BOC was dissolved in PGMEA at 2.5 mass %. The contents of various metals in the solution were measured in the same manner as in Example 86. The results are shown in Table 5.

表5から分かるように、精製前の各溶液に対して、本発明の精製方法によって精製した実施例86~90の溶液は、溶液中の金属含有量が効果的に低減されていた。
As can be seen from Table 5, the metal content in the solutions of Examples 86 to 90 purified by the purification method of the present invention was effectively reduced compared to each solution before purification.

Claims (24)

下記式(X)で示される化合物。
(式(X)中、Xは、下記式(1A)で示される基であり、Yは、単結合、酸素原子又は硫黄原子であり、Pは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。)
(式(1A)中、pは各々独立して0~3の整数であり、R は、各々独立して、炭化水素基;ハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基;アミノ基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数1~30のアルキル基;エーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数2~30のアルケニル基;或いはエーテル結合、ケトン結合又はエステル結合を含む炭素数6~40のアリール基であり、R は、各々独立して、水素原子、架橋性反応基又は解離性反応基であり、n は各々独立して、0~(5+2×p)の整数であり、n は各々独立して、0~(5+2×p)の整数である。但し、少なくとも一つのn は1~(5+2×p)の整数である。*はTeに接続していることを表す。前記架橋性反応基は、アリル基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、アルコキシメチル基、又はシアノ基である。前記解離性反応基は、酸により解離する性質を有する、置換メチル基、1-置換エチル基、1-置換-n-プロピル基、1-分岐アルキル基、シリル基、アシル基、1-置換アルコキシメチル基、環状エーテル基、アルコキシカルボニル基、又はアルコキシカルボニルアルキル基である。)
A compound represented by the following formula (X):
In formula (X), X0 is a group represented by the following formula ( 1A ), Y is a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom , each P0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group or a halogen atom, each q is independently an integer from 0 to 3, and each v is independently an integer from 0 to (4+2×q) .
(In formula (1A), each p is independently an integer of 0 to 3; each R 1 is independently a hydrocarbon group; a halogen atom; a cyano group; a nitro group; an amino group; an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; or an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, a ketone bond or an ester bond; each R 2 is independently a hydrogen atom, a crosslinkable reactive group or a dissociable reactive group; each n 1 is independently an integer of 0 to (5+2×p); and each n 2 is independently an integer of 0 to (5+2×p). However, at least one n 2 is an integer from 1 to (5+2×p). * indicates connection to Te. The crosslinkable reactive group is an allyl group, a (meth)acryloyl group, a vinyl group, an epoxy group, an alkoxymethyl group, or a cyano group. The dissociable reactive group is a substituted methyl group, a 1-substituted ethyl group, a 1-substituted n-propyl group, a 1-branched alkyl group, a silyl group, an acyl group, a 1-substituted alkoxymethyl group, a cyclic ether group, an alkoxycarbonyl group, or an alkoxycarbonylalkyl group that has the property of being dissociated by an acid.
前記式(1A)において、Rは、各々独立して、アルキル基、アリール基又はアルケニル基である前記炭化水素基、或いは前記ハロゲン原子である請求項に記載の化合物。 The compound according to claim 1 , wherein in said formula (1A) , each R 1 is independently the hydrocarbon group which is an alkyl group, an aryl group or an alkenyl group, or the halogen atom. 前記式(1A)において、pは0である請求項又はに記載の化合物。 The compound according to claim 1 or 2 , wherein in formula (1A) , p is 0. 前記式(1A)において、n及びnは1である請求項のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein in the formula (1A) , n1 and n2 are 1. 前記式(1A)において、少なくとも一つのRは解離性反応基である請求項のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein in said formula (1A) , at least one R2 is a dissociable reactive group. 前記式(1A)において、前記Rは全て水素原子である請求項のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein in said formula (1A) , all of said R 2 's are hydrogen atoms. 下記式(B1-M)で示される構成単位を含む樹脂。
(式(B1-M)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Yは、単結合、酸素原子又は硫黄原子であり、P は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。、下記式(5)で示される基である。)
(式(5)中、Rは、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状のアルキレン基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20のアリーレン基であり、R5’は各々独立して、下記式(5’)のいずれかの基である。)
(式(5’)中、*はRに接続していることを表す。)
A resin containing a structural unit represented by the following formula (B1-M):
(In formula (B1-M), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer from 0 to 3; and n 3 is 0 to (4+2×s). Each Y is a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom; each P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; each q is independently an integer from 0 to 3; and each v is independently an integer from 0 to (4+2×q). R 4 is a group represented by the following formula (5).)
(In formula (5), R 5 is a substituted or unsubstituted linear alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and each R 5' is independently any group of the following formula (5').)
(In formula (5'), * indicates connection to R5 .)
下記式(B2-M’)で示される構成単位を含む樹脂。
(式(B2-M’)中、Rは、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、sは0~3の整数であり、nは0~(4+2×s)である。Yは、単結合、酸素原子又は硫黄原子であり、P は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。は、置換又は無置換の炭素数1~20の直鎖状、炭素数3~20の分岐状若しくは炭素数3~20の環状の3価の脂肪族基、或いは、置換又は無置換の炭素数6~20の3価の芳香族基であり、R6’は各々独立して、下記式(6’)のいずれかの基である。)
(式(6’)中、*はRに接続していることを表す。)
A resin containing a structural unit represented by the following formula (B2-M'):
(In formula (B2-M'), each R 3 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; s is an integer from 0 to 3; and n 3 is 0 to (4+2×s). Each Y is a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom; each P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; each q is independently an integer from 0 to 3; and each v is independently an integer from 0 to (4+2×q). R 6 is a substituted or unsubstituted linear, branched, or cyclic trivalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted trivalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms; R Each 6' is independently any group of the following formula (6'):
(In formula (6'), * indicates connection to R6 .)
下記式(C1)で示される構成単位を含む樹脂。
(式(C1)中、Rは、各々独立して酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基、又はハロゲン原子であり、rは0~3の整数であり、nは2~(4+2×r)である。Yは、単結合、酸素原子又は硫黄原子であり、P は、各々独立して、酸素原子を含む1価の基、硫黄原子を含む1価の基、窒素原子を含む1価の基、炭化水素基又はハロゲン原子であり、qは、各々独立して0~3の整数であり、vは、各々独立して0~(4+2×q)の整数である。
A resin comprising a structural unit represented by the following formula (C1):
(In formula (C1), each R 7 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; r is an integer from 0 to 3; and n 7 is 2 to (4+2×r) ; each Y is a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom; each P 0 is independently a monovalent group containing an oxygen atom, a monovalent group containing a sulfur atom, a monovalent group containing a nitrogen atom, a hydrocarbon group, or a halogen atom; each q is independently an integer from 0 to 3; and each v is independently an integer from 0 to (4+2×q). )
請求項1~のいずれか一項に記載の化合物又は請求項のいずれか一項に記載の樹脂を含有する組成物。 A composition comprising the compound according to any one of claims 1 to 6 or the resin according to any one of claims 7 to 9 . 溶媒を更に含有する、請求項10に記載の組成物。 The composition of claim 10 further comprising a solvent. 酸発生剤を更に含有する、請求項10又は11に記載の組成物。 The composition according to claim 10 or 11 , further comprising an acid generator. 酸架橋剤を更に含有する、請求項1012のいずれか一項に記載の組成物。 The composition according to claim 10 , further comprising an acid crosslinking agent. ジアゾナフトキノン光活性化合物を更に含有する、請求項1013のいずれか一項に記載の組成物。 The composition of claim 10 further comprising a diazonaphthoquinone photoactive compound. 請求項1014のいずれか一項に記載の組成物から形成されたレジスト膜。 A resist film formed from the composition according to any one of claims 10 to 14 . 請求項1014のいずれか一項に記載の組成物を用いて基板上に膜を形成する膜形成工程と、
前記膜を露光する露光工程と、
前記露光工程において露光された膜を現像してパターンを形成する現像工程と、
を含むパターン形成方法。
A film forming step of forming a film on a substrate using the composition according to any one of claims 10 to 14 ;
an exposure step of exposing the film to light;
a developing step for developing the film exposed in the exposure step to form a pattern;
A pattern forming method comprising the steps of:
ケイ素含有化合物を更に含有する、請求項1014のいずれか一項に記載の組成物。 The composition according to claim 10 , further comprising a silicon-containing compound. 前記ケイ素含有化合物が、加水分解性オルガノシラン、その加水分解物又はその加水分解縮合物である請求項17に記載の組成物。 The composition according to claim 17 , wherein the silicon-containing compound is a hydrolyzable organosilane, a hydrolyzate thereof, or a hydrolyzed condensate thereof. 請求項101417及び18のいずれか一項に記載の組成物を用いて形成されたリソグラフィー用下層膜。 An underlayer film for lithography formed using the composition according to any one of claims 10 to 14 , 17 and 18 . 請求項1014のいずれか一項に記載の組成物を用いて形成された光学部品。 An optical component formed using the composition according to any one of claims 10 to 14 . 請求項1~のいずれか一項に記載の化合物又は請求項のいずれか一項に記載の樹脂を、水と任意に混和しない有機溶媒を含む溶媒に溶解させて溶液(A)を得る工程と、
得られた溶液(A)と酸性の水溶液とを接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する第一抽出工程と、
を含む化合物又は樹脂の精製方法。
A step of dissolving the compound according to any one of claims 1 to 6 or the resin according to any one of claims 7 to 9 in a solvent containing an organic solvent that is arbitrarily immiscible with water to obtain a solution (A);
a first extraction step of contacting the obtained solution (A) with an acidic aqueous solution to extract impurities in the compound or the resin;
A method for purifying a compound or resin comprising:
前記酸性の水溶液が、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸からなる群より選ばれる1種以上の鉱酸水溶液;又は、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、p-トルエンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸水溶液である請求項21に記載の化合物又は樹脂の精製方法。 The method for purifying a compound or resin according to claim 21, wherein the acidic aqueous solution is an aqueous solution of one or more mineral acids selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid; or an aqueous solution of one or more organic acids selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, citric acid, methanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid , and trifluoroacetic acid. 前記水と任意に混和しない有機溶媒が、トルエン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び酢酸エチルからなる群より選ばれる1種以上の有機溶媒である請求項21又は22に記載の化合物或いは樹脂の精製方法。 The method for purifying a compound or resin according to claim 21 or 22, wherein the organic solvent which is arbitrarily immiscible with water is one or more organic solvents selected from the group consisting of toluene, 2 -heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl isobutyl ketone , propylene glycol monomethyl ether acetate, and ethyl acetate. 前記第一抽出工程後、前記化合物又は前記樹脂を含む溶液相を更に水に接触させて、前記化合物又は前記樹脂中の不純物を抽出する第二抽出工程を含む請求項2123のいずれか一項に記載の化合物又は樹脂の精製方法。 The method for purifying a compound or resin according to any one of claims 21 to 23 , further comprising a second extraction step of contacting the solution phase containing the compound or the resin with water after the first extraction step to extract impurities in the compound or the resin.
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