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JP7776265B2 - aromatic lower layer - Google Patents
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JP7776265B2 - aromatic lower layer - Google Patents

aromatic lower layer

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JP7776265B2 JP2021077391A JP2021077391A JP7776265B2 JP 7776265 B2 JP7776265 B2 JP 7776265B2 JP 2021077391 A JP2021077391 A JP 2021077391A JP 2021077391 A JP2021077391 A JP 2021077391A JP 7776265 B2 JP7776265 B2 JP 7776265B2
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Description

本発明は、概して、電子デバイスを製造する分野に関し、より具体的には、半導体製造において下層として使用するための材料の分野に関する。 The present invention relates generally to the field of manufacturing electronic devices, and more specifically to the field of materials for use as underlayers in semiconductor manufacturing.

レジストパターンが高すぎる(高アスペクト比である)場合に、使用される現像剤からの表面張力のためにレジストパターンが崩壊し得ることは、リソグラフィープロセスにおいて周知である。高アスペクト比が望まれる場合にパターン崩壊のこの問題に対処することができる多層レジストプロセス(例えば3及び4層プロセスなど)が考案されている。そのような多層プロセスは、レジスト最上層、1つ以上の中間層、及び底層(又は下層)を使用する。そのような多層レジストプロセスにおいて、最上フォトレジスト層は、典型的な方法で画像形成され、現像されてレジストパターンを提供する。パターンは、次に典型的にはエッチングによって、1つ以上の中間層に転写される。それぞれの中間層は、異なるプラズマエッチなどの、異なるエッチプロセスが用いられるように選択される。最後に、パターンは、典型的にはエッチングによって下層に転写される。このような中間層は、様々な材料から構成され得るが、下層材料は、典型的には高炭素含有量材料から構成される。下層材料は、所望の反射防止特性、平坦化特性、並びにエッチ選択性を提供するように選択される。 It is well known in lithography processes that if a resist pattern is too tall (high aspect ratio), it can collapse due to surface tension from the developer used. Multilayer resist processes (e.g., 3- and 4-layer processes) have been devised that can address this problem of pattern collapse when high aspect ratios are desired. Such multilayer processes use a top resist layer, one or more intermediate layers, and a bottom (or underlayer) layer. In such multilayer resist processes, the top photoresist layer is typically imaged and developed to provide a resist pattern. The pattern is then transferred, typically by etching, to one or more intermediate layers. Each intermediate layer is selected to employ a different etch process, such as a different plasma etch. Finally, the pattern is typically transferred to an underlayer by etching. While such intermediate layers can be composed of a variety of materials, the underlayer material is typically composed of a high-carbon content material. The underlayer material is selected to provide desired anti-reflective properties, planarization properties, and etch selectivity.

下層についての現状技術には、化学蒸着(CVD)炭素及び溶液処理高炭素含有量ポリマーが挙げられる。CVD材料は、高い所有コスト、基板上のトポグラフィーを覆う平坦化層を形成できないこと、及びパターン整列のために使用される633nmでの高い吸光度などの幾つかのかなりな制約を有する。これらの理由のために、業界は、下層として溶液処理高炭素含有量材料へと進みつつある。理想的な下層は、以下の特性:スピンコーティングプロセスによって基板上へキャストされうること、加熱時に低いガス発生及び昇華で熱硬化されうること、良好な装置適合性のために一般的な処理溶媒に可溶性であること、現在使用されているシリコンハードマスク及び底面反射防止(BARC)層と連動して作用して、フォトレジスト画像形成のために必要な低い反射性を与えるのに適切なn及びk値を有すること、並びに後続のオキシ窒化ケイ素(SiON)CVDプロセス中に損傷されないように400℃超まで熱的に安定していることを満たす必要がある。 Current technology for underlayers includes chemical vapor deposition (CVD) carbon and solution-processed high-carbon content polymers. CVD materials have several significant limitations, including high cost of ownership, an inability to form a planarizing layer over topography on the substrate, and high absorbance at 633 nm, which is used for pattern alignment. For these reasons, the industry is moving toward solution-processed high-carbon content materials for underlayers. An ideal underlayer should meet the following properties: it can be cast onto a substrate by a spin-coating process; it can be thermally cured with low outgassing and sublimation upon heating; it is soluble in common processing solvents for good equipment compatibility; it has suitable n and k values to work in conjunction with currently used silicon hard masks and bottom antireflective coating (BARC) layers to provide the low reflectivity required for photoresist imaging; and it is thermally stable up to over 400°C to avoid damage during subsequent silicon oxynitride (SiON) CVD processes.

比較的低い分子量の材料が比較的低い粘度を有し、バイア(via)及び溝などの、基板におけるフィーチャ(feature)に流れ込んで平坦化層を提供することは周知である。下層材料は、400℃以下で、比較的低いガス発生で平坦化することができなければならない。高炭素含有量下層として使用するためには、あらゆる組成物が加熱時に熱硬化することが必要不可欠である。米国特許第9,581,905B2号(特許文献1)は、式
(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、式R-C≡C-R-(ここで、Rは、とりわけ、ヒドロキシル基及びアリール基の少なくとも1個で置換されたアリール基であり得るし、Rは、単結合又はアリール基である)を表す)の化合物であって、そのような化合物が、半導体デバイスの製造における下層を形成するのに有用である化合物を開示している。そのような化合物は、比較的高い温度で硬化する。比較的より低い温度で硬化する、及び半導体製造プロセスにおける下層を形成するために有用である材料が依然として必要とされている。
It is well known that relatively low molecular weight materials have relatively low viscosity and flow into features in a substrate, such as vias and trenches, to provide a planarizing layer. The underlayer material must be capable of planarization at or below 400°C with relatively low outgassing. For use as a high carbon content underlayer, it is essential that any composition be thermally curable upon heating. U.S. Pat. No. 9,581,905 B2 describes a compound of the formula
wherein R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a compound of the formula R A -C≡C-R B -, where R A can be, inter alia, an aryl group substituted with at least one of a hydroxyl group and an aryl group, and R B is a single bond or an aryl group, wherein such compounds are useful for forming underlayers in the manufacture of semiconductor devices. Such compounds cure at relatively high temperatures. There remains a need for materials that cure at relatively lower temperatures and that are useful for forming underlayers in semiconductor manufacturing processes.

米国特許第9,581,905 B2号明細書US Patent No. 9,581,905 B2 米国特許第6,136,501号明細書U.S. Patent No. 6,136,501 米国特許第9,581,905号明細書U.S. Patent No. 9,581,905

本発明は、(a)電子デバイス基板を提供する工程と;(b)1種以上の硬化性化合物を含むコーティング組成物の層を、電子デバイス基板の表面上にコートする工程であって、1種以上の硬化性化合物が、C5-6芳香環及びC9-30縮合芳香環系から選択される芳香族コア、並びに式(1)の3個以上の置換基を含み、
ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに結合しており;及び式中、Arは、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Zは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択される置換基であり;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;xは、1~4の整数であり;*は、芳香族コアへの結合点を示し;ただし、式(1)の複数の置換基は芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない、工程と;(c)硬化性化合物の層を硬化させて下層を形成する工程と;(d)フォトレジストの層を下層上にコートする工程と;(e)マスクを通してフォトレジスト層を化学線に露光する工程と;(f)露光されたフォトレジスト層を現像してレジストパターンを形成する工程と;(g)パターンを下層に転写して電子デバイス基板の複数部分を露出させる工程とを含む方法を提供する。
The present invention provides a coating composition comprising: (a) providing an electronic device substrate; and (b) coating a layer of a coating composition comprising one or more curable compounds on the surface of the electronic device substrate, wherein the one or more curable compounds comprise an aromatic core selected from a C 5-6 aromatic ring and a C 9-30 fused aromatic ring system, and three or more substituents of formula (1):
wherein at least two substituents of formula (1) are attached to an aromatic core; and wherein Ar 1 is an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Z is a substituent selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ; x is an integer from 1 to 4; and * indicates a point of attachment to the aromatic core; provided that the substituents of formula (1) are not ortho to each other on the same ring of the aromatic core; (c) curing the layer of curable compound to form an underlayer; (d) coating a layer of photoresist onto the underlayer; (e) exposing the photoresist layer to actinic radiation through a mask; (f) developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern; and (g) transferring the pattern to the underlayer to expose portions of an electronic device substrate.

また、重合単位として1種以上の硬化性化合物を含むポリマーの層を電子デバイス基板の表面上に有する電子デバイス基板を含む電子デバイスであって、1種以上の硬化性化合物が、C5-6芳香環及びC9-30縮合芳香環系から選択される芳香族コア、並びに式(1)の3個以上の置換基を含み、
ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに結合しており;及び式中、Arは、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Zは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択される置換基であり;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;xは、1~4の整数であり;*は、芳香族コアへの結合点を示し;ただし、式(1)の複数の置換基は芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない、電子デバイスが本発明によって提供される。
Also provided is an electronic device comprising an electronic device substrate having, on a surface of the electronic device substrate, a layer of a polymer comprising, as polymerized units, one or more curable compounds, wherein the one or more curable compounds comprise an aromatic core selected from a C 5-6 aromatic ring and a C 9-30 fused aromatic ring system, and three or more substituents of formula (1):
wherein at least two substituents of formula (1) are attached to an aromatic core; and wherein Ar 1 is an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Z is a substituent selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ; x is an integer from 1 to 4; and * indicates a point of attachment to the aromatic core; provided that the substituents of formula (1) are not ortho to each other on the same ring of the aromatic core.

本発明は、式(2)
(式中、Arは、5~30個の炭素原子を有する芳香族コアであり;Ar、Ar、及びArは、それぞれ独立して、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Yは、一重共有化学結合、二価連結基、又は三価連結基であり;Z及びZは、独立して、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択される置換基であり;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;x1=1~4であり;x2=1~4であり;y1=2~4であり;各y2=0~4であり;y1+各y2≧3であり;w=0~2であり;zは0~2に等しく;ここで、Yが一重共有化学結合又は二価連結基である場合、z=1であり;Yが三価連結基である場合、z=2である;但し、w=0である場合、Ar及びそれぞれのArはフェニルではない)
の化合物を更に提供する。
The present invention relates to a compound represented by formula (2)
wherein Ar c is an aromatic core having 5 to 30 carbon atoms; Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 are each independently an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Y is a single covalent chemical bond, a divalent linking group, or a trivalent linking group; Z 1 and Z 2 are independently a substituent selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O). 2 -R 1 is selected from: x1=1 to 4; x2=1 to 4; y1=2 to 4; each y2=0 to 4; y1 + each y2≧3; w=0 to 2; z is equal to 0 to 2; wherein z=1 when Y is a single covalent chemical bond or a divalent linking group; and z=2 when Y is a trivalent linking group; provided that when w=0, Ar c and each Ar 1 is not phenyl.
The present invention further provides a compound of the formula:

さらにその上、本発明は、(a)電子デバイス基板を提供する工程と;(b)式(2)
(式中、Arは、5~30個の炭素原子を有する芳香族コアであり;Ar、Ar、及びArは、それぞれ独立して、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Yは、一重共有化学結合、二価連結基、又は三価連結基であり;Z及びZは、独立して、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択される置換基であり;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;x1=1~4であり;x2=1~4であり;y1=2~4であり;各y2=0~4であり;y1+各y2≧3であり;w=0~2であり;zは0~2に等しく;ここで、Yが一重共有化学結合又は二価連結基である場合、z=1であり;Yが三価連結基である場合、z=2である)の1種以上の硬化性化合物を含むコーティング組成物の層を、電子デバイス基板の表面上にコートする工程と;(c)硬化性化合物の層を硬化させて下層を形成する工程と;(d)フォトレジストの層を下層上にコートする工程と;(e)マスクを通してフォトレジスト層を化学線に露光する工程と;(f)露光されたフォトレジスト層を現像してレジストパターンを形成する工程と;(g)パターンを下層に転写して電子デバイス基板の複数部分を露出させる工程とを含む方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides a method for producing a compound comprising the steps of: (a) providing an electronic device substrate; (b) forming a compound represented by formula (2):
wherein Ar c is an aromatic core having 5 to 30 carbon atoms; Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 are each independently an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Y is a single covalent chemical bond, a divalent linking group, or a trivalent linking group; Z 1 and Z 2 are independently a substituent selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O). x1 = 1-4 ; x2=1-4; y1=2-4; each y2=0-4; y1+each y2≧3; w=0-2; z=0-2; and z=0-2; where z=1 when Y is a single covalent chemical bond or a divalent linking group; and z=2 when Y is a trivalent linking group; (c) curing the layer of curable compound to form an underlayer; (d) coating a layer of photoresist on the underlayer; (e) exposing the photoresist layer to actinic radiation through a mask; (f) developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern; and (g) transferring the pattern to the underlayer to expose portions of the electronic device substrate.

また、間隙(gap)(又はアパーチャー)の充填方法であって、(a)基板の表面上にレリーフ画像を有する半導体基板を提供する工程であって、レリーフ画像が、充填されるべき複数の間隙を含む工程と、(b)式(2)の1種以上の化合物のコーティング層をレリーフ画像を覆うように適用する工程と、(c)コーティング層を硬化させるのに十分な温度でコーティング層を加熱する工程とを含む方法が本発明によって提供される。 Also provided by the present invention is a method for filling gaps (or apertures), comprising the steps of: (a) providing a semiconductor substrate having a relief image on a surface thereof, the relief image including a plurality of gaps to be filled; (b) applying a coating layer of one or more compounds of formula (2) over the relief image; and (c) heating the coating layer at a temperature sufficient to cure the coating layer.

要素が別の要素「上」にあると言われるとき、それが他の要素に直接隣接し得るか、又は介在要素がそれらの間に存在し得ることが理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素「上に直接」にあると言われるとき、介在要素は存在しない。本明細書で用いるところでは、用語「及び/又は」は、関連列挙項目の1つ以上の任意の及び全ての組み合わせを含む。 When an element is referred to as being "on" another element, it will be understood that it may be directly adjacent to the other element or that intervening elements may be present between them. In contrast, when an element is referred to as being "directly on" another element, there are no intervening elements present. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

用語第1、第2、第3等は、様々な要素、成分、領域、層及び/又は区域を記述するために本明細書で用いられ得るが、これらの要素、成分、領域、層及び/又は区域は、これらの用語によって限定されるべきでないことがまた理解されるであろう。これらの用語は、1つの要素、成分、領域、層又は区域を、別の要素、成分、領域、層又は区域から区別するために用いられるにすぎない。したがって、以下で論じられる第1の要素、成分、領域、層又は区域は、本発明の教示から逸脱することなく第2の要素、成分、領域、層又は区域と称することができよう。 Although the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, components, regions, layers, and/or sections, it will also be understood that these elements, components, regions, layers, and/or sections are not to be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one element, component, region, layer, or section from another element, component, region, layer, or section. Thus, a first element, component, region, layer, or section discussed below could be referred to as a second element, component, region, layer, or section without departing from the teachings of the present invention.

本明細書の全体にわたって用いるところでは、以下の略語は、文脈が特に明確に指示しない限り、以下の意味を有するものとする:℃=セルシウス度;g=グラム;mg=ミリグラム;L=リットル;mL=ミリリットル;Å=オングストローム;nm=ナノメートル;μm=ミクロン=マイクロメートル;mm=ミリメートル;sec.=秒;min.=分;hr.=時間;DI=脱イオンされた;及びDa=ダルトン。「重量%」は、特に明記しない限り、言及される組成物の総重量を基準とする重量パーセントを意味する。特に明記しない限り、全ての量は重量%であり、全ての比はモル比である。全ての数値の範囲は、そのような数値の範囲が合計100%となるように制約されることが明らかである場合を除いて、包含的であり、且つ、任意の順で組み合わせ可能である。冠詞「a」、「an」及び「the」は、単数及び複数を意味する。「アルキル」は、特に明記しない限り、線状、分岐状及び環状アルキルを意味する。本明細書で用いるところでは、「アルキル」は、アルカンラジカルを意味し、アルカンモノラジカル、ジラジカル(アルキレン)、及び高級ラジカルを含む。「ハロ」は、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨードを意味する。特に記載しない限り、「アルキル」は、「ヘテロアルキル」を含む。用語「ヘテロアルキル」は、例えば、エーテル又はチオエーテルにおけるような、ラジカル内の1個以上の炭素原子に置き換わる、窒素、酸素、硫黄、リンなどの、1個以上のヘテロ原子を持ったアルキル基を意味する。好ましい一実施形態において、「アルキル」は、「ヘテロアルキル」を含まない。任意のアルキル又はヘテロアルキルについて炭素の数が示されない場合、1~12個の炭素が考えられる。 As used throughout this specification, the following abbreviations shall have the following meanings unless the context clearly dictates otherwise: °C = degrees Celsius; g = grams; mg = milligrams; L = liters; mL = milliliters; Å = angstroms; nm = nanometers; μm = microns; mm = millimeters; sec. = seconds; min. = minutes; hr. = hours; DI = deionized; and Da = Daltons. "Wt. %" means percent by weight, based on the total weight of the referenced composition, unless otherwise specified. All amounts are percent by weight and all ratios are molar ratios unless otherwise specified. All numerical ranges are inclusive and combinable in any order, except where it is clear that such numerical ranges are constrained to add up to 100%. The articles "a," "an," and "the" refer to singular and plural. "Alkyl" refers to linear, branched, and cyclic alkyl, unless otherwise specified. As used herein, "alkyl" refers to an alkane radical, including alkane monoradicals, diradicals (alkylenes), and higher radicals. "Halo" refers to fluoro, chloro, bromo, and iodo. Unless otherwise noted, "alkyl" includes "heteroalkyl." The term "heteroalkyl" refers to an alkyl group having one or more heteroatoms, such as nitrogen, oxygen, sulfur, or phosphorus, replacing one or more carbon atoms in the radical, as in, for example, an ether or thioether. In a preferred embodiment, "alkyl" does not include "heteroalkyl." When the number of carbons is not specified for any alkyl or heteroalkyl, 1 to 12 carbons are contemplated.

「アリール」は、芳香族炭素環及び芳香族ヘテロ環を含む。用語「アリール」は、芳香族ラジカルを意味し、モノラジカル、ジラジカル(アリーレン)、及び高級ラジカルを含む。アリール部分は芳香族炭素環であることが好ましい。「置換アリール」は、その水素の1個以上が、ハロゲン、C1-6アルキル、ハロ-C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、ハロ-C1-6アルコキシ、フェニル、及びフェノキシから、好ましくはハロゲン、C1-6アルキル、ハロ-C1-4アルキル、C1-6アルコキシ、ハロ-C1-4アルコキシ、及びフェニルから、より好ましくはハロゲン、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、フェニル、及びフェノキシから選択される1個以上の置換基で置き換えられた任意のアリール部分を意味する。好ましくは、置換アリールは、1~3個の置換基、より好ましくは1又は2個の置換基を有する。本明細書で用いるところでは、用語「ポリマー」は、オリゴマーを含む。用語「オリゴマー」は、ダイマー、トリマー、テトラマー及び更に硬化させることができる他のポリマー材料を意味する。用語「硬化」とは、本樹脂の全分子量を増加させるか、溶解性促進基を本オリゴマーから取り除くか、又は全分子量を増加させる及び溶解性促進基を取り除く、の両方である、重合又は縮合などの、任意のプロセスを意味する。「硬化性」は、特定の条件下で硬化させることができる任意の材料を意味する。本明細書で用いるところでは、「間隙」は、間隙充填組成物で充填されることを意図する半導体基板上の任意のアパーチャーを意味する。 "Aryl" includes aromatic carbocycles and aromatic heterocycles. The term "aryl" refers to an aromatic radical, including monoradicals, diradicals (arylenes), and higher radicals. Preferably, the aryl moiety is an aromatic carbocycle. "Substituted aryl" refers to any aryl moiety in which one or more of its hydrogens has been replaced with one or more substituents selected from halogen, C 1-6 alkyl, halo-C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, halo -C 1-6 alkoxy , phenyl, and phenoxy, preferably halogen, C 1-6 alkyl, halo-C 1-4 alkyl, C 1-6 alkoxy, halo-C 1-4 alkoxy, and phenyl, more preferably halogen, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkoxy, phenyl, and phenoxy. Preferably, the substituted aryl has 1 to 3 substituents, more preferably 1 or 2 substituents. As used herein, the term "polymer" includes oligomers. The term "oligomer" refers to dimers, trimers, tetramers, and other polymeric materials that can be further cured. The term "cure" refers to any process, such as polymerization or condensation, that increases the overall molecular weight of the resin, removes solubility-promoting groups from the oligomer, or both increases the overall molecular weight and removes solubility-promoting groups. "Curable" refers to any material that can be cured under specific conditions. As used herein, "gap" refers to any aperture on a semiconductor substrate that is intended to be filled with the gap-fill composition.

芳香族下層は、(a)電子デバイス基板を提供する工程と;(b)1種以上の硬化性化合物を含むコーティング組成物の層を、電子デバイス基板の表面上にコートする工程であって、1種以上の硬化性化合物が、C5-6芳香環及びC9-30縮合芳香環系から選択される芳香族コア並びに式(1)の3個以上の置換基を含み、
ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに結合しており;及び式中、Arは、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Zは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;xは、1~4の整数であり;*は、芳香族コアへの結合点を示し;ただし、式(1)の複数の置換基は芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない、工程と;(c)硬化性化合物の層を硬化させて下層を形成する工程と;(d)フォトレジストの層を下層上にコートする工程と;(e)マスクを通してフォトレジスト層を化学線に露光する工程と;(f)露光されたフォトレジスト層を現像してレジストパターンを形成する工程と;(g)パターンを下層に転写して電子デバイス基板の複数部分を露出させる工程とを含む方法に従って電子デバイスの製造において形成される。次に、基板はパターン化され、パターン化された下層は取り除かれる。好ましい一実施形態において、フォトレジストの層は、下層上に直接コートされる。代わりの好ましい実施形態において、シリコン含有組成物、有機反射防止組成物(BARC)、及びそれらの組み合わせの1つ以上の層が、工程(d)の前に下層上に直接コートされて中間層を形成し、フォトレジストの層が中間層上に直接コートされる。シリコン含有中間層が使用されるとき、パターンは、工程(f)の後及び工程(g)の前にシリコン含有中間層に転写される。
The aromatic underlayer can be prepared by the steps of: (a) providing an electronic device substrate; and (b) coating a layer of a coating composition on a surface of the electronic device substrate, the coating composition comprising one or more curable compounds, wherein the one or more curable compounds comprise an aromatic core selected from a C 5-6 aromatic ring and a C 9-30 fused aromatic ring system and three or more substituents of Formula (1):
wherein at least two substituents of formula (1) are attached to an aromatic core; and wherein Ar 1 is an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Z is selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ; x is an integer from 1 to 4; * indicates a point of attachment to the aromatic core; provided that the substituents of formula (1) are not ortho to each other on the same ring of the aromatic core; (c) curing the layer of curable compound to form an underlayer; (d) coating a layer of photoresist onto the underlayer; (e) exposing the photoresist layer to actinic radiation through a mask; (f) developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern; and (g) transferring the pattern to the underlayer to expose portions of the electronic device substrate. The substrate is then patterned and the patterned underlayer is removed. In a preferred embodiment, the layer of photoresist is coated directly onto the underlayer. In an alternative preferred embodiment, one or more layers of a silicon-containing composition, an organic antireflective composition (BARC), and combinations thereof are coated directly onto the underlayer prior to step (d) to form an intermediate layer, and the layer of photoresist is coated directly onto the intermediate layer. When a silicon-containing intermediate layer is used, the pattern is transferred to the silicon-containing intermediate layer after step (f) and before step (g).

多種多様の電子デバイス基板、例えば:マルチチップモジュールなどのパッケージング基板;フラットパネルディスプレイ基板;集積回路基板;有機発光ダイオード(OLED)などの発光ダイオード(LED)用の基板;半導体ウエハー;多結晶シリコン基板等が、本発明において使用されることができ、半導体ウエハーが好ましい。そのような基板は、典型的には、シリコン、ポリシリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、アルミニウム、サファイア、タングステン、チタン、チタン-タングステン、ニッケル、銅、及び金の1つ以上から構成される。好適な基板は、集積回路、光センサー、フラットパネルディスプレイ、光集積回路、及びLEDの製造において使用されるものなどのウエハーの形態であり得る。本明細書で用いるところでは、用語「半導体ウエハー」は、シングルチップウエハー、マルチプルチップウエハー、様々なレベルのためのパッケージ、又ははんだ接続を必要とする他の組立体などの、「半導体基板」、「半導体デバイス」、及び様々なレベルの相互接続のための様々なパッケージを包含することを意図する。そのような基板は、任意の好適なサイズであり得る。好ましいウエハー基板直径は、200mm~300mmであるが、より小さい及びより大きい直径を有するウエハーが本発明に従って好適に用いられ得る。本明細書で用いるところでは、用語「半導体基板」には、半導体デバイスの有効部分又は動作可能部分を任意選択的に含み得る1つ以上の半導体層又は構造物を有する任意の基板が含まれる。半導体デバイスは、少なくとも1つのマイクロ電子デバイスがその上にバッチ製造されたか又は製造されつつある半導体基板を意味する。 A wide variety of electronic device substrates can be used in the present invention, including, for example, packaging substrates such as multichip modules; flat panel display substrates; integrated circuit substrates; substrates for light-emitting diodes (LEDs) such as organic light-emitting diodes (OLEDs); semiconductor wafers; and polycrystalline silicon substrates, with semiconductor wafers being preferred. Such substrates are typically composed of one or more of silicon, polysilicon, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon germanium, gallium arsenide, aluminum, sapphire, tungsten, titanium, titanium-tungsten, nickel, copper, and gold. Suitable substrates may be in the form of wafers such as those used in the manufacture of integrated circuits, optical sensors, flat panel displays, optical integrated circuits, and LEDs. As used herein, the term "semiconductor wafer" is intended to encompass "semiconductor substrates," "semiconductor devices," and various packages for various levels of interconnection, such as single-chip wafers, multiple-chip wafers, packages for various levels, or other assemblies requiring solder connections. Such substrates may be of any suitable size. A preferred wafer substrate diameter is 200 mm to 300 mm, although wafers having smaller and larger diameters may be suitably used in accordance with the present invention. As used herein, the term "semiconductor substrate" includes any substrate having one or more semiconductor layers or structures that may optionally include active or operable portions of a semiconductor device. A semiconductor device refers to a semiconductor substrate upon which at least one microelectronic device has been or is being batch fabricated.

任意選択的に、接着促進剤の層は、本コーティング組成物の堆積前に基板表面に適用され得るし、その組成物は、その後、硬化させられて下層を形成する。接着促進剤が望まれる場合、例えばシラン、好ましくは、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのオルガノシラン、又はガンマ-アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシランカップリング剤などの、ポリマーフィルム用の任意の好適な接着促進剤が使用され得る。特に好適な接着促進剤には、Dow Electronic Materials(Marlborough,Massachusetts)から入手可能な、AP 3000、AP 8000、及びAP 9000S呼称で販売されているものが挙げられる。 Optionally, a layer of adhesion promoter can be applied to the substrate surface prior to deposition of the coating composition, which is then cured to form the underlayer. If an adhesion promoter is desired, any suitable adhesion promoter for polymer films can be used, such as a silane, preferably an organosilane such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, or hexamethyldisilazane, or an aminosilane coupling agent such as gamma-aminopropyltriethoxysilane. Particularly suitable adhesion promoters include those sold under the designations AP 3000, AP 8000, and AP 9000S, available from Dow Electronic Materials (Marlborough, Massachusetts).

本発明において有用なコーティング組成物は1種以上の硬化性化合物を含み、この1種以上の硬化性化合物は、C5-6芳香環及びC9-30縮合芳香環系から選択される芳香族コア、並びに式(1)の3個以上の置換基を含み、
ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに結合しており;及び式中、Arは、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Zは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;xは、1~4の整数であり;*は、芳香族コアへの結合点を示し;ただし、式(1)の複数の置換基は芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない。よって、コアの同じ芳香環に結合した式(1)の複数の置換基は、芳香環の直接隣接した複数の炭素原子に、例えば、ベンゼンコアの1および2の位置において結合されない。それぞれのZはOR、保護ヒドロキシル、カルボキシル(C(=O)OH)、保護カルボキシル、SH、フッ素、及びNHRから独立して選択されることが好ましい。より好ましくは、それぞれのZは、ヒドロキシル(OH)、保護ヒドロキシル、OCHC≡CH、C(=O)OH、保護カルボキシル、及びNHRから、その上より好ましくはOH、保護ヒドロキシル、OCHC≡CH、カルボキシル、及び保護カルボキシルから、並びに、更により好ましくはOH及び保護ヒドロキシルから独立して選択される。それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから、より好ましくはH、C1-10アルキル、C2-10アルケニル、C2-10アルキニル、及びC5-30アリールから独立して選択される。好ましい一実施形態において、RはHである。好ましくは、Rは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから、より好ましくはH、C1-10アルキル、C2-10アルケニル及びC2-10アルキニルから選択される。本明細書で用いるところでは、用語「芳香族コア」は、式(1)の少なくとも2個の部分がそれに結合している単芳香環又は縮合芳香環系を意味する。芳香族コアは、任意選択的に、C1-20脂肪族又は脂環式部分及びC5-30アリール部分から選択される1個以上の置換基で置換されていてもよい。好ましくは、芳香族コアは、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、より好ましくはベンゼン、ナフタレン、カルバゾール、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、更により好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、及びフェナレンから選択される。式(1)において、それぞれのArは、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、より好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、更により好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、及びフェナレンから独立して選択されることが好ましい。x=1又は2であることが好ましく、より好ましくはx=1である。本硬化性化合物は、式(1)の少なくとも3個の部分を有し、ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに直接結合している。本硬化性化合物は、3~10個、好ましくは3~8個、より好ましくは3~6個、更により好ましくは3又は4個などの任意の好適な数の式(1)の部分を有し得る。本硬化性化合物は芳香族コアに直接結合した2~4個の式(1)の部分を有することが更に好ましい。
Coating compositions useful in the present invention comprise one or more curable compounds, the one or more curable compounds comprising an aromatic core selected from a C5-6 aromatic ring and a C9-30 fused aromatic ring system, and three or more substituents of formula (1):
wherein at least two substituents of formula (1) are attached to an aromatic core; and wherein Ar 1 is an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Z is selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ; x is an integer from 1 to 4; * indicates a point of attachment to the aromatic core; with the proviso that multiple substituents of formula (1) are not ortho to each other on the same ring of the aromatic core. Thus, multiple substituents of formula (1) attached to the same aromatic ring of the core are not attached to immediately adjacent carbon atoms of the aromatic ring, for example, at positions 1 and 2 of the benzene core. Preferably, each Z is independently selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl (C(═O)OH), protected carboxyl, SH, fluorine, and NHR 2. More preferably, each Z is independently selected from hydroxyl (OH), protected hydroxyl, OCH 2 C≡CH, C(═O)OH, protected carboxyl, and NHR 2 , still more preferably from OH, protected hydroxyl, OCH 2 C≡CH, carboxyl, and protected carboxyl, and even more preferably from OH and protected hydroxyl. Each R 1 is independently selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl, more preferably H, C 1-10 alkyl, C 2-10 alkenyl, C 2-10 alkynyl, and C 5-30 aryl. In one preferred embodiment, R 1 is H. Preferably, R 2 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl, more preferably H, C 1-10 alkyl, C 2-10 alkenyl, and C 2-10 alkynyl. As used herein, the term "aromatic core" means a single aromatic ring or a fused aromatic ring system to which at least two moieties of formula (1) are attached. The aromatic core may be optionally substituted with one or more substituents selected from a C 1-20 aliphatic or alicyclic moiety and a C 5-30 aryl moiety. Preferably, the aromatic core is selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, carbazole, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, more preferably from benzene, naphthalene, carbazole, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, even more preferably from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, and phenalene. In formula (1), each Ar 1 is preferably independently selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, more preferably from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, even more preferably from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, and phenalene. Preferably, x=1 or 2, more preferably x=1. The curable compound has at least three moieties of formula (1), wherein at least two substituents of formula (1) are directly bonded to the aromatic core. The curable compounds may have any suitable number of moieties of formula (1), such as from 3 to 10, preferably from 3 to 8, more preferably from 3 to 6, and even more preferably 3 or 4. It is further preferred that the curable compounds have from 2 to 4 moieties of formula (1) directly attached to the aromatic core.

一実施形態において、本コーティング組成物において有用な好ましい硬化性化合物は、式(2)のものである
式中、Arは、5~30個の炭素原子を有する芳香族コアであり;Ar、Ar、及びArは、それぞれ独立して、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Yは、一重共有化学結合、二価連結基、又は三価連結基であり;Z及びZは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから独立して選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;x1=1~4であり;x2=1~4であり;y1=2~4であり;各y2=0~4であり;y1+各y2≧3であり;w=0~2であり;zは0~2に等しく;ここで、Yが一重共有化学結合又は二価連結基である場合、z=1であり;Yが三価連結基である場合、z=2である。Arは、5~25個の炭素原子を有する芳香族コアであることが好ましく、より好ましくは5~20個の炭素原子を有する芳香族コアである。Arについての好適な芳香族コアには、限定なしに、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレン、好ましくはベンゼン、ナフタレン、カルバゾール、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレン、より好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、及びフェナレンが挙げられる。Arは、ベンゼン、ピリジン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから選択されることが好ましい。より好ましくは、Ar、Ar、及びArのそれぞれは、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、より好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから、その上より好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、及びフェナレンから独立して選択される。Arは、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから選択され、Ar、Ar、及びArのそれぞれは、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから独立して選択されることが更に好ましい。それぞれのZ及びZは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル(C(=O)OH)、保護カルボキシル、SH、フッ素、NHRから、より好ましくはヒドロキシル(OH)、保護ヒドロキシル、OCHC≡CH、C(=O)OH、保護カルボキシル、及びNHRから、その上より好ましくはOH、保護ヒドロキシル、OCHC≡CH、カルボキシル、及び保護カルボキシルから、更により好ましくはOH及び保護ヒドロキシルから独立して選択されることが好ましい。それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから、より好ましくはH、C1-10アルキル、C2-10アルケニル、C2-10アルキニル、及びC5-30アリールから独立して選択される。好ましい一実施形態において、RはHである。好ましくは、Rは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから、より好ましくはH、C1-10アルキル、C2-10アルケニル及びC2-10アルキニルから選択される。それぞれのZは同じものであることが好ましい。それぞれのZは同じものであることがまた好ましい。Z=Zであることが更に好ましい。x1及びx2のそれぞれは、1~3から独立して選択されることが好ましく、より好ましくは独立して1又は2、その上より好ましくはそれぞれ1であることが好ましい。好ましくは、各y2=0~2である。y1+各y2=3~8であることが好ましく、より好ましくは3~6、その上より好ましくは3又は4であることが好ましい。好ましくは、w=0~1である。好ましい一実施形態において、ArおよびArを含む置換基のいずれも、芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない。好ましい一実施形態において、w=0である場合、Ar及びそれぞれのArはフェニルではない。好ましい一実施形態において、Yは一重共有結合である。別の好ましい実施形態において、Yは、二価又は三価連結基である。Yのための例示的な連結基には、O、S、N(R、S(=O)、CR、ビス-イミド部分、ビス-エーテルイミド部分、ビス-ケトイミド部分、ビス-ベンゾオキサゾール部分、ビス-ベンズイミダゾール部分、及びビス-ベンゾチアゾール部分(ここで、r=0又は1である)が挙げられるが、それらに限定されず、好ましくはYのための連結基は、O、N(R、及びCRである。Rは、**-C(=O)-C5-30アリール又は**-S(=O)-C5-30アリール(ここで、**は、Nへの結合点である)である。R及びRは、H、C1-10アルキル及びC5-10アリールから独立して選択され、R及びRは、それらが結合している炭素と一緒になって、1個以上の芳香環に縮合していてもよい5又は6員環を形成してもよい。Y=CRである場合の1つの好適な連結基は、次式(A)
(式中、*は、Ar及びArへの結合点を示す)
のフルオレニル部分である。Yについての好適なビス-イミド部分連結基は、式(B)及び式(C)(式中、Yは、一重共有結合又はC5-30アリーレンであり、*は、Ar及びArへの結合点を示す)によって示される。好適なビス-エーテルイミド及びビス-ケトイミド部分は、式(C)(式中、Yは、それぞれ、O又は-C(=O)-であり、*は、Ar及びArへの結合点を示す)のものである。好適なビス-ベンゾオキサゾール、ビス-ベンズイミダゾール、及びビス-ベンゾチアゾール部分は、式(D)(式中、Gは、それぞれ、O、NH、及びSであり、Yは、一重共有結合又はC5-30アリーレンであり、*は、Ar及びArへの結合点を示す)のものである。
In one embodiment, preferred curable compounds useful in the present coating compositions are of formula (2):
wherein Ar c is an aromatic core having 5 to 30 carbon atoms; Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 are each independently an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Y is a single covalent chemical bond, a divalent linking group, or a trivalent linking group; Z 1 and Z 2 are independently selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 -R is selected from 1 ; x1=1 to 4; x2=1 to 4; y1=2 to 4; each y2=0 to 4; y1 + each y2≧3; w=0 to 2; z is equal to 0 to 2; where z=1 when Y is a single covalent chemical bond or a divalent linking group; and z=2 when Y is a trivalent linking group. Preferably, Ar c is an aromatic core having 5 to 25 carbon atoms, more preferably an aromatic core having 5 to 20 carbon atoms. Suitable aromatic cores for Arc include, without limitation, pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, carbazole, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, preferably benzene, naphthalene, carbazole, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, more preferably benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, and phenalene. Ar 1 is preferably selected from benzene, pyridine, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene. More preferably, each of Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 is independently selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, more preferably from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, yet more preferably from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, and phenalene. It is more preferred that Ar c is selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene, and that each of Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 is independently selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene. Preferably, each Z1 and Z2 is independently selected from OR1 , protected hydroxyl, carboxyl (C(=O)OH), protected carboxyl, SH, fluorine, NHR2 , more preferably from hydroxyl (OH), protected hydroxyl, OCH2C≡CH , C(=O)OH, protected carboxyl, and NHR2 , yet more preferably from OH, protected hydroxyl, OCH2C≡CH , carboxyl, and protected carboxyl, and even more preferably from OH and protected hydroxyl. Each R1 is independently selected from H, C1-10 alkyl, C2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C5-30 aryl, more preferably H, C1-10 alkyl, C2-10 alkenyl, C2-10 alkynyl, and C5-30 aryl. In one preferred embodiment, R1 is H. Preferably, R2 is selected from H, C1-10 alkyl, C2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C5-30 aryl, more preferably H, C1-10 alkyl, C2-10 alkenyl, and C2-10 alkynyl. Preferably, each Z1 is the same. It is also preferred that each Z2 is the same. It is further preferred that Z1 = Z2 . Preferably, each of x1 and x2 is independently selected from 1 to 3, more preferably independently 1 or 2, and even more preferably each is 1. Preferably, each y2 = 0 to 2. Preferably, y1 + each y2 = 3 to 8, more preferably 3 to 6, and even more preferably 3 or 4. Preferably, w = 0 to 1. In one preferred embodiment, none of the substituents, including Ar1 and Ar3 , are ortho to each other on the same ring of the aromatic core. In one preferred embodiment, when w = 0, Arc and each Ar1 is not phenyl. In one preferred embodiment, Y is a single covalent bond. In another preferred embodiment, Y is a divalent or trivalent linking group. Exemplary linking groups for Y include, but are not limited to, O, S, N(R 3 ) r , S(═O) 2 , CR 4 R 5 , a bis-imide moiety, a bis-etherimide moiety, a bis-ketoimide moiety, a bis-benzoxazole moiety, a bis-benzimidazole moiety, and a bis-benzothiazole moiety (where r=0 or 1), preferably the linking groups for Y are O, N(R 3 ) w , and CR 4 R 5. R 3 is **-C(═O)-C 5-30 aryl or **-S(═O) 2 -C 5-30 aryl (where ** is the point of attachment to N). R4 and R5 are independently selected from H, C1-10 alkyl and C5-10 aryl, and R4 and R5 together with the carbons to which they are attached may form a 5- or 6-membered ring which may be fused to one or more aromatic rings. When Y = CR4R5 , one suitable linking group is a group of formula (A):
(where * indicates the point of attachment to Ar c and Ar 2 )
and a fluorenyl moiety of the formula: Preferred bis-imide moiety linking groups for Y are shown by formula (B) and formula (C), where Y 1 is a single covalent bond or a C 5-30 arylene, and * indicates the point of attachment to Arc and Ar 2. Preferred bis-etherimide and bis-ketoimide moieties are of formula (C), where Y 1 is O or —C(═O)—, respectively, and * indicates the point of attachment to Arc and Ar 2. Preferred bis-benzoxazole, bis-benzimidazole, and bis-benzothiazole moieties are of formula (D), where G is O, NH, and S, respectively, and Y 2 is a single covalent bond or a C 5-30 arylene, and * indicates the point of attachment to Arc and Ar 2 .

式(1)及び(2)のZ、Z及びZについての保護カルボキシル基は、ある種の条件下で開裂可能でカルボキシル基を生じさせる任意の基である。そのような保護カルボキシル基は、熱、酸、塩基又はそれらの組み合わせによって、好ましくは熱、酸又はそれらの組み合わせによって、より好ましくは熱によって開裂され得る。例示的な保護カルボキシル基には、ベンジルエステル及び、エステル基のアルコキシ酸素に直接結合した第四級炭素を有するエステルなどの、エステルが挙げられる。保護カルボキシル基は、エステル基のアルコキシ酸素に直接結合した第四級炭素を有するエステルであるのが好ましく、より好ましくは、エステルは、式Y-C(O)-O-CR’R’’R’’’(式中、Yは有機残基であり、R’、R’’及びR’’’のそれぞれは、C110アルキルから独立して選択される)を有する。好ましい保護カルボキシル基には:tert-ブチルエステル;1-メチルシクロペンチルエステル及び1-エチルシクロペンチルエステルなどの1-アルキルシクロペンチルエステル;2,3-ジメチル-2-ブチルエステル;3-メチル-3-ペンチルエステル;2,3,3-トリメチル-3-ブチルエステル;1,2-ジメチルシクロペンチルエステル;2,3,4-トリメチル-3-ペンチルエステル;2,2,3,4,4-ペンタメチル-3-ペンチルエステル;及びヒドロキシアダマンチルエステル及びC1-12アルキルアダマンチルエステルなどのアダマンチルエステルが含まれる。前述の保護カルボキシル基のそれぞれは、熱、酸又は塩基の1つ以上によって開裂させることができる。好ましくは、保護カルボキシル基は、熱、酸又は熱と酸との組み合わせを使用して、より好ましくは熱によって開裂させられる。例えば、これらの保護カルボキシル基は、4以下のpH、好ましくは1以下のpHで開裂させることができる。そのような保護カルボキシル基は、1~4の範囲のpHに曝された場合に室温で開裂させられ得る。pHが1未満である場合、そのような保護カルボキシル基は、典型的には、およそ90~110℃に、好ましくはおよそ100℃に加熱される。あるいは、保護カルボキシル基が、エステル基のアルコキシ酸素に直接結合した第四級炭素を有するエステルである場合、それは、125℃以上、好ましくは125~250℃、より好ましくは150~250℃などの、好適な温度に加熱することによって開裂させることができる。そのような保護カルボキシル基、及びそれらの使用の条件は、米国特許第6,136,501号(特許文献2)などの、当技術分野において周知であり、同特許は、エステル基のアルコキシ酸素に直接結合した第四級炭素を有する様々なエステル基を開示している。 The protected carboxyl groups for Z, Z1 , and Z2 in formulas (1) and (2) are any groups that are cleavable under certain conditions to yield a carboxyl group. Such protected carboxyl groups can be cleaved by heat, acid, base, or a combination thereof, preferably by heat, acid, or a combination thereof, more preferably by heat. Exemplary protected carboxyl groups include esters, such as benzyl esters and esters having a quaternary carbon bonded directly to the alkoxy oxygen of the ester group. Preferably, the protected carboxyl group is an ester having a quaternary carbon bonded directly to the alkoxy oxygen of the ester group, and more preferably, the ester has the formula Y-C(O)-O-CR'R''R''', where Y is an organic residue and each of R', R'', and R''' is independently selected from C1-10 alkyl. Preferred protected carboxyl groups include tert-butyl esters; 1-alkylcyclopentyl esters such as 1-methylcyclopentyl ester and 1-ethylcyclopentyl ester; 2,3-dimethyl-2-butyl ester; 3-methyl-3-pentyl ester; 2,3,3-trimethyl-3-butyl ester; 1,2-dimethylcyclopentyl ester; 2,3,4-trimethyl-3-pentyl ester; 2,2,3,4,4-pentamethyl-3-pentyl ester; and adamantyl esters such as hydroxyadamantyl ester and C alkyladamantyl ester. Each of the foregoing protected carboxyl groups can be cleaved by one or more of heat, acid, or base. Preferably, the protected carboxyl groups are cleaved using heat, acid, or a combination of heat and acid, more preferably by heat. For example, these protected carboxyl groups can be cleaved at a pH of 4 or less, preferably 1 or less. Such protected carboxyl groups can be cleaved at room temperature when exposed to a pH in the range of 1 to 4. When the pH is less than 1, such protected carboxyl groups are typically heated to approximately 90-110° C., preferably approximately 100° C. Alternatively, if the protected carboxyl group is an ester having a quaternary carbon bonded directly to the alkoxy oxygen of the ester group, it can be cleaved by heating to a suitable temperature, such as above 125° C., preferably 125-250° C., more preferably 150-250° C. Such protected carboxyl groups and conditions for their use are well known in the art, such as U.S. Pat. No. 6,136,501, which discloses a variety of ester groups having a quaternary carbon bonded directly to the alkoxy oxygen of the ester group.

式(1)及び(2)のZ、Z及びZについて好適な保護ヒドロキシル基は、ある種の条件下で開裂可能でヒドロキシ基を生じさせる任意の基である。そのような保護ヒドロキシル基は、熱、酸、塩基又はそれらの組み合わせによって開裂させられ得る。例示的な保護ヒドロキシル基には:メトキシメチルエーテル、テトラヒドロピラニルエーテル、tert-ブチルエーテル、アリルエーテル、ベンジルエーテル、tert-ブチルジメチルシリルエーテル、tert-ブチルジフェニルシリルエーテル、アセトニド、及びベンジリデンアセタールなどのエーテル;ピバリン酸エステル及び安息香酸エステルなどのエステル;並びにtert-ブチルカーボネートなどのカーボネートが含まれる。前述の保護ヒドロキシル基のそれぞれは、酸性又はアルカリ性条件下で、好ましくは酸性条件下で開裂させることができる。より好ましくは、保護ヒドロキシル基は、酸又は酸と熱との組み合わせを使用して開裂させられる。例えば、これらの保護ヒドロキシル基は、4以下のpH、好ましくは1以下のpHで開裂させることができる。そのような保護ヒドロキシル基は、1~4の範囲のpHに曝される場合、室温で開裂させられ得る。pHが1未満である場合、そのような保護ヒドロキシル基は、典型的には、およそ90~110℃に、好ましくはおよそ100℃に加熱される。そのような保護ヒドロキシル基、及びそれらの使用条件は、当技術分野において周知である。 Suitable protected hydroxyl groups for Z, Z1 , and Z2 in formulas (1) and (2) are any groups that can be cleaved under certain conditions to yield a hydroxy group. Such protected hydroxyl groups can be cleaved by heat, acid, base, or a combination thereof. Exemplary protected hydroxyl groups include ethers such as methoxymethyl ether, tetrahydropyranyl ether, tert-butyl ether, allyl ether, benzyl ether, tert-butyldimethylsilyl ether, tert-butyldiphenylsilyl ether, acetonide, and benzylidene acetal; esters such as pivalate and benzoate; and carbonates such as tert-butyl carbonate. Each of the aforementioned protected hydroxyl groups can be cleaved under acidic or alkaline conditions, preferably under acidic conditions. More preferably, the protected hydroxyl group is cleaved using an acid or a combination of acid and heat. For example, these protected hydroxyl groups can be cleaved at a pH of 4 or less, preferably at a pH of 1 or less. Such protected hydroxyl groups can be cleaved at room temperature when exposed to a pH ranging from 1 to 4. When the pH is less than 1, such protected hydroxyl groups are typically heated to approximately 90-110° C., preferably to approximately 100° C. Such protected hydroxyl groups and the conditions for their use are well known in the art.

式(1)及び(2)のZ、Z及びZについて好適な保護チオール基は、ある種の条件下で開裂可能でチオール基を生じさせる任意の基である。そのような保護チオール基は、熱、酸、塩基又はそれらの組み合わせによって開裂させられ得る。例示的な保護チオール基には:メトキシメチルチオエーテル、テトラヒドロピラニルチオエーテル、tert-ブチルチオエーテル、アリルチオエーテル、ベンジルチオエーテル、tert-ブチルジメチルシリルチオエーテル、tert-ブチルジフェニルシリルチオエーテル、チオアセトニド、及びベンジリデンチオアセタールなどのエーテル;ピバリン酸チオエステル及び安息香酸チオエステルなどのチオエステル;並びにtert-ブチルチオカーボネートなどのチオカーボネートが含まれる。前述の保護チオール基のそれぞれは、酸性又はアルカリ性条件下で、好ましくは酸性条件下で開裂させることができる。より好ましくは、保護チオール基は、酸又は酸と熱との組み合わせを使用して開裂させられる。例えば、これらの保護チオール基は、4以下のpH、好ましくは1以下のpHで開裂させることができる。そのようなチオール基は、1~4の範囲のpHに曝される場合、室温で開裂させられ得る。pHが1未満である場合、そのような保護チオール基は、典型的には、およそ90~110℃に、好ましくはおよそ100℃に加熱される。そのような保護チオール基、及びそれらの使用条件は、当技術分野において周知である。 Suitable protected thiol groups for Z, Z1 , and Z2 in formulas (1) and (2) are any groups that can be cleaved under certain conditions to yield a thiol group. Such protected thiol groups can be cleaved by heat, acid, base, or a combination thereof. Exemplary protected thiol groups include ethers such as methoxymethyl thioether, tetrahydropyranyl thioether, tert-butyl thioether, allyl thioether, benzyl thioether, tert-butyldimethylsilyl thioether, tert-butyldiphenylsilyl thioether, thioacetonide, and benzylidene thioacetal; thioesters such as pivalic acid thioester and benzoic acid thioester; and thiocarbonates such as tert-butyl thiocarbonate. Each of the aforementioned protected thiol groups can be cleaved under acidic or alkaline conditions, preferably under acidic conditions. More preferably, the protected thiol group is cleaved using acid or a combination of acid and heat. For example, these protected thiol groups can be cleaved at a pH of 4 or less, preferably at a pH of 1 or less. Such thiol groups can be cleaved at room temperature when exposed to a pH ranging from 1 to 4. When the pH is less than 1, such protected thiol groups are typically heated to approximately 90-110° C., preferably to approximately 100° C. Such protected thiol groups and the conditions for their use are well known in the art.

上に記載された1種以上の硬化性化合物に加えて、本コーティング組成物は、1種以上の有機溶媒を任意選択的に含み得るし、好ましくは含む。好適な有機溶媒は、1種以上の硬化性化合物を溶解させる任意の有機溶媒であり、好ましくは電子デバイスの製造において慣例的に使用される有機溶媒である。有機溶媒は単独で使用されてもよいし、又は有機溶媒の混合物が使用されてもよい。好適な有機溶媒には、シクロヘキサノン及びメチル-2-n-アミルケトンなどのケトン;3-メトキシブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、及び1-エトキシ-2-プロパノールなどのアルコール;プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールエチルエーテル(PGEE)、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、及びジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソールなどのエーテル;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルラクテート(EL)、メチルヒドロキシイソブチレート(HBM)、エチルピルベート、ブチルアセテート、メチル3-メトキシプロピオネート、エチル3-エトキシプロピオネート、tert-ブチルアセテート、tert-ブチルプロピオネート、及びプロピレングリコールモノ-tert-ブチルエーテルアセテートなどのエステル;ガンマ-ブチロラクトンなどのラクトン、並びに前述のものの任意の組み合わせが含まれるが、それらに限定されない。好ましい溶媒は、PGME、PGEE、PGMEA、EL、HBM、及びそれらの組み合わせである。 In addition to the one or more curable compounds described above, the coating composition may optionally contain, and preferably does contain, one or more organic solvents. Suitable organic solvents are any organic solvents that dissolve the one or more curable compounds, preferably organic solvents customarily used in the manufacture of electronic devices. A single organic solvent may be used, or a mixture of organic solvents may be used. Suitable organic solvents include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone; alcohols such as 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, and 1-ethoxy-2-propanol; ethers such as propylene glycol methyl ether (PGME), propylene glycol ethyl ether (PGEE), ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether, and anisole. esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate (EL), methyl hydroxyisobutyrate (HBM), ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, and propylene glycol mono-tert-butyl ether acetate; lactones such as gamma-butyrolactone, and any combination of the foregoing. Preferred solvents are PGME, PGEE, PGMEA, EL, HBM, and combinations thereof.

本コーティング組成物はまた、例えば硬化剤、架橋剤、表面均展(surface leveling)剤等の、そのようなコーティングにおいて典型的に使用される1種以上のコーティング添加剤を含み得る。そのような任意選択の添加剤及びそれらの量の選択は、十分に当業者の能力内である。硬化剤は、典型的には、全固形分を基準として0~20重量%、好ましくは0~3重量%の量で存在する。架橋剤は、典型的には、全固形分を基準として0~30重量%、好ましくは3~10重量%の量で使用される。表面均展剤は、典型的には、全固形分を基準として0~5重量%、好ましくは0~1重量%の量で使用される。使用されるそのような任意選択の添加剤及びそれらの量の選択は、当業者の能力の範囲内である。 The coating composition may also include one or more coating additives typically used in such coatings, such as, for example, a curing agent, a crosslinking agent, a surface leveling agent, etc. The selection of such optional additives and their amounts is well within the capabilities of one skilled in the art. Curing agents are typically present in amounts of 0 to 20 wt %, preferably 0 to 3 wt %, based on total solids. Crosslinking agents are typically used in amounts of 0 to 30 wt %, preferably 3 to 10 wt %, based on total solids. Surface leveling agents are typically used in amounts of 0 to 5 wt %, preferably 0 to 1 wt %, based on total solids. The selection of such optional additives to be used and their amounts is well within the capabilities of one skilled in the art.

硬化剤は、コーティング組成物において任意選択的に使用されて堆積された硬化性化合物の硬化に役立ち得る。硬化剤は、基板の表面上で硬化性化合物の硬化を引き起こす任意の成分である。好ましい硬化剤は、酸及び熱酸発生剤である。好適な酸には、p-トルエンスルホン酸などのアリールスルホン酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、及びプロパンスルホン酸などのアルキルスルホン酸;トリフルオロメタンスルホン酸などのパーフルオロアルキルスルホン酸;並びにパーフルオロアリールスルホン酸が含まれるが、それらに限定されない。熱酸発生剤は、熱への暴露時に酸を遊離する任意の化合物である。熱酸発生剤は、当技術分野において周知であり、例えばKing Industries,Norwalk,Connecticutなどから、一般に市販されている。例示的な熱酸発生剤には、アミンブロック化強酸、例えば、アミンブロック化ドデシルベンゼンスルホン酸などのアミンブロック化スルホン酸が含まれるが、それらに限定されない。特定の光酸発生剤が加熱時に酸を遊離することができ、熱酸発生剤として機能し得ることもまた当業者によって十分理解されるであろう。 A curing agent may optionally be used in the coating composition to aid in the curing of the deposited curable compound. A curing agent is any component that causes the curing of the curable compound on the surface of the substrate. Preferred curing agents are acids and thermal acid generators. Suitable acids include, but are not limited to, arylsulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid; alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, and propanesulfonic acid; perfluoroalkylsulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid; and perfluoroarylsulfonic acids. A thermal acid generator is any compound that liberates an acid upon exposure to heat. Thermal acid generators are well known in the art and are commonly available commercially, for example, from King Industries, Norwalk, Connecticut. Exemplary thermal acid generators include, but are not limited to, amine-blocked strong acids, e.g., amine-blocked sulfonic acids such as amine-blocked dodecylbenzenesulfonic acid. It will also be appreciated by those skilled in the art that certain photoacid generators can liberate acid upon heating and function as thermal acid generators.

任意の好適な架橋剤は、そのような架橋剤が、酸性条件下などの、好適な条件下で本芳香族樹脂反応生成物と反応することができる、少なくとも2個、好ましくは少なくとも3個の部分を有するという条件で、本組成物において使用され得る。例示的な架橋剤には、ノボラック樹脂、エポキシ含有化合物、メラミン化合物、グアナミン化合物、イソシアネート含有化合物、ベンゾシクロブテン等、好ましくは、メチロール、C-C10アルコキシメチル、及びC-C10アシルオキシメチルから選択される2個以上、好ましくは3個以上、より好ましくは4個の置換基を有する前述の架橋剤のいずれかが含まれるが、それらに限定されない。好適な架橋剤の例は、式(3)及び(4)によって示されるものである。
そのような架橋剤は、当技術分野において周知であり、様々な供給元から市販されている。
Any suitable crosslinker may be used in the composition, provided that the crosslinker has at least two, and preferably at least three, moieties capable of reacting with the aromatic resin reaction product under suitable conditions, such as acidic conditions. Exemplary crosslinkers include, but are not limited to, novolac resins, epoxy-containing compounds, melamine compounds, guanamine compounds, isocyanate-containing compounds, benzocyclobutene, and the like, preferably any of the foregoing crosslinkers having two or more, preferably three or more, and more preferably four, substituents selected from methylol, C1 - C10 alkoxymethyl, and C2 - C10 acyloxymethyl. Examples of suitable crosslinkers are those represented by formulas (3) and (4).
Such cross-linking agents are well known in the art and are commercially available from a variety of sources.

本コーティング組成物は、任意選択的に、1種以上の表面均展剤(又は界面活性剤)を含み得る。任意の好適な界面活性剤が使用され得るが、そのような界面活性剤は、典型的には非イオン性である。例示的な非イオン界面活性剤は、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、又はエチレンオキシ結合とプロピレンオキシ結合との組み合わせなどの、アルキレンオキシ結合を含有するものである。 The coating composition may optionally include one or more surface leveling agents (or surfactants). While any suitable surfactant may be used, such surfactants are typically nonionic. Exemplary nonionic surfactants are those containing alkyleneoxy bonds, such as ethyleneoxy, propyleneoxy, or a combination of ethyleneoxy and propyleneoxy bonds.

本コーティング組成物は、例えばスピンコーティング、スロットダイコーティング、ドクターブレーディング、カーテンコーティング、ローラーコーティング、噴霧コーティング、浸漬コーティング等の、任意の好適な手段によって電子デバイス基板上にコートされ得る。スピンコーティングが好ましい。典型的なスピンコーティング方法において、本組成物は、15~90秒の期間500~4000rpmの速度で回転している基板に適用されて電子デバイス基板上にコーティング組成物の所望の層を得る。コーティング組成物層の高さは、スピン速度を変化させることによって調節され得ることが当業者によって十分理解されるであろう。 The coating composition can be coated onto the electronic device substrate by any suitable means, such as spin coating, slot die coating, doctor blading, curtain coating, roller coating, spray coating, dip coating, etc. Spin coating is preferred. In a typical spin coating method, the composition is applied to a substrate spinning at a speed of 500 to 4000 rpm for a period of 15 to 90 seconds to obtain a desired layer of the coating composition on the electronic device substrate. It will be appreciated by those skilled in the art that the height of the coating composition layer can be adjusted by varying the spin speed.

基板上にコートされた後、コーティング組成物層は、あらゆる有機溶媒及び他の比較的揮発性の成分を層から除去するために比較的低い温度で任意選択的にベークされる。典型的には、基板は、80~150℃の温度でベークされるが、他の好適な温度が用いられてもよい。ベーキング時間は、典型的には10秒~10分、好ましくは30秒~5分であるが、より長い又はより短い時間が用いられてもよい。基板がウエハーである場合、そのようなベーキング工程は、ウエハーをホットプレート上で加熱することによって行われ得る。溶媒除去後に、基板表面上の硬化性化合物の層、フィルム又はコーティングが得られる。 After being coated onto the substrate, the coating composition layer is optionally baked at a relatively low temperature to remove any organic solvents and other relatively volatile components from the layer. Typically, the substrate is baked at a temperature of 80 to 150°C, although other suitable temperatures may be used. Baking times are typically 10 seconds to 10 minutes, preferably 30 seconds to 5 minutes, although longer or shorter times may be used. When the substrate is a wafer, such a baking step may be carried out by heating the wafer on a hotplate. After solvent removal, a layer, film, or coating of the curable compound is obtained on the surface of the substrate.

硬化性化合物層は、次に、芳香族下層上に直接コートされるフォトレジスト又は他の層などの、その後に適用されるコーティング層とフィルムが混ざらないような芳香族下層を形成するために十分に硬化させられる。下層は、空気などの酸素含有雰囲気中で、又は窒素などの不活性雰囲気中で、好ましくは酸素含有雰囲気中で硬化させられ得る。用いられる硬化条件は、下層フィルムの所望の反射防止特性(n及びk値)並びにエッチ選択性を依然として維持しながら、フォトレジスト層などの、その後に適用される有機層とそれが混ざらないように、フィルムを硬化させるのに十分なものである。この硬化工程は、好ましくは、ホットプレート型装置上で行われるが、オーブン硬化が、同等の結果を得るために用いられ得る。典型的には、そのような硬化は、150℃以上、好ましくは170℃以上、より好ましくは200℃以上の硬化温度で下層を加熱することによって行われる。選択される硬化温度は、芳香族下層を硬化させるのに十分であるべきである。芳香族下層を硬化させるための好適な温度範囲は、150~400℃、好ましくは170~350℃、より好ましくは200~250℃である。そのような硬化工程は、10秒~10分、好ましくは1~3分、より好ましくは1~2分を要し得るが、他の好適な時間が用いられてもよい。 The curable compound layer is then cured sufficiently to form an aromatic underlayer that will not intermix with subsequently applied coating layers, such as photoresist or other layers coated directly onto the aromatic underlayer. The underlayer may be cured in an oxygen-containing atmosphere, such as air, or in an inert atmosphere, such as nitrogen, preferably in an oxygen-containing atmosphere. The curing conditions used are sufficient to harden the film so that it will not intermix with subsequently applied organic layers, such as photoresist layers, while still maintaining the desired antireflective properties (n and k values) and etch selectivity of the underlayer film. This curing step is preferably carried out on a hotplate-type apparatus, although oven curing can be used to achieve equivalent results. Typically, such curing is carried out by heating the underlayer to a cure temperature above 150°C, preferably above 170°C, and more preferably above 200°C. The selected cure temperature should be sufficient to cure the aromatic underlayer. Suitable temperature ranges for curing the aromatic underlayer are 150-400°C, preferably 170-350°C, and more preferably 200-250°C. Such a curing process may take from 10 seconds to 10 minutes, preferably from 1 to 3 minutes, and more preferably from 1 to 2 minutes, although other suitable times may also be used.

溶媒の急速な放出及び副生成物の硬化が下層フィルム質を損なうことがないように硬化工程が行われる場合、初期ベーキング工程は必要でない場合がある。例えば、比較的低い温度で始まり、次に200℃以上の温度まで徐々に上昇する傾斜ベークは、許容できる結果をもたらすことができる。第1段階が150℃未満のより低いベーク温度であり、第2段階が200℃以上のより高いベーク温度である、2段階硬化プロセスを有することはいくつかの場合に好ましいことであり得る。2段階硬化プロセスは、既存の基板表面のトポグラフィーの一様な充填及び平坦化、例えば溝及びバイアの充填を促進する。 An initial bake step may not be necessary if the curing process is performed such that rapid release of solvent and curing of by-products does not impair the underlying film quality. For example, a ramp bake starting at a relatively low temperature and then gradually increasing to a temperature of 200°C or higher can produce acceptable results. It may be preferable in some cases to have a two-stage curing process, with the first stage having a lower bake temperature below 150°C and the second stage having a higher bake temperature of 200°C or higher. A two-stage curing process promotes uniform filling and planarization of existing substrate surface topography, such as filling of trenches and vias.

下層の硬化後に、例えばフォトレジスト、シリコン含有層、ハードマスク層、底面反射防止コーティング(つまりBARC)層等の、1つ以上の処理層が硬化した下層上にコートされ得る。例えば、フォトレジストは、シリコン含有層、又は樹脂下層上に直接に存在する他の中間層の表面上に直接、例えばスピンコーティングによってコートされ得るか、又は、あるいは、フォトレジストは、硬化した下層上に直接コートされ得る。多種多様のフォトレジスト、例えば、Dow Electronic Materials(Marlborough,Massachusetts)から入手可能なEPIC(商標)ブランドで販売されているものなどの、193nmリソグラフィにおいて使用されるものが、好適に使用され得る。好適なフォトレジストは、ポジティブトーン現像レジストかそれともネガティブトーン現像レジストであり得る。コーティング後に、フォトレジス層は、次に、パターン化された化学線を使用して画像形成(露光)され、露光されたフォトレジスト層は、次に、適切な現像剤を使用して現像されてパターン化されたフォトレジスト層をもたらす。パターンは、次に、適切なエッチング技術によってフォトレジスト層から下層に転写される。典型的には、フォトレジストもまた、そのようなエッチング工程中に取り除かれる。次に、当技術分野において公知の適切なエッチング技術によって、例えばプラズマエッチングによって、パターンは基板に転写され、下層は取り除かれる。基板のパターン化後に、下層は、従来の技術を用いて取り除かれる。電子デバイス基板は、次に、従来の手段に従って処理される。 After curing the underlayer, one or more processing layers, such as a photoresist, a silicon-containing layer, a hard mask layer, or a bottom antireflective coating (i.e., BARC) layer, can be coated over the cured underlayer. For example, a photoresist can be coated directly onto the surface of a silicon-containing layer or other interlayer that resides directly on the resin underlayer, e.g., by spin coating, or alternatively, a photoresist can be coated directly onto the cured underlayer. A wide variety of photoresists, such as those used in 193 nm lithography, such as those sold under the EPIC™ brand available from Dow Electronic Materials (Marlborough, Massachusetts), can be suitably used. Suitable photoresists can be either positive-tone or negative-tone developing resists. After coating, the photoresist layer is then imaged (exposed) using patterned actinic radiation, and the exposed photoresist layer is then developed using an appropriate developer to yield a patterned photoresist layer. The pattern is then transferred from the photoresist layer to the underlying layer by a suitable etching technique. Typically, the photoresist is also removed during such an etching step. The pattern is then transferred to the substrate and the underlying layer is removed by a suitable etching technique known in the art, for example, by plasma etching. After patterning the substrate, the underlying layer is removed using conventional techniques. The electronic device substrate is then processed according to conventional means.

硬化した下層は、多層レジストプロセスの底層として使用され得る。そのようなプロセスにおいて、コーティング組成物の層は、上に記載されたように基板上にコートされ、硬化させられる。次に、1つ以上の中間層が芳香族下層上にコートされる。例えば、シリコン含有層又はハードマスク層が芳香族下層上に直接コートされる。シリコン-BARCなどの、例示的なシリコン含有層が、下層上にスピンコーティング、引き続く硬化によって堆積させられてもよいし、又はSiON若しくはSiOなどの無機シリコン層が、化学蒸着(CVD)によって下層上に堆積させられてもよい。任意の好適なハードマスクが使用され得るし、任意の好適な技術によって下層上に堆積させられ、必要に応じて硬化させられ得る。任意選択的に、有機BARC層が、シリコン含有層又はハードマスク層上に直接堆積させられ、適切に硬化させられ得る。次に、193nmリソグラフィにおいて使用されるフォトレジストなどの、フォトレジストが、(3層プロセスにおいて)シリコン含有層上に直接コートされるか、又は(4層プロセスにおいて)有機BARC層上に直接コートされる。フォトレジスト層は、次に、パターン化された化学線を使用して画像形成(露光)され、露光されたフォトレジスト層は、次に、適切な現像剤を使用して現像されてパターン化されたフォトレジスト層をもたらす。パターンは、次に、当技術分野において公知の適切なエッチング技術によって、例えばプラズマエッチングによって、フォトレジスト層からその直下の層に転写され、3層プロセスにおいてはパターン化されたシリコン含有層をもたらし、4層プロセスにおいてはパターン化された有機BARC層をもたらす。4層プロセスが用いられる場合、パターンは、次に、プラズマエッチングなどの、適切なパターン転写技術を用いて有機BARC層からシリコン含有層又はハードマスク層に転写される。シリコン含有層又はハードマスク層がパターン化された後、芳香族下層は、次に、O又はCFプラズマなどの、適切なエッチング技術を用いてパターン化される。あらゆる残りのパターン化されたフォトレジスト及び有機BARC層は、芳香族下層のエッチング中に取り除かれる。次に、パターンは、あらゆる残りのシリコン含有層又はハードマスク層をも取り除く、例えば適切なエッチング技術によって、基板に転写され、これに、あらゆる残りのパターン化された芳香族下層の除去が続いてパターン化された基板をもたらす。 The cured underlayer can be used as the bottom layer in a multi-layer resist process. In such a process, a layer of the coating composition is coated on a substrate and cured as described above. One or more intermediate layers are then coated on the aromatic underlayer. For example, a silicon-containing layer or hard mask layer is coated directly on the aromatic underlayer. An exemplary silicon-containing layer, such as a silicon-BARC, can be deposited on the underlayer by spin-coating and subsequent curing, or an inorganic silicon layer, such as SiON or SiO2 , can be deposited on the underlayer by chemical vapor deposition (CVD). Any suitable hard mask can be used, deposited on the underlayer by any suitable technique, and cured as needed. Optionally, an organic BARC layer can be deposited directly on the silicon-containing layer or hard mask layer and appropriately cured. Next, a photoresist, such as a photoresist used in 193 nm lithography, is coated directly on the silicon-containing layer (in a three-layer process) or directly on the organic BARC layer (in a four-layer process). The photoresist layer is then imaged (exposed) using patterned actinic radiation, and the exposed photoresist layer is then developed using an appropriate developer to produce a patterned photoresist layer. The pattern is then transferred from the photoresist layer to the layer immediately below it by an appropriate etching technique known in the art, such as plasma etching, resulting in a patterned silicon-containing layer in a three-layer process and a patterned organic BARC layer in a four-layer process. If a four-layer process is used, the pattern is then transferred from the organic BARC layer to the silicon-containing layer or hard mask layer using an appropriate pattern transfer technique, such as plasma etching. After the silicon-containing layer or hard mask layer is patterned, the aromatic underlayer is then patterned using an appropriate etching technique, such as O2 or CF4 plasma. Any remaining patterned photoresist and organic BARC layer are removed during the etching of the aromatic underlayer. The pattern is then transferred to the substrate, for example by a suitable etching technique, which also removes any remaining silicon-containing or hard mask layers, followed by removal of any remaining patterned aromatic underlayer, resulting in a patterned substrate.

本発明の硬化下層はまた、自己整列二重パターン化方法でも使用され得る。そのような方法において、本コーティング組成物の層は、例えばスピンコーティングによって、基板上にコートされる。あらゆる残りの有機溶媒が除去され、コーティング組成物層は硬化させられて硬化した下層を形成する。シリコン含有層などの、好適な中間層が、硬化した下層上にコートされる。好適なフォトレジストの層が次に、例えばスピンコーティングによって、中間層上にコートされる。フォトレジスト層は次に、パターン化された化学線を使用して画像形成(露光)され、露光されたフォトレジスト層は次に、適切な現像剤を使用して現像されてパターン化されたフォトレジスト層をもたらす。パターンは次に、適切なエッチング技術によってフォトレジスト層から中間層及び硬化した下層に転写されて基板の複数部分を露出させる。典型的には、フォトレジストもまた、そのようなエッチング工程中に取り除かれる。次に、コンフォーマルシリコン含有層が、パターン化された硬化した下層及び基板の露出部分を覆うように配置される。そのようなシリコン含有層は、典型的には、CVDによって慣例的に堆積されるSiON又はSiOなどの無機シリコン層である。そのようなコンフォーマルコーティングは、基板表面の露出部分上の、並びに下層パターンを覆った、シリコン含有層をもたらす、すなわち、そのようなシリコン含有層は、パターン化された下層の側面及び頂部を実質的に覆う。次に、シリコン含有層は、部分的にエッチ(トリミング)されてパターン化されたポリアリーレン樹脂下層の頂部表面及び基板の一部を露出させる。この部分エッチング工程の後に、基板上のパターンは、複数のフィーチャを含み、それぞれのフィーチャは、それぞれの硬化した下層フィーチャの側面に直接隣接したシリコン含有層を伴う、硬化した下層のライン又はポストを含む。次に、硬化した下層は、例えばエッチングによって取り除かれて、硬化した下層パターンの下にあった基板表面を露出させ、基板表面上にパターン化されたシリコン含有層を提供し、そこで、そのようなパターン化されたシリコン含有層は、パターン化された硬化した下層と比べて2倍(すなわち、2倍の数のライン及び/又はポスト)になる。 The cured underlayer of the present invention can also be used in a self-aligning double patterning method. In such a method, a layer of the present coating composition is coated onto a substrate, for example, by spin coating. Any remaining organic solvent is removed, and the coating composition layer is cured to form a hardened underlayer. A suitable intermediate layer, such as a silicon-containing layer, is then coated onto the cured underlayer. A layer of a suitable photoresist is then coated onto the intermediate layer, for example, by spin coating. The photoresist layer is then imaged (exposed) using patterned actinic radiation, and the exposed photoresist layer is then developed using a suitable developer to yield a patterned photoresist layer. The pattern is then transferred from the photoresist layer to the intermediate layer and the cured underlayer by a suitable etching technique to expose portions of the substrate. Typically, the photoresist is also removed during such an etching step. A conformal silicon-containing layer is then disposed over the patterned cured underlayer and the exposed portions of the substrate. Such a silicon-containing layer is typically an inorganic silicon layer, such as SiON or SiO2 , conventionally deposited by CVD. Such conformal coating results in a silicon-containing layer on the exposed portions of the substrate surface and over the underlayer pattern, i.e., such silicon-containing layer substantially covers the sides and top of the patterned underlayer. The silicon-containing layer is then partially etched (trimmed) to expose the top surface of the patterned polyarylene resin underlayer and a portion of the substrate. After this partial etching step, the pattern on the substrate includes a plurality of features, each including a line or post of the cured underlayer, with the silicon-containing layer immediately adjacent to the side of each cured underlayer feature. The hardened underlayer is then removed, for example, by etching, to expose the substrate surface that was underneath the cured underlayer pattern and provide a patterned silicon-containing layer on the substrate surface, where such patterned silicon-containing layer has twice the number of lines and/or posts (i.e., twice the number of lines and/or posts) compared to the patterned hardened underlayer.

本発明のコーティング組成物は、集積回路の製造において平坦化層、間隙充填層、及び保護層を形成するのにも有用である。そのような平坦化層、間隙充填層、又は保護層として使用される場合、例えばシリコン含有層、他の芳香族樹脂層、ハードマスク層等の、1つ以上の介在材料層が、典型的には、本コーティング組成物の硬化層と任意のフォトレジスト層との間に存在する。典型的には、そのような平坦化層、間隙充填層、及び保護層は、最終的にはパターン化される。本発明による間隙充填方法は、(a)基板の表面上にレリーフ画像を有する半導体基板を提供する工程であって、レリーフ画像が、充填されるべき複数の間隙を含む工程と、(b)レリーフ画像を覆うように間隙充填組成物を適用する工程であって、間隙充填組成物が、(i)C5-6芳香環及びC9-30縮合芳香環系から選択される芳香族コア、並びに式(1)の3個以上の置換基を含む1種以上の硬化性化合物
(ここで、式(1)の少なくとも2個の置換基が芳香族コアに結合しており;及び式中、Arは、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;Zは、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR、保護チオール、-O-C(=O)-C1-6アルキル、ハロゲン、及びNHRから選択される置換基であり;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、及びC5-30アリールから選択され;それぞれのRは、H、C1-10アルキル、C2-10不飽和ヒドロカルビル、C5-30アリール、C(=O)-R、及びS(=O)-Rから選択され;xは、1~4の整数であり;*は、芳香族コアへの結合点を示し;ただし、式(1)の複数の置換基は芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない);並びに(ii)1種以上の有機溶媒を含む工程と;(c)間隙充填組成物を、1種以上の硬化性化合物を硬化させるための温度で加熱する工程とを含む。本組成物は、半導体基板における複数の間隙を実質的に充填する、好ましくは充填する、より好ましくは完全に充填する。
The coating compositions of the present invention are also useful for forming planarizing, gap-filling, and protective layers in the manufacture of integrated circuits. When used as such planarizing, gap-filling, or protective layers, one or more intervening layers of material, such as, for example, silicon-containing layers, other aromatic resin layers, hard mask layers, etc., typically reside between the cured layer of the coating composition and any photoresist layers. Typically, such planarizing, gap-filling, and protective layers are ultimately patterned. A gap-filling method according to the present invention includes the steps of: (a) providing a semiconductor substrate having a relief image on a surface thereof, the relief image comprising a plurality of gaps to be filled; and (b) applying a gap-filling composition over the relief image, the gap-filling composition comprising: (i) one or more curable compounds comprising an aromatic core selected from a C5-6 aromatic ring and a C9-30 fused aromatic ring system, and three or more substituents of Formula (1).
wherein at least two substituents of formula (1) are attached to an aromatic core; and wherein Ar 1 is an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons; Z is a substituent selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, —O—C(═O)—C 1-6 alkyl, halogen, and NHR 2 ; each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl; and each R 2 is H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ; x is an integer from 1 to 4; * indicates a point of attachment to the aromatic core; with the proviso that the substituents of formula (1) are not ortho to each other on the same ring of the aromatic core; and (ii) one or more organic solvents; and (c) heating the gap-fill composition at a temperature to cure the one or more curable compounds. The composition substantially fills, preferably fills, and more preferably completely fills gaps in a semiconductor substrate.

本発明の化合物は、良好な間隙充填特性を有する。本発明の化合物から形成されたフィルムは、米国特許第9,581,905号(特許文献3)に開示されている化合物と比べて良好な平坦化、耐溶媒性及び減少した欠陥形成を有する。 The compounds of the present invention have good gap-filling properties. Films formed from the compounds of the present invention have good planarization, solvent resistance, and reduced defect formation compared to the compounds disclosed in U.S. Pat. No. 9,581,905.

実施例1.1,3,5-トリブロモベンゼン(2.36g)、ヨウ化第一銅(0.21g)及びトリエチルアミン(3.42g)を、室温で20gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.53g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。4-エチニルフェニルアセテート(4.81g)を脱気1,4-ジオキサン(14g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((4-アセトキシフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I1)を淡黄色固体、3.5g(84%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム1
Example 1. 1,3,5-Tribromobenzene (2.36 g), cuprous iodide (0.21 g), and triethylamine (3.42 g) were added to 20 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.53 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 4-Ethynylphenyl acetate (4.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (14 g), and this solution was then slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((4-acetoxyphenyl)ethynyl)benzene (compound I1) as a pale yellow solid, 3.5 g (84% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme.
Reaction Scheme 1

実施例2.1,3,5-トリブロモベンゼン(2.36g)、ヨウ化第一銅(0.21g)及びトリエチルアミン(3.42g)を、室温で20gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.53g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。4-エチニルフェニルアセテート(4.81g)を脱気1,4-ジオキサン(14g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して淡黄色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でTHF(35g)に溶解させた。水酸化リチウム一水和物(0.94g)及び水(8g)を添加し、反応混合物を60℃で1時間攪拌した。反応混合物を次に酢酸エチルで希釈し、次に、水層のpHが1になるまで塩酸で処理した。有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去して1,3,5-トリス((4-ヒドロキシフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I2)を淡黄色固体、2.6g(81%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム2
Example 2. 1,3,5-Tribromobenzene (2.36 g), cuprous iodide (0.21 g), and triethylamine (3.42 g) were added to 20 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.53 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 4-Ethynylphenyl acetate (4.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (14 g), and this solution was then slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by column chromatography to give a pale yellow solid. The resulting solid was then dissolved in THF (35 g) under nitrogen. Lithium hydroxide monohydrate (0.94 g) and water (8 g) were added, and the reaction mixture was stirred at 60° C. for 1 hour. The reaction mixture was then diluted with ethyl acetate and then treated with hydrochloric acid until the pH of the aqueous layer was 1. The organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure to give 1,3,5-tris((4-hydroxyphenyl)ethynyl)benzene (compound I2) as a pale yellow solid, 2.6 g (81% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 2

実施例3.4-ヨードフェニルアセテート(24.75g)、ヨウ化第一銅(0.17g)及びトリエチルアミン(27.32g)を、室温で22.82gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.63g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。脱気1,4-ジオキサン(20g)中の1,3,5-トリエチニルベンゼン(4.5g)の溶液を次に、シリンジポンプによって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、溶媒を蒸発させた。残留物を酢酸エチルで希釈し、濾過して固体を除去した。溶液を蒸発させ、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して淡黄色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でTHF(38g)に溶解させた。水酸化リチウム一水和物(3.81g)及び水(16g)を添加し、混合物を60℃で1時間攪拌した。混合物を次に室温に冷却し、溶媒を除去した。残留物を酢酸エチル及び水で希釈し、次に、水層のpHが1になるまで塩酸で処理した。有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((4-ヒドロキシフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I2)を淡黄色固体、7.7g(61%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム3
Example 3. 4-Iodophenylacetate (24.75 g), cuprous iodide (0.17 g), and triethylamine (27.32 g) were added to 22.82 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.63 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. A solution of 1,3,5-triethynylbenzene (4.5 g) in degassed 1,4-dioxane (20 g) was then slowly added to the reaction mixture via syringe pump. After the addition was complete, the reaction was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature and the solvent was evaporated. The residue was diluted with ethyl acetate and filtered to remove solids. The solution was evaporated, and the residue was purified by column chromatography to give a pale yellow solid. The resulting solid was then dissolved in THF (38 g) under nitrogen. Lithium hydroxide monohydrate (3.81 g) and water (16 g) were added, and the mixture was stirred at 60° C. for 1 hour. The mixture was then cooled to room temperature, and the solvent was removed. The residue was diluted with ethyl acetate and water, and then treated with hydrochloric acid until the pH of the aqueous layer was 1. The organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((4-hydroxyphenyl)ethynyl)benzene (Compound I2) as a pale yellow solid, 7.7 g (61% yield). This reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 3

実施例4.1,3,5-トリブロモベンゼン(3.12g)、ヨウ化第一銅(0.29g)及びトリエチルアミン(4.55g)を、室温で22gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.70g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。1-エチニル-4-メトキシベンゼン(5.28g)を脱気1,4-ジオキサン(20g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、この混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((4-メトキシフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I3)を淡黄色固体、4.0g(85%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム4
Example 4. 1,3,5-Tribromobenzene (3.12 g), cuprous iodide (0.29 g), and triethylamine (4.55 g) were added to 22 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.70 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 1-Ethynyl-4-methoxybenzene (5.28 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (20 g), and this solution was then slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((4-methoxyphenyl)ethynyl)benzene (compound I3) as a pale yellow solid, 4.0 g (85% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme.
Reaction Scheme 4

実施例5.1,3,5-トリブロモベンゼン(3.12g)、ヨウ化第一銅(0.29g)及びトリエチルアミン(4.55g)を、室温で22gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.70g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。4-エチニルアニリン(4.68g)を脱気1,4-ジオキサン(20g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((4-アミノフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I4)を黄色固体、1.5g(36%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム5
Example 5. 1,3,5-Tribromobenzene (3.12 g), cuprous iodide (0.29 g), and triethylamine (4.55 g) were added to 22 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.70 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 4-Ethynylaniline (4.68 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (20 g), and this solution was then added slowly to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((4-aminophenyl)ethynyl)benzene (compound I4) as a yellow solid, 1.5 g (36% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme.
Reaction Scheme 5

実施例6.1,3,5-トリブロモベンゼン(15.0g)を室温で40.0gの1,4-ジオキサンに添加して無色透明の溶液をもたらした。トリエチルアミン(14.5g)及びヨウ化第一銅(0.91g)を反応混合物に添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(1.00g)を反応混合物に添加した。次に、22.9gの4-フルオロフェニルアセチレンを、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に55℃で24時間攪拌した。反応混合物を濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をヘプタンに溶解させ、シリカプラグを通して濾過した。濾過後に、溶媒を除去して1,3,5-トリス((4-フルオロフェニル)エチニル)ベンゼン(化合物I5)を39%収率で淡黄色固体(8.0g)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム6
Example 6. 1,3,5-Tribromobenzene (15.0 g) was added to 40.0 g of 1,4-dioxane at room temperature to give a clear, colorless solution. Triethylamine (14.5 g) and cuprous iodide (0.91 g) were added to the reaction mixture. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (1.00 g) was added to the reaction mixture. Next, 22.9 g of 4-fluorophenylacetylene was slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred under nitrogen at 55°C for 24 hours. The reaction mixture was filtered and the solvent was evaporated. The residue was dissolved in heptane and filtered through a silica plug. After filtration, the solvent was removed to give 1,3,5-tris((4-fluorophenyl)ethynyl)benzene (compound I5) as a pale yellow solid (8.0 g) in 39% yield. This reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 6

実施例7.5,5’-オキシビス(1,3-ジブロモベンゼン)(3.61g)、ヨウ化第一銅(0.21g)及びトリエチルアミン(3.42g)を、室温で20gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.53g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。4-エチニルフェニルアセテート(4.81g)を脱気1,4-ジオキサン(17g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をクロマトグラフィーによって精製して淡黄色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でTHF(40g)に溶解させた。水酸化リチウム一水和物(1.26g)及び水(10g)を添加し、混合物を60℃で1時間攪拌した。反応混合物を次に酢酸エチルで希釈し、次に、水層のpHが1になるまで塩酸で処理した。有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して5,5’-オキシビス(1,3-ジ((4-ヒドロキシフェニル)エチニル)ベンゼン)(化合物I6)を淡黄色固体、3.1g(65%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム7
Example 7. 5,5'-Oxybis(1,3-dibromobenzene) (3.61 g), cuprous iodide (0.21 g), and triethylamine (3.42 g) were added to 20 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.53 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 4-Ethynylphenyl acetate (4.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (17 g), and this solution was then slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by chromatography to give a pale yellow solid. The resulting solid was then dissolved in THF (40 g) under nitrogen. Lithium hydroxide monohydrate (1.26 g) and water (10 g) were added, and the mixture was stirred at 60° C. for 1 hour. The reaction mixture was then diluted with ethyl acetate and then treated with hydrochloric acid until the pH of the aqueous layer was 1. The organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography to give 5,5′-oxybis(1,3-di((4-hydroxyphenyl)ethynyl)benzene) (compound I6) as a pale yellow solid, 3.1 g (65% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 7

実施例8.9,9-ビス(6-(3,5-ジブロモフェノキシ)ナフタレン-2-イル)-9H-フルオレン(6.85g)、ヨウ化第一銅(0.21g)及びトリエチルアミン(3.42g)を、室温で25gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.53g)を反応混合物に添加し、混合物を70℃に加熱した。4-エチニルフェニルアセテート(4.81g)を脱気1,4-ジオキサン(22g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をクロマトグラフィーによって精製して淡黄色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でTHF(40g)に溶解させた。水酸化リチウム一水和物(1.26g)及び水(10g)を添加し、混合物を60℃で1時間攪拌した。反応混合物を次に酢酸エチルで希釈し、次に、水層のpHが1になるまで塩酸で処理した。有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して9,9-ビス(6-(3,5-ジ((4-ヒドロキシフェニル)エチニル)フェノキシ)ナフタレン-2-イル)-9H-フルオレン(化合物I7)を淡黄色固体、4.7g(59%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム8
Example 8. 9,9-Bis(6-(3,5-dibromophenoxy)naphthalen-2-yl)-9H-fluorene (6.85 g), cuprous iodide (0.21 g), and triethylamine (3.42 g) were added to 25 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.53 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70° C. 4-Ethynylphenyl acetate (4.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (22 g), and this solution was then added slowly to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70° C. under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by chromatography to give a pale yellow solid. The resulting solid was then dissolved in THF (40 g) under nitrogen. Lithium hydroxide monohydrate (1.26 g) and water (10 g) were added, and the mixture was stirred at 60° C. for 1 hour. The reaction mixture was then diluted with ethyl acetate and then treated with hydrochloric acid until the pH of the aqueous layer was 1. The organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography to give 9,9-bis(6-(3,5-di((4-hydroxyphenyl)ethynyl)phenoxy)naphthalen-2-yl)-9H-fluorene (compound I7) as a pale yellow solid, 4.7 g (59% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 8

実施例9.1,3,5-トリスブロモベンゼン(2.83g)、ヨウ化第一銅(0.17g)及びトリエチルアミン(4.10g)を、室温で20gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.32g)を反応混合物に添加し、混合物を70℃に加熱した。2-((6-エチニルナフタレン-2-イル)オキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(6.81g)を脱気1,4-ジオキサン(13g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して白色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でMeOH(54g)に分散させた。12NのHCl(4.5g)及び水(54g)を添加し、この混合物を60℃で一晩還流させた。反応混合物を次に室温に冷却し、溶媒を減圧下で除去した。残留物を酢酸エチルで希釈し、有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((2-ヒドロキシナフチル-6-エチニル)ベンゼン(化合物I8)を白色固体1.1g(21%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム9
Example 9. 1,3,5-Trisbromobenzene (2.83 g), cuprous iodide (0.17 g), and triethylamine (4.10 g) were added to 20 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.32 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 2-((6-ethynylnaphthalen-2-yl)oxy)tetrahydro-2H-pyran (6.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (13 g), and this solution was then added slowly to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by column chromatography to give a white solid. The resulting solid was then dispersed in MeOH (54 g) under nitrogen. 12 N HCl (4.5 g) and water (54 g) were added, and the mixture was refluxed at 60° C. overnight. The reaction mixture was then cooled to room temperature, and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was diluted with ethyl acetate, the organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((2-hydroxynaphthyl-6-ethynyl)benzene (compound I8) as a white solid, 1.1 g (21% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 9

46gの無水DMF中の化合物I2(6.0g)を15分間室温で攪拌した。この混合物を30℃に加熱し、10.34gのKCOを次に添加した。反応物を次に50℃に加熱するに任せ、8.63gの臭化プロパルギル(トルエン中80%)溶液を添加漏斗によって滴下添加した。反応混合物を50℃で24時間加熱した。反応物を次に室温まで放冷し、濾過してKCOのほとんどを除去した。有機物を2Lの水中で沈澱させ、室温で0.5時間攪拌した。沈澱したポリマーを濾過によって集めて、35℃で1日間減圧下に乾燥した後に固体(17.8g)を得た。
反応スキーム10
Compound I2 (6.0 g) in 46 g of anhydrous DMF was stirred at room temperature for 15 minutes. This mixture was heated to 30°C, and 10.34 g of K2CO3 was then added. The reaction was then allowed to heat to 50°C, and 8.63 g of a solution of propargyl bromide (80% in toluene) was added dropwise via an addition funnel. The reaction mixture was heated at 50°C for 24 hours. The reaction was then allowed to cool to room temperature and filtered to remove most of the K2CO3 . The organics were precipitated in 2 L of water and stirred at room temperature for 0.5 hours. The precipitated polymer was collected by filtration to give a solid (17.8 g) after drying under vacuum at 35°C for 1 day.
Reaction Scheme 10

比較例1.1,3,5-トリス(4-ブロモフェニル)ベンゼン(4.05g)、ヨウ化第一銅(0.21g)及びトリエチルアミン(3.42g)を、室温で20gの1,4-ジオキサンに添加した。反応混合物を1時間窒素でパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド(0.53g)を反応混合物に添加し、この混合物を70℃に加熱した。4-エチニルフェニルアセテート(4.81g)を脱気1,4-ジオキサン(14g)に溶解させ、この溶液を次に、添加漏斗によって反応混合物にゆっくり添加した。添加の完了後に、反応混合物を窒素下に70℃で一晩攪拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温に冷却し、濾過し、溶媒を蒸発させた。残留物をクロマトグラフィーによって精製して淡黄色固体を得た。この得られた固体を次に、窒素下でTHF(35g)に溶解させた。水酸化リチウム一水和物(0.94g)及び水(8g)を添加し、混合物を60℃で1時間攪拌した。反応混合物を次に酢酸エチルで希釈し、次に、水層のpHが1になるまで塩酸で処理した。有機相を分離し、水相を酢酸エチルで抽出した。有機層を組み合わせ、水で洗浄した。溶媒を減圧下で除去し、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して1,3,5-トリス((4-(4-ヒドロキシフェニル)エチニル)フェニル)ベンゼン(比較1)を淡黄色固体、2.2g(44%収率)として得た。本反応は、次の反応スキームに示される。
反応スキーム10
Comparative Example 1. 1,3,5-Tris(4-bromophenyl)benzene (4.05 g), cuprous iodide (0.21 g), and triethylamine (3.42 g) were added to 20 g of 1,4-dioxane at room temperature. The reaction mixture was purged with nitrogen for 1 hour. Bis(triphenylphosphine)palladium(II) chloride (0.53 g) was added to the reaction mixture, and the mixture was heated to 70°C. 4-Ethynylphenyl acetate (4.81 g) was dissolved in degassed 1,4-dioxane (14 g), and this solution was then slowly added to the reaction mixture via an addition funnel. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred overnight at 70°C under nitrogen. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and the solvent was evaporated. The residue was purified by chromatography to give a pale yellow solid. The resulting solid was then dissolved in THF (35 g) under nitrogen. Lithium hydroxide monohydrate (0.94 g) and water (8 g) were added, and the mixture was stirred at 60° C. for 1 hour. The reaction mixture was then diluted with ethyl acetate and then treated with hydrochloric acid until the pH of the aqueous layer was 1. The organic phase was separated, and the aqueous phase was extracted with ethyl acetate. The organic layers were combined and washed with water. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography to give 1,3,5-tris((4-(4-hydroxyphenyl)ethynyl)phenyl)benzene (Comparative 1) as a pale yellow solid, 2.2 g (44% yield). The reaction is shown in the following reaction scheme:
Reaction Scheme 10

実施例10.溶解性は、本発明の化合物を5%固形分でPGME及びPGMEAのそれぞれと混合することによって評価した。それらの混合物を外観検査し、並びに濁度計(Orbeco-Hellige Co)を使用してチェックした。濁度値が1未満であった場合、化合物は、可溶性であると評価し(「S」)、濁度値が1超であった場合、それは、可溶性ではないと評価した(「NS」)。結果を表1に報告する。これらのデータから分かるように、本発明の化合物及び比較化合物は、全てPGME及びPGMEAのそれぞれに可溶性である。 Example 10. Solubility was evaluated by mixing the compounds of the present invention with PGME and PGMEA at 5% solids. The mixtures were visually inspected and checked using a turbidity meter (Orbeco-Hellige Co.). If the turbidity value was less than 1, the compound was rated as soluble ("S"); if the turbidity value was greater than 1, it was rated as not soluble ("NS"). The results are reported in Table 1. As can be seen from these data, the compounds of the present invention and the comparative compounds are all soluble in PGME and PGMEA, respectively.

実施例11.本発明の化合物の熱安定性は、TA-Instruments製の熱重量分析器(TGA)Q500を使用して、以下の条件下に:N下、10℃/分の昇温で700℃まで;及び空気下、10℃/分の昇温で700℃まで評価した。材料がそれらの重量の5%を失った温度(「Td5%」)を表2に報告する。 Example 11. The thermal stability of compounds of the present invention was evaluated using a TA-Instruments Thermogravimetric Analyzer (TGA) Q500 under the following conditions: under N2 at a 10°C/min heating rate up to 700°C; and under air at a 10°C/min heating rate up to 700°C. The temperatures at which the materials lost 5% of their weight ("Td 5% ") are reported in Table 2.

実施例12.耐溶媒剥離性を、フィルム架橋の指標として測定した。本発明の化合物の及び比較化合物1の組成物を、4.5%固形分でPGMEAと安息香酸ベンジルとの混合物中で調製した。それぞれの組成物を、ACT-8 Clean Track(東京エレクトロン株式会社)を使用して1500rpmの速度で8インチ(200mm)シリコンウエハー上にスピンコートし、次に、表3に報告される温度で60秒間ベークしてフィルムを形成した。初期フィルム厚さを、Therma-Wave Co.製のOptiProbe(商標)を使用して測定した。次に、市販のリムーバー、OK73(PGME/PGMEA=70/30)を90秒間フィルムのそれぞれに適用し、これに、105℃で60秒間剥離後ベーキング工程が続いた。剥離後ベーキング後のそれぞれのフィルムの厚さを再び測定して失われたフィルム厚さの量を求めた。リムーバーとの接触前後のフィルム厚さの差を、残っているフィルム厚さの百分率として表3に報告する。データから分かるように、本発明の化合物から形成されたフィルムは、それらの厚さの99%超を保持したが、比較化合物1から形成されたフィルムは、リムーバーとの接触後に12%のフィルム厚さを保持したにすぎなかった(すなわち、それは、その厚さの88%を失った)。 Example 12. Solvent stripping resistance was measured as an indicator of film crosslinking. Compositions of the compounds of the present invention and Comparative Compound 1 were prepared in a mixture of PGMEA and benzyl benzoate at 4.5% solids. Each composition was spin-coated onto an 8-inch (200 mm) silicon wafer at 1500 rpm using an ACT-8 Clean Track (Tokyo Electron Limited) and then baked for 60 seconds at the temperatures reported in Table 3 to form films. The initial film thickness was measured using an OptiProbe™ manufactured by Therma-Wave Co. Next, a commercially available remover, OK73 (PGME/PGMEA = 70/30), was applied to each film for 90 seconds, followed by a post-stripping bake step at 105°C for 60 seconds. The thickness of each film after the post-stripping bake was measured again to determine the amount of film thickness lost. The difference in film thickness before and after contact with the remover is reported in Table 3 as a percentage of remaining film thickness. As can be seen from the data, films formed from the compounds of the present invention retained over 99% of their thickness, while the film formed from Comparative Compound 1 retained only 12% of its film thickness after contact with the remover (i.e., it lost 88% of its thickness).

実施例13.本発明の化合物の及び比較化合物1の組成物を、4.5%固形分でPGMEAと安息香酸ベンジルとの混合物中で調製した。それぞれの組成物を、ACT-8 Clean Track(東京エレクトロン株式会社)を使用して1500rpmの速度で8インチ(200mm)シリコンウエハー上にスピンコートし、次に、表4に特定される温度で60秒間ベークして硬化フィルムを形成した。193nmでVacuum Ultra-Violet Variable Angle Ellipsometer(VUV-VASE、Woollam Co.製)によって光学定数を測定し、表4に報告する。 Example 13. Compositions of the compounds of the present invention and Comparative Compound 1 were prepared in a mixture of PGMEA and benzyl benzoate at 4.5% solids. Each composition was spin-coated onto an 8-inch (200 mm) silicon wafer at 1500 rpm using an ACT-8 Clean Track (Tokyo Electron Limited) and then baked for 60 seconds at the temperature specified in Table 4 to form a cured film. Optical constants were measured at 193 nm using a Vacuum Ultra-Violet Variable Angle Ellipsometer (VUV-VASE, Woollam Co.) and are reported in Table 4.

実施例14.本発明の化合物を評価してそれらの間隙充填特性を求めた。間隙充填テンプレートをCNSE Nano-FAB(Albany,NY)で作製した。テンプレートは、100nmのSiOフィルム厚さ、並びに様々なピッチ及びパターンを有した。本組成物でクーポンをコートする前に、テンプレートクーポンを脱水ベークとして150℃で60秒間ベークした。それぞれのコーティング組成物(PGMEAと、安息香酸ベンジルとPolyFox PF656との混合物中の4.5%固形分)を、ACT-8 Clean Track(東京エレクトロン株式会社)スピンコーター及び1500rpm+/-200rpmのスピン速度を用いてテンプレートクーポン上にコートした。目標フィルム厚さは、硬化後に100nmであり、組成物希釈をそれに応じて調節して硬化後にほぼ目標フィルム厚さを得た。ウエハーを表5に特定される温度で60秒間ホットプレート上に置くことによってフィルムを硬化させた。Hitachi S4800 SEM(日立ハイテクノロジーズ製)を使用して、コートされたクーポンの断面走査電子顕微鏡(SEM)画像を集めた。フィルムの平坦化質は、フィルムの深い溝とオープンエリアとの間の厚さの差(ΔFT)を測定することによってHitachiオフラインCD測定ソフトウェア又はCDMソフトウェアを用いてSEM画像から得られた。ΔFT<20nmを有するフィルムは、「良好」な平坦化を有すると考えられ、ΔFT>20nmを有するフィルムは、「不十分な」平坦化を有すると考えられた。間隙充填は、溝パターン中に任意のボイド又は気泡があるかどうかを見るために、SEM画像を外観検査することによって評価した。溝パターン中にボイドを有さないフィルムは、「良好」な間隙充填を有すると考えられ、溝パターン中にボイドを有するフィルムは、「不十分な」間隙充填を有すると考えられた。これらの結果を表5に報告する。 Example 14. Compounds of the present invention were evaluated to determine their gap-filling properties. Gap-filling templates were fabricated at CNSE Nano-FAB (Albany, NY). The templates had a 100 nm SiO2 film thickness and various pitches and patterns. Prior to coating the coupons with the compositions, the template coupons were baked at 150°C for 60 seconds as a dehydration bake. Each coating composition (4.5% solids in a mixture of PGMEA, benzyl benzoate, and PolyFox PF656) was coated onto the template coupons using an ACT-8 Clean Track (Tokyo Electron Limited) spin coater and a spin speed of 1500 rpm +/- 200 rpm. The target film thickness was 100 nm after curing, and the composition dilution was adjusted accordingly to obtain approximately the target film thickness after curing. The films were cured by placing the wafer on a hotplate for 60 seconds at the temperature specified in Table 5. Cross-sectional scanning electron microscope (SEM) images of the coated coupons were collected using a Hitachi S4800 SEM (Hitachi High-Technologies). The planarization quality of the films was obtained from the SEM images using Hitachi offline CD measurement software or CDM software by measuring the difference in thickness (ΔFT) between the deep grooves and open areas of the film. Films with a ΔFT < 20 nm were considered to have "good" planarization, and films with a ΔFT > 20 nm were considered to have "poor" planarization. Gap filling was assessed by visually inspecting the SEM images to see if there were any voids or bubbles in the groove pattern. Films without voids in the groove pattern were considered to have "good" gap filling, and films with voids in the groove pattern were considered to have "poor" gap filling. These results are reported in Table 5.

実施例15.本発明の化合物の及び比較化合物1の組成物を、4.5%固形分でPGMEA中で調製した。それぞれの組成物を、ACT-8 Clean Track(東京エレクトロン株式会社)を使用して1500rpmの速度で8インチ(200mm)シリコンウエハー上にスピンコートし、次に、表6に報告される温度で60秒間ベークして硬化フィルムを形成した。フィルムを外観検査することによってコーティング質を評価し、結果を表6に報告する。 Example 15. Compositions of the compounds of the present invention and comparative compound 1 were prepared in PGMEA at 4.5% solids. Each composition was spin-coated onto an 8-inch (200 mm) silicon wafer at a speed of 1500 rpm using an ACT-8 Clean Track (Tokyo Electron Limited), and then baked for 60 seconds at the temperature reported in Table 6 to form a cured film. The coating quality was evaluated by visual inspection of the films, and the results are reported in Table 6.

実施例16.それぞれの下層溶液(PGMEAと安息香酸ベンジルとの混合物中の4.5%固形分)を、硬化後の100nmの目標フィルム厚さでACT-8 Clean Trackを使用して200mmシリコンウエハー上に1500rpmでスピンコートした。バージンシリコンウエハーを、エッジ上に3つの(2mm)スペーサーを伴うコートされたウエハーの頂部上に逆さまにして置いた。このウエハーの積み重ねを、コートされたウエハーが底部にある状態で、ホットプレート上で表7に特定される温度で60秒間ベークした。頂部ウエハーを、500nm感度のSP2欠陥ツール(KLA-Tencor Corporation製)を使用して曇り度(それは、昇華を示す)及び欠陥について検査した。表7のデータから分かるように、比較化合物1は、本発明の化合物I2が示すよりも著しく高い欠陥カウント及び欠陥密度を示す。 Example 16. Each underlayer solution (4.5% solids in a mixture of PGMEA and benzyl benzoate) was spin-coated onto a 200 mm silicon wafer at 1500 rpm using an ACT-8 Clean Track with a target film thickness of 100 nm after curing. A virgin silicon wafer was placed upside down on top of the coated wafer with three (2 mm) spacers on the edge. This stack of wafers, with the coated wafer on the bottom, was baked on a hot plate for 60 seconds at the temperature specified in Table 7. The top wafer was inspected for haze (indicating sublimation) and defects using a 500 nm sensitive SP2 defect tool (manufactured by KLA-Tencor Corporation). As can be seen from the data in Table 7, Comparative Compound 1 exhibits significantly higher defect counts and defect densities than Inventive Compound I2.

Claims (9)

(a)電子デバイス基板を提供する工程と;
(b)式2:
(式中、
Ar は、5~30個の炭素原子を有する芳香族コアであり;
Ar 、Ar 及びAr は、それぞれ独立して、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;
Yは、一重共有化学結合、二価連結基又は三価連結基であり;
及びZ は、独立して、OR 、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR 、保護チオール、ハロゲン及びNHR から選択される置換基であり;
それぞれのR は、H、C 1-10 アルキル、C 2-10 不飽和ヒドロカルビル及びC 5-30 アリールから選択され;
それぞれのR は、H、C 1-10 アルキル、C 2-10 不飽和ヒドロカルビル、C 5-30 アリール、C(=O)-R 及びS(=O) -R から選択され;
x1=1~4であり;
x2=1~4であり;
y1=2~4であり;
各y2=0~4であり;
y1+各y2≧3であり;
w=0~2であり;
zは0~2に等しく、ここで、Yが一重共有化学結合又は二価連結基である場合はz=1であり、Yが三価連結基である場合はz=2であり;
Ar およびAr を含む置換基のいずれもが芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない)
1種以上の硬化性化合物を含むコーティング組成物の層を、前記電子デバイス基板の表面上にコートする工程
(c)前記硬化性化合物の前記層を硬化させて下層を形成する工程と;
(d)フォトレジストの層を前記下層上にコートする工程と;
(e)マスクを通して前記フォトレジスト層を化学線に露光する工程と;
(f)前記露光されたフォトレジスト層を現像してレジストパターンを形成する工程と;
(g)前記パターンを前記下層に転写して前記電子デバイス基板の複数部分を露出させる工程と
を含む方法。
(a) providing an electronic device substrate;
(b) Formula 2:
(In the formula,
Ar c is an aromatic core having 5 to 30 carbon atoms;
Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are each independently an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons;
Y is a single covalent chemical bond, a divalent linking group, or a trivalent linking group;
Z 1 and Z 2 are independently substituents selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, halogen, and NHR 2 ;
each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl;
each R 2 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ;
x1=1 to 4;
x2=1 to 4;
y1=2 to 4;
each y2=0 to 4;
y1 + each y2 ≥ 3;
w=0 to 2;
z is equal to 0 to 2, where z=1 when Y is a single covalent chemical bond or a divalent linking group, and z=2 when Y is a trivalent linking group;
None of the substituents, including Ar1 and Ar3 , are ortho to each other on the same ring of the aromatic core.
coating a layer of a coating composition comprising one or more curable compounds of the formula (I) onto a surface of the electronic device substrate;
(c) curing the layer of the curable compound to form an underlayer;
(d) coating a layer of photoresist onto the underlayer;
(e) exposing the photoresist layer to actinic radiation through a mask;
(f) developing the exposed photoresist layer to form a resist pattern;
(g) transferring the pattern into the underlying layer to expose portions of the electronic device substrate.
前記基板をパターン化する工程と;次に前記パターン化された下層を取り除く工程とを更に含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising: patterning the substrate; and then removing the patterned underlayer. 工程(d)の前に、前記下層を覆うように、シリコン含有層、有機反射防止コーティング層及びそれらの組み合わせの1つ以上をコートする工程を更に含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising, prior to step (d), coating the underlayer with one or more of a silicon-containing layer, an organic anti-reflective coating layer, and combinations thereof. 工程(f)の後及び工程(g)の前に前記シリコン含有層、前記有機反射防止コーティング層及び前記それらの組み合わせの1つ以上に前記パターンを転写する工程を更に含む請求項3に記載の方法。 The method of claim 3, further comprising, after step (f) and before step (g), transferring the pattern to one or more of the silicon-containing layer, the organic antireflective coating layer, and the combination thereof. それぞれのZが、OR、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SH、フッ素及びNHRから独立して選択される請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein each Z is independently selected from OR <1> , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SH, fluorine, and NHR <2> . 芳香族コアが、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから選択される請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the aromatic core is selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene. それぞれのArが、ピリジン、ベンゼン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、トリフェニレン、クリセン、フェナレン、ベンズ[a]アントラセン、ジベンズ[a,h]アントラセン、及びベンゾ[a]ピレンから独立して選択される請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein each Ar 1 is independently selected from pyridine, benzene, naphthalene, quinoline, isoquinoline, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, triphenylene, chrysene, phenalene, benz[a]anthracene, dibenz[a,h]anthracene, and benzo[a]pyrene. 前記コーティング組成物が、有機溶媒、硬化剤、及び表面均展剤の1つ以上を更に含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the coating composition further comprises one or more of an organic solvent, a curing agent, and a surface leveling agent. 電子デバイス基板の表面上に、重合単位として式2:
(式中、
Ar は、5~30個の炭素原子を有する芳香族コアであり;
Ar 、Ar 、及びAr は、それぞれ独立して、5~30個の炭素を有する芳香環又は縮合芳香環系であり;
Yは、一重共有化学結合、二価連結基又は三価連結基であり;
及びZ は、独立して、OR 、保護ヒドロキシル、カルボキシル、保護カルボキシル、SR 、保護チオール、ハロゲン及びNHR から選択される置換基であり;
それぞれのR は、H、C 1-10 アルキル、C 2-10 不飽和ヒドロカルビル及びC 5-30 アリールから選択され;
それぞれのR は、H、C 1-10 アルキル、C 2-10 不飽和ヒドロカルビル、C 5-30 アリール、C(=O)-R 及びS(=O) -R から選択され;
x1=1~4であり;
x2=1~4であり;
y1=2~4であり;
各y2=0~4であり;
y1+各y2≧3であり;
w=0~2であり;
zは0~2に等しく、ここで、Yが一重共有化学結合又は二価連結基である場合はz=1であり、Yが三価連結基である場合はz=2であり;
Ar およびAr を含む置換基のいずれもが芳香族コアの同じ環上で互いにオルトの位置にない)
1種以上の硬化性化合物を含むポリマーの層を有する前記電子デバイス基板を含む電子デバイス
On the surface of the electronic device substrate, a polymerized unit of Formula 2:
(In the formula,
Ar c is an aromatic core having 5 to 30 carbon atoms;
Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 are each independently an aromatic ring or fused aromatic ring system having 5 to 30 carbons;
Y is a single covalent chemical bond, a divalent linking group, or a trivalent linking group;
Z 1 and Z 2 are independently substituents selected from OR 1 , protected hydroxyl, carboxyl, protected carboxyl, SR 1 , protected thiol, halogen, and NHR 2 ;
each R 1 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, and C 5-30 aryl;
each R 2 is selected from H, C 1-10 alkyl, C 2-10 unsaturated hydrocarbyl, C 5-30 aryl, C(═O)—R 1 , and S(═O) 2 —R 1 ;
x1=1 to 4;
x2=1 to 4;
y1=2 to 4;
each y2=0 to 4;
y1 + each y2 ≥ 3;
w=0 to 2;
z is equal to 0 to 2, where z=1 when Y is a single covalent chemical bond or a divalent linking group, and z=2 when Y is a trivalent linking group;
None of the substituents, including Ar1 and Ar3 , are ortho to each other on the same ring of the aromatic core.
10. An electronic device comprising an electronic device substrate as described above having a layer of a polymer comprising one or more curable compounds of the formula :
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