[发明专利]二羟基萘缩合物的制备方法及二羟基萘缩合物

说明书

本发明提供能够抑制软颗粒的产生、适用于过滤性良好的组合物中的二羟基萘缩合物及其制备方法。所述二羟基萘缩合物的制备方法中，使用成分元素中的硫元素的含量以质量比计为100ppm以下的二羟基萘，在酸或碱的存在下使该二羟基萘与缩合剂缩合而制备所述二羟基萘缩合物。

技术领域

本发明涉及二羟基萘缩合物的制备方法及二羟基萘缩合物，该二羟基萘缩合物例如可适用于在半导体元件等的制造工序的微细加工中使用的涂布型有机下层膜。

背景技术

近年来，伴随LSI(large scale integration，大规模集成)的高集成化与高速度化，要求图案规则的精细化，其中，在现在被用作通用技术的使用光曝光的平版印刷中，正在对所使用的光源进行如何才能进行精细且高精度的图案加工的各种技术开发。

有报告指出，伴随这样的加工线宽的缩小，将以碳为主要成分的硬掩模作为掩模并对被加工基板进行干法蚀刻时，会引起下层膜发生起皱或弯曲的现象(非专利文献1)。通常熟知利用CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)或ALD(atomic layerdeposition，原子层沉积)而制成该硬掩模的无定形碳(以下记作CVD-C)膜能够使膜中的氢原子极少，对防止起皱非常有效。

然而，被加工基板上存在段差时，若在存在段差的状态下，将该被加工基板直接适用于之后的利用平版印刷的图案形成工序，则平版印刷工序中的焦点深度等工艺裕度不足。因此，必须使用下层膜使该被加工基板的该段差平坦化。通过利用下层膜使被加工基板平坦化，可抑制在其上成膜的中间层或光致抗蚀剂的膜厚变动，扩大平版印刷的焦点深度，并扩大工艺裕度。

然而，虽然对于在基板上形成均匀的膜厚的下层膜而言，将甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等用于原料的CVD-C膜为优异的膜，但基板上具有段差时，若不根据被加工的段差的深度而变化膜厚，则无法形成具有平坦的表面的下层膜，因此CVD-C膜不适合用作使段差基板平坦的方法。

此时，若通过旋转涂布将含有有机树脂的下层膜形成材料形成为有机下层膜，则不仅能够使下层膜形成材料填埋基板的段差，且具有能够使基板表面平坦的优点。然而，这样的有机下层膜虽然作为有机硬掩模而被用作以往的多层抗蚀工艺的下层膜，但由于将有机物作为基材，因此对CVD-C膜形成微细图案时的起皱性能不足。因此，谋求一种具有作为有机硬掩模的填埋平坦化性能、并同时具有媲美CVD-C膜的抗起皱性的有机下层膜用的有机树脂。

因此，作为具有作为有机硬掩模的填埋平坦化性能、并同时具有与CVD-C膜媲美的抗起皱性的有机下层膜用的有机树脂，发现了二羟基萘缩合物。

二羟基萘(1)在工业上通常利用下述的方法制备。即，在将起始物质的萘(1-1)磺化、并制成磺酸化合物(1-2)后，通过碱熔转换成羟基，从而得到二羟基萘(1)。

[化学式1]

式中，n及m为满足0≤m≤2、0≤n≤2、m+n＝2的整数。

该制备工序中，磺酸化合物(1-2)不会通过碱熔而被完全消耗，元素成分中的硫元素的含量以质量比计为数100ppm至数1000ppm左右的磺酸化合物(1-2)残留于一般工业级的二羟基萘化合物(1)中(以下，也将该磺酸化合物称为“硫成分”)。由于含有这样的杂质的工业级的二羟基萘化合物以往主要用于染料的用途，因此这样的杂质不会成为问题。

通常，在半导体装置的制造工序中使用半导体装置制造用有机膜形成用组合物时，为了消除涂布膜中的缺陷或干法蚀刻后的缺陷，必须通过适用了具有微细筛孔的过滤器(filter)的精密过滤进行提纯。若该提纯操作不充分，则由于涂布膜中的缺陷或干法蚀刻后的缺陷，造成在半导体装置中的电子电路上产生不良状况，制造半导体装置时的成品率下降。为了防止这样的制造半导体装置时的成品率下降，必须精密控制在过滤器前后的该组合物的液压的差而进行精密过滤。