(57)【要約】【課題】反射防止効果が高く、インターミキシングを生じることがなく、解像度および精度などに優れたレジストパターンを形成しうる反射防止膜形成組成物およびそれから形成された反射防止膜を提供すること。【解決手段】（Ａ）下記式（１）で表される構造を有する重合体、ならびに（Ｂ）フラーレンおよびフラーレン誘導体から選ばれる少なくともひとつの化合物を含有する反射防止膜形成組成物およびそれから形成された反射防止膜。【化１】2004264709.tif 000011【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記式（１）で表される構造を有する重合体、ならびに（Ｂ）フラーレンおよびフラーレン誘導体から選ばれる少なくともひとつの化合物を含有することを特徴とする、反射防止膜形成組成物。
【化１】
2004264709.tif 000009
［式中、Ｒ１は水素原子以外の一価の原子または基であり、ｎは０〜４の整数である。ただし、ｎが２〜４のときには複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。Ｒ２およびＲ３は独立に一価の原子もしくは基である。Ｘは二価の基である。］
【請求項２】
上記式（１）で表される構造単位が、下記式（２）で表される、請求項１記載の反射防止膜形成組成物。
【化２】
2004264709.tif 000010
［式中、Ｒ１〜Ｒ３およびｎは上記のとおりであり、Ｒ４は水素原子または１価の有機基を示す。］
【請求項３】
さらに、（Ｃ）酸発生剤を含有する、請求項１または２に記載の反射防止膜形成組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物から形成された反射防止膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の放射線を用いるリソグラフィープロセスにおける微細加工に有用で、特に集積回路素子の製造に好適な反射防止膜形成組成物およびそれから形成された反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路素子の製造方法においては、より高い集積度を得るために、リソグラフィープロセスにおける加工サイズの微細化が進んでいる。このリソグラフィープロセスにおいては、レジスト組成物溶液を基板上に塗布し、縮小投影露光装置（ステッパー）によってマスクパターンを転写し、適当な現像液で現像することによって、所望のパターンを得ている。しかしながら、このプロセスに用いられる反射率の高いアルミニウム、アルミニウム−シリコン合金やアルミニウム−シリコン−銅合金、ポリシリコン、タングステンシリサイドなどの基板は、照射した放射線を表面で反射してしまう。その影響で、レジストパターンにハレーションが生じ、微細なレジストパターンが正確に再現できないという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、基板上に形成すべきレジスト膜の下に基板から反射した放射線を吸収する性質のある反射防止膜を設けることが提案されている。このような反射防止膜としては、真空蒸着、ＣＶＤ、スパッタリングなどの方法により形成されるチタン膜、二酸化チタン膜、チッ化チタン膜、酸化クロム膜、カーボン膜、α−シリコン膜などの無機膜が知られているが、これらの無機系反射防止膜は、導電性を有するため、集積回路の製造には使用できなかったり、反射防止膜の形成に真空蒸着装置、ＣＶＤ装置、スパッタリング装置などの特別の装置を必要とするなどの欠点があった。この無機系反射防止膜の欠点を解決するために、ポリアミド酸（共）重合体またはポリスルホン（共）重合体と染料からなる有機系反射防止膜が提案されている（特許文献１）。この反射防止膜は電導性が無く、またこの反射防止膜を構成している組成物は適当な溶剤に溶解するので、特別の装置を必要としないで、レジストと同様に溶液状態で基板上に塗布できる。しかしながら、ポリアミド酸（共）重合体またはポリスルホン（共）重合体と染料からなる反射防止膜は、染料の添加量が制約されるためにハレーションや定在波を十分に防止できず、またレジストと僅かながら混じり合う（これは、インターミキシングと呼ばれる）ため、抜け不良、裾引きといったレジストパターン断面形状（パターンプロファイル）の劣化を招くという問題があった。
【０００４】
一方、アセナフチレン骨格を有する重合体を反射防止膜に適用すると、前述したような問題点をかなり解決しうることが知られているが（特許文献２、特許文献３）、この反射防止膜においても、インターミキシングの問題は十分に解決されていない。
そこで、この問題を解決する方法としては、アセナフチレン骨格を有する重合体をホルムアルデヒドなどで架橋する方法が考えられるが、このような方法を用いると反射防止膜形成組成物の溶液状態での保存安定性が低下するという欠点が生じる。
したがって、このような従来技術における諸問題を解決しうる改善された反射防止膜、および該反射防止膜の重合体成分として特に有用な重合体の開発が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−９３４４８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開２０００−１４３９３７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開２００１−４０２９３号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の諸問題を克服し、反射防止効果が高く、インターミキシングを生じることがなく、解像度および精度などに優れたレジストパターンを形成しうる反射防止膜形成組成物およびそれから形成された反射防止膜を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）下記式（１）で表される構造を有する重合体（以下「（Ａ）重合体」ともいう）、ならびに（Ｂ）フラーレンおよびフラーレン誘導体から選ばれる少なくともひとつの化合物（以下「（Ｂ）フラーレン類」ともいう）を含有することを特徴とする、反射防止膜形成組成物に関する。
【０００８】
【化３】
2004264709.tif 000002
【０００９】
［式中、Ｒ１は水素原子以外の一価の原子または基であり、ｎは０〜４の整数である。ただし、ｎが２〜４のときには複数のＲ１は同一でも異なっていてもよい。Ｒ２およびＲ３は独立に一価の原子もしくは基である。Ｘは二価の基である。］上記式（１）で表される構造単位としては、下記式（２）で表される構造単位が好ましい。
【００１０】
【化４】
2004264709.tif 000003
【００１１】
［式中、Ｒ１〜Ｒ３およびｎは上記のとおりであり、Ｒ４は水素原子または１価の有機基を示す。］
本発明の反射防止膜形成組成物には、さらに（Ｃ）酸発生剤を含有することが好ましい。
次に、本発明は、上記反射防止膜形成組成物から形成された反射防止膜に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、アセナフチレンをモノマー単位として含有する重合体に架橋部位を持つフラーレン類を架橋剤として用いることにより、エキシマレーザー光に対する高い吸光度と、従来の下層反射防止膜と比較して高い屈折率を有する反射防止膜が得られる。
【００１３】
＜（Ａ）重合体＞
上記の式（１）で示される構造単位を有する（Ａ）重合体は、本発明の組成物の基本的成分である。
上記式（１）において、Ｒ１は一価の原子（ただし、水素原子を除く）または基であり、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、フェニル基、アシル基、カルボキシル基、スルホン酸基、メルカプト基などを挙げることができる。上記アルキル基としては、炭素原子数１〜６の直鎖状または分岐鎖状アルキル基が好ましく、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなどが挙げられる。アルケニル基としては、炭素原子数２〜６の直鎖状または分岐鎖状アルケニル基が好ましく、例えばビニル、アリルなどが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素を好ましいものとして挙げることができる。また、上記アシル基としては、炭素原子数１〜６の脂肪族または芳香族アシル基が好ましく、例えばアセチル基などが挙げられる。上記アミノ基としては、第一級アミノ基が好ましい。
【００１４】
上記Ｒ２およびＲ３は、一価の原子もしくは基であり、一価の原子および基としては、水素原子および上記でＲ１に関して例示したものと同様のものを例示することができる。また、Ｘは二価の基であり、例えば、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＳＯ２−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−、−Ｓｉ（Ｒ）２−（ここで、Ｒは炭素原子数１〜６の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数２〜６の直鎖状または分岐鎖状のアルケニル基、炭素原子数４〜１０の脂環式基、炭素原子数６〜１２の芳香族炭化水素、４〜１０員環などである）、−Ｓｉ（Ｒ）２−Ｏ−（ここで、Ｒは上記のとおり）などが挙げられ、中でも好ましくは、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−などが挙げられる。
【００１５】
（Ａ）重合体の具体例としては、例えば上記式（２）で示される構造を有する重合体が挙げられる。
ここで、上記式（２）において、Ｒ４で示される１価の有機基としては、例えば炭素原子数１〜６の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数２〜６の直鎖状または分岐鎖状のアルケニル基、炭素原子数４〜１０を有する脂環式基、炭素原子数６〜１２の芳香族炭化水素基、４〜１０員のヘテロ環式基などが挙げられる。
【００１６】
上記式（２）において、Ｒ４で示されるアルキル基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなどが挙げられる。上記アルケニル基としては、例えばビニル基、プロぺニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基などが挙げられる。上記脂環式基としては、例えばシクロヘキシル基などが挙げられる。上記芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基などが挙げられる。上記ヘテロ環式基としては、例えばフルフリル基が挙げられる。なお、（Ａ）重合体における上記式（２）で示される構造単位は、式（１）で表される構造単位全体に対して、好ましくは５０モル％以上、より好ましくは６０モル％以上、さらに好ましくは７０モル％以上である。
【００１７】
［（Ａ）重合体の合成方法］
本発明において、（Ａ）重合体は、例えば、次に述べる方法によって得ることができる。ここでは、２通りの合成方法を挙げるが、これらの方法に限るものではない。
【００１８】
（合成方法１）
（ａ）工程：アセナフチレン類を単独重合、あるいは他の共重合可能なモノマーと共重合して、下記式（３）に示すような構造単位を有する前駆重合体を得、
（ｂ）工程：さらに、この前駆重合体とアルデヒド類を酸触媒の存在下単独縮合して、あるいは他の共縮合可能な成分と共縮合して、（Ａ）重合体を得る、
という方法である。
【００１９】
【化５】
2004264709.tif 000004
【００２０】
［式中、Ｒ１〜Ｒ３およびｎは、上記のとおりである。］
【００２１】
（ａ）工程：まず、上記式（３）に示す構造単位を有する前駆重合体を、アセナフチレン類を単独重合、あるいは他の共重合可能なモノマーと共重合して得る。
【００２２】
上記の前駆重合体の合成に用いられるアセナフチレン類としては、例えば、アセナフチレン；１−メチルアセナフチレン、３−メチルアセナフチレン、４−メチルアセナフチレン、５−メチルアセナフチレン、１−エチルアセナフチレン、３−エチルアセナフチレン、４−エチルアセナフチレン、５−エチルアセナフチレンなどのアルキルアセナフチレン類；１−クロロアセナフチレン、３−クロロアセナフチレン、４−クロロアセナフチレン、５−クロロアセナフチレン、１−ブロモアセナフチレン、３−ブロモアセナフチレン、４−ブロモアセナフチレン、５−ブロモアセナフチレンなどのハロゲン化アセナフチレン類；１−ニトロアセナフチレン、３−ニトロアセナフチレン、４−ニトロアセナフチレン、５−ニトロアセナフチレンなどのニトロアセナフチレン類；１−アミノアセナフチレン、３−アミノアセナフチレン、４−アミノアセナフチレン、５−アミノアセナフチレンなどのアミノアセナフチレン類；１−フェニルアセナフチレン、３−フェニルアセナフチレン、４−フェニルアセナフチレン、５−フェニルアセナフチレンなどのフェニルアセナフチレン類；１−メルカプトアセナフチレン、３−メルカプトアセナフチレン、４−メルカプトアセナフチレン、５−メルカプトアセナフチレンなどのメルカプトアセナフチレン類；１−ヒドロキシアセナフチレン、３−ヒドロキシアセナフチレン、４−ヒドロキシアセナフチレン、５−ヒドロキシアセナフチレンなどのヒドロキシアセナフチレン類；アセナフチレン−１−カルボン酸、アセナフチレン−３−カルボン酸、アセナフチレン−４−カルボン酸、アセナフチレン−５−カルボン酸などのアセナフチレンカルボン酸類などが挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種類以上を混合して使用することができる。
【００２３】
上記前駆重合体を構成するアセナフチレン類と共重合可能なモノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｏ−アセトキシスチレン、ｍ−アセトキシスチレン、ｐ−アセトキシスチレン、ｐ−ｔ−ブトキシスチレンなどの置換スチレン系化合物；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプロン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル系化合物；（メタ）アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル系化合物；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸ビニル、ジメチルビニルメタクリロイルオキシメチルシランなどの不飽和基含有不飽和カルボン酸エステル；２−クロロエチルビニルエーテル、クロロ酢酸ビニル、クロロ酢酸アリルなどのハロゲン含有ビニル系化合物；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アリルアルコールなどの水酸基含有ビニル系化合物；（メタ）アクリルアミド、クロトン酸アミドなどのアミド基含有ビニル系化合物；２−メタクロイルオキシエチルコハク酸、２−メタクロイルオキシエチルマレイン酸などのカルボキシル基含有ビニル系化合物；１−ビニルナフタレン、２−ビニルナフタレン、９−ビニルアントラセン、９−ビニルカルバゾールなどのビニルアリール系化合物などが挙げられる。これらのモノマーは、１種単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００２４】
上記前駆重合体を構成するアセナフチレン類と共重合可能なモノマーとの構成比率は、双方の総モル量に対して、アセナフチレン類が５〜１００モル％含有することが好ましく、より好ましくは１０〜１００モル％、さらに好ましくは２０〜１００モル％含有する。
【００２５】
上記前駆重合体の分子量は、反射防止膜の所望の特性に応じて適宜選択されるが、ポリスチレン換算の重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」という）で、通常、５００〜１０，０００、好ましくは１，０００〜５，０００である。
【００２６】
上記前駆重合体は、例えばラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの適宜の方法により、溶液重合などの重合形態で製造することができる。
【００２７】
（ｂ）工程：次いで前駆重合体とアルデヒド類とを縮合反応させて、式（１）で示す構造単位を有する（Ａ）重合体を得る。
【００２８】
縮合反応に用いられるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒドなどの飽和脂肪族アルデヒド類；アクロレイン、メタクロレインなどの不飽和脂肪族アルデヒド類；フルフラールなどのヘテロ環式アルデヒド類；ベンズアルデヒド、ナフチルアルデヒド、アントラアルデヒドなどの芳香族アルデヒド類などが挙げられ、特に好ましくはホルムアルデヒドおよびパラホルムアルデヒドである。これらは１種単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００２９】
縮合反応において、アルデヒド類の使用量は、上記前駆重合体１００重量部に対し、通常、１〜１０，０００重量部である。
【００３０】
また、この縮合反応において、他の共縮合成分として芳香族炭化水素類を添加してもよい。この場合、前駆重合体とともに当該芳香族類を反応成分として使用する。この場合の縮合反応は、上記前駆重合体類、芳香族類およびアルデヒド類を混合し、酸触媒の存在下、無溶剤あるいは溶剤中で加熱することにより行われる。
【００３１】
芳香族類としては、アセナフチレン類と共縮合重合しうる芳香族類ならばいずれも用いることができる。例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、アセナフテンなどの無置換芳香族炭化水素類；トルエン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１−メチルナフタレンなどのアルキル置換芳香族炭化水素類；フェノール、クレゾール、１−ナフトール、ビスフェノール類、多価フェノール類などのヒドロキシ置換芳香族炭化水素類；安息香酸、１−ナフタレンカルボン酸、９−アントラセンカルボン酸などのカルボキシル置換芳香族炭化水素類；アニリンなどのアミノ置換芳香族炭化水素類；クロロベンゼン、ブロモベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素類などが挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。
【００３２】
上記縮合反応で芳香族類およびアルデヒド類の使用量は、前駆重合体類１００重量部に対し、通常、芳香族類が１０，０００重量部以下、アルデヒド類１〜１，０００重量部である。
【００３３】
上記縮合反応で用いられる酸触媒としては、例えば、硫酸、リン酸、過塩素酸などの鉱酸類；ｐ−トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸類；蟻酸、シュウ酸などのカルボン酸類が使用される。酸触媒の使用量は、使用する酸類の種類によって種々選択される。通常、アセナフチレン類１００重量部に対して、０．００１〜１０，０００重量部、好ましくは、０．０１〜１，０００重量部である。
【００３４】
以上の縮合反応は、無溶剤でも行われるが、通常、溶剤を用いて行われる。溶剤としては、反応を阻害しないものであれば全て使用することができる。例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ系樹脂などのアルデヒド類を原料とする樹脂に使用されている溶剤が使用できる。具体的には、後述する本発明の組成物に使用する溶剤のほか、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類が挙げられる。また、使用する酸触媒が例えば蟻酸のような液状のものであるならば、溶剤としての役割を兼ねさせることもできる。
【００３５】
縮合時の反応温度は、通常、４０℃〜２００℃である。反応時間は、反応温度によって種々選択されるが、通常、３０分〜７２時間である。
以上のようにして得られる（Ａ）重合体のＭｗは、通常、１，０００〜１００，０００、好ましくは５，０００〜５０，０００である。
【００３６】
（合成方法２）
（ａ）工程：アセナフチレン類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下で縮合、あるいは他の共縮合可能な成分と共縮合して、下記式（４）で示す構造単位を有する前駆縮合体を得、
（ｂ）工程：この前駆縮合体を単独で、あるいは他の共重合可能なモノマーと共重合して得る、方法である。
【００３７】
【化６】
2004264709.tif 000005
【００３８】
［式中、Ｒ１〜Ｒ３、ｎおよびＸは、上記のとおりである。］
【００３９】
（ａ）工程：まず、上記式（４）で示す構造単位を有する前駆縮合体を、アセナフチレン類とアルデヒド類とを単独縮合して、あるいは他の共縮合可能な芳香族類を加えて共縮合して得る。前駆縮合体の合成に用いられるアセナフチレン類、アルデヒド類および芳香族類は、上記合成方法１で挙げたものと同様のものが挙げられる。前駆縮合体の縮合条件は、上記した前駆重合体を縮合するときの条件と同様である。
上記前駆縮合体のＭｗは、反射防止膜の所望の特性に応じて適宜選択されるが、通常、１００〜１０，０００、好ましくは２，０００〜５，０００である。
【００４０】
（ｂ）工程：次いで、前駆縮合体を単独重合、あるいは他の共重合可能なモノマーと共重合させて（Ａ）重合体を得る。重合反応に用いられるモノマー類は、上記合成方法１で挙げたものと同様のものが挙げられる。前駆縮合体の重合条件は、上記したアセナフチレン類を重合するときの条件と同様である。
【００４１】
＜（Ｂ）フラーレン類＞
（Ｂ）フラーレン類は、例えば、本発明の組成物を半導体基板に塗布して得られる反射防止膜と、その上に塗布、形成されるレジスト膜との間でインターミキシングが起こることを防止する役割を果たす架橋剤である。また、（Ｂ）フラーレン類は、塗布後のクラックを防止する役割も果たす。
【００４２】
本発明で用いることのできるフラーレンとしては、例えば、Ｃ３６、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９６および一分子中の炭素数が９６を超えかつ最大凝集塊径が３０ｎｍ以下の高次フラーレンなどを挙げることができ、これらのうちＣ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ８２などが好ましく用いられる。
【００４３】
これらフラーレンは、公知の方法によって合成することができる。
例えば、Ｃ３６の製造方法はＮｅｗ  Ｄａｉａｍｏｎｄ．  ｖｏｌ．１６，  ｎｏ．２，  ２０００，  ｐ．３０−３１に開示されている。Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０およびＣ９６の製造方法としては、Ｊ．  Ｐｈｙ．  Ｃｈｅｍ．，  ９４，  ８６３４（１９９０）にアーク放電法による製造方法が、またＺ．  Ｐｈｙｓ．  Ｄ，  ４０，  ４１４（１９９７）にオーブン・レーザー法による製造方法がそれぞれ開示されている。また、一分子中の炭素数が９６を超えかつ最大凝集塊径が３０ｎｍ以下の高次フラーレンは上記アーク放電法の副成物として得ることができる。
これらフラーレンの市販品は、Ｃ６０およびＣ７０としてフロンティアカーボン（株）製、ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＭＴＲ  ＬＩＭＩＴＥＤ社製などが挙げられ、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４としてＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＭＴＲ  ＬＩＭＩＴＥＤ社製などが挙げられる。
上記フラーレンは、炭素数の異なるフラーレンの混合物でも本発明の目的を達成することができる。その市販品としては、フロンティアカーボン（株）製またはＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＭＴＲ  ＬＩＭＩＴＥＤ社製のＣ６０／Ｃ７０の混合物が挙げられる。
【００４４】
上記フラーレンのうち、フラーレンＣ６０および／またはフラーレンＣ７０あるいはそれらの誘導体を含有するのがより好ましく、フラーレンＣ６０および／またはフラーレンＣ７０を含有するのがさらに好ましい。
また、本発明において、上記フラーレンとしては、フラーレンＣ６０とフラーレンＣ７０の合計が５０〜９０重量％であるフラーレンを含有することも好ましく、フラーレンＣ６０とフラーレンＣ７０の合計が５０〜９０重量％である粗製フラーレンを用いることができる。このような粗製フラーレンは、高純度な精製フラーレンなどを用いる場合と比較して低コストで、本発明の組成物を得ることができる。
本発明で用いるフラーレンとして、フラーレンＣ６０および／またはフラーレンＣ７０を含有する場合には、フラーレン全量中における、フラーレンＣ６０とフラーレンＣ７０との合計量が５０重量％以上であるのが好ましい。
【００４５】
また、フラーレン誘導体としては、官能基含有フラーレン誘導体やヘテロ環含有フラーレン誘導体が挙げられる。
このうち、官能基含有フラーレン誘導体は、上記フラーレンの表面に炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基などの官能基を有するものである。このうち、上記アミノ基は式−ＮＲ１２で表され、ここで、Ｒ１としてはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基または分子量３０〜５０，０００のポリエーテル鎖であることができる。上記アミノ基において置換基Ｒ１がポリエーテル鎖であるときには、その末端は水酸基または炭素数１〜６のアルコキシル基であることができる。
【００４６】
上記フラーレン誘導体は、例えばＳｃｉｅｎｃｅ，  ２５２，５４８（１９９１）およびＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，  １１４，１１０３（１９９２）に開示されているエポキシ化反応、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，  ３０，１３０９（１９９１）に開示されている１級または２級アミンの付加反応、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，  １１４，７３０１（１９９２）  に開示されているＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応、あるいはＪ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １７９１（１９９２）に開示されているポリ水酸化反応などの公知の方法により合成することができる。
【００４７】
一方、ヘテロ環含有フラーレン誘導体は、フラーレンにヘテロ環を有する基が結合したフラーレン誘導体である。ここで、ヘテロ環を有する基としては、ヘテロ環としてフラン環および／またはチオフェン環を有する基が好ましい。
ヘテロ環を有するフラーレンの誘導体は、フラーレンとフラン環などのヘテロ環を有する化合物とのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応によって得ることができる。具体的には、フラーレンと、フルフリルアルコール、塩化フロイル、カルボキシルフラン、フルフリルアミンなどのヘテロ環を有する化合物とを、両者が溶解する溶剤中で撹拌することで反応を進行させることができる。
この場合、フラーレンとヘテロ環のモル比が、フラーレン／ヘテロ環＜１を充たす量でフラーレンとヘテロ環を有する化合物とを用い、３０〜１００℃の温度条件で反応を行うのが好ましい。
【００４８】
ヘテロ環を有するフラーレンの誘導体は、単独で用いてもよく、その他のフラーレン誘導体と組み合わせて用いてもよい。本発明において、フラーレン誘導体として、ヘテロ環を有するフラーレンの誘導体を用いた場合には、その他のフラーレン誘導体や、分子内に複数のヘテロ環を有する化合物との相溶性、溶剤や液晶配向剤を構成する重合体への溶解・分散性に優れるため好ましい。
【００４９】
以上の（Ｂ）フラーレン類（フラーレン、官能基含有フラーレン誘導体、ヘテロ環含有フラーレン誘導体）は、本発明の組成物中にほぼ均一に存在するのが好ましく、可溶とする有機溶剤中に溶解して用いてもよいが、溶解せずに組成物中に分散して用いてもよい。
上記（Ｂ）フラーレン類を分散して用いる場合には、その分散方法としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミンなどのアミノ基含有ポリマーを有機酸で部分的に中和させた分散剤助剤および有機溶剤と、（Ｂ）フラーレン類とを容器に入れ、超音波分散、ビーズミル分散など機械的に混合させることにより行うことができる。具体的には、（Ｂ）フラーレン類に対して、Ａｖｉｃｉａ製Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズ（Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２４０００など）や味の素（株）製ＰＢシリーズなどの分散助剤を１〜１０重量％、有機溶剤を２０〜８０重量％の割合で混合し、超音波ホモジナイザーで１０〜６０分処理する方法や、フラーレン類、分散助剤および有機溶剤の混合液１００重量部に、０．１〜１ｍｍのチタニアビーズを１００〜１，０００重量部加え、ビーズミル分散機にて処理する方法などが挙げられる。
【００５０】
（Ｂ）フラーレン類の配合量は、（Ａ）重合体１００重量部に対し、通常、１〜４０重量部、好ましくは１〜２０重量部である。１重量部未満では、（Ａ）重合体の硬化が不充分となり、インターミキシングの防止効果が不十分であり、またクラッキングを生じる。一方、４０重量部を超えると、良好な反射防止機能をもつに必要な光学的特性を得ることができない。
【００５１】
また、上記（Ｂ）フラーレン類に加えて、下記の多核フェノール類あるいは種々の市販のいわゆる硬化剤を２種以上を混合して架橋剤として使用することができる。
上記多核フェノール類としては、例えば、４，４’−ビフェニルジオール、４，４’−メチレンビスフェノール、４，４’−エチリデンビスフェノール、ビスフェノールＡなどの２核フェノール類；４，４’，４’’−メチリデントリスフェノール、４，４’−〔１−｛４−（１−［  ４−ヒドロキシフェニル  ］−１−メチルエチル）フェニル｝エチリデン〕ビスフェノールなどの３核フェノール類；ノボラックなどのポリフェノール類などを挙げることができる。
これらの多核フェノール類のうち、４，４’−〔１−｛４−（１−［  ４−ヒドロキシフェニル  ］−１−メチルエチル）フェニル｝エチリデン〕ビスフェノール、ノボラックなどが好ましい。
【００５２】
また、上記硬化剤としては、例えば、２，３−トリレンジイソシアナート、２，４−トリレンジイソシアナート、３，４−トリレンジイソシアナート、３，５−トリレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、１，４−シクロヘキサンジイソシアナートなどのジイソシアナート類や、以下商品名で、エピコート８１２、同８１５、同８２６、同８２８、同８３４、同８３６、同８７１、同１００１、同１００４、同１００７、同１００９、同１０３１（以上、油化シェルエポキシ（株）製）、アラルダイト６６００、同６７００、同６８００、同５０２、同６０７１、同６０８４、同６０９７、同６０９９（以上、チバガイギー社製）、ＤＥＲ３３１、同３３２、同３３３、同６６１、同６４４、同６６７（以上、ダウケミカル社製）などのエポキシ化合物；サイメル３００、同３０１、同３０３、同３５０、同３７０、同７７１、同３２５、同３２７、同７０３、同７１２、同７０１、同２７２、同２０２、マイコート５０６、同５０８（以上、三井サイアナミッド（株）製）などのメラミン系硬化剤；サイメル１１２３、同１１２３−１０、同１１２８、マイコート１０２、同１０５、同１０６、同１３０（以上、三井サイアナミッド（株）製）などのベンゾグアナミン系硬化剤；サイメル１１７０、同１１７２（以上、三井サイアナミッド（株）製）、ニカラックＮ―２７０２（三和ケミカル（株）製）などのグリコールウリル系硬化剤などを挙げることができる。
【００５３】
これらの他の硬化剤の配合量は、反射防止膜形成組成物の固形分１００重量部当たり、通常、２０重量部以下、好ましくは、１０重量部以下である。
【００５４】
＜（Ｄ）溶剤＞
本発明の反射防止膜形成組成物には、通常、溶剤が含まれる。使用される溶剤としては、上記（Ａ）重合体および後述する添加剤成分を溶解しうるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類；
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテートなどのエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類；
トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテルなどのトリエチレングリコールジアルキルエーテル類；
【００５５】
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類；
プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテルなどのプロピレングリコールジアルキルエーテル類；
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエテルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
【００５６】
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−プロピル、乳酸ｉ−プロピル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｉ−ブチルなどの乳酸エステル類；
ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ｎ−プロピル、ギ酸ｉ−プロピル、ギ酸ｎ−ブチル、ギ酸ｉ−ブチル、ギ酸ｎ−アミル、ギ酸ｉ−アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、酢酸ｎ−ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−プロピル、プロピオン酸ｉ−プロピル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｉ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、酪酸ｉ−ブチルなどの脂肪族カルボン酸エステル類；
【００５７】
ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メチル−３−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチルなどの他のエステル類；
トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；
メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類；
Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド類；γ−ブチロラクトンなどのラクトン類
などを適宜選択して使用する。
【００５８】
これらの溶剤のうち、好ましくは、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、２−ヘプタノン、シクロヘキサノンなどである。  上記溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００５９】
溶剤の使用量は、得られる組成物の固形分濃度が、通常、０．０１〜７０重量％、好ましくは０．０５〜６０重量％、さらに好ましくは０．１〜５０重量％となる範囲である。
【００６０】
＜その他の成分＞
本発明の反射防止膜形成組成物には、本発明における所期の効果を損なわない限り、必要に応じて、（Ｃ）酸発生剤、（Ｅ）バインダー樹脂、（Ｆ）放射線吸収剤、（Ｇ）界面活性剤などの各種の添加剤を配合することができ、特に、（Ｃ）酸発生剤を配合することが好ましい。
【００６１】
＜（Ｃ）酸発生剤＞
上記（Ｃ）酸発生剤は、露光あるいは加熱により酸を発生する成分である。
露光により酸を発生する酸発生剤（以下「光酸発生剤」という。）としては、例えば、
ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムｎ−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム１０−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムナフタレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、
ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムｎ−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム１０−カンファースルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムナフタレンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムｎ−ドデシルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホニウム１０−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、
４−ヒドロキシフェニル・フェニル・メチルスルホニウムｐ−トルエンスルホネート、４−ヒドロキシフェニル・ベンジル・メチルスルホニウムｐ−トルエンスルホネート、
【００６２】
シクロヘキシル・メチル・２−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、２−オキソシクロヘキシルジシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、２−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、
１−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−シアノ−１−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−シアノ−１−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−ニトロ−１−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−ニトロ−１−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−メチル−１−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−メチル−１−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−ヒドロキシ−１−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−ヒドロキシ−１−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、
【００６３】
１−（４−ヒドロキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−メトキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−エトキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−メトキシメトキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−エトキシメトキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
１−〔４−（１−メトキシエトキシ）ナフタレン−１−イル〕テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−〔４−（２−メトキシエトキシ）ナフタレン−１−イル〕テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−メトキシカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−エトキシカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−ｎ−プロポキシカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
【００６４】
１−（４−ｉ−プロポキシカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−ｎ−ブトキカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（４−ｔ−ブトキシカルボニルオキシナフタレン−１−イル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−〔４−（２−テトラヒドロフラニルオキシ）ナフタレン−１−イル〕テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−〔４−（２−テトラヒドロピラニルオキシ）ナフタレン−１−イル〕テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
１−（４−ベンジルオキシ）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−（ナフチルアセトメチル）テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート
などのオニウム塩系光酸発生剤類；
【００６５】
フェニルビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、４−メトキシフェニルビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−ナフチルビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンなどのハロゲン含有化合物系光酸発生剤類；
１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホニルクロリド、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホニルクロリド、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸エステルまたは１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルなどのジアゾケトン化合物系光酸発生剤類；
４−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス（フェニルスルホニル）メタンなどのスルホン化合物系光酸発生剤類；
ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス（トリフルオロメタンスルホネート）、ニトロベンジル−９，１０−ジエトキシアントラセン−２−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボジイミド、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート、１，８−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネートなどのスルホン酸化合物系光酸発生剤類
などを挙げることができる。
【００６６】
これらの光酸発生剤のうち、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムｎ−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム１０−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムナフタレンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムｎ−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム１０−カンファースルホネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムナフタレンスルホネートなどが好ましい。上記光酸発生剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００６７】
なお、上記光酸発生剤を用いる場合には、露光量は、通常、１〜２００ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００６８】
また、加熱により酸を発生する酸発生剤（以下「熱酸発生剤」という）としては、例えば、２，４，４，６−テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、２−ニトロベンジルトシレート、アルキルスルホネート類などを挙げることができる。
これらの熱酸発生剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００６９】
なお、熱酸発生剤は、焼成時に酸を発生して架橋反応を促進することから、光酸発生剤よりも好ましく用いられる。
また、熱酸発生剤を使用する場合、使用する熱酸発生剤の種類によっても異なるが、加熱温度は、通常、１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃、加熱時間は、通常、１〜１０分、好ましくは１〜３分である。
さらに、（Ｃ）酸発生剤として、光酸発生剤と熱酸発生剤とを併用することもできる。
【００７０】
（Ｃ）酸発生剤の配合量は、反射防止膜形成組成物の固形分１００重量部当たり、通常、５，０００重量部以下、好ましくは０．１〜１，０００重量部、さらに好ましくは０．１〜１００重量部である。
本発明の反射防止膜形成組成物は、（Ｃ）酸発生剤（光酸発生剤および／または熱酸発生剤）を含有することにより、常温を含む比較的低温で各重合体の分子鎖間に有効に架橋反応を生起させることが可能となる。
【００７１】
＜（Ｅ）バインダー樹脂＞
バインダー樹脂としては、種々の熱可塑性および熱硬化性の合成樹脂を使用することができる（ただし、上記（Ａ）重合体を除く）。熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−１−ペンテン、ポリ−１−ヘキセン、ポリ−１−ヘプテン、ポリ−１−オクテン、ポリ−１−デセン、ポリ−１−ドデセン、ポリ−１−テトラデセン、ポリ−１−ヘキサデセン、ポリ−１−オクタデセン、ポリビニルシクロアルカンなどのα−オレフィン重合体；ポリ−１，４−ペンタジエン、ポリ−１，４−ヘキサジエン、ポリ−１，５−ヘキサジエン、ポリ−１，７−ｏ−クロルアクロレインなどのα、β−不飽和アルデヒド重合体類；ポリメチルビニルケトン、ポリ芳香族ビニルケトン、ポリ環状ビニルケトンなどのα、β−不飽和ケトン重合体類；ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸の塩類、ポリ（メタ）アクリル酸のエステル、ポリ（メタ）アクリル酸のハロゲン化物などのα、β−不飽和酸誘導体の重合体類；ポリ（メタ）アクリル酸無水物、ポリ無水マレイン酸などのα、β−不飽和酸無水物の重合体類；ポリメチレンマロン酸ジエステル、ポリイタコン酸ジエステルなどの不飽和多塩基酸エステル重合体類；ポリソルビン酸エステル、ムコン酸エステルなどのジオレフィン酸エステル重合体類；ポリアクリル酸チオエステル、メタクリル酸チオエステル、α−クロルアクリル酸チオエステルなどのα、β−不飽和酸チオエステル重合体類；ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルなどのアクリロニトリル誘導体の重合体類；ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドなどのアクリルアミド誘導体の重合体類；スチリル金属化合物重合体類；ポリビニルオキシ金属化合物類；ポリイミン類；ポリフェニレンオキシド、ポリ−１，３−ジオキソラン、ポリオキシラン、ポリテトラヒドロフラン、ポリテトラヒドロピランなどのポリエーテル類；ポリスルフィド類；ポリスルホンアミド類；
ポリペプチド類；ナイロン６６、ナイロン１〜ナイロン１２などのポリアミド類；脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、脂環族ポリエステル、ポリ炭酸エステル、アルキド樹脂などのポリエステル類；ポリ尿素類；ポリスルホン類；ポリアジン類；ポリアミン類；ポリ芳香族ケトン類；ポリイミド類；ポリベンゾイミダゾール類；ポリベンゾオキサゾール類；ポリベンゾチアゾール類；ポリアミノトリアゾール類；ポリオキサジアゾール類；ポリピラゾール類；ポリテトラゾール類；ポリキノキサリン類；ポリトリアジン類；ポリベンゾオキサジノン類；ポリキノリン類；ポリアントラゾリン類などが挙げられる。これらは１種単独で、あるいは２種類以上を混合して使用できる。
これら（Ｅ）バインダー樹脂の配合量は、（Ａ）重合体１００重量部当り、通常、２０重量部以下、好ましくは１０重量部以下である。
【００７２】
バインダー樹脂としては、その他に、レジストとのインターミキシングを防止するために、基板に塗布後、加熱により硬化して溶剤に不溶となる熱硬化性樹脂も好ましく用いられる。
【００７３】
このような熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性アクリル系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アミノ系樹脂、芳香族炭化水素樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。これらは１種単独で、あるいは２種類以上を混合して使用できる。
【００７４】
＜（Ｆ）放射線吸収剤＞
（Ｆ）放射線吸収剤としては、各種の放射線吸収性を有する化合物を使用することができ、例えば油溶性染料、分散染料、塩基性染料、メチン系染料、ピラゾール系染料、イミダゾール系染料、ヒドロキシアゾ系染料などの染料；ビクシン誘導体、ノルビクシン、スチルベン、４、４’−ジアミノスチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導体などの蛍光増白剤；ヒドロキシアゾ系染料、チヌビン２３４（商品名、チバガイギー製）、チヌビン１１３０（商品名、チバガイギー製）などの紫外線吸収剤；アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体などの芳香族化合物などが挙げられる。これらの放射線吸収剤は１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。放射線吸収剤の配合量は、反射防止膜形成組成物の固形分１００重量部当たり、通常、１００重量部以下、好ましくは、５０重量部以下である。
【００７５】
＜（Ｇ）界面活性剤＞
（Ｇ）界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、ぬれ性、現像性などを改良する作用を有するものである。このような界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレートなどのノニオン系界面活性剤の他、市販品としては、例えばオルガノシロキサンポリマーであるＫＰ３４１（商品名、信越化学工業製）、（メタ）アクリル酸系（共）重合体であるポリフローＮｏ．７５、同Ｎｏ．９５（商品名、共栄社油脂化学工業製）、エフトップＥＦ１０１、同ＥＦ２０４、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５２（商品名、トーケムプロダクツ製）、メガファックＦ１７１、同Ｆ１７２、同Ｆ１７３（商品名、大日本インキ化学工業製）、フロラードＦＣ４３０、同ＦＣ４３１、同ＦＣ１３５、同ＦＣ９３（商品名、住友スリーエム製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ３８２、同ＳＣ１０１、同ＳＣ１０２、同ＳＣ１０３、同ＳＣ１０４、同ＳＣ１０５、同ＳＣ１０６（商品名、旭硝子製）などが挙げられる。これらは１種単独でも２種以上組合わせても使用することができる。界面活性剤の配合量は、反射防止膜形成組成物の固形分１００重量部当たり、通常、１５重量部以下、好ましくは、１０重量部以下である。
【００７６】
さらにその他の添加剤として、保存安定剤、消泡剤、接着助剤などを挙げることもできる。
【００７７】
＜組成物の使用法＞
本発明の反射防止膜形成組成物（以下、単に「組成物」という）から反射防止膜を形成する方法は、通常、例えば、１）基板上に組成物を塗布し、得られた塗膜を硬化させて反射防止膜を形成する工程、２）該反射防止膜上にレジスト組成物溶液を塗布し、得られた塗膜をプレベークしてレジスト被膜を形成する工程、３）該レジスト被膜をフォトマスクを介して選択的に露光する工程、４）露光したレジスト被膜を現像する工程、および５）反射防止膜をエッチングする工程を含んでいる。
【００７８】
１）工程において、基板としては、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆したウエハーなどを使用することができる。組成物の塗布は、回転塗布、流延塗布、ロール塗布などの適宜の方法で実施することができる。
その後、露光および／または加熱することにより塗膜を硬化させる。露光される放射線は、使用される光酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、γ線、分子線、イオンビームなどから適切に選択される。組成物が光酸発生剤を含有し、かつ露光する場合には、常温でも塗膜を有効に硬化させることが可能である。また、加熱温度は、通常、９０〜３５０℃程度、好ましくは２００〜３００℃程度であるが、組成物が熱酸発生剤を含有する場合は、例えば、９０〜１５０℃程度でも塗膜を有効に硬化させることが可能である。
１）工程で形成される反射防止膜の膜厚は、通常、０．１〜５μｍである。
【００７９】
次いで、２）工程において、反射防止膜上に、得られるレジスト被膜が所定の膜厚となるようにレジスト組成物溶液を塗布したのちプレベークして、塗膜中の溶剤を揮発させることにより、レジスト被膜を形成する。この際のプレベークの温度は、使用されるレジスト組成物の種類などに応じて適宜調整されるが、通常、３０〜２００℃程度、好ましくは５０〜１５０℃である。
【００８０】
上記レジスト組成物としては、例えば、光酸発生剤を含有するポジ型またはネガ型の化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤とからなるネガ型レジスト組成物などを挙げることができる。
【００８１】
レジスト被膜を反射防止膜上に形成させる際に使用されるレジスト組成物溶液は、固形分濃度が、通常、５〜５０重量％程度であり、一般に、例えば孔径０．２μｍ程度のフィルターでろ過して、レジスト被膜の形成に供される。なお、この工程では、市販のレジスト組成物溶液をそのまま使用することもできる。
【００８２】
次いで、３）工程において、露光に用いられる放射線としては、レジスト組成物に使用される光酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、γ線、分子線、イオンビームなどから適切に選択されるが、好ましくは遠紫外線であり、特に、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザー（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２エキシマレーザー（波長１４７ｎｍ）、ＡｒＫｒエキシマレーザー（波長１３４ｎｍ）、極紫外線（波長１３ｎｍなど）などが好ましい。
【００８３】
次いで、４）工程において、露光後のレジスト被膜を現像し、洗浄し、乾燥することにより、所定のレジストパターンを形成させる。この工程では、解像度、パターンプロファイル、現像性などを向上させるため、露光したのち現像前に、ポストベークを行うことができる。
【００８４】
この工程で用いられる現像液は、使用されるレジスト組成物の種類に応じて適宜選択されるが、ポジ型化学増幅型レジスト組成物やアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型レジスト組成物の場合の現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチル・エタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネンなどのアルカリ性水溶液を挙げることができる。また、これらのアルカリ性水溶液には、水溶性有機溶剤、例えばメタノール、エタノールなどのアルコール類や、界面活性剤を適量添加することもできる。
【００８５】
次いで、５）工程において、得られたレジストパターンをマスクとし、例えば酸素プラズマなどのガスプラズマを用いて、反射防止膜の乾式エッチングを行うことにより、所定の基板加工用のレジストパターンが得られる。
【００８６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。以下の説明において「部」は特記しない限り「重量部」を意味する。
【００８７】
以下の合成例において、得られた樹脂のＭｗは、東ソー社製ＧＰＣカラム（Ｇ２０００ＨＸＬ：２本、Ｇ３０００ＨＸＬ：１本）を用い、流量：１．０ｍｌ／分、溶出溶剤：テトラヒドロフラン、カラム温度：４０℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法（検出器：示差屈折計）により測定した。
【００８８】
また、反射防止膜形成組成物の性能評価は、下記の要領で行った。
・光学特性測定：
８インチのシリコンウエハー上に、反射防止膜形成組成物をスピンコートしたのち、ホットプレート上で３４５℃で１２０秒間ベークして膜厚０．１μｍの反射防止膜を形成した。ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ社製分光エリプソメータＵＶ−１２８０Ｅを用いて、２４８ｎｍにおける屈折率（ｎ値）および吸光度（ｋ値）を測定した。また、ＳＯＰＲＡ社製分光エリプソメーターＭＯＳＳ−ＥＳＶＧ  ＤＥＥＰ  ＵＶを用いて、１９３ｎｍにおけるｎ値とｋ値を測定した。
【００８９】
・ＫｒＦ用ポジ型レジストパターンの形成：
８インチのシリコンウエハー上に、反射防止膜形成組成物を膜厚６００Åの膜が得られるようにスピンコートしたのち、ホットプレート上で３４５℃１２０秒間ベークして反射防止膜を形成した。その後、該反射防止膜上にＫｒＦ用レジスト溶液（商品名  ＫＲＦ  Ｍ２０Ｇ，ジェイエスアール（株）製）を膜厚０．６１μｍのレジスト膜が得られるようにスピンコートしたのち、１４０℃のホットプレート上で１分間ベークし、レジスト膜を形成した。次いで、（株）ニコン製ステッパーＮＳＲ２００５ＥＸ１２Ｂ（波長２４８ｎｍ）を用いて、０．２２μｍ幅のラインアンドスペースパターンを１対１の線幅で形成する露光時間（以下「最適露光時間」という）だけ露光を行った。次いで、１４０℃のホットプレート上で、９０秒間ベーキングを行ったのち、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、２３℃で３０秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型レジストパターンを形成した。
【００９０】
・ＡｒＦ用ポジ型レジストパターンの形成：
８インチのシリコーンウエハー上に、反射防止膜形成組成物を膜厚６００Åの膜が得られるようにスピンコートしたのち、ホットプレート上で３４５℃で１２０秒間ベークして反射防止膜を形成した。その後、該反射防止膜上に後述する参考例１で得られたＡｒＦ用レジスト溶液を膜厚０．５μｍのレジスト膜が得られるようにスピンコートしたのち、ホットプレート上で１３０℃で９０秒間ベークし、レジスト膜を形成した。次いで、ＩＳＩ社製ＡｒＦエキシマレーザー露光装置（レンズ開口数０．６０、露光波長１９３ｎｍ）により、マスクパターンを介して露光を行った。次いで、ホットプレート上にて１３０℃で９０秒間ベーキングを行ったのち、２．３８％濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、２５℃で１分間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型レジストパターンを形成した。
【００９１】
・インターミキシング防止効果：
前述した条件に従って、反射防止膜およびレジスト膜の形成、露光ならびに現像を行った。レジスト膜の現像後に残った部分と反射防止膜との接点におけるレジスト膜の裾引きの程度を走査型電子顕微鏡を用いて調べた。
・定在波防止効果：
前述した条件に従って、反射防止膜およびレジスト膜の形成、露光ならびに現像を行った。その後、レジスト膜への定在波の影響の有無を走査型電子顕微鏡を用いて調べた。
【００９２】
参考例１（ＡｒＦ用レジスト溶液の調製）
還流管を装着したセパラブルフラスコに、窒素気流下で、８−メチル−８−ｔ−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルテトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカ−３−エン２９部、８−ヒドロキシテトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカ−３−エン１０部、無水マレイン酸１８部、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールジアクリレート４部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、アゾビスイソブチロニトリル４部および１，２−ジエトキシエタン６０部を仕込み、７０℃で６時間重合した。重合終了後、反応溶液を大量のｎ−ヘキサン／ｉ−プロピルアルコール（重量比＝１／１）混合溶液中に注いで、樹脂を凝固させ、凝固した樹脂を同一混合溶媒で数回洗浄したのち、真空乾燥して、下記式（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各式で表される構成単位の含有率がそれぞれ６４モル％、１８モル％および１８モル％であり、Ｍｗが２７，０００の共重合体を、収率６０％で得た。
【００９３】
【化７】
2004264709.tif 000006
【００９４】
得られた共重合体８０部、４−メトキシ−１−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホネート１．５部、トリ−ｎ−オクチルアミン０．０４部をプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート５３３部に溶解し、ＡｒＦレジスト溶液を調製した。
【００９５】
合成例１（Ａ）重合体の合成）
温度計を備えたセパラブルフラスコに、アセナフチレン１００部、トルエン７８部、ジオキサン５２部、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）３部を窒素下に仕込み、７０℃で５時間攪拌した。次いで、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物５．２部、およびパラホルムアルデヒド４０部を添加し、１２０℃に昇温し、さらに６時間攪拌した。得られた反応溶液を多量のイソプロパノール中に投入し、沈殿した樹脂をろ過により採取した。４０℃で減圧乾燥し、（Ａ）重合体を得た。得られた樹脂は、Ｍｗ：２２，０００（ポリスチレン換算）で、１Ｈ−ＮＭＲの結果から、下記式（５）で表される構造を有する重合体が確認された。
【００９６】
【化８】
2004264709.tif 000007
【００９７】
合成例２〔（Ｂ）フラーレン誘導体の合成〕
Ｃ６０のトルエン溶液（溶液１００部中にＣ６００．１部を含有するもの）１００部、ブロモマロン酸エステル０．０６４部および１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン０．０７２部をフラスコにとり、窒素気流下３０分攪拌した。得られた反応溶液を蒸発乾固させた後、クロマトグラフィー法によって未反応のＣ６０を取り除いた。
反応物を再びトルエンに溶解した溶液（溶液３０部中に反応物０．０９５部を含有するもの）３０部に水素化ナトリウム０．０４０部を加え窒素気流下、６０℃で３時間攪拌した。次いで、室温に冷却後、メタノール３．０部を加えると、褐色の沈殿が得られた。この褐色沈殿を濾過し、１規定塩酸で洗浄して、褐色の固体を得た。この褐色固体についてマススペクトル法で分析したところ、式Ｃ６０（Ｃ（ＣＯＯＨ）２）ｎ（ｎ＝１〜３）で表されるフラーレン誘導体の混合物であることが分かった。このフラーレン誘導体をフラーレン（Ｂ−１）とする。
【００９８】
合成例３〔（Ｂ）フラーレン誘導体の合成）〕
Ｃ６０のベンゼン溶液（溶液６０部中にＣ６０を０．０８部含有するもの）６０部、２５規定ＮａＯＨ水溶液２部および４０％のテトラブチルアンモニウム水溶液０．３部をフラスコにとり、空気中、室温にて攪拌した。攪拌開始後数分のうちに反応混合物のうちのベンゼン層は初期の紫色を失い、無色になり、それとともに茶色の析出物が生じた。この析出物を濾別し、６０℃にて３時間減圧にて乾燥、脱溶し、褐色の固体を得た。この褐色固体についてマススペクトルを測定したところ、式Ｃ６０（ＯＨ）ｎ（ｎ＝２０〜３０）で表されるフラーレン誘導体の混合物であることが分かった。このフラーレン誘導体をフラーレン（Ｂ−２）とする。
【００９９】
実施例１
合成例１で調製した（Ａ）重合体１０部およびビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムカンファースルホネート０．５部，および合成例２で調製したフラーレン（Ｂ−１）１部を、シクロヘキサノン８９部に溶解し、得られた溶液を孔径０．１μｍのメンブランフィルターでろ過し、反射防止膜形成組成物を調製した。次いで、得られた組成物について、上記のようにして性能評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１００】
実施例２
合成例１で調製した（Ａ）重合体１０部およびビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムカンファースルホネート０．５部，および合成例３で調製したフラーレン（Ｂ−２）１部を、シクロヘキサノン８９部に溶解し、得られた溶液を孔径０．１μｍのメンブランフィルターでろ過し、反射防止膜形成組成物を調製した。次いで、得られた組成物について、上記のようにして性能評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１０１】
比較例１
反射防止膜形成組成物を用いなかったこと以外は、実施例１〜３と同様に性能評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１０２】
【表１】
2004264709.tif 000008
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の反射防止膜形成組成物を用いて形成した反射防止膜は、反射防止効果が高く、かつレジストとインターミキシングを生じることが無いため、ポジ型およびネガ型レジストと協働して、解像度、精度などに優れたレジストパターンをもたらすことができる。したがって、本発明の反射防止膜形成組成物は、特に高集積度の集積回路の製造に寄与するところが大である。