JP2004211098A - ケイ素含有化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 対O 2 RIE耐性を維持しつつ、膨潤性を抑えた極めて寸法安定性の良いレジスト材料であって、水に溶解し水現像可能なレジスト材料の調製に好適な新しい含ケイ素高分子化合物の製造方法を提供する。
【解決手段】 下記構造式(I)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物、
【化1】
および下記構造式(II)で表されるオリゴシロキサン化合物
【化2】
を重縮合反応させて下記構造式(III)で表される化合物を得る際に、前記構造式(I)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物と前記構造式(II)で表されるオリゴシロキサン化合物とのモル比を調整することにより親水−疎水性の組成比を制御し、相対的に低温領域で水溶性であり且つ前記低温領域より高い温度で水に対して不溶性となる濁度点を有する高分子化合物を製造する。
【化3】
【選択図】 なし
【解決手段】 下記構造式(I)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物、
【化1】
および下記構造式(II)で表されるオリゴシロキサン化合物
【化2】
を重縮合反応させて下記構造式(III)で表される化合物を得る際に、前記構造式(I)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物と前記構造式(II)で表されるオリゴシロキサン化合物とのモル比を調整することにより親水−疎水性の組成比を制御し、相対的に低温領域で水溶性であり且つ前記低温領域より高い温度で水に対して不溶性となる濁度点を有する高分子化合物を製造する。
【化3】
【選択図】 なし
Description
本発明は、ケイ素原子を含有する新規な高分子化合物およびその製造方法並びにこの高分子化合物を主成分とするレジスト材料に関するものであり、さらに詳しくは、新規ケイ素含有化合物は、光、電子線等の照射により分解あるいは不溶化するポジ型およびネガ型レジスト材料の主成分として好適なものである。
光を照射することによつて不溶化したり、可溶化したりする感光性材料はフォトレジスト材料として開発され、様々な産業分野において利用されている。特に集積回路や大規模集積回路を製造するためのリソグラフィの研究開発においては、近年の急速な電子産業の発展と相まって盛んに行われており、現在では更なる高解像力を持つレジスト材料の要求が高まっている。しかしながら、光照射によるリソグラフィでは光自体が有している波動性のために、その解像力は限界に達しつつあり、市場の要求に対する充分な対応が困難になってきた。
リソグラフィにおけるパターンの高集積化を実現させるため、これまで様々な試みがなされてきた。例えば、より波長の短い電子線を光源として使用した場合、その波長に応じたサブミクロンのパターンが切れるようになってきた。このことから、より高集積化が期待される電子線用レジスト材料の研究開発が盛んに行われるようになつた。
しかし一方、高集積化されたレジストパターンはそのレジストの現像によるわずかな膨潤等が与える影響が大きく、単に架橋することによつて不溶化させるネガ型パターンでは対応できないほど高い精度が要求されてきているのが現状である。また精密なパターンを高架橋させるため、さらに膜厚の薄いレジストが好まれる傾向にある。しかしこれも、最近通常に行われるようになってきた反応性酸素プラズマエッチング(O2RIE)耐性が重要なファクターとなってくる。
このような中で、含ケイ素高分子膜は次世代のレジストとして期待されている。これは、O2RIE耐性が高く、上述の薄膜化要求に答えうる材料の一つであるためである。
本発明は、新しい含ケイ素高分子化合物を合成し、上述した対O2RIE耐性を維持しつつ、膨潤性を抑えた極めて寸法安定性の良いレジスト材料を調製することを目的とする。
前記目的を達成する本発明の第1の態様は、下記構造式(1)で示されるオリゴオキシアルキレン鎖およびオリゴシロキサン鎖を交互に有する高分子化合物であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物にある。
但し、構造式(1)において、R1は炭素数1〜5のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、R2およびR3は水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体を表し、R2およびR3は同一でも異なってもよく、xおよびyは1〜10までの整数を表し、nは1〜10000までの整数を表す。
本発明の第2の態様は、下記構造式(2)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物(構造式(2)において、R1は炭素数1〜5のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、xは1〜10までの整数を表す)、
および下記構造式(3)で表されるオリゴシロキサン化合物(構造式(3)において、Aはハロゲン、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシル基、イソシアナート基、アルキルチオ基を表し、R2およびR3は水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体を表し、R2およびR3は同一でも異なってもよく、yは1〜10までの整数を表す)
を重縮合反応させて下記構造式(1)で表される高分子化合物を製造することを特徴とする新規ケイ素含有化合物の製造方法にある。
但し、構造式(1)において、R1は炭素数1〜5のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、R2およびR3は水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体を表し、R2およびR3は同一でも異なってもよく、xおよびyは1〜10までの整数を表し、nは1〜10000までの整数を表す。
本発明の第3の態様は、第2の態様において、前記オリゴオキシアルキレン化合物が、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、およびポリエチレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物の製造方法にある。
本発明の第4の態様は、第2または第3の態様において、前記オリゴシロキサン化合物が、ジメチルジクロロシラン、ブロモメチルメチルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン、および1,3−ビス(ジエチルアミノ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物の製造方法にある。
本発明の第5の態様は、下記構造式(1)で表される高分子化合物を有効成分とすることを特徴とするレジスト材料にある。
但し、構造式(1)において、R1は炭素数1〜5のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、R2およびR3は水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体を表し、R2およびR3は同一でも異なってもよく、xおよびyは1〜10までの整数を表し、nは1〜10000までの整数を表す。
本発明の第6の態様は、第5の態様において、当該レジスト材料は水系溶媒に溶解性があり、かつ水系溶媒に対して不溶性となる温度を有することを特徴とするレジスト材料。
本発明の第7の態様は、第6の態様において、前記水系溶媒に対して不溶性となる温度である濁度点が、15℃〜30℃の範囲にあることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明の第8の態様は、第5〜7の何れかの態様において、前記R2およびR3の少なくともいずれか一方が架橋可能な置換基であり、当該架橋可能な置換基の架橋により水系溶媒に対して溶解性から水系溶媒に対して不溶性となることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明の第9の態様は、第8の態様において、前記架橋可能な置換基が、水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン化アリール基であることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明の第10の態様は、第5〜7の何れかの態様において、前記R2およびR3の少なくともいずれか一方が加水分解を受ける置換基であり、当該加水分解可能な置換基が加水分解を受けることにより、水系溶媒に対して不溶性から水系溶媒に対して溶解性になる温度範囲があることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明の第11の態様は、第10の態様において、前記加水分解可能な置換基が、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体であることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明の第12の態様は、第5〜7の何れかの態様において、当該レジスト材料は、電子線の照射により高分子鎖が切断されて、その切断により水系溶媒に対して不溶性から水系溶媒に対して溶解性に変化する温度範囲があることを特徴とするレジスト材料にある。
本発明にかかるケイ素含有化合物は、親水性であるオリゴオキシアルキレン鎖とオリゴシロキサン鎖とを有し、その親水−疎水の組成比を変えることによって水あるいは水溶液に対する溶解性を制御することが可能となった。また、この架橋させた膜は、水あるいは水溶液に対して不溶となり、膨潤することなくパターン化することができ、レジスト材料としての高感度化が達成された。また、水溶性の交互共重合体においては、オリゴオキシアルキレン鎖中の酸素原子上の非共有電子対からの電子の放出のために容易に分解させることが可能であり、不溶化する温度以上の水あるいは水溶液で未露光部分が膨潤することなくパターン化される。さらに、ケイ素原子の存在によって高い反応性酸素プラズマエッチング(O2RIE)耐性が期待できる新規材料となり得るものである。
本発明は、上記構造式(1)で表されるオリゴオキシアルキレン鎖とオリゴシロキサン鎖を交互に有する高分子化合物およびその合成方法に関するものである。
上記構造式(1)の化合物は、上記構造式(2)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物、および上記構造式(3)で表されるオリゴシロキサン化合物を重縮合反応させて製造することができる。
構造式(2)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物の具体例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを挙げることができる。また、構造式(3)で表されるオリゴシロキサン化合物の具体例としては、ジメチルジクロロシラン、ブロモメチルメチルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン、1,3−ビス(ジエチルアミノ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなどを挙げることができる。
重縮合反応は構造式(2)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物と構造式(3)で表されるオリゴシロキサン化合物とを混合させることにより行われる。重合溶媒は使用してもしなくてもよい。使用する場合の溶媒は、重合反応を妨害しないものであれば特に限定されず、例えばテトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。構造式(3)で表されるオリゴシロキサン化合物において構造式中Aがハロゲンである場合、活性水素を持たない三級アミンを上記した反応系に添加するのが望ましい。また、重縮合反応の反応条件は、温度が、−78〜100℃、好ましくは0〜60℃、時間が、1〜72時間が望ましい。
構造式(1)で表される高分子化合物は、構造式(1)で表される高分子化合物を有効成分とし、フォトリソグラフィに用いるフォトレジスト、短波長紫外線(deep UV)リソグラフィに用いるdeep UVレジスト、電子線(EB)リソグラフィに用いるEBレジスト、X線リソグラフィに用いるX線レジストなどの有効成分として用いることができる。本発明の上記高分子化合物を有効成分とするレジスト材料は、それぞれポジ型あるいはネガ型が可能であり、さらに、化学増幅型のレジストの調製も可能である。
本発明の高分子化合物をレジスト材料として考えた場合、低温(あるいは室温近傍)で水系溶媒に溶解するが、温度が上昇すると不要化するものが好ましく、いわゆる濁度点を有するものが好ましい。かかる濁度点は好ましくは、15℃〜30℃の範囲にあるのがよい。
ネガ型レジスト材料とするためには、オリゴシロキサン鎖の側鎖に、架橋可能な置換基を有する必要がある。また、ポジ型レジスト材料とするためには、電子線により高分子鎖が切断されてその切断された低分子量体が濁度点より高温の水または水溶液に溶解すること、または加水分解を受けるような置換基をオリゴシロキサン鎖の側鎖に持たせることが必要である。ここで、架橋可能な置換基としては、例えば、水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基などを挙げることができる。また、加水分解を受ける置換基としては、例えば、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテル、アシル誘導体などを挙げることができる。
例えば、構造式(1)で表される高分子化合物は、溶媒により希釈されて、スピンコート法によつて薄膜形成される。ここで用いられる溶媒としては、水、水溶液、アルコール類、フェノール類、アセトンに代表されるケトン類、アセトアルデヒドに代表されるアルデヒド類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランに代表されるエーテル類、酢酸エチルに代表されるエステル類、へキサン、シクロへキサン、ベンゼンに代表される脂肪族、環状脂肪族、芳香族炭化水素類、クロロホルム、クロロベンゼンに代表されるハロゲン化炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルに代表される窒素、硫黄原子を含む極性溶媒を挙げることができる。スピンコートは、一般に50rpm〜50000rpmで行われ、1000〜5000rpmで行うのが好ましい。膜厚は0.01nm〜100000nmまで可能であり、0.1nm〜1000nmがより好ましい。また、このように形成した膜にパターンを形成するための電子線照射は通常の電子銃を兼ね備えた真空装置があればよく、加速電圧0.1kV〜2000kVで行われ、5kV〜50kVがより好ましい。さらに、電子線照射後、照射部分を除去する現像のための現像溶媒としては、水、水溶液、低級アルコール等が適している。
<作用>
レジスト材料を架橋または分解し、水系での現像を考えたとき、ネガ型に対しては未露光部分(未照射部分)、ポジ型に対しては露光(照射)部分が容易に現像液に溶解し、さらにその反対部分は膨潤せずに残っていることが望ましい。発明者らはここで、わずかの環境変化に応じて溶解性が異なる水溶性高分子化合物を合成し、その相転移を利用して現像時における膨潤を押さえる新しいシステムを構築した。
レジスト材料を架橋または分解し、水系での現像を考えたとき、ネガ型に対しては未露光部分(未照射部分)、ポジ型に対しては露光(照射)部分が容易に現像液に溶解し、さらにその反対部分は膨潤せずに残っていることが望ましい。発明者らはここで、わずかの環境変化に応じて溶解性が異なる水溶性高分子化合物を合成し、その相転移を利用して現像時における膨潤を押さえる新しいシステムを構築した。
本発明で合成された高分子化合物は、主鎖に親水性のオリゴオキシアルキレン鎖および疎水性のオリゴシロキサン鎖を交互に有する新規化合物であり、その親水−疎水性の組成比をコントロールすることにより、室温下では水に溶解して、温度上昇に伴い溶解性が急激に変化して不溶化する材料である。これは図1に示すように、水溶液中で交互にバランスした親水性セグメント1および疎水性セグメント2からなる主鎖構造3の回りにそれぞれ親水性水和した親水性水和水4および疎水性水和した疎水性水和水5が、温度上昇に伴い容易に崩壊するためと考えられる。ここで例えば、疎水基部分である疏水性セグメント2を架橋することにより、この秩序だった構造が崩壊し、もはや室温においてさえ水に対して全く親和力がなくなるため、結果として架橋部分は膨潤することなくパターン化される。
またポジ型レジストの場合、低温でしか水に溶解しない高分子材料を調製し、光や電子線などにより分解することにより、あるいはオリゴシロキサン鎖に加水分解性の置換基を設けることにより、分解あるいは加水分解により高温溶解性を付与し、高温で現像することによりポジ型パターンを得るというものである。
このように全く新しい原理により極めて集積度の高い新しいレジスト材料を創成した。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
(実施例1)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.Omlを入れて室温下で撹拌・混合した。これにジエチレングリコール1.9mlを滴下してさらに室温下で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させ、ジエチレングリコールジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.03g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6500、重量平均分子量/数平均分子量=1.36であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.Omlを入れて室温下で撹拌・混合した。これにジエチレングリコール1.9mlを滴下してさらに室温下で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させ、ジエチレングリコールジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.03g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6500、重量平均分子量/数平均分子量=1.36であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.5(8H,O−CH2−CH2)
(実施例2)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール3.Omlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.5ml滴下させ、さらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物を30℃の水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、トリエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.87g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6800、重量平均分子量/数平均分子量=1.36であった。かかる実施例で得られた高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール3.Omlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.5ml滴下させ、さらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物を30℃の水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、トリエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.87g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6800、重量平均分子量/数平均分子量=1.36であった。かかる実施例で得られた高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.5(12H,O−CH2−CH2)
(実施例3)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール3.6mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.1mlを滴下してさらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに摘下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.20g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5600、重量平均分子量/数平均分子量=1.67であった。かかる実施例で得られた高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール3.6mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン5.1mlを滴下してさらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに摘下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.20g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5600、重量平均分子量/数平均分子量=1.67であった。かかる実施例で得られた高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.7(16H,O−CH2−CH2)
(実施例4)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン2.7mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにポリエチレングリコール(数平均分子量300)3.26gを滴下してさらに60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.55g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=3500、重量平均分子量/数平均分子量=1.43であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン2.7mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにポリエチレングリコール(数平均分子量300)3.26gを滴下してさらに60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.55g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=3500、重量平均分子量/数平均分子量=1.43であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.8(28H,0−CH2−CH2)
(実施例5)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン1.6mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにポリエチレングリコール(数平均分子量400)2.58gを滴下してさらに60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収率1.95g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=3900、重量平均分子量/数平均分子量=1.39であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン1.6mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにポリエチレングリコール(数平均分子量400)2.58gを滴下してさらに60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収率1.95g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=3900、重量平均分子量/数平均分子量=1.39であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
また、本実施例の化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.8(36H,O−CH2−CH2)
(実施例6)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合させた。これにジクロロジメチルシラン1.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を30℃の水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.79g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4300、重量平均分子量/数平均分子量=1.67であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合させた。これにジクロロジメチルシラン1.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を30℃の水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.79g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4300、重量平均分子量/数平均分子量=1.67であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.7(12H,O−CH2−CH2)
(実施例7)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにジクロロジメチルシラン1.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.99g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5400、重量平均分子量/数平均分子量=1.70であった。かかる高分子化合物は,下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにジクロロジメチルシラン1.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.99g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5400、重量平均分子量/数平均分子量=1.70であった。かかる高分子化合物は,下記式で示される。
本実施例の高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(6H,O−Si−CH3),3.5(16H,O−CH2−CH2)
(実施例8)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)テトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量2.31g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6300、重量平均分子量/数平均分子量=1.78であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)テトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物を水−イソプロピルアルコール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量2.31g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6300、重量平均分子量/数平均分子量=1.78であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(12H,O−Si−CH3),3.6(12H,O−CH2−CH2)
(実務例9)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)テトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌させながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、テトラエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量2.93g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4800、重量平均分子量/数平均分子量=1.54であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)テトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌させながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、テトラエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量2.93g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4800、重量平均分子量/数平均分子量=1.54であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例の高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(12H,O−Si−CH3),3.8(16H,O−CH2−CH2)
(実施例10)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ポリエチレングリコール(数平均分子量300)3.02gを入れて撹拌・混合した。これにテトラエチルジアミノテトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌させながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比3:2)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量3.10g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6200、重量平均分子量/数平均分子量=1.82であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ポリエチレングリコール(数平均分子量300)3.02gを入れて撹拌・混合した。これにテトラエチルジアミノテトラメチルジシロキサン3.2mlを滴下して60℃で撹拌させながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比3:2)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、オリゴエチレングリコール−テトラメチルジシロキサン交互共重合体を得た(収量3.10g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6200、重量平均分子量/数平均分子量=1.82であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(12H,O−Si−CH3)3.7(28H,O−CH2−CH2)
(実施例11)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにブロモメチルメチルジクロロシラン1.6mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)5000mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、トリエチレングリコール−ブロモメチルメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.91g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4300、重量平均分子量/数平均分子量=1.56であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにブロモメチルメチルジクロロシラン1.6mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)5000mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾操させて、トリエチレングリコール−ブロモメチルメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.91g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4300、重量平均分子量/数平均分子量=1.56であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(3H,O−Si−CH3),2.6(2H,Si−CH2−Br),3.8(12H,O−CH2−CH2)
(実施例12)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにブロモメチルメチルジクロロシラン1.6mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−ヘキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ブロモメチルメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量2.35g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5500、重量平均分子量/数平均分子量=1.75であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにブロモメチルメチルジクロロシラン1.6mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−ヘキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ブロモメチルメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量2.35g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5500、重量平均分子量/数平均分子量=1.75であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(3H,O−Si−CH3),2.7(2H,Si−CH2−Br),3.8(16H,O−CH2−CH2)
(実施例13)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにジビニルジクロロシラン1.4mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比3:2)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−ジビニルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.23g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5100、重量平均分子量/数平均分子量=1.66であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにジビニルジクロロシラン1.4mlを滴下して60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比3:2)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−ジビニルシロキサン交互共重合体を得た(収量1.23g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=5100、重量平均分子量/数平均分子量=1.66であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で示される1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):3.5(12H,O−CH2−CH2),5.7(4H,Si−CH=CH 2 ),6.1(2H,Si−CH=CH2)
(実施例14)
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにジビニルジクロロシラン1.4mlを滴下してて60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジビニルシロキサン交互共重合体を得た(収量2.13g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフイで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4200、重量平均分子量/数平均分子量=1.70であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にピリジン25ml、テトラエチレングリコール1.7mlを入れて撹拌・混合した。これにジビニルジクロロシラン1.4mlを滴下してて60℃で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、テトラエチレングリコール−ジビニルシロキサン交互共重合体を得た(収量2.13g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフイで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4200、重量平均分子量/数平均分子量=1.70であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):3.5(16H,O−CH2−CH2),5.6(4H,Si−CH=CH 2 ),6.0(2H,Si−CH=CH2)
(実施例15)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルシラン5.2mlを入れて室温下で撹拌・混合した。これにジエチレングリコール1.9mlを滴下してさらに室温下で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:3)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、ジエチレングリコール−メトキシメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.26g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4900、重量平均分子量/数平均分子量=1.52であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、ビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルシラン5.2mlを入れて室温下で撹拌・混合した。これにジエチレングリコール1.9mlを滴下してさらに室温下で撹拌しながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比2:3)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、ジエチレングリコール−メトキシメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量3.26g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4900、重量平均分子量/数平均分子量=1.52であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(3H,O−Si−CH3),3.5(8H,O−CH2−CH2),3.8(3H,Si−O−CH3)
(実施例16)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール3.0mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルシラン5.9mlを滴下させてさらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−メトキシメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.08g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6500、重量平均分子量/数平均分子量=1.66であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール3.0mlを入れて60℃で撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)メトキシメチルシラン5.9mlを滴下させてさらに60℃で撹拌させながら36時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−メトキシメチルシロキサン交互共重合体を得た(収量4.08g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=6500、重量平均分子量/数平均分子量=1.66であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(3H,O−Si−CH3),3.7(12H,O−CH2−CH2),3.8(3H,Si−O−CH3)
(実施例17)
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)アセトキシメチルシラン2.8mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−アセトキシメチルシラン交互共重合体を得た(収量1.76g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4700、重量平均分子量/数平均分子量=1.53であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
アルゴンガスで置換された重合装置内にテトラヒドロフラン20ml、トリエチレングリコール1.3mlを入れて撹拌・混合した。これにビス(ジエチルアミノ)アセトキシメチルシラン2.8mlを滴下して60℃で撹拌しながら24時間重合させた。その後、重合生成物をn−へキサン−n−ブタノール混合溶媒(体積比1:1)500mlに滴下して再沈澱させ、沈澱物を真空で乾燥させて、トリエチレングリコール−アセトキシメチルシラン交互共重合体を得た(収量1.76g)。これをゲル・パーミエーション・クロマトグラフィで分析したところ、ポリスチレン標準サンプル換算で数平均分子量=4700、重量平均分子量/数平均分子量=1.53であった。かかる高分子化合物は、下記式で示される。
本実施例で得られた高分子化合物の1H−NMR分析結果は次の通りである。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm):0.2(3H−Si−CH3),2.3(3H,O−CO−CH3),3.4(12H,O−CH2−CH2)
(実施例18)
実施例1〜17で得られたオリゴマの水に対する溶解度特性について調べた。pH=7.0,I=0.05のリン酸緩衝液で各オリゴマーを溶解し、1.5%溶液を調製した。この溶液を1℃まで冷却し、その後1.0℃/minの昇温速度で加温しながら波長が500nmの光を照射し、各サンプルの透過率を測定した。この結果は表1に示した。
実施例1〜17で得られたオリゴマの水に対する溶解度特性について調べた。pH=7.0,I=0.05のリン酸緩衝液で各オリゴマーを溶解し、1.5%溶液を調製した。この溶液を1℃まで冷却し、その後1.0℃/minの昇温速度で加温しながら波長が500nmの光を照射し、各サンプルの透過率を測定した。この結果は表1に示した。
表1に示されるように、実施例1,8,13で得られたサンプル以外はすべて1℃の水に溶解し、親水−疎水組成比によって濁度点がシフトしている。このことにより親水−疎水組成比を変化させることにより濁度点を制御できることがわかった。ここで、実施例1,8,13の材料は水で製膜することはできないが、アルコール等の溶媒を用いて製膜してポジ型レジスト材料として用いることができる。なお、好ましくは水系の溶媒で製膜できるのが好ましく、濁度点が15℃〜30℃の範囲にあるのが好ましい。
(実施例19)
実施例11で得られたオリゴマ(n=14)の10%テトラヒドロフラン溶液をシリコンウエハ上にスピンコートし(10000rpm)、薄膜を形成した(膜厚:500nm)。このシリコンウエハを150℃で30分プリベークした後、電子線照射を行った。加速電圧20kVで露光量を変え、照射した後、1℃の蒸留水で現像した。電子線照射量0.2μC/cm2以上で膜が残存し、電子線照射により交互共重合体膜が架橋・不溶化して、ネガ型のパターンが形成されることを確認した。この様子を図2に示す。
実施例11で得られたオリゴマ(n=14)の10%テトラヒドロフラン溶液をシリコンウエハ上にスピンコートし(10000rpm)、薄膜を形成した(膜厚:500nm)。このシリコンウエハを150℃で30分プリベークした後、電子線照射を行った。加速電圧20kVで露光量を変え、照射した後、1℃の蒸留水で現像した。電子線照射量0.2μC/cm2以上で膜が残存し、電子線照射により交互共重合体膜が架橋・不溶化して、ネガ型のパターンが形成されることを確認した。この様子を図2に示す。
(実施例20)
実施例14で得られたオリゴマー(n=15)の10%テトラヒドロフラン溶液をシリコンウエハ上にスピンコートし(10000rpm)、薄膜を形成した(膜厚:500nm)。このシリコンウエハを150℃で30分プリベークした後、電子線照射を行った。加速電圧20kVで露光量を変えて、照射した後、1℃の蒸留水で現像した。電子線照射量0.4μC/cm2以上で膜が残存し、電子線照射により交互共重合体膜が架橋・不溶化して、ネガ型のパターンが形成されることを確認した。この様子を図3に示す。
実施例14で得られたオリゴマー(n=15)の10%テトラヒドロフラン溶液をシリコンウエハ上にスピンコートし(10000rpm)、薄膜を形成した(膜厚:500nm)。このシリコンウエハを150℃で30分プリベークした後、電子線照射を行った。加速電圧20kVで露光量を変えて、照射した後、1℃の蒸留水で現像した。電子線照射量0.4μC/cm2以上で膜が残存し、電子線照射により交互共重合体膜が架橋・不溶化して、ネガ型のパターンが形成されることを確認した。この様子を図3に示す。
(実施例21)
実施例17で得られた重縮合生成物(n=19)1.0gに光酸発生剤(BBI−105)0.02gを混合してメチルイソブチルケトンの10%溶液を調製し、シリコンウエハ上にスピンコートした。そして、120℃で20分間プリベークし、これより約5cmの高さよりUVを照射した。その後、140℃で20分間減圧下でポストベークし、40℃の水で120秒間現像した。共重合体膜はUV照射による酸発生により側鎖のエステル結合が加水分解を受けたことで高温水溶性となり、3mJ/cm2以上の光照射でポジ型のパターンが形成されることを確認した。
実施例17で得られた重縮合生成物(n=19)1.0gに光酸発生剤(BBI−105)0.02gを混合してメチルイソブチルケトンの10%溶液を調製し、シリコンウエハ上にスピンコートした。そして、120℃で20分間プリベークし、これより約5cmの高さよりUVを照射した。その後、140℃で20分間減圧下でポストベークし、40℃の水で120秒間現像した。共重合体膜はUV照射による酸発生により側鎖のエステル結合が加水分解を受けたことで高温水溶性となり、3mJ/cm2以上の光照射でポジ型のパターンが形成されることを確認した。
1 親水性セグメント
2 疎水性セグメント
3 高分子鎖
4 親水性水和水
5 疎水性水和水
2 疎水性セグメント
3 高分子鎖
4 親水性水和水
5 疎水性水和水
Claims (12)
- 下記構造式(1)で示されるオリゴオキシアルキレン鎖およびオリゴシロキサン鎖を交互に有する高分子化合物であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物。
- 下記構造式(2)で表されるオリゴオキシアルキレン化合物(構造式(2)において、R1は炭素数1〜5のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、xは1〜10までの整数を表す)、
- 請求項2において、前記オリゴオキシアルキレン化合物が、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、およびポリエチレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物の製造方法。
- 請求項2または3において、前記オリゴシロキサン化合物が、ジメチルジクロロシラン、ブロモメチルメチルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン、および1,3−ビス(ジエチルアミノ)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする新規ケイ素含有化合物の製造方法。
- 下記構造式(1)で表される高分子化合物を有効成分とすることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項5において、当該レジスト材料は水系溶媒に対して溶解性であり、かつ水系溶媒に対して不溶性となる温度を有することを特徴とするレジスト材料。
- 請求項6において、前記水系溶媒に対して不溶性となる温度である濁度点が、15℃〜30℃の範囲にあることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項5〜7の何れかにおいて、前記R2およびR3の少なくともいずれか一方が架橋可能な置換基であり、当該架橋可能な置換基の架橋により水系溶媒に対して溶解性から水系溶媒に対して不溶性となることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項8において、前記架橋可能な置換基が、水素、水酸基、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、ハロゲン化アルキル基、またはハロゲン化アリール基であることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項5〜7の何れかにおいて、前記R2およびR3の少なくともいずれか一方が加水分解を受ける置換基であり、当該加水分解可能な置換基が加水分解を受けることにより、水系溶媒に対して不溶性から水系溶媒に対して溶解性になる温度範囲があることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項10において、前記加水分解可能な置換基が、炭素数1〜7のアルコキシル基、フェノキシ基、アルキルカルボニルオキシ誘導体、アリールカルボニルオキシ誘導体、シアン基、スルホン酸エステル誘導体、カルボン酸エステル誘導体、エーテルまたはアシル誘導体であることを特徴とするレジスト材料。
- 請求項5〜7の何れかにおいて、当該レジスト材料は、電子線の照射により高分子鎖が切断されて、その切断により水系溶媒に対して不溶性から水系溶媒に対して溶解性に変化する温度範囲があることを特徴とするレジスト材料。
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