JP2008203226A - Photoresist resin evaluating method - Google Patents

Photoresist resin evaluating method Download PDF

Info

Publication number
JP2008203226A
JP2008203226A JP2007043049A JP2007043049A JP2008203226A JP 2008203226 A JP2008203226 A JP 2008203226A JP 2007043049 A JP2007043049 A JP 2007043049A JP 2007043049 A JP2007043049 A JP 2007043049A JP 2008203226 A JP2008203226 A JP 2008203226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist
photoresist resin
resin
thin film
evaluating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007043049A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiyuuji Matsunaga
修始 松永
Kazuhiro Araya
一弘 荒谷
Fumihiko Okabe
史彦 岡部
Katsuhiko Kitayama
勝彦 北山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP2007043049A priority Critical patent/JP2008203226A/en
Publication of JP2008203226A publication Critical patent/JP2008203226A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of evaluating line edge roughness (LER) and line-width roughness (LWR) of a photoresist resin, using a simple operation. <P>SOLUTION: First, the photoresist resin evaluating method comprises evaluating the line edge roughness and line width roughness characteristics of the photoresist resin with the elastic modulus uniformity of a thin film of the photoresist. Secondly, the photoresist resin evaluating method comprises measuring the thin film of the photoresist in an atomic force microscope tapping method and evaluating the line edge roughness and line width roughness characteristics of the photoresist resin with the property cycle of an obtained phase image. Thirdly, the photoresist resin evaluating method comprises measuring the thin film of the photoresist in the atomic force microscope tapping method and evaluating the elastic modulus uniformity of the thin film of the photoresist with the property cycle of an obtained elastic modulus change of the thin film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フォトレジスト樹脂の評価方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating a photoresist resin.

集積回路素子製造に代表される電子デバイス製造分野において、デバイスの集積度の向上は現在も強く要求されており、微細パターン形成のための高度なリソグラフィー技術開発が続けられている。
微細なパターン形成を行うリソグラフィーに使用される、フォトレジスト組成物は、主に、フォトレジスト樹脂、光を照射することによって酸を発生する物質(以下、光酸発生剤という。)、必要に応じて添加物および溶媒からなっている。ポジ型のフォトレジスト組成物では、フォトレジスト樹脂は、光酸発生剤から発生した酸によりアルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化し、アルカリ現像液で現像するとポジ型のレジストパターンを形成する。また、ネガ型のフォトレジスト組成物では、フォトレジスト樹脂は光酸発生剤から発生した酸により架橋反応し、アルカリ可溶性からアルカリ不溶性に変化し、アルカリ現像液で現像するとネガ型のレジストパターンを形成する。
In the field of electronic device manufacturing represented by integrated circuit element manufacturing, improvement of the degree of device integration is still strongly demanded, and advanced lithography technology development for fine pattern formation continues.
The photoresist composition used in lithography for forming a fine pattern is mainly a photoresist resin, a substance that generates acid when irradiated with light (hereinafter referred to as a photoacid generator), and if necessary. And consists of additives and solvent. In a positive photoresist composition, the photoresist resin changes from alkali-insoluble to alkali-soluble by an acid generated from a photoacid generator, and forms a positive resist pattern when developed with an alkali developer. In a negative photoresist composition, the photoresist resin undergoes a crosslinking reaction with an acid generated from a photoacid generator, changes from alkali-soluble to alkali-insoluble, and forms a negative resist pattern when developed with an alkali developer. To do.

フォトレジスト樹脂は上記のようにフォトレジスト組成物の主たる役割を果たす成分であり、フォトレジスト組成物の性能改善のためには、フォトレジスト樹脂の開発が必要不可欠となっている。
近年、高度なリソグラフィーを達成するために、フォトレジスト組成物には、感度、解像度、エッチング耐性といった基本性能の改善とともに、ラインエッジラフネス(LER)、ラインウィドスラフネス(LWR)と呼ばれる、レジストパターンの表面粗さ(以下、LER・LWRと称す。)の低減が求められている。
As described above, the photoresist resin is a component that plays the main role of the photoresist composition, and development of the photoresist resin is indispensable for improving the performance of the photoresist composition.
In recent years, in order to achieve advanced lithography, photoresist compositions include resist patterns called line edge roughness (LER) and line width roughness (LWR), along with improvements in basic performance such as sensitivity, resolution, and etching resistance. Is required to be reduced in surface roughness (hereinafter referred to as LER / LWR).

LER・LWRの発生については多くの研究がなされており、さまざまな要因が指摘されている。例えば、パターン形成過程における統計的なばらつき、分子量のばらつき(分子量分散)、ポリマー鎖間の組成比のばらつき、などにより、レジストが現像される際に溶解速度のばらつきが生じ、結果としてパターンの表面粗さが生じる。これらのうち、レジスト樹脂に起因するLER・LWRの発生機構として、レジスト樹脂中に溶解性が異なる領域が形成されるため、LER・LWRが発生する機構が報告されている(非特許文献1参照。)。このレジスト樹脂に起因するLER・LWRの発生機構を抑制するように、フォトレジスト樹脂の開発が行われている。
最新レジスト材料ハンドブック〜材料特性・設計と制御・トラブルと対策〜、株式会社情報機構発行、2005年、198〜207頁。
Many studies have been conducted on the occurrence of LER / LWR, and various factors have been pointed out. For example, variations in the dissolution rate occur when the resist is developed due to statistical variations in the pattern formation process, variations in molecular weight (molecular weight dispersion), variations in the composition ratio between polymer chains, etc., resulting in the surface of the pattern Roughness occurs. Among these, as a generation mechanism of LER / LWR caused by the resist resin, a mechanism in which LER / LWR is generated has been reported because a region having different solubility is formed in the resist resin (see Non-Patent Document 1). .) Photoresist resins have been developed so as to suppress the generation mechanism of LER / LWR caused by the resist resin.
Latest resist material handbook-Material characteristics, design, control, trouble and countermeasure-, published by Information Organization Co., Ltd., 2005, pp. 198-207.

LER・LWRの改善されたフォトレジスト組成物の成分となるフォトレジスト樹脂開発を行う際、フォトレジスト樹脂の、該フォトレジスト樹脂を成分としたフォトレジスト組成物でレジストパターン形成した際のLER・LWRに対する影響(以下、フォトレジスト樹脂LER・LWR特性と称す。)を評価する方法としては、従来、フォトレジスト樹脂を用いてフォトレジスト組成物を調製し、該フォトレジスト組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光した後に現像してレジストパターンを形成し、該レジストパターンを顕微鏡などで観察する方法が行われてきた。この方法は、多くの操作を必要とするので評価方法として煩雑であり、また、フォトレジスト樹脂LER・LWR特性以外に、光酸発生剤、添加剤、溶剤などの他のフォトレジスト組成物成分;露光条件;現像条件などのLERおよびLWRに対する影響も含んで評価するため、フォトレジスト樹脂LER・LWR特性の評価方法としては必ずしも妥当でないといった問題があった。   When developing a photoresist resin that is a component of a photoresist composition with an improved LER / LWR, the LER / LWR when a resist pattern of the photoresist resin is formed with a photoresist composition containing the photoresist resin as a component. As a method for evaluating the influence on the resin (hereinafter referred to as photoresist resin LER / LWR characteristics), a photoresist composition is conventionally prepared using a photoresist resin, and the photoresist composition is applied onto a substrate. A method of forming a resist film, exposing the resist film, developing the resist film to form a resist pattern, and observing the resist pattern with a microscope or the like has been performed. Since this method requires many operations, it is complicated as an evaluation method. In addition to the photoresist resin LER / LWR characteristics, other photoresist composition components such as a photoacid generator, an additive, and a solvent; Since the evaluation is performed including the exposure condition; the influence on the LER and LWR such as the development condition, there is a problem that the evaluation method of the photoresist resin LER / LWR characteristics is not necessarily appropriate.

本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討してなされたものであり、その目的は、簡便な操作で、フォトレジスト樹脂のフォトレジスト樹脂LER・LWR特性を評価する方法を提供することにある。   The present invention has been made in earnest to solve the above problems, and its object is to provide a method for evaluating the photoresist resin LER / LWR characteristics of a photoresist resin by a simple operation. is there.

本発明者らは、フォトレジスト樹脂の物性と、上記したフォトレジスト樹脂に起因するLER・LWRの発生する機構との関係について、鋭意検討を行った結果、レジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性によりフォトレジスト樹脂のフォトレジスト樹脂LER・LWR特性評価が行えることを見出し、本発明を完成させるに到った。   As a result of intensive studies on the relationship between the physical properties of the photoresist resin and the LER / LWR mechanism caused by the above-described photoresist resin, the present inventors have found that the elastic modulus uniformity of the resist resin thin film The inventors have found that the photoresist resin LER / LWR characteristics can be evaluated, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、
1.フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性により、フォトレジスト樹脂の、ラインエッジラフネスおよびラインウィドスラフネス特性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法;
2.フォトレジスト樹脂の薄膜を原子間力顕微鏡タッピング法で測定し、得られた位相像の特性周期により、フォトレジスト樹脂の、ラインエッジラフネスおよびラインウィドスラフネス特性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法;
3.フォトレジスト樹脂の薄膜を原子間力顕微鏡タッピング法で測定し、得られた該薄膜の弾性率変動の特性周期によりフォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法;である。
That is, the present invention
1. A method for evaluating a photoresist resin, characterized by evaluating the line edge roughness and line width roughness characteristics of the photoresist resin based on a uniform modulus of elasticity of the thin film of the photoresist resin;
2. A photo resist resin thin film is measured by an atomic force microscope tapping method, and the line edge roughness and line width roughness characteristics of the photoresist resin are evaluated based on the characteristic period of the obtained phase image. Resist resin evaluation method;
3. A photo resist resin thin film is measured by an atomic force microscope tapping method, and the elastic modulus uniformity of the photo resist resin thin film is evaluated by the characteristic period of the elastic modulus variation of the thin film obtained. Evaluation method of resin.

本発明の評価方法により、簡便な操作で、フォトレジスト樹脂のフォトレジスト樹脂LER・LWR特性の評価を行うことができる。それゆえ、本発明の方法は、今後さらに微細化が進むと予想される半導体デバイスの製造用フォトレジスト組成物の成分となるフォトレジスト樹脂の開発に好適に使用することができる。   With the evaluation method of the present invention, the photoresist resin LER / LWR characteristics of the photoresist resin can be evaluated by a simple operation. Therefore, the method of the present invention can be suitably used for developing a photoresist resin that is a component of a photoresist composition for manufacturing a semiconductor device, which is expected to be further miniaturized in the future.

本発明の評価方法に使用するフォトレジスト樹脂の薄膜は、ガラス、石英、シリコンなどの基板に、評価の対象とするフォトレジスト樹脂の溶液を塗布してから、70℃〜160℃の温度で乾燥することで形成することができる。薄膜の膜厚は、樹脂の濃度で制御でき、50nm〜1000nmが好ましく、100nm〜500nmがより好ましい。薄膜の表面は、平滑であることが好ましく、具体的には凹凸が2nm以下であることが好ましい。このような薄膜を作成する方法としては、フォトレジスト膜を作成する際に慣用されている方法、例えばスピンコーティング法などが挙げられる。   The photoresist resin thin film used in the evaluation method of the present invention is dried at a temperature of 70 ° C. to 160 ° C. after a photoresist resin solution to be evaluated is applied to a substrate such as glass, quartz, or silicon. By doing so, it can be formed. The film thickness of the thin film can be controlled by the concentration of the resin, preferably 50 nm to 1000 nm, and more preferably 100 nm to 500 nm. The surface of the thin film is preferably smooth, and specifically, the unevenness is preferably 2 nm or less. Examples of a method for producing such a thin film include a method commonly used for producing a photoresist film, such as a spin coating method.

フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性は、フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率変動の2次元分布を測定し、該分布を評価することによって評価する。   The elastic modulus uniformity of the photoresist resin thin film is evaluated by measuring a two-dimensional distribution of the elastic modulus variation of the photoresist resin thin film and evaluating the distribution.

フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率変動の2次元分布は原子間力顕微鏡のタッピング法によって測定できる。   The two-dimensional distribution of the elastic modulus variation of the photoresist resin thin film can be measured by the tapping method of an atomic force microscope.

原子間力顕微鏡のタッピング法とは、ピエゾドライバーでカンチレバーを励起して振動させながら、試料表面の形状を測定する手法である。このとき、試料表面の弾性的性質により、カンチレバーを振動させるピエゾドライブの信号に対して、カンチレバーの振動信号に位相の遅れが生じる。この位相差をマッピングし画像化したものが位相像である。位相の遅れが大きい部分は暗く観察され、一方、位相の遅れが小さい部分は明るく観察される。   The atomic force microscope tapping method is a method of measuring the shape of the sample surface while exciting the cantilever with a piezo driver and vibrating it. At this time, due to the elastic properties of the sample surface, a phase delay occurs in the vibration signal of the cantilever with respect to the signal of the piezo drive that vibrates the cantilever. A phase image is obtained by mapping and imaging this phase difference. A portion with a large phase delay is observed dark, while a portion with a small phase delay is observed brightly.

該原子間力顕微鏡としては、例えば、デジタルインスツルメンツ社製原子間力顕微鏡装置Dimension3100を使用できる。   As the atomic force microscope, for example, an atomic force microscope Dimension 3100 manufactured by Digital Instruments can be used.

原子間力顕微鏡タッピング法の観察は、探針がサンプルを押し付ける力であるタッピングフォースを一定にすることで再現性よく観察することができる。また、汚染された探針の使用は、得られる像が乱れるので好ましくない。   The atomic force microscope tapping method can be observed with good reproducibility by making the tapping force, which is the force with which the probe presses the sample, constant. Also, the use of a contaminated probe is not preferable because the obtained image is disturbed.

こうして得られた位相像はフォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率変動分布を表す。すなわち、位相像で明るく観察される部分は、位相の遅れが小さい硬質部分であり、暗く観察される部分は位相の遅れが大きい軟質部分である。   The phase image thus obtained represents the elastic modulus variation distribution of the photoresist resin thin film. That is, the portion observed brightly in the phase image is a hard portion having a small phase delay, and the portion observed dark is a soft portion having a large phase delay.

弾性率変動分布を表す位相像から、弾性率均一性を評価する方法としては、弾性率変動分布を表す位相像を目視し均一性を評価してもよいが、より、明確に数値化する方法として、位相像の周期の特性波長(Λ)を求め、Λの大小により評価することができる。   As a method of evaluating the elastic modulus uniformity from the phase image representing the elastic modulus fluctuation distribution, the phase image representing the elastic modulus fluctuation distribution may be visually evaluated to evaluate the uniformity, but a method of more clearly quantifying The characteristic wavelength (Λ) of the phase of the phase image can be obtained and evaluated by the magnitude of Λ.

Λは、まず上記位相像を2値化し;2次元ファストフーリエ変換(2D−FFT変換)し;円環平均することで強度分布を求め;強度最大となる中心からの距離(qm)を求め;式Λ=2π/qmにqmを代入して求める。   Λ first binarizes the above phase image; performs two-dimensional fast Fourier transform (2D-FFT transform); obtains an intensity distribution by averaging the rings; obtains a distance (qm) from the center where the intensity is maximum; Obtained by substituting qm into the equation Λ = 2π / qm.

位相像の2値化は、例えば、Adobe社製Photoshop5.0LEのような画像解析ソフトを用いて行うことができる。位相像を2値化することで、周期をより鮮明に解析することができる。   The binarization of the phase image can be performed using image analysis software such as Photoshop 5.0LE manufactured by Adobe, for example. By binarizing the phase image, the period can be analyzed more clearly.

2D−FFT変換は、例えば、メディアサイバーネティックス社製Image−Pro Plusのような画像解析ソフトを用いて行うことができる。上記位相像を2D−FFT変換することで、2D−FFT像が得られる。得られた2D−FFT像は特定の距離と方向の相関の強さを表している。   The 2D-FFT conversion can be performed using image analysis software such as Image-Pro Plus manufactured by Media Cybernetics. A 2D-FFT image is obtained by performing 2D-FFT conversion on the phase image. The obtained 2D-FFT image represents the strength of correlation between a specific distance and direction.

次に、上記2D−FFT像の強度を円環平均(2D−FFT像の中心からの距離(q)に対する強度の平均)することで、強度分布を求めることができる。円環平均は、例えば、メディアサイバーネティックス社製Image−Pro Plusのような画像解析ソフトを用いて行うことができる。   Next, the intensity distribution can be obtained by averaging the intensity of the 2D-FFT image in an annular shape (average of the intensity with respect to the distance (q) from the center of the 2D-FFT image). The ring average can be performed using image analysis software such as Image-Pro Plus manufactured by Media Cybernetics.

特性波長(Λ)は、円環平均を用いて求めた強度分布から強度最大となる中心からの距離(qm)を求め、式Λ=2π/qmにqmを代入して求める。   The characteristic wavelength (Λ) is obtained by obtaining the distance (qm) from the center where the intensity is maximum from the intensity distribution obtained using the circular average, and substituting qm into the expression Λ = 2π / qm.

このようにして求められる弾性率均一性は、フォトレジスト樹脂のLER・LWR特性を表す指標となる。その理由を以下に記す。   The elastic modulus uniformity thus obtained is an index representing the LER / LWR characteristics of the photoresist resin. The reason is described below.

フォトレジスト樹脂の溶解性は、樹脂中の高分子鎖末端の存在密度(以下、末端密度と称す。)に影響されると推定され、末端密度が高いと溶解しやすく、末端密度が低いと溶解しにくいと考えられる。
また、樹脂弾性率も、末端密度に影響されると推定され、末端密度が高いと軟質(弾性率が低い)となり、末端密度が低いと硬質(弾性率が高い)となると考えられる。
これらより、本発明の評価方法で用いる弾性率変動の2次元分布において、軟質領域は、末端密度の高い領域を表すので、溶解性が高い領域であり;硬質領域は、末端密度の低い領域を表すので、溶解性が低い領域であると考えられる。
更に、LER・LWRは樹脂の溶解性が不均一になることによって発生していると考えられるので、弾性率均一性が高いフォトレジスト樹脂では、LER・LWRは発生しがたく、弾性率均一性が低いフォトレジスト樹脂では、LER・LWRは発生しやすくなると関連付けることができる。
以上より、弾性率均一性は、フォトレジスト樹脂のLER・LWR特性を表す指標となり、弾性率均一性によって、フォトレジスト樹脂のLER・LWR特性を評価できるといえる。
The solubility of the photoresist resin is presumed to be affected by the density of polymer chain ends in the resin (hereinafter referred to as end density). It is easy to dissolve when the end density is high, and dissolves when the end density is low. It is considered difficult to do.
The resin elastic modulus is also estimated to be affected by the terminal density, and is considered to be soft (low elastic modulus) when the terminal density is high and hard (high elastic modulus) when the terminal density is low.
From these, in the two-dimensional distribution of the elastic modulus variation used in the evaluation method of the present invention, the soft region represents a region having a high terminal density, and thus a region having high solubility; a hard region represents a region having a low terminal density. Therefore, it is considered that the solubility is low.
Furthermore, since LER / LWR is considered to be caused by non-uniform resin solubility, LER / LWR is unlikely to occur in a photoresist resin with high elastic modulus uniformity. In the case of a photoresist resin having a low value, LER / LWR is likely to occur.
From the above, it can be said that the elasticity modulus uniformity serves as an index representing the LER / LWR characteristics of the photoresist resin, and the LER / LWR characteristics of the photoresist resin can be evaluated by the elasticity modulus uniformity.

本発明の評価方法により、評価可能なフォトレジスト樹脂としては特に限定はなく、ネガ型フォトレジスト樹脂、ポジ型フォトレジスト樹脂のいずれのフォトレジスト樹脂であっても評価できる。   The photoresist resin that can be evaluated by the evaluation method of the present invention is not particularly limited, and any photoresist resin of a negative photoresist resin and a positive photoresist resin can be evaluated.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。高分子化合物の重量平均分子量(Mw)および分散度(Mw/Mn)はGPC分析[カラム:TSK−gel SUPER HZM−H(商品名、東ソー株式会社製、4.6mm×150mm)2本およびTSK−gel SUPER HZ2000(東ソー株式会社製、4.6mm×150mm)1本を直列接続、溶離液:テトラヒドロフラン、較正曲線:ポリスチレン標準]により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples. The weight average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) of the polymer compound were determined by GPC analysis [column: TSK-gel SUPER HZM-H (trade name, 4.6 mm × 150 mm, manufactured by Tosoh Corporation) and TSK. -Gel SUPER HZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm x 150 mm) was measured in series, eluent: tetrahydrofuran, calibration curve: polystyrene standard].

<合成例1>
フォトレジスト樹脂(1)の合成
<Synthesis Example 1>
Synthesis of photoresist resin (1)

窒素導入口、撹拌子、還流冷却器および温度計を備えた容量100mlの丸底フラスコに、窒素雰囲気下で、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン4.39g(18.7mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン2.21g(9.4mmol)、α―メタクリロイルオキシ−γ―ブチロラクトン3.18g(18.7mmol)、メチルエチルケトン44ml、およびアゾイソブチロニトリル0.66g(4.0mmol)を入れ、80℃で4時間重合させた。得られた反応溶液を、室温でメタノール1000ml中に撹拌しながら滴下し、白色の沈殿を得た。得られた沈殿をろ別し、減圧下で10時間乾燥することで、フォトレジスト樹脂(1)を6.06g得た。Mw=8500、Mw/Mn=1.93、l:m:n=39:20:41であった。   In a 100 ml round bottom flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, under a nitrogen atmosphere, 4.39 g (18.7 mmol) of 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy -3-methacryloyloxyadamantane 2.21 g (9.4 mmol), α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone 3.18 g (18.7 mmol), methyl ethyl ketone 44 ml, and azoisobutyronitrile 0.66 g (4.0 mmol) And polymerized at 80 ° C. for 4 hours. The obtained reaction solution was added dropwise with stirring to 1000 ml of methanol at room temperature to obtain a white precipitate. The obtained precipitate was filtered off and dried under reduced pressure for 10 hours to obtain 6.06 g of photoresist resin (1). Mw = 8500, Mw / Mn = 1.93, l: m: n = 39: 20: 41.

<合成例2>
フォトレジスト樹脂(2)の合成
合成例1と同様な方法で得られたフォトレジスト樹脂(1)を5.0g、もう一度メチルエチルケトン44mLに溶解させた後、室温でメタノール1000ml中に撹拌しながら滴下し、白色の沈殿を得た。得られた沈殿をろ別し、減圧下で10時間乾燥することで、目的とするフォトレジスト樹脂(2)を4.12g得た。Mw=11400、Mw/Mn=1.51、l:m:n=39:20:41であった。
<Synthesis Example 2>
Synthesis of photoresist resin (2) 5.0 g of the photoresist resin (1) obtained by the same method as in Synthesis Example 1 was dissolved once again in 44 mL of methyl ethyl ketone, and then added dropwise with stirring to 1000 mL of methanol at room temperature. A white precipitate was obtained. The obtained precipitate was filtered off and dried under reduced pressure for 10 hours to obtain 4.12 g of the desired photoresist resin (2). Mw = 11400, Mw / Mn = 1.51, l: m: n = 39: 20: 41.

<合成例3>
フォトレジスト樹脂(3)の合成
連鎖移動剤として、ラウリルメルカプタン0.26g用いて重合した以外は、合成例1と同様な方法を行った。目的とするフォトレジスト樹脂(3)を6.23g得た。Mw=7000、Mw/Mn=1.55、l:m:n=36:21:43であった。
<Synthesis Example 3>
The same method as in Synthesis Example 1 was performed except that 0.26 g of lauryl mercaptan was used as a synthetic chain transfer agent for the photoresist resin (3). 6.23 g of the desired photoresist resin (3) was obtained. Mw = 7000, Mw / Mn = 1.55, l: m: n = 36: 21: 43.

<合成例4>
フォトレジスト樹脂(4)の合成
連鎖移動剤として、2−メルカプトプロピオン酸を0.15g用いて重合した以外は、合成例1と同様な方法を行った。目的とするフォトレジスト樹脂(4)を5.95g得た。Mw=8200、Mw/Mn=1.57、l:m:n=36:21:43であった。
<Synthesis Example 4>
The same method as in Synthesis Example 1 was performed except that 0.15 g of 2-mercaptopropionic acid was used as a synthetic chain transfer agent for the photoresist resin (4). 5.95 g of the desired photoresist resin (4) was obtained. Mw = 8200, Mw / Mn = 1.57, l: m: n = 36: 21: 43.

<合成例5>
フォトレジスト樹脂(5)の合成
<Synthesis Example 5>
Synthesis of photoresist resin (5)

窒素導入口、撹拌子、還流冷却器および温度計を備えた容量100mlの丸底フラスコに、窒素雰囲気下で、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン4.39g(18.7mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン2.21g(9.4mmol)、メタクリロイルオキシ−2−ノルボルナンラクトン4.16g(18.7mmol)、メチルエチルケトン44ml、およびアゾイソブチロニトリル0.66g(4.0mmol)を入れ、80℃で4時間重合させた。得られた反応溶液を、室温でメタノール1000ml中に撹拌しながら滴下し、白色の沈殿を得た。得られた沈殿をろ別し、減圧下で10時間乾燥することで、目的とする高分子化合物4を7.15g得た。Mw=9700、Mw/Mn=2.27、l:m:n=37:21:42であった。   In a 100 ml round bottom flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, under a nitrogen atmosphere, 4.39 g (18.7 mmol) of 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy -3-methacryloyloxyadamantane 2.21 g (9.4 mmol), methacryloyloxy-2-norbornanelactone 4.16 g (18.7 mmol), methyl ethyl ketone 44 ml, and azoisobutyronitrile 0.66 g (4.0 mmol) were added. And polymerized at 80 ° C. for 4 hours. The obtained reaction solution was added dropwise to 1000 ml of methanol with stirring at room temperature to obtain a white precipitate. The obtained precipitate was collected by filtration and dried under reduced pressure for 10 hours to obtain 7.15 g of the target polymer compound 4. Mw = 9700, Mw / Mn = 2.27, and l: m: n = 37: 21: 42.

<原子間力顕微鏡評価>
<実施例1>
合成例1で得られたフォトレジスト樹脂(1)をジオキサンに溶解し、樹脂濃度12質量%のフォトレジスト樹脂溶液を調製した。このフォトレジスト樹脂溶液を、フィルター(四フッ化エチレン樹脂(PTFE)製)(0.2μm)を用いてろ過した後、ガラス基板上にスピンコーティング法により塗布し、130℃で5分加熱乾燥し、厚み約200nmの薄膜を形成させた。この薄膜の表面を原子間力顕微鏡(デジタルインスツルメンツ社製原子間力顕微鏡装置Dimension3100)を用いて、タッピング法で測定し、位相像(図1)と凹凸像(図2)とを得た。測定は、200×200[nm]の範囲について行い、256×256[ピクセル]で記録した。図2に示すように、表面の凸凹は2nm未満と非常に平滑であり、特別な構造は見られなかった。一方、位相像では図1に示すように周期構造が見られた。
<Atomic force microscope evaluation>
<Example 1>
The photoresist resin (1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in dioxane to prepare a photoresist resin solution having a resin concentration of 12% by mass. After filtering this photoresist resin solution using a filter (made of tetrafluoroethylene resin (PTFE)) (0.2 μm), it was applied on a glass substrate by a spin coating method and dried by heating at 130 ° C. for 5 minutes. A thin film having a thickness of about 200 nm was formed. The surface of this thin film was measured by a tapping method using an atomic force microscope (Atomic Force Microscope Device Dimension 3100 manufactured by Digital Instruments) to obtain a phase image (FIG. 1) and an uneven image (FIG. 2). The measurement was performed for a range of 200 × 200 [nm] and recorded at 256 × 256 [pixel]. As shown in FIG. 2, the surface unevenness was very smooth, less than 2 nm, and no special structure was found. On the other hand, in the phase image, a periodic structure was seen as shown in FIG.

次に、位相像で見られた周期構造を画像解析ソフトを用いて定量化した。まず、周期をより鮮明に解析するため、画像解析ソフト(Adobe社製Photoshop5.0LE)を用いて画像を2値化した。次に2値化した位相像を画像解析ソフト(メディアサイバーネティックス社製Image−Pro Plus)を用いて2D−FFT変換し、図3に示す2D−FFT像を得た。   Next, the periodic structure seen in the phase image was quantified using image analysis software. First, in order to analyze the period more clearly, the image was binarized using image analysis software (Photoshop 5.0LE manufactured by Adobe). Next, the binarized phase image was subjected to 2D-FFT conversion using image analysis software (Image-Pro Plus manufactured by Media Cybernetics) to obtain a 2D-FFT image shown in FIG.

得られた2D−FFT像の大きさは256×256[ピクセル]である。図3において、中心からの距離(q)の単位は、=0.00314[1/(nm・ピクセル)]である。2D−FFT像を中心からの距離(q)で円環平均し、強度分布を求めた(図4)。   The size of the obtained 2D-FFT image is 256 × 256 [pixels]. In FIG. 3, the unit of the distance (q) from the center is = 0.00314 [1 / (nm · pixel)]. The 2D-FFT image was circularly averaged at a distance (q) from the center to obtain an intensity distribution (FIG. 4).

図4より、強度が最大となる中心からの距離(q)は0.26[1/nm]であった。特性波長(Λ)は、式Λ=2π/qより、24[nm]であった。 From FIG. 4, the distance (q m ) from the center where the intensity is maximum was 0.26 [1 / nm]. The characteristic wavelength (Λ) was 24 [nm] from the equation Λ = 2π / q m .

<実施例2〜5>
フォトレジスト樹脂(1)の代わりに、それぞれフォトレジスト樹脂(2)〜(5)を用いた以外は実施例1と同様にして表面凸凹とΛを求めた。結果を表に示す。
<Examples 2 to 5>
Surface irregularities and Λ were determined in the same manner as in Example 1 except that the photoresist resins (2) to (5) were used instead of the photoresist resin (1). The results are shown in the table.

表1に示す通り、それぞれのフォトレジスト樹脂についての特性波長(Λ)が求められた。これらの大小により、フォトレジスト樹脂LER・LWRが評価できると推定される。   As shown in Table 1, the characteristic wavelength (Λ) for each photoresist resin was determined. It is presumed that the photoresist resin LER / LWR can be evaluated based on these sizes.

実施例1で得た原子間力顕微鏡のタッピング法測定で得た位相像の写真である。一辺の長さは200nmに相当する。2 is a photograph of a phase image obtained by tapping method measurement using an atomic force microscope obtained in Example 1. FIG. The length of one side corresponds to 200 nm. 実施例1で得た原子間力顕微鏡のタッピング法測定で得た凸凹像の写真である。一辺の長さは200nmに相当する。最大凸凹スケールは2nmである。2 is a photograph of a concavo-convex image obtained by tapping method measurement with an atomic force microscope obtained in Example 1. FIG. The length of one side corresponds to 200 nm. The maximum unevenness scale is 2 nm. 実施例1で得た2D−FFT像の写真である。2 is a photograph of a 2D-FFT image obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得た2D−FFT像の中心からの距離(q)と強度との関係を示す図である。6 is a diagram illustrating a relationship between a distance (q) from the center of the 2D-FFT image obtained in Example 1 and intensity. FIG.

Claims (3)

フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性により、フォトレジスト樹脂の、ラインエッジラフネス特性およびラインウィドスラフネス特性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法。   A method for evaluating a photoresist resin, comprising evaluating the line edge roughness characteristics and the line width roughness characteristics of the photoresist resin based on the elastic modulus uniformity of the thin film of the photoresist resin. フォトレジスト樹脂の薄膜を原子間力顕微鏡タッピング法で測定し、得られた位相像の特性周期により、フォトレジスト樹脂の、ラインエッジラフネス特性およびラインウィドスラフネス特性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法。   The thin film of the photoresist resin is measured by an atomic force microscope tapping method, and the line edge roughness characteristic and the line width roughness characteristic of the photoresist resin are evaluated by the characteristic period of the obtained phase image, Evaluation method for photoresist resin. フォトレジスト樹脂の薄膜を原子間力顕微鏡タッピング法で測定し、得られた該薄膜の弾性率変動の特性周期により、フォトレジスト樹脂の薄膜の弾性率均一性を評価することを特徴とする、フォトレジスト樹脂の評価方法。   A photo resist resin thin film is measured by an atomic force microscope tapping method, and the elastic modulus uniformity of the photo resist resin thin film is evaluated by a characteristic period of the elastic modulus variation of the obtained thin film. Evaluation method of resist resin.
JP2007043049A 2007-02-23 2007-02-23 Photoresist resin evaluating method Pending JP2008203226A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007043049A JP2008203226A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Photoresist resin evaluating method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007043049A JP2008203226A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Photoresist resin evaluating method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008203226A true JP2008203226A (en) 2008-09-04

Family

ID=39780881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007043049A Pending JP2008203226A (en) 2007-02-23 2007-02-23 Photoresist resin evaluating method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008203226A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256373A (en) * 2007-03-30 2008-10-23 Hoya Corp Method of evaluating vapor deposition film, and method of manufacturing optical member using the same
JP2009058934A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Method for performing photoresist characterization and analysis
JP2010190876A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Mitsui Chemicals Inc Method for analyzing olefin copolymer, method for evaluating olefin copolymer, and method for producing olefin copolymer
JP2011053107A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Hoya Corp Method for evaluating film on optical member and method for manufacturing optical member using the same
JP2020105415A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 旭化成株式会社 Thermoplastic resin composition and molding
WO2023053833A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Method for verifying photosensitive composition and method for producing photosensitive composition
WO2023054070A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Method for testing photosensitive composition and method for producing photosensitive composition

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008256373A (en) * 2007-03-30 2008-10-23 Hoya Corp Method of evaluating vapor deposition film, and method of manufacturing optical member using the same
JP2009058934A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Method for performing photoresist characterization and analysis
JP2010190876A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Mitsui Chemicals Inc Method for analyzing olefin copolymer, method for evaluating olefin copolymer, and method for producing olefin copolymer
JP2011053107A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Hoya Corp Method for evaluating film on optical member and method for manufacturing optical member using the same
JP2020105415A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 旭化成株式会社 Thermoplastic resin composition and molding
JP7246923B2 (en) 2018-12-28 2023-03-28 旭化成株式会社 Thermoplastic resin composition and molded article
WO2023053833A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Method for verifying photosensitive composition and method for producing photosensitive composition
WO2023054070A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Method for testing photosensitive composition and method for producing photosensitive composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008203226A (en) Photoresist resin evaluating method
JP5739408B2 (en) Self-forming top anti-reflective coating composition, photoresist mixture containing the same, and method of imaging using the same
JP2005196209A (en) Positive photoresist composition containing polymer containing fluorosulfonamido group, and its usage
JP2016012104A (en) Positive resist composition and production method thereof, and resist pattern production method using the positive resist composition
CN104049463A (en) Self-assembled structures, method of manufacture thereof and articles comprising the same
KR102201917B1 (en) Resist quality control method and method for obtaining resist quality prediction model
KR20130084240A (en) Photosensitive resin composition, and method for producing photosensitive resin composition
JP2003107707A (en) Chemically amplifying positive radiation sensitive resin composition
Diakoumakos et al. Free-radical synthesis of narrow polydispersed 2-hydroxyethyl methacrylate-based tetrapolymers for dilute aqueous base developable negative photoresists
Roa et al. AFM nanoindentation-based mechanical investigation of 3D confinement effects on nanoarchitectonic arrays of Ag nanodisks
KR20150126968A (en) Composition for forming upper layer film and resist pattern forming method using same
Lenhart et al. X-ray absorption spectroscopy to probe surface composition and surface deprotection in photoresist films
JP2021047331A (en) Mark position determining method, lithography method, article production method, program and lithography apparatus
US6538753B2 (en) Method and apparatus for dimension measurement of a pattern formed by lithographic exposure tools
JP5109907B2 (en) Mask inspection method
US10943343B2 (en) Evaluation method, determination method, lithography apparatus, and non-transitory computer-readable storage medium
KR20200035371A (en) Poly (P-hydroxystyrene) epoxy resin, its synthesis and use
Lee et al. Understanding dissolution behavior of 193nm photoresists in organic solvent developers
KR101061526B1 (en) Resist for Electron Beam Lithography
JP4053402B2 (en) Positive photoresist composition for LCD production and method for forming resist pattern
Fallica et al. Comparative study of line roughness metrics of chemically amplified and inorganic resists for extreme ultraviolet
Amano et al. Phase defect detection signal analysis: dependence of defect size variation
JP2009231767A (en) Method of analyzing lithography process window and its analyzing program
Woodward et al. Component segregation in model chemically amplified resists
Kulshreshtha et al. Revealing beam-induced chemistry using modulus mapping in negative-tone EUV/e-beam resists with and without cross-linker additives