JP2008303315A - New vinyl ether copolymer - Google Patents

New vinyl ether copolymer Download PDF

Info

Publication number
JP2008303315A
JP2008303315A JP2007152618A JP2007152618A JP2008303315A JP 2008303315 A JP2008303315 A JP 2008303315A JP 2007152618 A JP2007152618 A JP 2007152618A JP 2007152618 A JP2007152618 A JP 2007152618A JP 2008303315 A JP2008303315 A JP 2008303315A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vinyl ether
group
general formula
protective film
carbon atoms
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
JP2007152618A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahito Mita
孝仁 三田
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.)
Maruzen Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Maruzen Petrochemical 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 Maruzen Petrochemical Co Ltd filed Critical Maruzen Petrochemical Co Ltd
Priority to JP2007152618A priority Critical patent/JP2008303315A/en
Publication of JP2008303315A publication Critical patent/JP2008303315A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material for forming a resist protective film for immersion lithography, for forming a protective film that has high water repellency against water or an immersion medium essentially comprising water, is easily peeled by a developer solution and does not cause mixing with a photoresist layer. <P>SOLUTION: A vinyl ether copolymer is disclosed, which has a vinyl ether structural unit expressed by general formula (1) (wherein Y represents an alkylene group, an alkyleneoxy group or an alkyleneoxyalkyl group, Z represents a 6-15C monocyclic or condensed polycyclic or crosslinked polycyclic alicyclic group which may have a substituent, and n represents 0 or 1) and a maleimide structural unit expressed by general formula (2) (wherein each of R<SP>13</SP>and R<SP>14</SP>independently represents a hydrogen atom, a 1-5C chain or cyclic hydrocarbon group, an entirely or partially fluorinated 1-5C chain or cyclic hydrocarbon group or a halogen atom). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、脂環式ビニルエーテル類及びマレイミド類を構成単位として含む新規ビニルエーテル共重合体及びその製造方法に関する。本発明のビニルエーテル共重合体は、高い撥水性を有し、且つアルカリ溶液に可溶な樹脂膜を与えることができ、特に液浸レジスト用保護膜形成用材料として有用である。   The present invention relates to a novel vinyl ether copolymer containing alicyclic vinyl ethers and maleimides as constituent units, and a method for producing the same. The vinyl ether copolymer of the present invention has a high water repellency and can provide a resin film soluble in an alkaline solution, and is particularly useful as a material for forming a protective film for an immersion resist.

半導体素子の製造のために用いられるリソグラフィーにおいては、集積度の増大に伴い、より微細なパターンの形成が求められている。パターンの微細化には露光光源の短波長化が不可欠であるが、現在ではフッ化クリプトン(KrF)エキシマレーザー光(波長248nm)によるリソグラフィーが主流になりつつあり、フッ化アルゴン(ArF)エキシマレーザー光(波長193nm)による線幅100nm以下のリソグラフィーも実用化されている。更には、フッ素ダイマー(F2)エキシマレーザー光(波長157nm)、極紫外線(EUV)、X線、電子線等を用いたリソグラフィー技術が開発段階にある。   In lithography used for the manufacture of semiconductor elements, the formation of finer patterns is required as the degree of integration increases. Shortening the wavelength of the exposure light source is indispensable for pattern miniaturization, but now lithography using krypton fluoride (KrF) excimer laser light (wavelength 248 nm) is becoming the mainstream, and argon fluoride (ArF) excimer laser Lithography using light (wavelength 193 nm) with a line width of 100 nm or less has also been put into practical use. Furthermore, lithography technology using fluorine dimer (F2) excimer laser light (wavelength 157 nm), extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, electron beams, etc. is in the development stage.

また、最近になって、ArFエキシマレーザーによる露光技術を延命する手段として、液浸リソグラフィーが提案されている。これは、露光時にウェハー上に形成されたフォトレジスト膜と露光装置のレンズとの間に水又は水を主成分とする液浸媒体を含浸させるプロセスであるが、この場合、フォトレジスト膜が液浸媒体と接触することから、フォトレジスト層中の光酸発生剤等の成分が液浸媒体に溶出し、又は、液浸媒体がフォトレジスト層中に吸収されてしまうことで、感度の低下や解像性の変動をまねくという問題があった。また、含浸させた液浸流体がレジスト層上に残留してしまうことでドライ露光にはみられない液浸リソグラフィー特有のパターン欠陥が生じる問題があった。   Recently, immersion lithography has been proposed as a means for extending the life of exposure technology using an ArF excimer laser. This is a process of impregnating water or an immersion medium containing water as a main component between the photoresist film formed on the wafer at the time of exposure and the lens of the exposure apparatus. Since the components such as the photoacid generator in the photoresist layer are eluted in the immersion medium because they are in contact with the immersion medium, or the immersion medium is absorbed in the photoresist layer, the sensitivity is reduced. There was a problem of causing fluctuations in resolution. Further, since the impregnated immersion fluid remains on the resist layer, there is a problem that a pattern defect peculiar to immersion lithography which is not observed in dry exposure occurs.

上記液浸リソグラフィーに関するこれらの問題を解決するために、フォトレジスト膜を液浸媒体から保護する目的で、フォトレジスト膜上層に保護膜を形成する方法が提案されている(特許文献1、非特許文献1)。
この保護膜は、使用する露光波長に対して十分な透明性を確保し、フォトレジスト層とインターミキシングをおこすことなく安定に保護膜を形成することができ、たとえば水又は水を主成分とする液浸媒体に対して十分な耐性を有し、かつ、該液浸媒体に対して高い撥水性を有し、また、剥離剤又は現像液によって容易に剥離できることが要求される。
国際公開2004/074937号パンフレット 日経マイクロデバイス04年4月号
In order to solve these problems related to the immersion lithography, a method of forming a protective film on the upper layer of the photoresist film has been proposed for the purpose of protecting the photoresist film from the immersion medium (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). Reference 1).
This protective film ensures sufficient transparency with respect to the exposure wavelength to be used, and can form a protective film stably without causing intermixing with the photoresist layer. For example, water or water is the main component. It is required to have sufficient resistance to the immersion medium, have high water repellency to the immersion medium, and can be easily peeled off by a release agent or developer.
International Publication No. 2004/074937 Pamphlet Nikkei Microdevice April 2004 issue

本発明は、上記事情を克服するためになされたものであって、水又は水に対する液浸媒体に対して高い撥水性を有し、現像液によって容易に剥離し、かつフォトレジスト層とのミキシングを起こさない保護膜を形成するための液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to overcome the above-described circumstances, has high water repellency with respect to water or an immersion medium for water, is easily peeled off by a developer, and is mixed with a photoresist layer. It is an object of the present invention to provide a resist protective film forming material for immersion lithography for forming a protective film that does not cause erosion.

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、少なくとも下記一般式(1)で表されるビニルエーテル系構成単位と下記一般式(2)で表されるマレイミド系構成単位でなる共重合体を含む保護膜形成材料を使用したレジスト保護膜が、水又は水を主成分とする液浸媒体に対する撥水性を有し、かつアルカリ現像液によって容易に剥離できることを知見し、本発明に至った。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found a copolymer comprising at least a vinyl ether structural unit represented by the following general formula (1) and a maleimide structural unit represented by the following general formula (2). The present inventors have found that a resist protective film using a protective film forming material containing water has water repellency with respect to water or an immersion medium containing water as a main component and can be easily peeled off with an alkali developer.

すなわち本発明は、少なくとも下記一般式(1)

Figure 2008303315
That is, the present invention provides at least the following general formula (1)
Figure 2008303315

(式中、Yはアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンオキシアルキル基を示し、Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜15の単環式、縮合多環式又は架橋多環式の脂環基を示し、nは0又は1を示す)で表されるビニルエーテル系構成単位と、
下記一般式(2):
Wherein Y represents an alkylene group, an alkyleneoxy group or an alkyleneoxyalkyl group, and Z represents a monocyclic, condensed polycyclic or bridged polycyclic having 6 to 15 carbon atoms which may have a substituent. A vinyl ether structural unit represented by the following formula: n represents 0 or 1;
The following general formula (2):

Figure 2008303315
Figure 2008303315

(式中、R13及びR14は各々独立して水素原子、炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す)で表されるマレイミド系構成単位を有するビニルエーテル共重合体及びその製造方法を提供するものである。 (Wherein R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a completely or partially fluorinated chain structure having 1 to 5 carbon atoms, or The present invention provides a vinyl ether copolymer having a maleimide-based structural unit represented by a cyclic hydrocarbon group or a halogen atom and a method for producing the same.

また本発明は、上記ビニルエーテル共重合体を含むことを特徴とする液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料、及び該材料をフォトレジスト膜上に塗布、乾燥することによって形成された液浸リソグラフィー用レジスト保護膜を提供するものである。   The present invention also provides a resist protective film forming material for immersion lithography comprising the above vinyl ether copolymer, and immersion lithography formed by applying and drying the material on a photoresist film. A resist protective film is provided.

本発明の新規ビニルエーテル共重合体を含む液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料によって形成したレジスト上層膜は、レジスト層が水又は水を主成分とする液浸媒体に犯されることを防ぎ、かつアルカリ現像液によって容易に剥離できる。従って、今後更に微細化が進行されていくと予想される半導体デバイスの製造に極めて好適に使用することができる。   The resist upper layer film formed of the resist protective film forming material for immersion lithography containing the novel vinyl ether copolymer of the present invention prevents the resist layer from being violated by water or an immersion medium mainly composed of water, and It can be easily peeled off with an alkali developer. Therefore, it can be used very suitably for the manufacture of semiconductor devices which are expected to be further miniaturized in the future.

本発明の新規ビニルエーテル共重合体は、少なくとも下記一般式(1)   The novel vinyl ether copolymer of the present invention has at least the following general formula (1)

Figure 2008303315
Figure 2008303315

(式中、Yはアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンオキシアルキル基を示し、Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜15の単環式、縮合多環式又は架橋多環式の脂環基を示し、nは0又は1を示す)で表されるビニルエーテル系構成単位と、
下記一般式(2):
Wherein Y represents an alkylene group, an alkyleneoxy group or an alkyleneoxyalkyl group, and Z represents a monocyclic, condensed polycyclic or bridged polycyclic having 6 to 15 carbon atoms which may have a substituent. A vinyl ether structural unit represented by the following formula: n represents 0 or 1;
The following general formula (2):

Figure 2008303315
Figure 2008303315

(式中、R13及びR14は各々独立して水素原子、炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す)で表されるマレイミド系構成単位を有する。 (Wherein R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a completely or partially fluorinated chain structure having 1 to 5 carbon atoms, or A maleic structural unit represented by a cyclic hydrocarbon group or a halogen atom.

一般式(1)中、Yで示されるアルキレン基としては、炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状アルキレン基が好ましく、更に炭素数1〜6の直鎖状アルキレン基が好ましく、特にメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が好ましい。アルキレンオキシ基としては、C2−C4アルキレンオキシ基が好ましく、特にエチレンオキシ基、トリメチレンオキシ基が好ましい。アルキレンオキシアルキル基としては、C2−C4アルキレンオキシ−C2−C4アルキル基が好ましく、エチレンオキシエチル基、エチレンオキシプロピル基、プロピレンオキシエチル基、プロピレンオキシプロピル基等が挙げられる。 In general formula (1), the alkylene group represented by Y is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly A methylene group, an ethylene group, a trimethylene group and a tetramethylene group are preferred. The alkylene group is preferably a C 2 -C 4 alkyleneoxy group, particularly an ethyleneoxy group, trimethylene group is preferred. The alkyleneoxy alkyl group, preferably a C 2 -C 4 alkyleneoxy -C 2 -C 4 alkyl group, ethyleneoxy ethyl ethyleneoxy propyl group, propyleneoxy ethyl, propyleneoxy propyl group and the like.

Zで示される脂環基としては、炭素数6〜15の縮合多環式又は架橋多環式の脂環基が好ましく、具体的にはトリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ペンタシクロペンタデカニル基、アダマンチル基等が挙げられる。これらの脂環基には、炭素数1〜6のアルキル基、フッ素原子、全部又は一部がフッ素化された炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシル基、アセタール保護されたヒドロキシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、カルボキシル基、ニトリル基等の1〜5個が置換していてもよい。これらの脂環基上の置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基が特に好ましい。   The alicyclic group represented by Z is preferably a condensed polycyclic or bridged polycyclic alicyclic group having 6 to 15 carbon atoms, specifically, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclo group. A dodecanyl group, a pentacyclopentadecanyl group, an adamantyl group, etc. are mentioned. These alicyclic groups include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which is fluorinated all or part, a hydroxyl group, an acetal-protected hydroxyl group, and a carbon number. 1 to 5 alkoxy groups, carboxyl groups, nitrile groups, etc. may be substituted. As a substituent on these alicyclic groups, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is particularly preferable.

一般式(1)で表される構造単位のうち、更に下記式で表される構造単位が特に好ましい。   Of the structural units represented by the general formula (1), a structural unit represented by the following formula is particularly preferred.

Figure 2008303315
Figure 2008303315

一般式(2)中、R13及びR14で示される炭素数1〜5の鎖状又は環状の炭化水素基としては、炭素数1〜5の直鎖又は分枝状のアルキル基、炭素数3〜5のシクロアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基等が挙げられる。完全又は部分的にフッ素化された炭素数1〜5の鎖状又は環状の炭化水素基としては、フッ素化された炭素数1〜5の直鎖又は分枝状のアルキル基、フッ素化された炭素数3〜5のシクロアルキル基が挙げられ、具体的にはトリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。これらのR13及びR14のうち、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素化された炭素数1〜5のアルキル基、ハロゲン原子が特に好ましい。 In the general formula (2), as the chain-like or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 13 and R 14, straight-chain or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms 3 to 5 cycloalkyl groups are preferable, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a cyclopropyl group, and a cyclopentyl group. Examples of the completely or partially fluorinated linear or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms include a fluorinated linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, fluorinated A C3-C5 cycloalkyl group is mentioned, Specifically, a trifluoromethyl group, a tetrafluoroethyl group, etc. are mentioned. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Of these R 13 and R 14 , an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a halogen atom are particularly preferable.

また、一般式(2)で表される構造単位のうち、更に下記式で表される構造単位が特に好ましい。   Moreover, among the structural units represented by the general formula (2), a structural unit represented by the following formula is particularly preferable.

Figure 2008303315
Figure 2008303315

また、本発明の共重合体は、液浸リソグラフィーに使用する保護膜としての性能を調節するために上記一般式(1)及び(2)以外の構成単位を含む共重合体であってもよい。   The copolymer of the present invention may be a copolymer containing structural units other than the above general formulas (1) and (2) in order to adjust the performance as a protective film used in immersion lithography. .

上記一般式(1)及び(2)以外の構成単位としては、重合性不飽和二重結合を有する単量体から得られる構成単位であれば特に限定されないが、たとえば、アルケニルエーテル誘導体(単量体1)、(メタ)アクリル酸誘導体(単量体2)、ジカルボン酸誘導体(単量体3)、N−置換マレイミド誘導体(単量体4)、スチレン誘導体(単量体5)などの単量体と共重合することによって得られる構成単位が挙げられる。   The structural unit other than the general formulas (1) and (2) is not particularly limited as long as it is a structural unit obtained from a monomer having a polymerizable unsaturated double bond. 1), (meth) acrylic acid derivative (monomer 2), dicarboxylic acid derivative (monomer 3), N-substituted maleimide derivative (monomer 4), styrene derivative (monomer 5), etc. The structural unit obtained by copolymerizing with a monomer is mentioned.

単量体1としては置換基を有していてもよい鎖状アルキルビニルエーテルが挙げられ、その具体例としては、n−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジヒドロフラン、ジヒドロピラン、2,2,2−トリフルオロエチルビニルエーテル、エチルトリフルオロビニルエーテル等が挙げられる。単量体2としては(メタ)アクリレートが挙げられ、その具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトン(メタ)アクリレート、ノルボルナラクトン(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、メチルアダマンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアダマンチルメタクリレート、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。単量体3としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の無水物又はそのエステルが挙げられ、その具体例としては、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等が挙げられる。単量体4の具体例としては、N−ヒドロキシマレイミド、N−エチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−アダマンチルマレイミド等が挙げられる。単量体5の具体例としては、スチレン、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、アセトキシスチレン、t−ブトキシスチレン、t−ブトキシカルボニロキシスチレン、トリメチルシリルオキシスチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。   Examples of the monomer 1 include a chain alkyl vinyl ether which may have a substituent. Specific examples thereof include n-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, triethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monoester. Examples include vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, dihydrofuran, dihydropyran, 2,2,2-trifluoroethyl vinyl ether, and ethyl trifluorovinyl ether. Examples of the monomer 2 include (meth) acrylate, and specific examples thereof include methyl (meth) acrylate, γ-butyrolactone (meth) acrylate, norbornalactone (meth) acrylate, and tricyclodecanyl (meth) acrylate. , Adamantyl (meth) acrylate, methyladamantyl (meth) acrylate, hydroxyadamantyl methacrylate, trifluoromethyl (meth) acrylate, and the like. Examples of the monomer 3 include anhydrides such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid or esters thereof, and specific examples thereof include maleic anhydride, dimethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate, and the like. It is done. Specific examples of the monomer 4 include N-hydroxymaleimide, N-ethylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-adamantylmaleimide and the like. Specific examples of the monomer 5 include styrene, p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, acetoxystyrene, t-butoxystyrene, t-butoxycarbonyloxystyrene, trimethylsilyloxystyrene, α-methylstyrene, and the like. .

これらの単量体のうち、単量体3(ジカルボン酸誘導体)、更にジカルボン酸の無水物が好ましく、無水マレイン酸が特に好ましい。   Of these monomers, monomer 3 (dicarboxylic acid derivative), further an anhydride of dicarboxylic acid is preferable, and maleic anhydride is particularly preferable.

本発明の共重合体の前記構成単位の組成は、液浸リソグラフィーに使用する保護膜としての性能を損なわない範囲で選択することができる。例えば前記構成単位(一般式(1))は、通常20〜80モル%、好ましくは30〜70モル%、より好ましくは40〜60モル%である。また、前記構成単位(一般式(2))は、通常20〜80モル%、好ましくは30〜70モル%、より好ましくは40〜60モル%である。また、単量体1〜単量体5は、通常0〜60モル%、好ましくは0〜50モル%、より好ましくは0〜20モル%である。このうち、単量体3を0〜20モル%含むものが特に好ましい。   The composition of the structural unit of the copolymer of the present invention can be selected within a range that does not impair the performance as a protective film used in immersion lithography. For example, the structural unit (general formula (1)) is usually 20 to 80 mol%, preferably 30 to 70 mol%, more preferably 40 to 60 mol%. Moreover, the said structural unit (General formula (2)) is 20-80 mol% normally, Preferably it is 30-70 mol%, More preferably, it is 40-60 mol%. Moreover, the monomer 1-the monomer 5 are 0-60 mol% normally, Preferably it is 0-50 mol%, More preferably, it is 0-20 mol%. Among these, those containing 0 to 20 mol% of the monomer 3 are particularly preferable.

本発明の共重合体を液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料に使用する場合は、重量平均分子量が2,000〜100,000、好ましくは4,000〜50,000であることが望ましい。重量平均分子量が小さすぎるとレジスト膜とのミキシングが生じやすく、また、水などの液浸媒体に対する耐性が落ちる。また、重量平均分子量が大きすぎると、後述する有機溶剤に対する溶解性が落ち、成膜性に問題が生じる。また、上記樹脂の多分散度(Mw/Mn)は通常1〜5である。   When the copolymer of the present invention is used for a resist protective film forming material for immersion lithography, the weight average molecular weight is preferably 2,000 to 100,000, and preferably 4,000 to 50,000. If the weight average molecular weight is too small, mixing with the resist film is likely to occur, and resistance to an immersion medium such as water decreases. On the other hand, if the weight average molecular weight is too large, the solubility in an organic solvent, which will be described later, is lowered, causing a problem in film formability. The polydispersity (Mw / Mn) of the resin is usually 1-5.

本発明のビニルエーテル共重合体は、一般式(1)及び一般式(2)に対応するビニルエーテル系単量体及びマレイミド系単量体をラジカル重合させることで得ることができる。また、重合に使用するビニルエーテル系単量体及びマレイミド系単量体はそれぞれ1種又は2種以上の単量体を使用することができる。   The vinyl ether copolymer of the present invention can be obtained by radical polymerization of vinyl ether monomers and maleimide monomers corresponding to the general formulas (1) and (2). Moreover, 1 type (s) or 2 or more types of monomers can be used for the vinyl ether type monomer and maleimide type monomer which are used for superposition | polymerization, respectively.

上記ビニルエーテル系単量体は、下記一般式(3)で示される。   The vinyl ether monomer is represented by the following general formula (3).

Figure 2008303315
Figure 2008303315

(式中、Y及びZは前記と同じ) (Wherein Y and Z are the same as above)

更に好ましいビニルエーテル系単量体としては、下記式で表されるものが挙げられる。   More preferable vinyl ether monomers include those represented by the following formula.

Figure 2008303315
Figure 2008303315

また、上記マレイミド系単量体は、下記一般式(4)で示される。   The maleimide monomer is represented by the following general formula (4).

Figure 2008303315
Figure 2008303315

(式中、R13、R14は前記と同じ) (Wherein R 13 and R 14 are the same as above)

更に好ましいマレイミド系単量体としては、下記式で表されるものが挙げられる。   More preferred maleimide monomers include those represented by the following formula.

Figure 2008303315
Figure 2008303315

本発明の共重合体は、一般的なラジカル重合で合成できる。使用する重合開始剤は、通常のラジカル発生剤であれば特に制限されないが、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾイソブチレート、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリック酸等のアゾ化合物;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、tert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物を単独もしくは混合して用いることができる。   The copolymer of the present invention can be synthesized by general radical polymerization. The polymerization initiator to be used is not particularly limited as long as it is a normal radical generator, but 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile, dimethyl-2, Azo compounds such as 2′-azoisobutyrate, 1,1′-azobis-1-cyclohexanenitrile, 4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid; decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide , 3,5,5-trimethylhexaloyl peroxide, succinic acid peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate and the like can be used alone or in combination.

重合溶媒は、モノマーとポリマーを溶解できれば特に制限されないが、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、グライム、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類;γブチロラクトン等のラクトン類などが挙げられ、これらを単独もしくは混合して用いることができる。   The polymerization solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the monomer and the polymer. For example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl amyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, glyme, and propylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate, ethyl lactate, and the like Esters; ether esters such as propylene glycol methyl ether acetate; lactones such as γ-butyrolactone, and the like can be used alone or in combination.

重合方法はラジカル重合が可能な方法であれば特に制限されないが、全てのモノマー、開始剤、連鎖移動剤を重合溶媒に溶解して重合温度に加熱する、いわゆる一括重合法や、モノマー、開始剤、連鎖移動剤の一部もしくは全てを重合温度に加熱した重合系内に滴下するいわゆる滴下重合法などによって達成できる。   The polymerization method is not particularly limited as long as radical polymerization is possible, but all monomers, initiators, chain transfer agents are dissolved in a polymerization solvent and heated to the polymerization temperature, so-called batch polymerization method, monomers, initiators. Further, it can be achieved by a so-called dropping polymerization method in which a part or all of the chain transfer agent is dropped into a polymerization system heated to a polymerization temperature.

重合温度は使用する重合溶媒の沸点、重合開始剤の半減期温度等によって選択されるが、一般的には60〜100℃、好ましくは70〜90℃の範囲が選択される。重合時間は1〜24時間、好ましくは2〜20時間で行われる。   The polymerization temperature is selected depending on the boiling point of the polymerization solvent to be used, the half-life temperature of the polymerization initiator, and the like, but in general, a range of 60 to 100 ° C, preferably 70 to 90 ° C is selected. The polymerization time is 1 to 24 hours, preferably 2 to 20 hours.

重合後、貧溶媒単独、若しくは貧溶媒と良溶媒の混合溶媒による再沈殿と必要に応じて洗浄を行い、重合体を精製する。この操作により、未反応モノマー、オリゴマー、重合開始剤及びその残査物等の不要物を除去する。貧溶媒としては、ポリマーが溶解しにくい溶媒であれば特に制限されないが、例えば、水、メタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類などが選択できる。良溶媒としては、モノマー、オリゴマー、重合開始剤及びその残査物が溶解しやすい溶媒であれば特に制限されないが、重合溶媒と同一であれば製造工程の管理上好ましい。   After the polymerization, reprecipitation with a poor solvent alone or a mixed solvent of a poor solvent and a good solvent and washing as necessary to purify the polymer. By this operation, unnecessary substances such as unreacted monomers, oligomers, polymerization initiators and residues thereof are removed. The poor solvent is not particularly limited as long as it is a solvent in which the polymer is difficult to dissolve. For example, water, alcohols such as methanol and isopropanol, and hydrocarbons such as hexane and heptane can be selected. The good solvent is not particularly limited as long as it is a solvent in which a monomer, an oligomer, a polymerization initiator and a residue thereof are easily dissolved, but the same as the polymerization solvent is preferable in terms of management of the production process.

精製後のポリマーには精製に用いた溶媒が含まれているので、減圧乾燥したあとに液浸リソグラフィー用保護膜形成用溶媒に溶解するか、又は該溶媒や重合溶媒などの良溶媒に溶解したあと必要に応じて該溶媒を投入した後もしくは供給しながらその他の溶媒を減圧下で留去させるなどの方法で仕上げる。   Since the purified polymer contains the solvent used for purification, it is dissolved in a solvent for forming a protective film for immersion lithography after drying under reduced pressure, or dissolved in a good solvent such as the solvent or polymerization solvent. Then, after adding the solvent or supplying it as necessary, the other solvent is distilled off under reduced pressure.

本発明の液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料の主成分である一般式(1)及び一般式(2)で表される構成単位を有する共重合体は、単独、又は2種以上含ませてもよく、また、それらの共重合体の固形分濃度は、フォトレジスト層上に塗膜できる濃度であればよく、具体的には0.1〜40重量%、好ましくは1〜30重量%である。   The copolymer having the structural units represented by the general formula (1) and the general formula (2), which are the main components of the resist protective film forming material for immersion lithography of the present invention, may be contained alone or in combination of two or more. The solid content concentration of these copolymers may be any concentration that can be coated on the photoresist layer, specifically 0.1 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight. It is.

また該保護膜形成用材料を構成する有機溶剤は、上記共重合体を容易に溶解させ、かつ、フォトレジスト膜上に塗膜乾燥する際にレジストを溶解させることなく、リソグラフィーの性能を劣化させることがないものが使用可能である。このような有機溶剤としては、炭素数5〜20の鎖状又は環状の炭化水素、又は部分的にフッ素化された炭素数5〜20の鎖状又は環状の炭化水素が好適に使用される。   The organic solvent constituting the protective film-forming material degrades the lithography performance without easily dissolving the copolymer and without dissolving the resist when the coating film is dried on the photoresist film. It can be used. As such an organic solvent, a chain or cyclic hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms or a partially fluorinated chain or cyclic hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms is preferably used.

上記炭化水素又はフッ化炭化水素の具体例としては、たとえば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、2−メチル−ブタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等が挙げられ、これらは単独、又は2種以上の混合溶媒として使用できる。   Specific examples of the hydrocarbon or fluorinated hydrocarbon include, for example, pentane, hexane, octane, decane, 2-methyl-butane, cyclohexane, cyclooctane, decalin, perfluorohexane, perfluoroheptane, and the like. Can be used alone or as a mixed solvent of two or more.

また、塗布性を調整するために上記溶媒以外の有機溶剤を含ませることができる。上記溶媒以外の有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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ジメチルエーテル、プロピ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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。これらの配合割合は溶媒成分中の30重量%以下が好ましく、より好ましくは10重量%以下である。これらの溶剤が多すぎると、フォトレジスト上層に該保護膜形成用材料を塗布する際に、フォトレジスト層を溶解させる等の不具合を生じ、パターン形状を劣化させてしまう。   Moreover, in order to adjust applicability | paintability, organic solvents other than the said solvent can be included. Examples of organic solvents other than the above solvents include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, 2-methyl-2-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, Examples include propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, xylene, ethyl acetate, and butyl acetate. These blending ratios are preferably 30% by weight or less, more preferably 10% by weight or less in the solvent component. If the amount of these solvents is too large, problems such as dissolution of the photoresist layer occur when the protective film forming material is applied to the upper layer of the photoresist, and the pattern shape is deteriorated.

更に、本発明の保護膜形成用材料には、塗膜性の向上などの目的で界面活性剤などの添加剤を適宜、含有させることができる。当該添加剤としては、例えば、BM−1000(BMケミー社製)、サーフロンS−112、同S−141(以上、旭硝子(株)社製)等が挙げられる。   Furthermore, the protective film-forming material of the present invention can appropriately contain an additive such as a surfactant for the purpose of improving coating properties. Examples of the additive include BM-1000 (manufactured by BM Chemie), Surflon S-112, S-141 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.

また、本発明の保護膜形成用材料は、金属等の不純物が少ないほど好ましく、これにより半導体素子製造における歩留まりを改善させることができる。従って、金属等の不純物は、100ppm以下、特に10ppm以下が好ましい。   Moreover, the material for forming a protective film of the present invention is preferably as less as possible for impurities such as metals, and this can improve the yield in the manufacture of semiconductor elements. Therefore, impurities such as metals are preferably 100 ppm or less, particularly 10 ppm or less.

本発明の保護膜は、フォトレジスト上層に上記保護膜形成用材料を塗布、乾燥することによって得ることができる。塗布、乾燥する方法は、生産性の観点からウェハーを回転させて塗布、乾燥させるスピンコート法が好ましい。また、該保護膜の膜厚は、半導体素子製造に好適な膜厚であれば特に限定されないが、好ましくは1〜500nm、より好ましくは10〜200nmである。膜厚が薄すぎると、水などの液浸媒体からレジストを保護しきれず、レジスト層中の光酸発生剤などが溶出してしまい、パターン形状が劣化する。また、保護膜の透過率の観点から、膜厚が厚すぎると感度が大幅に低下し、生産性が落ちる。   The protective film of the present invention can be obtained by applying and drying the protective film-forming material on the photoresist upper layer. The method of coating and drying is preferably a spin coating method in which a wafer is rotated and coated and dried from the viewpoint of productivity. The thickness of the protective film is not particularly limited as long as it is a thickness suitable for manufacturing a semiconductor element, but is preferably 1 to 500 nm, more preferably 10 to 200 nm. If the film thickness is too thin, the resist cannot be protected from an immersion medium such as water, and the photoacid generator in the resist layer is eluted, resulting in a deterioration of the pattern shape. Further, from the viewpoint of the transmittance of the protective film, if the film thickness is too thick, the sensitivity is greatly lowered and the productivity is lowered.

該保護膜を形成させるための乾燥温度は特に限定されないが、例えば70℃〜150℃、好ましくは80℃〜140℃の温度条件で、20〜120秒間、好ましくは20〜90秒間施すことによって形成される。   Although the drying temperature for forming this protective film is not specifically limited, For example, it forms by performing for 20 to 120 seconds, Preferably it is 20 to 90 second on the temperature conditions of 70 to 150 degreeC, Preferably it is 80 to 140 degreeC. Is done.

本発明の保護膜は撥水性が高い。すなわち、本発明の保護膜の純水に対する接触角は、60°以上、特に65°以上が好ましい。   The protective film of the present invention has high water repellency. That is, the contact angle of the protective film of the present invention with respect to pure water is preferably 60 ° or more, particularly preferably 65 ° or more.

本発明の保護膜は、アルカリ現像液によって容易に剥離することができる。使用できるアルカリ現像液は、フォトレジスト膜を溶解させない現像液であれば特に限定されないが、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液が好適に使用される。例えば2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液による本発明の保護膜の溶解速度は25nm/sec以上、特に50nm/sec以上が好ましい。保護膜は、具体的には、浸漬処理等によって剥離することができる。   The protective film of the present invention can be easily peeled off with an alkaline developer. The alkali developer that can be used is not particularly limited as long as it does not dissolve the photoresist film, but an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution is preferably used. For example, the dissolution rate of the protective film of the present invention with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferably 25 nm / sec or more, particularly preferably 50 nm / sec or more. Specifically, the protective film can be peeled off by immersion treatment or the like.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。   Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

実施例1
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
Example 1
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide copolymer

Figure 2008303315
Figure 2008303315

攪拌子を備え付けた100mLのナス型フラスコに、トリシクロデカニルビニルエーテル(以下TCDVE)10.02g、テトラヒドロフラン(以下THF)31.39g、マレイミド(以下MI)5.45g、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(以下MAIB)1.82g投入し、冷却管を取り付けて80℃に加熱されたオイルバスに浸漬させ、6時間熟成させた。得られた重合液を195gのヘキサンに投入し、樹脂を析出させたのち、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。その後、樹脂を1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、13.53gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。 In a 100 mL eggplant-shaped flask equipped with a stirrer, 10.02 g of tricyclodecanyl vinyl ether (hereinafter TCDVE), 31.39 g of tetrahydrofuran (hereinafter THF), 5.45 g of maleimide (hereinafter MI), 2,2′-azobis ( 1.82 g of dimethyl (isobutyrate) (hereinafter referred to as MAIB) was added, immersed in an oil bath heated to 80 ° C. with a cooling tube attached, and aged for 6 hours. The obtained polymerization solution was put into 195 g of hexane to precipitate the resin, and then the resin was filtered off using a filter paper with 1 micron retention particles. Thereafter, the resin was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 13.53 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例2
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド/無水マレイン酸共重合体の合成
Example 2
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide / maleic anhydride copolymer

Figure 2008303315
Figure 2008303315

攪拌子を備え付けた100mLのナス型フラスコに、TCDVE10.08g、THF31.55g、MI4.35g、無水マレイン酸(以下MAH)1.11g、MAIB1.81g投入し、冷却管を取り付けて80℃に加熱されたオイルバスに浸漬させ、6時間熟成させた。得られた重合液を175gのヘキサンに投入し、樹脂を析出させたのち、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。その後、樹脂を1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、13.39gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。 Into a 100 mL eggplant-shaped flask equipped with a stirrer was charged 10.08 g of TCDVE, 31.55 g of THF, 4.35 g of MI, 1.11 g of maleic anhydride (hereinafter referred to as MAH) and 1.81 g of MAIB. And was aged for 6 hours. The obtained polymerization solution was put into 175 g of hexane to precipitate the resin, and then the resin was filtered off using a filter paper with 1 micron retention particles. Thereafter, the resin was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 13.39 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例3
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド/無水マレイン酸共重合体の合成
TCDVEを10g、MIを3.81g、MAHを1.65g、THFを31.41g、MAIBを1.81g、ヘキサンを177gに変更した以外は実施例2と同様に行い、13.23gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 3
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide / maleic anhydride copolymer TCDVE was changed to 10 g, MI 3.81 g, MAH 1.65 g, THF 31.41 g, MAIB 1.81 g and hexane 177 g. Otherwise, the same procedure as in Example 2 was performed to obtain 13.23 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例4
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
攪拌子を備え付けた500mLビーカーにTCDVE30.01g、MI16.34g、THF70.56g、MAIB5.43g投入、攪拌して完全に溶解させた。これを滴下液1とする。攪拌子を備え付けた200mLの三口フラスコにTHFを25.52g投入し、冷却管を取り付け、80℃に加熱されたオイルバスに浸漬した。THFが還流し始めたところで、滴下液1を2時間かけて投入したのち、更に3時間熟成させた。得られた重合液を425gのヘキサンに投入して樹脂を析出させ、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。得られた樹脂を再度同量のヘキサンに投入、攪拌、濾過を行って得られたウェットケーキを1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、36.65gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 4
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide copolymer In a 500 mL beaker equipped with a stirrer, 30.01 g of TCDVE, 16.34 g of MI, 70.56 g of THF, and 5.43 g of MAIB were added and stirred to completely dissolve. This is designated as Droplet 1. In a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer, 25.52 g of THF was charged, a condenser tube was attached, and immersed in an oil bath heated to 80 ° C. When THF began to reflux, the dropping liquid 1 was added over 2 hours, and then aged for 3 hours. The obtained polymerization liquid was put into 425 g of hexane to precipitate the resin, and the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retained particles. The obtained resin was again put into the same amount of hexane, stirred and filtered, and the resulting wet cake was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 36.65 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例5
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド/無水マレイン酸共重合体の合成
攪拌子を備え付けた500mLビーカーにTCDVE30.00g、MI13.07g、THF74.60g、MAH3.28g、MAIB5.43g投入、攪拌して完全に溶解させた。これを滴下液1とする。攪拌子を備え付けた200mLの三口フラスコにTHFを23.58g投入し、冷却管を取り付け、80℃に加熱されたオイルバスに浸漬した。THFが還流し始めたところで、滴下液1を2時間かけて投入したのち、更に3時間熟成させた。得られた重合液を418gのヘキサンに投入して樹脂を析出させ、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。得られた樹脂を再度同量のヘキサンに投入、攪拌、濾過を行って得られたウェットケーキを1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、37.91gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 5
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide / maleic anhydride copolymer A 500 mL beaker equipped with a stirrer was charged with TCDVE 30.00 g, MI 13.07 g, THF 74.60 g, MAH 3.28 g, MAIB 5.43 g, and stirred completely. Dissolved. This is designated as Droplet 1. A 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer was charged with 23.58 g of THF, fitted with a condenser, and immersed in an oil bath heated to 80 ° C. When THF began to reflux, the dropping liquid 1 was added over 2 hours, and then aged for 3 hours. The obtained polymerization solution was added to 418 g of hexane to precipitate the resin, and the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retained particles. The obtained resin was again put into the same amount of hexane, stirred and filtered, and the wet cake obtained was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 37.91 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例6
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
攪拌子を備え付けた200mLビーカーにMI16.34g、THF52.10g、MAIB5.45g投入、攪拌して完全に溶解させた。これを滴下液1とする。攪拌子を備え付けた200mLの三口フラスコにTCDVEを29.97g、THFを17.32g投入し、冷却管を取り付け、80℃に加熱されたオイルバスに浸漬した。THFが還流し始めたところで、滴下液1を2時間かけて投入したのち、更に3時間熟成させた。得られた重合液を353gのヘキサンに投入して樹脂を析出させ、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。得られた樹脂を再度同量のヘキサンに投入、攪拌、濾過を行って得られたウェットケーキを1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、46.57gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 6
Synthesis of Tricyclodecanyl Vinyl Ether / Maleimide Copolymer A 200 mL beaker equipped with a stirrer was charged with 16.34 g of MI, 52.10 g of THF, and 5.45 g of MAIB, and stirred to completely dissolve. This is designated as Droplet 1. A 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer was charged with 29.97 g of TCDVE and 17.32 g of THF, fitted with a condenser, and immersed in an oil bath heated to 80 ° C. When THF began to reflux, the dropping liquid 1 was added over 2 hours, and then aged for 3 hours. The obtained polymerization solution was added to 353 g of hexane to precipitate the resin, and the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retained particles. The obtained resin was again put into the same amount of hexane, stirred and filtered, and the resulting wet cake was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 46.57 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例7
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
攪拌子を備え付けた200mLビーカーにMI12.69g、THF40.49g、MAIB4.21g、メルカプトエタノール0.72gを投入、攪拌して完全に溶解させた。これを滴下液1とする。攪拌子を備え付けた200mLの三口フラスコにTCDVEを23.30g、THFを13.53g投入し、冷却管を取り付け、80℃に加熱されたオイルバスに浸漬した。THFが還流し始めたところで、滴下液1を2時間かけて投入したのち、更に3時間熟成させた。得られた重合液を273gのヘキサンに投入して樹脂を析出させ、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。得られたウェットケーキを1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、34.31gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 7
Synthesis of Tricyclodecanyl Vinyl Ether / Maleimide Copolymer A 200 mL beaker equipped with a stirrer was charged with 12.69 g of MI, 40.49 g of THF, 4.21 g of MAIB, and 0.72 g of mercaptoethanol, and completely dissolved by stirring. This is designated as Droplet 1. A 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer was charged with 23.30 g of TCDVE and 13.53 g of THF, fitted with a condenser, and immersed in an oil bath heated to 80 ° C. When THF began to reflux, the dropping liquid 1 was added over 2 hours, and then aged for 3 hours. The obtained polymerization solution was put into 273 g of hexane to precipitate the resin, and the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retained particles. The obtained wet cake was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 34.31 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the 13 C-NMR integration ratio and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) as determined by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例8
トリシクロデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
攪拌子を備え付けた200mLビーカーにMI16.32g、THF52.14g、MAIB5.43g、ペンタエリスリトールテトラ(メルカプトアセタート)1.42gを投入、攪拌して完全に溶解させた。これを滴下液1とする。攪拌子を備え付けた200mLの三口フラスコにTCDVEを30.00g、THFを17.51g投入し、冷却管を取り付け、80℃に加熱されたオイルバスに浸漬した。THFが還流し始めたところで、滴下液1を2時間かけて投入したのち、更に3時間熟成させた。得られた重合液を357gのヘキサンに投入して樹脂を析出させ、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。得られたウェットケーキを1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、45.08gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。
Example 8
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleimide copolymer A 200 mL beaker equipped with a stirrer was charged with 16.32 g of MI, 52.14 g of THF, 5.43 g of MAIB, and 1.42 g of pentaerythritol tetra (mercaptoacetate). Dissolved in. This is designated as Droplet 1. A 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer was charged with 30.00 g of TCDVE and 17.51 g of THF, attached with a condenser, and immersed in an oil bath heated to 80 ° C. When THF began to reflux, the dropping liquid 1 was added over 2 hours, and then aged for 3 hours. The obtained polymerization liquid was put into 357 g of hexane to precipitate the resin, and the resin was filtered off using a filter paper having retention particles of 1 micron. The obtained wet cake was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 45.08 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the 13 C-NMR integration ratio and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) as determined by GPC analysis (polystyrene conversion).

実施例9
テトラシクロドデカニルビニルエーテル/マレイミド共重合体の合成
Example 9
Synthesis of tetracyclododecanyl vinyl ether / maleimide copolymer

Figure 2008303315
Figure 2008303315

攪拌子を備え付けた20mLのナス型フラスコに、テトラシクロドデカニルビニルエーテル(以下DMONVE)2.99g、THF8.99g、MI1.43g、MAIB0.47g投入し、冷却管を取り付けて70℃に加熱されたオイルバスに浸漬させ、6時間熟成させた。得られた重合液を42gのヘキサンに投入し、樹脂を析出させたのち、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。その後、樹脂を1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、2.7gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。 A 20 mL eggplant-shaped flask equipped with a stirrer was charged with 2.99 g of tetracyclododecanyl vinyl ether (DMONVE), 8.99 g of THF, 1.43 g of MI, and 0.47 g of MAIB, and was heated to 70 ° C. with a condenser tube attached. It was immersed in an oil bath and aged for 6 hours. The obtained polymerization liquid was put into 42 g of hexane to precipitate the resin, and then the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retention particles. Thereafter, the resin was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 2.7 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

比較例1
トリシクロデカニルビニルエーテル/無水マレイン酸共重合体の合成
Comparative Example 1
Synthesis of tricyclodecanyl vinyl ether / maleic anhydride copolymer

Figure 2008303315
Figure 2008303315

攪拌子を備え付けた100mLのナス型フラスコに、TCDVE10.01g、THF31.59g、MAH5.50g、MAIB1.81g投入し、冷却管を取り付けて80℃に加熱されたオイルバスに浸漬させ、6時間熟成させた。得られた重合液を156gのメタノールに投入し、樹脂を析出させたのち、保留粒子1ミクロンのろ紙を用いて樹脂を濾別した。その後、樹脂を1torr、60℃で12時間減圧乾燥し、11.73gの樹脂を得た。13C−NMRの積分比から算出した平均組成及びGPC分析(ポリスチレン換算)による重量分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)を表1に示す。 TCDVE10.01g, THF31.59g, MAH5.50g, MAIB1.81g was put into a 100mL eggplant-shaped flask equipped with a stir bar, immersed in an oil bath heated to 80 ° C with a condenser tube, and aged for 6 hours I let you. The obtained polymerization solution was put into 156 g of methanol to precipitate the resin, and then the resin was filtered off using a filter paper having 1 micron retained particles. Thereafter, the resin was dried under reduced pressure at 1 torr and 60 ° C. for 12 hours to obtain 11.73 g of resin. Table 1 shows the average composition calculated from the integration ratio of 13 C-NMR and the weight molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) by GPC analysis (polystyrene conversion).

Figure 2008303315
Figure 2008303315

液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成材料の評価を次に示す方法で行った。
(1)撥水性の評価
実施例1で得られた樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、25重量%の濃度になるよう調整した。得られた調整液をシリコンウェハー上にスピンコートした後、90℃で60秒間ベークして、膜厚1μMの薄膜を作製した。本塗布膜に3μLの純水を着滴し、接触角を測定した。接触角測定は協和界面科学(株)製接触角測定装置(FAMAS)を使用した。また、実施例2〜10及び比較例1で得られた樹脂も同様な方法で接触角を測定した。結果を表2に示す。
Evaluation of a resist protective film forming material for immersion lithography was performed by the following method.
(1) Evaluation of water repellency The resin obtained in Example 1 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate and adjusted to a concentration of 25% by weight. The obtained adjustment liquid was spin-coated on a silicon wafer and then baked at 90 ° C. for 60 seconds to produce a thin film having a thickness of 1 μM. 3 μL of pure water was deposited on the coating film, and the contact angle was measured. For the contact angle measurement, a contact angle measuring device (FAMAS) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used. The contact angles of the resins obtained in Examples 2 to 10 and Comparative Example 1 were also measured in the same manner. The results are shown in Table 2.

(2)アルカリ現像液可溶性の評価
実施例1で得られた樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、25重量%の濃度になるよう調整した。得られた調整液をシリコンウェハー上にスピンコートした後、90℃で60秒間ベークして、膜厚1μMの薄膜を作製した。現像液として、2.38%水酸化テトラメチルアンモニウムを使用し、薄膜のアルカリ溶解速度を測定した。溶解速度測定はリソテックジャパン(株)レジスト現像アナライザーRDA−812を使用した。結果を表2に示す。
(2) Evaluation of alkali developer solubility The resin obtained in Example 1 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate and adjusted to a concentration of 25% by weight. The obtained adjustment liquid was spin-coated on a silicon wafer and then baked at 90 ° C. for 60 seconds to produce a thin film having a thickness of 1 μM. 2.38% tetramethylammonium hydroxide was used as a developer, and the alkali dissolution rate of the thin film was measured. The dissolution rate was measured using Resotech Japan Co., Ltd. resist development analyzer RDA-812. The results are shown in Table 2.

Figure 2008303315
Figure 2008303315

本発明のビニルエーテル共重合体は、高い撥水性を有しかつアルカリ現像液に可溶であるため、液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成材料として有用であり、今後更に微細化が進むと予想される半導体デバイスの製造に極めて好適に使用することができる。   Since the vinyl ether copolymer of the present invention has high water repellency and is soluble in an alkaline developer, it is useful as a resist protective film forming material for immersion lithography, and further miniaturization is expected in the future. It can be used very suitably for the manufacture of semiconductor devices.

Claims (7)

少なくとも下記一般式(1)
Figure 2008303315
(式中、Yはアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンオキシアルキル基を示し、Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜15の単環式、縮合多環式又は架橋多環式の脂環基を示し、nは0又は1を示す)で表されるビニルエーテル系構成単位と、
下記一般式(2):
Figure 2008303315
(式中、R13及びR14は各々独立して水素原子、炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す)で表されるマレイミド系構成単位を有するビニルエーテル共重合体。
At least the following general formula (1)
Figure 2008303315
Wherein Y represents an alkylene group, an alkyleneoxy group or an alkyleneoxyalkyl group, and Z represents a monocyclic, condensed polycyclic or bridged polycyclic having 6 to 15 carbon atoms which may have a substituent. A vinyl ether structural unit represented by the following formula: n represents 0 or 1;
The following general formula (2):
Figure 2008303315
(Wherein R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a completely or partially fluorinated chain structure having 1 to 5 carbon atoms, or A vinyl ether copolymer having a maleimide structural unit represented by a cyclic hydrocarbon group or a halogen atom.
構成単位である前記一般式(1)が、少なくとも1種又は2種以上の下記式から選ばれるものである請求項1に記載のビニルエーテル共重合体。
Figure 2008303315
The vinyl ether copolymer according to claim 1, wherein the general formula (1) as a structural unit is selected from the following formulas of at least one kind or two or more kinds.
Figure 2008303315
構成単位である前記一般式(2)が、少なくとも1種又は2種以上の下記式から選ばれるものである請求項1又は2のいずれかに記載のビニルエーテル共重合体。
Figure 2008303315
The vinyl ether copolymer according to any one of claims 1 and 2, wherein the general formula (2) as a structural unit is selected from the following formulas of at least one kind or two or more kinds.
Figure 2008303315
更にジカルボン酸無水物に由来する構成単位を有するものである請求項1〜3のいずれか1項記載のビニルエーテル共重合体。   Furthermore, the vinyl ether copolymer of any one of Claims 1-3 which has a structural unit derived from a dicarboxylic acid anhydride. 少なくとも下記一般式(3)
Figure 2008303315
(式中、Yはアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンオキシアルキル基を示し、Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜15の単環式、縮合多環式又は架橋多環式の脂環基を示し、nは0又は1を示す)で表されるビニルエーテル系単量体と、
下記一般式(4)
Figure 2008303315
(式中、R13及びR14は各々独立して水素原子、炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、完全若しくは部分的にフッ素化された炭素数1〜5の鎖状若しくは環状の炭化水素基、又はハロゲン原子を示す)で表されるマレイミド系単量体をラジカル重合することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のビニルエーテル共重合体の製造方法。
At least the following general formula (3)
Figure 2008303315
Wherein Y represents an alkylene group, an alkyleneoxy group or an alkyleneoxyalkyl group, and Z represents a monocyclic, condensed polycyclic or bridged polycyclic having 6 to 15 carbon atoms which may have a substituent. A vinyl ether monomer represented by the following formula: n represents 0 or 1;
The following general formula (4)
Figure 2008303315
(Wherein R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a completely or partially fluorinated chain structure having 1 to 5 carbon atoms, or The method for producing a vinyl ether copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein a maleimide monomer represented by a cyclic hydrocarbon group or a halogen atom is subjected to radical polymerization.
請求項1〜4のいずれかに記載の共重合体を含むことを特徴とする液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料。   A material for forming a resist protective film for immersion lithography, comprising the copolymer according to claim 1. 請求項6に記載の液浸リソグラフィー用レジスト保護膜形成用材料を、フォトレジスト膜上に塗布、乾燥することによって形成された液浸リソグラフィー用レジスト保護膜。   A resist protective film for immersion lithography formed by applying and drying the resist protective film forming material for immersion lithography according to claim 6 on a photoresist film.
JP2007152618A 2007-06-08 2007-06-08 New vinyl ether copolymer Pending JP2008303315A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007152618A JP2008303315A (en) 2007-06-08 2007-06-08 New vinyl ether copolymer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007152618A JP2008303315A (en) 2007-06-08 2007-06-08 New vinyl ether copolymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008303315A true JP2008303315A (en) 2008-12-18

Family

ID=40232316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007152618A Pending JP2008303315A (en) 2007-06-08 2007-06-08 New vinyl ether copolymer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008303315A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024545A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 日産化学工業株式会社 Photosensitive resin composition for microlens
KR20120074286A (en) 2009-09-14 2012-07-05 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Photosensitive resin composition containing copolymer
KR20130123406A (en) 2010-11-30 2013-11-12 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Photosensitive resin composition for microlenses
US9052437B2 (en) 2011-01-31 2015-06-09 Nissan Chemical Industries, Ltd. Photosensitive resin composition for forming microlens
US9447212B2 (en) 2013-03-08 2016-09-20 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Production method for vinyl ether polymer
WO2017006817A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 丸善石油化学株式会社 Improved method for producing hydroxy group-containing vinyl ether polymer
JPWO2016136596A1 (en) * 2015-02-26 2017-07-06 富士フイルム株式会社 Upper layer film forming composition, pattern forming method using the same, and electronic device manufacturing method
KR20200041054A (en) * 2018-10-11 2020-04-21 주식회사 엘지화학 Photosensitive resin composition, photosensitive resin film, pattern and method for manufacturing bump

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011024545A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 日産化学工業株式会社 Photosensitive resin composition for microlens
KR20120046775A (en) 2009-08-24 2012-05-10 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Photosensitive resin composition for microlens
US8993699B2 (en) 2009-08-24 2015-03-31 Nissan Chemical Industries, Ltd. Photosensitive resin composition for microlens
KR20120074286A (en) 2009-09-14 2012-07-05 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Photosensitive resin composition containing copolymer
US8674043B2 (en) 2009-09-14 2014-03-18 Nissan Chemical Industries, Ltd. Photosensitive resin composition containing copolymer
KR20130123406A (en) 2010-11-30 2013-11-12 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Photosensitive resin composition for microlenses
US8796349B2 (en) 2010-11-30 2014-08-05 Nissan Chemical Industries, Ltd. Photosensitive resin composition for microlenses
US9052437B2 (en) 2011-01-31 2015-06-09 Nissan Chemical Industries, Ltd. Photosensitive resin composition for forming microlens
US9447212B2 (en) 2013-03-08 2016-09-20 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Production method for vinyl ether polymer
JPWO2016136596A1 (en) * 2015-02-26 2017-07-06 富士フイルム株式会社 Upper layer film forming composition, pattern forming method using the same, and electronic device manufacturing method
WO2017006817A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 丸善石油化学株式会社 Improved method for producing hydroxy group-containing vinyl ether polymer
JP2017014438A (en) * 2015-07-03 2017-01-19 国立大学法人福井大学 Manufacturing method of improved hydroxy group-containing vinyl ether polymer
CN107835825A (en) * 2015-07-03 2018-03-23 丸善石油化学株式会社 The manufacture method of the vinylic-ether polymer containing hydroxyl of improvement
CN107835825B (en) * 2015-07-03 2020-03-27 丸善石油化学株式会社 Improved process for producing vinyl ether polymer containing hydroxyl group
US10633469B2 (en) 2015-07-03 2020-04-28 Maruzen Petrochemical Co., Ltd. Method for producing hydroxyl group-containing vinyl ether polymer
KR20200041054A (en) * 2018-10-11 2020-04-21 주식회사 엘지화학 Photosensitive resin composition, photosensitive resin film, pattern and method for manufacturing bump
KR102321092B1 (en) * 2018-10-11 2021-11-02 주식회사 엘지화학 Photosensitive resin composition, photosensitive resin film, pattern and method for manufacturing bump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5115560B2 (en) Thiopyran derivative, polymer, resist composition, and semiconductor device manufacturing method using the resist composition
JP5030474B2 (en) Resin composition for semiconductor lithography
JP4355011B2 (en) Copolymer and composition for immersion lithography
JP5655755B2 (en) Positive resist material and pattern forming method using the same
JP5565293B2 (en) Positive resist material and pattern forming method using the same
JP2008303315A (en) New vinyl ether copolymer
KR20120039628A (en) Radiation-sensitive resin composition
WO2008053697A1 (en) Positive resist composition and method for formation of resist pattern
TW200848403A (en) Compound and polymer compound
JP5655754B2 (en) Positive resist material and pattern forming method using the same
JP2013080033A (en) Positive resist material and pattern formation method using the same
JP3554532B2 (en) Chemically amplified resist composition containing norbornane-based low molecular compound additive
JP4006472B2 (en) Resist polymer, resist polymer production method, resist composition, and pattern-formed substrate production method
JP2008050422A (en) Resin for protecting film of semiconductor resist and method for producing semiconductor
JP2002201232A (en) Polymer compound for photoresist and resin composition for photoresist
TW201331241A (en) Additive for resist, resist composition comprising the same and method for forming resist pattern
JP2010106166A (en) Copolymer solution having uniform concentration for semiconductor lithography and method for producing the same
JP5192120B2 (en) Method for preventing increase of particles in copolymer for semiconductor resist
TW200839448A (en) Positive photoresist composition for liquid immersion lithography and method of forming resist pattern
TWI504619B (en) Polymer for forming resist protection film, composition for forming resist protection film, and method of forming patterns of semiconductor devices using the composition
TWI519518B (en) Acryl monomer, polymer, resist composition comprising the same and method for forming resist pattern
JP2006316108A (en) Copolymer for semiconductor lithography, and method for producing the same
JP2014038142A (en) Positive resist materials and pattern formation with the same
JP2000056459A (en) Resist composition
WO2007116614A1 (en) Process for producing resin for semiconductor lithography