JP5106911B2 - Polymer and antireflection film-forming composition using the same - Google Patents

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本発明は重合体並びに反射防止膜形成組成物に関し、詳しくはKrFエキシマレーザーあるいはArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX 線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する半導体装置製造のリソグラフィープロセスにおいて、基板上に塗布されたフォトレジスト層への露光照射光の基板からの反射を軽減させる反射防止膜の形成に用いられる組成物、その組成物に利用できる重合体に関する。 The present invention relates to a polymer and an antireflection film-forming composition, and in particular, uses various types of radiation such as deep ultraviolet rays such as KrF excimer laser or ArF excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams. In a lithography process for manufacturing a semiconductor device, a composition used for forming an antireflection film that reduces reflection of exposure light on a photoresist layer coated on the substrate from the substrate, and a polymer that can be used in the composition About.

近年、半導体素子の集積度向上に伴い、半導体素子製造工程において微細加工に対応した技術の開発が行われ、半導体素子製造のフォトリソグラフィー工程でもより一層の微細加工が要求されている。これに伴い、KrF、ArF、あるいはF2エキシマレーザー、EUV、EB等の短波長の照射光に対応したフォトレジスト材料を用いて、極微細なフォトレジストパターンを形成する方法が種々検討されている。   In recent years, along with the improvement in the degree of integration of semiconductor elements, technology corresponding to microfabrication has been developed in the semiconductor element manufacturing process, and further microfabrication is required in the photolithography process of semiconductor element manufacturing. In connection with this, various methods for forming an extremely fine photoresist pattern using a photoresist material corresponding to irradiation light with a short wavelength such as KrF, ArF, F2 excimer laser, EUV, EB, and the like have been studied.

特に最近では、波長200nm以下の活性光線、特にはArFエキシマレーザー光(波長193nm)を用いた極微細加工プロセスの開発が精力的に進められており、ArFエキシマレーザー対応フォトレジストを用いてより微細な高精度のフォトレジストパターンを形成することが重要な課題となっている。   In particular, recently, development of an ultrafine processing process using actinic rays having a wavelength of 200 nm or less, particularly ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) has been energetically advanced. It is an important issue to form a highly accurate photoresist pattern.

ところでフォトリソグラフィーによるフォトレジストパターン形成においては、照射光の基板からの反射に起因する薄膜干渉効果や反射ノッチング等を引き起こすことから、これを防止するために一般にフォトレジスト層と基板との間に反射防止膜を設ける方法が広く検討されるようになってきた。   By the way, in the formation of a photoresist pattern by photolithography, a thin film interference effect or reflection notching caused by reflection of irradiated light from the substrate is caused. Therefore, in order to prevent this, reflection between the photoresist layer and the substrate is generally performed. A method of providing a prevention film has been widely studied.

有機反射防止膜として望まれる特性としては、光や放射線に対して大きな吸光度を有すること、フォトレジスト層とのインターミキシングが起こらないこと( フォトレジスト溶剤に不溶であること) 、塗布時または加熱乾燥時に反射防止膜から上塗りフォトレジスト中への低分子拡散物がないこと( フォトレジストを汚染しないこと) 、フォトレジストに比べて大きなドライエッチング速度を有すること等がある。
また、半導体デバイスの高集積度化に伴い、より高い解像度を有する、すなわち、より微細なパターンサイズの矩形レジストパターンを形成することができる、という特性も反射防止膜に要求されるようになってきている。
ところで、アルカリ現像液による除去、すなわち上層のフォトレジストが露光現像処理されて除去される際にパターンの線幅が狭くなると現像液あるいは線浄水の表面張力によりパターンが倒壊するという大きな問題が生じている。この問題を解決するために上層のフォトレジストの弾性率を高くしたり、下層との密着性を改良するためにさまざまな極性を有する単量体を共重合する方法が検討されているが、十分な改善効果は見られていない。
Properties desired as an organic antireflection film include high absorbance to light and radiation, no intermixing with the photoresist layer (insoluble in the photoresist solvent), application or heat drying Sometimes there is no low molecular diffusion from the antireflective coating into the overcoated photoresist (does not contaminate the photoresist), and a higher dry etch rate than the photoresist.
In addition, with the increase in the degree of integration of semiconductor devices, the anti-reflection film is also required to have a characteristic that a rectangular resist pattern having a higher resolution, that is, a finer pattern size can be formed. ing.
By the way, when the pattern line width becomes narrower when the photoresist is removed by alkaline developer, that is, when the upper photoresist is exposed and developed, the pattern is collapsed due to the surface tension of the developer or linear water. Yes. In order to solve this problem, methods of copolymerizing monomers having various polarities to increase the elastic modulus of the upper layer photoresist and improve adhesion to the lower layer have been studied. There is no significant improvement effect.

また、反射防止膜のフォトレジストとの密着性の改良を図るために主鎖と連結する側鎖に多環式脂環式構造が導入されたポリマーを用いた反射防止膜形成用組成物が提案されている(たとえば、特許文献1)。ところがこの方法では、側鎖に多環式脂環式構造が導入されていることから、エッチングスピードが遅くなり、エッチングの際にレジストに対する選択比が低くなるという問題を抱えている。
特開2004−309561 号明細書
In addition, in order to improve the adhesion of the antireflection film to the photoresist, a composition for forming an antireflection film using a polymer in which a polycyclic alicyclic structure is introduced in the side chain connected to the main chain is proposed. (For example, Patent Document 1). However, in this method, since a polycyclic alicyclic structure is introduced in the side chain, there is a problem that the etching speed is slow and the selectivity to the resist is low during etching.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-309561

本発明は、かかる事情により、KrFエキシマレーザーあるいはArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX 線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の照射光を微細加工に使用する際に効果的に反射を防止し、更にフォトレジストの現像溶解時にパターン倒れを抑制することができるフォトレジストとの密着性を改良され、エッチングの際にフォトレジストに対する選択比の大きな反射防止膜の形成に使用される反射防止膜形成用組成物、その組成物に利用できる重合体を提供することを目的とする。 Due to such circumstances, the present invention is effective when various kinds of irradiation light such as deep ultraviolet rays such as KrF excimer laser or ArF excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams are used for fine processing. In addition, it improves the adhesion to the photoresist that can prevent reflection and can suppress pattern collapse when developing and dissolving the photoresist, and is used to form an antireflection film with a high selectivity to the photoresist during etching. An object of the present invention is to provide a composition for forming an antireflection film and a polymer that can be used in the composition.

発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、少なくとも主鎖に結合した側鎖に酸により脱離可能な単環式の脂肪族環構造を有するモノマー単位を含む重合体を反射防止膜形成用ポリマーとして用いると、フォトレジストとの密着性とドライエッチング時のフォトレジストに対する選択比のバランスが改良され、微細なパターンを鮮明且つ精度よく形成できることを見出し、本発明を完成した As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors reflected a polymer containing a monomer unit having a monocyclic aliphatic ring structure that can be removed by an acid at least in a side chain bonded to the main chain. It has been found that when used as a polymer for forming a protective film, the balance between the adhesion to the photoresist and the selectivity with respect to the photoresist during dry etching is improved, and a fine pattern can be formed clearly and accurately, thus completing the present invention .

すなわち、本発明は、(i)下記式(1)

Figure 0005106911
(式(1)において、R1,R2,R3は、それぞれ同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、R4,R5は炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、Xは炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基、又はシアノ基で置換されていてもよい単環式の脂肪族炭化水素基である。)
で表されるモノマー単位を少なくとも1つ有し、さらに、
(ii)下記式(2)
Figure 0005106911
(式(2)において、R6,R7,R8は、それぞれ同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、Arは置換又は非置換の芳香族炭化水素基である。)
で表されるモノマー単位、スチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、アセチルスチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ベンジルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、2−フェニルエチルアクリレート、ベンジルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、2−フェニルエチルメタクリレートから選択されたモノマー成分由来のモノマー単位から選ばれる少なくとも1つのモノマー単位、及び、
(iii)1−(メタ)アクリロイルオキシ−3−[2−(トリメトキシシリル)エチル]アダマンタン、2−(トリメチルシリルメチル)アクリル酸アダマンチル、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1 − ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1−t−ブトキシカルボニル−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(t−ブトキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−t−ブトキシカルボニル−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチルアダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ) アクリロイルオキシ−6−エチルアダマンタン、1−(アダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(アダマンタン−1−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[2−(アダマンタン−1−イル)エトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(2−メチルノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[1−(ノルボルナン−2−イル)−1−メチルエトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−メチルノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(イソボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、2−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、8−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、9−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、1−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジカルボキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、7−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,8−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,8−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,7−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−5,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−4,8−ジオン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチル−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、(メタ)アクリル酸デカヒドロナフチル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、(メタ)アクリル酸テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルから選ばれる少なくとも1つのモノマー単位を含む重合体であって、
前記式(1)で表される構造単位の割合が、該重合体を構成する全モノマー単位に対して、数の比率として、0.1〜0.70である反射防止膜形成用重合体を提供する。
That is, the present invention provides (i) the following formula (1)
Figure 0005106911
(In the formula (1), R1, R2, and R3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom; , R5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and X represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. , An acetyl group, or a monocyclic aliphatic hydrocarbon group which may be substituted with a cyano group.)
Having at least one monomer unit represented by:
(Ii) The following formula (2)
Figure 0005106911
(In the formula (2), R6, R7 and R8 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom; Ar is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group.)
In represented by monomer units, scan styrene, methyl styrene, hydroxystyrene, methoxystyrene, cyanostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, acetyl styrene, alpha-methyl styrene, alpha-chlorostyrene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, benzyl acrylate, At least one monomer unit selected from monomer units derived from monomer components selected from anthryl methyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, benzyl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, 2-phenylethyl methacrylate, and
(Iii) 1- (meth) acryloyloxy-3- [2- (trimethoxysilyl) ethyl] adamantane, 2- (trimethylsilylmethyl) adamantyl acrylate, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl ) Adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- ( 1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1, 2-Dimethylpropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) a Liloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) ) -3,5-dihydroxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy- 1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1-t-butoxycarbonyl-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (t-butoxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-t- Butoxycarbonyl-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxy Adamantane, 1- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-hydroxy -3- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyl Adamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,3-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyl Oxy-2-methylada 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-methyladamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy 2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-ethyladamantane, 1- (adamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (adamantan-1-ylmethoxy) ethyl (Meth) acrylate, 1- [2- (a Mantan-1-yl) ethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-hydroxyadamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- ( Norbornan-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (2-methylnorbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [1- (norbornan-2-yl) -1-methylethoxy] ethyl ( (Meth) acrylate, 1- (3-methylnorbornan-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (bornyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (isobornyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [ 1- (Meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxa Rishikuro [4.3.1.1 3, 8] undecane-5-one, 2- [1- (meth) acryloyloxy ethoxy] -4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7] nonane -5-one, 8- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 9- [1- (meth) acryloyl Oxyethoxy] -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 1-hydroxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (meta ) Acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dicarboxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3-hydroxy-5- (me ) Acryloyloxyadamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 3-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 7-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxo Adamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one, 1- (meth) acryloyloxy-4,7-dioxatricyclo [ 4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5,8-dione, 1- (meth) acryloyloxy-4,8-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5 , 7-dione, 1- (meth) acryloyloxy-5,7-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-4,8-dione, 2- (meth) acrylo Yloxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyl-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, decahydronaphthyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, (meth ) Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate, tetracyclo (meth) acrylate [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] a polymer comprising at least one monomer unit selected from dodecyl,
A polymer for forming an antireflection film in which the proportion of the structural unit represented by the formula (1) is 0.1 to 0.70 as a ratio of the number of all monomer units constituting the polymer. provide.

また、本発明は、前記に記載の反射防止膜形成用重合体、有機溶媒及び架橋剤を少なくとも含む反射防止膜材料を提供する。 The present invention also provides an antireflection film material comprising at least the polymer for forming an antireflection film as described above, an organic solvent, and a crosslinking agent .

前記反射防止膜材料は、さらに、架橋触媒、界面活性剤及び酸発生剤から選ばれる少なくとも1種の成分を含んでいてもよい。The antireflection film material may further contain at least one component selected from a crosslinking catalyst, a surfactant, and an acid generator.

本発明によれば、半導体製造用反射防止膜に有用な重合体を提供できる。また、本発明によれば、反射防止膜を使用する半導体の製造に関して、微細なパターンを高い精度で形成することを可能とした。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polymer useful for the antireflection film for semiconductor manufacture can be provided. In addition, according to the present invention, it is possible to form a fine pattern with high accuracy in the manufacture of a semiconductor using an antireflection film.

本発明は半導体装置製造の反射防止膜形成組成物に用いる主鎖と連結した側鎖に酸により脱離可能な置換されていてもよい単環式の脂肪族炭化水素基を有する繰り返し単位を少なくとも1つ以上有する重合体である。 The present invention provides at least a repeating unit having an optionally substituted monocyclic aliphatic hydrocarbon group that can be removed by an acid in a side chain connected to a main chain used in an antireflection film-forming composition for manufacturing a semiconductor device. A polymer having one or more.

前記重合体の分子量は、重量平均分子量として1000 〜1000000、好ましくは5000 〜 20000 、さらに好ましくは7000 〜 10000 である。重量平均分子量が1000未満では、塗布された反射防止膜の強度が弱く、また、低分子成分がレジスト層へと拡散して像形成に悪影響を及ぼし、1000000を超えると重合体を溶液をしたときの溶液粘度が上昇しすぎて、均一な塗膜形成が出来なくなる。   The molecular weight of the polymer is 1,000 to 1,000,000, preferably 5,000 to 20,000, and more preferably 7,000 to 10,000 as a weight average molecular weight. When the weight average molecular weight is less than 1000, the strength of the applied antireflection film is weak, and low molecular components diffuse into the resist layer, adversely affecting image formation. As a result, the solution viscosity increases too much and uniform coating cannot be formed.

本発明の重合体において、前記式(1) は必須の構造単位である。酸により脱離可能な置換されていてもよい単環式の脂肪族炭化水素基を有する構造単位を導入した高分子成分を用いることにより、本発明の反射防止膜形成組成物から形成される反射防止膜の基板との密着性を高めることができる。また、その上に形成されるフォトレジストとの密着性を向上させるとともに、ドライエッチングの際のフォトレジスト層に対して高い選択比を有することができ、その結果として、フォトレジストパターン、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArF エキシマレーザ( 波長193nm)、EB、EUVを用いた製造プロセスで形成される微細なフォトレジストパターンの倒壊、剥離などを防止することができるようになる。   In the polymer of the present invention, the formula (1) is an essential structural unit. Reflection formed from the antireflection film-forming composition of the present invention by using a polymer component into which a structural unit having an optionally substituted monocyclic aliphatic hydrocarbon group that can be removed by an acid is used The adhesion of the prevention film to the substrate can be enhanced. In addition, the adhesion to the photoresist formed thereon can be improved, and a high selectivity with respect to the photoresist layer during dry etching can be obtained. As a result, a photoresist pattern, particularly a KrF excimer can be obtained. It becomes possible to prevent collapse, peeling, and the like of a fine photoresist pattern formed by a manufacturing process using laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), EB, or EUV.

前記式(1)の中で記載される基R1,R2,R3は、それぞれ同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、R4、R5は炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示す。炭素数1から6のアルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル基などが挙げられる。中でも、メチル、エチル基が好ましい。   The groups R1, R2, and R3 described in the formula (1) are the same or different and each is a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R4 and R5 each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, pentyl and hexyl groups. Of these, methyl and ethyl groups are preferred.

Xは炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基、又はシアノ基で置換されていてもよい単環式の脂肪族炭化水素である。単環式の脂肪族炭化水素基としてはC3〜15のシクロアルキル基が挙げられる。シクロアルキル基の例としてはシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。これらのシクロアルキル基の水素はフッ素原子、炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもかまわない。特にシクロへキシル基、又はメチル基で置換されたシクロへキシル基が好ましい。   X is a monocyclic aliphatic hydrocarbon which may be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an acetyl group, or a cyano group. Examples of the monocyclic aliphatic hydrocarbon group include a C3-15 cycloalkyl group. Examples of the cycloalkyl group include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and the like. The hydrogen of these cycloalkyl groups may be substituted with a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom. A cyclohexyl group or a cyclohexyl group substituted with a methyl group is particularly preferable.

好ましい単量体としては例えば以下のような単量体が挙げられる。1-メチル-1-(4-メチルシクロへキシル)エチル=(メタ)アクリレート、1-メチル-1-(4-メチルシクロへキシル)プロピル=(メタ)アクリレート、1-メチル-1-シクロへキシルエチル=(メタ)アクリレート、1-メチル-1-シクロへキシルプロピル=(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   Examples of preferable monomers include the following monomers. 1-methyl-1- (4-methylcyclohexyl) ethyl = (meth) acrylate, 1-methyl-1- (4-methylcyclohexyl) propyl = (meth) acrylate, 1-methyl-1-cyclohexylethyl = (Meth) acrylate, 1-methyl-1-cyclohexylpropyl = (meth) acrylate, and the like.

本発明の重合体には、前記の酸により脱離可能な単環式の脂肪族炭化水素構造を有するモノマー成分に加え、必要に応じて他のモノマー成分を共重合させた重合体を用いることができる。   In addition to the monomer component having a monocyclic aliphatic hydrocarbon structure that can be eliminated by the acid, the polymer of the present invention uses a polymer obtained by copolymerizing other monomer components as necessary. Can do.

前記の酸により脱離可能な単環式の脂肪族炭化水素構造を有するモノマー成分以外の構造単位としては、KrF、ArF等のエキシマレーザーを吸収できる構造を有する単量体が共重合されている場合が好ましい。例えば、スチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、アセチルスチレン、α − メチルスチレン、α − クロロスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等のビニル化合物、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、2 − フェニルエチルアクリレート、ヒドロキシフェニルアクリレート、ブロモフェニルアクリレート等のアクリル酸エステル化合物、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、2 − フェニルエチルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート、ブロモフェニルメタクリレート等のメタクリル酸エステル化合物等が挙げられる。   As structural units other than the monomer component having a monocyclic aliphatic hydrocarbon structure that can be eliminated by the acid, a monomer having a structure capable of absorbing an excimer laser such as KrF or ArF is copolymerized. The case is preferred. For example, vinyl compounds such as styrene, methyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, cyano styrene, chloro styrene, bromo styrene, acetyl styrene, α-methyl styrene, α-chloro styrene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, phenyl acrylate, benzyl acrylate Acrylate compounds such as naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, hydroxyphenyl acrylate, bromophenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate 2-phenylethyl methacrylate, hydroxyphenyl methacrylate Over DOO, methacrylic acid ester compounds such as bromophenyl methacrylate.

共重合に用いられるその他のモノマー成分としては、例えば、メチルアクリレート、ノルマルブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2 , 2 , 2 − トリフルオロエチルアクリレート、2 − メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3 − メトキシブチルアクリレート、3 −アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル酸エステル化合物、メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ノルマルオクチルメタクリレート、2 , 2 , 2 −トリブロモエチルメタクリレート、2 − クロロエチルメタクリレート、2 − エトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2 − ( トリメチルシロキシ) エチルメタクリレート、3 − メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3 − メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル酸エステル化合物、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメチルシラン、アリルアミノトリメチルシラン、アリルジメチルピペリジノメチルシラン等のシラン化合物、N − メチルアクリルアミド、N , N − ジエチルアクリルアミド等のアクリルアミド化合物、N − プロピルメタクリルアミド、N , N − ジメチルアクリルアミド等のメタクリルアミド化合物、ビニルアルコール、メチルビニルエーテル、2 − ヒドロキシエチルビニルエーテル、2 − クロロエチルビニルエーテル、2 − メトキシエチルビニルエーテル等のビニル化合物、マレイミド、N − メチルマレイミド、N −フェニルマレイミド等のマレイミド化合物、マレイン酸無水物、アクリロニトリル、1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 3 − [ 2 − ( トリメトキシシリル) エチル] アダマンタン、( メタ) アクリル酸2 − ( トリメトキシシリル) エチルエステル、( メタ) アクリル酸3 − ( トリメトキシシリル) プロピルエステル、( メタ) アクリル酸2 − ( トリメチルシリルオキシ) エチルエステル、( メタ) アクリル酸3 − ( トリメチルシリルオキシ) プロピルエステル2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸エチル、2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸プロピル、2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸ブチル、2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸ヘキシル、2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸シクロヘキシル、2 − ( トリメチルシリルメチル) アクリル酸アダマンチル1 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 − メチルエチル) アダマンタン、1 − ヒドロキシ− 3 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 − メチルエチル) アダマンタン、1 − ( 1 − エチル− 1 − ( メタ) アクリロイルオキシプロピル) アダマンタン、1 − ヒドロキシ− 3 − ( 1 − エチル− 1 − ( メタ) アクリロイルオキシプロピル) アダマンタン、1 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 − メチルプロピル) アダマンタン、1 − ヒドロキシ− 3 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 − メチルプロピル) アダマンタン、1 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 , 2 − ジメチルプロピル) アダマンタン、1 − ヒドロキシ− 3 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 , 2 − ジメチルプロピル) アダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 5 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ−1 − メチルエチル) アダマンタン、1 − ( 1 − エチル− 1 − ( メタ) アクリロイルオキシプロピル) − 3 , 5 − ジヒドロキシアダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 5 − ( 1 − (メタ) アクリロイルオキシ− 1 − メチルプロピル) アダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 5 − ( 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 1 , 2 − ジメチルプロピル) アダマンタン1 − t − ブトキシカルボニル− 3 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 , 3 − ビス( t − ブトキシカルボニル) − 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − t − ブトキシカルボニル− 3 − ヒドロキシ− 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − ( 2 − テトラヒドロピラニルオキシカルボニル) − 3 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 , 3 − ビス( 2 − テトラヒドロピラニルオキシカルボニル) − 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − ヒドロキシ− 3 − ( 2 − テトラヒドロピラニルオキシカルボニル) − 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン。2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチルアダマンタン、1 − ヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチルアダマンタン、5 − ヒドロキシ− 2 −( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチルアダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 2 − (メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチルアダマンタン、1 , 5 − ジヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチルアダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 6 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 6 − メチルアダマンタン、2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2− エチルアダマンタン、1 − ヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − エチルアダマンタン、5 − ヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − エチルアダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − エチルアダマンタン、1 , 5 − ジヒドロキシ− 2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − エチルアダマンタン、1 , 3 − ジヒドロキシ− 6 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 6 − エチルアダマンタン、2 − テトラヒドロピラニル( メタ) アクリレート、2 − テトラヒドロフラニル( メタ) アクリレート。β − ( メタ) アクリロイルオキシ− γ − ブチロラクトン、β − ( メタ) アクリロイルオキシ− α , α − ジメチル− γ − ブチロラクトン、β − ( メタ) アクリロイルオキシ− γ , γ − ジメチル− γ − ブチロラクトン、β − ( メタ) アクリロイルオキシ− α ,α , β − トリメチル− γ − ブチロラクトン、β − ( メタ) アクリロイルオキシ− β , γ ,γ − トリメチル− γ − ブチロラクトン、β − ( メタ) アクリロイルオキシ− α , α , β ,γ , γ − ペンタメチル− γ − ブチロラクトン。5 − t − ブトキシカルボニルノルボルネン、9 − t − ブトキシカルボニルテトラシクロ[ 6 . 2 . 1 . 1 3 , 6 . 0 2 , 7 ] ドデカ− 4 − エン、5 − ( 2 − テトラヒドロピラニルオキシカルボニル) ノルボルネン、9 − ( 2 − テトラヒドロピラニルオキシカルボニル) テトラシクロ[ 6 . 2 . 1 . 1 3 , 6 . 0 2 , 7 ] ドデカ− 4 − エン。1 − ( アダマンタン− 1 − イルオキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 −( アダマンタン− 1 − イルメトキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − [ 2 − ( アダマンタン− 1 − イル) エトキシ] エチル( メタ) アクリレート、1 − ( 3 − ヒドロキシアダマンタン− 1 − イルオキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − ( ノルボルナン− 2 − イルオキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − ( ノルボルナン− 2 − イルメトキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − ( 2 − メチルノルボルナン− 2 − イルオキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − [ 1 − ( ノルボルナン− 2 − イル) − 1 − メチルエトキシ] エチル( メタ) アクリレート、1 − ( 3 − メチルノルボルナン− 2 − イルメトキシ) エチル(メタ) アクリレート、1 − ( ボルニルオキシ) エチル( メタ) アクリレート、1 − ( イソボルニルオキシ) エチル( メタ) アクリレート; 1 − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − 4 − オキサトリシクロ[ 4 . 3 . 1 . 1 3 , 8 ] ウンデカン− 5 − オン、2 −[ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − 4 − オキサトリシクロ[ 4 . 2 . 1 . 03 , 7 ] ノナン− 5 − オン、8 − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − 4 − オキサトリシクロ[ 5 . 2 . 1 . 0 2 , 6 ] デカン− 5 − オン、9 − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − 4 − オキサトリシクロ[ 5 . 2 . 1 . 0 2 , 6 ] デカン− 5 − オン、α − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − γ , γ − ジメチル− γ − ブチロラクトン、3 − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − 2 − オキソ− 1 − オキサスピロ[ 4 . 5 ] デカン、α − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − γ − ブチロラクトン、α − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − α , γ , γ − トリメチル−γ − ブチロラクトン、α − [ 1 − ( メタ) アクリロイルオキシエトキシ] − β , β − ジメチル− γ − ブチロラクトン。1 − ヒドロキシ− 3 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 , 3 −ジヒドロキシ− 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − カルボキシ− 3 − (メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 , 3 − ジカルボキシ− 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − カルボキシ− 3 − ヒドロキシ− 5 − ( メタ) アクリロイルオキシアダマンタン、1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 − オキソアダマンタン、3 −ヒドロキシ− 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 − オキソアダマンタン、7 − ヒドロキシ− 1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 − オキソアダマンタン。1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 − オキサトリシクロ[ 4 . 3 . 1 . 13 , 8 ] ウンデカン− 5 − オン、1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 , 7 − ジオキサトリシクロ[ 4 . 4 . 1 . 1 3 , 9 ] ドデカン− 5 , 8 − ジオン、1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 , 8 − ジオキサトリシクロ[ 4 . 4 . 1 . 1 3 , 9 ] ドデカン− 5 , 7 − ジオン、1 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 5 , 7 − ジオキサトリシクロ[ 4 . 4 . 1 . 13 , 9 ]ドデカン− 4 , 8 − ジオン。2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 4 − オキサトリシクロ[ 4 . 2 . 1 . 03 ,7 ] ノナン− 5 − オン、2 − ( メタ) アクリロイルオキシ− 2 − メチル− 4 − オキサトリシクロ[ 4 . 2 . 1 . 0 3 , 7 ] ノナン− 5 − オンα − ( メタ) アクリロイルオキシ− γ − ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− α − メチル− γ − ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− β ,β − ジメチル− γ − ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− α , β , β − トリメチル− γ − ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− γ , γ − ジメチル−γ − ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− α , γ , γ − トリメチル− γ −ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− β , β , γ , γ − テトラメチル− γ− ブチロラクトン、α − ( メタ) アクリロイルオキシ− α , β , β , γ , γ − ペンタメチル− γ − ブチロラクトン、( メタ) アクリル酸、( メタ) アクリル酸メチル、( メタ) アクリル酸エチル、( メタ) アクリル酸イソプロピル、( メタ) アクリル酸n − ブチル、( メタ) アクリル酸シクロヘキシル、( メタ) アクリル酸デカヒドロナフチル、( メタ) アクリル酸ノルボ



ルニル、( メタ) アクリル酸イソボルニル、( メタ) アクリル酸アダマンチル、( メタ) アクリル酸ジメチルアダマンチル、( メタ) アクリル酸トリシクロ[ 5 . 2 . 1 . 02 , 6 ]デシル、( メタ) アクリル酸テトラシクロ[ 4 . 4 . 0 . 12 , 5 . 1 7 , 1 0 ] ドデシル、無水マレイン酸4 − オキサトリシクロ[ 5 . 2 . 1 . 0 2 , 6 ] デカン− 8 − エン− 5 − オン、3 − オキサトリシクロ[ 5 . 2 . 1 . 0 2 , 6 ] デカン− 8 − エン− 4 − オン、5 − オキサトリシクロ[ 6 . 2 . 1 . 0 2 , 7 ] ウンデカン− 9 − エン− 6 − オン、4 − オキサトリシクロ[ 6 . 2 . 1 . 0 2 , 7 ] ウンデカン− 9 − エン− 5 − オン、4 − オキサペンタシクロ[ 6 . 5 . 1 . 1 9 , 1 2 . 0 2 , 6 . 0 8 , 1 3 ] ペンタデカン− 1 0 − エン− 5 − オン、3 −オキサペンタシクロ[ 6 . 5 . 1 . 1 9 , 1 2 . 0 2 , 6 . 0 8 , 1 3 ] ペンタデカン− 1 0 − エン− 4 − オン、5 − オキサペンタシクロ[ 6 . 6 . 1 . 1 1 0 , 1 3 . 0 2 , 7 . 0 9 , 1 4 ] ヘキサデカン− 1 1 − エン− 6 − オン、4 − オキサペンタシクロ[ 6 . 6 . 1 . 1 1 0 , 1 3 . 0 2 , 7 .0 9 , 1 4 ] ヘキサデカン− 1 1 − エン− 5 − オン、ノルボルネン、5 − ヒドロキシ− 2 − ノルボルネン等が挙げられる。
Other monomer components used for copolymerization include, for example, methyl acrylate, normal butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2, 2, 2-trifluoroethyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, tetrahydrofurfuryl. Acrylate compounds such as acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, normal octyl methacrylate, 2,2,2-tribromoethyl methacrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-Ethoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, tetrahydrofurfurylme Methacrylate compounds such as acrylate, 2- (trimethylsiloxy) ethyl methacrylate, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, allyltrimethylsilane, allylamino Silane compounds such as trimethylsilane and allyldimethylpiperidinomethylsilane, acrylamide compounds such as N-methylacrylamide and N, N-diethylacrylamide, methacrylamide compounds such as N-propylmethacrylamide and N, N-dimethylacrylamide, vinyl Alcohol, methyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, 2-methoxyethyl vinyl ether Vinyl compounds such as tellurium, maleimide compounds such as maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, maleic anhydride, acrylonitrile, 1- (meth) acryloyloxy-3- [2- (trimethoxysilyl) ethyl] adamantane (Meth) acrylic acid 2- (trimethoxysilyl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 3- (trimethoxysilyl) propyl ester, (meth) acrylic acid 2- (trimethylsilyloxy) ethyl ester, (meth) acrylic acid 3- (trimethylsilyloxy) propyl ester 2- (trimethylsilylmethyl) ethyl acrylate, 2- (trimethylsilylmethyl) propyl acrylate, 2- (trimethylsilylmethyl) butyl acrylate, 2- (tri Tylsilylmethyl) hexyl acrylate, 2- (trimethylsilylmethyl) cyclohexyl acrylate, 2- (trimethylsilylmethyl) adamantyl acrylate 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1-hydroxy-3 -(1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1-ethyl-1- (meta) ) Acrylyloxypropyl) Adamantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) Adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) Damantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) Adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1,3- Dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) -3,5-dihydroxyadamantane, 1,3-dihydroxy- 5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane 1-t-butoxycarbonyl- 3- (Me ) Acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (t-butoxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-t-butoxycarbonyl-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1- (2 -Tetrahydropyranyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-hydroxy-3- (2- (Tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane. 2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1, 3 -Dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6 -Methyladamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2 Ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- ( (Meth) acryloyloxy-6-ethyladamantane, 2-tetrahydropyranyl (meth) acrylate, 2-tetrahydrofuranyl (meth) acrylate. β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-α, α-dimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, β- (Meth) acryloyloxy-α, α, β-trimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-β, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-α, α, β, γ, γ-pentamethyl-γ-butyrolactone. 5-t-butoxycarbonylnorbornene, 9-t-butoxycarbonyltetracyclo [6. 2. 1. 1 3, 6 . 0 2, 7] dodeca - 4 - ene, 5 - (2 - tetrahydropyranyloxy carbonyl) norbornene, 9 - (2 - tetrahydropyranyloxy carbonyl) tetracyclo [6. 2. 1. 1 3, 6 . 0 2, 7 ] Dodeca-4-en. 1- (adamantane-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (adamantane-1-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [2- (adamantan-1-yl) ethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-hydroxyadamantane-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornane-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornane-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (2-Methylnorbornane-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [1- (norbornane-2-yl) -1-methylethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-methylnorbornane-2 Ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (bornyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (isobornyloxy) ethyl (meth) acrylate; 1- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatri Cyclo [4. 3. 1. 1 3, 8 ] undecan-5-one, 2- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [4. 2. 1. 0 3, 7 ] nonan-5-one, 8- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [5. 2. 1. 0 2, 6] decane - 5 - one, 9 - [1 - (meth) acryloyloxy ethoxy] - 4 - oxatricyclo [5. 2. 1. 0 2, 6 ] decan-5-one, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, 3- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -2-oxo -1-oxaspiro [4. 5] Decane, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -γ-butyrolactone, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -α, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, α- [1 -(Meth) acryloyloxyethoxy]-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone. 1-hydroxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dicarboxy-5- (Meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 3-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4 Oxoadamantane, 7-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane. 1- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4. 3. 1. 1 3, 8 ] undecan-5-one, 1- (meth) acryloyloxy-4,7-dioxatricyclo [4. 4. 1. 1 3, 9 ] dodecane-5,8-dione, 1- (meth) acryloyloxy-4,8-dioxatricyclo [4. 4. 1. 1 3, 9 ] dodecane-5,7-dione, 1- (meth) acryloyloxy-5,7-dioxatricyclo [4. 4. 1. 13, 9] dodecane-4,8-dione. 2- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4. 2. 1. 0 3, 7 ] nonan-5-one, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyl-4-oxatricyclo [4. 2. 1. 0 3, 7] nonan-5-one α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β- Dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, β, β-trimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyl Oxy-α, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β, γ, γ-tetramethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, β, β , Γ, γ-pentamethyl-γ-butyrolactone, (meth) acrylic acid, (Meth) methyl acrylate, (meth) ethyl acrylate, (meth) isopropyl acrylate, (meth) n-butyl acrylate, (meth) cyclohexyl acrylate, (meth) decahydronaphthyl acrylate, (meth) acrylic Acid norvo



Lunyl, (meth) isobornyl acrylate, (meth) adamantyl acrylate, (meth) dimethyladamantyl acrylate, (meth) tricycloacrylate [5. 2. 1. 0 2, 6 ] decyl, (meth) acrylic acid tetracyclo [4. 4. 0. 1 2, 5 . 1 7, 10 ] dodecyl, maleic anhydride 4-oxatricyclo [5. 2. 1. 0 2, 6 ] decan-8-ene-5-one, 3-oxatricyclo [5. 2. 1. 0 2, 6 ] decan-8-ene-4-one, 5-oxatricyclo [6. 2. 1. 0 2, 7 ] Undecan-9-en-6-one, 4-oxatricyclo [6. 2. 1. 0 2, 7] undecane - 9 - ene - 5 - one, 4 - oxa penta cyclo [6. 5. 1. 1 9, 1 2 . 0 2, 6 . 0 8, 1 3 ] pentadecane-10-en-5-one, 3-oxapentacyclo [6. 5. 1. 1 9, 1 2 . 0 2, 6 . 0 8, 1 3 ] pentadecane-10-en-4-one, 5-oxapentacyclo [6. 6. 1. 1 1 0, 1 3 . 0 2, 7 . 0 9, 14 ] hexadecan-11-en-6-one, 4-oxapentacyclo [6. 6. 1. 1 1 0, 1 3. 0 2, 7. 09,14] hexadecan-11-en-5-one, norbornene, 5-hydroxy-2-norbornene and the like.

本発明の重合体を得るに際し、モノマー混合物の重合は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状重合 懸濁重合、乳化重合など、アクリル系重合体等を製造する際に用いる慣用の方法により行うことができるが、特に、溶液重合が好適である。さらに、溶液重合のなかでも滴下重合が好ましい。滴下重合は、具体的には、例えば、( i ) 予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した有機溶媒中に前記単量体溶液と重合開始剤溶液とを各々滴下する方法、( i i ) 単量体と重合開始剤とを有機溶媒に溶解した混合溶液を、一定温度に保持した有機溶媒中に滴下する方法、( i i i ) 予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した前記単量体溶液中に重合開始剤溶液を滴下する方法などの方法により行われる。   In obtaining the polymer of the present invention, the polymerization of the monomer mixture is carried out by a conventional method used for producing an acrylic polymer, such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization. Although it can be performed, solution polymerization is particularly preferred. Furthermore, drop polymerization is preferable among solution polymerization. Specifically, in the dropping polymerization, for example, (i) a monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in the organic solvent are respectively prepared in an organic solvent kept at a constant temperature. A method in which the monomer solution and the polymerization initiator solution are respectively added dropwise; and (ii) a method in which a mixed solution in which the monomer and the polymerization initiator are dissolved in an organic solvent is added dropwise to an organic solvent maintained at a constant temperature. (Iii) A monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in the organic solvent are respectively prepared, and the polymerization initiator solution is dropped into the monomer solution maintained at a constant temperature. It is performed by a method or the like.

重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、例えば、エーテル( ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル類などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテルなど) 、エステル( 酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類など) 、ケトン( アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど) 、アミド( N , N − ジメチルアセトアミド、N , N − ジメチルホルムアミドなど) 、スルホキシド( ジメチルスルホキシドなど) 、アルコール( メタノール、エタノール、プロパノールなど) 、炭化水素( ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など) 、これらの混合溶媒などが挙げられる。また、重合開始剤として公知の重合開始剤を使用できる。重合温度は、例えば30〜150 ℃ 程度の範囲で適宜選択できる。   As the polymerization solvent, a known solvent can be used. For example, ether (chain ether such as diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, etc., cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxane, etc.), ester (methyl acetate, ethyl acetate, Glycol ether esters such as butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), amides (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc.) ), Sulfoxide (dimethylsulfoxide, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, etc.), hydrocarbon (benzene, toluene, xylene, etc.) Aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane), and mixtures of these solvents. Moreover, a well-known polymerization initiator can be used as a polymerization initiator. The polymerization temperature can be appropriately selected within a range of, for example, about 30 to 150 ° C.

重合により得られた重合体は、沈殿又は再沈殿により精製できる。沈殿又は再沈殿溶媒は有機溶媒及び水の何れであってもよく、また混合溶媒であってもよい。沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、例えば、炭化水素( ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素; シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素; ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素) 、ハロゲン化炭化水素
( 塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素; クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など) 、ニトロ化合物( ニトロメタン、ニトロエタンなど) 、ニトリル( アセトニトリル、ベンゾニトリルなど) 、エーテル( ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル; テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル) 、ケトン( アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど) 、エステル( 酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート( ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど) 、アルコール( メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど) 、カルボン酸( 酢酸など) 、これらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。
The polymer obtained by polymerization can be purified by precipitation or reprecipitation. The precipitation or reprecipitation solvent may be either an organic solvent or water, or a mixed solvent. Examples of organic solvents used as a precipitation or reprecipitation solvent include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; and aromatics such as benzene, toluene, and xylene. Aromatic hydrocarbons), halogenated hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.) , Nitrile (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ether (chain ether such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxane), ketone (acetone, methyl ether) Ruketone, diisobutyl ketone, etc.), ester (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonate (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (Acetic acid etc.), mixed solvents containing these solvents, and the like.

中でも、前記沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、少なくとも炭化水素(特に、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素) を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、炭化水素( 例えば、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素) と他の溶媒との比率は、例えば前者/ 後者( 体積比;25℃)=10/90〜99/1、好ましくは前者/ 後者( 体積比;25℃)=30/70〜98/2、さらに好ましくは前者/ 後者( 体積比;25℃)=50/50〜97/3程度である。炭化水素の割合が多くなると極性の高いモノマーの除去効率が低下する恐れがあり、炭化水素の割合が少なくなるとポリマーを構成するモノマーユニットの組み合わせによってはポリマーが溶解してしまい、ポリマーの回収が困難となる恐れがある。   Among these, as the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least a hydrocarbon (particularly an aliphatic hydrocarbon such as hexane) is preferable. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of hydrocarbon (for example, aliphatic hydrocarbon such as hexane) and other solvent is, for example, the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 10/90 to 99 / 1, preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = About 50/50 to 97/3. If the proportion of hydrocarbons increases, the removal efficiency of highly polar monomers may decrease, and if the proportion of hydrocarbons decreases, the polymer may dissolve depending on the combination of monomer units that make up the polymer, making it difficult to recover the polymer There is a risk of becoming.

また、前記沈殿又は際沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、少なくともアルコール(特にメタノール等低級アルコール)を含む溶媒も好ましく用いることができる。このような少なくともアルコールをを含む溶媒において、アルコールと他の溶媒の比率は、例えば前者/ 後者( 体積比; 2 5 ℃ )=10/90〜99/1、好ましくは前者/ 後者( 体積比; 2 5 ℃ )=30/70〜98/2、さらに好ましくは前者/ 後者( 体積比; 2 5 ℃ )=50/50〜97/3程度である。   Moreover, as the organic solvent used as the precipitation or precipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly a lower alcohol such as methanol) can be preferably used. In such a solvent containing at least an alcohol, the ratio of the alcohol to the other solvent is, for example, the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 10/90 to 99/1, preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = About 50/50 to 97/3.

本発明の重合体における式(1)の構造単位の割合は特に限定されるものではなく、要求される反射防止膜としての性能、即ち減衰係数( k 値) 、屈折率( n 値) 及びドライエッチング速度等、に応じて変えることができる。重合体における式(1) の構造単位の割合としては、構造単位の数の比率として、重合体中式(1) としては0.01〜0.95であり、好ましくは0.1〜 0.70 である。また、本発明の反射防止膜形成組成物より形成される反射防止膜の減衰係数( k 値) 、屈折率( n 値) 及びドライエッチング速度は、必要に応じて共重合される付加重合性モノマーの種類、重合体中におけるその割合等によって調節することができる。   The proportion of the structural unit of the formula (1) in the polymer of the present invention is not particularly limited, and required performance as an antireflection film, that is, attenuation coefficient (k value), refractive index (n value) and dryness. It can be changed according to the etching rate or the like. The ratio of the structural unit of the formula (1) in the polymer is 0.01 to 0.95, preferably 0.1 to 0.70 as the ratio of the number of structural units in the polymer as the formula (1). It is. In addition, the attenuation coefficient (k value), refractive index (n value) and dry etching rate of the antireflection film formed from the antireflection film-forming composition of the present invention are copolymerized as necessary. It can be adjusted by the kind of the polymer, its ratio in the polymer and the like.

本発明の反射防止膜形成組成物は、少なくとも主鎖と連結した側鎖に酸により脱離可能な単環式の脂肪族炭化水素構造を含む重合体と、架橋剤及び溶剤からなり、任意成分として架橋触媒、界面活性剤、酸発生剤等を含有するものである。本発明の反射防止膜形成組成物の固形分は、例えば0 . 1 〜 5 0 質量% であり、また、例えば0 . 5 〜 3 0 質量% である。ここで固形分とは、反射防止膜形成組成物の全成分から溶剤成分を除いたものである。固形分濃度が0.1質量%より小さくなると生産性が低下する恐れがあり、固形分濃度が50質量%を超えると液の粘度が高くなり、取扱が困難となるだけでなく、製膜製も低下する恐れがある。   The antireflective film-forming composition of the present invention comprises a polymer containing a monocyclic aliphatic hydrocarbon structure that can be eliminated by an acid at least in the side chain linked to the main chain, a crosslinking agent, and a solvent. Containing a crosslinking catalyst, a surfactant, an acid generator and the like. The solid content of the antireflection film-forming composition of the present invention is, for example, 0. 1 to 50% by mass, and for example, 0. 5 to 30% by mass. Here, the solid content is obtained by removing the solvent component from all components of the antireflection film-forming composition. If the solid content concentration is less than 0.1% by mass, the productivity may be reduced. If the solid content concentration exceeds 50% by mass, the viscosity of the liquid becomes high and handling becomes difficult. May also decrease.

本発明の反射防止膜形成組成物におけるこのような重合体の配合量としては、固形分中において、例えば、5 0 〜 9 9 質量% であり、また、例えば、6 0 〜 9 9 質量% であり、または、6 0 〜 9 5 質量% である。重合体の配合量が50質量%よりも小さくなると製膜後の強度等が低下する恐れがあり、重合体の配合量が99質量%を超えると架橋が不十分となり、レジスト層とのインターミキシング等が生じる恐れがある。   As a compounding quantity of such a polymer in the anti-reflective film formation composition of this invention, it is 50-99 mass% in solid content, for example, Moreover, it is 60-99 mass%, for example. Yes, or 60 to 95% by mass. If the blending amount of the polymer is less than 50% by mass, the strength after film formation may decrease, and if the blending amount of the polymer exceeds 99% by mass, crosslinking is insufficient and intermixing with the resist layer is performed. Etc. may occur.

本発明の反射防止膜形成組成物はさらに架橋剤を含む。その架橋剤としては、メラミン系、置換尿素系、エポキシ基を含有する重合体系等が挙げられる。好ましくは、少なくとも2 個の架橋形成置換基を有する架橋剤であり、メトキシメチル化グリコウリル、またはメトキシメチル化メラミンなどの化合物であり、特に好ましくは、テトラメトキシメチルグリコールウリル、またはヘキサメトキシメチルメラミンである。又、テトラメトキシメチル尿素、テトラブトキシメチル尿素などの化合物も挙げられる。   The antireflection film-forming composition of the present invention further contains a crosslinking agent. Examples of the crosslinking agent include melamine-based, substituted urea-based, and polymer systems containing an epoxy group. Preferably, it is a cross-linking agent having at least two cross-linking substituents, and is a compound such as methoxymethylated glycouril or methoxymethylated melamine, particularly preferably tetramethoxymethylglycoluril or hexamethoxymethylmelamine. is there. In addition, compounds such as tetramethoxymethylurea and tetrabutoxymethylurea are also included.

架橋剤の添加量は、使用する塗布溶剤、使用する下地基板、反射防止膜として要求される屈折率、減衰係数等の性能、上層として用いられるフォトレジストの種類などにより変動するが、固形分中で、例えば1 〜 5 0 質量% であり、また、例えば1 〜 4 0 質量% であり、また、5 〜 4 0 質量% である。架橋剤の添加量が1質量%未満となると十分な数の架橋点が生じず、レジスト層とのインターミキシングが生じる恐れがある。また、架橋剤の添加量が50質量%を超えると十分な反射防止効果を得ることができない恐れがある。   The amount of the crosslinking agent added varies depending on the coating solvent used, the underlying substrate used, the performance required for the antireflective film, such as the refractive index and the attenuation coefficient, and the type of photoresist used as the upper layer. For example, it is 1 to 50% by mass, for example, 1 to 40% by mass, and 5 to 40% by mass. When the addition amount of the crosslinking agent is less than 1% by mass, a sufficient number of crosslinking points may not be generated, and intermixing with the resist layer may occur. Moreover, when the addition amount of a crosslinking agent exceeds 50 mass%, there exists a possibility that sufficient antireflection effect cannot be acquired.

これら架橋剤は自己縮合による架橋反応を起こすこともあるが、重合体中に架橋性置換基が存在する場合は、それらの架橋性置換基と架橋反応を起こす事ができる。重合体中に架橋性置換基が存在する場合としては、Xが水酸基で置換されているとき、共重合されているその他のモノマー構造に水酸基が存在する場合などである。   These cross-linking agents may cause a cross-linking reaction by self-condensation, but when a cross-linkable substituent is present in the polymer, it can cause a cross-linking reaction with these cross-linkable substituents. Examples of the case where a crosslinkable substituent is present in the polymer include a case where X is substituted with a hydroxyl group, and a case where a hydroxyl group is present in another copolymerized monomer structure.

本発明の反射防止膜形成組成物は架橋剤を含んでおり、そのため、その組成物より形成される反射防止膜は強固な膜となる。即ち、基板上に塗布された反射防止膜形成組成物の焼成による反射防止膜形成中に架橋反応が起こり、その結果、形成される反射防止膜はフォトレジストに使用されるような有機溶剤に不溶となる。そのため、該反射防止膜はフォトレジストとのインターミキシングを起こさないものである。また、そうして形成された反射防止膜はアルカリ水溶液にも不溶となるため、その除去はドライエッチングによって行われることとなる。   The antireflective film-forming composition of the present invention contains a cross-linking agent, so that the antireflective film formed from the composition is a strong film. That is, a crosslinking reaction occurs during the formation of the antireflection film by baking the antireflection film-forming composition applied on the substrate, and as a result, the formed antireflection film is insoluble in organic solvents such as those used in photoresists. It becomes. Therefore, the antireflection film does not cause intermixing with the photoresist. Further, since the antireflection film thus formed is insoluble in an alkaline aqueous solution, the removal is performed by dry etching.

本発明の反射防止膜形成組成物には、前記架橋反応を促進するための触媒として、p − トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウム− p − トルエンスルホン酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等の酸、又は2 , 4 , 4 , 6 − テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシラート、2− ニトロベンジルトシラート等の熱酸発生剤を添加することが出来る。添加量は全固形分中において0 . 0 2 〜 1 0 質量% 、好ましくは0 . 0 4 〜 5 質量% である。添加量が0.04質量%未満では十分な架橋反応を得られずにレジスト層とのインターミキシングが発生する恐れがあり、添加量が10質量%を超えるとレジスト層への染み出し等によるレジスト形状の変形等が生じる恐れがある。   In the antireflection film forming composition of the present invention, as a catalyst for promoting the crosslinking reaction, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium-p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, citric acid, Acids such as benzoic acid and hydroxybenzoic acid, or thermal acid generators such as 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate and 2-nitrobenzyl tosylate can be added. The amount added was 0. 0 2 to 10% by mass, preferably 0. 0 4 to 5 mass%. If the addition amount is less than 0.04% by mass, a sufficient crosslinking reaction may not be obtained, and intermixing with the resist layer may occur. If the addition amount exceeds 10% by mass, the resist may bleed into the resist layer. There is a risk of deformation of the shape.

本発明の反射防止膜形成組成物は、リソグラフィー工程で上層に被覆されるフォトレジストとの酸性度を一致させる為に、光酸発生剤を添加する事が出来る。フォトレジストとの酸性度を調節、一致させることによりフォトレジストパターンの形状を矩形なものとすることができる。   In the antireflection film-forming composition of the present invention, a photoacid generator can be added in order to match the acidity with the photoresist coated on the upper layer in the lithography process. The shape of the photoresist pattern can be made rectangular by adjusting and matching the acidity with the photoresist.

また本発明のモノマー単位は酸によりエステル結合が解離してカルボン酸が生じる。反射防止膜に添加した光酸発生剤が露光の際に分解して発生した酸によりエステル結合が開裂してカルボン酸となることにより、側鎖に環状炭化水素が存在する場合と比較して、エッチング耐性が低下してレジストに対するエッチング比を低下させることが可能である。さらに、反射防止膜の架橋度を制御することにより、露光された反射防止膜のみをアルカリ現像液により除去することも可能となる。   In the monomer unit of the present invention, an ester bond is dissociated by an acid to generate a carboxylic acid. Compared with the case where cyclic hydrocarbons exist in the side chain, the ester bond is cleaved by the acid generated by the decomposition of the photoacid generator added to the antireflection film upon exposure to carboxylic acid, It is possible to reduce the etching resistance and the etching ratio with respect to the resist. Furthermore, by controlling the degree of crosslinking of the antireflection film, only the exposed antireflection film can be removed with an alkali developer.

光酸発生剤は300nm 以下、好ましくは220nm以下の範囲の光で酸を発生する光酸発生剤であることが望ましく、なおかつ先に示した本発明における重合体等との混合物が有機溶媒に十分に溶解し、かつその溶液がスピンコートなどの製膜法で均一な塗布膜が形成可能なものであれば、いかなる光酸発生剤でもよい。また、単独、2種以上を混合して用いたり、適当な増感剤と組み合わせて用いてもよい。   Desirably, the photoacid generator is a photoacid generator that generates an acid with light in a range of 300 nm or less, preferably 220 nm or less, and the above-described mixture with the polymer or the like in the present invention is sufficient for an organic solvent. Any photoacid generator may be used as long as it dissolves in the solution and the solution can form a uniform coating film by a film forming method such as spin coating. Moreover, you may use individually and in mixture of 2 or more types, or in combination with a suitable sensitizer.

使用可能な光酸発生剤の例としては、例えば、ジャーナル・オブ・ジ・オーガニック・ケミストリー(Journal of the OrganicChemistry)43巻、15号、3055頁〜3058頁(1978年)に記載されているJ.V.クリベロ(J.V.Crivello)らのトリフェニルスルホニウム塩誘導体、およびそれに代表される他のオニウム塩(例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩などの化合物)や、2、6−ジニトロベンジルエステル類[O.ナラマス(O. Nalamasu)ら、SPIEプロシーディング、1262巻、32頁(1990年)]、1、2、3−トリ(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン[タクミ ウエノら、プロシーディング・オブ・PME’89、講談社、413〜424頁(1990年)]で表された光酸発生剤である。   Examples of usable photoacid generators include, for example, J described in Journal of the Organic Chemistry, Vol. 43, No. 15, pages 3055-3058 (1978). . V. Triphenylsulfonium salt derivatives of JV Crivello et al. And other onium salts typified by them (for example, compounds such as sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, ammonium salts), 2, 6-Dinitrobenzyl esters [O. O. Nalamasu et al., SPIE Proceeding, 1262, 32 (1990)], 1,2,3-tri (methanesulfonyloxy) benzene [Takumi Ueno et al., Proceeding of PME'89, Kodansha, 413-424 (1990)].

具体的には、シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジシクロヘキシル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、2−ジシクロヘキシルスルホニルシクロヘキサノン、ジメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホナート、などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
本発明の組成物において、光酸発生剤は単独でも用いられるが、2種以上を混合して用いても良い。光酸発生剤の含有率は、それ自身を含む全構成成分100重量部に対して通常0.02ないし5重量部、好ましくは0.05ないし3重量部である。
本発明の反射防止膜形成組成物には、必要に応じて更にレオロジー調整剤、界面活性剤などを添加することができる。
Specifically, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-dicyclohexylsulfonylcyclohexanone, dimethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate , Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, and the like, but are not limited thereto.
In the composition of the present invention, the photoacid generator may be used alone, but two or more kinds may be mixed and used. The content of the photoacid generator is usually 0.02 to 5 parts by weight, preferably 0.05 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of all components including itself.
The antireflection film-forming composition of the present invention may further contain a rheology adjusting agent, a surfactant and the like as necessary.

レオロジー調整剤は、主に反射防止膜形成組成物の流動性を向上させ、特に焼成工程において、ホール内部への反射防止膜形成組成物の充填性を高める目的で添加される。
具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ブチルイソデシルフタレート等のフタル酸誘導体、ジノルマルブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジイソオクチルアジペート、オクチルデシルアジペート等のアジピン酸誘導体、ジノルマルブチルマレート、ジエチルマレート、ジノニルマレート等のマレイン酸誘導体、メチルオレート、ブチルオレート、テトラヒドロフルフリルオレート等のオレイン酸誘導体、またはノルマルブチルステアレート、グリセリルステアレート等のステアリン酸誘導体を挙げることができる。これらのレオロジー調整剤は、反射防止膜形成組成物の全組成物当たり通常3 0 質量% 未満の割合で添加される。
界面活性剤は、ピンホールやストレーション等の発生を抑え、表面むらに対する塗布性をさらに向上させるために添加される。界面活性剤としては、例えばノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマー等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の反射防止膜形成組成物の全組成物当たり通常0 . 2 質量% 以下、好ましくは0 . 1 質量% 以下である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また2 種以上の組合せで添加することもできる。
The rheology modifier is added mainly for the purpose of improving the fluidity of the antireflective film-forming composition, and particularly for improving the filling property of the antireflective film-forming composition into the hole in the firing step.
Specific examples include phthalic acid derivatives such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dihexyl phthalate, butyl isodecyl phthalate, adipic acid derivatives such as dinormal butyl adipate, diisobutyl adipate, diisooctyl adipate, octyl decyl adipate, Mention may be made of maleic acid derivatives such as normal butyl maleate, diethyl maleate and dinonyl maleate, oleic acid derivatives such as methyl oleate, butyl oleate and tetrahydrofurfuryl oleate, or stearic acid derivatives such as normal butyl stearate and glyceryl stearate. it can. These rheology modifiers are usually added in a proportion of less than 30% by mass based on the total composition of the antireflection film-forming composition.
The surfactant is added in order to suppress the occurrence of pinholes and installations, and to further improve the applicability to surface unevenness. Examples of the surfactant include nonionic surfactants, fluorine surfactants, and organosiloxane polymers. The blending amount of these surfactants is usually 0. 0 per total composition of the antireflection film-forming composition of the present invention. 2% by mass or less, preferably 0. 1% by mass or less. These surfactants may be added singly or in combination of two or more.

本発明で、前記ポリマー等の固形分を溶解させる溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、グリセロール、グリセロールモノメチルエーテル、グリセロールジメチルエーテル、グリセロールモノエチルエーテル、グリセロールジエチルエーテルの如きアルコール系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチルの如きエステル系溶媒を使用することができる。   In the present invention, the solvent for dissolving the solids such as the polymer is methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, octanol, decanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol. Monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, glycerol, glycerol monomethyl ether, glycerol dimethyl ether, glycerol monoethyl ether, glycerol diethyl ether Alcohols such as solvents, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, can be used methyl lactate, such as ester solvents ethyl lactate.

これらの溶媒は、単独でもあるいは2種以上の混合物としても使用できる。これらのうち、各成分の溶解性と組成物の安定性の点で、アルコール系溶媒、ならびにアルコール系溶媒と他の極性溶媒との混合溶媒が好ましい。   These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. Among these, alcohol solvents and mixed solvents of alcohol solvents and other polar solvents are preferable from the viewpoint of the solubility of each component and the stability of the composition.

アルコール系溶媒としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルおよびプロピレングリコールモノプロピルエーテルが好ましい。また、アルコール系溶媒と他の極性溶媒との混合溶媒としては、アルコール系溶媒/エーテル系溶媒の混合溶媒およびアルコール系溶媒/エステル系溶媒の混合溶媒が好ましい。   As the alcohol solvent, for example, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether are preferable. The mixed solvent of the alcohol solvent and the other polar solvent is preferably a mixed solvent of an alcohol solvent / ether solvent and a mixed solvent of an alcohol solvent / ester solvent.

上記アルコール系溶媒/エーテル系溶媒の混合溶媒の好ましい具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルおよびプロピレングリコールモノプロピルエーテルのうちの少なくとも1種のアルコール系溶媒と、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルおよびジエチレングリコールメチルエチルエーテルのうちから選ばれる少なくとも1つのエーテル系溶媒との混合溶媒が挙げられる。   Preferable specific examples of the mixed solvent of the alcohol solvent / ether solvent include at least one alcohol solvent of propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether, and bis (2- (Methoxyethyl) ether, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol methyl ethyl ether include a mixed solvent with at least one ether solvent.

上記アルコール系溶媒/エステル系溶媒の混合溶媒の好ましい具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルおよびプロピレングリコールモノプロピルエーテルのうちの少なくとも1種のアルコール系溶媒と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのうちから選ばれる少なくとも1つのエステル系溶媒との混合溶媒が挙げられる。   Preferred examples of the mixed solvent of the alcohol solvent / ester solvent include at least one alcohol solvent of propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monomethyl ether. Examples thereof include a mixed solvent with at least one ester solvent selected from acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate.

本発明における反射防止膜の上層に塗布されるフォトレジストとしてはネガ型、ポジ型いずれも使用でき、ノボラック樹脂と1 , 2 − ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルとからなるポジ型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダー及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、アルカリ可溶性バインダー、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジスト、酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させる基を有するバインダー、酸により分解してフォトレジストのアルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物及び光酸発生剤からなる化学増幅型フォトレジストなど が挙げられる。   As the photoresist applied to the upper layer of the antireflection film in the present invention, either a negative type or a positive type can be used, and a positive type photoresist composed of a novolak resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester is decomposed by an acid. Chemically amplified photoresist comprising a binder having a group that increases the alkali dissolution rate and a photoacid generator, an alkali-soluble binder, a low-molecular compound that decomposes with an acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist, and a photoacid generator Chemically amplified photoresist comprising a binder having a group that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate, a low molecular weight compound that decomposes with acid to increase the alkali dissolution rate of the photoresist, and a photoacid generator Type photoresist.

本発明の反射防止膜形成組成物を使用して形成した反射防止膜を有するポジ型フォトレジストの現像液としては、本発明で使用する高分子化合物の溶解性に応じて適当な有機溶媒、またはその混合溶媒、あるいは適度な濃度のアルカリ溶液、水溶液またはその混合物を選択すれば良い。使用される有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ターシャル−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどのアルコール類、そのほか、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、ベンゼン、トルエン、キシレン、フェノールなどの有機溶剤が挙げられる。また、使用されるアルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ類や、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、などの有機アミン類、そしてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの有機アンモニウム塩などを含む水溶液、または有機溶剤、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。これらの中でも好ましい現像液はテトラメチルアンモニウムヒドロキシドである。   As a developer for a positive photoresist having an antireflection film formed using the antireflection film-forming composition of the present invention, an appropriate organic solvent depending on the solubility of the polymer compound used in the present invention, or The mixed solvent, an alkali solution having an appropriate concentration, an aqueous solution or a mixture thereof may be selected. Examples of the organic solvent used include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, Examples include alcohols such as tertiary-butyl alcohol, cyclopentanol and cyclohexanol, and organic solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, benzene, toluene, xylene and phenol. Examples of the alkaline solution used include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, and ammonia, and organic solvents such as ethylamine, propylamine, diethylamine, dipropylamine, trimethylamine, and triethylamine. An aqueous solution containing an amine and an organic ammonium salt such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, or an organic solvent, and Examples thereof include, but are not limited to, mixtures thereof. Among these, a preferred developer is tetramethylammonium hydroxide.

次に本発明のフォトレジストパターン形成法について説明する。半導体装置の製造に使用される基板( 例えば、シリコン/ 二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、ガラス基板、I T O 基板等) 上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により反射防止膜形成組成物を塗布後、焼成して硬化させ反射防止膜を作成する。ここで、反射防止膜の膜厚としては0 . 0 1 〜 3 . 0 μ m が好ましい。膜厚が0.01μmより小さいと十分な反射防止効果が得られない恐れがあり、膜厚が3.0μmよりも大きくなると基板のエッチングの際に基板のエッチングの前にレジストがなくなってしまう恐れがある。また塗布後焼成する条件として、焼成温度としては例えば8 0 〜 2 5 0 ℃ であり、好ましくは1 5 0 〜 2 5 0 ℃ である。又、焼成時間としては例えば0 . 2 〜 6 0 分間であり、好ましくは0 . 5 〜 3 0 分間である。その後フォトレジストの層を形成し、所定のマスクを通して露光し、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを得ることができる。露光は半導体装置の製造に使用されるK r F エキシマレーザ( 波長2 4 8 n m ) 、A r F エキシマレーザ( 波長1 9 3 nm )、EB、EUV等を用いて行なうことができる。必要に応じて露光後加熱( P E B : P o s t E x p o s u r e B a k e ) を行うこともできる。そして、フォトレジストが前記工程により現像除去された部分の反射防止膜をドライエッチングにより除去し、所望のパターンを基板上に形成することができる。   Next, the photoresist pattern forming method of the present invention will be described. Anti-reflective film forming composition by a suitable application method such as a spinner or coater on a substrate (for example, silicon / silicon dioxide coated substrate, silicon nitride substrate, glass substrate, I T O substrate, etc.) used in the manufacture of a semiconductor device After applying the material, it is baked and cured to produce an antireflection film. Here, the film thickness of the antireflection film is 0. 0 1 to 3. 0 μm is preferred. If the film thickness is smaller than 0.01 μm, sufficient antireflection effect may not be obtained. If the film thickness is larger than 3.0 μm, the resist may be lost before the substrate etching when the substrate is etched. There is. Moreover, as conditions for baking after application | coating, as baking temperature, it is 80-250 degreeC, for example, Preferably it is 150-250 degreeC. The firing time is, for example, 0. 2 to 60 minutes, preferably 0. 5 to 30 minutes. Thereafter, a photoresist layer is formed, exposed through a predetermined mask, developed, rinsed, and dried to obtain a good resist pattern. The exposure can be performed using a K r F excimer laser (wavelength 2 48 nm), an Ar F excimer laser (wavelength 1 9 3 nm), EB, EUV, or the like used for manufacturing a semiconductor device. If necessary, post-exposure heating (PEB: PostexposureBake) can also be performed. Then, the portion of the antireflective film from which the photoresist has been developed and removed by the above process is removed by dry etching, and a desired pattern can be formed on the substrate.

以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
参考合成例1
レジスト溶液の調製
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to the examples.
Reference synthesis example 1
Preparation of resist solution

Figure 0005106911
還流管、撹拌子、3方コックを備えた100ml丸底フラスコに、窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン(THF)10gを入れ、温度を60℃に保ち、撹拌しながら、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン1.7g(7.7mmol)、2−メチル−2−メタクリロイルオキシアダマンタン1.7g(7.3mmol)、3−ヒドロキシ−1−メタクリロイルオキシアダマンタン1.7g(7.2mmol)、開始剤(和光純薬工業製、商品名「V−65」)0.50g及びTHF16gを混合したモノマー溶液を2時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに6時間撹拌を続けた。重合反応終了後、得られた反応液をヘキサンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液500ml中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別し、減圧乾燥(25℃)することによりすることにより、所望の樹脂3.6gを得た。回収したポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析したところ、重量平均分子量(Mw)が9500、分子量分布(Mw/Mn)が2.0であった。また、得られた重合体の共重合比率はNMR分析によると、重合に供した比率とほぼ同じであった。
得られた重合体100重量部とトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート10重量部とを溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と混合して、ポリマー濃度17重量%のフォトレジスト用樹脂組成物を調製した。
実施例1
1‐メチル−1−シクロへキシルエチル=メタクリレート、ベンジルメタクリレート、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン共重合体(下記式)の合成
Figure 0005106911
In a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirring bar and a three-way cock, 10 g of tetrahydrofuran (THF) was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature was kept at 60 ° C., while stirring, 5-methacryloyloxy-2,6- Norbornane carbolactone 1.7 g (7.7 mmol), 2-methyl-2-methacryloyloxyadamantane 1.7 g (7.3 mmol), 3-hydroxy-1-methacryloyloxyadamantane 1.7 g (7.2 mmol), initiator A monomer solution in which 0.50 g (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, trade name “V-65”) and 16 g of THF were mixed was dropped at a constant rate over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the obtained reaction solution was added dropwise to 500 ml of a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate while stirring. The resulting precipitate was filtered off and dried under reduced pressure (25 ° C.) to obtain 3.6 g of the desired resin. When the collected polymer was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) was 9500, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.0. Further, the copolymerization ratio of the obtained polymer was almost the same as the ratio used for polymerization according to NMR analysis.
100 parts by weight of the obtained polymer and 10 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate were mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent to obtain a resin composition for photoresist having a polymer concentration of 17% by weight. Prepared.
Example 1
Synthesis of 1-methyl-1-cyclohexylethyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane copolymer (following formula)

Figure 0005106911
還流管、撹拌子、3方コックを備えた100ml丸底フラスコに、窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン(THF)10gを入れ、温度を60℃に保ち、撹拌しながら、1‐メチル−1−シクロへキシルエチル=メタクリレート 1.43g(6.8mmol)、ベンジルメタクリレート0.89g(5.0mmol)、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン2.85g(12.1mmol)、開始剤(和光純薬工業製、商品名「V−65」)0.50g及びTHF16gを混合したモノマー溶液を2時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに6時間撹拌を続けた。重合反応終了後、得られた反応液をヘキサンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液500ml中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別し、減圧乾燥(25℃)することによりすることにより、所望の樹脂3.6gを得た。回収したポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析したところ、重量平均分子量(Mw)が9000、分子量分布(Mw/Mn)が2.0であった。また、得られたポリマーの共重合比率はNMR分析によると、重合に供した比率とほぼ同じであった。
実施例2
1−メチル−1−(4−メチルシクロへキシル)エチル=メタクリレート、ベンジルメタクリレート、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン共重合体(下記式)の合成
Figure 0005106911
In a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirring bar and a three-way cock, 10 g of tetrahydrofuran (THF) was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature was kept at 60 ° C., while stirring, 1-methyl-1-cyclohexylethyl. = Methacrylate 1.43 g (6.8 mmol), benzyl methacrylate 0.89 g (5.0 mmol), 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane 2.85 g (12.1 mmol), initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., A monomer solution obtained by mixing 0.50 g (trade name “V-65”) and 16 g of THF was added dropwise at a constant rate over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the obtained reaction solution was added dropwise to 500 ml of a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate while stirring. The resulting precipitate was filtered off and dried under reduced pressure (25 ° C.) to obtain 3.6 g of the desired resin. When the collected polymer was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) was 9000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.0. Moreover, the copolymerization ratio of the obtained polymer was almost the same as the ratio used for the polymerization according to NMR analysis.
Example 2
Synthesis of 1-methyl-1- (4-methylcyclohexyl) ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane copolymer (following formula)

Figure 0005106911
還流管、撹拌子、3方コックを備えた100ml丸底フラスコに、窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン(THF)10gを入れ、温度を60℃に保ち、撹拌しながら、1−メチル−1−(4−メチルシクロへキシル)エチル=メタクリレート、1.96g(8.7mmol)、ベンジルメタクリレート1.14g(6.5mmol)、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン2.07g(8.7mmol)、開始剤(和光純薬工業製、商品名「V−65」)0.50g及びTHF16gを混合したモノマー溶液を2時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに6時間撹拌を続けた。重合反応終了後、得られた反応液をヘキサンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液500ml中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別し、減圧乾燥(25℃)することによりすることにより、所望の樹脂3.3gを得た。回収したポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析したところ、重量平均分子量(Mw)が8000、分子量分布(Mw/Mn)が2.1であった。また、得られたポリマーの共重合比率はNMR分析によると、重合に供した比率とほぼ同じであった。
比較例1
1−メチル−1−(1−アダマンチル)エチル=メタクリレート、、ベンジルメタクリレート、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン共重合体(下記式)の合成
Figure 0005106911
In a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirrer, and a three-way cock, 10 g of tetrahydrofuran (THF) was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature was kept at 60 ° C., while stirring, 1-methyl-1- (4- Methylcyclohexyl) ethyl methacrylate, 1.96 g (8.7 mmol), benzyl methacrylate 1.14 g (6.5 mmol), 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane 2.07 g (8.7 mmol), initiator ( A monomer solution prepared by mixing 0.50 g of Wako Pure Chemical Industries, trade name “V-65”) and 16 g of THF was added dropwise at a constant rate over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the obtained reaction solution was added dropwise to 500 ml of a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate while stirring. The resulting precipitate was filtered off and dried under reduced pressure (25 ° C.) to obtain 3.3 g of the desired resin. When the collected polymer was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) was 8000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.1. Moreover, the copolymerization ratio of the obtained polymer was almost the same as the ratio used for the polymerization according to NMR analysis.
Comparative Example 1
Synthesis of 1-methyl-1- (1-adamantyl) ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane copolymer (the following formula)

Figure 0005106911
還流管、撹拌子、3方コックを備えた100ml丸底フラスコに、窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン(THF)10gを入れ、温度を60℃に保ち、撹拌しながら、1−メチル−1−(1−アダマンチル)エチル=メタクリレート 2.29g(8.7mmol)、ベンジルメタクリレート1.14g(6.5mmol)、1−メタクロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン2.07g(8.7mmol)、開始剤(和光純薬工業製、商品名「V−65」)0.50g及びTHF16gを混合したモノマー溶液を2時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに6時間撹拌を続けた。重合反応終了後、得られた反応液をヘキサンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液500ml中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別し、減圧乾燥(25℃)することによりすることにより、所望の樹脂3.0gを得た。回収したポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析したところ、重量平均分子量(Mw)が8000、分子量分布(Mw/Mn)が2.0であった。また、得られたポリマーの共重合比率はNMR分析によると、重合に供した比率とほぼ同じであった。
Figure 0005106911
In a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirring bar and a three-way cock, 10 g of tetrahydrofuran (THF) was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature was kept at 60 ° C., while stirring, 1-methyl-1- (1- Adamantyl) ethyl methacrylate 2.29 g (8.7 mmol), benzyl methacrylate 1.14 g (6.5 mmol), 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane 2.07 g (8.7 mmol), initiator (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A monomer solution obtained by mixing 0.50 g (trade name “V-65”, manufactured by Kogyo Co., Ltd.) and 16 g of THF was added dropwise at a constant rate over 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the obtained reaction solution was added dropwise to 500 ml of a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate while stirring. The resulting precipitate was filtered off and dried under reduced pressure (25 ° C.) to obtain 3.0 g of the desired resin. When the collected polymer was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) was 8000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.0. Moreover, the copolymerization ratio of the obtained polymer was almost the same as the ratio used for the polymerization according to NMR analysis.

評価試験
実施例1〜2及び比較例1で調製されたポリマー( 0.8g )とヘキサメトキシメチルメラミン(0.3g)とピリジニウム−p−トルエンスルホン酸(0.05g)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(9g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(20g)を混合し、孔径0.1μmのメンブレンフィルターを用いて濾過して反射防止膜用溶液を得た。
Evaluation test Polymers prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 (0.8 g), hexamethoxymethylmelamine (0.3 g), pyridinium-p-toluenesulfonic acid (0.05 g), propylene glycol monomethyl ether acetate (9 g) and propylene glycol monomethyl ether (20 g) were mixed and filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain an antireflection film solution.

シリコンウェハを、先ず、上記の反射防止膜 溶液で70nmの厚さにコーティングし、そして200 ℃ で6 0 秒間加熱処理 した。次に、この被覆ウェハを、参考例1で調製したレジスト溶液 で500nm の膜厚にコーティングし、そして1 1 0 ℃ で6 0 秒間ベーク処理した。この被覆されたウェハを、波長193nmのArFエキシマレーザーを用い、マスクを介して、照射量30mJ/cm2で露光した後、、1 3 0 ℃ で9 0 秒間露光後ベーク処理( P E B ) した。このウェハを、2.38wt%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で3 0 秒間パドル現像した。走査電子顕微鏡( S E M ) で撮影した写真からパターンの状態を観察した。その結果は表1に示した。   A silicon wafer was first coated with the above anti-reflective coating solution to a thickness of 70 nm and then heat-treated at 200 ° C. for 60 seconds. Next, this coated wafer was coated with the resist solution prepared in Reference Example 1 to a film thickness of 500 nm, and baked at 110 ° C. for 60 seconds. This coated wafer was exposed through a mask at an irradiation dose of 30 mJ / cm 2 using an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm, and then post-exposure baking (PEB) at 1300 ° C. for 90 seconds. . This wafer was paddle developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds. The state of the pattern was observed from a photograph taken with a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Table 1.

Figure 0005106911
Figure 0005106911

Claims (3)

(i)下記式(1)
Figure 0005106911
(式(1)において、R1,R2,R3は、それぞれ同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、R4,R5は炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、Xは炭素数1から5のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から5のアルコキシ基、アセチル基、又はシアノ基で置換されていてもよい単環式の脂肪族炭化水素基である。)
で表されるモノマー単位を少なくとも1つ有し、さらに、
(ii)下記式(2)
Figure 0005106911
(式(2)において、R6,R7,R8は、それぞれ同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1から6で水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基を示し、Arは置換又は非置換の芳香族炭化水素基である。)
で表されるモノマー単位、スチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、シアノスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、アセチルスチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ベンジルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、2−フェニルエチルアクリレート、ベンジルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、2−フェニルエチルメタクリレートから選択されたモノマー成分由来のモノマー単位から選ばれる少なくとも1つのモノマー単位、及び、
(iii)1−(メタ)アクリロイルオキシ−3−[2−(トリメトキシシリル)エチル]アダマンタン、2−(トリメチルシリルメチル)アクリル酸アダマンチル、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1 − ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1−t−ブトキシカルボニル−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(t−ブトキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−t−ブトキシカルボニル−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチルアダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ) アクリロイルオキシ−6−エチルアダマンタン、1−(アダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(アダマンタン−1−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[2−(アダマンタン−1−イル)エトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(2−メチルノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[1−(ノルボルナン−2−イル)−1−メチルエトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−メチルノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(イソボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、2−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、8−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、9−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、1−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジカルボキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、7−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,8−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,8−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,7−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−5,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−4,8−ジオン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチル−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、(メタ)アクリル酸デカヒドロナフチル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、(メタ)アクリル酸テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルから選ばれる少なくとも1つのモノマー単位を含む重合体であって、
前記式(1)で表される構造単位の割合が、該重合体を構成する全モノマー単位に対して、数の比率として、0.1〜0.70である反射防止膜形成用重合体。
(I) The following formula (1)
Figure 0005106911
(In the formula (1), R1, R2, and R3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom; , R5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and X represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. , An acetyl group, or a monocyclic aliphatic hydrocarbon group which may be substituted with a cyano group.)
Having at least one monomer unit represented by:
(Ii) The following formula (2)
Figure 0005106911
(In the formula (2), R6, R7 and R8 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom; Ar is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group.)
In represented by monomer units, scan styrene, methyl styrene, hydroxystyrene, methoxystyrene, cyanostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, acetyl styrene, alpha-methyl styrene, alpha-chlorostyrene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, benzyl acrylate, At least one monomer unit selected from monomer units derived from monomer components selected from anthryl methyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, benzyl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, 2-phenylethyl methacrylate, and
(Iii) 1- (meth) acryloyloxy-3- [2- (trimethoxysilyl) ethyl] adamantane, 2- (trimethylsilylmethyl) adamantyl acrylate, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl ) Adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- ( 1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1, 2-Dimethylpropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) a Liloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) ) -3,5-dihydroxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy- 1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1-t-butoxycarbonyl-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (t-butoxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-t- Butoxycarbonyl-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxy Adamantane, 1- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-hydroxy -3- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyl Adamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,3-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyl Oxy-2-methylada 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-methyladamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy 2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-ethyladamantane, 1- (adamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (adamantan-1-ylmethoxy) ethyl (Meth) acrylate, 1- [2- (a Mantan-1-yl) ethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-hydroxyadamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- ( Norbornan-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (2-methylnorbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [1- (norbornan-2-yl) -1-methylethoxy] ethyl ( (Meth) acrylate, 1- (3-methylnorbornan-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (bornyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (isobornyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [ 1- (Meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxa Rishikuro [4.3.1.1 3, 8] undecane-5-one, 2- [1- (meth) acryloyloxy ethoxy] -4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7] nonane -5-one, 8- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 9- [1- (meth) acryloyl Oxyethoxy] -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 1-hydroxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (meta ) Acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dicarboxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3-hydroxy-5- (me ) Acryloyloxyadamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 3-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 7-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxo Adamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one, 1- (meth) acryloyloxy-4,7-dioxatricyclo [ 4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5,8-dione, 1- (meth) acryloyloxy-4,8-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5 , 7-dione, 1- (meth) acryloyloxy-5,7-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-4,8-dione, 2- (meth) acrylo Yloxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyl-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, decahydronaphthyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, (meth ) Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate, tetracyclo (meth) acrylate [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] a polymer comprising at least one monomer unit selected from dodecyl,
The polymer for antireflective film formation whose ratio of the structural unit represented by said Formula (1) is 0.1-0.70 as a ratio of the number with respect to all the monomer units which comprise this polymer.
請求項1に記載の反射防止膜形成用重合体、有機溶媒及び架橋剤を少なくとも含む反射防止膜材料。   An antireflection film material comprising at least the polymer for forming an antireflection film according to claim 1, an organic solvent, and a crosslinking agent. さらに、架橋触媒、界面活性剤及び酸発生剤から選ばれる少なくとも1種の成分を含む請求項2記載の反射防止膜材料。   The antireflection film material according to claim 2, further comprising at least one component selected from a crosslinking catalyst, a surfactant, and an acid generator.
JP2007105505A 2007-04-13 2007-04-13 Polymer and antireflection film-forming composition using the same Expired - Fee Related JP5106911B2 (en)

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