JP6468339B2 - Method for producing polymer for semiconductor lithography - Google Patents

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Description

本発明は、半導体リソグラフィー用重合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polymer for semiconductor lithography.

半導体素子、液晶素子等の製造工程においては、基板上にレジスト膜を形成し、該レジ
スト膜を露光、現像してパターニングすることによりレジストパターンを形成することが
行われている。
近年、リソグラフィー技術の進歩により急速にレジストパターンの微細化が進んでいる

具体的には、照射光がg線(波長:438nm)やi線(波長:365nm)から波長
300nm以下のDUV(Deep Ultra Violet)へと短波長化してきて
おり、現在では、KrFエキシマレーザー(波長:248nm)リソグラフィー技術やA
rFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィー技術が導入されている。
また、より短波長のEUV(波長:13.5nm)、電子線リソグラフィー技術及び露
光を水等の液中で行う液浸リソグラフィー技術についても精力的に研究されている。
前記短波長の照射光又は電子線を用いたリソグラフィーにてレジスト膜の形成に用いら
れるレジスト材料には、高い感度が要求される。
前記要求に対し、光酸発生剤を含有する化学増幅型レジストが提唱され、現在、該化学
増幅型レジストの改良及び開発が進められている。
In manufacturing processes of semiconductor elements, liquid crystal elements, etc., a resist film is formed on a substrate, and the resist film is exposed, developed, and patterned to form a resist pattern.
In recent years, resist patterns have been rapidly miniaturized due to advances in lithography technology.
Specifically, the irradiation light has been shortened from g-line (wavelength: 438 nm) or i-line (wavelength: 365 nm) to DUV (Deep Ultra Violet) having a wavelength of 300 nm or less. At present, the KrF excimer laser ( (Wavelength: 248 nm) Lithography technology and A
rF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography technology has been introduced.
Further, vigorous research has been conducted on EUV (wavelength: 13.5 nm) of shorter wavelength, electron beam lithography technology, and immersion lithography technology for performing exposure in a liquid such as water.
High sensitivity is required for a resist material used for forming a resist film by lithography using irradiation light or electron beams of the short wavelength.
In response to the above demand, a chemically amplified resist containing a photoacid generator has been proposed, and improvement and development of the chemically amplified resist are currently underway.

リソグラフィー工程では、前記レジスト膜の他、反射防止膜、ギャップフィル膜、トッ
プコート膜等、種々の膜が使用されている。
これらの膜の形成には一般的に重合体を含むものが用いられ、該重合体には、用途に応
じた機能を発揮させるために、種々の特性基が導入されている。
例えば、化学増幅型レジスト用重合体の例として、極性基、酸脱離性基等を有するもの
が挙げられる。
また、反射防止膜用重合体の例として、露光光を吸収する吸光性基、硬化剤等と反応(
例えば、架橋反応)可能な反応性官能基等を有するものが挙げられる。
これらリソグラフィー工程に用いられる重合体(リソグラフィー用重合体)の製造方法
としては、単量体を重合溶媒に溶解し、重合開始剤の存在下で重合させる方法が一般的で
ある(例えば、特許文献3)。
重合後の重合反応液は、目的の重合体の他、原料(単量体、重合溶媒、重合開始剤等)
を含んでいる。そのため、重合後、重合反応液から重合体を分離、回収するために、貧溶
媒を加えて重合体を析出させる再沈工程、重合体が析出した反応液をろ過して重合体を回
収するろ過工程等が行われる。
また、必要に応じて、リンス、洗浄、乾燥、溶解、溶剤置換等が行われる(例えば、特
許文献1、2)。
このようにして得られたリソグラフィー用重合体又はその溶液は、貯蔵、輸送等のため
に容器に充填される。
In the lithography process, in addition to the resist film, various films such as an antireflection film, a gap fill film, and a top coat film are used.
In order to form these films, those containing a polymer are generally used, and various characteristic groups are introduced into the polymer in order to exhibit functions according to applications.
For example, examples of the chemically amplified resist polymer include those having a polar group, an acid leaving group, and the like.
Moreover, as an example of the polymer for antireflection film, it reacts with a light absorbing group that absorbs exposure light, a curing agent, etc. (
Examples thereof include those having a reactive functional group capable of crosslinking reaction).
As a method for producing a polymer (lithographic polymer) used in these lithography processes, a method in which a monomer is dissolved in a polymerization solvent and polymerized in the presence of a polymerization initiator is generally used (for example, patent documents). 3).
The polymerization reaction liquid after polymerization is the target polymer as well as raw materials (monomer, polymerization solvent, polymerization initiator, etc.)
Is included. Therefore, after the polymerization, in order to separate and recover the polymer from the polymerization reaction solution, a reprecipitation step of adding a poor solvent to precipitate the polymer, filtering to recover the polymer by filtering the reaction solution from which the polymer has precipitated A process etc. are performed.
Moreover, rinse, washing | cleaning, drying, melt | dissolution, solvent substitution, etc. are performed as needed (for example, patent documents 1, 2).
The lithographic polymer thus obtained or a solution thereof is filled in a container for storage, transportation and the like.

特開2005−132974号公報JP 2005-132974 A 特開2009−029874号公報JP 2009-029874 A 特開2011−127102号公報JP 2011-127102 A

重合体の製造に用いられる単量体は、溶液状と固体状の単量体に大別される。
単量体を調合する際、溶液状の単量体は、調合釜の蓋を開けて投入するか、配管を通し
て調合釜へ移送するなどの手段がとられるが、固体状の単量体は、調合釜の蓋を開けて投
入するしかない。
しかし、調合釜の蓋を開けて投入する場合、外部環境からの汚染(コンタミネーション
)により金属が混入することがあり、この金属不純物は、重合体の純度を低下させるほか
、リソグラフィー性能に悪影響を与える。
そのため、固体状の単量体も、溶液状にして、配管を通して調合釜へ移送する手段が望
まれている。
一般的には、単量体を融点以上に加熱することによって溶液化を行うが、この方法では
、配管中で単量体が固結する事がある。また、加熱しすぎると、熱によりオリゴマーが生
成する可能性もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、固体状の単量体を溶液化して移送
し、金属不純物量の汚染を抑制し、且つ、熱履歴による、オリゴマー生成も抑制できる重
合体の製造方法を提供することを目的とする。
Monomers used for the production of the polymer are roughly classified into solution-type monomers and solid-state monomers.
When preparing the monomer, the solution-like monomer can be introduced by opening the lid of the preparation kettle or transferred to the preparation kettle through a pipe, but the solid monomer is There is no choice but to open the lid of the blender.
However, when the lid of the blender is opened, metal may be mixed due to contamination from the external environment, and this metal impurity lowers the purity of the polymer and adversely affects the lithography performance. give.
Therefore, there is a demand for means for transferring a solid monomer into a solution and transferring it to a preparation kettle through a pipe.
In general, the solution is formed by heating the monomer to the melting point or higher. However, in this method, the monomer may solidify in the pipe. Moreover, when it heats too much, an oligomer may produce | generate with heat.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a heavy load capable of converting a solid monomer into a solution, transferring it, suppressing contamination of the amount of metal impurities, and suppressing oligomer formation due to thermal history. It aims at providing the manufacturing method of unification.

本発明者らは、鋭意検討の結果、融点が5℃以上のモノマーを、重合溶媒及び/又は他
のモノマー(B)に溶解することで、配管中での固結やオリゴマー生成を抑制し、安定的
に半導体リソグラフィー用重合体を製造する方法を見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies, the inventors have dissolved a monomer having a melting point of 5 ° C. or higher in a polymerization solvent and / or another monomer (B), thereby suppressing caking and oligomer formation in the pipe, The inventors have found a method for stably producing a polymer for semiconductor lithography and completed the present invention.

すなわち、本発明は下記態様を有する。
[1]下記工程(1)及び(2)を含む,半導体リソグラフィー用重合体の製造方法。
(1)融点が5℃以上のモノマー(A)を、重合溶媒及び/又は他のモノマー(B)に
溶解させた重合用原料を、配管を通して調合釜へ供給する工程;
(2)前記重合用原料を、調合釜から重合釜へ供給し、重合させて重合体を得る工程;
[2]前記工程(2)が、滴下重合である、前記態様[1]記載の半導体リソグラフィー
用重合体の製造方法。
[3]前記モノマー(A)の融点が10℃以上である、前記態様[1]又は[2]記載の
半導体リソグラフィー用重合体の製造方法。
That is, this invention has the following aspect.
[1] A method for producing a polymer for semiconductor lithography, comprising the following steps (1) and (2).
(1) A step of supplying a raw material for polymerization in which a monomer (A) having a melting point of 5 ° C. or higher is dissolved in a polymerization solvent and / or another monomer (B) to a preparation kettle through a pipe ;
(2) supplying the polymerization raw material from a preparation kettle to a polymerization kettle and polymerizing it to obtain a polymer;
[2] The method for producing a polymer for semiconductor lithography according to the aspect [1], wherein the step (2) is dropping polymerization.
[3] The method for producing a polymer for semiconductor lithography according to the aspect [1] or [2], wherein the monomer (A) has a melting point of 10 ° C. or higher.

本発明の製造方法によれば、モノマーの品質を損なうことなく、安定して調合釜に供給
することができる。
そのため、得られた重合体は、金属不純物量が少なく、分子量の再現性も高くなる。
According to the production method of the present invention, the monomer can be stably supplied to the preparation kettle without deteriorating the quality of the monomer.
Therefore, the obtained polymer has a small amount of metal impurities and high reproducibility of molecular weight.

本発明の製造方法は、モノマーを調合釜に供給する工程(以下、調合工程)と、調合し
たモノマー溶液を滴下して重合する工程(以下、重合工程)とを含む、重合体の製造方法
であって、
固体状のモノマー原料を、溶剤及び/又は他のモノマーに溶解して溶液状にて供給し、
重合体を安定的に製造することを特徴とする。
The production method of the present invention is a method for producing a polymer, comprising a step of supplying a monomer to a preparation kettle (hereinafter referred to as a preparation step) and a step of dropping a prepared monomer solution to polymerize (hereinafter referred to as a polymerization step). There,
A solid monomer raw material is dissolved in a solvent and / or another monomer and supplied in a solution state,
It is characterized by stably producing a polymer.

[第一の実施態様]
本発明の第一の実施態様は、下記工程(1)及び(2)を有する。
工程(1);
融点が5℃以上のモノマー(A)を、重合溶媒及び/又は他のモノマー(B)に溶解させ
た重合用原料を、配管を通して調合釜へ供給する工程;
工程(2);
前記重合用原料を、調合釜から重合釜へ供給し、重合させて重合体を得る工程;
[第二の実施態様]
本発明の第二の実施態様は、調合釜から重合釜への供給を、滴下によって行う態様であ
る。
[First embodiment]
The first embodiment of the present invention includes the following steps (1) and (2).
Step (1);
Supplying a raw material for polymerization in which a monomer (A) having a melting point of 5 ° C. or higher is dissolved in a polymerization solvent and / or another monomer (B) to a preparation kettle through a pipe ;
Step (2);
Supplying the polymerization raw material from a preparation kettle to a polymerization kettle and polymerizing it to obtain a polymer;
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention is an embodiment in which the supply from the preparation kettle to the polymerization kettle is performed by dropping.

ここで、モノマーの重合法としては、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合
法等の公知の重合方法が挙げられる。特に、リソグラフィー用重合体である場合、分子量
制御及び再現性の観点から、溶液重合法が好ましく用いられる。
溶液重合法では、重合溶媒の存在下に重合開始剤を使用してモノマーを重合させて重合
反応溶液を得る。このとき、連鎖移動剤を併用してもよい。連鎖移動剤を用いることによ
り、低分子量で分子量分布の小さい重合体を製造できる。
溶液重合法としては、一括重合法、滴下重合法等が挙げられる。なかでも、製造ロット
の違いによる平均分子量、分子量分布等のばらつきが小さく、再現性のある重合体が簡便
に得られる点から、滴下重合法が好ましい。
Here, examples of the monomer polymerization method include known polymerization methods such as a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, and a bulk polymerization method. In particular, in the case of a polymer for lithography, a solution polymerization method is preferably used from the viewpoint of molecular weight control and reproducibility.
In the solution polymerization method, a monomer is polymerized using a polymerization initiator in the presence of a polymerization solvent to obtain a polymerization reaction solution. At this time, a chain transfer agent may be used in combination. By using a chain transfer agent, a polymer having a low molecular weight and a small molecular weight distribution can be produced.
Examples of the solution polymerization method include a batch polymerization method and a dropping polymerization method. Of these, the drop polymerization method is preferred from the viewpoints of easily obtaining a reproducible polymer with small variations in average molecular weight and molecular weight distribution due to differences in production lots.

滴下重合法では、重合釜内を所定の重合温度まで加熱した後、モノマー及び重合開始剤
を、それぞれ独立に、又は任意の組み合わせで、重合釜内に滴下する。
重合釜としては、重合体の製造に用いられる通常の製造設備に備えられたものであれば
よく、特に限定されない。
モノマーは、モノマーのみで滴下してもよく、モノマーを重合溶媒に溶解させたモノマ
ー溶液として滴下してもよい。
重合溶媒及び/又はモノマーを、あらかじめ重合釜に仕込んでもよい。
重合開始剤は、モノマーに直接に溶解させてもよく、モノマー溶液に溶解させてもよく
、重合溶媒のみに溶解させてもよい。
モノマー及び重合開始剤は、あらかじめ調合釜内で混合した後、重合釜中に滴下しても
よく;それぞれ独立した貯槽から重合釜中に滴下してもよく;それぞれ独立した貯槽から
重合釜に供給する直前で混合し、重合釜中に滴下してもよい。
あらかじめ調合釜内で混合した後、重合釜中に滴下する場合について具体例を挙げると
、まず、攪拌機を有する調合釜に原料(モノマー、重合開始剤、重合溶媒等)を注入し、
攪拌機で撹拌してモノマー溶液を調製する。
別途、攪拌機、ジャケット及びコンデンサを有する重合釜に、重合溶媒を注入し、一定
温度に保持する。その後、調合釜のモノマー溶液を重合釜に供給し、一定温度に保持され
た重合溶媒中に滴下してモノマーを重合させる。これにより目的の重合体を含む重合反応
溶液が得られる。
それぞれ独立した貯槽から重合釜中に滴下する場合、モノマー及び重合開始剤は、一方
を先に滴下した後、遅れて他方を滴下してもよく、両方を同じタイミングで滴下してもよ
い。
In the dropping polymerization method, the inside of the polymerization vessel is heated to a predetermined polymerization temperature, and then the monomer and the polymerization initiator are dropped into the polymerization vessel independently or in any combination.
The polymerization vessel is not particularly limited as long as it is provided in a normal production facility used for production of a polymer.
A monomer may be dripped only with a monomer, and may be dripped as a monomer solution which dissolved the monomer in the polymerization solvent.
The polymerization solvent and / or monomer may be charged into the polymerization vessel in advance.
The polymerization initiator may be dissolved directly in the monomer, may be dissolved in the monomer solution, or may be dissolved only in the polymerization solvent.
The monomer and the polymerization initiator may be dropped in the polymerization kettle after they are mixed in advance in the preparation kettle; they may be dropped into the polymerization kettle from independent tanks; They may be mixed immediately before the addition and dropped into the polymerization kettle.
Specific examples of the case where the mixture is preliminarily mixed in the mixing kettle and then dropped into the polymerization kettle are as follows. First, raw materials (monomer, polymerization initiator, polymerization solvent, etc.) are poured into the mixing kettle having a stirrer,
A monomer solution is prepared by stirring with a stirrer.
Separately, a polymerization solvent is poured into a polymerization kettle having a stirrer, a jacket and a condenser, and kept at a constant temperature. Thereafter, the monomer solution in the preparation kettle is supplied to the polymerization kettle and dropped into a polymerization solvent maintained at a constant temperature to polymerize the monomer. Thereby, the polymerization reaction solution containing the target polymer is obtained.
When dropping into the polymerization kettle from each independent storage tank, after dropping one of the monomers and the polymerization initiator first, the other may be dropped with a delay, or both may be dropped at the same timing.

滴下速度は、滴下終了まで一定であってもよく、モノマーまたは重合開始剤の消費速度
に応じて、多段階に変化させてもよい。
滴下は、連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよい。
重合温度は、50〜150℃が好ましい。
所定の重合温度で所定時間、重合反応させた後、重合反応を停止させ、重合反応溶液を
得る。重合反応を停止させる手法は反応液を冷却させる工程が一般的に用いられるが、ラ
ジカル捕捉剤を投入することによって停止させることもできる。
The dropping speed may be constant until the dropping is completed, or may be changed in multiple stages according to the consumption speed of the monomer or the polymerization initiator.
The dripping may be performed continuously or intermittently.
The polymerization temperature is preferably 50 to 150 ° C.
After a polymerization reaction at a predetermined polymerization temperature for a predetermined time, the polymerization reaction is stopped to obtain a polymerization reaction solution. As a method for stopping the polymerization reaction, a process of cooling the reaction solution is generally used, but it can also be stopped by adding a radical scavenger.

<重合溶媒>
重合溶媒としては、例えば、下記のものが挙げられる。
エーテル類:鎖状エーテル(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)、環状エーテル(テトラヒドロフラン(以下、「THF」と記す)、1,4−ジ
オキサン等)等。
エステル類:酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「PGMEA」と記す。)、γ−
ブチロラクトン等。
ケトン類:アセトン、メチルエチルケトン(以下、「MEK」と記す)、メチルイソブ
チルケトン(以下、「MIBK」と記す)、シクロヘキサノン等。
アミド類:N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等。
スルホキシド類:ジメチルスルホキシド等。
芳香族炭化水素:ベンゼン、トルエン、キシレン等。
脂肪族炭化水素:ヘキサン等。
脂環式炭化水素:シクロヘキサン等。
重合溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合溶媒としては、モノマー、重合開始剤、得られる重合体、連鎖移動剤を併用する場
合はその連鎖移動剤、のいずれをも溶解できる溶媒が好ましい。
<Polymerization solvent>
Examples of the polymerization solvent include the following.
Ethers: chain ethers (diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, etc.), cyclic ethers (tetrahydrofuran (hereinafter referred to as “THF”), 1,4-dioxane, etc.) and the like.
Esters: methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as “PGMEA”), γ-
Butyrolactone and the like.
Ketones: acetone, methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as “MEK”), methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as “MIBK”), cyclohexanone, and the like.
Amides: N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.
Sulfoxides: dimethyl sulfoxide and the like.
Aromatic hydrocarbons: benzene, toluene, xylene and the like.
Aliphatic hydrocarbon: hexane and the like.
Alicyclic hydrocarbons: cyclohexane and the like.
A polymerization solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
As the polymerization solvent, a solvent capable of dissolving any of the monomer, the polymerization initiator, the resulting polymer, and the chain transfer agent when used in combination is preferable.

<重合開始剤>
重合開始剤としては、熱により効率的にラジカルを発生するものが好ましい。
例えば、アゾ化合物(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−ア
ゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロ
パン]等)、有機過酸化物(2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン、ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等
)等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、例えば、1−ブタンチオール、2−ブタンチオール、1−オクタ
ンチオール、1−デカンチオール、1−テトラデカンチオール、シクロヘキサンチオール
、2−メチル−1−プロパンチオール、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、1
−チオグリセロール等が挙げられる。
<Polymerization initiator>
As the polymerization initiator, those that generate radicals efficiently by heat are preferable.
For example, an azo compound (2,2′-azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] Etc.), organic peroxides (2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane, di (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, etc.) and the like.
Examples of the chain transfer agent include 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-octanethiol, 1-decanethiol, 1-tetradecanethiol, cyclohexanethiol, 2-methyl-1-propanethiol, 2-mercaptoethanol, Mercaptoacetic acid, 1
-Thioglycerol and the like.

<重合体>
本発明の製造方法は製造プロセス中の固体のモノマーを重合溶媒及び/又は他のモノマ
ーに溶解するものであるため、多様な重合体の製造プロセスに適用できる。そのため、本
発明の製造方法において合成し、容器に充填する重合体としては、特に限定されず、公知
のどのような重合体であってもよい。
重合体として具体的には、構造別では、アクリル系重合体、スチレン系重合体(ポリス
チレン等)、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、シクロオレフィン系重合体、
ビニルエーテル系重合体、フッ素系重合体等が挙げられ、用途別では、リソグラフィー用
重合体、塗料用重合体、トナー用重合体、成形用重合体等が挙げられる。
これらのなかでも、金属不純物量の低減が厳しく要求される点で、リソグラフィー用重
合体が好適である。
リソグラフィー用重合体としては、リソグラフィー工程に用いられる重合体であれば、
特に限定されない。例えば、レジスト膜の形成に用いられるレジスト用重合体、反射防止
膜の形成に用いられる反射防止膜用重合体、ギャップフィル膜の形成に用いられるギャッ
プフィル膜用重合体、トップコート膜の形成に用いられるトップコート膜用重合体が挙げ
られる。
反射防止膜としては、レジスト膜の上層に形成される反射防止膜(TARC)であって
も、レジスト膜の下層に形成される反射防止膜(BARC)であってもよい。
<Polymer>
Since the production method of the present invention dissolves the solid monomer in the production process in the polymerization solvent and / or other monomer, it can be applied to various polymer production processes. Therefore, the polymer synthesized in the production method of the present invention and filled in the container is not particularly limited, and any known polymer may be used.
Specifically, as the polymer, by structure, acrylic polymer, styrene polymer (polystyrene, etc.), vinyl chloride polymer, polyester polymer, cycloolefin polymer,
Examples thereof include vinyl ether polymers, fluorine polymers, etc., and according to use, lithography polymers, paint polymers, toner polymers, molding polymers, and the like.
Among these, a polymer for lithography is preferable in that reduction of the amount of metal impurities is strictly required.
As a polymer for lithography, if it is a polymer used in the lithography process,
There is no particular limitation. For example, resist polymer used for resist film formation, antireflection film polymer used for antireflection film formation, gap fill film polymer used for gap fill film formation, topcoat film formation The polymer for topcoat films | membranes used is mentioned.
The antireflection film may be an antireflection film (TARC) formed on the upper layer of the resist film or an antireflection film (BARC) formed on the lower layer of the resist film.

<モノマー(A)>
モノマー(A)とは、融点が5℃以上であり、室温(15〜25℃)で結晶化する単量
体である。
例えば、融点が15℃のメタクリル酸、融点が22℃のα-メタクリロキシ-γ-ブチロ
ラクトン(GBLMA)、融点が38℃の2−メタクリロイルオキシ−2−イソプロピル
アダマンタン(IPAdMA)、融点が88℃の3−メタクリロイルオキシ−1−ヒドロ
キシアダマンタン(HAdMA)、などが挙げられる。
<Monomer (A)>
The monomer (A) is a monomer having a melting point of 5 ° C. or higher and crystallizing at room temperature (15 to 25 ° C.).
For example, methacrylic acid having a melting point of 15 ° C., α-methacryloxy-γ-butyrolactone (GBLMA) having a melting point of 22 ° C., 2-methacryloyloxy-2-isopropyladamantane (IPAdMA) having a melting point of 38 ° C., 3 having a melting point of 88 ° C. -Methacryloyloxy-1-hydroxyadamantane (HAdMA), and the like.

<モノマー(B)>
モノマー(B)とは、融点が5℃未満であり、室温(15〜25℃)で溶液状であり、
モノマー(A)を溶解する事ができる単量体である。
例えば、融点が−61℃のメタクリル酸エチル(EMA)、融点が−60℃のメタクリ
ル酸ターシャリーブチル(TBMA)や、融点が−48℃のメタクリル酸メチル(MMA
)、融点が−25℃のメタクリル酸ノルマルブチル、などが挙げられる。
<Monomer (B)>
The monomer (B) has a melting point of less than 5 ° C. and is in a solution state at room temperature (15 to 25 ° C.)
It is a monomer that can dissolve the monomer (A).
For example, ethyl methacrylate (EMA) having a melting point of −61 ° C., tertiary butyl methacrylate (TBMA) having a melting point of −60 ° C., methyl methacrylate (MMA) having a melting point of −48 ° C.
), Normal butyl methacrylate having a melting point of −25 ° C., and the like.

レジスト用重合体としては、極性基を有する構成単位を含むものが挙げられる。
「極性基」とは、極性を持つ官能基または極性を持つ原子団を有する基であり、具体例
としては、ヒドロキシ基、シアノ基、アルコキシ基、カルボキシ基、アミノ基、カルボニ
ル基、フッ素原子を含む基、硫黄原子を含む基、ラクトン骨格を含む基、アセタール構造
を含む基、エーテル結合を含む基などが挙げられる。
これらのうちで、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレ
ジスト用重合体は、極性基を有する構成単位として、ラクトン骨格を有する構成単位を有
することが好ましく、さらに親水性基を有する構成単位を有することが好ましい。
Examples of the resist polymer include those containing a structural unit having a polar group.
The “polar group” is a group having a polar functional group or a polar atomic group. Specific examples include a hydroxy group, a cyano group, an alkoxy group, a carboxy group, an amino group, a carbonyl group, and a fluorine atom. A group containing a sulfur atom, a group containing a lactone skeleton, a group containing an acetal structure, a group containing an ether bond, and the like.
Among these, the resist polymer applied to the pattern forming method that is exposed to light having a wavelength of 250 nm or less preferably has a structural unit having a lactone skeleton as the structural unit having a polar group, and further has a hydrophilic group. It is preferable to have a structural unit having

(ラクトン骨格を有する構成単位)
ラクトン骨格としては、例えば、4〜20員環程度のラクトン骨格が挙げられる。ラク
トン骨格は、ラクトン環のみの単環であってもよく、ラクトン環に脂肪族または芳香族の
炭素環または複素環が縮合していてもよい。
重合体がラクトン骨格を有する構成単位を含む場合、その含有量は、基板等への密着性
の点から、全構成単位(100モル%)のうち、20モル%以上が好ましく、25モル%
以上がより好ましい。また、感度および解像度の点から、60モル%以下が好ましく、5
5モル%以下がより好ましく、50モル%以下がさらに好ましい。
(Constitutional unit having a lactone skeleton)
Examples of the lactone skeleton include a lactone skeleton having about 4 to 20 members. The lactone skeleton may be a monocycle having only a lactone ring, or an aliphatic or aromatic carbocyclic or heterocyclic ring may be condensed with the lactone ring.
When the polymer contains a structural unit having a lactone skeleton, the content thereof is preferably 20 mol% or more of all the structural units (100 mol%) from the viewpoint of adhesion to a substrate and the like, and 25 mol%.
The above is more preferable. Moreover, 60 mol% or less is preferable from the viewpoint of sensitivity and resolution.
5 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is still more preferable.

ラクトン骨格を有する構成単位を含む重合体は、ラクトン骨格を有するモノマーを重合
させることにより得られる。
ラクトン骨格を有するモノマーは、ラクトン骨格および重合性多重結合を有する化合物
であればよく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは重合反応時に開裂して共重
合鎖を形成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好ましい。
ラクトン骨格を有するモノマーとしては、基板等への密着性に優れる点から、置換ある
いは無置換のδ−バレロラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステル、置換あるいは
無置換のγ−ブチロラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ば
れる少なくとも1種が好ましく、無置換のγ−ブチロラクトン環を有する(メタ)アクリ
ル酸エステルが特に好ましい。
本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味
し、「(メタ)アクリロイルオキシ」は、アクリロイルオキシまたはメタクリロイルオキ
シを意味する。
ラクトン骨格を有するモノマーの具体例としては、β−(メタ)アクリロイルオキシ−
β−メチル−δ−バレロラクトン、4,4−ジメチル−2−メチレン−γ−ブチロラクト
ン、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−β−メチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチ
ロラクトン、2−(1−(メタ)アクリロイルオキシ)エチル−4−ブタノリド、(メタ
)アクリル酸パントイルラクトン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−2,6−ノルボル
ナンカルボラクトン、8−メタクリロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,
6 ]デカン−3−オン、9−メタクリロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.0
2,6]デカン−3−オン等が挙げられる。また、類似構造を持つモノマーとして、メタ
クリロイルオキシこはく酸無水物等も挙げられる。
ラクトン骨格を有するモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。
A polymer containing a structural unit having a lactone skeleton can be obtained by polymerizing a monomer having a lactone skeleton.
The monomer having a lactone skeleton may be a compound having a lactone skeleton and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
The monomer having a lactone skeleton has a (meth) acrylic acid ester having a substituted or unsubstituted δ-valerolactone ring and a substituted or unsubstituted γ-butyrolactone ring from the viewpoint of excellent adhesion to a substrate or the like ( At least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid esters is preferable, and (meth) acrylic acid esters having an unsubstituted γ-butyrolactone ring are particularly preferable.
In the present specification, “(meth) acrylic acid” means acrylic acid or methacrylic acid, and “(meth) acryloyloxy” means acryloyloxy or methacryloyloxy.
Specific examples of the monomer having a lactone skeleton include β- (meth) acryloyloxy-
β-methyl-δ-valerolactone, 4,4-dimethyl-2-methylene-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-β-methyl-γ-butyrolactone , Α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, 2- (1- (meth) acryloyloxy) ethyl-4-butanolide, (meth) acrylic acid pantoyllactone, 5- (meth) acryloyloxy-2,6 -Norbornanecarbolactone, 8-methacryloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.02,
6] decan-3-one, 9-methacryloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0
2,6] decan-3-one and the like. Examples of the monomer having a similar structure include methacryloyloxysuccinic anhydride.
Monomers having a lactone skeleton may be used singly or in combination of two or more.

(親水性基を有する構成単位)
本明細書における「親水性基」とは、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ
基、メトキシ基、カルボキシ基およびアミノ基の少なくとも1種である。
これらのうちで、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレ
ジスト用重合体は、親水性基としてヒドロキシ基またはシアノ基を有することが好ましい

重合体における親水性基を有する構成単位の含有量は、レジストパターン矩形性の点か
ら、全構成単位(100モル%)のうち、5〜30モル%が好ましく、10〜25モル%
がより好ましい。
(Structural unit having a hydrophilic group)
The “hydrophilic group” in the present specification is at least one of —C (CF 3) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a methoxy group, a carboxy group, and an amino group.
Among these, it is preferable that the resist polymer applied to the pattern forming method exposed to light having a wavelength of 250 nm or less has a hydroxy group or a cyano group as a hydrophilic group.
The content of the structural unit having a hydrophilic group in the polymer is preferably 5 to 30% by mole, more preferably 10 to 25% by mole, out of all the structural units (100% by mole) from the viewpoint of resist pattern rectangularity.
Is more preferable.

親水性基を有する構成単位を含む重合体は、親水性基を有するモノマーを重合させるこ
とにより得られる。
親水性基を有するモノマーは、親水性基および重合性多重結合を有する化合物であれば
よく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは重合反応時に開裂して共重合鎖を形
成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好ましい。
親水性基を有するモノマーとしては、例えば、末端ヒドロキシ基を有する(メタ)アク
リ酸エステル;単量体の親水性基上にアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基等の置換
基を有する誘導体;環式炭化水素基を有する単量体(例えば(メタ)アクリル酸シクロヘ
キシル、(メタ)アクリル酸1−イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メ
タ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンチル、(メタ)ア
クリル酸2−メチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマン
チル等。)が置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基等の親水性基を有するもの;が挙
げられる。
親水性基を有するモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル
酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリ
ル酸2−ヒドロキシ−n−プロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ
)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンチル、2−または3−シアノ−5−ノルボルニル(
メタ)アクリレート、2−シアノメチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙
げられる。基板等に対する密着性の点から、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマン
チル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンチル、2−または3−シアノ−
5−ノルボルニル(メタ)アクリレート、2−シアノメチル−2−アダマンチル(メタ)
アクリレート等が好ましい。
親水性基を有するモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用
いてもよい。
A polymer containing a structural unit having a hydrophilic group can be obtained by polymerizing a monomer having a hydrophilic group.
The monomer having a hydrophilic group may be a compound having a hydrophilic group and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
Examples of the monomer having a hydrophilic group include (meth) acrylic acid ester having a terminal hydroxy group; a derivative having a substituent such as an alkyl group, a hydroxy group, or a carboxy group on the hydrophilic group of the monomer; Monomers having a hydrocarbon group (for example, cyclohexyl (meth) acrylate, 1-isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, dicyclopentyl (meth) acrylate) , 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, etc.) having a hydrophilic group such as a hydroxy group or a carboxy group as a substituent. .
Specific examples of the monomer having a hydrophilic group include (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy-n-propyl (meth) acrylate. , 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate, 2- or 3-cyano-5-norbornyl (
And (meth) acrylate, 2-cyanomethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and the like. From the viewpoint of adhesion to a substrate or the like, 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxyadamantyl (meth) acrylate, 2- or 3-cyano-
5-norbornyl (meth) acrylate, 2-cyanomethyl-2-adamantyl (meth)
Acrylate and the like are preferable.
The monomer which has a hydrophilic group may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

レジスト用重合体が、化学増幅型レジスト用重合体であって、アルカリ現像液により現
像した際に露光部が溶解、除去されてポジ型のレジストパターンが形成されるポジ型レジ
スト組成物用である場合、該レジスト用重合体は、上述した極性基を有する構成単位の他
に、酸脱離性基を有する構成単位を有することが好ましい。
「酸脱離性基」とは、酸により開裂する結合を有する基であり、該結合の開裂により酸
脱離性基の一部または全部が重合体の主鎖から脱離する基である。化学増幅型レジストに
おいて、酸脱離性基を有する構成単位を含む重合体は、光酸発生剤成分から露光により発
生する酸と反応して極性が増大する。そのため、該重合体を含有するレジスト膜を選択的
に露光すると、レジスト膜の露光部のアルカリ現像液に可溶となり、レジストパターン形
成が可能となる。
酸脱離性基を有する構成単位の割合は、感度および解像度の点から、重合体を構成する
全構成単位(100モル%)のうち、20モル%以上が好ましく、25モル%以上がより
好ましい。また、基板等への密着性の点から、60モル%以下が好ましく、55モル%以
下がより好ましく、50モル%以下がさらに好ましい。
The resist polymer is a chemically amplified resist polymer, and is used for a positive resist composition in which a positive resist pattern is formed by dissolving and removing an exposed portion when developed with an alkali developer. In this case, the resist polymer preferably has a structural unit having an acid leaving group in addition to the structural unit having a polar group.
The “acid leaving group” is a group having a bond that is cleaved by an acid, and a part or all of the acid leaving group is removed from the main chain of the polymer by cleavage of the bond. In a chemically amplified resist, a polymer containing a structural unit having an acid-leaving group reacts with an acid generated by exposure from a photoacid generator component to increase the polarity. Therefore, when the resist film containing the polymer is selectively exposed, the resist film becomes soluble in an alkaline developer in the exposed portion of the resist film, and a resist pattern can be formed.
The proportion of the structural unit having an acid leaving group is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, out of all the structural units (100 mol%) constituting the polymer from the viewpoint of sensitivity and resolution. . Moreover, 60 mol% or less is preferable from the point of the adhesiveness to a board | substrate etc., 55 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is further more preferable.

酸脱離性基を有する構成単位を含む重合体は、酸脱離性基を有するモノマーを重合させ
ることにより、または親水性基を有するモノマーを重合させた後、該親水性基を酸脱離性
基で保護することにより得られる。
酸脱離性基を有するモノマーは、酸脱離性基および重合性多重結合を有する化合物であ
ればよく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは重合反応時に開裂して共重合鎖
を形成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好ましい。
酸脱離性基を有するモノマーの具体例として、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有
し、かつ酸脱離性基を有している(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。該脂環式炭
化水素基は、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子と直接結合
していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。
該(メタ)アクリル酸エステルには、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有するとと
もに、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子との結合部位に第
3級炭素原子を有する(メタ)アクリル酸エステル、または、炭素数6〜20の脂環式炭
化水素基を有するとともに、該脂環式炭化水素基に−COOR基(Rは置換基を有してい
てもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、または
オキセパニル基を表す。)が直接または連結基を介して結合している(メタ)アクリル酸
エステルが含まれる。
特に、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレジスト組成
物を製造する場合には、酸脱離性基を有するモノマーの好ましい例として、例えば、2−
メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ
)アクリレート、1−(1’−アダマンチル)−1−メチルエチル(メタ)アクリレート
、1−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキシル(メタ)
アクリレート、1−メチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロペン
チル(メタ)アクリレート、イソプロピルアダマンチル(メタ)アクリレート、1−エチ
ルシクロオクチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
酸脱離性基を有するモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて
用いてもよい。
A polymer containing a structural unit having an acid leaving group is obtained by polymerizing a monomer having an acid leaving group or after polymerizing a monomer having a hydrophilic group. It is obtained by protecting with a sex group.
The monomer having an acid leaving group may be any compound having an acid leaving group and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
Specific examples of the monomer having an acid leaving group include (meth) acrylic acid esters having an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and an acid leaving group. The alicyclic hydrocarbon group may be directly bonded to an oxygen atom constituting an ester bond of (meth) acrylic acid ester, or may be bonded via a linking group such as an alkylene group.
The (meth) acrylic acid ester has an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and a tertiary carbon atom at the bonding site with the oxygen atom constituting the ester bond of the (meth) acrylic acid ester. A (meth) acrylic acid ester having an alicyclic group or an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and a -COOR group (R may have a substituent) on the alicyclic hydrocarbon group. (Meth) acrylic acid ester in which a tertiary hydrocarbon group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydropyranyl group, or an oxepanyl group is bonded directly or via a linking group is included.
In particular, in the case of producing a resist composition applied to a pattern forming method in which exposure is performed with light having a wavelength of 250 nm or less, preferred examples of the monomer having an acid leaving group include, for example, 2-
Methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1- (1′-adamantyl) -1-methylethyl (meth) acrylate, 1-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 1 -Ethylcyclohexyl (meth)
Examples include acrylate, 1-methylcyclopentyl (meth) acrylate, 1-ethylcyclopentyl (meth) acrylate, isopropyl adamantyl (meth) acrylate, and 1-ethylcyclooctyl (meth) acrylate.
As the monomer having an acid leaving group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

レジスト用重合体は、上述した極性基を有する構成単位および酸脱離性基を有する構成
単位の他に、必要に応じて公知の構成単位をさらに有していてもよい。
The resist polymer may further include a known structural unit as necessary in addition to the above-described structural unit having a polar group and the structural unit having an acid leaving group.

レジスト用重合体としては、前記極性基を有する構成単位の1種以上と、前記酸脱離性
基を有する構成単位の1種以上とを含む共重合体が好ましく、前記ラクトン骨格を有する
構成単位の1種以上と、前記酸脱離性基を有する構成単位の1種以上とを含む共重合体が
より好ましく、前記ラクトン骨格を有する構成単位の1種以上と、前記酸脱離性基を有す
る構成単位の1種以上と、前記親水性基を有する構成単位の1種以上とを含む共重合体が
好ましい。
As the resist polymer, a copolymer containing at least one type of structural unit having the polar group and at least one type of structural unit having the acid-eliminable group is preferable, and the structural unit having the lactone skeleton. More preferably, the copolymer includes at least one of the structural units having an acid-eliminable group, and at least one of the structural units having the lactone skeleton and the acid-leaving group. A copolymer containing at least one of the structural units having one and at least one of the structural units having the hydrophilic group is preferable.

反射防止膜用重合体の例としては、吸光性基を有する構成単位と、レジスト膜と混合を
避けるため、硬化剤などと反応して硬化可能なアミノ基、アミド基、ヒドロキシル基、エ
ポキシ基等の反応性官能基を有する構成単位とを含む共重合体が挙げられる。
吸光性基とは、レジスト組成物中の感光成分が感度を有する波長領域の光に対して、高
い吸収性能を有する基であり、具体例としては、アントラセン環、ナフタレン環、ベンゼ
ン環、キノリン環、キノキサリン環、チアゾール環等の環構造(任意の置換基を有してい
てもよい。)を有する基が挙げられる。特に、照射光として、KrFレーザ光が用いられ
る場合には、アントラセン環又は任意の置換基を有するアントラセン環が好ましく、Ar
Fレーザ光が用いられる場合には、ベンゼン環又は任意の置換基を有するベンゼン環が好
ましい。
上記任意の置換基としては、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシ基
、カルボニル基、エステル基、アミノ基、又はアミド基等が挙げられる。これらのうち、
吸光性基として、保護された又は保護されていないフェノール性水酸基を有するものが、
良好な現像性・高解像性の観点から好ましい。
吸光性基を有する構成単位を含む重合体は、吸光性基を有するモノマーを重合させるこ
とにより得られる。吸光性基を有するモノマーは、吸光性基および重合性多重結合を有す
る化合物であればよく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは重合反応時に開裂
して共重合鎖を形成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好ましい。
上記吸光性基を有するモノマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、p
−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Examples of the polymer for antireflection film include a structural unit having a light-absorbing group and an amino group, an amide group, a hydroxyl group, an epoxy group, etc. that can be cured by reacting with a curing agent to avoid mixing with the resist film. And a copolymer containing a structural unit having a reactive functional group.
The light-absorbing group is a group having a high absorption performance with respect to light in a wavelength region in which the photosensitive component in the resist composition is sensitive. , A group having a ring structure (optionally substituted) such as a quinoxaline ring and a thiazole ring. In particular, when KrF laser light is used as irradiation light, an anthracene ring or an anthracene ring having an arbitrary substituent is preferable, and Ar
When F laser light is used, a benzene ring or a benzene ring having an arbitrary substituent is preferable.
Examples of the optional substituent include a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a carboxy group, a carbonyl group, an ester group, an amino group, and an amide group. Of these,
As a light absorbing group, those having a protected or unprotected phenolic hydroxyl group,
It is preferable from the viewpoint of good developability and high resolution.
A polymer containing a structural unit having a light absorbing group can be obtained by polymerizing a monomer having a light absorbing group. The monomer having a light-absorbing group may be a compound having a light-absorbing group and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
Examples of the monomer having a light absorbing group include benzyl (meth) acrylate, p
-Hydroxyphenyl (meth) acrylate etc. are mentioned.

反応性官能基を有する構成単位を含む重合体は、反応性官能基を有するモノマーを重合
させることにより得られる。反応性官能基を有するモノマーは、反応性官能基および重合
性多重結合を有する化合物であればよく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは
重合反応時に開裂して共重合鎖を形成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好まし
い。
反応性官能基を有するモノマーとしては、例えば、前述した親水性基を有するモノマー
の親水性基を反応性官能基で置換したもの等が挙げられる。
反射防止膜用重合体は、上述した吸光性基を有する構成単位および反応性官能基を有す
る構成単位の他に、必要に応じて公知の構成単位をさらに有していてもよい。たとえば、
前述した極性基を有する構成単位のうち、反応性官能基に該当しない極性基を有する構成
単位を有していてもよい。
A polymer containing a structural unit having a reactive functional group can be obtained by polymerizing a monomer having a reactive functional group. The monomer having a reactive functional group may be a compound having a reactive functional group and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
As a monomer which has a reactive functional group, what substituted the hydrophilic group of the monomer which has the hydrophilic group mentioned above with the reactive functional group etc. are mentioned, for example.
The polymer for an antireflection film may further have a known constituent unit as necessary in addition to the constituent unit having a light-absorbing group and the constituent unit having a reactive functional group. For example,
Among the structural units having a polar group described above, a structural unit having a polar group that does not correspond to a reactive functional group may be included.

ギャップフィル膜用重合体の例としては、狭いギャップに流れ込むための適度な粘度を
有し、レジスト膜や反射防止膜との混合を避けるため、硬化剤などと反応して硬化可能な
反応性官能基を有する構成単位を含む共重合体、具体的にはヒドロキシスチレンと、スチ
レン、アルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のモ
ノマーとの共重合体が挙げられる。
トップコート膜は、主に、液浸リソグラフィーにてレジスト膜の上層に形成される。ト
ップコート膜用重合体の例としては、カルボキシル基を有する構成単位を含む共重合体、
水酸基が置換したフッ素含有基を有する構成単位を含む共重合体等が挙げられる。
Examples of polymers for gap fill films are reactive functionalities that have a suitable viscosity for flowing into narrow gaps and can be cured by reacting with curing agents to avoid mixing with resist films and antireflection films. Examples thereof include a copolymer containing a structural unit having a group, specifically, a copolymer of hydroxystyrene and a monomer such as styrene, alkyl (meth) acrylate, or hydroxyalkyl (meth) acrylate.
The topcoat film is mainly formed on the resist film by immersion lithography. Examples of the polymer for the top coat film include a copolymer containing a structural unit having a carboxyl group,
And a copolymer containing a structural unit having a fluorine-containing group substituted with a hydroxyl group.

以下、実施例により本発明を説明する。ただしこれらの例は、本発明の範囲を如何様に
も限定もしくは減縮することを意図したものではなく、本発明を実施するために排他的に
利用しなければならない条件、パラメータまたは値を教示するものと解釈されるべきもの
ではない。また、特に断りがない場合、全ての部および百分率は重量に基づく値である。
モノマーのオリゴマー成分は、GPC(Gel Permeation Chroma
tography:東ソー製HLC8320GPC)により、ポリスチレン換算で求めた
(測定条件:乾粉20mg/溶離液5mL、溶離液:THF)。「室温」は25℃であっ
た。
重合体のモノマー組成は、1H−NMR(JEOL社製、共鳴周波数:270MHz)
を用いて分析し、各構成単位に由来するシグナルの積分強度比から算出した。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, these examples are not intended to limit or reduce the scope of the invention in any way, but teach conditions, parameters or values that must be used exclusively to practice the invention. It should not be interpreted as a thing. Also, unless otherwise specified, all parts and percentages are values based on weight.
The oligomer component of the monomer is GPC (Gel Permeation Chroma).
(Togography: Tosoh HLC8320GPC) was calculated in terms of polystyrene (measurement conditions: dry powder 20 mg / eluent 5 mL, eluent: THF). “Room temperature” was 25 ° C.
The monomer composition of the polymer is 1H-NMR (manufactured by JEOL, resonance frequency: 270 MHz).
Was calculated from the integrated intensity ratio of the signals derived from each constituent unit.

[実施例1]
下記合成手順にて、共重合体Aを合成した。
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、温度調整のできるジャケット及び温度計を備えた
重合釜に、窒素雰囲気下で、PGME(Propylene Glycol Monom
ethyl Ether)を56.5部、供給した。重合釜内を攪拌しながら、重合釜の
内温を80℃に上げた。
その後、下記のモノマー(m−1)を18.7部(24.4モル%)をPGME18.
7部に溶解した溶液、モノマーm−2を18.7部(23.5モル%)、モノマーm−3
を30.5部(52.1モル%)、溶媒としてのPGMEを83.0部、重合開始剤とし
てのジメチル−2,2´−アゾイソブチレートを3.7部を滴下溶液として、調合釜へ供
給した。
これを4時間かけて一定の滴下速度で重合釜内にインラインで滴下し、さらに内温80
℃の温度を3時間保持した。滴下溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応
を停止させた。
その後、重合溶液を容器へ充填した。
[Example 1]
Copolymer A was synthesized by the following synthesis procedure.
In a polymerization kettle equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, a temperature-adjustable jacket and a thermometer, in a nitrogen atmosphere, PGME (Propylene Glycol Monom
56.5 parts of ethyl ether) were supplied. While stirring the polymerization kettle, the internal temperature of the polymerization kettle was raised to 80 ° C.
Then, 18.7 parts (24.4 mol%) of the following monomer (m-1) was added to PGME18.
7 parts of solution, monomer m-2 18.7 parts (23.5 mol%), monomer m-3
30.5 parts (52.1 mol%), 83.0 parts of PGME as a solvent, 3.7 parts of dimethyl-2,2'-azoisobutyrate as a polymerization initiator as a dropping solution Supplied to the kettle.
This was dropped inline into the polymerization kettle at a constant dropping rate over 4 hours, and the internal temperature was 80
The temperature of 0 ° C. was held for 3 hours. Seven hours after the start of dropping of the dropping solution, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Thereafter, the polymerization solution was filled into a container.

Figure 0006468339
Figure 0006468339

[実施例2]
下記合成手順にて、共重合体Bを合成した。
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、温度調整のできるジャケット、および温度計を備
えた重合釜に、窒素雰囲気下で、PGME(Propylene Glycol Mon
omethyl Ether)を122.5部、供給した。重合釜内を攪拌しながら、重
合釜の内温を85℃に上げた。その後、下記のモノマーm−1を51.0部(30.0モ
ル%)をモノマーm−4を70.1部(50.0モル%)に溶解した溶液、モノマーm
−3を26.0部(20.0モル%)、溶媒としてのPGMEを220.7部、重合開始
剤としてのジメチル−2,2´−アゾイソブチレートを8.0部を滴下溶液として、調合
釜へ供給した。
これを4時間かけて一定の滴下速度で重合釜内にインラインで滴下し、さらに内温80
℃の温度を3時間保持した。滴下溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応
を停止させた。
その後、重合溶液を容器へ充填した。
[Example 2]
Copolymer B was synthesized by the following synthesis procedure.
In a polymerization kettle equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, a temperature-adjustable jacket, and a thermometer, under a nitrogen atmosphere, PGME (Propylene Glycol Mon)
122.5 parts of ethyl ether) was supplied. While stirring the polymerization kettle, the internal temperature of the polymerization kettle was raised to 85 ° C. Thereafter, 51.0 parts (30.0 mol%) of the following monomer m-1 was dissolved in 70.1 parts (50.0 mol%) of monomer m-4, monomer m
-3 as 26.0 parts (20.0 mol%), 220.7 parts of PGME as a solvent, and 8.0 parts of dimethyl-2,2'-azoisobutyrate as a polymerization initiator as a dropping solution And supplied to the compounding pot.
This was dropped inline into the polymerization kettle at a constant dropping rate over 4 hours, and the internal temperature was 80
The temperature of 0 ° C. was held for 3 hours. Seven hours after the start of dropping of the dropping solution, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Thereafter, the polymerization solution was filled into a container.

Figure 0006468339
Figure 0006468339

[比較例1]
実施例1と同原料で、モノマー(m−1)を30℃で熱溶解して、溶剤に溶かさずに供
給したところ、供給配管中で固結してしまい調合釜へ供給できなくなった。
この時の供給配管周辺の雰囲気下の気温は5℃であった。
[Comparative Example 1]
When the monomer (m-1) was melted at 30 ° C. with the same raw material as in Example 1 and supplied without dissolving in the solvent, it solidified in the supply pipe and could not be supplied to the preparation kettle.
The temperature under the atmosphere around the supply pipe at this time was 5 ° C.

[比較例2]
実施例1と同原料で、モノマー(m−1)を80℃で熱溶解して、溶剤に溶かさずに供
給しようとしたが、溶解中にオリゴマー成分(0.40%)ができてしまった。
[Comparative Example 2]
The monomer (m-1) was melted at 80 ° C. with the same raw material as in Example 1 and was supplied without dissolving in the solvent, but an oligomer component (0.40%) was formed during dissolution. .

[比較例3]
実施例2と同原料で、モノマー(m−1)を50℃で熱溶解して、溶剤に溶かさずに供
給しようとしたが、溶解中にオリゴマー成分(0.37%)ができてしまった。
[Comparative Example 3]
The monomer (m-1) was melted at 50 ° C. with the same raw material as in Example 2 and was supplied without dissolving in the solvent, but an oligomer component (0.37%) was formed during dissolution. .

Figure 0006468339
Figure 0006468339

以上、本願発明の製造方法を用いた実施例1及び2は、オリゴマー成分も生じず、供給
配管中で固結することないため、所望のポリマーを得ることができた。
一方、加熱により溶解させてモノマーを供給した比較例1〜3は、供給配管内での固結
やオリゴマー成分の生成により、所望のポリマーを得ることができなかった。
As described above, in Examples 1 and 2 using the production method of the present invention, an oligomer component was not generated, and the polymer was not consolidated in the supply pipe, so that a desired polymer could be obtained.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 in which the monomer was supplied by being dissolved by heating could not obtain a desired polymer due to solidification in the supply pipe and generation of oligomer components.

Claims (3)

下記工程(1)及び(2)を含む、2種以上のモノマーの仕込み組成割合、得られた
重合体中のモノマーの組成割合の差が、全てのモノマーについて±0.5モル%以下であ
る、半導体リソグラフィー用重合体の製造方法。
(1)融点が5℃以上のモノマー(A)を、重合溶媒及び/又は融点が5℃未満でありモ
ノマー(A)を溶解することができるモノマー(B)に溶解させた重合用原料を、配管を
通して調合釜へ供給する工程;
(2)前記重合用原料を、調合釜から重合釜へ供給し、重合させて、重合体を得る工程;
Following steps (1) and (2), and the charge of the composition ratio of two or more monomers, the difference in the composition ratio of the monomer of the obtained <br/> in the polymer, ± all monomers 0.5 The manufacturing method of the polymer for semiconductor lithography which is the mol % or less.
(1) A polymerization raw material in which a monomer (A) having a melting point of 5 ° C. or higher is dissolved in a polymerization solvent and / or a monomer (B) having a melting point of less than 5 ° C. and capable of dissolving the monomer (A), Supplying the preparation kettle through piping;
(2) supplying the polymerization raw material from a preparation kettle to a polymerization kettle and polymerizing it to obtain a polymer;
前記工程(2)が、滴下重合である、請求項1記載の半導体リソグラフィー用重合体の
製造方法。
The manufacturing method of the polymer for semiconductor lithography of Claim 1 whose said process (2) is dripping polymerization.
前記モノマー(A)の融点が10℃以上である、請求項1又は2記載の半導体リソグラ
フィー用重合体の製造方法。
The manufacturing method of the polymer for semiconductor lithography of Claim 1 or 2 whose melting | fusing point of the said monomer (A) is 10 degreeC or more.
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