KR102165966B1 - Undercoat agent and pattern forming method - Google Patents

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츠요시 구로사와
다이주 시오노
겐 미야기
다스쿠 마츠미야
겐이치로 미야시타
가츠미 오모리
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도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤
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    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials

Abstract

기판 상에 형성된 복수 종류의 블록이 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용되는 하지제로서, 수지 성분을 함유하고, 그 수지 성분이, 방향족기를 갖는 구성 단위와, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위를 함유하는 하지제.A brush used to phase-separate a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of blocks formed on a substrate are bonded, containing a resin component, the resin component having a structural unit having an aromatic group, and a hydroxyalkyl group A brush containing a structural unit having and a structural unit not having an aromatic group and a hydroxyalkyl group.

Description

하지제 및 패턴 형성 방법{UNDERCOAT AGENT AND PATTERN FORMING METHOD}Base agent and pattern formation method {UNDERCOAT AGENT AND PATTERN FORMING METHOD}

본 발명은 하지제 (下地劑) 및 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brush and a method for forming a pattern.

본원은 2013년 2월 20일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-031418호 및 2013년 12월 17일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-260594호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-031418 filed in Japan on February 20, 2013 and Japanese Patent Application No. 2013-260594 filed in Japan on December 17, 2013, Won here.

최근, 대규모 집적 회로 (LSI) 가 한층 더 미세화됨에 따라서, 보다 섬세한 구조체를 가공하는 기술이 요구되고 있다. 이와 같은 요망에 대해, 서로 비상용성의 블록끼리를 결합시킨 블록 코폴리머의 자기 조직화에 의해 형성되는 상 분리 구조를 이용하여 보다 미세한 패턴을 형성하는 시도가 시작되고 있다.In recent years, as large-scale integrated circuits (LSIs) are further refined, a technique for processing a more delicate structure is required. In response to such a request, attempts to form a finer pattern using a phase-separated structure formed by self-assembly of a block copolymer in which incompatible blocks are bonded to each other are being started.

블록 코폴리머의 상 분리를 이용하기 위해서는, 미크로 상 분리에 의해 형성된 자기 조직화 나노 구조를 특정 영역에만 형성하면서, 또한 원하는 방향으로 배열시키는 것이 필수가 된다. 이러한 위치 제어 및 배향 제어를 실현하기 위해, 가이드 패턴에 의해 상 분리 패턴을 제어하는 그래포에피택시나, 기판의 화학 상태의 차이에 의해 상 분리 패턴을 제어하는 케미컬에피택시 등의 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조).In order to use the phase separation of the block copolymer, it is essential to form the self-organizing nanostructure formed by microphase separation only in a specific region and arrange it in a desired direction. In order to realize such position control and orientation control, methods such as grapho epitaxy, which controls the phase separation pattern by guide patterns, and chemical epitaxy, which control the phase separation pattern by the difference in the chemical state of the substrate, have been proposed. Yes (see, for example, Non-Patent Document 1).

블록 코폴리머를 양호하게 상 분리시켜 미세한 패턴을 형성하기 위한 방법의 하나로서, 기판 위에 2 개의 블록 사슬의 표면 자유 에너지의 중간의 값의 표면 자유 에너지로 된 중성층을 형성함으로써, 기판 위의 블록 공중합체가 접촉하는 면이, 2 개의 블록 사슬의 표면 자유 에너지의 중간의 값의 표면 자유 에너지로 되어 있는 상태로 하는 방법이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).As one of the methods for forming a fine pattern by good phase separation of the block copolymer, the block on the substrate is formed by forming a neutral layer of the intermediate surface free energy of the surface free energy of two block chains on the substrate. A method is disclosed in which a surface in contact with a copolymer is set to a surface free energy having an intermediate value of the surface free energy of two block chains (for example, see Patent Document 1).

일본 공개특허공보 2008-36491호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-36491

프로시딩스 오브 에스피아이이 (Proceedings of SPIE), 제7637권, 제76370G-1 (2010년). Proceedings of SPIE, vol. 7637, vol. 76370G-1 (2010).

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 사용하는 블록 코폴리머종에 따라서 표면 자유 에너지가 원하는 값이 되는 중성층 재료를 그 때마다 선택하여, 중성층의 표면 자유 에너지를 제어할 필요가 있다. 그 때문에, 블록 코폴리머의 상 분리에 의해 양호한 패턴이 얻어지는 하지제로서, 보다 간편하게 사용할 수 있는 하지제가 요구되고 있었다.However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to control the surface free energy of the neutral layer by selecting a neutral layer material for which the surface free energy becomes a desired value each time depending on the type of block copolymer to be used. Therefore, as a brush that can obtain a good pattern by phase separation of the block copolymer, a brush that can be used more conveniently has been required.

또한 종래의 하지제는, 하지제의 표면 상태의 제어가 불충분하여, 온도 마진이 넓은 하지제로 하는 것이 곤란하였다.In addition, conventional brushing agents have insufficient control of the surface condition of the brushing agent, and it was difficult to make it a brush with a wide temperature margin.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 블록 코폴리머의 상 분리를 이용하여, 기판 표면에 위치 및 배향성이 보다 자유 자재로 디자인된 나노 구조체를 구비하는 기판을 제조할 수 있는 하지제로서, 온도 마진이 넓은 하지제, 및 그 하지제를 사용한 블록 코폴리머를 함유하는 층의 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was made in view of the above circumstances, and as a brushing agent capable of manufacturing a substrate having a nanostructure designed with more freedom in position and orientation on the surface of the substrate by using phase separation of a block copolymer, temperature An object of the present invention is to provide a brush having a wide margin and a method for forming a pattern of a layer containing a block copolymer using the brush.

본 발명의 제 1 양태는, 기판 상에 형성된 복수 종류의 블록이 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용되는 하지제로서, 수지 성분을 함유하고, 그 수지 성분이, 방향족기를 갖는 구성 단위와, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위를 함유하는 것을 특징으로 하는 하지제이다. 본 발명의 제 1 양태에 있어서, 수지 성분 전체의 구성 단위 중, 10 % 이하가 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위인 것이 바람직하다.A first aspect of the present invention is a brushing agent used to phase-separate a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of blocks formed on a substrate are bonded, and contains a resin component, and the resin component comprises an aromatic group. It is a brushing agent characterized by containing a structural unit which has, a structural unit which has a hydroxyalkyl group, and a structural unit which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group. In the first aspect of the present invention, it is preferable that 10% or less of the structural units of the entire resin component are structural units having a hydroxyalkyl group.

본 발명의 제 2 양태는, 기판 상에 본 발명의 제 1 양태의 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성하는 공정과, 상기 하지제로 이루어지는 층 위에, 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성하는 공정과, 당해 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법이다.The second aspect of the present invention is a step of applying the brush of the first aspect of the present invention on a substrate to form a layer made of the brush, and a block in which a plurality of types of polymers are bonded on the layer made of the brush. It is a pattern formation method characterized by including a step of forming a layer containing a copolymer and a step of phase-separating the layer containing the block copolymer.

본 명세서 및 본 청구범위에 있어서, 「지방족」이란, 방향족에 대한 상대적인 개념으로서, 방향족성을 갖지 않는 기, 화합물 등을 의미하는 것으로 정의한다.In the present specification and claims, the term "aliphatic" is a relative concept with respect to aromatics, and is defined as meaning a group, compound, etc. that do not have aromaticity.

「알킬기」는 특별히 언급이 없는 한, 직사슬형, 분기사슬형 및 고리형의 1 가의 포화 탄화수소기를 포함하는 것으로 한다.The "alkyl group" shall include a linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon group unless otherwise specified.

「알킬렌기」는 특별히 언급이 없는 한, 직사슬형, 분기사슬형 및 고리형의 2 가의 포화 탄화수소기를 포함하는 것으로 한다. 알콕시기 중의 알킬기도 동일하다.The "alkylene group" shall include a linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon group unless otherwise specified. The alkyl group in the alkoxy group is also the same.

「할로겐화 알킬기」는, 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 기이고, 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.The "halogenated alkyl group" is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with halogen atoms, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

「불소화 알킬기」또는 「불소화 알킬렌기」는, 알킬기 또는 알킬렌기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환된 기를 말한다.The "fluorinated alkyl group" or the "fluorinated alkylene group" refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or the alkylene group are substituted with fluorine atoms.

「구성 단위」란, 고분자 화합물 (수지, 중합체, 공중합체) 을 구성하는 모노머 단위 (단량체 단위) 를 의미한다.The "constituent unit" means a monomer unit (monomer unit) constituting a high molecular compound (resin, polymer, copolymer).

「아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위」란, 아크릴산에스테르의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다.The "constituent unit derived from an acrylic acid ester" means a structural unit constituted by cleaving an ethylenic double bond of an acrylic acid ester.

「아크릴산에스테르」는, 아크릴산 (CH2=CH-COOH) 의 카르복실기 말단의 수소 원자가 유기기로 치환된 화합물이다."Acrylic acid ester" is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxyl group of acrylic acid (CH 2 =CH-COOH) is substituted with an organic group.

아크릴산에스테르는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자를 치환하는 치환기는 수소 원자 이외의 원자 또는 기이고, 예를 들어 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기, 하이드록시알킬기 등을 들 수 있다. 또, 아크릴산에스테르의 α 위치의 탄소 원자란, 특별히 언급하지 않는 한, 카르보닐기가 결합되어 있는 탄소 원자를 말한다.In the acrylic acid ester, a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or group other than a hydrogen atom, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydroxyalkyl group. . In addition, unless otherwise noted, the carbon atom at the α-position of the acrylic acid ester refers to a carbon atom to which a carbonyl group is bonded.

이하, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환된 아크릴산에스테르를 α 치환 아크릴산에스테르라고 하는 경우가 있다. 또한, 아크릴산에스테르와 α 치환 아크릴산에스테르를 포괄하여 「(α 치환) 아크릴산에스테르」라고 하는 경우가 있다.Hereinafter, an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. In addition, acrylic acid esters and α-substituted acrylic acid esters are included and may be referred to as "(α-substituted) acrylic acid esters".

「하이드록시스티렌 또는 하이드록시스티렌 유도체로부터 유도되는 구성 단위」란, 하이드록시스티렌 또는 하이드록시스티렌 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다.The "constituent unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative" means a structural unit formed by cleaving an ethylenic double bond of a hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative.

「하이드록시스티렌 유도체」란, 하이드록시스티렌의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화 알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것, 그리고 그들의 유도체를 포함하는 개념으로 한다. 그들의 유도체로는, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 하이드록시스티렌의 수산기의 수소 원자를 유기기로 치환한 것, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 하이드록시스티렌의 벤젠 고리에 수산기 이외의 치환기가 결합된 것 등을 들 수 있다. 또, α 위치 (α 위치의 탄소 원자) 란, 특별히 언급하지 않는 한, 벤젠 고리가 결합되어 있는 탄소 원자를 말한다.The term "hydroxystyrene derivative" is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As their derivatives, the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with an organic group is substituted with an organic group, and a hydroxyl group in the benzene ring of the hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent. And those with other substituents bonded thereto. In addition, the α-position (a carbon atom in the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise noted.

하이드록시스티렌의 α 위치의 수소 원자를 치환하는 치환기로는, 상기 α 치환 아크릴산에스테르에 있어서, α 위치의 치환기로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same as those exemplified as the substituent at the α-position in the α-substituted acrylate ester.

「비닐벤조산 또는 비닐벤조산 유도체로부터 유도되는 구성 단위」란, 비닐벤조산 또는 비닐벤조산 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다.The "constituent unit derived from a vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative" means a structural unit constituted by cleavage of an ethylenic double bond of a vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative.

「비닐벤조산 유도체」란, 비닐벤조산의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화 알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것, 그리고 그들의 유도체를 포함하는 개념으로 한다. 그들의 유도체로는, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐벤조산의 카르복실기의 수소 원자를 유기기로 치환한 것, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐벤조산의 벤젠 고리에 수산기 및 카르복실기 이외의 치환기가 결합된 것 등을 들 수 있다. 또, α 위치 (α 위치의 탄소 원자) 란, 특별히 언급하지 않는 한, 벤젠 고리가 결합되어 있는 탄소 원자를 말한다.The term "vinylbenzoic acid derivative" is a concept in which a hydrogen atom at the α-position of vinylbenzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As their derivatives, the hydrogen atom of the carboxyl group of vinylbenzoic acid in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with an organic group, and the hydroxyl group and carboxyl group in the benzene ring of the vinylbenzoic acid in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent. And those with other substituents bonded thereto. In addition, the α-position (a carbon atom in the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise noted.

「스티렌」이란, 스티렌 및 스티렌의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화 알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것도 포함하는 개념으로 한다.The term "styrene" is a concept including styrene and those in which the hydrogen atom at the α-position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.

「스티렌으로부터 유도되는 구성 단위」, 「스티렌 유도체로부터 유도되는 구성 단위」란, 스티렌 또는 스티렌 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다.The "constituent units derived from styrene" and "constituent units derived from a styrene derivative" mean a structural unit constituted by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.

상기 α 위치의 치환기로서의 알킬기는 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다.The alkyl group as the substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, specifically a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pen And a butyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group.

또한, α 위치의 치환기로서의 할로겐화 알킬기는, 구체적으로는, 상기 「α 위치의 치환기로서의 알킬기」의 수소 원자의 일부 또는 전부를 할로겐 원자로 치환한 기를 들 수 있다. 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 특히 불소 원자가 바람직하다.Further, specific examples of the halogenated alkyl group as the substituent at the α-position include a group in which some or all of the hydrogen atoms in the “alkyl group as the substituent at the α-position” are substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

또한, α 위치의 치환기로서의 하이드록시알킬기는, 구체적으로는, 상기 「α 위치의 치환기로서의 알킬기」의 수소 원자의 일부 또는 전부를 수산기로 치환한 기를 들 수 있다. 그 하이드록시알킬기에 있어서의 수산기의 수는 1 ∼ 5 가 바람직하고, 1 이 가장 바람직하다.Further, specifically, the hydroxyalkyl group as the substituent at the α-position includes a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the “alkyl group as the substituent at the α-position” is substituted with a hydroxyl group. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and most preferably 1.

「노광」은 방사선의 조사 전반을 포함하는 개념으로 한다."Exposure" is a concept that includes the entire irradiation of radiation.

본 발명에 의하면, 블록 코폴리머의 상 분리를 이용하여, 기판 표면에, 위치 및 배향성이 보다 자유 자재로 디자인된 나노 구조체를 구비하는 기판을 간편하게 제조할 수 있는 하지제로서, 온도 마진이 넓은 하지제, 및 그 하지제를 사용한 블록 코폴리머를 함유하는 층의 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, as a brushing agent that can easily manufacture a substrate having a nanostructure designed with more freedom in position and orientation on the surface of the substrate by using phase separation of a block copolymer, a substrate having a wide temperature margin It is possible to provide a method for forming a pattern of a layer containing an agent and a block copolymer using the brush.

도 1 은 본 발명 제 2 양태의 실시형태예를 설명하는 개략 공정도이다.1 is a schematic process chart for explaining an embodiment example of a second aspect of the present invention.

<<하지제>> << not subject >>

본 발명의 하지제는, 기판 상에 형성된 복수 종류의 블록이 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용되는 하지제로서, 수지 성분을 함유하고, 그 수지 성분이, 방향족기를 갖는 구성 단위와, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위를 함유하는 것을 특징으로 한다.The brush agent of the present invention is a brush agent used to phase-separate a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of blocks formed on a substrate are bonded, and contains a resin component, and the resin component has an aromatic group. It is characterized by containing a structural unit, a structural unit having a hydroxyalkyl group, and a structural unit not having an aromatic group and a hydroxyalkyl group.

본 발명의 하지제는, 기판 상에 형성된 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용된다. 본 발명의 하지제는, 구체적으로는, 그 하지제를 기판 상에 도포하여 하지제로 이루어지는 층 (중성화막이라고도 한다) 을 형성한 후, 그 위에 복수 종의 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성함으로써, 그 하지제로 이루어지는 층이 표면에 형성된 기판 표면을 블록 코폴리머를 구성하는 어느 블록과도 친화성이 높은 것으로 할 수 있다.The brushing agent of the present invention is used to phase-separate a layer containing a block copolymer to which a plurality of types of polymers are bonded formed on a substrate. Specifically, the brushing agent of the present invention is applied on a substrate to form a layer made of a brushing agent (also referred to as a neutralizing film), and then a layer containing a plurality of types of block copolymers is formed thereon. , The substrate surface on which the layer made of the brush is formed on the surface can be made to have high affinity with any block constituting the block copolymer.

또, 본 발명의 하지제를 사용할 수 있는, 블록 코폴리머를 함유하는 층의 상 분리나, 블록 코폴리머를 함유하는 층의 패턴 형성 방법에 관해서는 본 발명의 제 2 양태에 있어서 설명한다.In addition, the phase separation of the layer containing the block copolymer and the pattern formation method of the layer containing the block copolymer, which can use the brush of the present invention, will be described in the second aspect of the present invention.

<수지 성분 (A)> <Resin component (A)>

본 발명의 하지제는, 수지 성분 (A) (이하, 「수지 성분 (A)」라고 하는 경우가 있다) 를 함유하고, 그 수지 성분 (A) 가, 방향족기를 갖는 구성 단위와, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위를 함유한다.The brush composition of the present invention contains a resin component (A) (hereinafter, sometimes referred to as ``resin component (A)''), and the resin component (A) is a structural unit having an aromatic group and a hydroxyalkyl group It contains a structural unit which has and does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group.

본 명세서 및 본 특허청구범위에 있어서 「수지 성분」이란, 분자량이 1000 이상의 중합체를 의미한다. 중합체의 분자량으로는, GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피) 에 의한 폴리스티렌 환산의 질량 평균 분자량을 사용하는 것으로 한다.In the present specification and the claims, the "resin component" means a polymer having a molecular weight of 1000 or more. As the molecular weight of the polymer, the mass average molecular weight in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) is used.

[방향족기를 갖는 구성 단위] [Constituent unit having an aromatic group]

본 발명에 있어서, 수지 성분 (A) 는 방향족기를 갖는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a1)」이라고 하는 경우가 있다) 를 함유한다.In the present invention, the resin component (A) contains a structural unit having an aromatic group (hereinafter, it may be referred to as "structural unit (a1)").

[구성 단위 (a1)] [Constituent unit (a1)]

구성 단위 (a1) 은, 방향 고리를 갖는 구성 단위이다. (A) 성분이, 구성 단위 (a1) 로서 방향 고리를 갖는 구성 단위를 함유함으로써, 각종 특성을 가진 블록을 갖는 블록 코폴리머를 사용한 경우에도, 그 블록 코폴리머에 대하여 적절한 친화성을 갖는 것으로 할 수 있다.The structural unit (a1) is a structural unit which has an aromatic ring. The component (A) contains a structural unit having an aromatic ring as the structural unit (a1), so that even when a block copolymer having blocks having various properties is used, it should have an appropriate affinity for the block copolymer. I can.

방향 고리로는 탄소수 6 ∼ 18 이 바람직하고, 구체적으로는, 벤젠, 비페닐, 플루오렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 고리 ; 상기 방향족 탄화수소 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환된 방향족 복소 고리 ; 등을 들 수 있다. 방향족 복소 고리에 있어서의 헤테로 원자로는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다.The aromatic ring is preferably C6-C18, and specifically, aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; An aromatic heterocycle in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring is substituted with a hetero atom; And the like. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.

구성 단위 (a1) 로는, 방향 고리를 갖는 것이면 그 이외의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 구성 단위 (a1) 로서 예를 들어, The structural unit (a1) is not particularly limited as long as it has an aromatic ring. As the structural unit (a1), for example,

·비닐기를 갖는 방향족 화합물 (방향 고리를 함유하는 화합물) ; An aromatic compound having a vinyl group (a compound containing an aromatic ring);

·(메트)아크릴로일기를 갖는 방향족 화합물 ; -Aromatic compound having a (meth)acryloyl group;

·노볼락 수지의 구성 성분이 되는 페놀류 화합물, 등을 들 수 있다.-Phenol compounds which are constituents of a novolac resin, etc. are mentioned.

그 중에서도, 치환기를 가지고 있어도 되는 방향 고리의, 고리를 형성하는 탄소 원자에 결합한 수소 원자의 1 개가 비닐기로 치환된 화합물로부터 유도되는 구성 단위 ; 또는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산 또는 그 에스테르로부터 유도되는 구성 단위로서, 방향 고리를 갖는 구성 단위를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 여기서 비닐기는, 그 탄소 원자 중, 방향 고리에 결합한 탄소 원자가 치환기로 치환된 것이어도 된다.Among them, structural units derived from compounds in which one of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms forming the ring in the aromatic ring which may have a substituent group is substituted with a vinyl group; Alternatively, as a structural unit derived from acrylic acid or an ester thereof in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, a structural unit having an aromatic ring is exemplified as a preferable one. Here, the vinyl group may be one in which a carbon atom bonded to an aromatic ring among the carbon atoms is substituted with a substituent.

구성 단위 (a1) 로는 특히, 스티렌 혹은 그 유도체, 비닐나프탈렌 혹은 그 유도체, 또는 비닐안트라센 혹은 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위가 바람직하다.As the structural unit (a1), a structural unit derived from styrene or a derivative thereof, vinylnaphthalene or a derivative thereof, or vinyl anthracene or a derivative thereof is particularly preferable.

「스티렌 혹은 그 유도체」로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 벤젠 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 스티렌 (이하, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환된 스티렌을 「α 치환 스티렌」이라고 하고, 그 위치가 치환되어 있지 않은 스티렌과 α 치환 스티렌을 총칭하여 「(α 치환) 스티렌」이라고 하는 경우가 있다. 다른 유사 화합물에 관해서도 동일하다), α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 벤젠 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 하이드록시스티렌 (이하 「(α 치환) 하이드록시스티렌」이라고 하는 경우가 있다), (α 치환) 하이드록시스티렌의 수산기의 수소 원자가 유기기로 치환된 화합물, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 벤젠 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 및 카르복실기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐벤조산 (이하, (α 치환) 비닐벤조산이라고 하는 경우가 있다), (α 치환) 비닐벤조산의 카르복실기의 수소 원자가 유기기로 치환된 화합물 등을 들 수 있다.As ``styrene or a derivative thereof,'' styrene in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the benzene ring may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group (hereinafter, styrene bonded to the carbon atom at the α-position Styrene in which a hydrogen atom is substituted with a substituent is sometimes referred to as “α-substituted styrene”, and styrene and α-substituted styrene whose positions are not substituted are sometimes referred to as “(α-substituted) styrene.” The same applies to other similar compounds. (A), hydroxystyrene in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the benzene ring may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group (hereinafter referred to as ``(α-substituted) hydroxystyrene'' In some cases), (α substitution) A compound in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene is substituted with an organic group, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the benzene ring is other than the hydroxyl group and the carboxyl group. Vinylbenzoic acid which may be substituted with a substituent (hereinafter, sometimes referred to as (α-substituted) vinylbenzoic acid), a compound in which a hydrogen atom of the carboxyl group of (α-substituted) vinylbenzoic acid is substituted with an organic group.

α 치환 스티렌, α 치환 하이드록시스티렌, α 치환 비닐벤조산에 있어서, α 위치의 탄소 원자에 결합하는 치환기로는, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기가 바람직하고, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화 알킬기가 보다 바람직하며, 공업상 입수가 용이한 점에서 수소 원자 또는 메틸기가 가장 바람직하다.In α-substituted styrene, α-substituted hydroxystyrene and α-substituted vinylbenzoic acid, the substituent bonded to the carbon atom at the α-position is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable from the viewpoint of industrial availability.

α 위치의 치환기로서의 알킬기는 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다.The alkyl group as the substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pen And a butyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group.

또한, α 위치의 치환기로서의 할로겐화 알킬기는, 구체적으로는 상기 「α 위치의 치환기로서의 알킬기」의 수소 원자의 일부 또는 전부를 할로겐 원자로 치환한 기를 들 수 있다. 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 특히 불소 원자가 바람직하다.Further, specific examples of the halogenated alkyl group as the substituent at the α-position include a group in which some or all of the hydrogen atoms of the “alkyl group as the substituent at the α-position” are substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

하이드록시스티렌은, 벤젠 고리에 1 개의 비닐기와 적어도 1 개의 수산기가 결합한 화합물이다. 벤젠 고리에 결합하는 수산기의 수는 1 ∼ 3 이 바람직하고, 1 이 특히 바람직하다. 벤젠 고리에 있어서의 수산기의 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다. 수산기의 수가 1 개인 경우에는, 비닐기의 결합 위치의 파라 4 위치가 바람직하다. 수산기의 수가 2 이상의 정수인 경우에는, 임의의 결합 위치를 조합할 수 있다.Hydroxystyrene is a compound in which one vinyl group and at least one hydroxyl group are bonded to a benzene ring. The number of hydroxyl groups bonded to the benzene ring is preferably 1 to 3, and particularly preferably 1. The bonding position of the hydroxyl group in the benzene ring is not particularly limited. When the number of hydroxyl groups is 1, the para 4 position of the bonding position of the vinyl group is preferable. When the number of hydroxyl groups is an integer of 2 or more, arbitrary bonding positions can be combined.

비닐벤조산은, 벤조산의 벤젠 고리에 1 개의 비닐기가 결합한 화합물이다. 벤젠 고리에 있어서의 비닐기의 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다.Vinylbenzoic acid is a compound in which one vinyl group is bonded to the benzene ring of benzoic acid. The bonding position of the vinyl group in the benzene ring is not particularly limited.

스티렌 또는 그 유도체의 벤젠 고리에 결합해도 되는, 수산기 및 카르복실기 이외의 치환기로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기 등을 들 수 있다. 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 특히 바람직하다.It is not particularly limited as a substituent other than a hydroxyl group and a carboxyl group that may be bonded to the benzene ring of styrene or its derivatives, and examples thereof include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, etc. have. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

「비닐나프탈렌 혹은 그 유도체」로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 나프탈렌 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐나프탈렌 (이하 「(α 치환) 비닐나프탈렌」이라고 하는 경우가 있다), α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 나프탈렌 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐(하이드록시나프탈렌) (이하 「(α 치환) 비닐(하이드록시나프탈렌)」이라고 하는 경우가 있다), (α 치환) 비닐(하이드록시나프탈렌) 의 수산기의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물 등을 들 수 있다. α 치환 비닐나프탈렌, α 치환 비닐(하이드록시나프탈렌) 에 있어서, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자를 치환하는 치환기로는, 상기 α 치환 스티렌 등의 치환기와 동일하다.As ``vinyl naphthalene or a derivative thereof'', the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the naphthalene ring may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group (hereinafter, ``(α substituted) vinyl Naphthalene''), vinyl (hydroxynaphthalene) in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the naphthalene ring may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group (hereinafter, ``( (alpha) substitution) vinyl (hydroxynaphthalene)" in some cases), (α substitution) a compound in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of vinyl (hydroxynaphthalene) is substituted with a substituent. In α-substituted vinylnaphthalene and α-substituted vinyl (hydroxynaphthalene), the substituent for substituting a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is the same as a substituent such as α-substituted styrene.

비닐(하이드록시나프탈렌) 은, 나프탈렌 고리에 1 개의 비닐기와 적어도 1 개의 수산기가 결합한 화합물이다. 비닐기는, 나프탈렌 고리의 1 위치에 결합하고 있어도 되고, 2 위치에 결합하고 있어도 된다. 나프탈렌 고리에 결합하는 수산기의 수는 1 ∼ 3 이 바람직하고, 1 이 특히 바람직하다. 나프탈렌 고리에 있어서의 수산기의 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다. 나프탈렌 고리의 1 위치 또는 2 위치에 비닐기가 결합되어 있는 경우, 나프탈렌 고리의 5 ∼ 8 위치 중 어느 것이 바람직하다. 특히, 수산기의 수가 1 개인 경우에는, 나프탈렌 고리의 5 ∼ 7 위치 중 어느 것이 바람직하고, 5 또는 6 위치가 바람직하다. 수산기의 수가 2 이상의 정수인 경우에는, 임의의 결합 위치를 조합할 수 있다.Vinyl (hydroxynaphthalene) is a compound in which one vinyl group and at least one hydroxyl group are bonded to a naphthalene ring. The vinyl group may be bonded to the 1 position of the naphthalene ring or may be bonded to the 2 position. The number of hydroxyl groups bonded to the naphthalene ring is preferably 1 to 3, and particularly preferably 1. The bonding position of the hydroxyl group in the naphthalene ring is not particularly limited. When a vinyl group is bonded to the position 1 or 2 of the naphthalene ring, any of the positions 5 to 8 of the naphthalene ring is preferable. In particular, when the number of hydroxyl groups is one, any of the 5 to 7 positions of the naphthalene ring is preferable, and the 5 or 6 position is preferable. When the number of hydroxyl groups is an integer of 2 or more, arbitrary bonding positions can be combined.

비닐나프탈렌 또는 그 유도체의 나프탈렌 고리에 결합해도 되는 치환기로는, 상기 (α 치환) 스티렌의 벤젠 고리에 결합해도 되는 치환기로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the substituents that may be bonded to the naphthalene ring of vinyl naphthalene or its derivatives include those exemplified as the substituents that may be bonded to the benzene ring of the above (α-substituted) styrene.

「비닐안트라센 또는 그 유도체」로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 안트라센 고리에 결합한 수소 원자가 수산기 이외의 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐안트라센을 들 수 있다. 치환기로는, 상기 α 치환 스티렌 등의 치환기와 동일하다.Examples of "vinyl anthracene or a derivative thereof" include vinyl anthracene in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom bonded to the anthracene ring may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group. As a substituent, it is the same as a substituent such as α-substituted styrene.

「아크릴산에스테르」는, 아크릴산 (CH2=CH-COOH) 의 카르복실기 말단의 수소 원자가 유기기로 치환된 화합물이다."Acrylic acid ester" is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxyl group of acrylic acid (CH 2 =CH-COOH) is substituted with an organic group.

α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산 (이하 「(α 치환) 아크릴산」이라고 하는 경우가 있다) 또는 그 에스테르의 α 위치의 탄소 원자에 결합하는 치환기로는, α 치환 비닐나프탈렌, α 치환 비닐(하이드록시나프탈렌)에 있어서, 상기 α 치환 스티렌 등의 치환기와 동일하다. 또, 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위의 α 위치 (α 위치의 탄소 원자) 란, 특별히 언급하지 않는 한, 카르보닐기가 결합되어 있는 탄소 원자를 의미한다.Acrylic acid in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent (hereinafter sometimes referred to as ``(α-substituted) acrylic acid”) or a substituent bonded to the carbon atom at the α-position of the ester is α-substituted vinyl In naphthalene and α-substituted vinyl (hydroxynaphthalene), it is the same as a substituent such as α-substituted styrene. In addition, the α-position (carbon atom in the α-position) of a structural unit derived from an acrylic acid ester means a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, unless otherwise noted.

(α 치환) 아크릴산에스테르가 갖는 유기기로는 특별히 한정되지 않는다.(α substitution) It does not specifically limit as an organic group which the acrylic acid ester has.

구성 단위 (a1) 로는, 하기 식 (a1-1) ∼ (a1-4) 중 어느 것으로 나타내는 구성 단위가 특히 바람직하다.As the structural unit (a1), a structural unit represented by any of the following formulas (a1-1) to (a1-4) is particularly preferable.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112014014708267-pat00001
Figure 112014014708267-pat00001

[식 중, R 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기이다. Xc, Xd 는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 시아노기 또는 유기기이다. Rc 및 Rd 는 각각 독립적으로 할로겐 원자, -COOXe (Xe 는 수소 원자 또는 유기기이다), 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기이다. px 는 0 ∼ 3 의 정수이고, qx 는 0 ∼ 5 의 정수이고, px+qx 는 1 ∼ 5 이다. qx 가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 Rc 는 각각 동일하거나 상이해도 된다. x 는 0 ∼ 3 의 정수이고, y 는 0 ∼ 3 의 정수이고, y' 는 0 ∼ 2 의 정수이고, z 는 0 ∼ 4 의 정수이고, 식 (a1-2) 에 있어서의 x+y+z 는 1 ∼ 7 이고, 식 (a1-3) 에 있어서의 x+y+y'+z 는 1 ∼ 7 이다. y+z 또는 y+y'+z 가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 Rd 는 각각 동일하거나 상이해도 된다. XAr 은 방향 고리를 갖는 1 가의 유기기이다.][In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. X c and X d are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, or an organic group. R c and R d are each independently a halogen atom, -COOX e (X e is a hydrogen atom or an organic group), an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. px is an integer of 0 to 3, qx is an integer of 0 to 5, and px+qx is 1 to 5. When qx is an integer of 2 or more, a plurality of R c may be the same or different, respectively. x is an integer of 0 to 3, y is an integer of 0 to 3, y'is an integer of 0 to 2, z is an integer of 0 to 4, and x+y+z in formula (a1-2) is 1 to It is 7, and x+y+y'+z in Formula (a1-3) is 1-7. When y+z or y+y'+z is an integer of 2 or more, a plurality of R d may be the same or different, respectively. X Ar is a monovalent organic group having an aromatic ring.]

식 중, R 의 알킬기, 할로겐화 알킬기는 각각, 상기 α 치환 스티렌 등에 관한 설명에서, α 위치의 탄소 원자에 결합해도 되는 치환기로서 예시한 알킬기, 할로겐화 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다. R 로는, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화 알킬기가 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기가 가장 바람직하다.In the formula, the alkyl group and the halogenated alkyl group of R are the same as the alkyl group and the halogenated alkyl group exemplified as the substituent which may be bonded to the carbon atom at the α-position in the above description of the α-substituted styrene and the like. As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable.

식 중, Xc, Xd 의 유기기는 탄소 원자를 함유하는 기이면 특별히 한정되지 않고, 탄소 원자 이외의 원자 (예를 들어 수소 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 할로겐 원자 (불소 원자, 염소 원자 등), 규소 원자 등) 를 가지고 있어도 된다.In the formula, the organic group of X c and X d is not particularly limited as long as it is a group containing a carbon atom, and an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (a fluorine atom, Chlorine atom, etc.), silicon atom, etc.).

Xc, Xd 의 유기기로는, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기가 바람직하고, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기가 보다 바람직하다.As the organic group of X c and X d , a hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and an alkyl group which may have a substituent is more preferable.

치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기로는, 예를 들어, 무치환 알킬기, 그 무치환 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환된 치환 알킬기 등을 들 수 있다.Examples of the alkyl group which may have a substituent include an unsubstituted alkyl group and a substituted alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted alkyl group are substituted with a substituent.

무치환 알킬기로는, 직사슬형, 분기사슬형, 고리형 중 어느 것이어도 된다. 해상성이 우수한 점에서, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 보다 바람직하다. 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, n-펜틸기, 시클로펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있다.As the unsubstituted alkyl group, any of linear, branched and cyclic may be used. From the viewpoint of excellent resolution, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, nonyl group, decyl group, etc. I can.

치환 알킬기에 있어서의 치환기로는, 예를 들어, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화 알킬기, 수산기, 옥소기 (=O), 시아노기 등을 들 수 있다.As a substituent in a substituted alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxo group (=O), a cyano group, etc. are mentioned, for example.

상기 치환기로서의 알콕시기로는 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기가 바람직하며, 메톡시기, 에톡시기가 가장 바람직하다.The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group, and a methoxy group, The ethoxy group is most preferred.

상기 치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

상기 치환기로서의 할로겐화 알킬기로는, 상기 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 상기 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다.Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.

또한, 무치환 또는 치환 알킬기를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자를 함유하는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 헤테로 원자를 함유하는 치환기로는, -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O)2-, -S(=O)2-O-, -Si- 가 바람직하다.Further, some of the carbon atoms constituting the unsubstituted or substituted alkyl group may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing the hetero atom, -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2 -, -S(=O) 2 -O-, -Si -Is preferred.

식 중, Rc, Rd 의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.In the formula, examples of the halogen atom for R c and R d include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

Rc, Rd 의 -COOXe 에 있어서, Xe 는 수소 원자 또는 유기기이고, 유기기로는 상기 Xc, Xd 의 유기기와 동일하다.In -COOX e of R c and R d , X e is a hydrogen atom or an organic group, and the organic group is the same as the organic group of X c and X d .

Rc, Rd 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기로는, 상기 R 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기와 동일하다.The C1-C5 alkyl group and the C1-C5 halogenated alkyl group of R c and R d are the same as the C1-C5 alkyl group and the C1-C5 halogenated alkyl group of R.

XAr 은 방향 고리를 갖는 1 가의 유기기로서, 상기 서술한 방향 고리로부터 수소 원자를 1 개 이상 제거한 기를 들 수 있고, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤젠, 나프탈렌, 또는 안트라센으로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기가 바람직하다.X Ar is a monovalent organic group having an aromatic ring, and includes a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from the above-described aromatic ring, and a group in which one hydrogen atom has been removed from benzene, naphthalene, or anthracene which may have a substituent desirable.

(A) 성분이 함유하는 구성 단위 (a1) 은 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다.The structural unit (a1) contained in the component (A) may be one or two or more.

(A) 성분 중 구성 단위 (a1) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 10 ∼ 95 몰% 가 바람직하고, 20 ∼ 90 몰% 가 보다 바람직하고, 30 ∼ 90 몰% 가 더욱 바람직하며, 50 ∼ 85 몰% 가 가장 바람직하다.The proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 20 to 90 mol%, and more preferably 30 to 90 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). Is more preferable, and 50-85 mol% is most preferable.

구성 단위 (a1) 의 비율을 하한치 이상으로 함으로써, 상층이 되는 블록 코폴리머를 함유하는 층을 양호하게 상 분리시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 함으로써, 구성 단위 (a2) 와의 균형을 잡기 쉬워진다.By making the ratio of the structural unit (a1) more than the lower limit, the layer containing the block copolymer serving as the upper layer can be phase-separated favorably. Moreover, it becomes easy to balance with the structural unit (a2) by setting it as below an upper limit.

[하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위][Structural unit having a hydroxyalkyl group]

본 발명에 있어서, 수지 성분 (A) 는, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a15)」라고 하는 경우가 있다) 를 함유한다. 본 발명에 있어서, 구성 단위 (a15) 로는 하이드록시알킬기를 갖고 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 수산기 함유 알킬기를 갖는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a150)」으로 기재하는 경우가 있다) 가 바람직하게 사용된다. 단, 구성 단위 (a15) 에 해당하는 구성 단위 중, 방향족기를 갖는 구성 단위에 해당하는 것은 구성 단위 (a1) 에 해당하고, 구성 단위 (a15) 에 해당하지 않는 것으로 한다. 구성 단위 (a150) 으로는, 하기 일반식 (a150-1) 로 나타내는 구성 단위가 바람직하다.In the present invention, the resin component (A) contains a structural unit having a hydroxyalkyl group (hereinafter, it may be referred to as "structural unit (a15)"). In the present invention, the structural unit (a15) is not particularly limited as long as it has a hydroxyalkyl group, but for example, a structural unit derived from an acrylic acid ester having a hydroxyl group-containing alkyl group (hereinafter, described as ``constituent unit (a150)'' May be) is preferably used. However, among the structural units corresponding to the structural unit (a15), those corresponding to the structural unit having an aromatic group correspond to the structural unit (a1), and do not correspond to the structural unit (a15). As the structural unit (a150), a structural unit represented by the following general formula (a150-1) is preferable.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112014014708267-pat00002
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[식 중, R 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화 알킬기이고, Y1 은 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다.][In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Y 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.]

식 (a150-1) 중, R 은 상기와 동일하다. Y1 은 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이고, 무치환 알킬기인 것이 바람직하다. 무치환 알킬기로는, 직사슬형, 분기사슬형, 고리형 중 어느 것이어도 되지만, 직사슬형 알킬기인 것이 바람직하다.In formula (a150-1), R is the same as above. Y1 is a C1-C5 alkyl group, and it is preferable that it is an unsubstituted alkyl group. As the unsubstituted alkyl group, any of linear, branched and cyclic may be sufficient, but it is preferably a linear alkyl group.

구체적으로는, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기, n-부틸렌기를 들 수 있고, 메틸렌기 또는 에틸렌기인 것이 바람직하다.Specifically, a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, and an n-butylene group are exemplified, and a methylene group or an ethylene group is preferable.

(A) 성분이 함유하는 구성 단위 (a15) 는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다.The structural unit (a15) contained in the component (A) may be one or two or more.

(A) 성분 중, 구성 단위 (a15) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 15 몰% 이하인 것이 바람직하고, 8 몰% 이하가 보다 바람직하고, 6 몰% 이하가 더욱 바람직하며, 5 몰% 가 가장 바람직하다.In the component (A), the proportion of the structural unit (a15) is preferably 15 mol% or less, more preferably 8 mol% or less, and further 6 mol% or less with respect to all the structural units constituting the component (A). It is preferred, and 5 mol% is most preferred.

구성 단위 (a15) 의 비율을 상한치 이하로 함으로써, 구성 단위 (a1) 및 후술하는 구성 단위 (a2) 와의 균형을 잡기 쉬워지는 것으로 생각된다. 또, 구성 단위 (a15) 의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 하지제의 표면 상태가 보다 안정되는 것으로 추찰된다.It is considered that by making the ratio of the structural unit (a15) equal to or less than the upper limit, it becomes easy to balance the structural unit (a1) and the structural unit (a2) described later. In addition, by setting the content of the structural unit (a15) in the above range, it is speculated that the surface state of the brush is more stable.

[방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위][Structural unit not having an aromatic group and a hydroxyalkyl group]

본 발명에 있어서, (A) 성분은, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a2)」라고 하는 경우가 있다) 를 함유한다.In the present invention, the component (A) contains a structural unit that does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group (hereinafter, sometimes referred to as "structural unit (a2)").

[구성 단위 (a2)] [Constituent unit (a2)]

구성 단위 (a2) 는, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위이다. (A) 성분은, 구성 단위 (a1), 구성 단위 (a15) 및 구성 단위 (a2) 를 함께 함유하고 있음으로써, 블록 코폴리머의 각종 구성 단위에 대하여 친화성을 갖는 것으로 할 수 있다.The structural unit (a2) is a structural unit which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group. The component (A) can have affinity for various structural units of a block copolymer by containing the structural unit (a1), the structural unit (a15), and the structural unit (a2) together.

구성 단위 (a2) 로는, 구성 단위 (a1) 및 구성 단위 (a15) 에 있어서 설명한 방향족기 및 하이드록시알킬기를 그 구조 중에 갖지 않는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, The structural unit (a2) is not particularly limited as long as it does not have the aromatic group and hydroxyalkyl group described in the structural unit (a1) and structural unit (a15) in its structure, but, for example,

·α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산 또는 그 에스테르로부터 유도되는 구성 단위로서, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 것 ; -A structural unit derived from acrylic acid or an ester thereof in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, which does not have an aromatic group or a hydroxyalkyl group;

·α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴아미드 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위로서, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 것 ; -A structural unit derived from acrylamide or a derivative thereof in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group;

·시클로올레핀 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위로서, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 것 ; -A structural unit derived from a cycloolefin or a derivative thereof, which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group;

·비닐술폰산에스테르로부터 유도되는 구성 단위로서, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 것 ; 등을 들 수 있다.-A structural unit derived from a vinyl sulfonic acid ester, which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group; And the like.

이들 중에서도, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산 또는 그 에스테르로부터 유도되는 구성 단위, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴아미드 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위가 바람직하다.Among these, constituent units derived from acrylic acid or esters thereof in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and derived from acrylamide or a derivative thereof, in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The constitutional unit to be used is preferable.

「아크릴아미드 또는 그 유도체」로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴아미드 (이하, (α 치환) 아크릴아미드라고 하는 경우가 있다), (α 치환) 아크릴아미드의 아미노기 말단의 수소 원자의 일방 또는 양방이 치환기로 치환된 화합물 등을 들 수 있다.As ``acrylamide or a derivative thereof'', acrylamide in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent (hereinafter, it may be referred to as (α substitution) acrylamide), (α substitution) amino group of acrylamide And compounds in which one or both of the terminal hydrogen atoms are substituted with a substituent.

아크릴아미드 또는 그 유도체의 α 위치의 탄소 원자에 결합해도 되는 치환기로는, 상기 α 치환 스티렌의 α 위치의 탄소 원자에 결합하는 치환기로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the substituents that may be bonded to the carbon atom at the α-position of acrylamide or its derivatives include those exemplified as the substituents bonded to the carbon atom at the α-position of the α-substituted styrene.

(α 치환) 아크릴아미드의 아미노기 말단의 수소 원자의 일방 또는 양방을 치환하는 치환기로는, 유기기가 바람직하다. 그 유기기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상기 (α 치환) 아크릴산에스테르가 갖는 유기기와 동일한 것을 들 수 있다.(α Substitution) An organic group is preferable as a substituent for substituting one or both hydrogen atoms at the terminal of the amino group of acrylamide. Although it does not specifically limit as this organic group, For example, the thing similar to the organic group which the said (α-substituted) acrylic acid ester has is mentioned.

(α 치환) 아크릴아미드의 아미노기 말단의 수소 원자의 일방 또는 양방이 치환기로 치환된 화합물로는, 예를 들어 상기 (α 치환) 아크릴산에스테르 중의 α 위치의 탄소 원자에 결합된 -C(=O)-O- 를, -C(=O)-N(Rb)- [식 중, Rb 는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다] 로 치환한 화합물을 들 수 있다.(α substitution) As a compound in which one or both of the hydrogen atoms at the end of the amino group of acrylamide are substituted with a substituent, for example, -C (=O) bonded to the carbon atom at the α position in the (α substitution) acrylic acid ester -O-, -C(=O)-N(R b )- [in the formula, R b Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms].

식 중, Rb 에 있어서의 알킬기는 직사슬형 또는 분기사슬형인 것이 바람직하다.In the formula, R b It is preferable that the alkyl group in is linear or branched.

구성 단위 (a2) 로는, 하기 식 (a2-1) 또는 (a2-2) 로 나타내는 구성 단위가 특히 바람직하다.As the structural unit (a2), a structural unit represented by the following formula (a2-1) or (a2-2) is particularly preferable.

[화학식 3] [Formula 3]

Figure 112014014708267-pat00003
Figure 112014014708267-pat00003

[식 중, R 은 상기와 동일하고, Xa, Xb 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 유기기이다. Rb 는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다.][In the formula, R is the same as above, and X a , X b Are each independently a hydrogen atom or an organic group which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group. R b Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.]

식 중, Xa, Xb 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 유기기이다. 유기기로는 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않고, 탄소 원자를 함유하는 기이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 탄소 원자 이외의 원자 (예를 들어 수소 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 할로겐 원자 (불소 원자, 염소 원자 등), 규소 원자 등) 를 가지고 있어도 된다. Xa, Xb 의 유기기로서 구체적으로는, Xc, Xd 의 유기기로서 설명한 기 중, 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 기를 들 수 있다.In the formula, X a , X b Each independently represents a hydrogen atom or an organic group. The organic group does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group, and is not particularly limited as long as it is a group containing a carbon atom, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, halogen atom ( A fluorine atom, a chlorine atom, etc.), a silicon atom, etc.) may be included. As the organic group of X a and X b , specifically, among the groups described as the organic group of X c and X d , a group which does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group can be mentioned.

식 중, Rb 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기로는 상기 R 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기와 동일하다.In the formula, the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R b is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R described above.

(A) 성분이 함유하는 구성 단위 (a2) 는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다.The structural unit (a2) contained in the component (A) may be one type or two or more types.

(A) 성분 중 구성 단위 (a2) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 5 ∼ 90 몰% 가 바람직하고, 10 ∼ 80 몰% 가 보다 바람직하고, 10 ∼ 70 몰% 가 더욱 바람직하며, 14 ∼ 50 몰% 가 가장 바람직하다.The proportion of the structural unit (a2) in the component (A) is preferably 5 to 90 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, and more preferably 10 to 70 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). Is more preferable, and 14-50 mol% is most preferable.

구성 단위 (a2) 의 비율을 하한치 이상으로 함으로써, 상층이 되는 블록 코폴리머를 함유하는 층을 양호하게 상 분리시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 함으로써, 구성 단위 (a1) 및 구성 단위 (a15) 와의 균형을 잡기 쉬워진다.By making the ratio of the structural unit (a2) more than the lower limit, the layer containing the block copolymer serving as the upper layer can be phase-separated favorably. Moreover, by setting it as the upper limit or less, it becomes easy to balance|balance with the structural unit (a1) and the structural unit (a15).

(A) 성분의 질량 평균 분자량 (Mw) (겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 에 의한 폴리스티렌 환산 기준) 은 특별히 한정되는 것은 아니고, 1000 ∼ 200000 이 바람직하고, 1500 ∼ 200000 이 보다 바람직하고, 2000 ∼ 150000 이 가장 바람직하다. 이 범위의 상한치 이하이면, 후술하는 유기 용제에 충분히 용해되기 때문에 기판에 대한 도포성이 우수하고, 이 범위의 하한치 이상이면, 폴리머의 제조 안정성이 우수하고, 또한 기판에 대한 도포성이 우수한 조성물이 된다.The mass average molecular weight (Mw) (based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC)) of the component (A) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 200000, more preferably 1500 to 200000, and 2000 to 150000 is most preferred. If it is less than or equal to the upper limit of this range, it is sufficiently dissolved in the organic solvent described later, so that the coating property to the substrate is excellent, and if it is more than the lower limit of this range, the composition is excellent in the production stability of the polymer and also excellent in coating property to the substrate. do.

분산도 (Mw/Mn) 는 특별히 한정되지 않고, 1.0 ∼ 5.0 이 바람직하고, 1.0 ∼ 3.0 이 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 2.5 가 가장 바람직하다. 또, Mn 은 수평균 분자량을 나타낸다.The degree of dispersion (Mw/Mn) is not particularly limited, and 1.0 to 5.0 are preferable, 1.0 to 3.0 are more preferable, and 1.0 to 2.5 are most preferable. Moreover, Mn represents a number average molecular weight.

(A) 성분은 각 구성 단위를 유도하는 모노머를, 예를 들어 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 과 같은 라디칼 중합 개시제를 사용한 공지된 라디칼 중합 등에 의해 중합시킴으로써 얻을 수 있다.The component (A) can be obtained by polymerizing a monomer that induces each structural unit by a known radical polymerization or the like using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN).

또한, (A) 성분에는, 상기 중합시에, 예를 들어 HS-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-OH 와 같은 연쇄 이동제를 병용하여 사용함으로써, 말단에 -C(CF3)2-OH 기를 도입해도 된다.Further, in the component (A), at the time of the polymerization, for example, by using a chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C(CF 3 ) 2 -OH in combination, -C ( You may introduce a CF 3 ) 2 -OH group.

각 구성 단위를 유도하는 모노머는 시판되는 것을 사용해도 되고, 공지된 방법을 이용하여 합성해도 된다.As the monomer for inducing each structural unit, a commercially available monomer may be used, or may be synthesized using a known method.

본 발명의 하지제에 있어서, (A) 성분은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.In the brush composition of the present invention, the component (A) may be used alone or in combination of two or more.

(A) 성분을 2 종 이상 병용하는 경우에는, (A) 성분 중의 구성 단위 (a1) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 60 ∼ 95 몰% 인 것이 바람직하고, 70 ∼ 92 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.When two or more types of component (A) are used in combination, the proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably 60 to 95 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A), and 70 It is more preferable that it is -92 mol%.

(A) 성분을 2 종 이상 병용하는 경우에는, (A) 성분 중의 구성 단위 (a2) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 30 몰% 이하인 것이 바람직하고, 25 몰% 이하인 것이 더욱 바람직하다.When two or more types of (A) component are used in combination, the proportion of the structural unit (a2) in the component (A) is preferably 30 mol% or less, and 25 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). It is more preferable that it is the following.

(A) 성분을 2 종 이상 병용하는 경우에는, (A) 성분 중의 구성 단위 (a15) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여 10 몰% 이하인 것이 바람직하고, 9 몰% 이하인 것이 더욱 바람직하다.When two or more types of component (A) are used in combination, the proportion of the structural unit (a15) in the component (A) is preferably 10 mol% or less, and 9 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). It is more preferable that it is the following.

본 발명의 하지제 중, (A) 성분의 함유량은, 하지제로 이루어지는 층의 원하는 막두께 등에 따라서 적절히 조정하면 된다.In the brush composition of the present invention, the content of the component (A) may be appropriately adjusted according to the desired film thickness of the layer made of the brush.

본 발명의 하지제는 상기한 구성 단위 (a1), 구성 단위 (a15) 및 구성 단위 (a2) 를 함유하고 있음으로써, 기판 상에 형성된 복수 종류의 블록이 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용되는 하지제로서 사용한 경우에, 하지제의 표면 상태를 보다 안정적으로 제어하는 것이 가능해져, 온도 마진이 넓은 하지제로 할 수 있는 것으로 생각된다.The brush composition of the present invention contains the above-described structural unit (a1), structural unit (a15), and structural unit (a2), thereby forming a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of blocks formed on a substrate are bonded. When used as a brushing agent used for phase separation, it is possible to more stably control the surface state of the brushing agent, and it is considered that a brushing agent having a wide temperature margin can be used.

<임의 성분><optional ingredient>

[산 발생제 성분 ; (B) 성분] [Acid generator component; (B) component]

본 발명의 하지제는 추가로 산 발생제 성분 (B) (이하, 「(B) 성분」이라고 하는 경우가 있다) 를 함유하고 있어도 된다. (B) 성분은, 가열이나 노광을 실시함으로써 산을 발생하는 것이다. (B) 성분은 그것 자체가 산성을 가지고 있을 필요는 없고, 열 또는 광 등에 의해 분해되어 산으로서 기능하는 것이면 된다.The brush composition of the present invention may further contain an acid generator component (B) (hereinafter, sometimes referred to as "component (B)"). The component (B) generates an acid by heating or exposing. The component (B) itself does not need to have acidity, but may be decomposed by heat or light to function as an acid.

(B) 성분은 특별히 한정되지 않고, 지금까지 화학 증폭형 레지스트용의 산 발생제로서 제안되어 있는 것을 사용할 수 있다.The component (B) is not particularly limited, and what has been proposed as an acid generator for chemically amplified resists so far can be used.

이러한 산 발생제로는, 가열에 의해 산을 발생하는 열 산 발생제, 노광에 의해 산을 발생하는 광 산 발생제 등을 들 수 있고, 지금까지, 요오드늄염이나 술포늄염 등의 오늄염계 산 발생제, 옥심술포네이트계 산 발생제, 비스알킬 또는 비스아릴술포닐디아조메탄류, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류 등의 디아조메탄계 산 발생제, 니트로벤질술포네이트계 산 발생제, 이미노술포네이트계 산 발생제, 디술폰계 산 발생제 등 다종한 것이 알려져 있다.Examples of such acid generators include thermal acid generators that generate acid by heating, photoacid generators that generate acid by exposure, and the like. Until now, onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts , Oxime sulfonate acid generator, diazomethane acid generator such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethane, poly(bissulfonyl)diazomethane, nitrobenzylsulfonate acid generator , Iminosulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators and the like are known.

이들 산 발생제 성분은 일반적으로 광 산 발생제 (PAG) 로서 알려져 있지만, 열 산 발생제 (TAG) 로서도 기능한다. 따라서, 본 발명에 있어서 사용 가능한 산 발생제 성분으로는, 종래 화학 증폭형 레지스트 조성물용의 산 발생제로서 공지된 것 중에서 임의의 것을 이용할 수 있다.These acid generator components are generally known as photoacid generators (PAG), but also function as thermal acid generators (TAG). Therefore, as the acid generator component that can be used in the present invention, any of those conventionally known as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.

또, 「가열에 의해 산을 발생하는 열 산 발생제」란, 구체적으로는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 50 ∼ 150 ℃ 의 가열에 의해 산을 발생하는 성분을 의미한다. 200 ℃ 이하로 함으로써, 산의 발생의 제어가 용이해진다. 보다 바람직하게는 50 ℃ 이상으로 함으로써, 하지제 중에서의 안정성이 양호해진다.In addition, the "thermal acid generator that generates an acid by heating" specifically refers to a component that generates an acid by heating at 200°C or less, more preferably 50 to 150°C. By setting it as 200 degrees C or less, control of the generation|occurrence|production of an acid becomes easy. More preferably, by setting it as 50 degreeC or more, stability in a brush agent becomes favorable.

(B) 성분의 오늄염계 산 발생제로는 아니온부에, 술폰산 아니온, 카르복실산 아니온, 술포닐이미드 아니온, 비스(알킬술포닐)이미드 아니온, 및 트리스(알킬술포닐)메티드 아니온, 불소화 안티몬산 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 아니온기를 갖는 것이 바람직하다.As the onium salt-based acid generator of component (B), in the anion moiety, sulfonic acid anion, carboxylic acid anion, sulfonylimide anion, bis(alkylsulfonyl)imide anion, and tris(alkylsulfonyl) It is preferable to have at least one anion group selected from the group consisting of methide anion and fluorinated antimony acid ion.

또한, 카티온부에는, 하기 일반식 (b-c1) 또는 일반식 (b-c2) 로 나타내는 것을 들 수 있다.Moreover, what is represented by the following general formula (b-c1) or a general formula (b-c2) is mentioned as a cation part.

[화학식 4] [Formula 4]

Figure 112014014708267-pat00004
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[식 중, R1 " ∼ R3 ", R5 " ∼ R6 " 는 각각 독립적으로 치환기를 가지고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다. 식 (b-c1) 에 있어서의 R1 " ∼ R3 " 중, 어느 2 개가 서로 결합하여 식 중의 황 원자와 함께 고리를 형성해도 된다.][In the formula, R 1 to R 3 and R 5 to R 6 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or an alkenyl group which may have a substituent. Any two of R 1 " to R 3 " in the formula (b-c1) may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.]

식 (b-c1) 중 R1 " ∼ R3 " 는 각각 독립적으로 치환기를 가지고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다. R1 " ∼ R3 " 중, 어느 2 개가 서로 결합하여 식 중의 황 원자와 함께 고리를 형성해도 된다.In formula (b-c1), R 1 to R 3 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or an alkenyl group which may have a substituent. Any two of R 1 " to R 3 " may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.

R1 " ∼ R3" 의 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 20 의 무치환 아릴기 ; 그 무치환 아릴기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 수산기, 옥소기 (=O), 아릴기, 알콕시알킬옥시기, 알콕시카르보닐알킬옥시기, -C(=O)-O-R6', -O-C(=O)-R7', -O-R8' 등으로 치환된 치환 아릴기 등을 들 수 있다. R6', R7', R8' 는 각각 탄소수 1 ∼ 25 의 직사슬형, 분기사슬형 또는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형 포화 탄화수소기, 또는, 탄소수 2 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형 지방족 불포화 탄화수소기이다.Examples of the aryl group for R 1 " to R 3" include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Some or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted aryl group are an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, an oxo group (=O), an aryl group, an alkoxyalkyloxy group, an alkoxycarbonylalkyloxy group, -C(=O) )-OR 6' , -OC(=O)-R 7' , -OR 8' And a substituted aryl group substituted with the like. R 6' , R 7'and R 8'are each a C 1 to C 25 linear, branched, or C 3 to C 20 cyclic saturated hydrocarbon group, or a C 2 to C 5 linear or branched chain It is an aliphatic unsaturated hydrocarbon group.

R1 " ∼ R3 " 에 있어서 무치환 아릴기로는, 저렴하게 합성할 수 있다는 점에서 탄소수 6 ∼ 10 의 아릴기가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 페닐기, 나프틸기를 들 수 있다.As the unsubstituted aryl group for R 1 to R 3 , an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable because it can be synthesized inexpensively. Specifically, a phenyl group and a naphthyl group are mentioned, for example.

R1 " ∼ R3" 의 치환 아릴기에 있어서의 치환기로서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기인 것이 가장 바람직하다.As the alkyl group as a substituent in the substituted aryl group for R 1 " to R 3" , an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group are most preferable.

치환 아릴기에 있어서의 치환기로서의 알콕시기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기인 것이 가장 바람직하다.The alkoxy group as the substituent in the substituted aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, tert-butoxy group. Most preferred.

치환 아릴기에 있어서의 치환기로서의 할로겐 원자로는 불소 원자가 바람직하다.The halogen atom as the substituent in the substituted aryl group is preferably a fluorine atom.

치환 아릴기에 있어서의 치환기로서의 아릴기로는, 상기 R1 " ∼ R3" 의 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the aryl group as the substituent in the substituted aryl group include those similar to the aryl groups of the above R 1 " to R 3 " .

치환 아릴기에 있어서의 알콕시알킬옥시기로는, 예를 들어, As the alkoxyalkyloxy group in the substituted aryl group, for example,

일반식 : -O-C(R47)(R48)-O-R49 General formula: -OC(R 47 )(R 48 )-OR 49

[식 중, R47, R48 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 직사슬형 혹은 분기사슬형의 알킬기이고, R49 는 알킬기이다] 로 나타내는 기를 들 수 있다.[In the formula, R 47 , R 48 Are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, R 49 Is an alkyl group].

R47, R48 에 있어서, 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 1 ∼ 5 이고, 직사슬형, 분기사슬형 중 어느 것이어도 되며, 에틸기, 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 가장 바람직하다.R 47 , R 48 WHEREIN: The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 5, and may be either a linear or branched chain, an ethyl group or a methyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.

R47, R48 은 적어도 일방이 수소 원자인 것이 바람직하다. 특히, 일방이 수소 원자이고, 타방이 수소 원자 또는 메틸기인 것이 보다 바람직하다.R 47 , R 48 It is preferable that at least one of silver is a hydrogen atom. In particular, it is more preferable that one is a hydrogen atom and the other is a hydrogen atom or a methyl group.

R49 의 알킬기로는 바람직하게는 탄소수가 1 ∼ 15 이고, 직사슬형, 분기사슬형, 고리형 중 어느 것이어도 된다.The alkyl group for R 49 preferably has 1 to 15 carbon atoms and may be linear, branched or cyclic.

R49 에 있어서의 직사슬형, 분기사슬형의 알킬기로는 탄소수가 1 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.R 49 The linear or branched alkyl group in is preferably having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.

R49 에 있어서의 고리형의 알킬기로는 탄소수 4 ∼ 15 인 것이 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하며, 탄소수 5 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 구체적으로는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 불소 원자 또는 불소화 알킬기로 치환되어 있어도 되고, 되어 있지 않아도 되는 모노시클로알칸, 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. 모노시클로알칸으로는, 시클로펜탄, 시클로헥산 등을 들 수 있다. 폴리시클로알칸으로는, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등을 들 수 있다. 그 중에서도 아다만탄으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하다.R 49 The cyclic alkyl group in is preferably 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, at least one hydrogen from polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, which may or may not be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And a group from which an atom has been removed. Cyclopentane, cyclohexane, etc. are mentioned as a monocycloalkane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like. Among them, a group in which at least one hydrogen atom has been removed from adamantane is preferable.

치환 아릴기에 있어서의 알콕시카르보닐알킬옥시기로는, 예를 들어, As the alkoxycarbonylalkyloxy group in the substituted aryl group, for example,

일반식 : -O-R50-C(=O)-O-R56 General formula: -OR 50 -C(=O)-OR 56

[식 중, R50 은 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬렌기이고, R56 은 제 3 급 알킬기이다] 으로 나타내는 기를 들 수 있다.[In the formula, R 50 is a linear or branched alkylene group, and R 56 Is a tertiary alkyl group].

R50 에 있어서의 직사슬형, 분기사슬형의 알킬렌기로는 탄소수가 1 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 1,1-디메틸에틸렌기 등을 들 수 있다.R 50 The linear or branched alkylene group in is preferably 1 to 5 carbon atoms, for example, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, 1,1-dimethylethylene group And the like.

R56 에 있어서의 제 3 급 알킬기로는, 2-메틸-2-아다만틸기, 2-에틸-2-아다만틸기, 1-메틸-1-시클로펜틸기, 1-에틸-1-시클로펜틸기, 1-메틸-1-시클로헥실기, 1-에틸-1-시클로헥실기, 1-(1-아다만틸)-1-메틸에틸기, 1-(1-아다만틸)-1-메틸프로필기, 1-(1-아다만틸)-1-메틸부틸기, 1-(1-아다만틸)-1-메틸펜틸기 ; 1-(1-시클로펜틸)-1-메틸에틸기, 1-(1-시클로펜틸)-1-메틸프로필기, 1-(1-시클로펜틸)-1-메틸부틸기, 1-(1-시클로펜틸)-1-메틸펜틸기 ; 1-(1-시클로헥실)-1-메틸에틸기, 1-(1-시클로헥실)-1-메틸프로필기, 1-(1-시클로헥실)-1-메틸부틸기, 1-(1-시클로헥실)-1-메틸펜틸기, tert-부틸기, tert-펜틸기, tert-헥실기 등을 들 수 있다.R 56 As the tertiary alkyl group in, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl-1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1-(1-adamantyl)-1-methylethyl group, 1-(1-adamantyl)-1-methylpropyl group , 1-(1-adamantyl)-1-methylbutyl group, 1-(1-adamantyl)-1-methylpentyl group; 1-(1-cyclopentyl)-1-methylethyl group, 1-(1-cyclopentyl)-1-methylpropyl group, 1-(1-cyclopentyl)-1-methylbutyl group, 1-(1-cyclo Pentyl)-1-methylpentyl group; 1-(1-cyclohexyl)-1-methylethyl group, 1-(1-cyclohexyl)-1-methylpropyl group, 1-(1-cyclohexyl)-1-methylbutyl group, 1-(1-cyclo Hexyl)-1-methylpentyl group, tert-butyl group, tert-pentyl group, tert-hexyl group, etc. are mentioned.

또, 상기 일반식 : -O-R50-C(=O)-O-R56 에 있어서의 R56 을 R56' 로 치환한 기도 들 수 있다. R56' 는 수소 원자, 알킬기, 불소화 알킬기, 또는 헤테로 원자를 함유하고 있어도 되는 지방족 고리형기이다.Further, the general formula: -OR 50 -C(=O)-OR 56 The group in which R 56 is substituted with R 56' is also mentioned. R 56' is a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, or an aliphatic cyclic group which may contain a hetero atom.

R56' 에 있어서의 알킬기는 상기 R49 의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다. R56' 에 있어서의 불소화 알킬기는 상기 R49 의 알킬기 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환된 기를 들 수 있다.The alkyl group for R 56' is the same as the alkyl group for R 49 . The fluorinated alkyl group for R 56' includes a group in which some or all of the hydrogen atoms in the alkyl group for R 49 are substituted with fluorine atoms.

R56' 에 있어서의, 헤테로 원자를 함유하고 있어도 되는 지방족 고리형기로는, 헤테로 원자를 함유하지 않은 지방족 고리형기, 고리 구조 중에 헤테로 원자를 함유하는 지방족 고리형기, 지방족 고리형기 중의 수소 원자가 헤테로 원자로 치환된 것 등을 들 수 있다.As the aliphatic cyclic group which may contain a hetero atom for R 56' , an aliphatic cyclic group not containing a hetero atom, an aliphatic cyclic group containing a hetero atom in the ring structure, or a hydrogen atom in the aliphatic cyclic group is a hetero atom. And substituted ones.

R56' 에 관해서, 헤테로 원자를 함유하지 않은 지방족 고리형기로는, 모노시클로알칸, 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. 모노시클로알칸으로는, 시클로펜탄, 시클로헥산 등을 들 수 있다. 폴리시클로알칸으로는, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등을 들 수 있다. 그 중에서도 아다만탄으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하다.Regarding R 56' , examples of the aliphatic cyclic group that does not contain a hetero atom include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. I can. Cyclopentane, cyclohexane, etc. are mentioned as a monocycloalkane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like. Among them, a group in which at least one hydrogen atom has been removed from adamantane is preferable.

R56' 에 관해서, 고리 구조 중에 헤테로 원자를 함유하는 지방족 고리형기로서 구체적으로는, 예를 들어 하기 식 (L1) ∼ (L6), (S1) ∼ (S4) 등을 들 수 있다.Regarding R 56' , specific examples of the aliphatic cyclic group containing a hetero atom in the ring structure include the following formulas (L1) to (L6), (S1) to (S4) and the like.

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112014014708267-pat00005
Figure 112014014708267-pat00005

[식 중, Q" 는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기, -O-, -S-, -O-R94- 또는 -S-R95- 이고, R94 및 R95 는 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기이고, m 은 0 또는 1 의 정수이다][In the formula, Q" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, -O-, -S-, -OR 94 -or -SR 95 -, and R 94 and R 95 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms And m is an integer of 0 or 1]

식 중, Q", R94 및 R95 에 있어서의 알킬렌기로는, 탄소수가 1 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 1,1-디메틸에틸렌기 등을 들 수 있다.In the formula, the alkylene group for Q", R 94 and R 95 preferably has 1 to 5 carbon atoms. For example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, 1,1 -Dimethylethylene group, etc. are mentioned.

이들 지방족 고리형기는 그 고리 구조를 구성하는 탄소 원자에 결합한 수소 원자의 일부가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화 알킬기, 수산기, 산소 원자 (=O) 등을 들 수 있다.In these aliphatic cyclic groups, a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (=O).

상기 알킬기로는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기인 것이 특히 바람직하다.The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or tert-butyl group.

상기 치환기로서의 알콕시기로는 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기가 바람직하며, 메톡시기, 에톡시기가 가장 바람직하다.The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group, and a methoxy group, The ethoxy group is most preferred.

상기 치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

R56' 에 관해서, 지방족 고리형기 중의 수소 원자가 헤테로 원자로 치환된 것으로서 구체적으로는, 지방족 고리형기 중의 수소 원자가 산소 원자 (=O) 로 치환된 것 등을 들 수 있다.Regarding R 56' , the hydrogen atom in the aliphatic cyclic group is substituted with a hetero atom, and specifically, a hydrogen atom in the aliphatic cyclic group is substituted with an oxygen atom (=O), and the like.

-C(=O)-O-R6', -O-C(=O)-R7', -O-R8' 에 있어서의 R6', R7', R8' 는 각각 탄소수 1 ∼ 25 의 직사슬형, 분기사슬형 또는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형 포화 탄화수소기, 또는 탄소수 2 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형 지방족 불포화 탄화수소기이다. -C (= O) -OR 6 ' , -OC (= O) -R 7', -OR 8, R 7 ', R 8' are each shaped straight-chain having a carbon number of 1 ~ 25 'R 6 in the " , A branched chain or a C 3 to C 20 cyclic saturated hydrocarbon group, or a C 2 to C 5 linear or branched aliphatic unsaturated hydrocarbon group.

직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기는 탄소수 1 ∼ 25 이고, 탄소수 1 ∼ 15 인 것이 바람직하며, 4 ∼ 10 인 것이 보다 바람직하다.The linear or branched saturated hydrocarbon group has 1 to 25 carbon atoms, preferably 1 to 15 carbon atoms, and more preferably 4 to 10 carbon atoms.

직사슬형 포화 탄화수소기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있다.As a linear saturated hydrocarbon group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, etc. are mentioned, for example.

분기사슬형 포화 탄화수소기로는 제 3 급 알킬기를 제외하고, 예를 들어, 1-메틸에틸기, 1-메틸프로필기, 2-메틸프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, 3-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 4-메틸펜틸기 등을 들 수 있다.Excluding the tertiary alkyl group as a branched chain saturated hydrocarbon group, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3- A methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, etc. are mentioned.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는, 예를 들어, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화 알킬기, 수산기, 산소 원자 (=O), 시아노기, 카르복실기 등을 들 수 있다.The linear or branched saturated hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (=O), a cyano group, and a carboxyl group.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기의 치환기로서의 알콕시기로는 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기가 바람직하며, 메톡시기, 에톡시기가 가장 바람직하다.The alkoxy group as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, A tert-butoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기의 치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.Examples of the halogen atom as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기의 치환기로서의 할로겐화 알킬기로는, 상기 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 상기 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다.Examples of the halogenated alkyl group as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group include a group in which some or all of the hydrogen atoms of the linear or branched saturated hydrocarbon group are substituted with the halogen atoms.

R6', R7', R8' 에 있어서의 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형 포화 탄화수소기로는, 다고리형기, 단고리형기 중 어느 것이어도 되고, 예를 들어, 모노시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기 ; 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄 등의 모노시클로알칸이나, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다.As the C3-C20 cyclic saturated hydrocarbon group for R 6' , R 7'and R 8' , either a polycyclic group or a monocyclic group may be used. For example, one hydrogen atom from a monocycloalkane Group to remove; And a group in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as a bicycloalkane, a tricycloalkane, and a tetracycloalkane. More specifically, from monocycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane, and polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. And groups from which two hydrogen atoms have been removed.

그 고리형 포화 탄화수소기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 예를 들어 당해 고리형 알킬기가 갖는 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 되고, 당해 고리형 알킬기가 갖는 고리에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다.The cyclic saturated hydrocarbon group may have a substituent. For example, some of the carbon atoms constituting the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a hetero atom, or the hydrogen atom bonded to the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a substituent.

전자의 예로는, 상기 모노시클로알칸 또는 폴리시클로알칸의 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자로 치환된 복소 시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다. 또한, 상기 고리의 구조 중에 에스테르 결합 (-C(=O)-O-) 을 가지고 있어도 된다. 구체적으로는, γ-부티로락톤으로부터 수소 원자 1 개를 제거한 기 등의 락톤 함유 단고리형기나, 락톤 고리를 갖는 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸으로부터 수소 원자 1 개를 제거한 기 등의 락톤 함유 다고리형기 등을 들 수 있다.Examples of the former include groups in which at least one hydrogen atom has been removed from a heterocycloalkane in which a part of the carbon atoms constituting the ring of the monocycloalkane or polycycloalkane is substituted with a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. I can. Moreover, you may have an ester bond (-C(=O)-O-) in the structure of the said ring. Specifically, lactone-containing monocyclic groups such as a group in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone, and groups in which one hydrogen atom has been removed from a lactone ring-containing bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane. And lactone-containing polycyclic groups.

후자의 예에 있어서의 치환기로는, 상기 서술한 직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기가 가져도 되는 치환기로서 예시한 것과 동일한 것, 저급 알킬기 등을 들 수 있다.As the substituent in the latter example, the same as those exemplified as the substituents which the above-described linear or branched alkyl group may have, a lower alkyl group, and the like can be mentioned.

또한, R6', R7', R8' 는 직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기와 고리형 알킬기와의 조합이어도 된다.In addition, R 6 ', R 7' , R 8 ' may be a combination of a linear or branched alkyl group and cyclic alkyl group.

직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기와 고리형 알킬기와의 조합으로는, 직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기에 치환기로서 고리형 알킬기가 결합된 기, 고리형 알킬기에 치환기로서 직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기가 결합된 기 등을 들 수 있다.As a combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group, a group in which a cyclic alkyl group is bonded as a substituent to a linear or branched alkyl group, a linear or branched chain as a substituent to a cyclic alkyl group The group to which an alkyl group is bonded, etc. are mentioned.

R6', R7', R8' 에 있어서의 직사슬형 지방족 불포화 탄화수소기로는, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기 (알릴기), 부티닐기 등을 들 수 있다. R 6 ', R 7', R 8 ' linear aliphatic unsaturated hydrocarbon group in, for example, there may be mentioned a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a butynyl group and the like.

R6', R7', R8' 에 있어서의 분기사슬형 지방족 불포화 탄화수소기로는, 예를 들어, 1-메틸프로페닐기, 2-메틸프로페닐기 등을 들 수 있다. R 6 ', R 7', R 8 ' branched aliphatic unsaturated hydrocarbon group in, for example, and 1-methyl propenyl group, 2-propenyl group.

그 직사슬형 또는 분기사슬형 지방족 불포화 탄화수소기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는, 상기 직사슬형 또는 분기사슬형 알킬기가 가지고 있어도 되는 치환기로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.The linear or branched aliphatic unsaturated hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include the same as those exemplified as the substituents which the linear or branched alkyl group may have.

R7', R8' 에 있어서는, 상기한 중에서도, 리소그래피 특성, 레지스트 패턴 형상이 양호하다는 점에서, 탄소수 1 ∼ 15 의 직사슬형 또는 분기사슬형 포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형 포화 탄화수소기가 바람직하다.R 7 ', R 8' in In, among the above, the lithographic properties, the resist in that the pattern shape is good, having from 1 to 15 carbon atoms in the linear or branched saturated hydrocarbon group, or cyclic having 3 to 20 carbon atoms Saturated hydrocarbon groups are preferred.

R1 " ∼ R3" 의 알킬기로는, 예를 들어, 탄소수 1 ∼ 10 의 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형 알킬기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 해상성이 우수하다는 점에서 탄소수 1 ∼ 5 인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, n-펜틸기, 시클로펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있고, 해상성이 우수하며, 또한 저렴하게 합성할 수 있는 점에서 바람직한 것으로서 메틸기를 들 수 있다.Examples of the alkyl group for R 1 " to R 3" include a C 1 to C 10 linear, branched or cyclic alkyl group. Among them, it is preferable to have 1 to 5 carbon atoms in terms of excellent resolution. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, nonyl group, decyl group, etc. A methyl group is mentioned as a preferable thing from the point that it can be used, is excellent in resolution, and can be synthesized inexpensively.

R1 " ∼ R3" 의 알킬기는, 그 수소 원자의 일부 또는 전부가 알콕시기, 할로겐 원자, 수산기, 옥소기 (=O), 아릴기, 알콕시알킬옥시기, 알콕시카르보닐알킬옥시기, -C(=O)-O-R6', -O-C(=O)-R7', -O-R8' 등에 의해 치환되어 있어도 된다. 알콕시기, 할로겐 원자, 아릴기, 알콕시알킬옥시기, 알콕시카르보닐알킬옥시기, -C(=O)-O-R6', -O-C(=O)-R7', -O-R8' 로는, R1 " ∼ R3" 의 아릴기의 치환기와 동일하다.In the alkyl group of R 1 " to R 3" , some or all of the hydrogen atoms are alkoxy groups, halogen atoms, hydroxyl groups, oxo groups (=O), aryl groups, alkoxyalkyloxy groups, alkoxycarbonylalkyloxy groups,- C (= O) -OR 6 or may ', -OC (= O) -R 7', is substituted by -OR 8 '. As an alkoxy group, a halogen atom, an aryl group, an alkoxyalkyloxy group, an alkoxycarbonylalkyloxy group, -C(=O)-OR 6' , -OC(=O)-R 7' , -OR 8' , R It is the same as the substituent of the aryl group of 1 " to R 3" .

R1 " ∼ R3" 의 알케닐기로는, 예를 들어, 탄소수 2 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 5 가 보다 바람직하며, 2 ∼ 4 가 더욱 바람직하다. 구체적으로는, 비닐기, 프로페닐기 (알릴기), 부티닐기, 1-메틸프로페닐기, 2-메틸프로페닐기 등을 들 수 있다.As the alkenyl group for R 1 " to R 3 " , for example, it is preferably 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, and still more preferably 2 to 4. Specifically, a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a butynyl group, a 1-methylpropenyl group, a 2-methylpropenyl group, etc. are mentioned.

R1 " ∼ R3 " 중 어느 2 개가 서로 결합하여 식 중의 황 원자와 함께 고리를 형성하는 경우, 황 원자를 포함하여 3 ∼ 10 원자 고리를 형성하고 있는 것이 바람직하고, 5 ∼ 7 원자 고리를 형성하고 있는 것이 특히 바람직하다.When any two of R 1 " to R 3 " are bonded to each other to form a ring with a sulfur atom in the formula, it is preferable to form a 3 to 10 membered ring including a sulfur atom, and a 5 to 7 membered ring It is particularly preferable to form.

상기 식 (b-c1) 로 나타내는 화합물에 있어서의 카티온부 중에서 바람직한 것으로, 구체적으로는 이하에 나타내는 것을 들 수 있다.Among the cation moieties in the compound represented by the above formula (b-c1), the ones specifically shown below are exemplified.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112014014708267-pat00006

Figure 112014014708267-pat00006

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112014014708267-pat00007
Figure 112014014708267-pat00007

Figure 112014014708267-pat00008
Figure 112014014708267-pat00008

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112014014708267-pat00009
Figure 112014014708267-pat00009

Figure 112014014708267-pat00010
Figure 112014014708267-pat00010

[식 중, g1, g2, g3 은 반복되는 수를 나타내며, g1 은 1 ∼ 5 의 정수이고, g2 는 0 ∼ 20 의 정수이고, g3 은 0 ∼ 20 의 정수이다][In the formula, g1, g2, g3 represents a repeating number, g1 is an integer from 1 to 5, g2 is an integer from 0 to 20, and g3 is an integer from 0 to 20]

[화학식 9] [Formula 9]

Figure 112014014708267-pat00011
Figure 112014014708267-pat00011

식 (ca-1-47) 중, Rd 는 치환기이다. 그 치환기로는, 상기 치환 아릴기에 관한 설명 중에서 예시한 치환기 (알킬기, 알콕시기, 알콕시알킬옥시기, 알콕시카르보닐알킬옥시기, 할로겐 원자, 수산기, 옥소기 (=O), 아릴기, -C(=O)-O-R6 ", -O-C(=O)-R7", -O-R8 ") 를 들 수 있다.In formula (ca-1-47), R d is a substituent. As the substituent, the substituent exemplified in the description of the substituted aryl group (alkyl group, alkoxy group, alkoxyalkyloxy group, alkoxycarbonylalkyloxy group, halogen atom, hydroxyl group, oxo group (=O), aryl group, -C (=O)-OR 6 " , -OC(=O)-R 7" , -OR 8 " ) can be mentioned.

상기 식 (b-c2) 중, R5 " ∼ R6 " 는 각각 독립적으로 치환기를 가지고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다.In the formula (b-c2), R 5 to R 6 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or an alkenyl group which may have a substituent.

R5 " ∼ R6" 의 아릴기로는, R1 " ∼ R3" 의 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the aryl group for R 5 to R 6 ″ include the same aryl groups for R 1 to R 3 ″ .

R5 " ∼ R6" 의 알킬기로는, R1 " ∼ R3" 의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the alkyl group for R 5 to R 6 ″ include the same alkyl groups for R 1 to R 3 ″ .

R5 " ∼ R6" 의 알케닐기로는, R1 " ∼ R3" 의 알케닐기와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the alkenyl group for R 5 to R 6 ″ include the same alkenyl groups for R 1 to R 3 ″ .

상기 식 (b-c2) 로 나타내는 화합물에 있어서의 카티온부의 구체예로는, 디페닐요오드늄, 비스(4-tert-부틸페닐)요오드늄 등을 들 수 있다.Specific examples of the cation moiety in the compound represented by the formula (b-c2) include diphenyliodonium, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium, and the like.

본 명세서에 있어서, 옥심술포네이트계 산 발생제란, 하기 일반식 (B-1) 로 나타내는 기를 적어도 1 개 갖는 화합물로서, 방사선의 조사 (노광) 에 의해 산을 발생하는 특성을 갖는 것이다. 이러한 옥심술포네이트계 산 발생제는, 통상 화학 증폭형 레지스트 조성물용으로서 다용되고 있는 것 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.In the present specification, the oxime sulfonate acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid by irradiation (exposure) of radiation. Such an oxime sulfonate-based acid generator can be arbitrarily selected and used from those commonly used for chemically amplified resist compositions.

[화학식 10] [Formula 10]

Figure 112014014708267-pat00012
Figure 112014014708267-pat00012

(식 (B-1) 중, R31, R32 는 각각 독립적으로 유기기를 나타낸다)(In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represent an organic group)

R31, R32 의 유기기는 탄소 원자를 함유하는 기로, 탄소 원자 이외의 원자 (예를 들어 수소 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 할로겐 원자 (불소 원자, 염소 원자 등) 등) 를 가지고 있어도 된다.The organic group of R 31 and R 32 is a group containing a carbon atom, and has an atom other than a carbon atom (e.g., a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, etc.)) You may have it.

R31 의 유기기로는, 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 알킬기 또는 아릴기가 바람직하다. 이들 알킬기, 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기로는 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 불소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 알킬기 등을 들 수 있다. 여기서, 「치환기를 갖는다」란, 알킬기 또는 아릴기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환되어 있는 것을 의미한다.As the organic group for R 31 , a linear, branched or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include a fluorine atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Here, "having a substituent" means that some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or the aryl group are substituted with a substituent.

알킬기로는 탄소수 1 ∼ 20 이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 8 이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 6 이 특히 바람직하며, 탄소수 1 ∼ 4 가 가장 바람직하다. 알킬기로는, 특히 부분적으로 또는 완전히 할로겐화된 알킬기 (이하, 할로겐화 알킬기라고 하는 경우가 있다) 가 바람직하다. 또한, 부분적으로 할로겐화된 알킬기란, 수소 원자의 일부가 할로겐 원자로 치환된 알킬기를 의미하고, 완전히 할로겐화된 알킬기란, 수소 원자의 전부가 할로겐 원자로 치환된 알킬기를 의미한다. 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있고, 특히 불소 원자가 바람직하다. 즉, 할로겐화 알킬기는 불소화 알킬기인 것이 바람직하다.As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is still more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. In addition, a partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and a completely halogenated alkyl group means an alkyl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

아릴기는 탄소수 4 ∼ 20 이 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 10 이 보다 바람직하며, 탄소수 6 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 아릴기로는, 특히 부분적으로 또는 완전히 할로겐화된 아릴기가 바람직하다. 또한, 부분적으로 할로겐화된 아릴기란, 수소 원자의 일부가 할로겐 원자로 치환된 아릴기를 의미하고, 완전히 할로겐화된 아릴기란, 수소 원자의 전부가 할로겐 원자로 치환된 아릴기를 의미한다.The aryl group has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferred. In addition, the partially halogenated aryl group means an aryl group in which some of the hydrogen atoms are replaced with halogen atoms, and the completely halogenated aryl group means an aryl group in which all of the hydrogen atoms are replaced with halogen atoms.

R31 로는 특히, 치환기를 갖지 않는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 불소화 알킬기가 바람직하다.In particular, as R 31 , a C 1 to C 4 alkyl group or a C 1 to C 4 fluorinated alkyl group without a substituent is preferable.

R32 의 유기기로는, 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 알킬기, 아릴기 또는 시아노기가 바람직하다. R32 의 알킬기, 아릴기로는, 상기 R31 에서 예시한 알킬기, 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.As the organic group for R 32 , a linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group or cyano group is preferable. Examples of the alkyl group and aryl group for R 32 include those similar to the alkyl group and aryl group exemplified in R 31 above.

R32 로는 특히, 시아노기, 치환기를 갖지 않는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기, 또는 탄소수 1 ∼ 8 의 불소화 알킬기가 바람직하다.Especially as R 32 , a cyano group, a C1-C8 alkyl group which does not have a substituent, or a C1-C8 fluorinated alkyl group is preferable.

옥심술포네이트계 산 발생제로서 더욱 바람직한 것으로는, 하기 일반식 (B-2) 또는 (B-3) 으로 나타내는 화합물을 들 수 있다.As more preferable thing as an oxime sulfonate type acid generator, the compound represented by the following general formula (B-2) or (B-3) is mentioned.

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112014014708267-pat00013
Figure 112014014708267-pat00013

[식 (B-2) 중, R33 은 시아노기, 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기이다. R34 는 아릴기를 함유하는 기이다. R34 의 알킬기 또는 할로겐화 알킬기와 R35 가 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. R35 는 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기이다][In formula (B-2), R 33 is a cyano group, an alkyl group without a substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is a group containing an aryl group. R 34 alkyl group or a halogenated alkyl group and R 35 of the combined may form a ring. R 35 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group]

[화학식 12] [Formula 12]

Figure 112014014708267-pat00014
Figure 112014014708267-pat00014

[식 (B-3) 중, R36 은 시아노기, 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기이다. R37 은 2 또는 3 가의 방향족 탄화수소기이다. R38 은 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기이다. p" 는 2 또는 3 이다.][In formula (B-3), R 36 is a cyano group, an alkyl group not having a substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a di or trivalent aromatic hydrocarbon group. R 38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p" is 2 or 3.]

상기 일반식 (B-2) 에 있어서, R33 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기는 탄소수가 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 8 이 보다 바람직하며, 탄소수 1 ∼ 6 이 가장 바람직하다.In the above general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms. .

R33 으로는 할로겐화 알킬기가 바람직하고, 불소화 알킬기가 보다 바람직하다.As R 33 , a halogenated alkyl group is preferable, and a fluorinated alkyl group is more preferable.

R33 에 있어서의 불소화 알킬기는 알킬기의 수소 원자가 50 % 이상 불소화되어 있는 것이 바람직하고, 70 % 이상 불소화되어 있는 것이 보다 바람직하며, 90 % 이상 불소화되어 있는 것이 특히 바람직하다.The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and particularly preferably 90% or more fluorinated hydrogen atoms in the alkyl group.

R34 의 아릴기를 함유하는 기로는, 페닐기, 비페닐 (biphenyl) 기, 플루오레닐 (fluorenyl) 기, 나프틸기, 안트릴 (anthryl) 기, 페난트릴기 등의, 방향족 탄화수소의 고리로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기, 및 이들 기의 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자로 치환된 헤테로아릴기 등을 함유하는 것을 들 수 있다. 이들 중에서도, 플루오레닐기가 바람직하다. Examples of the group containing the aryl group of R 34 include a hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. A group from which 1 is removed, and those containing a heteroaryl group in which some of the carbon atoms constituting the ring of these groups are substituted with a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom, etc. are mentioned. Among these, a fluorenyl group is preferable.

R34 의 아릴기를 함유하는 기는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기, 할로겐화 알킬기, 알콕시기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 치환기에 있어서의 알킬기 또는 할로겐화 알킬기는 탄소수가 1 ∼ 8 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 4 가 더욱 바람직하다. 또한, 그 할로겐화 알킬기는 불소화 알킬기인 것이 바람직하다.The group containing the aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group or an alkoxy group. The alkyl group or the halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. Further, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

R35 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기는 탄소수가 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 8 이 보다 바람직하며, 탄소수 1 ∼ 6 이 가장 바람직하다.The alkyl group or halogenated alkyl group which does not have a substituent for R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.

R35 로는 할로겐화 알킬기가 바람직하고, 불소화 알킬기가 보다 바람직하다.As R 35, a halogenated alkyl group is preferable and a fluorinated alkyl group is more preferable.

R35 에 있어서의 불소화 알킬기는 알킬기의 수소 원자가 50 % 이상 불소화되어 있는 것이 바람직하고, 70 % 이상 불소화되어 있는 것이 보다 바람직하며, 90 % 이상 불소화되어 있는 것이, 발생되는 산의 강도가 높아지기 때문에 특히 바람직하다. 가장 바람직하게는 수소 원자가 100 % 불소 치환된 완전 불소화 알킬기이다.The fluorinated alkyl group for R 35 is preferably 50% or more fluorinated hydrogen atoms of the alkyl group, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated one increases the strength of the generated acid. desirable. Most preferably, the hydrogen atom is a 100% fluorine-substituted fully fluorinated alkyl group.

상기 일반식 (B-3) 에 있어서, R36 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기로는, 상기 R33 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.In the general formula (B-3), examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 include the same alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33 .

R37 의 2 또는 3 가의 방향족 탄화수소기로는, 상기 R34 의 아릴기로부터 추가로 1 또는 2 개의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다.Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include a group in which one or two hydrogen atoms have been further removed from the aryl group for R 34 .

R38 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기로는, 상기 R35 의 치환기를 갖지 않는 알킬기 또는 할로겐화 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 38 include the same alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 35 .

p" 는 바람직하게는 2 이다.p" is preferably 2.

옥심술포네이트계 산 발생제의 구체예로는, α-(p-톨루엔술포닐옥시이미노)-벤질시아나이드, α-(p-클로로벤젠술포닐옥시이미노)-벤질시아나이드, α-(4-니트로벤젠술포닐옥시이미노)-벤질시아나이드, α-(4-니트로-2-트리플루오로메틸벤젠술포닐옥시이미노)-벤질시아나이드, α-(벤젠술포닐옥시이미노)-4-클로로벤질시아나이드, α-(벤젠술포닐옥시이미노)-2,4-디클로로벤질시아나이드, α-(벤젠술포닐옥시이미노)-2,6-디클로로벤질시아나이드, α-(벤젠술포닐옥시이미노)-4-메톡시벤질시아나이드, α-(2-클로로벤젠술포닐옥시이미노)-4-메톡시벤질시아나이드, α-(벤젠술포닐옥시이미노)-티엔-2-일아세토니트릴, α-(4-도데실벤젠술포닐옥시이미노)-벤질시아나이드, α-[(p-톨루엔술포닐옥시이미노)-4-메톡시페닐]아세토니트릴, α-[(도데실벤젠술포닐옥시이미노)-4-메톡시페닐]아세토니트릴, α-(토실옥시이미노)-4-티에닐시아나이드, α-(메틸술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-1-시클로헥세닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-1-시클로헵테닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-1-시클로옥테닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥시이미노)-시클로헥실아세토니트릴, α-(에틸술포닐옥시이미노)-에틸아세토니트릴, α-(프로필술포닐옥시이미노)-프로필아세토니트릴, α-(시클로헥실술포닐옥시이미노)-시클로펜틸아세토니트릴, α-(시클로헥실술포닐옥시이미노)-시클로헥실아세토니트릴, α-(시클로헥실술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(에틸술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(이소프로필술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(n-부틸술포닐옥시이미노)-1-시클로펜테닐아세토니트릴, α-(에틸술포닐옥시이미노)-1-시클로헥세닐아세토니트릴, α-(이소프로필술포닐옥시이미노)-1-시클로헥세닐아세토니트릴, α-(n-부틸술포닐옥시이미노)-1-시클로헥세닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-페닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥시이미노)-페닐아세토니트릴, α-(트리플루오로메틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(에틸술포닐옥시이미노)-p-메톡시페닐아세토니트릴, α-(프로필술포닐옥시이미노)-p-메틸페닐아세토니트릴, α-(메틸술포닐옥시이미노)-p-브로모페닐아세토니트릴 등을 들 수 있다.Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α-(p-toluenesulfonyloxyimino)-benzyl cyanide, α-(p-chlorobenzenesulfonyloxyimino)-benzyl cyanide, α-( 4-nitrobenzenesulfonyloxyimino)-benzyl cyanide, α-(4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino)-benzyl cyanide, α-(benzenesulfonyloxyimino)-4- Chlorobenzyl cyanide, α-(benzenesulfonyloxyimino)-2,4-dichlorobenzyl cyanide, α-(benzenesulfonyloxyimino)-2,6-dichlorobenzyl cyanide, α-(benzenesulfonyloxyimino) Mino)-4-methoxybenzyl cyanide, α-(2-chlorobenzenesulfonyloxyimino)-4-methoxybenzyl cyanide, α-(benzenesulfonyloxyimino)-thien-2-ylacetonitrile, α-(4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino)-benzyl cyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino)-4-methoxyphenyl]acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) Mino)-4-methoxyphenyl]acetonitrile, α-(tosyloxyimino)-4-thienyl cyanide, α-(methylsulfonyloxyimino)-1-cyclopentenylacetonitrile, α-(methylsulfur Phonyloxyimino)-1-cyclohexenylacetonitrile, α-(methylsulfonyloxyimino)-1-cycloheptenylacetonitrile, α-(methylsulfonyloxyimino)-1-cyclooctenylacetonitrile, α -(Trifluoromethylsulfonyloxyimino)-1-cyclopentenylacetonitrile, α-(trifluoromethylsulfonyloxyimino)-cyclohexylacetonitrile, α-(ethylsulfonyloxyimino)-ethylaceto Nitrile, α-(propylsulfonyloxyimino)-propylacetonitrile, α-(cyclohexylsulfonyloxyimino)-cyclopentylacetonitrile, α-(cyclohexylsulfonyloxyimino)-cyclohexylacetonitrile, α- (Cyclohexylsulfonyloxyimino)-1-cyclopentenylacetonitrile, α-(ethylsulfonyloxyimino)-1-cyclopentenylacetonitrile, α-(isopropylsulfonyloxyimino)-1-cyclophene Tenylacetonitrile, α-(n-butylsulfonyloxyimino)-1-cyclopentenylacetonitrile, α-(ethylsulfonyloxyimino)-1-cyclohexenylacetonitrile, α-(isopropylsulfonyloxyimino) Mino)-1-cyclohexenylacetonitrile, α-(n-butylsulfonyloxyimino)-1-cyclohexenylacetonitrile, α-(methyl Sulfonyloxyimino)-phenylacetonitrile, α-(methylsulfonyloxyimino)-p-methoxyphenylacetonitrile, α-(trifluoromethylsulfonyloxyimino)-phenylacetonitrile, α-(trifluoro Romethylsulfonyloxyimino)-p-methoxyphenylacetonitrile, α-(ethylsulfonyloxyimino)-p-methoxyphenylacetonitrile, α-(propylsulfonyloxyimino)-p-methylphenylacetonitrile, α-(methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenylacetonitrile, and the like.

또한, 일본 공개특허공보 평9-208554호 (단락 [0012] ∼ [0014] 의 [화학식 18] ∼ [화학식 19]) 에 개시되어 있는 옥심술포네이트계 산 발생제, 국제 공개 제04/074242호 (65 ∼ 85 페이지의 Example 1 ∼ 40) 에 개시되어 있는 옥심술포네이트계 산 발생제도 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the oxime sulfonate acid generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] of [Chemical Formulas 18] to [Chemical Formulas 19]), International Publication No. 04/074242 The oxime sulfonate acid generator disclosed in the heading (Examples 1 to 40 on pages 65 to 85) can also be preferably used.

또한, 바람직한 것으로서 이하의 것을 예시할 수 있다.Moreover, the following can be illustrated as a preferable thing.

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112014014708267-pat00015
Figure 112014014708267-pat00015

디아조메탄계 산 발생제 중, 비스알킬 또는 비스아릴술포닐디아조메탄류의 구체예로는, 비스(이소프로필술포닐)디아조메탄, 비스(p-톨루엔술포닐)디아조메탄, 비스(1,1-디메틸에틸술포닐)디아조메탄, 비스(시클로헥실술포닐)디아조메탄, 비스(2,4-디메틸페닐술포닐)디아조메탄 등을 들 수 있다.Among the diazomethane-based acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis(isopropylsulfonyl)diazomethane, bis(p-toluenesulfonyl)diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl)diazomethane, bis(cyclohexylsulfonyl)diazomethane, bis(2,4-dimethylphenylsulfonyl)diazomethane, and the like.

또한, 일본 공개특허공보 평11-035551호, 일본 공개특허공보 평11-035552호, 일본 공개특허공보 평11-035573호에 개시되어 있는 디아조메탄계 산 발생제도 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, diazomethane-based acid generators disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 11-035551, Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 11-035552, and Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 11-035573 can also be preferably used.

또한, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-322707호에 개시되어 있는, 1,3-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)프로판, 1,4-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)부탄, 1,6-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)헥산, 1,10-비스(페닐술포닐디아조메틸술포닐)데칸, 1,2-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)에탄, 1,3-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)프로판, 1,6-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)헥산, 1,10-비스(시클로헥실술포닐디아조메틸술포닐)데칸 등을 들 수 있다.Further, as poly(bissulfonyl)diazomethanes, for example, 1,3-bis(phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl)propane disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 11-322707, 1,4-bis(phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl)butane, 1,6-bis(phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl)hexane, 1,10-bis(phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl)decane , 1,2-bis(cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl)ethane, 1,3-bis(cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl)propane, 1,6-bis(cyclohexylsulfonyldiazomethyl) Sulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexyl sulfonyl diazomethylsulfonyl) decane, etc. are mentioned.

(B) 성분은 상기 서술한 산 발생제를 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.As for the component (B), the above-described acid generator may be used alone, or two or more types may be used in combination.

하지제가 (B) 성분을 함유하는 경우, 하지제 중의 (B) 성분의 함유량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, (B) 성분이 열 산 발생제인 경우에는 0.5 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 1 ∼ 20 질량부가 보다 바람직하다. (B) 성분이 광 산 발생제인 경우에는 0.5 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 1 ∼ 20 질량부가 보다 바람직하다. 상기 범위로 함으로써 본원 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있고, (B) 성분의 함유량이 하한치 이상이면, 하지제 중의 (A) 성분의 함유량이 저하되는 경우가 없으므로 바람직하다.When the brush agent contains the component (B), the content of the component (B) in the brush agent is preferably 0.5 to 30 parts by mass relative to 100 parts by mass of the component (A), and when the component (B) is a thermal acid generator, , 1 to 20 parts by mass is more preferable. When the component (B) is a photoacid generator, 0.5 to 30 parts by mass is preferable, and 1 to 20 parts by mass is more preferable. By setting it as the above range, the effect of the present invention can be sufficiently obtained, and if the content of the component (B) is equal to or greater than the lower limit, the content of the component (A) in the brush does not decrease, which is preferable.

본 발명의 하지제에는, 추가로 원하는 바에 따라서 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 하지제로 이루어지는 층의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 도포성을 향상시키기 위한 계면 활성제, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 헐레이션 방지제, 염료, 증감제, 염기 증식제, 염기성 화합물, 이미다졸 등의 함질소 염기성 화합물 등을 적절히, 첨가 함유시킬 수 있다.In the brush composition of the present invention, additives with miscibility as desired, for example, additional resins for improving the performance of the layer made of brush, surfactants for improving coating properties, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers , A colorant, an antihalation agent, a dye, a sensitizer, a base proliferative agent, a basic compound, and a nitrogen-containing basic compound such as imidazole may be appropriately added and contained.

[유기 용제 ; (S) 성분] [Organic solvents; (S) component]

본 발명의 하지제는, 재료를 유기 용제 (이하 「(S) 성분」이라고도 한다) 에 용해시켜 제조할 수 있다.The brush formulation of the present invention can be produced by dissolving a material in an organic solvent (hereinafter, also referred to as "(S) component").

(S) 성분으로는, 사용하는 각 성분을 용해시켜 균일한 용액으로 할 수 있는 것이면 되고, 종래, 수지를 주성분으로 하는 막 조성물의 용제로서 공지된 것 중에서 임의의 것을 1 종 또는 2 종 이상 적절히 선택하여 사용할 수 있다.As the (S) component, any one or two or more types of any one or two or more solvents known as solvents for film compositions containing resin as a main component in the past can be used as long as it can dissolve each component to be used as a uniform solution. You can choose and use it.

예를 들어, γ-부티로락톤 등의 락톤류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸-n-펜틸케톤, 메틸이소펜틸케톤, 2-헵타논 등의 케톤류 ; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 다가 알코올류 ; 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 또는 디프로필렌글리콜모노아세테이트 등의 에스테르 결합을 갖는 화합물, 상기 다가 알코올류 또는 상기 에스테르 결합을 갖는 화합물의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 모노알킬에테르 또는 모노페닐에테르 등의 에테르 결합을 갖는 화합물 등의 다가 알코올류의 유도체 [이들 중에서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 가 바람직하다] ; 디옥산과 같은 고리형 에테르류나, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL), 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르류 ; 아니솔, 에틸벤질에테르, 크레실메틸에테르, 디페닐에테르, 디벤질에테르, 페네톨, 부틸페닐에테르, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠, 이소프로필벤젠, 톨루엔, 자일렌, 시멘, 메시틸렌 등의 방향족계 유기 용제 등을 들 수 있다.Lactones such as γ-butyrolactone; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol; Compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether of the polyhydric alcohols or compounds having the ester bond, Derivatives of polyhydric alcohols, such as monoalkyl ethers such as monopropyl ether and monobutyl ether, or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [In particular, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) is preferable]; Cyclic ethers such as dioxane, esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate; Anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenethyl, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene Aromatic organic solvents, such as, etc. are mentioned.

이들 유기 용제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상의 혼합 용제로서 사용해도 된다.These organic solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more.

그 중에서도, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME), 시클로헥사논, EL 이 바람직하다.Among them, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, and EL are preferred.

또한, PGMEA 와 극성 용제를 혼합한 혼합 용매도 바람직하다. 그 배합비 (질량비) 는 PGMEA 와 극성 용제의 상용성 등을 고려하여 적절히 결정하면 되지만, 바람직하게는 1 : 9 ∼ 9 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 8 ∼ 8 : 2 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 극성 용제로서 EL 을 배합하는 경우에는, PGMEA : EL 의 질량비는 바람직하게는 1 : 9 ∼ 9 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 8 ∼ 8 : 2 이다. 또한, 극성 용제로서 PGME 를 배합하는 경우에는, PGMEA : PGME 의 질량비는 바람직하게는 1 : 9 ∼ 9 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 8 ∼ 8 : 2, 더욱 바람직하게는 3 : 7 ∼ 7 : 3 이다. 또한, 극성 용제로서 PGME 및 시클로헥사논을 배합하는 경우에는, PGMEA : (PGME+시클로헥사논) 의 질량비는 바람직하게는 1 : 9 ∼ 9 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 8 ∼ 8 : 2, 더욱 바람직하게는 3 : 7 ∼ 7 : 3 이다.Further, a mixed solvent in which PGMEA and a polar solvent are mixed is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility of PGMEA and the polar solvent, but it is preferably in the range of 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. Do. For example, in the case of blending EL as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. In addition, in the case of blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, still more preferably 3:7 to 7 : 3. In addition, when mixing PGME and cyclohexanone as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: (PGME + cyclohexanone) is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, More preferably, they are 3:7 to 7:3.

또, (S) 성분으로서 그 밖에는, PGMEA, EL, 또는 상기 PGMEA 와 극성 용제의 혼합 용매와, γ-부티로락톤과의 혼합 용제도 바람직하다. 이 경우, 혼합 비율로는, 전자와 후자의 질량비가 바람직하게는 70 : 30 ∼ 95 : 5 가 된다.In addition, as the component (S), PGMEA, EL, or a mixed solvent of the PGMEA and a polar solvent and a mixed solvent of γ-butyrolactone are also preferable. In this case, as the mixing ratio, the mass ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95:5.

(S) 성분의 사용량은 특별히 한정되지 않고, 기판 등에 도포 가능한 농도로, 도포막 두께에 따라서 적절히 설정되는 것이지만, 일반적으로는 하지제의 고형분 농도가 1 ∼ 20 질량%, 바람직하게는 2 ∼ 15 질량% 의 범위 내가 되도록 사용된다.The amount of the component (S) is not particularly limited, and is a concentration applicable to a substrate or the like, and is appropriately set depending on the thickness of the coating film, but in general, the solid content concentration of the brush is 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15. It is used so that it may fall within the range of mass%.

≪패턴 형성 방법≫ ≪How to form a pattern≫

본 발명의 제 2 양태는, 기판 상에 본 발명의 제 1 양태의 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성하는 공정과, 상기 하지제로 이루어지는 층 위에, 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성하는 공정과, 당해 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법이다. 이하, 본 발명의 패턴 형성 방법에 관해서 도 1 을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.The second aspect of the present invention is a step of applying the brush of the first aspect of the present invention on a substrate to form a layer made of the brush, and a block in which a plurality of types of polymers are bonded on the layer made of the brush. It is a pattern formation method characterized by including a step of forming a layer containing a copolymer and a step of phase-separating the layer containing the block copolymer. Hereinafter, the pattern formation method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1. However, the present invention is not limited to this.

[기판 상에, 상기 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성하는 공정][Process of forming a layer made of the brush by applying the brush on a substrate]

본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서는, 먼저, 기판 상에 상기 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성한다.In the pattern formation method of the present invention, first, the brush is applied on a substrate to form a layer made of the brush.

<기판> <Substrate>

기판 (1) 은, 그 표면 상에 블록 코폴리머를 함유하는 용액을 도포할 수 있는 것이면, 또는 본 발명에 관련된 하지제를 도포할 수 있는 것이면 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 실리콘, 구리, 크롬, 철, 알루미늄 등의 금속, 유리, 산화티탄, 실리카, 운모 등의 무기물로 이루어지는 기판, SiON 등의 질화 산화막을 갖는 기판, 아크릴판, 폴리스티렌, 셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 페놀 수지 등의 유기 화합물로 이루어지는 기판 등을 들 수 있다.The type of the substrate 1 is not particularly limited as long as it is capable of applying a solution containing a block copolymer on its surface, or as long as the brushing agent according to the present invention can be applied. For example, substrates made of metals such as silicon, copper, chromium, iron, aluminum, inorganic substances such as glass, titanium oxide, silica, mica, etc., substrates having a nitride oxide film such as SiON, acrylic plates, polystyrene, cellulose, cellulose acetate And a substrate made of an organic compound such as a phenol resin.

또, 본 발명에 있어서 사용되는 기판 (1) 의 크기나 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다. 기판 (1) 은 반드시 평활한 표면을 가질 필요는 없고, 여러 가지 재질이나 형상의 기판을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 곡면을 갖는 기판, 표면이 요철 형상인 평판, 박편상 등의 여러 가지 형상의 것까지 다양하게 사용할 수 있다.In addition, the size and shape of the substrate 1 used in the present invention are not particularly limited. The substrate 1 does not necessarily have a smooth surface, and substrates of various materials and shapes can be appropriately selected. For example, it can be used in various shapes, such as a substrate having a curved surface, a flat plate having an uneven surface, and a flake shape.

또, 기판 (1) 의 표면에는, 무기계 및/또는 유기계의 막이 형성되어 있어도 된다. 무기계의 막으로는 무기 반사 방지막 (무기 BARC) 을 들 수 있다. 유기계의 막으로는 유기 반사 방지막 (유기 BARC) 을 들 수 있다.Moreover, an inorganic and/or organic film may be formed on the surface of the substrate 1. Examples of the inorganic film include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). An organic antireflection film (organic BARC) is mentioned as an organic film.

무기계의 막은, 예를 들어 실리콘계 재료 등의 무기계 반사 방지막 조성물을 기판 상에 도포하고, 소성 등 함으로써 형성할 수 있다.The inorganic film can be formed by, for example, applying an inorganic antireflection film composition such as a silicon material on a substrate and firing.

유기계의 막은, 예를 들어 당해 막을 구성하는 수지 성분 등을 유기 용제에 용해시킨 유기막 형성용 재료를 기판 상에 스피너 등으로 도포하고, 바람직하게는 200 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 30 ∼ 300 초간, 보다 바람직하게는 60 ∼ 180 초간의 가열 조건으로 베이크 처리함으로써 형성할 수 있다. 이 때 사용되는 유기막 형성용 재료는, 레지스트막과 같은 광이나 전자선에 대한 감수성을 반드시 필요로 하는 것이 아니라, 그 감수성을 갖는 것이어도 되고 갖지 않는 것이어도 된다. 구체적으로는, 반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 레지스트나 수지를 사용할 수 있다.For the organic film, for example, a material for forming an organic film in which a resin component constituting the film is dissolved in an organic solvent is applied on a substrate with a spinner or the like, and is preferably 200 to 300°C, preferably 30 to 300 seconds. , More preferably, it can be formed by baking treatment under heating conditions for 60 to 180 seconds. The material for forming an organic film used at this time does not necessarily require sensitivity to light or electron beams, such as a resist film, and may or may not have the sensitivity. Specifically, a resist or resin generally used in the manufacture of a semiconductor device or a liquid crystal display device can be used.

또한, 블록 코폴리머로 이루어지는 패턴을 사용하여 유기막을 에칭함으로써, 그 패턴을 유기막에 전사하고 유기막 패턴을 형성할 수 있도록, 유기막 형성용 재료는 에칭, 특히 드라이 에칭 가능한 유기막을 형성할 수 있는 재료인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 산소 플라즈마 에칭 등의 에칭이 가능한 유기막을 형성할 수 있는 재료인 것이 바람직하다. 이러한 유기막 형성용 재료로는, 종래 유기 BARC 등의 유기막을 형성하기 위해서 사용되고 있는 재료이면 된다. 예를 들어, 브루워 사이언스사 제조의 ARC 시리즈, 롬 앤드 하스사 제조의 AR 시리즈, 도쿄 오카 공업사 제조의 SWK 시리즈 등을 들 수 있다.In addition, by etching the organic film using a pattern made of a block copolymer, the organic film forming material can form an organic film capable of etching, particularly dry etching, so that the pattern can be transferred to the organic film and an organic film pattern can be formed. It is preferable that it is a material. Among them, it is preferable that it is a material capable of forming an organic film capable of etching such as oxygen plasma etching. As such a material for forming an organic film, a material conventionally used to form an organic film such as organic BARC may be used. For example, the ARC series manufactured by Brewer Sciences, the AR series manufactured by Rom & Haas, and the SWK series manufactured by Tokyo Oka Industries, etc. can be mentioned.

기판에 본 발명의 제 1 양태의 하지제로 이루어지는 층 (2) 을 형성하기 전에, 기판 (1) 의 표면은 미리 세정되어 있어도 된다. 기판 표면을 세정함으로써, 하지제의 도포를 양호하게 실시할 수 있는 경우가 있다.Before the layer 2 made of the brush of the first aspect of the present invention is formed on the substrate, the surface of the substrate 1 may be cleaned in advance. By cleaning the surface of the substrate, there may be a case where the application of the brush can be satisfactorily performed.

세정 처리로는 종래 공지된 방법을 이용할 수 있고, 예를 들어 산소 플라즈마 처리, 오존 산화 처리, 산 알칼리 처리, 화학 수식 처리 등을 들 수 있다.As the cleaning treatment, a conventionally known method can be used, for example, oxygen plasma treatment, ozone oxidation treatment, acid alkali treatment, chemical modification treatment, and the like.

제 1 양태의 하지제를 기판 (1) 상에 도포하여 하지제로 이루어지는 층 (2) 을 형성하는 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다.The method of forming the layer 2 made of the brush by applying the brush of the first aspect on the substrate 1 is not particularly limited, and may be formed by a conventionally known method.

예를 들어, 하지제를 스핀 코트, 스피너를 사용하는 등의 종래 공지된 방법에 의해 기판 (1) 상에 도포하여 도포막을 형성하고, 건조시킴으로써, 하지제로 이루어지는 층 (2) 을 형성할 수 있다.For example, the layer 2 made of the brush can be formed by applying a brushing agent on the substrate 1 by a conventionally known method such as spin coat or spinner to form a coating film and drying it. .

도포막의 건조 방법으로는 하지제에 함유되는 유기 용제를 휘발시킬 수 있으면 되고, 예를 들어 베이크하는 방법 등을 들 수 있다.As a method of drying the coating film, the organic solvent contained in the brush may be volatilized, and for example, a method of baking may be mentioned.

베이크 온도는 80 ∼ 300 ℃ 가 바람직하고, 100 ∼ 270 ℃ 가 보다 바람직하고, 120 ∼ 250 ℃ 가 더욱 바람직하다. 베이크 시간은, 30 ∼ 500 초간이 바람직하고, 60 ∼ 240 초간이 보다 바람직하다.The baking temperature is preferably 80 to 300°C, more preferably 100 to 270°C, and still more preferably 120 to 250°C. The baking time is preferably from 30 to 500 seconds, and more preferably from 60 to 240 seconds.

본 발명에 있어서는, 하지제를 도포하여 도포막을 형성한 후, 용제 등의 린스액을 사용하여 린스함으로써, 상기 도포막 중의 미가교 부분을 세정하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 당해 세정 공정에 의해, 하지제로 이루어지는 층 (2) 을 형성함으로써, 미가교 부분 등을 제거할 수 있기 때문에, 블록 코폴리머를 구성하는 적어도 1 개의 폴리머 (블록) 와의 친화성이 향상되어, 기판 표면에 대하여 수직 방향으로 배향된 라멜라 구조나 실린더 구조로 이루어지는 상 분리 구조를 형성하기 쉬워진다. 또, 린스액은 미가교 부분을 용해하는 것이면 되고, PGMEA, PGME, EL 등의 용제나 시판되는 시너액 등을 사용할 수 있다. 또, 세정 공정 후에는, 린스액을 휘발시키기 위해 80 ∼ 150 도 정도의 포스트 베이크 등의 건조 공정을 실시해도 된다.In the present invention, a step of washing an uncrosslinked portion in the coating film may be included by applying a brush to form a coating film and then rinsing with a rinse liquid such as a solvent. By forming the layer (2) made of a brush by the cleaning step, since uncrosslinked portions and the like can be removed, the affinity with at least one polymer (block) constituting the block copolymer is improved, and the substrate surface It becomes easy to form a phase-separated structure composed of a lamellar structure or a cylinder structure oriented in a direction perpendicular to the? In addition, the rinse liquid should just dissolve the uncrosslinked part, and solvents, such as PGMEA, PGME, EL, or a commercially available thinner liquid can be used. Further, after the washing step, in order to volatilize the rinse liquid, a drying step such as post-baking at about 80 to 150 degrees may be performed.

하지제로 이루어지는 층 (2) 을 기판 (1) 표면에 형성함으로써 기판 (1) 의 표면이 중성화되어, 그 상층에 형성하는 블록 코폴리머로 이루어지는 층 (3) 중 특정 블록으로 이루어지는 상 (相) 만이 기판 표면에 접하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 의 상 분리에 의해서, 기판 표면에 대하여 자유 자재로 배향된 실린더 구조, 라멜라 구조, 도트 구조, 자이로이드 구조, 구 (球) 분산 구조 등을 형성하는 것이 가능해진다.By forming a layer 2 made of a base material on the surface of the substrate 1, the surface of the substrate 1 is neutralized, so that only a phase made of a specific block among the layers 3 made of a block copolymer formed on the upper layer thereof is Contact with the substrate surface can be suppressed. As a result, a cylinder structure, a lamella structure, a dot structure, a gyroid structure, a spherical dispersion structure, etc. are formed freely oriented with respect to the substrate surface by phase separation of the layer (3) containing the block copolymer. It becomes possible to do.

[하지제로 이루어지는 층 위에, 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성하는 공정] [Process of forming a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of polymers are bonded on a layer made of a base material]

복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 을 상기 하지제로 이루어지는 층 (2) 상에 형성하는 방법으로는 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어 블록 코폴리머를 함유하는 조성물을, 하지제로 이루어지는 층 (2) 위에 도포하여 형성할 수 있다. 도포 방법으로는, 하지제와 동일한 것을 들 수 있다.The method of forming the layer (3) containing a block copolymer to which a plurality of types of polymers are bonded on the layer (2) made of the brush is not particularly limited, for example, a composition containing a block copolymer , It can be formed by coating on the layer (2) made of a brush. As a coating method, the same thing as a base agent is mentioned.

본 발명에 있어서는, 블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 의 두께는, 상 분리가 일어나기 위해 충분한 두께이면 되고, 당해 두께의 하한치로는 특별히 한정되지 않지만, 형성되치는 상 분리 구조의 구조 주기 사이즈, 나노 구조체의 균일성 등을 고려하면, 5 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 10 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다.In the present invention, the thickness of the layer (3) containing the block copolymer may be a thickness sufficient to cause phase separation, and the lower limit of the thickness is not particularly limited, but the structural period size of the phase separation structure to be formed, Considering the uniformity of the nanostructure and the like, it is preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more.

(블록 코폴리머를 함유하는 조성물) (Composition containing block copolymer)

·블록 코폴리머 Block copolymer

본 발명에 있어서 블록 코폴리머란, 동종의 구성 단위만이 결합한 부분 구성 성분 (블록) 이, 복수 결합된 고분자이다. 블록 코폴리머를 구성하는 블록의 종류는 2 종류이어도 되고, 3 종류 이상이어도 된다. 본 발명에 있어서는, 블록 코폴리머를 구성하는 복수 종류의 블록은 상 분리가 일어나는 조합이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 서로 비상용인 블록끼리의 조합인 것이 바람직하다. 또한, 블록 코폴리머를 구성하는 복수 종류의 블록 중 적어도 1 종류의 블록으로 이루어지는 상이, 다른 종류의 블록으로 이루어지는 상보다 용이하게 선택적으로 제거 가능한 조합인 것이 바람직하다.In the present invention, the block copolymer is a polymer in which a plurality of partial constituent components (blocks) in which only structural units of the same type are bonded are bonded. The types of blocks constituting the block copolymer may be two or three or more. In the present invention, the plurality of types of blocks constituting the block copolymer are not particularly limited as long as it is a combination in which phase separation occurs, but a combination of blocks that are incompatible with each other is preferable. In addition, it is preferable that a phase composed of at least one type of block among a plurality of types of blocks constituting the block copolymer is a combination capable of being selectively removed more easily than a phase composed of other types of blocks.

블록 코폴리머로는, 예를 들어, As a block copolymer, for example,

·스티렌 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 블록과, (α 치환) 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위의 블록을 결합시킨 블록 코폴리머 ; Block copolymer in which a block of structural units derived from styrene or a derivative thereof and a block of structural units derived from an (α substitution) acrylic acid ester are bonded together;

·스티렌 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 블록과, 실록산 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 블록을 결합시킨 블록 코폴리머 ; Block copolymers in which a block of structural units derived from styrene or a derivative thereof and a block of structural units derived from siloxane or a derivative thereof are bonded together;

·알킬렌옥사이드로부터 유도되는 구성 단위의 블록과, (α 치환) 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위의 블록을 결합시킨 블록 코폴리머 등을 들 수 있다.• A block copolymer in which a block of structural units derived from alkylene oxide and a block of structural units derived from (α substitution) acrylic acid esters are bonded to each other.

스티렌 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위, (α 치환) 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위로는 상기와 동일하다.Constituent units derived from styrene or a derivative thereof, and constituent units derived from (α-substituted) acrylic acid esters are the same as described above.

실록산의 유도체로는, 예를 들어, 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디페닐실록산, 메틸페닐실록산 등을 들 수 있다.Examples of the siloxane derivatives include dimethylsiloxane, diethylsiloxane, diphenylsiloxane, and methylphenylsiloxane.

알킬렌옥사이드로는, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 이소프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 등을 들 수 있다.Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, isopropylene oxide, and butylene oxide.

그 중에서도 블록 코폴리머로는, 스티렌 또는 그 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 블록과, (메트)아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위의 블록을 결합시킨 블록 코폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.Among them, as the block copolymer, it is preferable to use a block copolymer obtained by bonding a block of a structural unit derived from styrene or a derivative thereof and a block of a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester.

구체적으로는, 폴리스티렌-폴리메틸메타크릴레이트 (PS-PMMA) 블록 코폴리머, 폴리스티렌-폴리에틸메타크릴레이트 블록 코폴리머, 폴리스티렌-(폴리-t-부틸메타크릴레이트) 블록 코폴리머, 폴리스티렌-폴리메타크릴산 블록 코폴리머, 폴리스티렌-폴리메틸아크릴레이트 블록 코폴리머, 폴리스티렌-폴리에틸아크릴레이트 블록 코폴리머, 폴리스티렌-(폴리-t-부틸아크릴레이트) 블록 코폴리머, 폴리스티렌-폴리아크릴산 블록 코폴리머 등을 들 수 있고, 특히 PS-PMMA 블록 코폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.Specifically, polystyrene-polymethylmethacrylate (PS-PMMA) block copolymer, polystyrene-polyethylmethacrylate block copolymer, polystyrene-(poly-t-butylmethacrylate) block copolymer, polystyrene-poly Methacrylic acid block copolymer, polystyrene-polymethylacrylate block copolymer, polystyrene-polyethylacrylate block copolymer, polystyrene-(poly-t-butylacrylate) block copolymer, polystyrene-polyacrylic acid block copolymer, etc. And, in particular, it is preferable to use a PS-PMMA block copolymer.

블록 코폴리머를 구성하는 각 폴리머의 질량 평균 분자량 (Mw) (겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 폴리스티렌 환산 기준) 은 상 분리를 일으키는 것이 가능한 크기이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 5000 ∼ 500000 이 바람직하고, 5000 ∼ 400000 이 보다 바람직하고, 5000 ∼ 300000 이 더욱 바람직하다.The mass average molecular weight (Mw) of each polymer constituting the block copolymer (based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography) is not particularly limited as long as it is a size capable of causing phase separation, but is preferably 5000 to 500000, and 5000 400000 are more preferable, and 5000-300000 are still more preferable.

또한 블록 코폴리머의 분산도 (Mw/Mn) 는 1.0 ∼ 3.0 이 바람직하고, 1.0 ∼ 1.5 가 보다 바람직하며, 1.0 ∼ 1.2 가 더욱 바람직하다. 또, Mn 은 수평균 분자량을 나타낸다.Moreover, as for the dispersion degree (Mw/Mn) of a block copolymer, 1.0-3.0 are preferable, 1.0-1.5 are more preferable, and 1.0-1.2 are still more preferable. Moreover, Mn represents a number average molecular weight.

블록 코폴리머를 함유하는 조성물에는 상기 블록 코폴리머 이외에, 추가로 원하는 바에 따라서 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 하지제로 이루어지는 층의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 도포성을 향상시키기 위한 계면 활성제, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 헐레이션 방지제, 염료, 증감제, 염기 증식제, 염기성 화합물 등을 적절히, 첨가 함유시킬 수 있다. In the composition containing the block copolymer, in addition to the above block copolymer, additionally compatible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the layer made of brush, and surfactants for improving coating properties. , A dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an anti-halation agent, a dye, a sensitizer, a base growth agent, a basic compound, and the like can be appropriately added and contained.

·유기 용제 ・Organic solvent

블록 코폴리머를 함유하는 조성물은, 상기 블록 코폴리머를 유기 용제에 용해시켜 제조할 수 있다. 유기 용제로는, 하지제에 사용할 수 있는 유기 용제로서 상기 서술한 (S) 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다.A composition containing a block copolymer can be prepared by dissolving the block copolymer in an organic solvent. As the organic solvent, the same organic solvent as the above-described component (S) can be used as an organic solvent that can be used for a brush.

블록 코폴리머를 함유하는 조성물 중의 유기 용제의 사용량은 특별히 한정되지는 않고, 도포 가능한 농도로, 도포막 두께에 따라서 적절히 설정되는 것이지만, 일반적으로는 블록 코폴리머의 고형분 농도가 0.2 ∼ 70 질량%, 바람직하게는 0.2 ∼ 50 질량% 의 범위 내가 되도록 사용된다.The amount of the organic solvent used in the composition containing the block copolymer is not particularly limited, and it is a concentration that can be applied and is appropriately set depending on the thickness of the coating film, but in general, the solid content concentration of the block copolymer is 0.2 to 70% by mass, Preferably, it is used so as to fall within the range of 0.2 to 50% by mass.

[블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키는 공정][Step of phase-separating a layer containing a block copolymer]

블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 의 상 분리는, 블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 이 형성된, 하지제로 이루어지는 층 (2) 을 구비한 기판 (1) 을 열 처리하고, 후속 공정에서의 블록 코폴리머의 선택 제거에 의해 기판 표면의 적어도 일부가 노출되는 상 분리 구조를 형성시킨다. 열 처리의 온도는, 사용하는 블록 코폴리머의 유리 전이 온도 이상이면서 또한 열분해 온도 미만으로 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 블록 코폴리머가 PS-PMMA (Mw : 40k - 20k) 인 경우에는, 180 ∼ 270 ℃ 에서 30 ∼ 3600 초간 열 처리를 실시하는 것이 바람직하다.Phase separation of the layer (3) containing the block copolymer is performed by thermally treating the substrate (1) provided with the layer (2) made of a brush, on which the layer (3) containing the block copolymer is formed, and in a subsequent step. By selective removal of the block copolymer of, at least a portion of the substrate surface is exposed to form a phase separation structure. It is preferable to perform the heat treatment at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the block copolymer to be used and lower than the thermal decomposition temperature. For example, when the block copolymer is PS-PMMA (Mw: 40k-20k), it is preferable to perform heat treatment at 180 to 270°C for 30 to 3600 seconds.

또한, 열 처리는, 질소 등의 반응성이 낮은 가스 중에서 실시되는 것이 바람직하다.In addition, the heat treatment is preferably performed in a gas having low reactivity such as nitrogen.

<임의 공정><arbitrary process>

[블록 코폴리머를 함유하는 층 중, 상기 블록 코폴리머를 구성하는 복수 종류의 블록 중 적어도 1 종류의 블록으로 이루어지는 상을 선택적으로 제거하는 공정][Step of selectively removing a phase consisting of at least one type of block among a plurality of types of blocks constituting the block copolymer from among the layer containing the block copolymer]

상기 블록 코폴리머를 함유하는 층 (3) 중, 상기 블록 코폴리머를 구성하는 복수 종류의 블록 중 적어도 1 종류의 블록으로 이루어지는 상 (3a) 을 선택적으로 제거함으로써 패턴을 형성해도 된다.Of the layer (3) containing the block copolymer, a pattern may be formed by selectively removing a phase (3a) comprising at least one type of block from among a plurality of types of blocks constituting the block copolymer.

또 이하에 있어서, 블록 코폴리머를 구성하는 블록 중 후속 공정에서 선택적으로 제거되지 않는 블록을 PA 블록, 선택적으로 제거되는 블록을 PB 블록이라고 한다. 예를 들어, PS-PMMA 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리한 후, 당해 층에 대하여 산소 플라즈마 처리나 수소 플라즈마 처리 등을 실시함으로써, PMMA 로 이루어지는 상이 선택적으로 제거된다. 이 경우, PS 가 PA 블록이고, PMMA 가 PB 블록이다.In the following, among blocks constituting the block copolymer, a block that is not selectively removed in a subsequent step is referred to as a P A block, and a block that is selectively removed is referred to as a P B block. For example, after the layer containing the PS-PMMA block copolymer is phase-separated, the layer made of PMMA is selectively removed by subjecting the layer to oxygen plasma treatment or hydrogen plasma treatment. In this case, PS is a P A block and PMMA is a P B block.

이어서, 상 분리 구조를 형성시킨 후의 기판 상의 블록 코폴리머를 함유하는 층 중, PB 블록으로 이루어지는 상 중의 블록의 적어도 일부를 선택적으로 제거 (저분자량화) 한다. 미리 PB 블록의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 현상액에 대한 용해성이 높아지는 결과, PB 블록으로 이루어지는 상이 PA 블록으로 이루어지는 상보다 선택적으로 제거하기 쉬워진다.Subsequently, at least a part of the block in the phase consisting of P B blocks is selectively removed (lower molecular weight) from the layer containing the block copolymer on the substrate after the phase separation structure has been formed. By selectively removing a part of the P B block in advance, the solubility in the developer is increased, and as a result, the phase composed of the P B block becomes easier to selectively remove than the phase composed of the P A block.

이러한 선택적 제거 처리는, PA 블록에 대해서는 영향을 주지 않으면서 PB 블록을 분해 제거할 수 있는 처리이면 특별히 한정되지는 않고, 수지막의 제거에 사용되는 수법 중에서 PA 블록과 PB 블록의 종류에 따라 적절히 선택하여 실시할 수 있다. 또한, 기판 표면에 미리 중성화막이 형성되어 있는 경우에는, 당해 중성화막도 PB 블록으로 이루어지는 상과 동일하게 제거된다. 이러한 제거 처리로는, 예를 들어, 산소 플라즈마 처리, 오존 처리, UV 조사 처리, 열분해 처리, 및 화학 분해 처리 등을 들 수 있다.This selective removing process, if the process to decompose and remove standing P B blocks do not affect the P A block is not particularly limited, the type of P A block and P B block from the method used for the resin film removed It can be appropriately selected and implemented according to. Further, in the case of the neutralizing film is previously formed on the substrate surface, the same is removed and the film is also made of the art neutralization P B block. Examples of such removal treatment include oxygen plasma treatment, ozone treatment, UV irradiation treatment, thermal decomposition treatment, and chemical decomposition treatment.

상기와 같이 하여 블록 코폴리머로 이루어지는 층 (3) 의 상 분리에 의해 패턴 (3b) 을 형성시킨 기판은 그대로 사용할 수도 있지만, 추가로 열 처리를 실시함으로써, 기판 상의 고분자 나노 구조체의 형상을 변경할 수도 있다. 열 처리의 온도는, 사용하는 블록 코폴리머의 유리 전이 온도 이상이면서 또 열분해 온도 미만으로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 열 처리는, 질소 등의 반응성이 낮은 가스 중에서 실시되는 것이 바람직하다.The substrate on which the pattern (3b) was formed by phase separation of the block copolymer layer (3) as described above may be used as it is, but the shape of the polymer nanostructure on the substrate may be changed by performing additional heat treatment. have. The temperature of the heat treatment is preferably performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the block copolymer to be used and lower than the thermal decomposition temperature. In addition, the heat treatment is preferably performed in a gas having low reactivity such as nitrogen.

[가이드 패턴 형성 공정] [Guide pattern formation process]

본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서는, [기판 상에 상기 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성하는 공정] 후, [하지제로 이루어지는 층 위에, 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성하는 공정] 전에, 하지제로 이루어지는 층 (2) 상에 패턴이 형성된 가이드 패턴을 미리 형성해도 된다. 이로써, 가이드 패턴의 형상·표면 특성에 따른 상 분리 구조의 배열 구조 제어가 가능해진다. 예를 들어, 가이드 패턴이 없는 경우에는 랜덤한 지문상의 상 분리 구조가 형성되는 블록 코폴리머이더라도, 기판 표면에 레지스트막의 홈 구조를 도입함으로써 그 홈을 따라서 배향된 상 분리 구조가 얻어진다. 이러한 원리로 가이드 패턴을 도입해도 된다. 또 가이드 패턴의 표면이 블록 코폴리머를 구성하는 어떠한 폴리머와 친화성을 구비함으로써, 기판 표면에 대하여 수직 방향으로 배향된 라멜라 구조나 실린더 구조로 이루어지는 상 분리 구조를 형성하기 쉽게 할 수도 있다.In the pattern formation method of the present invention, after the [step of applying the brush on a substrate to form a layer made of the brush], a block copolymer in which a plurality of types of polymers are bonded is added to the layer made of the brush. Step of forming a containing layer] Before, a guide pattern in which a pattern is formed on the layer 2 made of a brush may be formed in advance. Thereby, it becomes possible to control the arrangement structure of the phase separation structure according to the shape and surface characteristics of the guide pattern. For example, in the absence of a guide pattern, even if it is a block copolymer in which a random fingerprint phase-separated structure is formed, a phase-separated structure oriented along the groove is obtained by introducing a groove structure of a resist film on the substrate surface. A guide pattern may be introduced using this principle. Further, since the surface of the guide pattern has affinity with any polymer constituting the block copolymer, it is possible to easily form a phase-separated structure composed of a lamella structure or a cylinder structure oriented in a direction perpendicular to the substrate surface.

구체적으로는, 예를 들어 기판 표면 상에 레지스트 조성물을 스피너 등으로 도포하고, 80 ∼ 150 ℃ 의 온도 조건하, 프리베이크 (포스트 어플라이 베이크 (PAB)) 를 40 ∼ 120 초간, 바람직하게는 60 ∼ 90 초간 실시하고, 이것에 예를 들어 ArF 노광 장치 등에 의해 ArF 엑시머 레이저광을 원하는 마스크 패턴을 개재하여 선택적으로 노광한 후, 80 ∼ 150 ℃ 의 온도 조건하, PEB (노광 후 가열) 를 40 ∼ 120 초간, 바람직하게는 60 ∼ 90 초간 실시한다. 이어서 이것을 알칼리 현상액, 예를 들어 0.1 ∼ 10 질량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드 (TMAH) 수용액을 사용하여 현상 처리하고, 바람직하게는 순수를 사용하여 물 린스를 실시하고, 건조시킨다. 또한, 경우에 따라서는, 상기 현상 처리 후에 베이크 처리 (포스트 베이크) 를 실시해도 된다. 이렇게 해서, 마스크 패턴에 충실한 가이드 패턴을 형성할 수 있다.Specifically, for example, a resist composition is applied on the surface of a substrate with a spinner or the like, and pre-baking (post-applied baking (PAB)) is performed for 40 to 120 seconds, preferably 60 under a temperature condition of 80 to 150°C. After carrying out for -90 seconds, for example, after selectively exposing ArF excimer laser light through a desired mask pattern by an ArF exposure apparatus or the like, under a temperature condition of 80 to 150°C, PEB (heating after exposure) was 40 It is carried out for -120 seconds, Preferably it is 60-90 seconds. Subsequently, this is developed using an alkali developer, for example, 0.1 to 10% by mass of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, and rinsed with water preferably using pure water and dried. In addition, in some cases, a bake treatment (post bake) may be performed after the development treatment. In this way, a guide pattern faithful to the mask pattern can be formed.

가이드 패턴의 기판 표면 (혹은 중성화막 표면) 으로부터의 높이는, 기판 표면에 형성되는 블록 코폴리머를 함유하는 층의 두께 이상인 것이 바람직하다. 가이드 패턴의 기판 표면 (혹은 중성화막 표면) 으로부터의 높이는, 예를 들어, 가이드 패턴을 형성하는 레지스트 조성물을 도포하여 형성되는 레지스트막의 막두께에 의해 적절히 조정할 수 있다.It is preferable that the height of the guide pattern from the surface of the substrate (or the surface of the neutralization film) is equal to or greater than the thickness of the layer containing the block copolymer formed on the surface of the substrate. The height of the guide pattern from the substrate surface (or the surface of the neutralization film) can be appropriately adjusted by, for example, the film thickness of the resist film formed by applying a resist composition for forming the guide pattern.

가이드 패턴을 형성하는 레지스트 조성물은, 일반적으로 레지스트 패턴의 형성에 사용되는 레지스트 조성물이나 그 개변물 중에서, 블록 코폴리머를 구성하는 어떠한 폴리머와 친화성을 갖는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 당해 레지스트 조성물로는, 노광부가 용해 제거되는 포지티브형 패턴을 형성하는 포지티브형 레지스트 조성물, 미노광부가 용해 제거되는 네거티브형 패턴을 형성하는 네거티브형 레지스트 조성물 중 어느 것이어도 되지만, 네거티브형 레지스트 조성물인 것이 바람직하다. 네거티브형 레지스트 조성물로는 예를 들어, 산 발생제와, 산의 작용에 의해 유기 용제를 함유하는 현상액에 대한 용해성이 감소하는 기재 성분을 함유하고, 그 기재 성분이, 산의 작용에 의해 분해되어 극성이 증대되는 구성 단위를 갖는 수지 성분을 함유하는 레지스트 조성물이 바람직하다.The resist composition for forming the guide pattern can be suitably selected from among resist compositions or modifications thereof that are generally used for forming a resist pattern and have affinity with any polymer constituting the block copolymer. The resist composition may be any of a positive resist composition forming a positive pattern in which an exposed portion is dissolved and removed, and a negative resist composition forming a negative pattern in which an unexposed portion is dissolved and removed, but the negative resist composition is desirable. The negative resist composition contains, for example, an acid generator and a base component whose solubility in a developer containing an organic solvent decreases due to the action of an acid, and the base component is decomposed by the action of an acid. A resist composition containing a resin component having a structural unit whose polarity is increased is preferred.

또한, 가이드 패턴이 형성된 기판 표면 상에 블록 코폴리머의 용액을 흘려 부은 후, 상 분리를 일으키기 위해서 열 처리가 이루어진다. 이 때문에, 가이드 패턴을 형성하는 레지스트 조성물로는 내용제성과 내열성이 우수한 레지스트막을 형성할 수 있는 것이 바람직하다.Further, after pouring a solution of the block copolymer onto the surface of the substrate on which the guide pattern is formed, heat treatment is performed to cause phase separation. For this reason, it is preferable that the resist composition for forming the guide pattern is capable of forming a resist film having excellent solvent resistance and heat resistance.

실시예Example

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[하지제의 조제-1] [Preparation of the lower body agent-1]

하기 모노머 (1) ∼ (3) 을 표 1 에 나타내는 몰비로 합성하여 수지 1 ∼ 5 를 조제하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 중에 수지 1 ∼ 5 를 각각 용해시켜, 고형분 농도 0.4 질량% 의 하지제 1 ∼ 5 를 조제하였다.The following monomers (1) to (3) were synthesized at the molar ratio shown in Table 1 to prepare resins 1 to 5, and resins 1 to 5 were each dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and solid content concentration was 0.4% by mass The base agents 1-5 were prepared.

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112014014708267-pat00016
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Figure 112014014708267-pat00017
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실시예 1 ∼ 8, 비교예 1 ∼ 12Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 12

8 인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 유기계 반사 방지막 조성물 「ARC29A」(상품명, 브루워 사이언스사 제조) 를 스피너를 사용하여 도포하고, 핫 플레이트 상에서 205 ℃, 60 초간 소성하여 건조시킴으로써, 막두께 82 ㎚ 의 유기계 반사 방지막을 형성하였다.On an 8-inch silicon wafer, an organic anti-reflection film composition "ARC29A" (trade name, manufactured by Brewer Science) was applied using a spinner, and then baked on a hot plate at 205°C for 60 seconds and dried to obtain a film thickness of 82 nm. An organic antireflection film was formed.

이어서, 당해 유기ㄱ/P 반사 방지막 상에, 표 2 에 나타내는 각 하지제를 스피너를 사용하여 도포하고, 표 2 에 나타내는 각 온도에서 1 분간 소성하여 건조시키고, PGMEA 로 처리·건조시킴으로써, 막두께 10 ㎚ 의 하지제로 이루어지는 층을 기판 상에 형성하였다.Subsequently, on the organic a/P antireflection film, each brushing agent shown in Table 2 was applied using a spinner, fired at each temperature shown in Table 2 for 1 minute, dried, and treated and dried with PGMEA to make the film thickness A layer made of a 10 nm brush was formed on the substrate.

그 하지제의 표면에 물을 적하하고, DROP MASTER-700 (제품명, 쿄와 계면 과학 주식회사 제조) 을 사용하여, 접촉각 (정적 접촉각) 의 측정을 실시하였다 (접촉각의 측정 : 물 2 ㎕). 이 측정값을 「접촉각 (°)」 으로 하여, 결과를 표 2 ∼ 3 에 나타낸다.Water was dripped on the surface of the base material, and the contact angle (static contact angle) was measured using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (measurement of contact angle: water 2 μl). This measured value is referred to as "contact angle (°)", and the results are shown in Tables 2 to 3.

이어서, 상기 하지제 부분을 피복하도록 PS-PMMA 의 블록 코폴리머 1 (Mw 42,400, PS/PMMA 조성비 (몰비) 55/45, 분산도 1.07, 주기 26 ㎚) 또는 블록 코폴리머 2 (Mw 42,400, PS/PMMA 조성비 (몰비) 75/25, 분산도 1.07, 주기 26 ㎚) 의 PGMEA 용액 (2 질량%) 을 스핀 코트 (회전수 1500 rpm, 60 초) 하였다. PS-PMMA 블록 코폴리머가 도포된 기판을, 질소 기류하, 240 ℃ 에서 60 초간 가열시켜 어닐함으로써, 상 분리 구조를 형성시켰다.Then, block copolymer 1 of PS-PMMA (Mw 42,400, PS/PMMA composition ratio (molar ratio) 55/45, dispersion degree 1.07, period 26 nm) or block copolymer 2 (Mw 42,400, PS) to cover the brush part. A PGMEA solution (2 mass%) having a /PMMA composition ratio (molar ratio) of 75/25, a dispersion degree of 1.07, and a cycle of 26 nm) was spin-coated (rotation speed: 1500 rpm, 60 seconds). The substrate to which the PS-PMMA block copolymer was applied was annealed by heating at 240° C. for 60 seconds under a nitrogen stream to form a phase separation structure.

그 결과, 실시예 1 ∼ 8, 비교예 1 ∼ 12 에서는, 하지제 위에 상 분리 구조를 포함하는 구조체를 제조할 수 있엇다.As a result, in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 12, it was possible to manufacture a structure including a phase separation structure on a brush.

어느 예에 있어서도 블록 코폴리머 1 을 사용한 경우에는 라멜라 패턴이, 블록 코폴리머 2 를 사용한 경우에는 실린더 패턴이 형성되었다.In any of the examples, a lamella pattern was formed when the block copolymer 1 was used, and a cylinder pattern was formed when the block copolymer 2 was used.

상 분리가 형성된 기판을 TCA-3822 (도쿄 오카 공업 제조) 를 사용해서, 산소 플라즈마 처리 (200 ㎖/분, 40 Pa, 40 ℃, 200 W, 20 초간) 를 실시하여 PMMA 로 이루어지는 상을 선택적으로 제거하고, 얻어진 기판의 표면을 주사형 전자 현미경 SEMSU8000 (히타치 하이테크놀로지사 제조) 으로 관찰하였다. 균일한 패턴 (수직 라멜라 패턴 또는 실린더 패턴) 이 관찰된 것을 A, 균일한 패턴 (수직 라멜라 패턴 또는 실린더 패턴) 이 형성되지 않은 부분이 관찰된 하지제를 B, 균일한 패턴 (수직 라멜라 패턴 또는 실린더 패턴) 이 관찰되지 않은 하지제를 C 로서 평가하였다. 결과를 표 2 ∼ 3 에 나타낸다.The substrate on which the phase separation was formed was subjected to oxygen plasma treatment (200 mL/min, 40 Pa, 40° C., 200 W, for 20 seconds) using TCA-3822 (manufactured by Tokyo Oka Industries) to selectively select a phase made of PMMA. It removed, and the surface of the obtained board|substrate was observed with a scanning electron microscope SEMSU8000 (manufactured by Hitachi High-Technology). A uniform pattern (vertical lamella pattern or cylinder pattern) is observed, A, brushing agent where a uniform pattern (vertical lamella pattern or cylinder pattern) is not formed is observed B, and a uniform pattern (vertical lamella pattern or cylinder The brush composition in which the pattern) was not observed was evaluated as C. The results are shown in Tables 2-3.

Figure 112014014708267-pat00018
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Figure 112014014708267-pat00019
Figure 112014014708267-pat00019

상기 결과에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하지제는 온도 마진이 180 ℃ ∼ 250 ℃ 로 넓어, 본 발명의 하지제를 사용함으로써 라멜라 패턴 및/또는 실린더 패턴을 형성할 수 있었다.As shown in the above results, the brush composition of the present invention has a wide temperature margin of 180°C to 250°C, and a lamella pattern and/or a cylinder pattern could be formed by using the brush composition of the present invention.

[하지제의 조제-2] [Preparation of the lower body agent-2]

상기 모노머 (1) ∼ (3) 을 표 4 에 나타내는 몰비로 합성하여 수지 6 ∼ 9 를 얻었다. 얻어진 수지 6 ∼ 9 에 대해, 표 5 에 기재된 배분으로 PGMEA 에 용해시켜, 고형분 농도 0.4 질량% 의 하지제 6 ∼ 17 을 얻었다. 하지제에 있어서의 (수지 배합 후의) 모노머 (1) ∼ (3) 의 몰비에 대해서도 표 5 에 병기한다.The monomers (1) to (3) were synthesized at a molar ratio shown in Table 4 to obtain Resins 6 to 9. About the obtained resins 6-9, it was made to melt|dissolve in PGMEA by the distribution shown in Table 5, and the brushing agents 6-17 of the solid content concentration 0.4 mass% were obtained. The molar ratio of the monomers (1) to (3) (after resin blending) in the brush is also indicated in Table 5.

Figure 112014014708267-pat00020
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Figure 112014014708267-pat00021
Figure 112014014708267-pat00021

실시예 9 ∼ 32Examples 9 to 32

8 인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 표 6 에 나타내는 각 하지제를 스피너를 사용하여 도포하고, 표 6 에 나타내는 각 온도에서 1 분간 소성하여 건조시키고, PGMEA 로 처리·건조시킴으로써, 막두께 약 7 ㎚ 의 하지제로 이루어지는 층을 기판 상에 형성하였다.On an 8-inch silicon wafer, each brushing agent shown in Table 6 was applied using a spinner, fired for 1 minute at each temperature shown in Table 6, dried, and treated with PGMEA and dried to have a film thickness of about 7 nm. A layer made of a brush was formed on the substrate.

그 하지제의 표면에 물을 적하하고, DROP MASTER-700 (제품명, 쿄와 계면 과학 주식회사 제조) 을 사용하여, 접촉각 (정적 접촉각) 의 측정을 실시하였다 (접촉각의 측정 : 물 2 ㎕). 이 측정값을「접촉각 (°)」 으로 하여, 결과를 표 6 에 나타낸다.Water was dripped on the surface of the base material, and the contact angle (static contact angle) was measured using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (measurement of contact angle: water 2 μl). This measured value was taken as the "contact angle (°)", and the results are shown in Table 6.

이어서, 상기 하지제 부분을 피복하도록 PS-PMMA 의 블록 코폴리머 1 (Mw 149000, PS/PMMA 조성비 (몰비) 72/28, 분산도 1.08, 주기 52 ㎚) 의 PGMEA 용액 (2 질량%) 을 스핀 코트 (회전수 1500 rpm, 60 초) 하였다. PS-PMMA 블록 코폴리머가 도포된 기판을, 질소 기류하, 240 ℃ 에서 60 초간 가열시켜 어닐함으로써, 상 분리 구조를 형성시켰다.Subsequently, a PGMEA solution (2 mass%) of PS-PMMA block copolymer 1 (Mw 149000, PS/PMMA composition ratio (molar ratio) 72/28, dispersion degree 1.08, period 52 nm) was spun so as to cover the brush part. It was coated (rotation speed 1500 rpm, 60 seconds). The substrate to which the PS-PMMA block copolymer was applied was annealed by heating at 240° C. for 60 seconds under a nitrogen stream to form a phase separation structure.

상 분리가 형성된 기판을 TCA-3822 (도쿄 오카 공업 제조) 를 사용해서, 산소 플라즈마 처리 (200 ㎖/분, 40 Pa, 40 ℃, 200 W, 20 초간) 를 실시하여 PMMA 로 이루어지는 상을 선택적으로 제거하고, 얻어진 기판의 표면을 주사형 전자 현미경 SU8000 (히타치 하이테크놀로지사 제조) 으로 관찰하였다.The substrate on which the phase separation was formed was subjected to oxygen plasma treatment (200 mL/min, 40 Pa, 40° C., 200 W, for 20 seconds) using TCA-3822 (manufactured by Tokyo Oka Industries) to selectively select a phase made of PMMA. After removal, the surface of the obtained substrate was observed with a scanning electron microscope SU8000 (manufactured by Hitachi High-Technology).

균일한 패턴 (수직 실린더 패턴) 이 형성된 것을 ◎, 수직 실린더 패턴이 형성되어 있지만, 일부에서 홀 (2 ∼ 3 개분) 이 연통되어 있던 것을 ○, 수직 실린더 패턴이 형성되어 있지만, 일부에서 홀 (5 ∼ 10 개분) 이 연통되어 있던 것을 △ 로서 평가하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다.◎ that the uniform pattern (vertical cylinder pattern) is formed, the vertical cylinder pattern is formed, but the holes (2 to 3) are connected in part ○, the vertical cylinder pattern is formed, but the hole (5) is partially -10 pieces) were evaluated as △. Table 6 shows the results.

또한, 상기 패턴 형성 공정에 있어서, 실리콘 웨이퍼 대신에 SiON 기판을 사용한 것 외에는 동일하게 하여 형성한 수직 실린더 패턴에 관해서도, 동일하게 형상의 평가를 실시하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다. Further, in the pattern formation step, the shape of the vertical cylinder pattern formed in the same manner was evaluated in the same manner except that a SiON substrate was used instead of a silicon wafer. Table 6 shows the results.

Figure 112014014708267-pat00022
Figure 112014014708267-pat00022

표 6 의 결과로부터, 본 발명에 관련된 하지제는 기판 의존성도 없고 온도 마진이 넓은 하지제인 것을 확인할 수 있었다. 방향족기를 갖는 구성 단위와, 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와 방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위로 구성되는 3 원계의 수지에 있어서, 방향족기를 갖는 구성 단위가 78 몰% 이상 90 몰% 이하이면서, 또한 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위 6 몰% 이하가 되는 경우에, 양호한 실린더 패턴이 얻어지고 있는 것을 확인할 수 있었다.From the results of Table 6, it was confirmed that the brush formulation according to the present invention had no substrate dependence and a wide temperature margin. In a ternary resin composed of a structural unit having an aromatic group, a structural unit having a hydroxyalkyl group, and a structural unit not having an aromatic group and a hydroxyalkyl group, the structural unit having an aromatic group is 78 mol% or more and 90 mol% or less In addition, when it became 6 mol% or less of structural units which have a hydroxyalkyl group, it was confirmed that a favorable cylinder pattern was obtained.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않으며, 첨부된 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these examples. Additions, omissions, substitutions, and other changes of configurations are possible without departing from the spirit of the present invention. The invention is not limited by the foregoing description, but only by the scope of the appended claims.

Claims (3)

기판 상에 형성된 복수 종류의 블록이 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키기 위해서 사용되는 하지제로서,
수지 성분을 함유하고, 그 수지 성분이,
방향족기를 갖는 구성 단위와,
하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위와,
방향족기 및 하이드록시알킬기를 갖지 않는 구성 단위를 함유하고,
상기 수지 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대해, 상기의 방향족기를 갖는 구성 단위의 비율이 78 몰% 이상 90 몰% 이하이고, 또한 상기의 하이드록시알킬기를 갖는 구성 단위의 비율이 6 몰% 이하인 하지제 (단, 산분해 가능기를 함유하는 수지 성분을 함유하는 것을 제외한다).
As a brushing agent used to phase-separate a layer containing a block copolymer in which a plurality of types of blocks formed on a substrate are bonded,
It contains a resin component, and the resin component,
A structural unit having an aromatic group, and
A structural unit having a hydroxyalkyl group, and
It contains a structural unit that does not have an aromatic group and a hydroxyalkyl group,
The ratio of the structural unit having an aromatic group is 78 mol% or more and 90 mol% or less, and the ratio of the structural unit having the hydroxyalkyl group is 6 mol% or less with respect to all the structural units constituting the resin component. Article (except for those containing a resin component containing an acid-decomposable group).
삭제delete 기판 상에 제 1 항에 기재된 하지제를 도포하여, 그 하지제로 이루어지는 층을 형성하는 공정과,
상기 하지제로 이루어지는 층 위에, 복수 종류의 폴리머가 결합된 블록 코폴리머를 함유하는 층을 형성하는 공정과,
당해 블록 코폴리머를 함유하는 층을 상 분리시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
Applying the brush according to claim 1 on a substrate to form a layer made of the brush,
Forming a layer containing a block copolymer to which a plurality of types of polymers are bonded on the layer made of the brush,
A pattern formation method comprising a step of phase-separating a layer containing the block copolymer.
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