KR20040016161A - Process for preparing polymer compound for resist - Google Patents

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키타노사토루
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군에이 가가쿠 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

PURPOSE: A method for preparing a polymer compound for resist is provided, to improve heat resistance, sensitivity and resolution without the shrinkage of a resist layer, the decrease of a resist line width and the deterioration of dry etching resistance of a polymer. CONSTITUTION: The method comprises the steps of dissolving a styrene-based monomer containing at least 4-acetoxystyrene monomer and a dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester in a solvent to obtain a polymer solution; hydrolyzing the polymer with an alkali catalyst; and washing the obtained product with water. Preferably the dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester is dimethyl-2,2-azobis(2-methylpropionate); and the styrene-based monomer is represented by the formula 1, wherein R1 is H, OH, an alkyl or alkoxy group of C1-C6 or an acyloxy group of C2-C7; and R2 is H or CH3. Preferably the solvent does not contain methanol; and the alkali catalyst is a quaternary amine hydroxide.

Description

레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARING POLYMER COMPOUND FOR RESIST}Manufacturing method of polymer compound for resists {PROCESS FOR PREPARING POLYMER COMPOUND FOR RESIST}

본 발명은, 레지스트용 고분자 화합물의 제조방법, 보다 상세하게는 레지스트 등의 감광성 수지 또는 감광성 수지를 얻기 위한 전구체로 유용한 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a polymer compound for resist, and more particularly, to a method for producing a polymer compound for resist useful as a precursor for obtaining a photosensitive resin such as a resist or a photosensitive resin.

4-히드록시스티렌의 호모 폴리머나 코폴리머 등은, 레지스트 등의 감광성 수지 또는 이런 감광성 수지를 얻기 위한 전구체로 알려져 있다.Homopolymers, copolymers and the like of 4-hydroxystyrene are known as photosensitive resins such as resists or precursors for obtaining such photosensitive resins.

이러한 폴리머의 제조방법으로서, 예를 들면 「메탄올에 용해 시킨 4-아세톡시스티렌 폴리머를 약 40℃에서 80℃의 온도로 아세톡시기가 가수분해 하여 페놀기를 생성하기에 충분한 시간 동안 제 4급 암모늄 염기와 반응시키고; 계속하여 약 50℃에서 150℃온도로 가열하여 반응 중에 생성된 초산 메틸과 제4급 암모늄 수산화물의 분해 생성물을 제거하는 것을 특징으로 하는 비닐 페놀 폴리머의 제조법 」(일본 특공평 7-96569호 공보) 이 알려져 있다.As a method for producing such a polymer, for example, "4-acetoxystyrene polymer dissolved in methanol is quaternary ammonium for a time sufficient to produce a phenol group by hydrolyzing the acetoxy group at a temperature of about 40 to 80 ℃. React with base; Subsequently, the method for producing a vinyl phenol polymer, wherein the decomposition product of methyl acetate and quaternary ammonium hydroxide produced during the reaction is removed by heating from about 50 ° C to 150 ° C '' (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-96569) This is known.

그런데, 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능 향상을 위해, 종래에는 폴리머의 조성비나 폴리머의 분자량을 조정하거나, 알카리 용액에 대한 용해잔사를 감소시키거나, 특히 해상도 향상을 위해 특정 화합물에 의한 폴리머의 변형 등을 실시해 왔다.However, in order to improve resist performance, such as heat resistance, sensitivity, and resolution, conventionally, the composition ratio of the polymer or the molecular weight of the polymer is adjusted, or the residues dissolved in the alkaline solution are reduced, or in particular, the resolution of the polymer by a specific compound is used to improve the resolution. It has been modified.

그렇지만, 폴리머 조성비를 조정한다거나, 변형에 의해 폴리머의 친수성화를 실시하게 되면, 레지스트의 막이 줄거나 레지스트 선 폭의 감소가 발생하는 등의 문제가 있었다. 또한 폴리머의 분자량을 감소시시킬 경우 알카리 용액에 대한 용해성은 향상되나, 폴리머의 드라이 에칭 내성이 저하된다는 문제점이 있었다.However, when the polymer composition ratio is adjusted or the polymer is made hydrophilic by deformation, there is a problem that the film of the resist is reduced or the resist line width is reduced. In addition, when the molecular weight of the polymer is reduced, the solubility in the alkali solution is improved, but there is a problem that the dry etching resistance of the polymer is lowered.

또한 상기의 일본 특공평 7-96569호 공보에 개시된 기술에서는 4-히드록시 스티렌 폴리머의 이용이나 용도에 있어서 하나의 문제가 되는 잔존 알카리 금속을 제거하는 것은 가능하나, 레지스트의 막이 줄거나, 레지스트의 선 폭이 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성 저하등을 발생시키지 않고, 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향상시키는 것은 곤란한 일이었다.In addition, in the technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-96569, it is possible to remove the remaining alkali metal, which is a problem in the use or use of the 4-hydroxy styrene polymer, but the film of the resist is reduced, It was difficult to improve resist performances such as heat resistance, sensitivity, resolution, and the like without reducing the line width and reducing the dry etching resistance of the polymer.

따라서 본 발명은, 레지스트 막이 줄거나, 레지스트 선 폭의 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성 저하등을 발생시키지 않고, 내열성, 감도, 해상도등의 레지스트성능을 향상시키는 것을 가능하게 하는 레지스트용 고분자 화합물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a preparation of a polymer compound for resists that makes it possible to improve resist performance such as heat resistance, sensitivity and resolution without reducing the resist film, decreasing the resist line width, or lowering the dry etching resistance of the polymer. It is an object to provide a method.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하고자 예의 연구에 힘 쓴 결과, 디메틸-2,2-아조비스카르복시산 에스테르를 중합개시제로 하여 얻어진 적어도 4-아세톡시스티렌계 모노머를 구성 모노머의 하나로 하는 폴리머 용액에, 알카리 촉매를 가해 가수분해 시킨 후, 물로 세정함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 결과를 얻어, 본 발명을 완성하게 되었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching in order to achieve the said objective, in the polymer solution which makes at least 4-acetoxy styrene-type monomer obtained by using dimethyl-2, 2- azobiscarboxylic acid ester as a polymerization initiator as one of a constituent monomer, After adding an alkali catalyst to hydrolyze and washing with water, the above-mentioned problem was solved, and the present invention was completed.

즉, 본 발명은, 적어도 4-아세톡시스티렌 모노머를 함유하는 스티렌계 모노머와 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르를 용매에 용해시켜 스티렌계 모노머를 중합시켜 얻어진 폴리머 용액에 알카리 촉매를 가해 가수분해 시킨 후, 물로 세정하는 것을 특징으로 하는 레지스트용 고분자 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.That is, in the present invention, an alkali catalyst is added to a polymer solution obtained by dissolving a styrene-based monomer containing at least 4-acetoxy styrene monomer and dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester in a solvent to polymerize a styrene-based monomer. After decomposing, the present invention provides a method for producing a polymer compound for resist, which is washed with water.

이러한 구성을 적용함으로써 레지스트 막이 줄거나, 레지스트 선 폭의 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성의 저하 등을 발생시키지 않고 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향상시킬 수 있는 레지스트용 고분자 화합물을 얻을 수 있다.By applying such a structure, a high-molecular compound for resist that can improve resist performance such as heat resistance, sensitivity, resolution, and the like without reducing the resist film, decreasing the resist line width, or lowering the dry etching resistance of the polymer can be obtained. .

본 발명에 이용되는 스티렌계 모노머는, 적어도 4-아세톡시스티렌 모노머를 함유하는 것이다. 스티렌계 모노머로서는, 다음식 (1)로 표시되는 화합물이 바람직하다.The styrene-based monomer used in the present invention contains at least 4-acetoxy styrene monomer. As a styrene-type monomer, the compound represented by following formula (1) is preferable.

(식 중, R1은 수소 원자, 히드록실기, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 1~6의 알콕시기 또는 탄소 수 2~7의 아실록시기를 나타내며, R2는 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.)(In formula, R <1> represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 alkoxy group, or a C2-C7 acyloxy group, and R <2> represents a hydrogen atom or a methyl group. Is displayed.)

탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 1~6의 알콕시기, 탄소 수 2~7의 아실록시기는 직쇄상이나 분지쇄상의 어느 것이나 괜찮다. R1으로는 히드록실기, 탄소 수 3~5의 알콕시기, 탄소 수 2~4의 아실록시기가 보다 바람직하며, 히드록실기, t-부톡시기, 아세톡시기가 특히 적당하다.The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms may be linear or branched. As R <1> , a hydroxyl group, a C3-C5 alkoxy group, and a C2-C4 acyloxy group are more preferable, and a hydroxyl group, t-butoxy group, and an acetoxy group are especially suitable.

본 발명에 있어서는 4-아세톡시스티렌 모노머 및 필요에 따라 상기 스티렌계 모노머의 한종류 이상을 이용할 수도 있다.In this invention, one or more types of 4-acetoxy styrene monomer and the said styrene-type monomer can also be used as needed.

디메틸-2,2 아조비스카르복시산 에스테르는, 상기 스티렌계 모노머를 중합시키기 위한 중합개시제로 이용하는 것이다. 이런 디메틸 -2,2 아조비스카르복시산 에스테르를 구성하는 카르복시산 잔기로서는, 직쇄상, 분지쇄상의 어느 것이나 좋으나, 탄소 수 2~8의 것이 적당하며, 탄소 수 2~5의 것이 보다 적당하고, 2-메틸 프로폭시기가 특히 바람직하다. 중합개시제로써 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르를 이용함으로써, 레지스트 막이 줄거나 레지스트 선 폭의 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성의 저하 등을 발생시키지 않고 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향상시킬 수 있는 레지스트용 고분자 화합물을 얻을 수 있다. 중합개시제로 예를 들어, 2,2 -아조비스이소부티로니트릴을 이용할 경우, 상기의 우수한 효과를 충분히 얻을수 없다.Dimethyl-2,2 azobiscarboxylic acid ester is used as a polymerization initiator for polymerizing the styrene monomer. As the carboxylic acid residue constituting such dimethyl-2,2 azobiscarboxylic acid ester, any linear or branched chain may be used, but one having 2 to 8 carbon atoms is preferable, and one having 2 to 5 carbon atoms is more suitable. Methyl propoxy group is particularly preferred. By using dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester as a polymerization initiator, resist performance such as heat resistance, sensitivity, resolution, etc. can be improved without reducing the resist film, reducing the resist line width, or reducing the dry etching resistance of the polymer. A polymer compound for resists can be obtained. In the case of using, for example, 2,2-azobisisobutyronitrile as the polymerization initiator, the above excellent effects cannot be sufficiently obtained.

본 발명의 제조방법은, 우선 적어도 4-아세톡시스티렌 모노머를 함유하는 스티렌계 모노머와 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르를 용매에 용해시켜 스티렌계 모노머를 중합시켜서, 스티렌계 모노머를 구성 모노머로 하는 폴리머를 제조한다.In the production method of the present invention, first, a styrene-based monomer containing at least 4-acetoxy styrene monomer and dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester are dissolved in a solvent to polymerize a styrene-based monomer to form a styrene-based monomer. A polymer is prepared.

스티렌계 모노머와 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르를 용해시켜 스티렌계 모노머를 중합시키는 용매로는, 이들을 용해시키는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 일반적인 용매를 이용할 수 있으나 메탄올을 포함하고 있지 않은 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.The solvent for polymerizing the styrene monomer by dissolving the styrene monomer and the dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester is not particularly limited as long as it dissolves them. A general solvent may be used but it does not contain methanol. Do. Specifically, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. are mentioned, for example.

중합은 예를 들면, 퍼옥시드(과산화물), 아조화합물 등 공지의 유리기 촉매를 이용하여 용액 중합, 현탁 중합, 유화 중합 또는 괴상 중합 등의 방법을 실시할 수 있다.The polymerization can be carried out by a method such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization or bulk polymerization using a known free radical catalyst such as a peroxide (peroxide) or an azo compound.

스티렌계 모노머와 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르와의 배합비(몰비)는, 100 : 1 ~ 100 : 30 이 적당하며, 100 : 2 ~ 100 : 20이 특히 바람직하다. 반응 조건은, 1~150℃가 적당하며, 특히 실온(25 ℃)~100℃가 바람직하며, 적당한 시간은 1~48시간이며, 3~24 시간이 가장 바람직하다. 반응 용기 내에서는 라디칼의 활성을 잃지 않도록, 질소 치환해 두는 것이 바람직하다.As for the compounding ratio (molar ratio) of a styrene-type monomer and a dimethyl-2, 2- azobis carboxylic acid ester, 100: 1-100: 30 are suitable, and 100: 2-100: 20 are especially preferable. 1-150 degreeC is suitable for reaction conditions, Especially room temperature (25 degreeC)-100 degreeC is preferable, A suitable time is 1 to 48 hours, and 3 to 24 hours are the most preferable. It is preferable to carry out nitrogen substitution in the reaction vessel so as not to lose the activity of radicals.

이러한 반응 조건을 적당하게 선택함으로써, 용도에 맞는 적당한 분자량의 폴리머를 제조할 수가 있다.By selecting these reaction conditions suitably, the polymer of the suitable molecular weight suitable for a use can be manufactured.

다음으로, 얻어진 폴리머 용액에 알카리 촉매를 가하여 가수분해하여 히드록시 스티렌 폴리머를 제조한다. 알카리 촉매로는, 4급 아민 수산화물이 적당하다. 4급 아민 수산화물은 다음식으로 표시된다.Next, an alkali catalyst is added to the obtained polymer solution and hydrolyzed to prepare a hydroxy styrene polymer. As an alkali catalyst, quaternary amine hydroxide is suitable. The quaternary amine hydroxide is represented by the following formula.

여기에서 각 R은, 탄소 원자 수 1~9의 유기 기이다. R은 지방족 또는 방향족일 수 있으며, 동일하거나 상이한 것이어도 관계 없다. 유기 기에는 히드록시 에틸도 포함될 수 있다. 유기 기의 예로써 메틸, 에틸, 이소프로필, 부틸, 벤질, 메틸 벤질, 디메틸 벤질이 있다. 유용한 제 4급 암모늄 수산화물의 예로는 테트라메틸 암모늄 수산화물, 에틸 트리메틸 암모늄 수산화물, 디에틸 디메틸 암모늄 수산화물, 트리에틸 메틸 암모늄 수산화물, 테트라에틸 암모늄 수산화물, 벤질 트리메틸 암모늄 수산화물 및 콜린이 있다. 특히 바람직한 제 4급 암모늄 수산화물은 테트라메틸 암모늄 수산화물이다.Herein, each R is an organic group having 1 to 9 carbon atoms. R may be aliphatic or aromatic and may be the same or different. Organic groups may also include hydroxy ethyl. Examples of organic groups are methyl, ethyl, isopropyl, butyl, benzyl, methyl benzyl, dimethyl benzyl. Examples of useful quaternary ammonium hydroxides are tetramethyl ammonium hydroxide, ethyl trimethyl ammonium hydroxide, diethyl dimethyl ammonium hydroxide, triethyl methyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide, benzyl trimethyl ammonium hydroxide and choline. Particularly preferred quaternary ammonium hydroxides are tetramethyl ammonium hydroxides.

알카리 촉매의 첨가량은, 스티렌계 모노머 배합량에 대해 1~20 중량%The addition amount of an alkali catalyst is 1-20 weight% with respect to the styrene-type monomer compounding quantity.

가 적당하며, 1~5 중량%가 특히 바람직하다. 가수분해의 조건은 20~100℃가 적당하고, 특히 20~80℃가 바람직하며, 적당하게는 1~10시간, 특히 3~8시간이 가장 적당하다.Is suitable, with 1 to 5% by weight being particularly preferred. As for the conditions of hydrolysis, 20-100 degreeC is suitable, 20-80 degreeC is especially preferable, 1-10 hours suitably, 3-8 hours are the most suitable suitably.

다음으로, 얻어진 히드록시스티렌 폴리머 함유액을 물로 세정한다. 물로 세정함으로써, 레지스트의 막이 줄거나, 레지스트 선 폭의 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성의 저하 등을 발생시키지 않고, 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향상시킬 수 있는 레지스트용 고분자 화합물을 제조할 수 있다. 제 4급 암모늄 수산화물은, 가열에 불안정하기 때문에, 가수분해 반응 후에 분해되어 저비점 분해 생성물이 되므로, 반응 용액으로부터 제거가 용이해 진다는 이점이 있다. 그러나,가열에 의한 분해 제거만으로 제 4급 암모늄 수산화물을 완전하게 제거하는 것은 곤란하다. 따라서 물로 세정하는 방법 대신 가열에 의한 분해 제거를 이용할 경우, 상기의 우수한 효과를 충분하게 얻을 수 없게 된다. 물은, 임의의 양, 임의의 회수로 첨가하여 세정할 수가 있다. 첨가시의 온도에 있어 특별한 제한은 없다. 물에는 적당한 비율로 메탄올을 배합해도 된다.Next, the obtained hydroxystyrene polymer containing liquid is wash | cleaned with water. By washing with water, a polymer compound for resist can be produced that can improve resist performance such as heat resistance, sensitivity, resolution, and the like without reducing the resist film, decreasing the resist line width, or decreasing the dry etching resistance of the polymer. Can be. Since the quaternary ammonium hydroxide is unstable in heating, since it is decomposed after the hydrolysis reaction to become a low boiling point decomposition product, there is an advantage that the quaternary ammonium hydroxide is easily removed from the reaction solution. However, it is difficult to completely remove the quaternary ammonium hydroxide only by decomposition and removal by heating. Therefore, when using the decomposition removal by heating instead of the method of washing with water, the said excellent effect cannot fully be acquired. Water can be added and washed in any amount and at any number of times. There is no particular limitation on the temperature at the time of addition. You may mix | blend methanol with water at a suitable ratio.

물로 세정한 후, 통상법에 따라 정제, 건조 등을 실시함으로써 레지스트용 고분자 화합물을 얻을 수 있다.After washing with water, the polymer compound for resist can be obtained by performing purification, drying, etc. according to a conventional method.

4-아세톡시스티렌은, 스티렌의 단독 중합과 같이 용이하게 단독중합하거나, 또 스티렌이나, 스티렌과 공중합성의 다른 모노머와 공중합 할 수 있다.4-acetoxy styrene can be homopolymerized easily like homopolymerization of styrene, or can be copolymerized with styrene and another monomer copolymerizable with styrene.

본 발명에 있어서는, 상기 스티렌계 모노머 이외의 화합물을 스티렌계 모노머와 함께 공중합 시킬 수 있다. 이러한 화합물의 예로써, 비닐 톨루엔, α-메틸 스티렌, 부타디엔 등의 디엔 모노머, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 및 2-에틸 헥실 아크릴레이트 등의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 에스테르 모노머, 아크릴 산, 메타크릴 산, 무수 말레인 산, 말레인 산, 푸말 산 등의 중합성 산을 들 수 있는데, 다음식(2)In the present invention, compounds other than the styrene monomer can be copolymerized with the styrene monomer. Examples of such compounds include diene monomers such as vinyl toluene, α-methyl styrene, butadiene, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate and 2-ethyl hexyl acrylate. And polymerizable acids such as acrylate and methacrylate monomers, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, maleic acid, and fumaric acid.

(식 중 , R3은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, R4는 탄소 수 1~6의 알킬기 또는 다음식 (3)~(7) 중의 어느 하나(In formula, R <3> represents a hydrogen atom or a methyl group, R <4> is a C1-C6 alkyl group or any of following formula (3)-(7).

를 나타낸다)로 표시되는 화합물이 바람직하다. 식(2)로 표시되는 화합물을 모노머로 하여 중합시킴으로써, 해상도 향상 효과가 생긴다. 스티렌계 모노머와 식(2)로 표시되는 화합물과의 배합비에 특별한 제한은 없다.Is represented). By polymerizing the compound represented by Formula (2) as a monomer, the effect of a resolution improvement is produced. There is no restriction | limiting in particular in the compounding ratio of a styrene-type monomer and the compound represented by Formula (2).

본 발명의 방법에 의해 제조된 레지스트용 고분자 화합물은, 레지스트 패턴 형성에 이용되는 레지스트용 수지로써 유용하다. 레지스트 패턴은, 예를 들면 레지스트용 고분자 화합물과 광산발생제와 용제(예를 들면 젖산에틸)를 함유하는 레지스트액을 제조하고, 이 레지스트 액을 기판상에 도포하여 레지스트 막을 만들고, 그 레지스트 막을 노광시켜 현상함으로써 형성시킬 수 있다.The high molecular compound for resist manufactured by the method of this invention is useful as resin for resist used for resist pattern formation. The resist pattern is formed by, for example, preparing a resist liquid containing a high molecular compound for photoresist, a photoacid generator and a solvent (for example, ethyl lactate), applying the resist liquid on a substrate to form a resist film, and exposing the resist film. It can form by developing.

다음에 실시예를 보임으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Next, the present invention will be described in more detail by showing examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

(중합개시제로 디메틸-2,2 -아조비스(2-메틸프로피오네이트))를 이용한 4-히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 제조)(Preparation of 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer using dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate) as polymerization initiator)

분리 플라스크에, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 100g, 4-아세톡시스티렌 78.6g, 4- 터셔리부톡시스티렌 21.4 g, 중합개시제로써 디메틸-2,2 아조비스(2-메틸프로피오네이트) 3.7g을 넣고, 질소 치환 후, 80℃에서 16시간 반응 시켰다. 이 반응액에 25% 테트라메틸암모늄수산화물 5g을 첨가하여, 70℃에서 5시간 가온한다. 저분자량 올리고머 및 잔류 모노머를 제거하기 위해, 이 용액에 메탄올/순수(純水)를 임의의 비율로 첨가하여 수회 세정하였다. 세정 후, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에서 용제 치환을 실시, 고형분 20%의 4-히드록시스티렌/4- 터셔리부톡시스티렌 폴리머의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 용액 400g을 얻었다. 얻어진 폴리머의 분자량은 30000 이었다.In a separate flask, 100 g of ethylene glycol monoethyl ether, 78.6 g of 4-acetoxy styrene, 21.4 g of 4-tert-butoxy styrene, and 3.7 g of dimethyl-2,2 azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator were added. After nitrogen replacement, the mixture was reacted at 80 ° C. for 16 hours. 5g of 25% tetramethylammonium hydroxide is added to this reaction liquid, and it heats at 70 degreeC for 5 hours. To remove the low molecular weight oligomer and residual monomer, the solution was washed several times by adding methanol / pure water at an arbitrary ratio. After washing, solvent substitution was carried out in propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain 400 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer having a solid content of 20%. The molecular weight of the obtained polymer was 30000.

(실시예 2)(Example 2)

(중합개시제로 디메틸-2,2 -아조비스(2-메틸프로피오네이트))를 이용한 치환4-히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 제조)(Preparation of Substituted 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer using dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate) as polymerization initiator)

실시예 1에서 얻어진 4-히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 용액 100g에, 질소 치환 후 에틸 비닐 에테르 1.1g, 트리 플루오로초산 0.17g을 첨가하여, 실온에서 5시간 반응 시켰다. 얻어진 반응 용액에 트리 에틸 아민 0.3g을 첨가하여 중화시켰다. 중화 후, 반응액에 순수(純水)를 첨가하여 세정하였다. 이런 세정을 수회 반복하였다. 세정 후, 진공에서 탈수를 실시, 젖산 에틸에서 용제 치환을 실시, 치환4- 히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 젖산 에틸 용액 100g을 얻었다.To 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution of 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer obtained in Example 1, 1.1 g of ethyl vinyl ether and 0.17 g of trifluoroacetic acid were added after nitrogen substitution, and room temperature Reaction was carried out for 5 hours. 0.3 g of triethylamine was added to the obtained reaction solution and neutralized. After neutralization, pure water was added to the reaction solution and washed. This washing was repeated several times. After washing, dehydration was carried out in vacuo, solvent substitution was performed with ethyl lactate, and 100 g of an ethyl lactate solution of the substituted 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer was obtained.

(비교예 1및 2)(Comparative Examples 1 and 2)

비교예 1은, 실시예 1에 있어서, 디메틸-2,2 -아조비스(2-메틸프로피오네이트) 대신 2,2 -아조비스이소부티로니트릴을 이용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 4- 히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 용액 400g을 얻었다. 얻어진 폴리머의 분자량은 30000이다.Comparative Example 1 was similar to Example 1 in Example 1 except that 2,2-azobisisobutyronitrile was used instead of dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate). 400 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer was obtained. The molecular weight of the obtained polymer is 30000.

비교예 2는, 실시예 2에 있어서, 디메틸-2,2 -아조비스(2-메틸프로피오네이트) 대신에 2,2 -아조비스이소부티로니트릴을 이용한 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 치환 4- 히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 젖산 에틸 용액100g을 얻었다.Comparative Example 2 was similar to Example 2 in Example 2, except that 2,2-azobisisobutyronitrile was used instead of dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate). 100 g of ethyl lactate solution of the substituted 4-hydroxystyrene / 4-tert-butoxy styrene polymer was obtained.

(실험예 1)Experimental Example 1

(레지스트 패턴의 형성)(Formation of resist pattern)

실시예 2 및 비교예 2에서 얻어진 치환 4- 히드록시스티렌/4-터셔리부톡시스티렌 폴리머의 젖산 에틸 용액 100g에, 광산발생제 비스(시클로헥실설포닐) 디아조메탄 5g을 용해하여 레지스트액을 조합하였다. 이 레지스트액을 0.1㎛ 멤브레인 필터를 이용해 여과하여, 레지스트액으로 하였다. 이 레지스트액을 스피너를 이용하여 실리콘 기판 위에 도포하고, 이것을 핫 플레이트에서 90℃, 90초간 건조시켜 막 두께 0.5㎛의 레지스트 막을 제조하였다. 이 막에, 축소 투영 노광장치를 이용해 노광 시킨 후 110℃, 90초간 가열하고, 계속하여 2.38% 테트라메틸 암모늄 수산화물 수용액에서 30초간 현상하여, 순수(純水)로 린스를 실시하였다.5 g of a photoacid generator bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane was dissolved in 100 g of an ethyl lactate solution of the substituted 4-hydroxystyrene / 4-tertiarybutoxystyrene polymer obtained in Example 2 and Comparative Example 2, and a resist solution. Were combined. This resist liquid was filtered using a 0.1 micrometer membrane filter to obtain a resist liquid. This resist liquid was applied onto a silicon substrate using a spinner, and dried at 90 ° C. for 90 seconds on a hot plate to prepare a resist film having a thickness of 0.5 μm. After exposing this film | membrane using a reduced-projection exposure apparatus, it heated at 110 degreeC and 90 second, and then developed in 2.38% aqueous tetramethyl ammonium hydroxide solution for 30 second, and rinsed with pure water.

현상 후 레지스트 패턴에 있어서, 패턴 형상, 해상도, 감도, 용해 잔사 및 내열성을 이하의 방법으로 평가하였다. 결과를 표1에 나타내었다.In the post-development resist pattern, pattern shape, resolution, sensitivity, dissolved residue and heat resistance were evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.

(패턴 형상)(Pattern shape)

현상 후의 레지스트 패턴이 부착된 실리콘 기판을 여러가지 온도로 설정한 클린 오븐에서 30초간 방치 후, 레지스트 패턴의 모양을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다.After leaving the silicon substrate with a resist pattern after development for 30 seconds in a clean oven set at various temperatures, the shape of the resist pattern was observed with a scanning electron microscope.

(해상도)(resolution)

0.25㎛의 라인 앤드 스페이스를 1:1로 해상하는 노광 양을 최적 노광으로 하였을 때, 분리되어 있는 라인 앤드 스페이스의 최소 선폭을 평가 레지스트의 해상도로 하였다.When the exposure amount which resolves the line-and-space of 0.25 micrometer 1: 1 to the optimal exposure, the minimum line width of the separated line-and-space was made into the resolution of the evaluation resist.

(감도)(Sensitivity)

0.25㎛의 라인 앤드 스페이스를 1:1로 해상하는 노광 양을 최적 노광양으로 나타내었다.The exposure amount which resolves the line-and-space of 0.25 micrometer 1: 1 to the optimal exposure amount was shown.

(용해잔사)(Melting residue)

SEM (주사형 전자현미경) 사진으로 유무를 판정하였다.SEM (scanning electron microscope) photograph was used to determine the presence or absence.

(내열성)(Heat resistance)

레지스트 패턴을 가열했을 때, 그 레지스트 패턴이 열 변형을 일으킨 온도로 나타내었다.When the resist pattern was heated, it was shown at the temperature at which the resist pattern caused thermal deformation.

[표 1]TABLE 1

표 1에서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 레지스트용 고분자 화합물을 이용하면 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향상시킬 수 있음이 명확해졌다.In Table 1, it became clear that the use of the resist polymer compound prepared according to the method of the present invention can improve resist performance such as heat resistance, sensitivity, and resolution.

본 발명의 제조 방법을 이용하면, 레지스트 막이 줄거나, 레지스트 선폭의 감소, 폴리머의 드라이 에칭 내성의 저하 등을 발생시키지 않고 내열성, 감도, 해상도 등의 레지스트 성능을 향싱시킬 수 있는 레지스트용 고분자 화합물을 얻을 수있다.By using the production method of the present invention, a high-molecular compound for resist that can enhance resist performance such as heat resistance, sensitivity, resolution, and the like without reducing the resist film, decreasing the resist line width, or decreasing the dry etching resistance of the polymer, etc. Can get

Claims (6)

적어도 4-아세톡시스티렌 모노머를 함유하는 스티렌계 모노머와 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르를 용매에 용해하여 스티렌계 모노머를 중합시켜 얻어진 폴리머 용액에, 알카리 촉매를 가해서 가수분해 시킨 후 물로 세정하는 것을 특징으로 하는 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법.Alkaline catalyst was added to the polymer solution obtained by dissolving a styrene-based monomer containing at least 4-acetoxy styrene monomer and dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester in a solvent to polymerize a styrene-based monomer, followed by hydrolysis by washing with water. A method for producing a polymer compound for resist, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디메틸-2,2 -아조비스카르복시산 에스테르가 디메틸-2,2 -아조비스(2-메틸프로피오네이트)인 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법.A method for producing a polymer compound for resist, wherein the dimethyl-2,2-azobiscarboxylic acid ester is dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스티렌계 모노머가 다음 식 (1)The styrene monomer is represented by the following formula (1) (식 중, R1은 수소 원자, 히드록실기, 탄소 수 1~6의 알킬기, 탄소 수 1~6의 알콕시기 또는 탄소 수 2~7의 아실록시기를 나타내며, R2는 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다) 로 표시되는 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법.(In formula, R <1> represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 alkoxy group, or a C2-C7 acyloxy group, and R <2> represents a hydrogen atom or a methyl group. The manufacturing method of the high molecular compound for resists represented by the following). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용매가 메탄올을 함유하고 있지 않은 레지스트용 고분자 화합물의 제조방법.A method for producing a polymer compound for resist, wherein the solvent does not contain methanol. 제1항에 1 있어서,The method according to claim 1, 상기 알카리 촉매가, 4급 아민 수산화물인 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법.The said alkali catalyst is a manufacturing method of the high molecular compound for resists which are quaternary amine hydroxides. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 다음식 (2)(2) (식 중 , R3은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, R4는 탄소 수 1~6의 알킬기 또는 다음식 (3)~(7) 중의 어느 하나(In formula, R <3> represents a hydrogen atom or a methyl group, R <4> is a C1-C6 alkyl group or any of following formula (3)-(7). 를 나타낸다)로 표시되는 화합물을 스티렌계 모노머와 함께 공중합 시키는 것을 특징으로 하는 레지스트용 고분자 화합물의 제조 방법.A method for producing a high-molecular compound for a resist, wherein the compound represented by is copolymerized with a styrene monomer.
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