[go: up one dir, main page]

JP2024160688A - Resin composition for forming etching mask pattern, and method for producing etching mask pattern - Google Patents

Resin composition for forming etching mask pattern, and method for producing etching mask pattern Download PDF

Info

Publication number
JP2024160688A
JP2024160688A JP2024066934A JP2024066934A JP2024160688A JP 2024160688 A JP2024160688 A JP 2024160688A JP 2024066934 A JP2024066934 A JP 2024066934A JP 2024066934 A JP2024066934 A JP 2024066934A JP 2024160688 A JP2024160688 A JP 2024160688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
group
etching mask
mask pattern
bcp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024066934A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
武広 瀬下
Takehiro Seshimo
賢 宮城
Masaru Miyagi
尚宏 太宰
Naohiro Dazai
晃鏡 早川
Teruaki Hayakawa
伸祐 前川
Shinsuke Maekawa
綾太 上原
Ryota Uehara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Institute of Science Tokyo
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Institute of Science Tokyo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd, Institute of Science Tokyo filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to TW113115282A priority Critical patent/TW202511331A/en
Priority to KR1020240055668A priority patent/KR20240160019A/en
Priority to US18/645,876 priority patent/US20240368393A1/en
Publication of JP2024160688A publication Critical patent/JP2024160688A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

To provide a resin composition for forming an etching mask pattern, excellent in vertical alignment properties at a high film thickness, and to provide a method for producing an etching mask pattern using the same.SOLUTION: The resin composition for forming an etching mask pattern contains: a block copolymer having a first block and a second block; and a homopolymer having a number average molecular weight of less than 3,000. The first block is a polymer of a constituent unit represented by formula (b1). The second block is a random copolymer of a constituent unit represented by formula (b2m) and a constituent unit represented by formula (b2g). The volume ratio of the first block is 20-80 vol.%. The homopolymer contains a polymer of a constituent unit represented by formula (b1). R1 is an alkyl group; Rb1 is a hydrogen atom or a methyl group; n is an integer of 0-5; R2 is an alkyl group; R3 is an alkylene group; Rb2 is a hydrogen atom or the like; and x is more than 0 and less than 1.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物、及びエッチングマスクパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a resin composition for forming an etching mask pattern and a method for producing an etching mask pattern.

近年、大規模集積回路(LSI)のさらなる微細化に伴い、より繊細な構造体を加工する技術が求められている。
このような要望に対し、互いに非相溶性のブロック同士が結合したブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、より微細なパターンを形成する技術の開発が行われている(例えば、特許文献1参照)。
ブロックコポリマーの相分離構造を利用するためには、ミクロ相分離により形成される自己組織化ナノ構造を、特定の領域のみに形成し、かつ、所望の方向へ配列させることが必須とされる。これらの位置制御及び配向制御を実現するために、ガイドパターンによって相分離パターンを制御するグラフォエピタキシーや、基板の化学状態の違いによって相分離パターンを制御するケミカルエピタキシー等のプロセスが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
In recent years, with the further miniaturization of large scale integrated circuits (LSIs), there is a demand for techniques for processing more delicate structures.
In response to such demands, techniques for forming finer patterns have been developed by utilizing a phase-separated structure formed by self-organization of a block copolymer in which mutually incompatible blocks are bonded together (see, for example, Patent Document 1).
In order to utilize the phase separation structure of a block copolymer, it is essential to form the self-organized nanostructure formed by microphase separation only in a specific region and to align it in a desired direction. To achieve this position control and orientation control, processes such as graphoepitaxy, which controls the phase separation pattern by a guide pattern, and chemical epitaxy, which controls the phase separation pattern by differences in the chemical state of the substrate, have been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).

ブロックコポリマーは、相分離により規則的な周期構造の構造体を形成する。
「構造体の周期」とは、相分離構造の構造体が形成された際に観察される相構造の周期を意味し、互いに非相溶である各相の長さの和をいう。相分離構造が基板表面に対して垂直なシリンダー構造を形成する場合、構造体の周期(L0)は、隣接する2つのシリンダー構造の中心間距離(ピッチ)となる。
Block copolymers form structures with regular periodic structures through phase separation.
The "period of the structure" means the period of the phase structure observed when the phase-separated structure is formed, and refers to the sum of the lengths of each phase that is incompatible with each other. When the phase-separated structure forms a cylindrical structure perpendicular to the substrate surface, the period (L0) of the structure is the center-to-center distance (pitch) between two adjacent cylindrical structures.

構造体の周期(L0)は、重合度N、及び、フローリー-ハギンズ(Flory-Huggins)の相互作用パラメータχなどの固有重合特性によって決まることが知られている。すなわち、χとNとの積「χ・N」が大きくなるほど、ブロックコポリマーにおける異なるブロック間の相互反発は大きくなる。このため、χ・N>10.5(以下「強度分離限界点」という)のときには、ブロックコポリマーにおける異種類のブロック間の反発が大きく、相分離が起こる傾向が強くなる。そして、強度分離限界点においては、構造体の周期はおよそN2/3・χ1/6となり、下式(1)の関係が成り立つ。つまり、構造体の周期は、分子量と、異なるブロック間の分子量比と、に相関する重合度Nに比例する。 It is known that the period (L0) of the structure is determined by the degree of polymerization N and the inherent polymerization characteristics such as the Flory-Huggins interaction parameter χ. That is, the larger the product "χ·N" of χ and N, the greater the mutual repulsion between different blocks in the block copolymer. Therefore, when χ·N>10.5 (hereinafter referred to as "strength separation limit"), the repulsion between different types of blocks in the block copolymer is large, and the tendency for phase separation to occur is strong. At the strength separation limit, the period of the structure is approximately N 2/3 ·χ 1/6 , and the relationship of the following formula (1) is established. That is, the period of the structure is proportional to the degree of polymerization N, which correlates with the molecular weight and the molecular weight ratio between different blocks.

L0 ∝ a・N2/3・χ1/6 ・・・(1)
[式中、L0は、構造体の周期を表す。aは、モノマーの大きさを示すパラメータである。Nは、重合度を表す。χは、相互作用パラメータであり、この値が大きいほど、相分離性能が高いことを意味する。]
L0 ∝ a・N 2/3・χ 1/6 ...(1)
[In the formula, L0 represents the period of the structure; a represents a parameter indicating the size of the monomer; N represents the degree of polymerization; and χ represents an interaction parameter, and the larger this value, the This means that the phase separation performance is high.

したがって、ブロックコポリマーの組成及び総分子量を調整することによって、構造体の周期(L0)を調節することができる。
ブロックコポリマーが形成する周期構造は、ポリマー成分の体積比等に伴ってシリンダー(柱状)、ラメラ(板状)、スフィア(球状)と変化し、その周期は分子量に依存することが知られている。このため、ブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、比較的大きい周期(L0)の構造体を形成するためには、ブロックコポリマーの分子量を大きくする方法が考えられる。
Therefore, the period (L0) of the structure can be adjusted by adjusting the composition and total molecular weight of the block copolymer.
It is known that the periodic structure formed by a block copolymer changes from cylinder (columnar) to lamellar (plate-like) to sphere (spherical) depending on the volume ratio of the polymer components, etc., and the period depends on the molecular weight. Therefore, in order to form a structure with a relatively large period (L0) by utilizing the phase-separated structure formed by the self-organization of the block copolymer, a method of increasing the molecular weight of the block copolymer can be considered.

また、汎用のブロックコポリマーである、スチレンのブロックとメタクリル酸メチルのブロックとを有するブロックコポリマーよりも大きな相互作用パラメータ(χ)をもつブロックコポリマーを用いる方法が考えられる。例えば特許文献2には、メタクリル酸メチルブロックの一部に、置換基を導入したブロック共重合体が提案されている。 Another possible method is to use a block copolymer that has a larger interaction parameter (χ) than a general-purpose block copolymer having a styrene block and a methyl methacrylate block. For example, Patent Document 2 proposes a block copolymer in which a substituent has been introduced into a portion of the methyl methacrylate block.

特開2008-36491号公報JP 2008-36491 A 特開2022-020519号公報JP 2022-020519 A

プロシーディングスオブエスピーアイイー(Proceedings of SPIE),第7637巻,第76370G-1(2010年).Proceedings of SPIE, Vol. 7637, No. 76370G-1 (2010).

ブロックコポリマーの自己組織化により形成される相分離構造を利用して、微細パターンを形成するためには、ブロックコポリマーにより形成される相分離構造が垂直配向性を有していることが好ましい。また、前記微細パターンをエッチングマスクパターンとして用いるためには、比較的厚い膜厚(例えば、膜厚25nm以上)で垂直配向させることが好ましい。しかしながら、特許文献1に記載されたブロックコポリマーは、膜厚が大きくなると、垂直配向性を有する相分離構造を形成しにくくなる。 In order to form a fine pattern using a phase separation structure formed by the self-organization of a block copolymer, it is preferable that the phase separation structure formed by the block copolymer has vertical alignment. In addition, in order to use the fine pattern as an etching mask pattern, it is preferable to vertically align the film with a relatively large thickness (for example, a thickness of 25 nm or more). However, the block copolymer described in Patent Document 1 becomes difficult to form a phase separation structure with vertical alignment when the film thickness is large.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高膜厚での垂直配向性に優れた、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物、及びこれを用いたエッチングマスクパターンの製造方法を提供すること、を課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a resin composition for forming an etching mask pattern that has excellent vertical alignment even at high film thicknesses, and a method for producing an etching mask pattern using the same.

すなわち、本発明の第1の態様は、第1のブロックと第2のブロックとを有するブロックコポリマーと、数平均分子量3000未満のホモポリマーと、を含有するエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物であって、前記第1のブロックは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体で構成され、前記第2のブロックは、下記一般式(b2m)で表される構成単位と、下記一般式(b2g)で表される構成単位とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成され、前記第1のブロックと前記第2のブロックとの合計の体積に占める、前記第1のブロックの体積の割合は、20~80体積%であり、前記ホモポリマーは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体を含む、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物である。 That is, the first aspect of the present invention is a resin composition for forming an etching mask pattern, which contains a block copolymer having a first block and a second block, and a homopolymer having a number average molecular weight of less than 3000, in which the first block is composed of a polymer having a repeating structure of a structural unit represented by the following general formula (b1), the second block is composed of a random copolymer having a structure in which a structural unit represented by the following general formula (b2m) and a structural unit represented by the following general formula (b2g) are randomly arranged, the ratio of the volume of the first block to the total volume of the first block and the second block is 20 to 80 volume %, and the homopolymer is a resin composition for forming an etching mask pattern, which contains a polymer having a repeating structure of a structural unit represented by the following general formula (b1).

Figure 2024160688000001
[式(b1)中、Rは、アルキル基である。Rb1は、水素原子又はメチル基である。nは0~5の整数である。nが2以上の整数である場合、複数のRは、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。
式(b2g)中、Rは、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素原子数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式(b2g)及び式(b2m)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。複数のRb2は、同一でもよいし異なっていてもよい。
xは、モル比を表し、0超1未満である。]
Figure 2024160688000001
In formula (b1), R 1 is an alkyl group. R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. n is an integer of 0 to 5. When n is an integer of 2 or more, the multiple R 1s may be the same or different.
In formula (b2g), R2 is an alkyl group which may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group or a phosphate group.
R3 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a hydroxyl group.
In formulae (b2g) and (b2m), R b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Multiple R b2 may be the same or different.
x represents a molar ratio and is greater than 0 and less than 1.

本発明の第2の態様は、支持体上に、第1の態様に記載のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、ブロックコポリマーを含む層を形成する工程と、前記のブロックコポリマーを含む層を相分離させる工程と、を有する、エッチングマスクパターンの製造方法である。 The second aspect of the present invention is a method for producing an etching mask pattern, comprising the steps of applying the resin composition for forming an etching mask pattern described in the first aspect onto a support to form a layer containing a block copolymer, and phase-separating the layer containing the block copolymer.

本発明によれば、高膜厚での垂直配向性に優れた、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物、及びこれを用いたエッチングマスクパターンの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin composition for forming an etching mask pattern that has excellent vertical alignment even at a high film thickness, and a method for producing an etching mask pattern using the same.

エッチングマスクパターンの製造方法の一実施形態例を説明する概略工程図である。1A to 1C are schematic process diagrams illustrating an embodiment of a method for producing an etching mask pattern. 任意工程の一実施形態例を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an embodiment of an optional step.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
「α位(α位の炭素原子)」とは、特に断りがない限り、ブロックコポリマーの側鎖が結合している炭素原子を意味する。メタクリル酸メチル単位の「α位の炭素原子」は、メタクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子を意味する。スチレン単位の「α位の炭素原子」は、ベンゼン環が結合している炭素原子のことを意味する。
「数平均分子量」(Mn)は、特に断りがない限り、サイズ排除クロマトグラフィーにより測定される標準ポリスチレン換算の数平均分子量である。「質量平均分子量」(Mw)は、特に断りがない限り、サイズ排除クロマトグラフィーにより測定される標準ポリスチレン換算の質量平均分子量である。Mn又はMwの値に、単位(g・mol)を付したものはモル質量を表す。
本明細書及び本特許請求の範囲において、化学式で表される構造によっては不斉炭素が存在し、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得るものがあるが、その場合は一つの式でそれら異性体を代表して表す。それらの異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
In this specification and claims, the term "aliphatic" is a relative concept to aromaticity and is defined as meaning a group, compound, etc. that does not have aromaticity.
Unless otherwise specified, the term "alkyl group" includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in an alkoxy group.
Unless otherwise specified, the term "alkylene group" includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The term "halogenated alkyl group" refers to an alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with halogen atoms, and examples of the halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
The term "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to an alkyl group or alkylene group in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms.
The term "structural unit" refers to a monomer unit that constitutes a polymeric compound (resin, polymer, copolymer).
The phrase "optionally having a substituent" includes both the case where a hydrogen atom (--H) is replaced with a monovalent group and the case where a methylene group (--CH 2 -) is replaced with a divalent group.
The term "exposure" is intended to include any concept including irradiation with radiation.
Unless otherwise specified, the "α-position (α-position carbon atom)" refers to the carbon atom to which the side chain of the block copolymer is bonded. The "α-position carbon atom" of a methyl methacrylate unit refers to the carbon atom to which the carbonyl group of methacrylic acid is bonded. The "α-position carbon atom" of a styrene unit refers to the carbon atom to which a benzene ring is bonded.
"Number average molecular weight" (Mn) is the number average molecular weight measured by size exclusion chromatography in terms of standard polystyrene unless otherwise specified. "Weight average molecular weight" (Mw) is the weight average molecular weight measured by size exclusion chromatography in terms of standard polystyrene unless otherwise specified. The value of Mn or Mw with the unit (g mol- ) indicates the molar mass.
In the present specification and claims, some structures represented by chemical formulas may have asymmetric carbons and may have enantiomers or diastereomers, in which case a single formula represents all of the isomers. These isomers may be used alone or as a mixture.

(エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物)
本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、第1のブロックと第2のブロックとを有するブロックコポリマーと、数平均分子量3000未満のホモポリマーと、を含有する。前記第1のブロックは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体で構成される。前記第2のブロックは、下記一般式(b2m)で表される構成単位と、下記一般式(b2g)で表される構成単位とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成される。前記第1のブロックと前記第2のブロックとの合計の体積に占める、前記第1のブロックの体積の割合は、20~80体積%である。前記ホモポリマーは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体を含む。
(Resin composition for forming etching mask pattern)
The resin composition for forming an etching mask pattern of the present embodiment contains a block copolymer having a first block and a second block, and a homopolymer having a number average molecular weight of less than 3000. The first block is composed of a polymer consisting of a repeating structure of a constitutional unit represented by the following general formula (b1). The second block is composed of a random copolymer consisting of a structure in which a constitutional unit represented by the following general formula (b2m) and a constitutional unit represented by the following general formula (b2g) are arranged in a disordered manner. The ratio of the volume of the first block to the total volume of the first block and the second block is 20 to 80 volume %. The homopolymer contains a polymer consisting of a repeating structure of a constitutional unit represented by the following general formula (b1).

Figure 2024160688000002
[式(b1)中、Rは、アルキル基である。Rb1は、水素原子又はメチル基である。nは0~5の整数である。nが2以上の整数である場合、複数のRは、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。
式(b2g)中、Rは、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素原子数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式(b2g)及び式(b2m)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。複数のRb2は、同一でもよいし異なっていてもよい。
xは、モル比を表し、0超1未満である。]
Figure 2024160688000002
In formula (b1), R 1 is an alkyl group. R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. n is an integer of 0 to 5. When n is an integer of 2 or more, the multiple R 1s may be the same or different.
In formula (b2g), R2 is an alkyl group which may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group or a phosphate group.
R3 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a hydroxyl group.
In formulae (b2g) and (b2m), R b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Multiple R b2 may be the same or different.
x represents a molar ratio and is greater than 0 and less than 1.

<ブロックコポリマー:(BCP)成分>
ブロックコポリマーは、複数種類のブロック(同種の構成単位が繰り返し結合した部分構成成分)が結合した高分子である。ブロックコポリマーを構成するブロックは、2種類であってもよく、3種類以上であってもよい。
本実施形態におけるブロックコポリマー(以下、「(BCP)成分」ともいう)は、第1のブロックと、第2のブロックとを有する。
<Block copolymer (BCP) component>
A block copolymer is a polymer in which multiple types of blocks (partial constituent components in which the same type of constituent units are repeatedly bonded) are bonded together. The number of types of blocks constituting a block copolymer may be two or more.
The block copolymer (hereinafter also referred to as "(BCP) component") in this embodiment has a first block and a second block.

≪第1のブロック≫
第1のブロックは、下記一般式(b1)で表される構成単位(以下、構成単位(b1)ともいう)の繰り返し構造からなる重合体で構成される。
<First Block>
The first block is composed of a polymer having a repeating structure of a structural unit represented by the following general formula (b1) (hereinafter, also referred to as structural unit (b1)).

Figure 2024160688000003
[式中、Rは、アルキル基である。Rb1は、水素原子又はメチル基である。nは0~5の整数である。nが2以上の整数である場合、複数のRは、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。]
Figure 2024160688000003
[In the formula, R 1 is an alkyl group. R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. n is an integer of 0 to 5. When n is an integer of 2 or more, the multiple R 1s may be the same or different.]

前記式(b1)中、Rは、アルキル基である。前記アルキル基は、炭素原子数1~5が好ましく、炭素原子数1~4がより好ましく、炭素原子数1~3がさらに好ましく、エチル基又はメチル基がさらにより好ましい。Rは、メチル基が特に好ましい。 In the formula (b1), R 1 is an alkyl group. The alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably has 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably has 1 to 3 carbon atoms, and is further preferably an ethyl group or a methyl group. R 1 is particularly preferably a methyl group.

前記式(b1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。
前記式(b1)中、nは、0~3が好ましく、0~2がより好ましく、0又は1がさらに好ましい。
In the formula (b1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group.
In the formula (b1), n is preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2, and even more preferably 0 or 1.

≪第2のブロック≫
第2のブロックは、下記一般式(b2m)で表される構成単位(以下、構成単位(b2m)ともいう)と、下記一般式(b2g)で表される構成単位(以下、構成単位(b2g)ともいう)とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成される。
<Second Block>
The second block is composed of a random copolymer having a structure in which a structural unit represented by the following general formula (b2m) (hereinafter also referred to as structural unit (b2m)) and a structural unit represented by the following general formula (b2g) (hereinafter also referred to as structural unit (b2g)) are arranged in a disordered manner.

Figure 2024160688000004
[式(b2g)中、Rは、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素原子数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式(b2g)及び式(b2m)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。複数のRb2は、同一でもよいし異なっていてもよい。
xは、モル比を表し、0超1未満である。]
Figure 2024160688000004
In formula (b2g), R 2 represents an alkyl group which may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group or a phosphate group.
R3 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a hydroxyl group.
In formulae (b2g) and (b2m), R b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Multiple R b2 may be the same or different.
x represents a molar ratio and is greater than 0 and less than 1.

(構成単位(b2m))
構成単位(b2m)は、前記一般式(b2m)で表される構成単位である。
前記式(b2m)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Rb2の炭素原子数1~5のアルキル基は、炭素原子数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、特にフッ素原子が好ましい。
b2としては、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
(Structural unit (b2m))
The structural unit (b2m) is a structural unit represented by general formula (b2m) above.
In the formula (b2m), R b2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R b2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. As the halogen atom, a fluorine atom is particularly preferable.
R b2 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and from the viewpoint of industrial availability, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable, and a methyl group is even more preferable.

(構成単位(b2g))
構成単位(b2g)は、前記一般式(b2g)で表される構成単位である。
(Structural unit (b2g))
The structural unit (b2g) is a structural unit represented by the above general formula (b2g).

前記式(b2g)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Rb2は、前記式(b2m)中のRb2と同様である。 In the formula (b2g), R b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R b2 is the same as R b2 in the formula (b2m).

前記式(b2g)中、Rは、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。前記アルキル基は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよく、環構造を含むものでもよい。前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基が好ましく、直鎖状又は環状のアルキル基がより好ましい。前記アルキル基が直鎖状である場合、炭素原子数は1以上であればよいが、炭素原子数2以上が好ましい。前記直鎖状のアルキル基の炭素原子数の上限は特に限定されないが、相分離性能の観点から、炭素原子数15以下が好ましく、炭素原子数10以下がより好ましく、炭素原子数8以下がさらに好ましく、炭素原子数6以下がさらにより好ましい。前記アルキル基が分岐鎖状である場合、炭素原子数3以上であればよい。前記分岐鎖状のアルキル基の炭素原子数の上限は特に限定されないが、相分離性能の観点から、炭素原子数15以下が好ましく、炭素原子数10以下がより好ましく、炭素原子数8以下がさらに好ましく、炭素原子数6以下がさらにより好ましい。
前記アルキル基が環構造を含む場合、Rは、シクロアルキル基でもよく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基の途中にシクロアルキレン基が介在するものでもよく、直鎖状又は分岐状のアルキレン基の末端にシクロアルキル基が結合するものでもよい。前記シクロアルキル基及びシクロアルキレン基は、単環式基でもよく、多環式基でもよいが、単環式基が好ましい。前記シクロアルキル基又はシクロアルキレン基が単環式基である場合、3~8員環が好ましく、3~6員環がより好ましく、5~6員環がさらに好ましい。前記アルキル基が環構造を含む場合、Rは、炭素原子数3以上であればよい。前記環構造を含むアルキル基の炭素原子数の上限は特に限定されないが、相分離性能の観点から、炭素原子数15以下が好ましく、炭素原子数10以下がより好ましく、炭素原子数8以下がさらに好ましく、炭素原子数6以下がさらにより好ましい。
におけるアルキル基の炭素原子数としては、炭素原子数2~15が好ましく、炭素原子数2~10がより好ましく、炭素原子数2~8がさらに好ましく、炭素原子数2~6がさらにより好ましい。
のアルキル基は、炭素原子数2~6の直鎖状アルキル基又はシクロアルキル基が好ましい。
In the formula (b2g), R 2 is an alkyl group which may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group, or a phosphate group. The alkyl group may be linear, branched, or may include a ring structure. The alkyl group is preferably a linear, branched, or cyclic alkyl group, and more preferably a linear or cyclic alkyl group. When the alkyl group is linear, the number of carbon atoms may be 1 or more, and preferably 2 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the linear alkyl group is not particularly limited, but from the viewpoint of phase separation performance, the number of carbon atoms is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. When the alkyl group is branched, the number of carbon atoms may be 3 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the branched alkyl group is not particularly limited, but from the viewpoint of phase separation performance, the number of carbon atoms is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less.
When the alkyl group includes a ring structure, R 2 may be a cycloalkyl group, a linear or branched alkyl group with a cycloalkylene group interposed therein, or a linear or branched alkyl group with a cycloalkyl group bonded to the end thereof. The cycloalkyl group and the cycloalkylene group may be a monocyclic group or a polycyclic group, but a monocyclic group is preferred. When the cycloalkyl group or the cycloalkylene group is a monocyclic group, a 3- to 8-membered ring is preferred, a 3- to 6-membered ring is more preferred, and a 5- to 6-membered ring is even more preferred. When the alkyl group includes a ring structure, R 2 may have 3 or more carbon atoms. The upper limit of the number of carbon atoms of the alkyl group including the ring structure is not particularly limited, but from the viewpoint of phase separation performance, the number of carbon atoms is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less.
The alkyl group for R2 preferably has 2 to 15 carbon atoms, more preferably has 2 to 10 carbon atoms, even more preferably has 2 to 8 carbon atoms, and even more preferably has 2 to 6 carbon atoms.
The alkyl group of R2 is preferably a linear alkyl group or a cycloalkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

のアルキル基は、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよい。Rのアルキル基が、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有する場合、前記フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基は、アルキル基の水素原子を置換する置換基であってよい。前記の基で置換される水素原子の数は、特に限定されないが、1~3個が好ましい。
のアルキル基がケイ素原子を有する場合、前記ケイ素原子は、アルキル基中のメチレン基(-CH-)を置換する置換基であってもよい。ケイ素原子で置換されるメチレン基の数は、特に限定されないが、1個が好ましい。
は、好ましくは、アルキルシリル基、フルオロメチル基、カルボキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、又はリン酸基で置換されてもよいアルキル基であることが好ましい。前記アルキルシリル基中のアルキル基は、炭素原子数1~3が好ましく、炭素原子数1又は2がより好ましい。前記アルキルシリル基は、トリアルキルシリル基が好ましく、トリエチルシリル基又はトリメチルシリル基がより好ましく、トリメチルシリル基がさらに好ましい。前記フルオロメチル基は、トリフルオロメチル基が好ましい。
The alkyl group of R2 may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group, or a phosphate group. When the alkyl group of R2 has a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group, or a phosphate group, the fluorine atom, the carboxy group, the amino group, the cyano group, the hydroxy group, or the phosphate group may be a substituent substituting a hydrogen atom of the alkyl group. The number of hydrogen atoms substituted by the group is not particularly limited, but is preferably 1 to 3.
When the alkyl group of R2 has a silicon atom, the silicon atom may be a substituent that replaces a methylene group ( -CH2- ) in the alkyl group. The number of methylene groups substituted with silicon atoms is not particularly limited, but one is preferred.
R2 is preferably an alkyl group which may be substituted with an alkylsilyl group, a fluoromethyl group, a carboxy group, an amino group, a hydroxy group, a cyano group, or a phosphate group. The alkyl group in the alkylsilyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 or 2 carbon atoms. The alkylsilyl group is preferably a trialkylsilyl group, more preferably a triethylsilyl group or a trimethylsilyl group, and even more preferably a trimethylsilyl group. The fluoromethyl group is preferably a trifluoromethyl group.

の好ましい例を以下に示すが、これらに限定されない。下記式中、*は、前記式(b2g)中の硫黄原子(S)に結合する結合手である。 Preferred examples of R2 are shown below, but are not limited to these. In the following formula, * represents a bond bonded to the sulfur atom (S) in the above formula (b2g).

Figure 2024160688000005
[式中、Yは、単結合又は炭素原子数1~15の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。pは、1~10の整数である。]
Figure 2024160688000005
[In the formula, Y2 is a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and p is an integer from 1 to 10.]

前記式(r2-1)~(r2-7)中、Yは、単結合又は炭素原子数1~15の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。前記アルキレン基が直鎖状である場合、炭素原子数1~10がより好ましく、炭素原子数1~8がさらに好ましく、炭素原子数1~5が特に好ましい。前記アルキレン基が分岐鎖状である場合、炭素原子数2~10がより好ましく、炭素原子数2~8がさらに好ましく、炭素原子数2~6が特に好ましい。
のアルキレン基は、炭素原子数1~5の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数2~6の分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
が、前記式(r2-1)~(r2-8)のいずれかで表される基である場合、Yは炭素原子数1~15の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~5の直鎖状アルキレン基又は炭素原子数2~6の分岐鎖状のアルキレン基がより好ましい。Rが、前記式(r2-9)で表される基である場合、Yは単結合又は炭素原子数1~5の直鎖状アルキレン基が好ましく、単結合がより好ましい。
前記式(r2-9)中、pは、1~6の整数が好ましく、1~4の整数がより好ましく、3又は4がさらに好ましい。
In the formulae (r2-1) to (r2-7), Y2 is a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 15 carbon atoms. When the alkylene group is linear, it more preferably has 1 to 10 carbon atoms, even more preferably has 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably has 1 to 5 carbon atoms. When the alkylene group is branched, it more preferably has 2 to 10 carbon atoms, even more preferably has 2 to 8 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
The alkylene group of Y2 is preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.
When R 2 is a group represented by any one of the formulae (r2-1) to (r2-8), Y 2 is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. When R 2 is a group represented by the formula (r2-9), Y 2 is preferably a single bond or a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a single bond.
In formula (r2-9), p is preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 4, and even more preferably 3 or 4.

の具体例を以下に示すが、これらに限定されない。下記式中、*は、前記式(b2g)中の硫黄原子(S)に結合する結合手である。 Specific examples of R2 are shown below, but are not limited to these. In the following formula, * represents a bond bonded to the sulfur atom (S) in the above formula (b2g).

Figure 2024160688000006
[式中、qは、1~15の整数である。q’は、0~15の整数である。pは、1~10の整数である。p’は、それぞれ独立に、0~10の整数である。]
Figure 2024160688000006
[In the formula, q is an integer of 1 to 15. q' is an integer of 0 to 15. p is an integer of 1 to 10. Each p' is independently an integer of 0 to 10.]

前記式中、qは、1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~6がさらに好ましく、1~5が特に好ましい。
前記式(r2-18)及び(r2-19)中、q’は、0~10が好ましく、0~8がより好ましく、0~6がさらに好ましく、0~5が特に好ましい。
前記式(r2-18)中、pは、1~6の整数が好ましく、1~4の整数がより好ましく、3又は4がさらに好ましい。
前記式(r2-19)中、p’は、1~8が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1又は2が特に好ましい。
In the above formula, q is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 8, even more preferably an integer of 1 to 6, and particularly preferably an integer of 1 to 5.
In the formulae (r2-18) and (r2-19), q′ is preferably an integer of 0 to 10, more preferably an integer of 0 to 8, even more preferably an integer of 0 to 6, and particularly preferably an integer of 0 to 5.
In the above formula (r2-18), p is preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 4, and even more preferably 3 or 4.
In the above formula (r2-19), p' is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, even more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 or 2.

前記式(b2g)中、Rは、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素原子数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。前記アルキレン基が直鎖状である場合、炭素原子数は1以上であればよいが、炭素原子数3以上が好ましい。前記直鎖状のアルキレン基の炭素原子数の上限は、相分離性能の観点から、炭素原子数8以下が好ましく、炭素原子数5以下がより好ましく、炭素原子数4以下がさらに好ましい。前記直鎖状のアルキレン基の炭素原子数は、3が特に好ましい。前記アルキレン基が分岐鎖状である場合、炭素原子数3以上であればよいが、4以上が好ましい。前記分岐鎖状のアルキレン基の炭素原子数の上限は、相分離性能の観点から、炭素原子数8以下が好ましく、炭素原子数5以下がより好ましい。前記アルキレン基の炭素原子数としては、炭素原子数3~10が好ましく、炭素原子数3~8がより好ましく、炭素原子数3~5がさらに好ましく、炭素原子数3~4がさらにより好ましく、炭素原子数3が特に好ましい。
のアルキレン基は、炭素原子数3の直鎖状アルキレン基が好ましい。
In the formula (b2g), R 3 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, which may have a hydroxyl group. When the alkylene group is linear, the number of carbon atoms may be 1 or more, but preferably 3 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the linear alkylene group is preferably 8 or less, more preferably 5 or less, and even more preferably 4 or less, from the viewpoint of phase separation performance. The number of carbon atoms of the linear alkylene group is particularly preferably 3. When the alkylene group is branched, the number of carbon atoms may be 3 or more, but preferably 4 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the branched alkylene group is preferably 8 or less, and more preferably 5 or less, from the viewpoint of phase separation performance. The number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 3 to 10, more preferably 3 to 8, even more preferably 3 to 5, even more preferably 3 to 4, and especially preferably 3.
The alkylene group of R3 is preferably a linear alkylene group having 3 carbon atoms.

のアルキレン基は、ヒドロキシ基を有していてもよい。前記ヒドロキシ基は、アルキレン基の水素原子を置換する置換基であってよい。前記のヒドロキシ基で置換される水素原子の数は、特に限定されないが、1~3個が好ましく、1個又は2個がより好ましく、1個がさらに好ましい。 The alkylene group of R3 may have a hydroxy group. The hydroxy group may be a substituent that replaces a hydrogen atom of the alkylene group. The number of hydrogen atoms replaced by the hydroxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

構成単位(b2g)は、好ましくは、下記一般式(b2g-1)で表される構成単位である。 The structural unit (b2g) is preferably a structural unit represented by the following general formula (b2g-1):

Figure 2024160688000007
[式中、Rは、水素原子又はヒドロキシ基である。k1及びk2は、それぞれ独立に、1~5の整数である。Rb2及びRは、前記式(b2g)におけるRb2及びRと同様である。]
Figure 2024160688000007
[In the formula, R 4 is a hydrogen atom or a hydroxy group. k1 and k2 each independently represent an integer of 1 to 5. R b2 and R 2 are the same as R b2 and R 2 in the formula (b2g).]

前記式(b2g-1)中、Rb2及びRは、前記式(b2g)におけるRb2及びRと同様である。Rは、前記式(r2-1)~(r2-9)で表されるものが好ましく、(r2-10)~(r2-19)で表されるものがより好ましい。 In the formula (b2g-1), R b2 and R 2 are the same as R b2 and R 2 in the formula (b2g). R 2 is preferably one represented by the formulas (r2-1) to (r2-9), and more preferably one represented by the formulas (r2-10) to (r2-19).

前記式(b2g-1)中、Rは、水素原子又はヒドロキシ基である。 In the above formula (b2g-1), R 4 is a hydrogen atom or a hydroxy group.

前記式(b2g-1)中、k1及びk2は、それぞれ独立に、1~5の整数である。k1及びk2は、1~3が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。 In the formula (b2g-1), k1 and k2 are each independently an integer from 1 to 5. k1 and k2 are preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

構成単位(b2g)の具体例を以下に示すが、これらに限定されない。下記式中、Rは、メチル基又は水素原子を表し、メチル基が好ましい。 Specific examples of the structural unit (b2g) are shown below, but are not limited to these. In the following formula, R represents a methyl group or a hydrogen atom, with a methyl group being preferred.

Figure 2024160688000008
Figure 2024160688000008

Figure 2024160688000009
Figure 2024160688000009

Figure 2024160688000010
Figure 2024160688000010

Figure 2024160688000011
Figure 2024160688000011

第2のブロックは、前記構成単位(b2g)と構成単位(b2m)とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成される。前記式(b2g)及び(b2m)中、x及び1-xは、構成単位(b2g)及び構成単位(b2m)のモル比を表す。xは、0超1未満である。xは、目的とする相分離構造の種類に応じて適宜決定することができる。ラメラ構造の相分離構造を形成する場合、xは、0.01~0.3が好ましく、0.1~0.3が好ましい。シリンダー構造の相分離構造を形成する場合、xは、0.01~0.1が好ましく、0.01以上0.1未満がより好ましい。 The second block is composed of a random copolymer having a structure in which the structural units (b2g) and (b2m) are arranged in a disordered manner. In the formulas (b2g) and (b2m), x and 1-x represent the molar ratios of the structural units (b2g) and (b2m). x is greater than 0 and less than 1. x can be appropriately determined depending on the type of phase separation structure desired. When a phase separation structure having a lamellar structure is formed, x is preferably 0.01 to 0.3, and more preferably 0.1 to 0.3. When a phase separation structure having a cylindrical structure is formed, x is preferably 0.01 to 0.1, and more preferably 0.01 or more and less than 0.1.

(BCP)成分において、第1のブロックと第2のブロックとの合計の体積に占める、第1のブロックの体積の割合は、20~80体積%である。第1のブロックの体積の割合は、目的とする相分離構造の種類に応じて適宜決定することができる。ラメラ構造の相分離構造を形成する場合、前記第1のブロックの体積の割合は、35~65体積%が好ましい。シリンダー構造の相分離構造を形成する場合、前記第1のブロックの体積の割合は、20~35体積%又は65~80体積%が好ましい。 In the (BCP) component, the volume ratio of the first block to the total volume of the first block and the second block is 20 to 80 volume %. The volume ratio of the first block can be appropriately determined depending on the type of phase separation structure desired. When forming a phase separation structure with a lamellar structure, the volume ratio of the first block is preferably 35 to 65 volume %. When forming a phase separation structure with a cylindrical structure, the volume ratio of the first block is preferably 20 to 35 volume % or 65 to 80 volume %.

(BCP)成分における第1のブロックと第2のブロックとの合計の体積に占める、第1のブロックの体積の割合は、下記のようにして求めることができる。
H NMRの解析結果から、(BCP)成分における第1のブロック及び第2のブロックのモル%をそれぞれ算出し、さらに、各ブロックの分子量から、各ブロックの質量%をそれぞれ算出する。前記各ブロックの質量%を各ブロックの密度で割ることにより、各ブロックの体積比を算出し、前記体積比から(BCP)成分における第1のブロックの体積%を算出する。各ブロックの密度は、原子団寄与法(Fedors, R. F. Polym. Eng. Sci. 1974, 14,147-154.)により見積もることができる。なお、第1のブロックがポリスチレンブロック(PS)である場合、PSの密度としては、1.05gm-3を用いることができる。第2のブロックがポリスチレンブロック(PS)である場合、PSの密度としては、1.05gm-3を用いることができる。第2のブロックがメタクリル酸メチルから誘導される構成単位を有する場合、前記構成単位から構成される構造の密度としては、1.18gcm-3を用いることができる。第2のブロックが2-ヒドロキシ-3-(2,2,2-トリフルオロエチルスルファニル)プロピルメタクリレートから誘導される構成単位を有する場合、前記構成単位から構成される構造の密度としては、1.43gcm-3を用いることができる。各ブロックの密度に関しては、文献(Polymer Handbook, 4th ed.; Wiley: New York, 2004.)等に記載されるものを用いることもできる。
The ratio of the volume of the first block to the total volume of the first block and the second block in the (BCP) component can be calculated as follows.
From the analysis results of 1 H NMR, the mol% of the first block and the second block in the (BCP) component are calculated, and further, the mass% of each block is calculated from the molecular weight of each block. The mass% of each block is divided by the density of each block to calculate the volume ratio of each block, and the volume% of the first block in the (BCP) component is calculated from the volume ratio. The density of each block can be estimated by the atomic group contribution method (Fedors, RF Polym. Eng. Sci. 1974, 14,147-154.). When the first block is a polystyrene block (PS), the density of PS can be 1.05 gm −3 . When the second block is a polystyrene block (PS), the density of PS can be 1.05 gm −3 . When the second block has a structural unit derived from methyl methacrylate, the density of the structure composed of the structural units can be 1.18 gcm -3 . When the second block has a structural unit derived from 2-hydroxy-3-(2,2,2-trifluoroethylsulfanyl)propyl methacrylate, the density of the structure composed of the structural units can be 1.43 gcm - 3. The density of each block can be that described in the literature (Polymer Handbook, 4th ed.; Wiley: New York, 2004.) or the like.

(BCP)成分は、第1のブロック及び第2のブロックに加えて、他のブロックを有していてもよい。好ましい態様において、(BCP)成分は、第1のブロックと第2のブロックとから構成されるブロックコポリマーである。 The (BCP) component may have other blocks in addition to the first block and the second block. In a preferred embodiment, the (BCP) component is a block copolymer composed of a first block and a second block.

(BCP)成分の数平均分子量(Mn)(サイズ排除クロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではないが、5,000~100,000が好ましく、6,000~7,000がより好ましく、8,000~40,000がさらに好ましく、10,000~40,000が特に好ましい。
(BCP)成分を構成する各ブロックの分子量分散度(Mw/Mn)は、1.0~1.5が好ましく、1.0~1.4がより好ましく、1.0~1.3がさらに好ましい。
The number average molecular weight (Mn) (based on polystyrene equivalent by size exclusion chromatography) of the (BCP) component is not particularly limited, but is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 6,000 to 7,000, even more preferably 8,000 to 40,000, and particularly preferably 10,000 to 40,000.
The molecular weight dispersity (Mw/Mn) of each block constituting the (BCP) component is preferably from 1.0 to 1.5, more preferably from 1.0 to 1.4, and even more preferably from 1.0 to 1.3.

≪ブロックコポリマー((BCP)成分)の製造方法≫
(BCP)成分は、例えば以下に示す工程を有する製造方法により製造することができる。
工程(p1):第1のブロックと第2のブロックの前駆体とを有するブロックコポリマー(以下、「BCP前駆体」ともいう)を得る工程。
工程(p2):BCP前駆体中の第2のブロックの前駆体に、R-SHで表される化合物(Rは前記式(b2g)中のRと同様である。)を反応させて、第1のブロックと第2のブロックとを含有するブロックコポリマー((BCP)成分)を得る工程。
<<Production method of block copolymer ((BCP) component)>>
The (BCP) component can be produced, for example, by a production method having the steps shown below.
Step (p1): A step of obtaining a block copolymer having a first block and a precursor of a second block (hereinafter, also referred to as a "BCP precursor").
Step (p2): A step of reacting a precursor of the second block in the BCP precursor with a compound represented by R 2 -SH (R 2 is the same as R 2 in the above formula (b2g)) to obtain a block copolymer containing a first block and a second block ((BCP) component).

工程(p1):
第2のブロックの前駆体は、構成単位(b2g)の前駆体である構成単位(b2gp)と構成単位(b2m)とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体である。構成単位(b2gp)は、エポキシ基又はビニル基を含む構成単位であり、下記一般式(b2gp)で表される構成単位が挙げられる。
Step (p1):
The precursor of the second block is a random copolymer having a structure in which the structural unit (b2gp), which is a precursor of the structural unit (b2g), and the structural unit (b2m) are arranged in a disordered manner. The structural unit (b2gp) is a structural unit containing an epoxy group or a vinyl group, and examples of the structural unit represented by the following general formula (b2gp) are:

Figure 2024160688000012
[式中、Rpは、エポキシ基又はビニル基を表す。Ypは、炭素原子数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表す。Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。]
Figure 2024160688000012
[In the formula, Rp2 represents an epoxy group or a vinyl group. Yp2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. Rb2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.]

BCP前駆体は、例えば、構成単位(b1)を誘導するモノマー(例えば、スチレン又はその誘導体。以下、モノマー(b1)ともいう)の重合反応を行った後、当該重合反応液中に構成単位(b2gp)を誘導するモノマー(例えば、グリシジルメタクリレート、アリルメタクリレート等。以下、モノマー(b2gp)ともいう)及び構成単位(b2m)を誘導するモノマー(例えば、メタクリル酸メチル。以下、モノマー(b2m)ともいう)を添加してさらに重合反応を行うことにより、得ることができる。あるいは、モノマー(b2gp)及びモノマー(b2m)の混合物により重合反応を行った後、当該重合反応液中にモノマー(b1)を添加してさらに重合反応を行うことにより、得ることができる。重合反応は、狭分散で合成しやすいことから、リビング重合が好ましい。好ましいリビング重合の方法としては、リビングアニオン重合、リビングラジカル重合が挙げられ、狭分散化がより図れることから、リビングアニオン重合が特に好ましい。 The BCP precursor can be obtained, for example, by carrying out a polymerization reaction of a monomer (e.g., styrene or a derivative thereof, hereinafter also referred to as monomer (b1)) that induces the structural unit (b1), and then adding a monomer (e.g., glycidyl methacrylate, allyl methacrylate, etc., hereinafter also referred to as monomer (b2gp)) that induces the structural unit (b2m) to the polymerization reaction liquid and further carrying out a polymerization reaction. Alternatively, the BCP precursor can be obtained by carrying out a polymerization reaction using a mixture of monomer (b2gp) and monomer (b2m), and then adding monomer (b1) to the polymerization reaction liquid and further carrying out a polymerization reaction. Living polymerization is preferred for the polymerization reaction because it is narrowly dispersed and easy to synthesize. Preferred living polymerization methods include living anionic polymerization and living radical polymerization, and living anionic polymerization is particularly preferred because it can achieve a more narrow dispersion.

工程(p2):
-SHで表される化合物(以下、「化合物(R-SH)」ともいう)は、構成単位(b2gp)のエポキシ基又はビニル基と反応し、構成単位(b2gp)を構成単位(b2g)に変換する化合物である。
構成単位(b2gp)がエポキシ基を含む場合、BCP前駆体と化合物(R-SH)の反応は、テトラヒドロフラン等の有機溶媒中において、水酸化リチウム等の触媒の存在下で行うことができる。反応温度としては、例えば、20~60℃が挙げられ、30~50℃が好ましく、35~45℃がより好ましい。反応時間は、BCP前駆体の使用量に応じて、適宜設定することができ、第2のブロックの前駆体中の構成単位(b2gp)が全て構成単位(b2g)に変換されるのに十分な時間であればよい。反応時間としては、例えば、1~10時間が挙げられる。構成単位(b2gp)がビニル基を含む場合、BCP前駆体と化合物(R-SH)の反応は、チオール・エン反応により行うことができる。チオール・エン反応は、テトラヒドロフラン等の有機溶媒中において、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等の触媒の存在下で行うことができる。反応温度としては、例えば、60~90℃が挙げられ、70~90℃が好ましく、75~85℃がより好ましい。反応時間は、BCP前駆体の使用量に応じて、適宜設定することができ、第2のブロックの前駆体中の構成単位(b2gp)が全て構成単位(b2g)に変換されるのに十分な時間であればよい。反応時間としては、例えば、1~10時間が挙げられる。
Step (p2):
The compound represented by R 2 -SH (hereinafter also referred to as "compound (R 2 -SH)") is a compound that reacts with the epoxy group or vinyl group of the structural unit (b2gp) to convert the structural unit (b2gp) to the structural unit (b2g).
When the structural unit (b2gp) contains an epoxy group, the reaction of the BCP precursor with the compound (R 2 -SH) can be carried out in an organic solvent such as tetrahydrofuran in the presence of a catalyst such as lithium hydroxide. The reaction temperature can be, for example, 20 to 60°C, preferably 30 to 50°C, and more preferably 35 to 45°C. The reaction time can be set appropriately depending on the amount of the BCP precursor used, and can be a time sufficient for all of the structural units (b2gp) in the precursor of the second block to be converted to the structural units (b2g). The reaction time can be, for example, 1 to 10 hours. When the structural unit (b2gp) contains a vinyl group, the reaction of the BCP precursor with the compound (R 2 -SH) can be carried out by a thiol-ene reaction. The thiol-ene reaction can be carried out in an organic solvent such as tetrahydrofuran in the presence of a catalyst such as azobisisobutyronitrile (AIBN). The reaction temperature is, for example, 60 to 90° C., preferably 70 to 90° C., and more preferably 75 to 85° C. The reaction time can be appropriately set depending on the amount of BCP precursor used, and may be any time sufficient for all of the structural units (b2gp) in the precursor of the second block to be converted to structural units (b2g). The reaction time may be, for example, 1 to 10 hours.

Figure 2024160688000013
[式中、R、Rb1、及びnは、前記式(b1)中のR、Rb1及びnとそれぞれ同じである。R及びRは、前記式(b2g)中のR及びRと同じである。Rb2及びxは、前記式(b2g)及び式(b2m)中のRb2及びxと同じである。Yp2は、炭素原子数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表す。Rpは、エポキシ基又はビニル基を表す。]
Figure 2024160688000013
[In the formula, R 1 , R b1 , and n are the same as R 1 , R b1 , and n in the formula (b1), respectively. R 2 and R 3 are the same as R 2 and R 3 in the formula (b2g). R b2 and x are the same as R b2 and x in the formulas (b2g) and (b2m). Yp 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Rp 2 represents an epoxy group or a vinyl group.]

<ホモポリマー:(H)成分>
ホモポリマーは、数平均分子量3000未満のホモポリマー(以下、「(H)成分」ともいう)である。(H)成分は、前記一般式(b1)で表される構成単位(b1)の繰り返し構造からなる重合体を含む。
<Homopolymer: Component (H)>
The homopolymer is a homopolymer (hereinafter also referred to as "component (H)") having a number average molecular weight of less than 3000. The component (H) contains a polymer composed of a repeating structure of the structural unit (b1) represented by the general formula (b1) above.

(構成単位(b1)の繰り返し構造からなる重合体:(H1)成分)
(H)成分は、構成単位(b1)の繰り返し構造からなる重合体(以下、「(H1)成分」ともいう)を含む。(H1)成分が有する構成単位(b1)についての説明は、上記(BCP)成分の第1ブロックが有する構成単位(b1)についての説明と同じである。
(H1)成分が有する構成単位(b1)は、(BCP)成分の第1ブロックが有する構成単位(b1)と同じでもよく、異なってもよいが、同じことが好ましい。例えば、(BCP)成分の第1ブロックがポリスチレンブロックである場合、(H1)成分は、ポリスチレンであることが好ましい。
(Polymer having repeating structures of structural unit (b1): component (H1))
The component (H) contains a polymer (hereinafter also referred to as "component (H1)") that is composed of a repeating structure of the structural unit (b1). The explanation of the structural unit (b1) contained in the component (H1) is the same as the explanation of the structural unit (b1) contained in the first block of the component (BCP) above.
The structural unit (b1) in the component (H1) may be the same as or different from the structural unit (b1) in the first block of the component (BCP), but is preferably the same. For example, when the first block of the component (BCP) is a polystyrene block, the component (H1) is preferably polystyrene.

(H1)成分の数平均分子量(Mn)(サイズ排除クロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、3,000未満であればよい。(H1)成分のMnが3,000未満であることにより、ブロックコポリマーを含む層中に(H1)成分が均一に分散しやすくなり、高膜厚(例えば、膜厚25nm以上)での垂直配向性が向上する。(H1)成分のMnの上限値としては、例えば、2,900以下、2,800以下、2,700以下、2,600以下、2,500以下、2,400以下、2,300以下、2,200以下、2,100以下、又は2,000以下が挙げられる。(H1)成分のMnの下限値としては、例えば、1,000以上、又は1,200以上が挙げられる。(H1)成分のMnの範囲としては、例えば、1,000~2,900が挙げられ、1,000~2,500が好ましく、1,200~2,000がより好ましい。
(H1)成分のMnが前記好ましい範囲内であることにより、垂直配向性に優れた相分離構造を形成しやすくなる。
The number average molecular weight (Mn) of the (H1) component (based on polystyrene conversion by size exclusion chromatography) may be less than 3,000. When the (H1) component has an Mn of less than 3,000, the (H1) component is easily uniformly dispersed in the layer containing the block copolymer, and the vertical alignment property is improved at a high film thickness (for example, a film thickness of 25 nm or more). The upper limit of the Mn of the (H1) component is, for example, 2,900 or less, 2,800 or less, 2,700 or less, 2,600 or less, 2,500 or less, 2,400 or less, 2,300 or less, 2,200 or less, 2,100 or less, or 2,000 or less. The lower limit of the Mn of the (H1) component is, for example, 1,000 or more, or 1,200 or more. The Mn of the component (H1) is, for example, in the range of 1,000 to 2,900, preferably 1,000 to 2,500, and more preferably 1,200 to 2,000.
When the Mn of the component (H1) is within the above preferred range, a phase-separated structure with excellent vertical alignment properties is easily formed.

本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物中の(H1)成分の含有量は、(BCP)成分100質量部に対して、1質量部以上が挙げられ、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上がさらに好ましい。(H1)成分の含有量の上限値は、(BCP)成分100質量部に対して、100質量部以下が挙げられ、70質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましい。(H1)成分の含有量の範囲としては、(BCP)成分100質量部に対して、1~100質量部が挙げられ、10~70質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、15~30質量部がさらに好ましい。
(H1)成分の含有量が、上記好ましい範囲内であることにより、垂直配向性に優れた相分離構造を形成しやすくなる。
The content of the (H1) component in the resin composition for forming an etching mask pattern of this embodiment is 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component. The upper limit of the content of the (H1) component is 100 parts by mass or less, preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component. The content of the (H1) component is in the range of 1 to 100 parts by mass, preferably 10 to 70 parts by mass, more preferably 15 to 50 parts by mass, and even more preferably 15 to 30 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component.
When the content of the component (H1) is within the above preferred range, a phase-separated structure having excellent vertical alignment properties is easily formed.

(H1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(H)成分が(H1)成分を2種以上含む場合、(H1)成分の含有量は、当該2種以上の(H1)成分の含有量の合計を意味する。
The component (H1) may be used alone or in combination of two or more types.
When the component (H) contains two or more types of the component (H1), the content of the component (H1) means the total content of the two or more types of the component (H1).

(他のホモポリマー)
(H)成分は、(H1)成分に加えて、他のホモポリマーを含んでもよい。他のホモポリマーとしては、前記一般式(b2m)で表される構成単位(b2m)の繰り返し構造からなる重合体(以下、「(H2)成分」ともいう)が挙げられる。
(Other homopolymers)
The component (H) may contain, in addition to the component (H1), another homopolymer. Examples of the other homopolymer include a polymer having a repeating structure of the structural unit (b2m) represented by the general formula (b2m) (hereinafter, also referred to as "component (H2)").

≪構成単位(b2m)の繰り返し構造からなる重合体:(H2)成分≫
(H2)成分が有する構成単位(b2m)についての説明は、上記(BCP)成分の第2ブロックが有する構成単位(b2m)についての説明と同じである。
(H2)成分が有する構成単位(b2m)は、(BCP)成分の第2ブロックが有する構成単位(b2m)と同じでもよく、異なってもよいが、同じことが好ましい。例えば、(BCP)成分の第2ブロックがポリメタクリル酸メチルブロックである場合、(H1)成分は、ポリメタクリル酸メチルであることが好ましい。
<<Polymer Having Repeating Structure of Structural Unit (b2m): Component (H2)>>
The explanation for the structural unit (b2m) contained in the (H2) component is the same as the explanation for the structural unit (b2m) contained in the second block of the (BCP) component described above.
The structural unit (b2m) in the (H2) component may be the same as or different from the structural unit (b2m) in the second block of the (BCP) component, but is preferably the same. For example, when the second block of the (BCP) component is a polymethyl methacrylate block, the (H1) component is preferably polymethyl methacrylate.

(H2)成分の数平均分子量(Mn)(サイズ排除クロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、3,000未満であればよい。(H2)成分のMnが3,000未満であることにより、ブロックコポリマーを含む層中に(H2)成分が均一に分散しやすくなり、高膜厚(例えば、膜厚25nm以上)での垂直配向性が向上する。(H2)成分のMnの上限値としては、例えば、2,900以下、2,800以下、2,700以下、2,600以下、2,500以下、2,400以下、2,300以下、2,200以下、2,100以下、又は2,000以下が挙げられる。(H2)成分のMnの下限値としては、例えば、1,000以上、又は1,200以上が挙げられる。(H2)成分のMnの範囲としては、例えば、1,000~2,900が挙げられ、1,000~2,500が好ましく、1,200~2,000がより好ましい。
(H2)成分のMnが前記好ましい範囲内であることにより、垂直配向性に優れた相分離構造を形成しやすくなる。
The number average molecular weight (Mn) of the (H2) component (based on polystyrene conversion by size exclusion chromatography) may be less than 3,000. When the (H2) component has an Mn of less than 3,000, the (H2) component is easily dispersed uniformly in the layer containing the block copolymer, and the vertical alignment property is improved at a high film thickness (for example, a film thickness of 25 nm or more). The upper limit of the Mn of the (H2) component is, for example, 2,900 or less, 2,800 or less, 2,700 or less, 2,600 or less, 2,500 or less, 2,400 or less, 2,300 or less, 2,200 or less, 2,100 or less, or 2,000 or less. The lower limit of the Mn of the (H2) component is, for example, 1,000 or more, or 1,200 or more. The Mn of the component (H2) is, for example, in the range of 1,000 to 2,900, preferably 1,000 to 2,500, and more preferably 1,200 to 2,000.
When the Mn of the component (H2) is within the above-mentioned preferred range, a phase-separated structure with excellent vertical alignment properties is easily formed.

(H)成分が(H2)成分を含む場合、本実施形態エッチングマスクパターン形成用組成物中の(H2)の含有量は、(BCP)成分100質量部に対して、90質量部以下が挙げられ、70質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましい。(H)成分が(H2)成分を含む場合、(H2)成分の含有量は、(BCP)成分100質量部に対して、1質量部以上でもよく、5質量部以上でもよく、10質量部以上でもよく、15質量部以上でもよい。(H2)成分の含有量の範囲としては、(BCP)成分100質量部に対して、0~90質量部が挙げられ、0~70質量部が好ましく、0~50質量部がより好ましく、0~30質量部がさらに好ましく、0~25質量部がさらより好ましい。
(H2)成分の含有量が、上記好ましい範囲内であることにより、垂直配向性に優れた相分離構造を形成しやすくなる。
When the (H) component includes the (H2) component, the content of (H2) in the composition for forming an etching mask pattern of this embodiment may be 90 parts by mass or less, preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component. When the (H) component includes the (H2) component, the content of the (H2) component may be 1 part by mass or more, 5 parts by mass or more, 10 parts by mass or more, or 15 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component. The content of the (H2) component may be in the range of 0 to 90 parts by mass, preferably 0 to 70 parts by mass, more preferably 0 to 50 parts by mass, even more preferably 0 to 30 parts by mass, and even more preferably 0 to 25 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the (BCP) component.
When the content of the component (H2) is within the above preferred range, a phase-separated structure having excellent vertical alignment properties is easily formed.

(H2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(H)成分が(H2)成分を2種以上含む場合、(H2)成分の含有量は、当該2種以上の(H2)成分の含有量の合計を意味する。
The component (H2) may be used alone or in combination of two or more types.
When the component (H) contains two or more types of the component (H2), the content of the component (H2) means the total content of the two or more types of the component (H2).

(H)成分が(H2)成分を含む場合、(H2)成分の含有量は、(H1)成分100質量部に対して、100質量部以下が好ましい。(H2)成分の含有量は、(H1)成分100質量部に対して、90質量部以下、80質量部以下、70質量部以下、60質量部以下、50質量部以下、又は40質量部以下であってもよい。 When the (H) component contains the (H2) component, the content of the (H2) component is preferably 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the (H1) component. The content of the (H2) component may be 90 parts by mass or less, 80 parts by mass or less, 70 parts by mass or less, 60 parts by mass or less, 50 parts by mass or less, or 40 parts by mass or less per 100 parts by mass of the (H1) component.

本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物中の(H)成分の含有量は、(BCP)成分100質量部に対して、100質量部以下が好ましい。(H)成分が、2種以上のホモポリマーを含む場合、(H)成分の含有量は、当該2種以上のホモポリマーの含有量の合計を意味する。(H)成分の含有量は、(BCP)成分100質量部に対して、5質量部以上が挙げられ、10質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、30質量部以上がさらに好ましい。(H)成分の含有量の上限値は、(BCP)成分100質量部に対して、100質量部以下が挙げられ、70質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、50質量部以下がさらに好ましい。(H)成分の含有量の範囲としては、(BCP)成分100質量部に対して、5~100質量部が挙げられ、10~70質量部が好ましく、20~60質量部がより好ましく、30~50質量部がさらに好ましい。
(H)成分の含有量が、上記好ましい範囲内であることにより、垂直配向性に優れた相分離構造を形成しやすくなる。
The content of the (H) component in the resin composition for forming an etching mask pattern of this embodiment is preferably 100 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the (BCP) component. When the (H) component contains two or more homopolymers, the content of the (H) component means the total content of the two or more homopolymers. The content of the (H) component is 5 parts by mass or more relative to 100 parts by mass of the (BCP) component, preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, and even more preferably 30 parts by mass or more. The upper limit of the content of the (H) component is 100 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the (BCP) component, preferably 70 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, and even more preferably 50 parts by mass or less. The content of the component (H) is in the range of 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 70 parts by mass, more preferably 20 to 60 parts by mass, and even more preferably 30 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (BCP).
When the content of the component (H) is within the above preferred range, a phase-separated structure having excellent vertical alignment properties is easily formed.

本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、Mnが3,000以上であるホモポリマーを含んでもよく、含まなくてもよいが、含まないことが好ましい。本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、Mn3,000以上のホモポリマーを含まないことにより、垂直配向性に優れた相分離構造をより形成しやすくなる。 The resin composition for forming an etching mask pattern of this embodiment may or may not contain a homopolymer having an Mn of 3,000 or more, but it is preferable that it does not contain one. By not containing a homopolymer having an Mn of 3,000 or more, the resin composition for forming an etching mask pattern of this embodiment is more likely to form a phase separation structure with excellent vertical alignment.

<有機溶剤成分>
本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、上記(BCP)成分及び(H)成分を有機溶剤成分に溶解することにより調製できる。
有機溶剤成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、樹脂を主成分とする膜組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを用いることができる。
<Organic Solvent Component>
The resin composition for forming an etching mask pattern of the present embodiment can be prepared by dissolving the above-mentioned components (BCP) and (H) in an organic solvent component.
The organic solvent component may be any solvent capable of dissolving each component used to form a homogeneous solution, and any solvent known in the art as a solvent for film compositions mainly composed of resins may be used.

有機溶剤成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物;前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などが挙げられる。
有機溶剤成分は、単独で用いてもよいし、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン、ELが好ましい。
Examples of the organic solvent component include 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, and dipropylene glycol monoacetate; ether bonds such as monoalkyl ethers, monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, and monobutyl ether of the polyhydric alcohols or the compounds having an ester bond, and monophenyl ether. derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having a bond [among which, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; 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; and aromatic organic solvents such as anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, and mesitylene.
The organic solvent component may be used alone or in a mixture of two or more kinds. Among them, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, and EL are preferred.

また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2の範囲内とすることが好ましい。
たとえば極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。また、極性溶剤としてPGMEおよびシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:(PGME+シクロヘキサノン)の質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。
A mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is also preferred. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, and is preferably within a range of 1:9 to 9:1, and more preferably 2:8 to 8:2.
For example, when EL is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. When PGME is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and even more preferably 3:7 to 7:3. When PGME and cyclohexanone are blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:(PGME+cyclohexanone) is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and even more preferably 3:7 to 7:3.

また、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物中の有機溶剤成分として、その他には、PGMEAもしくはEL、又は前記PGMEAと極性溶剤との混合溶剤と、γ-ブチロラクトンと、の混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が好ましくは70:30~95:5とされる。
エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物に含まれる有機溶剤成分は、特に限定されるものではなく、塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定され、一般的には固形分濃度が0.2~70質量%、好ましくは0.2~50質量%の範囲内となるように用いられる。
As the organic solvent component in the resin composition for forming an etching mask pattern, a mixed solvent of PGMEA or EL, or a mixed solvent of PGMEA and a polar solvent, and γ-butyrolactone is also preferred. In this case, the mass ratio of the former to the latter is preferably 70:30 to 95:5.
The organic solvent component contained in the resin composition for forming an etching mask pattern is not particularly limited, and is appropriately set at a coatable concentration according to the coating film thickness, and is generally used so that the solid content concentration is within the range of 0.2 to 70 mass %, preferably 0.2 to 50 mass %.

<任意成分>
エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物には、上記の(BCP)成分、(H)成分及び有機溶剤成分以外に、さらに、所望により、混和性のある添加剤、例えば層の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料、増感剤、塩基増殖剤、塩基性化合物等を適宜、含有させることができる。
<Optional ingredients>
In addition to the above-mentioned component (BCP), component (H) and organic solvent component, the resin composition for forming an etching mask pattern may further contain, as desired, compatible additives such as an additional resin for improving the performance of the layer, a surfactant for improving coatability, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, a dye, a sensitizer, a base amplifier, a basic compound, etc.

以上説明した本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物によれば、(BCP)成分に加えて、(H)成分を含有することにより、高膜厚(例えば、膜厚25nm以上)であっても、垂直配向性の良好な相分離構造を形成することができる。そのため、高膜厚(例えば、膜厚25nm以上、好ましくは30nm以上)で垂直配向した相分離構造を形成し、当該相分離構造をエッチングマスクパターンとして利用することができる。 According to the resin composition for forming an etching mask pattern of this embodiment described above, by containing the (H) component in addition to the (BCP) component, a phase separation structure with good vertical alignment can be formed even at a high film thickness (for example, a film thickness of 25 nm or more). Therefore, a vertically aligned phase separation structure can be formed at a high film thickness (for example, a film thickness of 25 nm or more, preferably 30 nm or more), and the phase separation structure can be used as an etching mask pattern.

(BCP)成分は、第2ブロックが構成単位(b2g)を有することにより、スチレンのブロックとメタクリル酸メチルのブロックとを有するブロックコポリマー(PS-b-PMMA)と比較して、χの値を高くすることができる。これにより、重合度(N)がより低いブロックコポリマーを用いて、より短い周期の微細な相分離構造を形成することができる。しかしながら、χの値が高いと、垂直配向性が低下する傾向がある。特に、エッチングマスクパターンに適用可能な程度の膜厚(例えば、膜厚25nm以上、好ましくは30nm以上)では、(BCP)成分は、垂直配向した相分離構造を形成しにくくなる。
本実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物は、(BCP)成分に加えて、(H)成分を含有することにより、垂直配向性が向上し、エッチングマスクパターンに適用可能な膜厚で垂直配向した相分離構造を形成することができる。
The (BCP) component can increase the value of χ compared to a block copolymer (PS-b-PMMA) having a styrene block and a methyl methacrylate block, because the second block has the structural unit (b2g). This allows a fine phase-separated structure with a shorter period to be formed using a block copolymer with a lower degree of polymerization (N). However, when the value of χ is high, the vertical alignment tends to decrease. In particular, at a film thickness applicable to an etching mask pattern (for example, a film thickness of 25 nm or more, preferably 30 nm or more), the (BCP) component is less likely to form a vertically aligned phase-separated structure.
The resin composition for forming an etching mask pattern of the present embodiment contains the component (H) in addition to the component (BCP), thereby improving the vertical alignment property and enabling the formation of a vertically oriented phase-separated structure with a film thickness applicable to an etching mask pattern.

(エッチングマスクパターンの製造方法)
本実施形態のエッチングマスクパターンの製造方法は、支持体上に、上述した実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、ブロックコポリマーを含む層を形成する工程(以下「工程(i)」という。)と、前記のブロックコポリマーを含む層を相分離させる工程(以下「工程(ii)」という。)と、を有する。
以下、かかるエッチングマスクパターンの製造方法について、図1を参照しながら具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
(Method of Manufacturing Etching Mask Pattern)
The method for producing an etching mask pattern of the present embodiment includes a step of applying the resin composition for forming an etching mask pattern of the above-described embodiment onto a support to form a layer containing a block copolymer (hereinafter referred to as "step (i)"), and a step of phase-separating the layer containing the block copolymer (hereinafter referred to as "step (ii)").
Hereinafter, such a method for producing an etching mask pattern will be specifically described with reference to Fig. 1. However, the present invention is not limited to this.

図1は、エッチングマスクパターンの製造方法の一実施形態例を示す。
図1に示す実施形態では、まず、支持体1上に下地剤を塗布して、下地剤層2を形成する(図1(I))。
次に、下地剤層2上に、上述した実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、ブロックコポリマーを含む層(BCP層)3を形成する(図1(II);以上、工程(i))。
次に、加熱してアニール処理を行い、BCP層3を、相3aと相3bとに相分離させる(図1(III);工程(ii))。
その結果、下地剤層2が形成された支持体1上に、相分離構造を含む構造体3’が製造される。相分離構造を含む構造体3’は、エッチングマスクパターンの製造に用いることができる。
FIG. 1 shows an embodiment of a method for producing an etching mask pattern.
In the embodiment shown in FIG. 1, first, a base agent is applied onto a support 1 to form a base agent layer 2 (FIG. 1(I)).
Next, the resin composition for forming an etching mask pattern of the above-mentioned embodiment is applied onto the undercoat agent layer 2 to form a layer containing a block copolymer (BCP layer) 3 (FIG. 1(II); this is step (i)).
Next, an annealing treatment is performed by heating, so that the BCP layer 3 is separated into a phase 3a and a phase 3b (FIG. 1(III); step (ii)).
As a result, a structure 3' including a phase-separated structure is produced on the support 1 on which the undercoat agent layer 2 is formed. The structure 3' including a phase-separated structure can be used to produce an etching mask pattern.

[工程(i)]
工程(i)では、支持体1上に、エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、BCP層3を形成する。
図1に示す実施形態においては、まず、支持体1上に、下地剤を塗布して、下地剤層2が形成されている。
支持体1上に下地剤層2を設けることによって、支持体1表面と、ブロックコポリマーを含む層(BCP層)3と、の親水疎水バランスが図れる。
すなわち、下地剤層2が、上記第1のブロックを構成する構成単位(b1)を有する樹脂成分を含有する場合、BCP層3のうち第1のブロックからなる相と支持体1との密着性が高まる。下地剤層2が、上記第2のブロックを構成する構成単位(b2)を有する樹脂成分を含有する場合、BCP層3のうち第2のブロックからなる相と支持体1との密着性が高まる。
これに伴い、BCP層3の相分離によって、支持体1表面に対して垂直方向に配向された相分離構造が形成されやすくなる。
[Step (i)]
In the step (i), a resin composition for forming an etching mask pattern is applied onto a support 1 to form a BCP layer 3 .
In the embodiment shown in FIG. 1, first, a base agent is applied onto a support 1 to form a base agent layer 2 .
By providing the undercoat agent layer 2 on the support 1, a balance of hydrophilicity and hydrophobicity between the surface of the support 1 and the layer containing a block copolymer (BCP layer) 3 can be achieved.
That is, when the primer layer 2 contains a resin component having the structural unit (b1) constituting the first block, the adhesion between the phase of the BCP layer 3 consisting of the first block and the support 1 is enhanced. When the primer layer 2 contains a resin component having the structural unit (b2) constituting the second block, the adhesion between the phase of the BCP layer 3 consisting of the second block and the support 1 is enhanced.
Accordingly, due to phase separation of the BCP layer 3, a phase-separated structure oriented in a direction perpendicular to the surface of the support 1 is easily formed.

下地剤:
下地剤としては、樹脂組成物を用いることができる。
下地剤用の樹脂組成物は、(BCP)成分を構成するブロックの種類に応じて、薄膜形成に用いられる従来公知の樹脂組成物の中から適宜選択することができる。
下地剤用の樹脂組成物は、例えば熱重合性樹脂組成物であってもよく、ポジ型レジスト組成物やネガ型レジスト組成物等の感光性樹脂組成物であってもよい。その他、化合物を表面処理剤とし、該化合物を塗布して形成された非重合性膜を下地剤層としてもよい。たとえば、フェネチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン等を表面処理剤として形成されたシロキサン系有機単分子膜も、下地剤層として好適に用いることができる。
Base:
As the undercoat agent, a resin composition can be used.
The resin composition for the undercoat agent can be appropriately selected from among conventionally known resin compositions used for thin film formation, depending on the type of block constituting the (BCP) component.
The resin composition for the undercoat agent may be, for example, a thermally polymerizable resin composition, or may be a photosensitive resin composition such as a positive resist composition or a negative resist composition. In addition, a compound may be used as a surface treatment agent, and a non-polymerizable film formed by applying the compound may be used as the undercoat agent layer. For example, a siloxane-based organic monomolecular film formed using phenethyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, hexamethyldisilazane, or the like as a surface treatment agent may also be suitably used as the undercoat agent layer.

このような樹脂組成物としては、例えば、第1のブロックを構成する構成単位(b1)及び第2のブロックを構成する構成単位(b2m)をいずれも有する樹脂を含有する樹脂組成物、及び(BCP)成分を構成する各ブロックと親和性の高い構成単位をいずれも有する樹脂を含有する樹脂組成物等が挙げられる。
下地剤用の樹脂組成物としては、たとえば、スチレンとメタクリル酸メチルとの両方を構成単位として有する樹脂を含有する組成物や、芳香環等のスチレンと親和性の高い部位と、メタクリル酸メチルと親和性の高い部位(極性の高い官能基等)と、の両方を含む化合物又は組成物を用いることが好ましい。
スチレンとメタクリル酸メチルとの両方を構成単位として有する樹脂としては、スチレンとメタクリル酸メチルとのランダムコポリマー、スチレンとメタクリル酸メチルとの交互ポリマー(各モノマーが交互に共重合しているもの)、スチレンとメタクリル酸メチルと(ヒドロキシエチル)メタクリレートとのランダムコポリマー等が挙げられる。BCP層に垂直配向した相分離構造を形成させる観点から、前記樹脂におけるスチレン構成単位の割合は、当該樹脂を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対し、20~90モル%が好ましく、30~85モル%がより好ましい。
また、スチレンと親和性の高い部位と、メタクリル酸メチルと親和性の高い部位と、の両方を含む組成物としては、例えば、モノマーとして、少なくとも、芳香環を有するモノマーと、極性の高い官能基を有するモノマーと、を重合させて得られる樹脂を含有する組成物が挙げられる。芳香環を有するモノマーとしては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いたアリール基、又は、これらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等を有するモノマーが挙げられる。また、極性の高い官能基を有するモノマーとしては、トリメトキシシリル基、トリクロロシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボキシ基、水酸基、シアノ基、アルキル基の水素原子の一部がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシアルキル基等を有するモノマーが挙げられる。BCP層に垂直配向した相分離構造を形成させる観点から、前記樹脂における芳香環を有するモノマーから誘導される構成単位の割合は、当該樹脂を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対し、20~90モル%が好ましく、30~85モル%がより好ましい。
その他、スチレンと親和性の高い部位と、メタクリル酸メチルと親和性の高い部位と、の両方を含む化合物としては、フェネチルトリクロロシラン等のアリール基と極性の高い官能基との両方を含む化合物や、アルキルシラン化合物等のアルキル基と極性の高い官能基との両方を含む化合物等が挙げられる。
Examples of such resin compositions include a resin composition containing a resin having both the structural unit (b1) constituting the first block and the structural unit (b2m) constituting the second block, and a resin composition containing a resin having both structural units having high affinity with each of the blocks constituting the (BCP) component.
As the resin composition for the primer, it is preferable to use, for example, a composition containing a resin having both styrene and methyl methacrylate as constituent units, or a compound or composition containing both a moiety having high affinity for styrene, such as an aromatic ring, and a moiety having high affinity for methyl methacrylate (such as a highly polar functional group).
Examples of resins having both styrene and methyl methacrylate as structural units include random copolymers of styrene and methyl methacrylate, alternating polymers of styrene and methyl methacrylate (monomers copolymerized alternately), random copolymers of styrene, methyl methacrylate, and (hydroxyethyl) methacrylate, etc. From the viewpoint of forming a vertically oriented phase separation structure in the BCP layer, the proportion of the styrene structural unit in the resin is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 30 to 85 mol%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the resin.
In addition, as a composition containing both a site having high affinity with styrene and a site having high affinity with methyl methacrylate, for example, a composition containing a resin obtained by polymerizing at least a monomer having an aromatic ring and a monomer having a highly polar functional group as a monomer. Examples of monomers having an aromatic ring include monomers having aryl groups in which one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring, such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthryl group, or monomers having heteroaryl groups in which a part of the carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. In addition, examples of monomers having a highly polar functional group include monomers having a trimethoxysilyl group, a trichlorosilyl group, an epoxy group, a glycidyl group, a carboxy group, a hydroxyl group, a cyano group, or a hydroxyalkyl group in which a part of the hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a hydroxyl group. From the viewpoint of forming a vertically oriented phase separation structure in the BCP layer, the proportion of structural units derived from a monomer having an aromatic ring in the resin is preferably 20 to 90 mol %, and more preferably 30 to 85 mol %, relative to the total (100 mol %) of all structural units constituting the resin.
Other examples of compounds that contain both a moiety with high affinity for styrene and a moiety with high affinity for methyl methacrylate include compounds that contain both an aryl group and a highly polar functional group, such as phenethyltrichlorosilane, and compounds that contain both an alkyl group and a highly polar functional group, such as alkylsilane compounds.

下地剤用の樹脂組成物は、前述の樹脂を溶媒に溶解させて製造することができる。
かかる溶媒としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、たとえば、上述した実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物についての説明の中で例示した有機溶剤成分と同様のものが挙げられる。
The resin composition for the base can be produced by dissolving the above-mentioned resin in a solvent.
Such a solvent may be any solvent capable of dissolving each component used to form a homogeneous solution, and examples thereof include the same organic solvent components as those exemplified in the description of the resin composition for forming an etching mask pattern of the above embodiment.

支持体1は、その表面上に樹脂組成物を塗布し得るものであれば、その種類は特に限定されない。例えば、金属(シリコン、銅、クロム、鉄、アルミニウム等)、ガラス、酸化チタン、シリカ、マイカなどの無機物からなる基板;SiO等酸化物からなる基板;SiN等窒化物からなる基板;SiON等の酸化窒化物からなる基板;アクリル、ポリスチレン、セルロース、セルロースアセテート、フェノール樹脂などの有機物からなる基板が挙げられる。これらの中でも、金属の基板が好適であり、例えばシリコン基板(Si基板)又は銅基板(Cu基板)において、シリンダー構造の構造体が形成されやすい。中でも、Si基板が特に好適である。
支持体1の大きさや形状は、特に限定されるものではない。支持体1は、必ずしも平滑な表面を有する必要はなく、様々な形状の基板を適宜選択できる。例えば、曲面を有する基板、表面が凹凸形状の平板、薄片状などの形状の基板が挙げられる。
The type of the support 1 is not particularly limited as long as the resin composition can be applied to the surface thereof. For example, a substrate made of an inorganic material such as metal (silicon, copper, chromium, iron, aluminum, etc.), glass, titanium oxide, silica, mica, etc.; a substrate made of an oxide such as SiO2 ; a substrate made of a nitride such as SiN; a substrate made of an oxynitride such as SiON; a substrate made of an organic material such as acrylic, polystyrene, cellulose, cellulose acetate, phenolic resin, etc. can be mentioned. Among these, a metal substrate is preferable, and a cylinder structure is easily formed on, for example, a silicon substrate (Si substrate) or a copper substrate (Cu substrate). Among these, a Si substrate is particularly preferable.
The size and shape of the support 1 are not particularly limited. The support 1 does not necessarily have to have a smooth surface, and substrates of various shapes can be appropriately selected. For example, substrates having a curved surface, flat plates with an uneven surface, and substrates having a flaky shape can be mentioned.

支持体1の表面には、無機系及び/又は有機系の膜が設けられていてもよい。
無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
無機系の膜は、例えば、シリコン系材料などの無機系の反射防止膜組成物を、支持体上に塗工し、焼成等することにより形成できる。
有機系の膜は、例えば、該膜を構成する樹脂成分等を有機溶剤に溶解した有機膜形成用材料を、基板上にスピンナー等で塗布し、好ましくは200~300℃、好ましくは30~300秒間、より好ましくは60~180秒間の加熱条件でベーク処理することにより形成できる。この有機膜形成用材料は、レジスト膜のような、光や電子線に対する感受性を必ずしも必要とするものではなく、感受性を有するものであってもよく、有しないものであってもよい。具体的には、半導体素子や液晶表示素子の製造において一般的に用いられているレジストや樹脂を用いることができる。
また、BCP層3を加工して形成される、ブロックコポリマーからなるパターン、を用いて有機系の膜をエッチングすることにより、該パターンを有機系の膜へ転写し、有機系の膜パターンを形成できるように、有機膜形成用材料は、エッチング、特にドライエッチング可能な有機系の膜を形成できる材料であることが好ましい。中でも、酸素プラズマエッチング等のエッチングが可能な有機系の膜を形成できる材料であることが好ましい。このような有機膜形成用材料としては、従来、有機BARCなどの有機膜を形成するために用いられている材料であってよい。例えば、日産化学工業株式会社製のARCシリーズ、ロームアンドハース社製のARシリーズ、東京応化工業株式会社製のSWKシリーズなどが挙げられる。
The surface of the support 1 may be provided with an inorganic and/or organic film.
The inorganic film may be an inorganic anti-reflective coating (inorganic BARC), and the organic film may be an organic anti-reflective coating (organic BARC).
The inorganic film can be formed, for example, by applying an inorganic anti-reflective coating composition, such as a silicon-based material, onto a support and baking the composition.
The organic film can be formed, for example, by applying an organic film-forming material, which is a solution of the resin components constituting the film in an organic solvent, onto a substrate using a spinner or the like, and baking the material under heating conditions of preferably 200 to 300° C., preferably 30 to 300 seconds, more preferably 60 to 180 seconds. This organic film-forming material does not necessarily need to be sensitive to light or electron beams, unlike a resist film, and may or may not be sensitive. Specifically, resists and resins commonly used in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements can be used.
In addition, the material for forming the organic film is preferably a material capable of forming an organic film that can be etched, particularly dry etched, so that an organic film pattern can be formed by etching an organic film using a pattern made of a block copolymer formed by processing the BCP layer 3. Among them, it is preferable that the material is a material capable of forming an organic film that can be etched by oxygen plasma etching or the like. Such a material for forming the organic film may be a material that has been used to form an organic film such as an organic BARC. For example, the ARC series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., the AR series manufactured by Rohm and Haas, and the SWK series manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. can be mentioned.

下地剤を支持体1上に塗布して下地剤層2を形成する方法としては、特に限定されず、従来公知の方法により形成できる。
たとえば、下地剤を、スピンコート又はスピンナーを用いる等の従来公知の方法により支持体1上に塗布して塗膜を形成し、乾燥させることにより、下地剤層2を形成できる。
塗膜の乾燥方法としては、下地剤に含まれる溶媒を揮発させることができればよく、たとえばベークする方法等が挙げられる。この際、ベーク温度は、80~300℃が好ましく、180~270℃がより好ましく、220~250℃がさらに好ましい。ベーク時間は、30~500秒間が好ましく、60~400秒間がより好ましい。
塗膜の乾燥後における下地剤層2の厚さは、10~100nm程度が好ましく、40~90nm程度がより好ましい。
The method for applying the primer onto the support 1 to form the primer layer 2 is not particularly limited, and may be any of the conventionally known methods.
For example, the undercoat layer 2 can be formed by applying the undercoat agent onto the support 1 by a conventionally known method such as spin coating or using a spinner to form a coating film, and then drying the coating film.
The method for drying the coating film may be any method capable of volatilizing the solvent contained in the undercoat agent, such as a baking method. In this case, the baking temperature is preferably 80 to 300° C., more preferably 180 to 270° C., and further preferably 220 to 250° C. The baking time is preferably 30 to 500 seconds, and more preferably 60 to 400 seconds.
The thickness of the undercoat layer 2 after the coating film has dried is preferably about 10 to 100 nm, and more preferably about 40 to 90 nm.

支持体1に下地剤層2を形成する前に、支持体1の表面は、予め洗浄されていてもよい。支持体1表面を洗浄することにより、下地剤の塗布性が向上する。
洗浄処理方法としては、従来公知の方法を利用でき、例えば酸素プラズマ処理、オゾン酸化処理、酸アルカリ処理、化学修飾処理等が挙げられる。
The surface of the support 1 may be washed before forming the primer layer 2 on the support 1. Washing the surface of the support 1 improves the coatability of the primer.
The cleaning treatment may be carried out by any of the conventional methods known in the art, including, for example, oxygen plasma treatment, ozone oxidation treatment, acid-alkali treatment, and chemical modification treatment.

下地剤層2を形成した後、必要に応じて、溶剤等のリンス液を用いて下地剤層2をリンスしてもよい。該リンスにより、下地剤層2中の未架橋部分等が除去されるため、ブロックコポリマーを構成する少なくとも1つのブロックとの親和性が向上し、支持体1表面に対して垂直方向に配向されたシリンダー構造からなる相分離構造が形成されやすくなる。
尚、リンス液は、未架橋部分を溶解し得るものであればよく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、乳酸エチル(EL)等の溶剤及びこれらの2種以上混合溶剤、又は市販のシンナー液等を用いることができる。
また、該洗浄後は、リンス液を揮発させるため、ポストベークを行ってもよい。このポストベークの温度条件は、80~300℃が好ましく、90~270℃がより好ましく、100~250℃がさらに好ましい。ベーク時間は、30~500秒間が好ましく、60~240秒間がより好ましい。かかるポストベーク後における下地剤層2の厚さは、1~10nm程度が好ましく、2~7nm程度がより好ましい。
After forming the undercoat agent layer 2, the undercoat agent layer 2 may be rinsed with a rinsing liquid such as a solvent, if necessary. The rinsing removes uncrosslinked portions and the like in the undercoat agent layer 2, improving the affinity with at least one block constituting the block copolymer, and facilitating the formation of a phase-separated structure consisting of cylindrical structures oriented in a direction perpendicular to the surface of the support 1.
The rinse liquid may be any liquid capable of dissolving the uncrosslinked portion, and examples of the rinse liquid include solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), ethyl lactate (EL), and mixtures of two or more of these solvents, and commercially available thinners.
After the cleaning, post-baking may be performed to volatilize the rinsing liquid. The temperature conditions for this post-baking are preferably 80 to 300° C., more preferably 90 to 270° C., and even more preferably 100 to 250° C. The baking time is preferably 30 to 500 seconds, and more preferably 60 to 240 seconds. The thickness of the undercoat agent layer 2 after such post-baking is preferably about 1 to 10 nm, and more preferably about 2 to 7 nm.

次いで、下地剤層2の上に、(BCP)成分を含む層(BCP層)3を形成する。
下地剤層2の上にBCP層3を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えばスピンコート又はスピンナーを用いる等の従来公知の方法により、下地剤層2上に、上述した実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、乾燥させる方法が挙げられる。
Next, a layer containing a (BCP) component (BCP layer) 3 is formed on the undercoat agent layer 2 .
The method for forming the BCP layer 3 on the undercoat layer 2 is not particularly limited, and examples of the method include a method in which the resin composition for forming an etching mask pattern of the above-mentioned embodiment is applied onto the undercoat layer 2 by a conventionally known method such as using spin coating or a spinner to form a coating film, and then drying.

BCP層3の厚さは、エッチングマスクパターンを形成するために充分な厚さであればよく、25nm以上が好ましく、30nm以上がより好ましく、36nm以上がさらに好ましい。BCP層3の厚さの上限値は、例えば、100nm以下が挙げられ、90nm以下が好ましく、80nm以下がより好ましく、70nm以下がさらに好ましく、60nm以下が特に好ましい。例えば、支持体1がSi基板の場合、BCP層3の厚さは、好ましくは25~100nm、より好ましくは30~90nm、さらに好ましくは30~80nm、特に好ましくは30~60nmに調整される。 The thickness of the BCP layer 3 may be sufficient to form an etching mask pattern, and is preferably 25 nm or more, more preferably 30 nm or more, and even more preferably 36 nm or more. The upper limit of the thickness of the BCP layer 3 may be, for example, 100 nm or less, preferably 90 nm or less, more preferably 80 nm or less, even more preferably 70 nm or less, and particularly preferably 60 nm or less. For example, when the support 1 is a Si substrate, the thickness of the BCP layer 3 is preferably adjusted to 25 to 100 nm, more preferably 30 to 90 nm, even more preferably 30 to 80 nm, and particularly preferably 30 to 60 nm.

[工程(ii)]
工程(ii)では、支持体1上に形成されたBCP層3を相分離させる。
工程(i)後の支持体1を加熱してアニール処理を行うことで、ブロックコポリマーの選択除去によって、支持体1表面の少なくとも一部が露出するような相分離構造が形成する。すなわち、支持体1上に、相3aと相3bとに相分離した相分離構造を含む構造体3’が製造される。
アニール処理の温度条件は、用いられている(BCP)成分のガラス転移温度以上であり、かつ、熱分解温度未満で行うことが好ましく、例えばブロックコポリマーがポリスチレン-ポリメチルメタクリレート(PS-PMMA)ブロックコポリマー(質量平均分子量5000~100000)の場合には、180~270℃が好ましい。加熱時間は、30~3600秒間が好ましい。
また、アニール処理は、窒素等の反応性の低いガス中で行われることが好ましい。
[Step (ii)]
In the step (ii), the BCP layer 3 formed on the support 1 is subjected to phase separation.
By heating the support 1 after step (i) to perform an annealing treatment, the block copolymer is selectively removed to form a phase-separated structure that exposes at least a part of the surface of the support 1. That is, a structure 3' including a phase-separated structure separated into a phase 3a and a phase 3b is produced on the support 1.
The temperature condition of the annealing treatment is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the (BCP) component used and lower than the thermal decomposition temperature, and for example, when the block copolymer is a polystyrene-polymethyl methacrylate (PS-PMMA) block copolymer (mass average molecular weight 5000 to 100000), the temperature is preferably 180 to 270° C. The heating time is preferably 30 to 3600 seconds.
Moreover, the annealing process is preferably carried out in a gas with low reactivity, such as nitrogen.

以上説明した実施形態のエッチングマスクパターンの製造方法によれば、上述した実施形態のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物が用いられているため、エッチングマスクパターンの形成に充分な程度の膜厚(例えば、膜厚25nm以上、好ましくは膜厚30nm以上)で、垂直配向した相分離構造を含む構造体を得ることができる。そのため、当該相分離構造を含む構造体を用いて、エッチングマスクパターンを製造することができる。 According to the method for producing an etching mask pattern of the embodiment described above, since the resin composition for forming an etching mask pattern of the above-mentioned embodiment is used, a structure containing a vertically oriented phase separation structure can be obtained with a film thickness sufficient for forming an etching mask pattern (for example, a film thickness of 25 nm or more, preferably a film thickness of 30 nm or more). Therefore, an etching mask pattern can be produced using the structure containing the phase separation structure.

[任意工程]
相分離構造を含む構造体の製造方法は、上述した実施形態に限定されず、工程(i)及び(ii)以外の工程(任意工程)を有してもよい。
[Optional steps]
The method for producing a structure containing a phase-separated structure is not limited to the above-described embodiment, and may include steps (optional steps) other than steps (i) and (ii).

かかる任意工程としては、BCP層3のうち、前記(BCP)成分を構成する第1ブロック及び第2ブロックのうちの少なくとも一種類のブロックからなる相を選択的に除去する工程(以下「工程(iii)」という。)、ガイドパターン形成工程等が挙げられる。 Such optional steps include a step of selectively removing a phase of the BCP layer 3 that is made up of at least one type of block from the first block and the second block that constitute the (BCP) component (hereinafter referred to as "step (iii)"), a guide pattern formation step, etc.

・工程(iii)について
工程(iii)では、下地剤層2の上に形成された、BCP層のうち、前記(BCP)成分を構成する第1ブロック及び第2ブロックのうちの少なくとも一種類のブロックからなる相を選択的に除去する。これにより、エッチングマスクパターンが形成される。
Regarding step (iii), in the step (iii), a phase consisting of at least one of the first block and the second block constituting the (BCP) component in the BCP layer formed on the undercoat agent layer 2 is selectively removed, thereby forming an etching mask pattern.

いずれかのブロックからなる相を選択的に除去する方法としては、BCP層に対して酸素プラズマ処理を行う方法、水素プラズマ処理を行う方法等が挙げられる。
例えば、前記(BCP)成分を含むBCP層を相分離した後、該BCP層に対して酸素プラズマ処理や水素プラズマ処理等を行うことにより、第1ブロックからなる相は選択的に除去されず、第2ブロックからなる相が選択的に除去される。
As a method for selectively removing a phase consisting of any one of the blocks, there is a method for subjecting the BCP layer to an oxygen plasma treatment, a method for subjecting the BCP layer to a hydrogen plasma treatment, or the like.
For example, after phase separation of a BCP layer containing the (BCP) component, the BCP layer is subjected to oxygen plasma treatment, hydrogen plasma treatment, or the like, whereby the phase consisting of the first block is not selectively removed, but the phase consisting of the second block is selectively removed.

図2は、工程(iii)の一実施形態例を示す。
図2に示す実施形態においては、工程(ii)で支持体1上に製造された構造体3’に、酸素プラズマ処理を行うことによって、相3aが選択的に除去され、離間した相3bからなるエッチングマスクパターンが形成されている。この場合、相3bが第1ブロックからなる相であり、相3aが第2ブロックからなる相である。
FIG. 2 shows an example embodiment of step (iii).
In the embodiment shown in Figure 2, the structure 3' produced on the support 1 in step (ii) is subjected to an oxygen plasma treatment to selectively remove the phase 3a and form an etching mask pattern consisting of spaced apart phases 3b, where the phase 3b is the phase consisting of the first block and the phase 3a is the phase consisting of the second block.

上記のようにして得られたエッチングマスクパターンは、そのまま支持体のエッチングに使用することもできるが、さらに加熱することにより、支持体1上のエッチングマスクパターンの形状を変更することもできる。
加熱の温度条件は、用いるブロックコポリマーのガラス転移温度以上であり、かつ、熱分解温度未満が好ましい。また、加熱は、窒素等の反応性の低いガス中で行われることが好ましい。
The etching mask pattern obtained as described above can be used as it is for etching a substrate, but by further heating it, the shape of the etching mask pattern on the substrate 1 can be changed.
The heating temperature is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the block copolymer used and lower than its thermal decomposition temperature, and is preferably carried out in a gas with low reactivity such as nitrogen.

・ガイドパターン形成工程について
相分離構造を含む構造体の製造方法においては、上述した工程(i)及び工程(ii)の前に、下地剤層上にガイドパターンを設ける工程(ガイドパターン形成工程)を有してもよい。これにより、相分離構造の配列構造制御が可能となる。
例えば、ガイドパターンを設けない場合に、ランダムな指紋状の相分離構造が形成されるブロックコポリマーであっても、下地剤層表面にレジスト膜の溝構造を設けることにより、その溝に沿って配向した相分離構造が得られる。このような原理で、下地剤層2上にガイドパターンを設けてもよい。また、ガイドパターンの表面が、上記(BCP)成分を構成するいずれかのブロックと親和性を有することにより、支持体表面に対して垂直方向に配向された相分離構造が形成しやすくなる。
Regarding the guide pattern forming step, the method for producing a structure containing a phase-separated structure may include a step of providing a guide pattern on the undercoat agent layer (guide pattern forming step) prior to the above-mentioned steps (i) and (ii). This makes it possible to control the arrangement structure of the phase-separated structure.
For example, even in the case of a block copolymer in which a random fingerprint-like phase separation structure is formed when no guide pattern is provided, a phase separation structure oriented along the grooves can be obtained by providing a groove structure of the resist film on the surface of the undercoat layer. Based on this principle, a guide pattern may be provided on the undercoat layer 2. In addition, if the surface of the guide pattern has affinity with any of the blocks constituting the (BCP) component, a phase separation structure oriented perpendicular to the support surface is easily formed.

ガイドパターンは、例えばレジスト組成物を用いて形成できる。
ガイドパターンを形成するレジスト組成物は、一般的にレジストパターンの形成に用いられるレジスト組成物やその改変物の中から、上記(BCP)成分を構成するいずれかのブロックと親和性を有するものを適宜選択して用いることができる。該レジスト組成物としては、レジスト膜露光部が溶解除去されるポジ型パターンを形成するポジ型レジスト組成物、レジスト膜未露光部が溶解除去されるネガ型パターンを形成するネガ型レジスト組成物のいずれであってもよいが、ネガ型レジスト組成物であることが好ましい。ネガ型レジスト組成物としては、例えば、酸発生剤と、酸の作用により有機溶剤を含有する現像液への溶解性が酸の作用により減少する基材成分とを含有し、該基材成分が、酸の作用により分解して極性が増大する構成単位を有する樹脂成分、を含有するレジスト組成物が好ましい。
ガイドパターンが形成された下地剤層上にエッチングパターン形成用樹脂組成物が流し込まれた後、相分離を起こすためにアニール処理が行われる。このため、ガイドパターンを形成するレジスト組成物としては、耐溶剤性と耐熱性とに優れたレジスト膜を形成し得るものであることが好ましい。
The guide pattern can be formed using, for example, a resist composition.
The resist composition for forming the guide pattern can be appropriately selected from resist compositions generally used for forming resist patterns and their modifications, and can be used by selecting one that has affinity with any of the blocks constituting the (BCP) component. The resist composition may be either a positive resist composition for forming a positive pattern in which the exposed portion of the resist film is dissolved and removed, or a negative resist composition for forming a negative pattern in which the unexposed portion of the resist film is dissolved and removed, but is preferably a negative resist composition. As the negative resist composition, for example, a resist composition containing an acid generator and a base material component whose solubility in a developer containing an organic solvent is reduced by the action of an acid, and the base material component contains a resin component having a structural unit that is decomposed by the action of an acid to increase polarity, is preferred.
After the resin composition for forming an etching pattern is poured onto the undercoat layer on which the guide pattern is formed, an annealing treatment is performed to cause phase separation. Therefore, it is preferable that the resist composition for forming the guide pattern is one capable of forming a resist film having excellent solvent resistance and heat resistance.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(BCP前駆体の合成:BCP前駆体(1))
全てのアニオン重合は、アルゴン雰囲気下で行った。30mLのテトラヒドロフラン(THF)及び塩化リチウム(LiCl)(21.2mg、0.500mmol)を50mLシュレンク管に移し、クールニクスバスで-78°Cに冷却した。Sec-ブチルリチウム(Sec-BuLi)(1.05M ヘキサン/シクロヘキサン溶液)を、溶液の色が黄色に変わるまで前記シュレンク管に加えた。シュレンク管をクールニクスバスから取り外し、溶液が無色になるまで室温で温めた。シュレンク管を再びクールニクスバスで-78℃に冷却し、開始剤としてsec-BuLi(0.095mL、0.100mmol)を加えた。スチレン(1.03mL、9.04mmol)を加え、30分間撹拌した。その結果、鮮やかなオレンジ色の溶液を得た。1,1-ジフェニルエチレン(DPE)(0.088mL、0.50mmol)を添加し、溶液の色が濃い赤色に変わった。30分間撹拌した後、メタクリル酸メチル(MMA)(0.80mL、7.50mmol)とメタクリル酸グリシジル(GMA)(0.325mL、2.50mmol)のモノマー混合物を加え、30分間撹拌した。溶液の色は赤色から透明へと変化した。停止剤として、3mLの脱気メタノール(MeOH)をシュレンク管に加えて、重合を終了した。シュレンク管をクールニクスバスから引き上げ、溶液をMeOHへ投入し再沈殿を行った。沈殿物の固体を濾過した後、40℃で減圧乾燥を行い、BCP前駆体(1)の白色粉末を得た(1.76g、88%収率)。
(Synthesis of BCP precursor: BCP precursor (1))
All anionic polymerizations were carried out under an argon atmosphere. 30 mL of tetrahydrofuran (THF) and lithium chloride (LiCl) (21.2 mg, 0.500 mmol) were transferred to a 50 mL Schlenk flask and cooled to −78° C. in a cool-nic bath. Sec-butyllithium (Sec-BuLi) (1.05 M in hexane/cyclohexane) was added to the Schlenk flask until the solution turned yellow in color. The Schlenk flask was removed from the cool-nic bath and warmed at room temperature until the solution became colorless. The Schlenk flask was again cooled to −78° C. in a cool-nic bath and sec-BuLi (0.095 mL, 0.100 mmol) was added as initiator. Styrene (1.03 mL, 9.04 mmol) was added and stirred for 30 min. This resulted in a bright orange solution. 1,1-diphenylethylene (DPE) (0.088 mL, 0.50 mmol) was added, and the color of the solution changed to deep red. After stirring for 30 minutes, a monomer mixture of methyl methacrylate (MMA) (0.80 mL, 7.50 mmol) and glycidyl methacrylate (GMA) (0.325 mL, 2.50 mmol) was added and stirred for 30 minutes. The color of the solution changed from red to transparent. As a terminator, 3 mL of degassed methanol (MeOH) was added to the Schlenk flask to terminate the polymerization. The Schlenk flask was removed from the Coolnics bath, and the solution was poured into MeOH to perform reprecipitation. The precipitated solid was filtered and then dried under reduced pressure at 40° C. to obtain a white powder of BCP precursor (1) (1.76 g, 88% yield).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))
10mLのガラス管に0.2gのBCP前駆体(1)とTHF(20wt%溶液)を入れ、氷水槽に浸漬した。1wt%水酸化リチウム(LiOH)水溶液(LiOH 0.05モル当量/GMAユニット)及び2,2,2-トリフルオロエタンチオール(2モル当量/GMAユニット)を前記ガラス管に添加した。室温で20分間撹拌した後、リアクターを40℃に設定して、3時間撹拌し、BCP(1)を合成した。合成されたBCP(1)のMn及びPHFMA画分に応じて、メタノール又はメタノール/ヘキサンで数回繰り返し沈殿させて、残留試薬を除去した。生成物を、減圧下、室温で一晩乾燥させて、BCP(1)の白色粉末を得た。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(1)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,Acetone-d,δ,ppm):0.84(s,α-CH,PMMA),0.87(s,α-CH,PMMA),1.00(s,α-CH,PMMA),1.03(s,α-CH,PHFMA),1.23-1.73(br,backbone,-CH-CH-,PS),1.75-2.23(br,backbone,-CH-CH-,PS,br,backbone,-CH-C(CH)-,PHFMA and PMMA),2.78-3.00(d,CH(OH)-CH-S-,PHFMA),3.40-3.77(s,-S-CH-CF,PHFMA),3.54-3.75(s,-OCH,PMMA),3.92-4.07(d,-(C=O)O-CH-,PHFMA),4.07-4.18(m,-CH(OH)-,PHFMA)4.50-4.72(br,-CH(OH)-,PHFMA),6.36-6.84(m,o-aromatic,PS),6.85-7.35(m,m-,p-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(1))
A 10 mL glass tube was charged with 0.2 g of BCP precursor (1) and THF (20 wt % solution) and immersed in an ice-water bath. 1 wt % lithium hydroxide (LiOH) aqueous solution (0.05 mole equivalents of LiOH/GMA unit) and 2,2,2-trifluoroethanethiol (2 mole equivalents/GMA unit) were added to the glass tube. After stirring at room temperature for 20 minutes, the reactor was set to 40° C. and stirred for 3 hours to synthesize BCP (1). Depending on the Mn and PHFMA fraction of the synthesized BCP (1), the product was repeatedly precipitated with methanol or methanol/hexane several times to remove residual reagents. The product was dried overnight at room temperature under reduced pressure to obtain a white powder of BCP (1). The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (1) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g·mol −1 and 1.05, respectively.
1H NMR (400MHz, Acetone-d 6 , δ, ppm): 0.84 (s, α-CH 3 , PMMA), 0.87 (s, α-CH 3 , PMMA), 1.00 (s, α-CH 3 , PMMA), 1.03 (s, α-CH 3 , PHFMA), 1.23-1.73 (br, backbone, -CH 2 -CH-, PS), 1.75-2.23 (br, backbone, -CH 2 -CH-, PS, br, backbone, -CH 2 -C (CH 3 )-, PHFMA and PMMA) .00(d,CH(OH) -CH2 -S-, PHFMA), 3.40-3.77 (s, -S-CH 2 -CF 3 , PHFMA), 3.54-3.75 (s, -OCH 3 , PMMA), 3.92-4.07 (d, -(C=O)O-CH 2 -, PHFMA), 4.07-4.18 (m, -CH (O H)-, PHFMA) 4.50-4.72 (br, -CH(OH)-, PHFMA), 6.36-6.84 (m, o-aromatic, PS), 6.85-7.35 (m, m-, p-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))
スチレンの使用量を2.71mL(23.8mmol)、MMAの使用量を0.91mL(8.5mmol)、GMAの使用量を0.065mL(0.5mmol)としたこと以外は、上記BCP前駆体(1)の合成と同様の方法で、BCP前駆体(2)を合成した。次いで、上記BCP前駆体(1)に替えてBCP前駆体(2)を用いたこと以外は、上記BCP(1)と同様の方法で、BCP(2)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(2)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(2))
BCP precursor (2) was synthesized in the same manner as in the synthesis of BCP precursor (1) except that the amount of styrene used was 2.71 mL (23.8 mmol), the amount of MMA used was 0.91 mL (8.5 mmol), and the amount of GMA used was 0.065 mL (0.5 mmol). Next, BCP (2) was synthesized in the same manner as in the synthesis of BCP (1) except that BCP precursor (2) was used instead of BCP precursor (1). The Mn and polydispersity (PDI = Mw / Mn) of BCP (2) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000014
Figure 2024160688000014

(各ブロックの体積の測定)
ブロックコポリマー中の各ブロックのモル%をH NMR解析の結果から算出し、さらに、各ブロックの質量%を算出した。次いで、各ブロックの質量%を各ブロックの密度で割ることにより、各ブロックの体積比を算出した。前記体積比より、ブロックコポリマーの体積全体に占める、ポリスチレンブロックの体積の割合を算出した。各ブロックの密度は、原子団寄与法(Fedors, R. F. Polym. Eng. Sci. 1974, 14,147-154.)により見積もった。なお、ポリスチレンブロックの密度としては、1.05gm-3を用いた。メタクリル酸メチルから誘導される構成単位から構成される構造の密度としては、1.18gcm-3を用いた。2-ヒドロキシ-3-(2,2,2-トリフルオロエチルスルファニル)プロピルメタクリレートから誘導される構成単位から構成される構造の密度として、1.43gcm-3を用いた。
(Measurement of the volume of each block)
The mole percentage of each block in the block copolymer was calculated from the results of 1 H NMR analysis, and the mass percentage of each block was calculated. The mass percentage of each block was then divided by the density of each block to calculate the volume ratio of each block. From the volume ratio, the ratio of the volume of the polystyrene block to the total volume of the block copolymer was calculated. The density of each block was estimated by the atomic group contribution method (Fedors, RF Polym. Eng. Sci. 1974, 14,147-154.). The density of the polystyrene block was 1.05 gm −3 . The density of the structure composed of structural units derived from methyl methacrylate was 1.18 gcm −3 . The density of the structure composed of structural units derived from 2-hydroxy-3-(2,2,2-trifluoroethylsulfanyl)propyl methacrylate was 1.43 gcm −3 .

上記で合成した各ブロックコポリマーの数平均分子量(Mn)、分散度(PDI=Mw/Mn)、ブロックコポリマーの体積全体に占めるポリスチレンブロック(PS)の体積の割合(体積%)、及び上記反応式中のxの値を表1にまとめた。 Table 1 shows the number average molecular weight (Mn), polydispersity (PDI = Mw/Mn), volume ratio (vol %) of the polystyrene block (PS) to the total volume of the block copolymer, and the value of x in the reaction formula above.

Figure 2024160688000015
Figure 2024160688000015

(下地剤の調製)
表2に示す各成分を混合して溶解し、NL-1~NL-3の各下地剤(固形分濃度1質量%)をそれぞれ調製した。
(Preparation of Base)
The components shown in Table 2 were mixed and dissolved to prepare each of the base agents NL-1 to NL-3 (solid content concentration: 1% by mass).

Figure 2024160688000016
Figure 2024160688000016

表2中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。各ポリマーの数平均分子量(Mn)はサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により求めた。各ポリマーの共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はC-NMRにより求めた。
(P)-1:下記の化学式(P-1)で表されるポリマー。Mn=24000。l/m/n=39/56/5。
(P)-2:下記の化学式(P-1)で表されるポリマー。Mn=28000。l/m/n=49/46/5。
(P)-3:下記の化学式(P-1)で表されるポリマー。Mn=30000。l/m/n=61/34/5。
(S)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)。
In Table 2, each abbreviation has the following meaning. The value in [ ] is the blend amount (parts by mass). The number average molecular weight (Mn) of each polymer was determined by size exclusion chromatography (SEC). The copolymerization composition ratio of each polymer (the ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) was determined by 3C -NMR.
(P)-1: A polymer represented by the following chemical formula (P-1). Mn=24,000. l/m/n=39/56/5.
(P)-2: A polymer represented by the following chemical formula (P-1). Mn=28,000. l/m/n=49/46/5.
(P)-3: A polymer represented by the following chemical formula (P-1). Mn=30,000. l/m/n=61/34/5.
(S)-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA).

Figure 2024160688000017
Figure 2024160688000017

表2中、「水の接触角(°)」は、以下のように測定した。
後述の「下地剤層の形成」と同様の方法で下地剤層を形成した。下地剤層の表面に水(2μL)を滴下し、DROP MASTER-700(製品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、接触角(静的接触角)の測定を行った。
In Table 2, "Water contact angle (°)" was measured as follows.
A primer layer was formed in the same manner as in "Formation of primer layer" described later. Water (2 μL) was dropped onto the surface of the primer layer, and the contact angle (static contact angle) was measured using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

(実施例1~3、比較例1)
<エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物の調製>
表3に示す各成分を混合して溶解し、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物(固形分濃度1.25質量%)をそれぞれ調製した。
(Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
<Preparation of Resin Composition for Forming Etching Mask Pattern>
The components shown in Table 3 were mixed and dissolved to prepare a resin composition for forming an etching mask pattern (solid content concentration: 1.25% by mass) of each example.

Figure 2024160688000018
Figure 2024160688000018

表3中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
BCP-1:前記BCP(1)。
PS-2k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PMMA-2k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
(S)-1:PGMEA。
In Table 3, the abbreviations have the following meanings. The numbers in brackets [ ] indicate the blend amount (parts by mass).
BCP-1: the BCP (1).
PS-2k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 2000.
PMMA-2k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 2000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
(S)-1: PGMEA.

<エッチングマスクパターンの製造(1)>
ウェーハ上に上記下地剤NL-1により下地剤層を形成した後、上記の各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を用い、以下に示す工程(i)~(iii)を有する製造方法によって、エッチングマスクパターンを得た。
<Production of Etching Mask Pattern (1)>
After forming a base layer on a wafer using the base agent NL-1, an etching mask pattern was obtained using the resin composition for forming an etching mask pattern of each of the above examples by a manufacturing method having the steps (i) to (iii) shown below.

下地剤層の形成:
シリコン基板上に、上記下地剤NL-1をスピンコートした後、大気雰囲気下、250℃で5分間加熱した。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)の混合溶媒(PGME/MGMEA=7/3(質量比))によりリンスした。次いで、100℃で1分間加熱した。これにより、当該基板表面には、前記下地剤NL-1からなる膜厚5nmの下地剤層が形成された。
Formation of the primer layer:
The above-mentioned undercoat agent NL-1 was spin-coated onto a silicon substrate, and then heated at 250° C. for 5 minutes in an air atmosphere. Next, the substrate was rinsed with a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether (PGME)/propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (PGME/MGMEA=7/3 (mass ratio)). Next, the substrate was heated at 100° C. for 1 minute. As a result, a 5 nm-thick undercoat agent layer made of the undercoat agent NL-1 was formed on the substrate surface.

工程(i):
上記下地剤層上に、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を、膜厚が36nmになるようにスピンコートし、樹脂組成物層(ブロックコポリマーを含む層)を形成した。
Step (i):
Onto the above undercoat agent layer, the resin composition for forming an etching mask pattern of each example was spin-coated to a film thickness of 36 nm to form a resin composition layer (a layer containing a block copolymer).

工程(ii):
前記下地剤層上に形成された樹脂組成物層を、窒素雰囲気下、90℃で60秒間プレベークし、その後、窒素雰囲気下、240℃で、5分間アニーリングし、相分離構造を形成した。
Step (ii):
The resin composition layer formed on the undercoat layer was prebaked at 90° C. for 60 seconds in a nitrogen atmosphere, and then annealed at 240° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere to form a phase-separated structure.

工程(iii):
相分離構造が形成された基板に対し、TCA-3822(東京応化工業株式会社製)を用いて、酸素プラズマ処理(200mL/分、40Pa、40℃、200W、10秒間)を行い、PMMAからなる相を選択的に除去した。
Step (iii):
The substrate on which the phase-separated structure was formed was subjected to oxygen plasma treatment (200 mL/min, 40 Pa, 40° C., 200 W, 10 seconds) using TCA-3822 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to selectively remove the phase made of PMMA.

[解像性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察し、ミクロ相分離構造(ラメラ構造)の形成を確認した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、解像性を評価した。その結果を「解像性」として表4に示した。
(評価基準)
A:断線のないミクロ相分離構造が全面で観察された。
B:ミクロ相分離構造の一部に断線が観察された。
C:ミクロ相分離構造が観察されなかった。
[Evaluation of Resolution]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the formation of a microphase-separated structure (lamellar structure) was confirmed.
As a result of such observation, the resolution was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 4 as "resolution".
(Evaluation Criteria)
A: A microphase-separated structure without any disconnections was observed over the entire surface.
B: Disconnection was observed in part of the microphase-separated structure.
C: No microphase-separated structure was observed.

[垂直配向性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、エッチングパターンの垂直配向性を評価した。その結果を「垂直配向性」として表3に示した。
(評価基準)
A:垂直ラメラパターンが全面に形成。
B:垂直ラメラパターンが部分的に形成。
C:テラス構造又はパターンなし。
[Evaluation of vertical alignment]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
As a result of such observation, the vertical alignment of the etching pattern was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 3 as "vertical alignment".
(Evaluation Criteria)
A: A vertical lamellar pattern is formed over the entire surface.
B: Vertical lamellar pattern is partially formed.
C: No terrace structure or pattern.

Figure 2024160688000019
Figure 2024160688000019

表4に示す結果から、実施例1~3では、解像性及び垂直配向性が良好なエッチングマスクパターンを形成できた。一方、比較例1では、垂直ラメラパターンを形成することができず、エッチングマスクパターンを形成することができなかった。 From the results shown in Table 4, in Examples 1 to 3, etching mask patterns with good resolution and vertical alignment were formed. On the other hand, in Comparative Example 1, a vertical lamellar pattern could not be formed, and an etching mask pattern could not be formed.

(実施例4~8、比較例2~4)
<エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物の調製>
表5に示す各成分を混合して溶解し、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物(固形分濃度1.25質量%)をそれぞれ調製した。
(Examples 4 to 8, Comparative Examples 2 to 4)
<Preparation of Resin Composition for Forming Etching Mask Pattern>
The components shown in Table 5 were mixed and dissolved to prepare a resin composition for forming an etching mask pattern (solid content concentration: 1.25% by mass) of each example.

Figure 2024160688000020
Figure 2024160688000020

表5中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
BCP-1:前記BCP(1)。
PS-2k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PS-1.5k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は1500。
PS-3k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は3000。
PS-5k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は5000。
PMMA-2k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PMMA-1.5k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は1500。
PMMA-3k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は3000。
PMMA-5k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は5000。
(S)-1:PGMEA。
In Table 5, the abbreviations have the following meanings. The numbers in brackets [ ] indicate the blend amount (parts by mass).
BCP-1: the BCP (1).
PS-2k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 2000.
PS-1.5k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 1,500.
PS-3k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 3,000.
PS-5k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 5,000.
PMMA-2k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 2000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
PMMA-1.5k: Polymethylmethacrylate, number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 1500.
PMMA-3k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 3,000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
PMMA-5k: Polymethylmethacrylate, number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 5000.
(S)-1: PGMEA.

<エッチングマスクパターンの製造(2)>
下地剤として上記下地剤NL-1又はNL-2を用いたこと以外は、上記<エッチングマスクパターンの製造(1)>と同様の方法で、エッチングマスクパターンを形成した。
<Production of Etching Mask Pattern (2)>
An etching mask pattern was formed in the same manner as in <Production of Etching Mask Pattern (1)> above, except that the above-mentioned base agent NL-1 or NL-2 was used as the base agent.

[解像性の評価]
上記と同様の方法で、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を用いて形成されたエッチングパターンの解像性を評価した。その結果を「解像性」として表6に示した。
[Evaluation of Resolution]
The resolution of the etching pattern formed using each of the resin compositions for forming an etching mask pattern was evaluated in the same manner as above. The results are shown in Table 6 as "resolution".

[垂直配向性の評価]
上記と同様の方法で、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を用いて形成されたエッチングパターンの垂直配向性を評価した。その結果を「垂直配向性」として表6に示した。
[Evaluation of vertical alignment]
The vertical alignment property of the etching pattern formed using each of the resin compositions for forming an etching mask pattern was evaluated in the same manner as above. The results are shown in Table 6 as "vertical alignment property".

Figure 2024160688000021
Figure 2024160688000021

表6に示す結果から、実施例4~8では、いずれの下地剤を用いた場合にも、解像性及び垂直配向性がいずれも良好なエッチングマスクパターンを形成できた。一方、比較例1では、いずれの下地剤を用いた場合にも、垂直ラメラパターンを形成することができず、エッチングマスクパターンを形成することができなかった。 From the results shown in Table 6, in Examples 4 to 8, an etching mask pattern with good resolution and vertical alignment was formed regardless of which base agent was used. On the other hand, in Comparative Example 1, a vertical lamellar pattern could not be formed regardless of which base agent was used, and an etching mask pattern could not be formed.

(実施例9~10、比較例5~7)
<エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物の調製>
表7に示す各成分を混合して溶解し、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物(固形分濃度1.25質量%)をそれぞれ調製した。
(Examples 9 to 10, Comparative Examples 5 to 7)
<Preparation of Resin Composition for Forming Etching Mask Pattern>
The components shown in Table 7 were mixed and dissolved to prepare a resin composition for forming an etching mask pattern (solid content concentration: 1.25% by mass) of each example.

Figure 2024160688000022
Figure 2024160688000022

表7中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
BCP-2:前記BCP(2)。
BCP-3:下記のブロックコポリマーBCP(3)(PS-b-PMMA)。ブロックコポリマーの数平均分子量(Mn)、分散度(PDI=Mw/Mn)、及びブロックコポリマーの体積全体に占めるポリスチレンブロック(PS)の体積の割合(体積%)を表8にまとめた。
In Table 7, the abbreviations have the following meanings. The numbers in brackets [ ] indicate the blend amount (parts by mass).
BCP-2: the BCP (2).
BCP-3: Block copolymer BCP(3) (PS-b-PMMA) shown below. The number average molecular weight (Mn), polydispersity (PDI=Mw/Mn) of the block copolymer, and the volume ratio (volume %) of the polystyrene block (PS) to the total volume of the block copolymer are summarized in Table 8.

Figure 2024160688000023
Figure 2024160688000023

Figure 2024160688000024
Figure 2024160688000024

PS-2k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PMMA-2k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
(S)-1:PGMEA。
PS-2k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 2000.
PMMA-2k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 2000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
(S)-1: PGMEA.

<エッチングマスクパターンの製造(3)>
下地剤として下地剤NL-3を用い、アニーリング温度を220℃としたこと以外は、上記<エッチングマスクパターンの製造(1)>と同様の方法で、エッチングマスクパターンを形成した。
<Production of Etching Mask Pattern (3)>
An etching mask pattern was formed in the same manner as in <Production of Etching Mask Pattern (1)> above, except that the undercoat agent NL-3 was used as the undercoat agent and the annealing temperature was set to 220°C.

[解像性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察し、ミクロ相分離構造(シリンダー構造)の形成を確認した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、解像性を評価した。その結果を「解像性」として表4に示した。
(評価基準)
A:断線のないミクロ相分離構造が全面で観察された。
B:ミクロ相分離構造の一部に断線が観察された。
C:ミクロ相分離構造が観察されなかった。
[Evaluation of Resolution]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the formation of a microphase-separated structure (cylinder structure) was confirmed.
As a result of such observation, the resolution was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 4 as "resolution".
(Evaluation Criteria)
A: A microphase-separated structure without any disconnections was observed over the entire surface.
B: Disconnection was observed in part of the microphase-separated structure.
C: No microphase-separated structure was observed.

[垂直配向性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、エッチングパターンの垂直配向性を評価した。その結果を「垂直配向性」として表9に示した。
(評価基準)
A:垂直シリンダーパターンが全面に形成。
B:垂直シリンダーパターンが部分的に形成。
C:テラス構造又はパターンなし。
[Evaluation of vertical alignment]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
As a result of such observation, the vertical alignment of the etching pattern was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Table 9 as "vertical alignment".
(Evaluation Criteria)
A: A vertical cylinder pattern is formed over the entire surface.
B: A vertical cylinder pattern is partially formed.
C: No terrace structure or pattern.

Figure 2024160688000025
Figure 2024160688000025

表9に示す結果から、実施例9~10では、解像性及び垂直配向性がいずれも良好なエッチングマスクパターンを形成できた。一方、比較例5~7では、垂直シリンダーパターンを形成することができず、エッチングマスクパターンを形成することができなかった。 From the results shown in Table 9, in Examples 9 to 10, etching mask patterns with good resolution and vertical alignment were formed. On the other hand, in Comparative Examples 5 to 7, a vertical cylinder pattern could not be formed, and an etching mask pattern could not be formed.

(ブロックコポリマーの合成:BCP(4))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えてエタンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))と同様の方法で、BCP(4)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(4)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,CDCl,δ,ppm):0.85-1.02(α-CH,PMMA,PGEMA,-S-CH-CH,PGEMA,),1.23-1.69(-CH-CH-,PS backbone),1.74-2.02(-CH-CH-,PS backbone,-CH-C(CH)-,PGEMA and PMMA),2.63(-CH(OH)-CH-S-CH-CH,PGEMA),3.60(-O-CH,PMMA),3.99(-(C=O)O-CH-CH(OH),PGEMA),6.39-6.85(o-aromatic,PS),6.91-7.42(p-,m-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(4))
BCP (4) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (1)), except that ethanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (4) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g mol -1 and 1.05, respectively.
1H NMR (400MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 0.85-1.02 (α-CH 3 , PMMA, PGEMA, -S-CH 2 -CH 3 , PGEMA,), 1.23-1.69 (-CH 2 -CH-, PS backbone), 1.74 -2.02 (-CH 2 -CH-, PS backbone, -CH 2 -C(CH 3 )-, PGEMA and PMMA), 2.63 (-CH(OH)-CH 2 -S-CH 2 -CH 3 , PGEMA), 3.60 (-O-CH 3 , PMMA), 3. 99(-(C=O)O- CH2 -CH(OH), PGEMA), 6.39-6.85 (o-aromatic, PS), 6.91-7.42 (p-, m-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(5))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えてエタンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))と同様の方法で、BCP(5)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(5)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33,000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(5))
BCP (5) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (2)), except that ethanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (5) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33,000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000026
Figure 2024160688000026

(ブロックコポリマーの合成:BCP(6))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて1-プロパンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))と同様の方法で、BCP(6)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(6)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,CDCl,δ,ppm):0.85-1.02(α-CH,PMMA,PGPMA,-S-CH-CH-CH,PGPMA,),1.23-1.69(-S-CH-CH-CH,PGPMA,-CH-CH-,PS backbone),1.74-2.02(-CH-CH-,PS backbone,-CH-C(CH)-,PGPMA and PMMA),2.63(-CH(OH)-CH-S-CH-CH-,PGPMA),3.60(-O-CH,PMMA),3.99(-(C=O)O-CH-CH(OH),PGPMA),6.39-6.85(o-aromatic,PS),6.91-7.42(p-,m-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(6))
BCP (6) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (1)), except that 1-propanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (6) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g mol -1 and 1.05, respectively.
1H NMR (400MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 0.85-1.02 (α-CH 3 , PMMA, PGPMA, -S-CH 2 -CH 2 -CH 3 , PGPMA,), 1.23-1.69 (-S-CH 2 -CH 2 -CH 3 , P GPMA, -CH 2 -CH-, PS backbone), 1.74-2.02 (-CH 2 -CH-, PS backbone, -CH 2 -C(CH 3 )-, PGPMA and PMMA), 2.63 (-CH(OH)-CH 2 -S-CH 2 -CH 2- , PGPMA), 3.60(-O- CH3 , PMMA), 3.99 (-(C=O)O-CH 2 -CH(OH), PGPMA), 6.39-6.85 (o-aromatic, PS), 6.91-7.42 (p-, m-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(7))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて1-プロパンチオールを用いたこと以外は、前記(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))と同様の方法で、BCP(7)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(7)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33,000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(7))
BCP (7) was synthesized in the same manner as in the above (Synthesis of block copolymer: BCP (2)), except that 1-propanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (7) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33,000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000027
Figure 2024160688000027

(ブロックコポリマーの合成:BCP(8))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて1-ヘキサンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))と同様の方法で、BCP(8)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(8)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,CDCl,δ,ppm):0.85-1.02(α-CH,PMMA, PGHMA,-CH-CH-CH,PGHMA,),1.23-1.69(-S-CH-CH-CH-CH-CH-,PGHMA,-CH-CH-,PS backbone),1.74-2.02(-CH-CH-,PS backbone,-CH-C(CH)-,PGHMA and PMMA),2.63(-CH(OH)-CH-S-CH-CH-,PGHMA),3.60(-O-CH,PMMA),3.99(-(C=O)O-CH-CH(OH),PGHMA),6.39-6.85(o-aromatic,PS),6.91-7.42(p-,m-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(8))
BCP (8) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (1)), except that 1-hexanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (8) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g mol -1 and 1.05, respectively.
1H NMR (400MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 0.85-1.02 (α-CH 3 , PMMA, PGHMA, -CH 2 -CH 2 -CH 3 , PGHMA,), 1.23-1.69 (-S-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, PGHMA, -CH 2 -CH-, PS backbone), 1.74-2.02 (-CH 2 -CH-, PS backbone, -CH 2 -C(CH 3 )-, PGHMA and PMMA), 2.63 (-CH(OH)-CH 2 -S-CH 2 -CH 2 -, PGHMA), 3.60 (-O-CH 3 , PMMA), 3.99 (-(C=O)O-CH 2 -CH(OH), PGHMA), 6.39-6.85 (o-aromatic, PS), 6.91-7.42 (p-, m-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(9))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて1-ヘキサンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))と同様の方法で、BCP(9)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(9)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33,000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(9))
BCP (9) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (2)), except that 1-hexanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (9) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33,000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000028
Figure 2024160688000028

(ブロックコポリマーの合成:BCP(10))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えてシクロヘキサンチオールを用いたこと以外は、上記(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))と同様の方法で、BCP(10)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(10)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,CDCl,δ,ppm):0.85-1.02(α-CH,PMMA,PGCMA),1.23-1.69(-S-CH(CH-CH)-CH-CH-CH-,PGCMA,-CH-CH-,PS backbone),1.74-2.02(-S-CH(CH-CH)-CH-CH-CH-,PGCMA,-CH-CH-,PS backbone,-CH-C(CH)-,PGCMA and PMMA),2.63(-CH(OH)-CH-S-CH(CH-CH)-CH-CH-CH-,PGCMA),3.60(-O-CH,PMMA),3.99(-(C=O)O-CH-CH(OH),PGCMA),6.39-6.85(o-aromatic,PS),6.91-7.42(p-,m-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(10))
BCP (10) was synthesized in the same manner as above (Synthesis of block copolymer: BCP (1)), except that cyclohexanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (10) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g mol -1 and 1.05, respectively.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 0.85-1.02 (α-CH 3 , PMMA, PGCMA), 1.23-1.69 (-S-CH(CH 2 -CH 2 )-CH 2 -CH 2 -CH 2 -, PGCMA, -CH 2 -CH-, PS backbone), 1.74-2.02 (-S-CH (CH 2 -CH 2 ) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, PGCMA, -CH 2 -CH-, PS backbone, -CH 2 -C(CH 3 )-, PGCMA and PMMA), 2.63(-CH(OH)-CH 2 -S-CH(CH 2 -CH 2 )-CH 2 -CH 2 -CH 2 -, PGCMA), 3.60 (-O-CH 3 , PMMA), 3.99 (-(C=O)O-CH 2 -CH(OH), PGCMA), 6.39-6.85 (o-aromatic, PS), 6.91-7.42 (p-, m-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(11))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えてシクロヘキサンチオールを用いたこと以外は、前記(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))と同様の方法で、BCP(11)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(11)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33,000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(11))
BCP (11) was synthesized in the same manner as in (Synthesis of block copolymer: BCP (2)) except that cyclohexanethiol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (11) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33,000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000029
Figure 2024160688000029

(各ブロックの体積の測定)
上記と同様の方法で、各ブロックの体積比を算出した。前記体積比より、上記と同様の方法で、ブロックコポリマーの体積全体に占める、ポリスチレンブロックの体積の割合を算出した。ブロックコポリマー(4)~(11)において、構成単位(b2g)に該当する構成単位(スルフィド基を有する構成単位)から構成される構造の密度としては、全て1.18gcm-3を用いた。
(Measurement of the volume of each block)
The volume ratio of each block was calculated in the same manner as above. From the volume ratio, the proportion of the volume of the polystyrene block in the total volume of the block copolymer was calculated in the same manner as above. In block copolymers (4) to (11), the density of the structure composed of a structural unit corresponding to the structural unit (b2g) (structural unit having a sulfide group) was always 1.18 g cm -3 .

上記で合成したブロックコポリマー(4)~(11)の数平均分子量(Mn)、分散度(PDI=Mw/Mn)、ブロックコポリマーの体積全体に占めるポリスチレンブロック(PS)の体積の割合(体積%)、及び上記反応式中のxの値を表10にまとめた。 The number average molecular weight (Mn), polydispersity (PDI = Mw/Mn), volume ratio (vol %) of the polystyrene block (PS) to the total volume of the block copolymer, and the value of x in the above reaction formula are summarized in Table 10.

Figure 2024160688000030
Figure 2024160688000030

(実施例11~30、比較例8~15)
<エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物の調製>
表11~12に示す各成分を混合して溶解し、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物(固形分濃度1.25質量%)をそれぞれ調製した。
(Examples 11 to 30, Comparative Examples 8 to 15)
<Preparation of Resin Composition for Forming Etching Mask Pattern>
The components shown in Tables 11 and 12 were mixed and dissolved to prepare resin compositions for forming etching mask patterns (solid content concentration: 1.25% by mass).

Figure 2024160688000031
Figure 2024160688000031

Figure 2024160688000032
Figure 2024160688000032

表11~12中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
BCP-4~BCP-11:前記BCP(4)~BCP(11)。
PS-2k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PMMA-2k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
(S)-1:PGMEA。
In Tables 11 and 12, the abbreviations have the following meanings. The numbers in brackets [ ] are the amounts blended (parts by mass).
BCP-4 to BCP-11: the aforementioned BCPs (4) to BCPs (11).
PS-2k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 2000.
PMMA-2k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 2000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
(S)-1: PGMEA.

<エッチングマスクパターンの製造>
上記<エッチングマスクパターンの製造(1)>と同様の方法で、エッチングマスクパターンを形成した。
<Manufacture of Etching Mask Pattern>
An etching mask pattern was formed in the same manner as in <Production of Etching Mask Pattern (1)> above.

[解像性の評価]
上記(実施例1~3、比較例1)で記載した方法と同様の方法で、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を用いて形成されたエッチングパターンの解像性を評価した。その結果を「解像性」として表13~14に示した。
[Evaluation of Resolution]
The resolution of the etching pattern formed using the resin composition for forming an etching mask pattern of each example was evaluated in the same manner as described above (Examples 1 to 3, Comparative Example 1). The results are shown in Tables 13 to 14 as "resolution".

[垂直配向性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、エッチングパターンの垂直配向性を評価した。その結果を「垂直配向性」として表13~14に示した。
(評価基準)
A:垂直ラメラパターンが全面に形成。
B:垂直ラメラパターンが部分的に形成。
C:テラス構造又はパターンなし。
[Evaluation of vertical alignment]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
As a result of such observation, the vertical alignment of the etching pattern was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Tables 13 to 14 as "vertical alignment".
(Evaluation Criteria)
A: A vertical lamellar pattern is formed over the entire surface.
B: Vertical lamellar pattern is partially formed.
C: No terrace structure or pattern.

Figure 2024160688000033
Figure 2024160688000033

Figure 2024160688000034
Figure 2024160688000034

表13~14に示す結果から、実施例11~30では、解像性及び垂直配向性が良好なエッチングマスクパターンを形成できた。一方、比較例8~15では、垂直ラメラパターンを形成することができず、エッチングマスクパターンを形成することができなかった。 From the results shown in Tables 13 to 14, in Examples 11 to 30, etching mask patterns with good resolution and vertical alignment were formed. On the other hand, in Comparative Examples 8 to 15, a vertical lamellar pattern could not be formed, and an etching mask pattern could not be formed.

(ブロックコポリマーの合成:BCP(12))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて3-メルカプト-1-ヘキサノールを用いたこと以外は、前記(ブロックコポリマーの合成:BCP(1))と同様の方法で、BCP(12)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(12)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ23,000g・mol-1及び1.05であった。
H NMR(400MHz,CDCl,δ,ppm):0.71-1.05(α-CH,PMMA and PGOMA,-S-CH-CH-CH-CH,PGOMA),1.43-2.02(-S-CH-CH-CH-CH,PGOMA,-S-CH-CH-CH-OH,PGOMA,-CH-CH-,PS backbone,-CH-C(CH)-,PGOMA and PMMA),2.68-2.88(-CH(OH)-CH-S-CH(-,PGOMA),3.60(-O-CH,PMMA),3.73(-S-CH-CH-CH-OH,PGOMA),4.08(-(C=O)O-CH-CH(OH),PGOMA),6.39-6.85(o-aromatic,PS),6.91-7.42(p-,m-aromatic,PS).
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(12))
BCP (12) was synthesized in the same manner as in the above (Synthesis of block copolymer: BCP (1)), except that 3-mercapto-1-hexanol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (12) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 23,000 g mol -1 and 1.05, respectively.
1H NMR (400MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 0.71-1.05 (α-CH 3 , PMMA and PGOMA, -S-CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 , PGOMA), 1.43-2.02 (-S-CH-CH 2 -CH 2 -CH 3 , PGOMA, -S-CH-CH 2 -CH 2 -OH, PGOMA, -CH 2 -CH-, PS backbone, -CH 2 -C(CH 3 )-, PGOMA and PMMA), 2.68-2.88(-CH(OH)-CH2- S -CH(-,PGOMA),3.60(-O- CH3 , PMMA), 3.73 (-S-CH-CH 2 -CH 2 -OH, PGOMA), 4.08 (-(C=O)O-CH 2 -CH(OH), PGOMA), 6.39-6.85 (o-aromatic, PS), 6.91-7.42 (p-, m-aromatic, PS).

(ブロックコポリマーの合成:BCP(13))
2,2,2-トリフルオロエタンチオールに替えて3-メルカプト-1-ヘキサノールを用いたこと以外は、前記(ブロックコポリマーの合成:BCP(2))と同様の方法で、BCP(13)を合成した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定したBCP(13)のMn及び分散度(PDI=Mw/Mn)は、それぞれ33,000g・mol-1及び1.05であった。
(Synthesis of Block Copolymer: BCP(13))
BCP (13) was synthesized in the same manner as in the above (Synthesis of block copolymer: BCP (2)), except that 3-mercapto-1-hexanol was used instead of 2,2,2-trifluoroethanethiol. The Mn and polydispersity (PDI = Mw/Mn) of BCP (13) measured by size exclusion chromatography (SEC) were 33,000 g mol -1 and 1.05, respectively.

Figure 2024160688000035
Figure 2024160688000035

(各ブロックの体積の測定)
上記と同様の方法で、各ブロックの体積比を算出した。前記体積比より、上記と同様の方法で、ブロックコポリマーの体積全体に占める、ポリスチレンブロックの体積の割合を算出した。ブロックコポリマー(12)~(13)において、構成単位(b2g)に該当する構成単位(スルフィド基を有する構成単位)から構成される構造の密度としては、全て1.18gcm-3を用いた。
(Measurement of the volume of each block)
The volume ratio of each block was calculated in the same manner as above. From the volume ratio, the proportion of the volume of the polystyrene block in the total volume of the block copolymer was calculated in the same manner as above. In block copolymers (12) to (13), the density of the structure constituted by the constituent unit corresponding to the constituent unit (b2g) (constituent unit having a sulfide group) was always 1.18 g cm -3 .

上記で合成したブロックコポリマー(12)~(13)の数平均分子量(Mn)、分散度(PDI=Mw/Mn)、ブロックコポリマーの体積全体に占めるポリスチレンブロック(PS)の体積の割合(体積%)、及び上記反応式中のxの値を表15にまとめた。 The number average molecular weight (Mn), polydispersity (PDI = Mw/Mn), volume ratio (vol %) of the polystyrene block (PS) to the total volume of the block copolymer, and the value of x in the above reaction formula are summarized in Table 15.

Figure 2024160688000036
Figure 2024160688000036

(実施例31~35、比較例16、17)
<エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物の調製>
表16、17に示す各成分を混合して溶解し、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物(固形分濃度1.25質量%)をそれぞれ調製した。
(Examples 31 to 35, Comparative Examples 16 and 17)
<Preparation of Resin Composition for Forming Etching Mask Pattern>
The components shown in Tables 16 and 17 were mixed and dissolved to prepare resin compositions for forming etching mask patterns (solid content concentration: 1.25% by mass).

Figure 2024160688000037
Figure 2024160688000037

Figure 2024160688000038
Figure 2024160688000038

表16、17中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
BCP-12~BCP-13:前記BCP(12)~BCP(13)。
PS-2k:ポリスチレン。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
PMMA-2k:ポリメタクリル酸メチル。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で測定した数平均分子量(Mn)は2000。
(S)-1:PGMEA。
In Tables 16 and 17, the abbreviations have the following meanings. The numbers in brackets [ ] are the blend amounts (parts by mass).
BCP-12 to BCP-13: The above BCP (12) to BCP (13).
PS-2k: polystyrene. The number average molecular weight (Mn) measured by size exclusion chromatography (SEC) is 2000.
PMMA-2k: Polymethylmethacrylate, with a number average molecular weight (Mn) of 2000 as measured by size exclusion chromatography (SEC).
(S)-1: PGMEA.

<エッチングマスクパターンの製造>
比較例16、及び実施例31~33については、上記<エッチングマスクパターンの製造(1)>と同様の方法で、エッチングマスクパターンを形成した。
<Manufacture of Etching Mask Pattern>
In Comparative Example 16 and Examples 31 to 33, etching mask patterns were formed in the same manner as in <Production of Etching Mask Pattern (1)> above.

比較例17、及び実施例34~35については、上記<エッチングマスクパターンの製造(3)>と同様の方法で、エッチングマスクパターンを形成した。 For Comparative Example 17 and Examples 34 to 35, the etching mask patterns were formed in the same manner as described above in <Production of Etching Mask Pattern (3)>.

[解像性の評価]
上記(実施例1~3、比較例1)で記載した方法と同様の方法で、各例のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を用いて形成されたエッチングパターンの解像性を評価した。その結果を「解像性」として表18、19に示した。
[Evaluation of Resolution]
The resolution of the etching pattern formed using the resin composition for forming an etching mask pattern of each example was evaluated in the same manner as described above (Examples 1 to 3, Comparative Example 1). The results are shown in Tables 18 and 19 as "resolution".

[垂直配向性の評価]
得られた基板の表面(相分離状態)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:CG6300、日立ハイテクノロジーズ社製)で観察した。
かかる観察の結果、下記評価基準に基づき、エッチングパターンの垂直配向性を評価した。その結果を「垂直配向性」として表18、19に示した。
(評価基準)
A:垂直ラメラパターンが全面に形成。
B:垂直ラメラパターンが部分的に形成。
C:テラス構造又はパターンなし。
[Evaluation of vertical alignment]
The surface (phase-separated state) of the obtained substrate was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, product name: CG6300, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
As a result of such observation, the vertical alignment of the etching pattern was evaluated based on the following evaluation criteria. The results are shown in Tables 18 and 19 as "vertical alignment".
(Evaluation Criteria)
A: A vertical lamellar pattern is formed over the entire surface.
B: Vertical lamellar pattern is partially formed.
C: No terrace structure or pattern.

Figure 2024160688000039
Figure 2024160688000039

Figure 2024160688000040
Figure 2024160688000040

表18、19に示す結果から、実施例31~35では、解像性及び垂直配向性が良好なエッチングマスクパターンを形成できた。一方、比較例16~17では、垂直ラメラパターンを形成することができず、エッチングマスクパターンを形成することができなかった。 From the results shown in Tables 18 and 19, in Examples 31 to 35, etching mask patterns with good resolution and vertical alignment were formed. On the other hand, in Comparative Examples 16 to 17, a vertical lamellar pattern could not be formed, and an etching mask pattern could not be formed.

1…支持体、2…下地剤層、3…BCP層、3’…構造体、3a…相、3b…相。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Support body, 2... Base layer, 3... BCP layer, 3'... Structure, 3a... Phase, 3b... Phase.

Claims (6)

第1のブロックと第2のブロックとを有するブロックコポリマーと、数平均分子量3000未満のホモポリマーと、を含有するエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物であって、
前記第1のブロックは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体で構成され、
前記第2のブロックは、下記一般式(b2m)で表される構成単位と、下記一般式(b2g)で表される構成単位とが無秩序に配列している構造からなるランダム共重合体で構成され、
前記第1のブロックと前記第2のブロックとの合計の体積に占める、前記第1のブロックの体積の割合は、20~80体積%であり、
前記ホモポリマーは、下記一般式(b1)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体を含む、
エッチングマスクパターン形成用樹脂組成物。
Figure 2024160688000041
[式(b1)中、Rは、アルキル基である。Rb1は、水素原子又はメチル基である。nは0~5の整数である。nが2以上の整数である場合、複数のRは、それぞれ同じでもよく、異なってもよい。
式(b2g)中、Rは、ケイ素原子、フッ素原子、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基又はリン酸基を有してもよいアルキル基である。
は、ヒドロキシ基を有してもよい、炭素原子数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基である。
式(b2g)及び式(b2m)中、Rb2は、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。複数のRb2は、同一でもよいし異なっていてもよい。
xは、モル比を表し、0超1未満である。]
A resin composition for forming an etching mask pattern, comprising a block copolymer having a first block and a second block, and a homopolymer having a number average molecular weight of less than 3,000,
The first block is composed of a polymer having a repeating structure of a structural unit represented by the following general formula (b1):
The second block is composed of a random copolymer having a structure in which a constitutional unit represented by the following general formula (b2m) and a constitutional unit represented by the following general formula (b2g) are randomly arranged,
a ratio of a volume of the first block to a total volume of the first block and the second block is 20 to 80 volume %,
The homopolymer includes a polymer having a repeating structure of a structural unit represented by the following general formula (b1):
A resin composition for forming an etching mask pattern.
Figure 2024160688000041
In formula (b1), R 1 is an alkyl group. R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. n is an integer of 0 to 5. When n is an integer of 2 or more, the multiple R 1s may be the same or different.
In formula (b2g), R2 is an alkyl group which may have a silicon atom, a fluorine atom, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a hydroxy group or a phosphate group.
R3 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a hydroxyl group.
In formulae (b2g) and (b2m), R b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Multiple R b2 may be the same or different.
x represents a molar ratio and is greater than 0 and less than 1.
前記ホモポリマーは、前記一般式(b2m)で表される構成単位の繰り返し構造からなる重合体をさらに含む、請求項1に記載のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物。 The resin composition for forming an etching mask pattern according to claim 1, wherein the homopolymer further contains a polymer having a repeating structure of the structural unit represented by the general formula (b2m). 前記ホモポリマーの数平均分子量は1000以上である、請求項1又は2に記載のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物。 The resin composition for forming an etching mask pattern according to claim 1 or 2, wherein the homopolymer has a number average molecular weight of 1000 or more. 前記ホモポリマーの含有量が、前記ブロックコポリマー100質量部に対して、前記ホモポリマー10~50質量部である、請求項1又は2に記載のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物。 The resin composition for forming an etching mask pattern according to claim 1 or 2, wherein the content of the homopolymer is 10 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the block copolymer. 支持体上に、請求項1又は2に記載のエッチングマスクパターン形成用樹脂組成物を塗布して、ブロックコポリマーを含む層を形成する工程と、
前記のブロックコポリマーを含む層を相分離させる工程と、
を有する、エッチングマスクパターンの製造方法。
A step of applying the resin composition for forming an etching mask pattern according to claim 1 or 2 onto a support to form a layer containing a block copolymer;
allowing the layer containing the block copolymer to phase separate;
The method for producing an etching mask pattern includes the steps of:
前記のブロックコポリマーを含む層を、膜厚25nm以上となるように形成する、請求項5に記載のエッチングマスクパターンの製造方法。 The method for producing an etching mask pattern according to claim 5, wherein the layer containing the block copolymer is formed to a thickness of 25 nm or more.
JP2024066934A 2023-05-01 2024-04-17 Resin composition for forming etching mask pattern, and method for producing etching mask pattern Pending JP2024160688A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW113115282A TW202511331A (en) 2023-05-01 2024-04-24 Resin composition for forming etching mask pattern and method for manufacturing etching mask pattern
KR1020240055668A KR20240160019A (en) 2023-05-01 2024-04-25 Resin composition for forming etching mask pattern, and method for manufacturing etching mask pattern
US18/645,876 US20240368393A1 (en) 2023-05-01 2024-04-25 Resin composition for forming etching mask pattern, and method for manufacturing etching mask pattern

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023075758 2023-05-01
JP2023075758 2023-05-01
JP2023216944 2023-12-22
JP2023216944 2023-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024160688A true JP2024160688A (en) 2024-11-14

Family

ID=93455353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024066934A Pending JP2024160688A (en) 2023-05-01 2024-04-17 Resin composition for forming etching mask pattern, and method for producing etching mask pattern

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024160688A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7592017B2 (en) Enhanced guided self-assembly in the presence of low Tg oligomers for pattern formation
JP2023036946A (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method for producing structure containing phase-separated structure, and block copolymer
JP7076237B2 (en) Method for manufacturing a structure including a base material and a phase-separated structure
TWI721113B (en) Resin composition for forming phase-separated structure, and method of producing structure containing phase-separated structure
KR102267528B1 (en) Novel compositions and methods for self-assembly of block copolymers
JP2024160688A (en) Resin composition for forming etching mask pattern, and method for producing etching mask pattern
US20240368393A1 (en) Resin composition for forming etching mask pattern, and method for manufacturing etching mask pattern
US11466114B2 (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method for producing structure including phase-separated structure, and block copolymer
US20240361686A1 (en) Method for manufacturing etching mask pattern, and resin composition for forming etching mask pattern
US20240360267A1 (en) Resin composition for forming etching mask pattern, and method for manufacturing etching mask pattern
JP2024159590A (en) METHOD FOR PRODUCING ETCHING MASK PATTERN AND RESIN COMPOSITION FOR FORMING ETCHING MASK PATTERN
JP2025094532A (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method for producing structure containing phase-separated structure, and block copolymer
JP7541306B2 (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method for producing structure containing phase-separated structure, and block copolymer
CN108350303B (en) Novel compositions and their use for modifying substrate surfaces
US20250215207A1 (en) Resin composition for forming phase-separated structure and method for producing structure having phase-separated structure
US20240182701A1 (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method of producing structure containing phase-separated structure, and block copolymer
JP2025094533A (en) Resin composition for forming phase-separated structure, method for producing structure containing phase-separated structure, and block copolymer
JP2025103491A (en) Resin composition for forming phase-separated structure, and method for producing structure containing phase-separated structure
EP4573134A2 (en) Polymer brushes with chain-ends functionalized with metal coordinating two hetero elements for selective surface modification