WO2018043304A1 - 基材表面の選択的修飾方法及び組成物 - Google Patents
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- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
Definitions
- the present invention relates to a method for selectively modifying a substrate surface and a composition.
- the conventional material is a low molecular material, it cannot be applied by the spin coating method in the existing process, and it is necessary to use the inefficient Langmuir-Blodgett method, which is inferior in heat resistance. Therefore, it is desirable to use a polymer material having a large viscosity and heat resistance. On the other hand, since the steric hindrance of the polymer material is large, the surface of the base material cannot be modified efficiently, and a method that can easily find sufficient selectivity is not yet known.
- the present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and its purpose is to selectively modify the surface of a substrate that can easily and highly selectively modify a surface region containing a metal. It is to provide methods and compositions.
- the invention made in order to solve the above problems includes a step of preparing a base material having a first region containing a metal on a surface layer, and a group containing a first functional group that binds to the metal on the surface of the base material.
- a substrate surface comprising: a step of applying a composition containing a first polymer having a main chain or an end of a side chain and a solvent; and a step of heating a coating film formed by the coating step. Modification method.
- compositions used in a method for selectively modifying a substrate surface wherein a group containing a first functional group that forms a bond with a metal is a main chain or a side chain. It contains a polymer having a terminal and a solvent.
- a surface region containing a metal can be easily and highly selectively modified with high density. Therefore, the method for selectively modifying the surface of the substrate and the composition can be suitably used for a semiconductor device processing process and the like that are expected to be further miniaturized in the future.
- selective modification method for the substrate surface
- the selective modification method includes a step of preparing a base material having a first region (hereinafter also referred to as “region (I)”) containing a metal (hereinafter also referred to as “metal (A)”) (hereinafter referred to as “region (I)”). , Also referred to as “preparation step”) and a group containing a first functional group (hereinafter also referred to as “functional group (A)”) bonded to the metal (A) on the surface of the substrate (hereinafter referred to as “group”).
- a first polymer hereinafter also referred to as “[A] polymer”
- a solvent hereinafter also referred to as “[B] solvent”.
- a step of applying a composition (hereinafter also referred to as “composition (I)”) (hereinafter also referred to as “coating step”), and a step of heating a coating film formed by the coating step (hereinafter referred to as “coating step”).
- the selective modification method includes a second region (hereinafter also referred to as “region (II)”) in which the base material is substantially composed only of a nonmetal (hereinafter also referred to as “nonmetal (B)”).
- a step hereinafter, also referred to as “removal step” of removing a portion of the coating film formed on the region (II) with a rinse liquid after the heating step.
- the selective modification method includes, for example, a step of bringing alcohol, dilute acid, ozone or plasma into contact with the surface of the substrate after the removal step (hereinafter also referred to as “contact step”), a group after the removal step.
- a step of depositing a pattern on the surface of the material by a CVD method or an ALD method (hereinafter also referred to as “deposition step”), and a step of removing the [A] polymer on the surface of the substrate after the removal step by etching. (Hereinafter also referred to as an “etching step”) or the like.
- etching step a step of depositing a pattern on the surface of the material by a CVD method or an ALD method
- etching step a step of removing the [A] polymer on the surface of the substrate after the removal step by etching.
- a substrate having a region (I) containing the metal (A) on the surface layer is prepared.
- the metal (A) is not particularly limited as long as it is a metal element. Silicon is a nonmetal and does not correspond to a metal. Examples of the metal (A) include copper, iron, zinc, cobalt, aluminum, tin, tungsten, zirconium, titanium, tantalum, germanium, molybdenum, ruthenium, gold, silver, platinum, palladium, nickel and the like. Of these, copper, cobalt, tungsten and tantalum are preferred.
- Examples of the metal (A) content in the region (I) include simple metals, alloys, conductive nitrides, metal oxides, and silicides.
- Examples of simple metals include simple metals such as copper, iron, cobalt, tungsten, and tantalum.
- the alloy include a nickel-copper alloy, a cobalt-nickel alloy, and a gold-silver alloy.
- Examples of the conductive nitride include tantalum nitride, titanium nitride, iron nitride, and aluminum nitride.
- Examples of the metal oxide include tantalum oxide, aluminum oxide, iron oxide, copper oxide, and the like.
- Examples of the silicide include iron silicide and molybdenum silicide.
- simple metals, alloys, conductive nitrides and silicides are preferable, simple metals and conductive nitrides are more preferable, and simple copper, cobalt, tungsten, tantalum and tantalum nitride are more preferable.
- the surface layer of the substrate usually has a region (II) substantially composed of only the nonmetal (B).
- Examples of the inclusion form of the nonmetal (B) in the region (II) include a nonmetal simple substance, a nonmetal oxide, a nonmetal nitride, and a nonmetal oxide nitride.
- nonmetallic simple substance examples include simple substances such as silicon and carbon.
- non-metal oxide examples include silicon oxide.
- examples of the nonmetallic nitride include SiNx and Si 3 N 4 .
- Examples of the nonmetal oxide nitride include SiON. Among these, nonmetal oxides are preferable, and silicon oxide is more preferable.
- the existence shape of the region (I) and / or the region (II) on the surface layer of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a planar shape, a dot shape, and a stripe shape in a plan view.
- the sizes of the region (I) and the region (II) are not particularly limited, and can be appropriately set as desired.
- the shape of the base material is not particularly limited, and can be a desired shape such as a plate shape (substrate) or a spherical shape.
- composition (I) is applied to the surface of the substrate.
- Examples of the coating method of the composition (I) include a spin coating method.
- Composition (I) contains a [A] polymer and a [B] solvent.
- the composition (I) may contain other components in addition to the [A] polymer and the [B] solvent.
- the polymer is a polymer having the group (I) at the end of the main chain or side chain.
- Main chain refers to the longest of the atomic chains of a polymer.
- ide chain refers to a polymer chain other than the main chain. From the viewpoint of further increasing the density of the surface-modified [A] polymer, the [A] polymer preferably has the group (I) at the end of the main chain, and has at one end of the main chain. More preferably.
- Group (I) is a group containing a functional group (A) that binds to metal (A).
- a functional group (A) is a functional group couple
- This bond is, for example, a chemical bond and includes a covalent bond, an ionic bond, a coordination bond, and the like. Among these, a coordinate bond is preferable from the viewpoint of a higher bonding force between the metal and the functional group.
- Examples of the functional group (A) include a functional group having a coordinate bond with the metal (A).
- a polymer for example, a structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene, a structural unit derived from (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid ester, or a structural unit derived from substituted or unsubstituted ethylene And the like.
- the polymer may have a structural unit containing a crosslinkable group.
- the polymer is a structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene, a structural unit derived from (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid ester, a structural unit derived from substituted or unsubstituted ethylene, and One or more structural units containing a crosslinkable group may be included.
- the “crosslinkable group” refers to a group that forms a crosslinked structure by a reaction under heating conditions, active energy ray irradiation conditions, acidic conditions, and the like.
- Examples of monomers that give structural units derived from substituted or unsubstituted styrene include, for example, styrene, ⁇ -methylstyrene, o-, m-, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, 2, 4, 6-trimethylstyrene, p-methoxystyrene, pt-butoxystyrene, o-, m-, p-vinylstyrene, o-, m-, p-hydroxystyrene, m-, p-chloromethylstyrene, p- Examples include chlorostyrene, p-bromostyrene, p-iodostyrene, p-nitrostyrene, and p-cyanostyrene.
- Examples of monomers that give structural units derived from the (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid 2 -(Meth) acrylic acid alkyl esters such as ethylhexyl; Cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentyl (meth) acrylate, 2-ethyladamantyl (meth) acrylate, 2- (adamantan-1-yl) propyl (meth) acrylate, etc.
- Examples of the monomer that gives a structural unit derived from substituted or unsubstituted ethylene include ethylene; Alkenes such as propene, butene, pentene; Vinylcycloalkanes such as vinylcyclopentane and vinylcyclohexane; Cycloalkenes such as cyclopentene and cyclohexene; Examples include 4-hydroxy-1-butene, vinyl glycidyl ether, vinyl trimethylsilyl ether, and the like.
- the lower limit of the content ratio of the monomer that gives the structural unit derived from the substituted or unsubstituted styrene, the structural unit derived from the (meth) acrylic acid ester, or the structural unit derived from the substituted or unsubstituted ethylene [A] 20 mol% is preferable with respect to all repeating units constituting the polymer, 40 mol% is more preferable, and 60 mol% is more preferable.
- 100 mol% may be sufficient, 90 mol% may be preferable, and 85 mol% may be more preferable.
- crosslinkable group examples include polymerizable carbon-carbon double bond-containing groups such as vinyl group, vinyloxy group, allyl group, (meth) acryloyl group, and styryl group; Polymerizable carbon-carbon triple bond-containing groups such as ethynyl group, propargyl group, propargyloxy group, propargylamino group; Cyclic ether groups such as oxiranyl group, oxiranyloxy group, oxetanyl group, oxetanyloxy group; An aryl group condensed with a cyclobutane ring such as a phenyl group condensed with a cyclobutane ring, a naphthyl group condensed with a cyclobutane ring; An aryl group to which a phenolic hydroxyl group protected with an acid group or a thermally dissociable group such as an acetoxyphenyl group and a t-butoxyphen
- the aryl groups condensed with the cyclobutane ring form a covalent bond under heating conditions.
- “Acid group” refers to a group obtained by removing OH from an acid and protecting it by replacing a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group or a methylol group.
- the “thermally dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom of a phenolic hydroxyl group, a methylol group, or a sulfanylmethyl group, and dissociates when heated.
- Examples of the acid group in the aryl group to which a protected phenolic hydroxyl group, methylol group, or sulfanylmethyl group is bonded include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, and benzoyl group.
- thermally dissociable group in the aryl group to which the protected phenolic hydroxyl group is bonded examples include tertiary alkyl groups such as t-butyl group and t-amyl group.
- thermally dissociable group in the aryl group to which a protected methylol group or sulfanylmethyl group is bonded examples include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
- the crosslinkable group is preferably a polymerizable carbon-carbon double bond-containing group and an aryl group fused with a cyclobutane ring, more preferably a phenyl group fused with an allyl group or a cyclobutane ring.
- Examples of the structural unit containing a crosslinkable group include a structural unit derived from a vinyl compound having a crosslinkable group, a structural unit derived from a (meth) acrylic compound having a crosslinkable group, and the like.
- the structural unit containing the crosslinkable group is derived from a structural unit derived from a (meth) acrylic compound having a polymerizable carbon-carbon double bond-containing group and a vinyl compound having an aryl group condensed with a cyclobutane ring.
- a structural unit is preferable, and a structural unit derived from allylstyrene and a structural unit derived from 4-vinylbenzocyclobutene are more preferable.
- the lower limit of the content ratio of the structural unit containing the crosslinkable group is 0 for all repeating units constituting the polymer [A].
- 1 mol% is preferable, 1 mol% is more preferable, 3 mol% is further more preferable, and 4 mol% is especially preferable.
- 20 mol% is preferable, 15 mol% is more preferable, 10 mol% is further more preferable, and 8 mol% is especially preferable.
- the polymer includes a structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene, a structural unit derived from (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid ester, and / or a structural unit containing a crosslinkable group.
- Polymers are preferred, polymers containing structural units derived from substituted or unsubstituted styrene, polymers containing structural units derived from (meth) acrylic acid esters, and structural units derived from substituted or unsubstituted styrene and A polymer containing a structural unit containing a crosslinkable group is more preferred, a polymer containing a structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene, a polymer containing a structural unit derived from (meth) acrylate, and a substituted or A polymer containing a structural unit derived from unsubstituted styrene and a repeating unit derived from a vinyl compound having an aryl group condensed with a cyclobutane ring is used.
- the lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the polymer is preferably 500, more preferably 2,000, still more preferably 4,000, and particularly preferably 5,000.
- the upper limit of Mn is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 15,000, and particularly preferably 8,000.
- the upper limit of the ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the polymer to Mn (Mw / Mn, dispersity) is preferably 5, more preferably 2, more preferably 1.5, and particularly 1.3 preferable.
- the lower limit of the ratio is usually 1 and preferably 1.05.
- the lower limit of the content of the polymer is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, and still more preferably 95% by mass with respect to the total solid content in the composition (I). As an upper limit of the said content, it is 100 mass%, for example. “Total solid content” refers to the sum of components other than [B] solvent.
- the solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing at least the [A] polymer and other components.
- Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents, and the like.
- alcohol solvents examples include aliphatic monoalcohol solvents having 1 to 18 carbon atoms such as 4-methyl-2-pentanol and n-hexanol; An alicyclic monoalcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms such as cyclohexanol; A polyhydric alcohol solvent having 2 to 18 carbon atoms such as 1,2-propylene glycol; Examples thereof include polyhydric alcohol partial ether solvents having 3 to 19 carbon atoms such as propylene glycol monomethyl ether.
- ether solvents include dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, dihexyl ether, and diheptyl ether; Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran; Aromatic ring-containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole (methylphenyl ether) are exemplified.
- dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, dihexyl ether, and diheptyl ether
- Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran
- Aromatic ring-containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole (methylphenyl ether)
- ketone solvent examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, 2-heptanone (methyl-n-pentyl ketone), ethyl-n-butyl ketone.
- Chain ketone solvents such as methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethylnonanone; Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone; Examples include 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, and the like.
- amide solvent examples include cyclic amide solvents such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone; Examples thereof include chain amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpropionamide.
- cyclic amide solvents such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone
- chain amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpropionamide.
- ester solvents include monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate; Polyhydric alcohol carboxylate solvents such as propylene glycol acetate; Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; Lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone; Polycarboxylic acid diester solvents such as diethyl oxalate; Examples thereof include carbonate solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, and propylene carbonate.
- monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate
- Polyhydric alcohol carboxylate solvents such as propylene glycol acetate
- Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate
- Lactone solvents such as ⁇ -buty
- hydrocarbon solvent examples include aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 12 carbon atoms such as n-pentane and n-hexane; Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 16 carbon atoms such as toluene and xylene.
- Composition (I) may contain one or more [B] solvents.
- composition (I) may contain other components in addition to the [A] polymer and the [B] solvent.
- examples of other components include a surfactant.
- Composition (I) can improve the coating property to the base-material surface by containing surfactant.
- composition (I) is, for example, a [A] polymer, a [B] solvent, and other components as necessary mixed in a predetermined ratio, and preferably a high density polyethylene filter having pores of about 0.45 ⁇ m, etc. It can prepare by filtering with.
- a minimum of solid content concentration of composition (I) 0.1 mass% is preferred, 0.5 mass% is more preferred, and 0.7 mass% is still more preferred.
- the upper limit of the solid content concentration is preferably 30% by mass, more preferably 10% by mass, and still more preferably 3% by mass.
- the heating means include an oven and a hot plate.
- 80 ° C is preferred, 100 ° C is more preferred, and 130 ° C is still more preferred.
- 400 degreeC is preferable, 300 degreeC is more preferable, and 200 degreeC is further more preferable.
- the lower limit of the heating time is preferably 10 seconds, more preferably 1 minute, and even more preferably 2 minutes.
- the upper limit of the heating time is preferably 120 minutes, more preferably 10 minutes, and even more preferably 5 minutes.
- the average thickness of the coating film (I) to be formed can be obtained by appropriately selecting conditions such as the type and concentration of the [A] polymer in the composition (I) and the heating temperature and heating time in the heating step. Can be a value. As a minimum of average thickness of coating film (I), 0.1 nm is preferred, 1 nm is more preferred, and 3 nm is still more preferred. The upper limit of the average thickness is, for example, 20 nm.
- Removal in the removing step is usually performed by rinsing the substrate after the heating step with a rinsing liquid.
- a rinsing liquid an organic solvent is usually used.
- a polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate, a monoalcohol solvent such as isopropanol, or the like is used.
- the surface region containing the metal can be easily modified with high selectivity and high density.
- the obtained base material can be variously processed, for example, by performing the following steps.
- the dilute acid is not particularly limited.
- dilute hydrochloric acid dilute sulfuric acid, dilute nitric acid, dilute citric acid, dilute oxalic acid, dilute maleic acid, dilute acetic acid, dilute isobutyric acid, dilute 2-ethylhexanoic acid, etc. Is mentioned.
- a pattern is deposited on the surface of the substrate after the removing step by a CVD (chemical vapor deposition) method or an ALD (atomic layer deposition) method. Thereby, a pattern can be selectively formed in the region (II) not covered with the [A] polymer.
- CVD chemical vapor deposition
- ALD atomic layer deposition
- etching method for example, CF 4 , O 2 gas or the like is used, chemical dry etching using a difference in etching rate of each layer or the like, chemical wet etching using a liquid etching solution such as an organic solvent or hydrofluoric acid (wet type).
- a liquid etching solution such as an organic solvent or hydrofluoric acid (wet type).
- RIE reactive ion etching
- physical etching such as sputter etching, ion beam etching, and the like can be used.
- reactive ion etching is preferable, and chemical dry etching and chemical wet etching are more preferable.
- UV irradiation when the portion to be removed by etching is a polymer containing a polymethyl methacrylate block, UV irradiation or the like can be used.
- An oxygen plasma treatment can also be used. Since the polymethyl methacrylate block is decomposed by the UV irradiation or the oxygen plasma treatment, it is more easily etched.
- organic solvents used for chemical wet etching include alkanes such as n-pentane, n-hexane, and n-heptane; Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane; Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-pentyl ketone; Examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 4-methyl-2-pentanol. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
- Mw and Mn of the polymer are measured by gel permeation chromatography (GPC) using Tosoh's GPC columns ("G2000HXL", “G3000HXL” and “G4000HXL”) under the following conditions. did.
- Eluent Tetrahydrofuran (Wako Pure Chemical Industries)
- Flow rate 1.0 mL / min
- Sample concentration 1.0% by mass
- Sample injection volume 100 ⁇ L
- Detector Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene
- 13 C-NMR analysis 13 C-NMR analysis was performed using a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-EX400” manufactured by JEOL Ltd.) and CDCl 3 as a measurement solvent. The content ratio of each structural unit in the polymer was calculated from the area ratio of the peak corresponding to each structural unit in the spectrum obtained by 13 C-NMR.
- the reaction solution was warmed to room temperature, the obtained reaction solution was concentrated, and the solvent was replaced with methyl isobutyl ketone (MIBK). Thereafter, 1,000 g of a 2% by mass aqueous solution of oxalic acid was injected and stirred, and after standing, the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times to remove the Li salt. Thereafter, 1,000 g of ultrapure water was injected and stirred, and the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.3 g of a white polymer (A-9). This polymer (A-9) had Mw of 5,000, Mn of 4,800, and Mw / Mn of 1.04.
- MIBK methyl isobutyl ket
- the reaction solution was warmed to room temperature, the obtained reaction solution was concentrated, and the solvent was replaced with methyl isobutyl ketone (MIBK). Thereafter, 1,000 g of a 2% by mass aqueous solution of oxalic acid was injected and stirred, and after standing, the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times to remove the Li salt. Thereafter, 1,000 g of ultrapure water was injected and stirred, and the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.8 g of a white polymer (A-10). This polymer (A-10) had Mw of 4,800, Mn of 4,500, and Mw / Mn of 1.07.
- MIBK methyl isobutyl ketone
- this polymer is dissolved in 50 g of tetrahydrofuran, 1.0 g (6.1 mmol) of azoisobutyronitrile is added, and the mixture is heated and stirred in a nitrogen atmosphere at 80 ° C. for 8 hours to produce a disulfide. I let you.
- This polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.4 g of a white polymer (A-13).
- This polymer (A-13) had Mw of 5,300, Mn of 5,100, and Mw / Mn of 1.04.
- This operation was repeated 5 times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.1 g of a white polymer (A-14).
- This polymer (A-14) had Mw of 5,700, Mn of 5,200, and Mw / Mn of 1.10.
- the obtained polymerization solution was diluted with 100 g of ethyl acetate and filtered through Celite to remove the copper complex, and washing with 500 g of ultrapure water was repeated 5 times. After recovering the organic layer, 50 g of tetrahydrofuran added to the concentrated resin solution was precipitated and purified to 1,000 g of methanol to precipitate a polymer. This solid was recovered with a Buchner funnel and rinsed with 50 g of methanol. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 11.2 g of a white polymer (A-15). This polymer (A-15) had Mw of 5,600, Mn of 4,600, and Mw / Mn of 1.22.
- the reaction solution was warmed to room temperature, the obtained reaction solution was concentrated, and the solvent was replaced with MIBK. Thereafter, 1,000 g of a 2% by mass aqueous solution of oxalic acid was injected and stirred, and after standing, the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times to remove the Li salt. Thereafter, 1,000 g of ultrapure water was injected and stirred, and the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This solid was dried at 60 ° C. under reduced pressure to obtain 11.2 g of a white polymer (A-16). This polymer (A-16) had Mw of 5,200, Mn of 5,000, and Mw / Mn of 1.04.
- the reaction solution was warmed to room temperature, the obtained reaction solution was concentrated, and the solvent was replaced with MIBK. Thereafter, 1,000 g of a 2% by mass aqueous solution of oxalic acid was injected and stirred, and after standing, the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times to remove the Li salt. Thereafter, 1,000 g of ultrapure water was injected and stirred, and the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.0 g of a white polymer (A-17). This polymer (A-17) had Mw of 5,200, Mn of 5,000, and Mw / Mn of 1.04.
- the reaction solution was warmed to room temperature, the obtained reaction solution was concentrated, and the solvent was replaced with MIBK. Thereafter, 1,000 g of a 2% by mass aqueous solution of oxalic acid was injected and stirred, and after standing, the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times to remove the Li salt. Thereafter, 1,000 g of ultrapure water was injected and stirred, and the lower aqueous layer was removed. This operation was repeated three times, and oxalic acid was removed. Then, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.3 g of a white polymer (A-18). This polymer (A-18) had Mw of 5,200, Mn of 5,000, and Mw / Mn of 1.04.
- This operation was repeated 3 times, and after removing oxalic acid, the solution was concentrated and dropped into 500 g of methanol to precipitate a polymer, and a solid was recovered with a Buchner funnel. This solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 11.6 g of a white polymer (A-20).
- This polymer (A-20) had Mw of 5,300, Mn of 4,900, and Mw / Mn of 1.08.
- the polymerization solution was purified by precipitation into 300 g of n-hexane, and the resulting yellow solid was recovered. Next, the yellow solid was dissolved in 100 g of tetrahydrofuran, 1.97 g (12 mmol) of azoisobutyronitrile and 2.02 g (10 mmol) of tert-butyldodecyl mercaptan were added, and the mixture was refluxed at 80 ° C. for 2 hours, so that the end of trithiocarbonate was terminated. A separation reaction was performed. The resulting polymerization solution was purified by precipitation into 1,000 g of methanol to obtain a pale yellow solid. Next, this solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 10.2 g of a white polymer (A-23). This polymer (A-23) had Mw of 4,800, Mn of 4,300, and Mw / Mn of 1.12.
- compositions (S-2) to (S-26) were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the components of the types and contents shown in Table 1 were used.
- This substrate was peeled off with PGMEA to remove unreacted polymer.
- the selective surface modifier formed on the substrate was about 0 nm to 5 nm from the result of measuring the thickness of the ellipsometer.
- the contact angle value of the surface was measured using a contact angle meter (Drop master DM-501, Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the abundance density ⁇ (chains / nm 2 ) of the [A] polymer (brush) was calculated based on the film thickness by the following formula (1).
- d density of [A] polymer (g / cm 3 )
- L average thickness of film (nm)
- NA Avogadro number
- Mn number average molecular weight of [A] polymer
- Table 2 shows the average thickness (nm), contact angle value (°), and polymer (brush) density (chains / nm 2 ) of the polymer film formed on the substrate surface. “-” In Table 2 indicates that the selectivity of the substrate surface is not shown, and the density of the polymer was not calculated.
- the above prepared composition was spin-coated at 1,500 rpm using a track (“TELDSA ACT8” manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) on this substrate, and baked at 150 ° C. for 180 seconds.
- This substrate was peeled off with PGMEA to remove unreacted polymer.
- the surface was observed with a scanning probe microscope (Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., S-image (microscope unit) and NanoNaviReal (control station)), and the film thickness of the coating was calculated from the unevenness.
- Table 3 shows the average thicknesses (nm) of the polymer coating films formed on the copper and silicon oxide regions on the copper-silicon oxide stripe substrate, respectively. “ND” in Table 3 indicates that the thickness was small and could not be detected.
- a surface region containing a metal can be easily and highly selectively modified with high density. Therefore, the method for selectively modifying the surface of the substrate and the composition can be suitably used for a semiconductor device processing process and the like that are expected to be further miniaturized in the future.
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Abstract
Description
当該選択的修飾方法は、金属(以下、「金属(A)」ともいう)を含む第一の領域(以下、「領域(I)」ともいう)を表層に有する基材を準備する工程(以下、「準備工程」ともいう)と、上記基材の表面に、上記金属(A)と結合する第1官能基(以下、「官能基(A)」ともいう)を含む基(以下、「基(I)」ともいう)を主鎖又は側鎖の末端に有する第1重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)及び溶媒(以下、「[B]溶媒」ともいう)を含有する組成物(以下、「組成物(I)」ともいう)を塗工する工程(以下、「塗工工程」ともいう)と、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程(以下、「加熱工程」ともいう)とを備える。当該選択的修飾方法は、上記基材が、実質的に非金属(以下、「非金属(B)」ともいう)のみからなる第二の領域(以下、「領域(II)」ともいう)をさらに有し、加熱工程の後に、上記塗膜のうち上記領域(II)上に形成された部分をリンス液により除去する工程(以下、「除去工程」ともいう)をさらに備えることが好ましい。
上記除去工程後の基材の表面に、アルコール、希酸、オゾン又はプラズマを接触させる工程(以下、「接触工程」ともいう)、上記除去工程後の基材の表面に、CVD法又はALD法によりパターンを堆積させる工程(以下、「堆積工程」ともいう)、上記除去工程後の基材の表面上の上記[A]重合体をエッチングにより除去する工程(以下、「エッチング工程」ともいう)等をさらに備えてもよい。以下、各工程について説明する。
本工程では、金属(A)を含む領域(I)を表層に有する基材を準備する。
合金としては、例えばニッケル-銅合金、コバルト-ニッケル合金、金-銀合金等が挙げられる。
導電性窒化物としては、例えば窒化タンタル、窒化チタン、窒化鉄、窒化アルミニウム等が挙げられる。
金属酸化物としては、例えば酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。
シリサイドとしては、例えば鉄シリサイド、モリブデンシリサイド等が挙げられる。これらの中で、金属単体、合金、導電性窒化物及びシリサイドが好ましく、金属単体及び導電性窒化物がより好ましく、銅単体、コバルト単体、タングステン単体、タンタル単体及び窒化タンタルがさらに好ましい。
非金属酸化物としては、例えば酸化ケイ素等が挙げられる。
非金属窒化物としては、例えばSiNx、Si3N4等が挙げられる。
非金属酸化物窒化物としては、例えばSiON等が挙げられる。これらの中で、非金属酸化物が好ましく、酸化ケイ素がより好ましい。
本工程では、上記基材の表面に、組成物(I)を塗工する。
組成物(I)は、[A]重合体及び[B]溶媒を含有する。組成物(I)は、[A]重合体及び[B]溶媒以外に他の成分を含有していてもよい。
[A]重合体は、基(I)を主鎖又は側鎖の末端に有する重合体である。「主鎖」とは、重合体の原子鎖のうち最も長いものをいう。「側鎖」とは、重合体の原子鎖のうち主鎖以外のものをいう。表面修飾する[A]重合体の密度をより高める観点から、[A]重合体は、基(I)を主鎖の末端に有していることが好ましく、主鎖の一方の末端に有していることがより好ましい。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;
(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸1-メチルシクロペンチル、(メタ)アクリル酸2-エチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸2-(アダマンタン-1-イル)プロピル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル等の(メタ)アクリル酸アリールエステル;
(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシアダマンチル、(メタ)アクリル酸3-グリシジルプロピル、(メタ)アクリル酸3-トリメチルシリルプロピル等の(メタ)アクリル酸置換アルキルエステルなどが挙げられる。
エチレン;
プロペン、ブテン、ペンテン等のアルケン;
ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサン等のビニルシクロアルカン;
シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアルケン;
4-ヒドロキシ-1-ブテン、ビニルグリシジルエーテル、ビニルトリメチルシリルエーテル等が挙げられる。
ビニル基、ビニロキシ基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の重合性炭素-炭素二重結合含有基;
エチニル基、プロパルギル基、プロパルギルオキシ基、プロパルギルアミノ基等の重合性炭素-炭素三重結合含有基;
オキシラニル基、オキシラニルオキシ基、オキセタニル基、オキセタニルオキシ基等の環状エーテル基;
シクロブタン環が縮環したフェニル基、シクロブタン環が縮環したナフチル基等のシクロブタン環が縮環したアリール基;
アセトキシフェニル基、t-ブトキシフェニル基等の酸基又は熱解離性基で保護されたフェノール性水酸基が結合したアリール基;
アセトキシメチルフェニル基、メトキシメチルフェニル基等の酸基又は熱解離性基で保護されたメチロール基(-CH2OH)が結合したアリール基;
スルファニルメチルフェニル基、メチルスルファニルメチルフェニル基等の置換又は非置換のスルファニルメチル基(-CH2SH)が結合したアリール基などが挙げられる。
[B]溶媒としては、少なくとも[A]重合体及び他の成分を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
4-メチル-2-ペンタノール、n-ヘキサノール等の炭素数1~18の脂肪族モノアルコール系溶媒;
シクロヘキサノール等の炭素数3~18の脂環式モノアルコール系溶媒;
1,2-プロピレングリコール等の炭素数2~18の多価アルコール系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数3~19の多価アルコール部分エーテル系溶媒などが挙げられる。
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒;
ジフェニルエーテル、アニソール(メチルフェニルエーテル)等の芳香環含有エーテル系溶媒などが挙げられる。
アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル-iso-ブチルケトン、2-ヘプタノン(メチル-n-ペンチルケトン)、エチル-n-ブチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジ-iso-ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン系溶媒;
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒;
2,4-ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。
N,N’-ジメチルイミダゾリジノン、N-メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒;
N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒などが挙げられる。
酢酸n-ブチル、乳酸エチル等のモノカルボン酸エステル系溶媒;
プロピレングリコールアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒;
γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン等のラクトン系溶媒;
シュウ酸ジエチル等の多価カルボン酸ジエステル系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。
n-ペンタン、n-ヘキサン等の炭素数5~12の脂肪族炭化水素系溶媒;
トルエン、キシレン等の炭素数6~16の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
組成物(I)は、[A]重合体及び[B]溶媒以外に他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば界面活性剤等が挙げられる。組成物(I)は、界面活性剤を含有することで、基材表面への塗工性を向上させることができる。
組成物(I)は、例えば[A]重合体、[B]溶媒及び必要に応じて他の成分を所定の割合で混合し、好ましくは0.45μm程度の細孔を有する高密度ポリエチレンフィルター等で濾過することにより調製することができる。組成物(I)の固形分濃度の下限としては、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、0.7質量%がさらに好ましい。上記固形分濃度の上限としては、30質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、3質量%がさらに好ましい。
本工程では、上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する。これにより、基材表層の金属(A)と、組成物(I)の[A]重合体の官能基(A)との結合形成が促進され、基材表面の領域(I)に、[A]重合体を含む塗膜(以下、「塗膜(I)」ともいう)が積層される。
本工程では、塗膜(I)のうち領域(II)上に形成された部分を除去する。これにより、加熱工程後の金属(A)と結合していない[A]重合体を含む部分が除去され、領域(I)の部分が選択的に修飾された基材が得られる。
本工程では、上記除去工程後の基材の表面に、アルコール、希酸、過酸化水素水、オゾン又はプラズマを接触させる。これにより、領域(II)に形成された空気酸化膜層を除去することができる。この希酸としては、特に限定されるわけではないが、例えば希塩酸、希硫酸、希硝酸、希クエン酸、希シュウ酸、希マレイン酸、希酢酸、希イソ酪酸、希2-エチルヘキサン酸等が挙げられる。
本工程では、上記除去工程後の基材の表面に、CVD(化学的気相蒸着)法又はALD(原子層堆積)法によりパターンを堆積させる。これにより、[A]重合体で被覆されていない領域(II)に、選択的にパターンを形成することができる。
本工程では、上記除去工程後の基材の表面上の上記[A]重合体をエッチングにより除去する。
n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン等のアルカン;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン;
酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル;
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn-ペンチルケトン等のケトン;
メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、4-メチル-2-ペンタノール等のアルコールなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
重合体のMw及びMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、以下の条件により測定した。
溶離液:テトラヒドロフラン(和光純薬工業社)
流量:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
カラム温度:40℃
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
13C-NMR分析は、核磁気共鳴装置(日本電子社の「JNM-EX400」)を使用し、測定溶媒としてCDCl3を用いて行った。重合体における各構造単位の含有割合は、13C-NMRで得られたスペクトルにおける各構造単位に対応するピークの面積比から算出した。
[合成例1]
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.38mL(2.31mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。次に、末端停止剤としてのメタノール1mLを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-1)11.7gを得た。この重合体(A-1)は、Mwが5,600、Mnが5,300、Mw/Mnが1.06であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。次に、末端停止剤としての4-クロロメチル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン0.32mL(2.30mmol)を注入し重合末端の停止反応を行った。次に、1Nの塩酸水溶液を10g加え、60℃で2時間加熱撹拌を行って加水分解反応を行い、末端基としてジオール構造を有する重合体を得た。この反応溶液を室温まで冷却し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-2)11.3gを得た。この重合体(A-2)は、Mwが5,300、Mnが4,900、Mw/Mnが1.08であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、3-ブロモプロピオニトリルを0.19mL(2.30mmol)注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、金属Liを除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-3)11.9gを得た。このブロック共重合体(A-3)は、Mwが5,600、Mnが5,200、Mw/Mnが1.08であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、アリルブロミドを0.20mL(2.30mmol)注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮してメチル溶媒をイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、金属Liを除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-4)11.4gを得た。この重合体(A-4)は、Mwが5,700、Mnが5,200、Mw/Mnが1.10であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.31mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、末端停止剤としてエチレンスルフィド0.14mL(2.31mmol)、メタノール1mL及びp-メトキシフェノール0.3gを加え、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-5)11.0gを得た。この重合体(A-5)は、Mwが5,300、Mnが5,100、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、末端停止剤としてプロピレンスルフィド0.18mL(2.38mmol)、メタノール1mL及びp-メトキシフェノール0.3gを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この重合体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-6)11.3gを得た。この重合体(A-6)は、Mwが5,200、Mnが5,000、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を1.76mL(1.71mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、末端停止剤としてエチレンスルフィド0.11mL(1.76mmol)、5質量%塩酸水溶液1mL及びp-メトキシフェノール0.3gを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-7)11.7gを得た。この重合体(A-7)は、Mwが7,000、Mnが6,800、Mw/Mnが1.03であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を4.76mL(4.79mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、末端停止剤としてエチレンスルフィド0.29mL(4.79mmol)、酢酸1mL及びp-メトキシフェノール0.3gを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-8)11.6gを得た。この重合体(A-8)は、Mwが2,500、Mnが2,400、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.57mL(2.50mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったtert-ブチルスチレン13.7mL(0.0748mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。この後、末端停止剤としてエチレンスルフィド0.16mL(2.50mmol)、メタノール1mL及びp-メトキシフェノール0.3gを注入し重合末端の停止反応を行い、さらにp-メトキシフェノール0.3gを加えた。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この重合体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-9)11.3gを得た。この重合体(A-9)は、Mwが5,000、Mnが4,800、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.57mL(2.50mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったtert-ブチルスチレン13.7mL(0.0748mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。この後、末端停止剤としてプロピレンスルフィド0.19mL(2.50mmol)、メタノール1mLを注入し重合末端の停止反応を行い、さらにp-メトキシフェノール0.3gを加えた。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-10)11.8gを得た。この重合体(A-10)は、Mwが4,800、Mnが4,500、Mw/Mnが1.07であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、クロロベンゾオキサゾールを0.26mL(2.30mmol)注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-11)11.5gを得た。この重合体(A-11)は、Mwが5,700、Mnが5,200、Mw/Mnが1.10であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。この後、エピクロロヒドリンを0.17mL(2.30mmol)注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-12)11.2gを得た。この重合体(A-12)は、Mwが5,700、Mnが5,200、Mw/Mnが1.10であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.31mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、末端停止剤としてエチレンスルフィド0.14mL(2.31mmol)、メタノール1mLを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。次に、この重合体をテトラヒドロフラン50gに溶解させ、アゾイソブチロニトリル1.0g(6.1mmol)を加え、窒素雰囲気下、80℃、8時間加熱撹拌し、カップリング反応させジスルフィド体を生成させた。この重合体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-13)11.4gを得た。この重合体(A-13)は、Mwが5,300、Mnが5,100、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったテトラヒドロフラン120gを注入し、-78℃まで冷却した。その後、このテトラヒドロフランにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、その後、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。その後、2-クロロメチルピリジンを0.29g(2.30mmol)加え重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をメチルイソブチルケトン(MIBK)で置換した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を5回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-14)11.1gを得た。この重合体(A-14)は、Mwが5,700、Mnが5,200、Mw/Mnが1.10であった。
冷却管、滴下ロート及び温度計を備えた200mL3口フラスコに、アニソール40g、スチレン20.8g(0.200mol)、臭化銅(II)0.29g(2.00mmol)及びトリス[(2-ジメチルアミノ)エチル]アミン0.46g(2mmol)を加え、100℃に加熱し、2-ブロモイソ酪酸エチル0.53mL(3.6mmol)を加え、窒素フロー下、8時間加熱撹拌した。得られた重合溶液は、酢酸エチル100gで薄めセライト濾過し銅錯体を除去し、超純水500gにて洗浄を5回繰り返した。有機層を回収したのち、濃縮した樹脂溶液にテトラヒドロフラン50gを加えたものをメタノール、1,000gへ沈殿精製させポリマーを析出させた。この固体をブフナーロートにて回収し、メタノール50gにてすすいだ。得られた固体を減圧乾燥することで白色の重合体(A-15)11.2gを得た。この重合体(A-15)は、Mwが5,600、Mnが4,600、Mw/Mnが1.22であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFに1,1-ジフェニルエチレン1.02mL(7.19mmol)、塩化リチウムの1Mテトラヒドロフラン溶液9.59mL(4.79mmol)及びsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.47mL(2.40mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったメタクリル酸メチル12.7mL(0.120mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に120分間熟成した。次に1Nエチレンオキサイドトルエン溶液2.40mL(2.40mmol)を加え、さらにメタノール1mLを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-16)11.2gを得た。この重合体(A-16)は、Mwが5,200、Mnが5,000、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFに1,1-ジフェニルエチレン1.02mL(7.19mmol)、塩化リチウムの1Mテトラヒドロフラン溶液9.59mL(4.79mmol)及びsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.47mL(2.40mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったメタクリル酸メチル12.7mL(0.120mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に120分間熟成した。次にエチレンスルフィド0.14mL(2.40mmol)を加え、さらにメタノール1mL及びp-メトキシフェノール1gを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-17)11.0gを得た。この重合体(A-17)は、Mwが5,200、Mnが5,000、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFに1,1-ジフェニルエチレン1.02mL(7.19mmol)、塩化リチウムの1Mテトラヒドロフラン溶液9.59mL(4.79mmol)及びsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.47mL(2.40mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったメタクリル酸メチル12.7mL(0.120mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に120分間熟成した。次に、3-ブロモプロピロニトリル0.19mL(2.40mmol)を加え、さらにメタノール1mL及びp-メトキシフェノール1gを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この重合体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-18)11.3gを得た。この重合体(A-18)は、Mwが5,200、Mnが5,000、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFに1,1-ジフェニルエチレン1.02mL(7.19mmol)、塩化リチウムの1Mテトラヒドロフラン溶液9.59mL(4.79mmol)及びsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.47mL(2.40mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためのシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったメタクリル酸メチル12.7mL(0.120mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に120分間熟成した。次に、アリルブロミド0.21mL(2.40mmol)を加え、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返しシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この重合体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-19)11.1gを得た。この重合体(A-19)は、Mwが5,200、Mnが5,000、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液を2.38mL(2.30mmol)注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成したのち、二酸化炭素を吹き込み、さらにメタノール1.0gを加え重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで冷却し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、シュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-20)11.6gを得た。この重合体(A-20)は、Mwが5,300、Mnが4,900、Mw/Mnが1.08であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.38mL(2.31mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。次に、1,1―ジフェニルエチレン0.98mL(6.91mmol)を加え、暗褐色に呈することを確認したのち、末端停止剤としての二硫化炭素0.14mL(2.30mmol)、メタノール1mLを注入し重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-21)11.8gを得た。この重合体(A-21)は、Mwが5,500、Mnが5,300、Mw/Mnが1.04であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.38mL(2.31mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン13.3mL(0.115mol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。滴下終了後に30分間熟成した。次に、末端停止剤としてのジフェニルリン酸クロライド0.41mL(2.30mmol)を注入し、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。次に白色固体をテトラヒドロフラン100gに溶解させ、トリエチルミアン10g、メタノール5gを加え、還流下、5時間加水分解反応を行い、再度、1000gのメタノールへ沈殿精製することで白色固体を得た。つぎに、この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-22)11.8gを得た。この重合体(A-22)は、Mwが4,900、Mnが4,700、Mw/Mnが1.04であった。
200mLの3口フラスコ反応容器へアゾイソブチロニトリル0.098g(0.6mmol)、スチレン12.5g(120mmol)、2-シアノー2-プロピルドデシルトリチオカーボナート0.83g(2.4mmol)、アニソール20gを加え、ドライアイスバス減圧下、脱気を3回行い、窒素雰囲気下とした。常温に戻ったことを確認したのち、80℃、5時間加熱撹拌した。さらにビニルリン酸0.48mLとエチレングリコールモノメチルエーテル1mLの混合液をシリンジで投入し、さらに80℃、3時間加熱撹拌した。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.13mL(2.07mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン11.4mL(0.062mol)、4-ビニルベンゾシクロブテン0.5mL(3.84mmol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。末端停止剤としてのプロピレンスルフィド0.16mL(2.07mmol)、メタノール1mL、p-メトキシフェノール0.01gを加え、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-24)9.8gを得た。この重合体(A-24)は、Mwが5,000、Mnが4,700、Mw/Mnが1.06であった。
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.09mL(2.03mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン11.1mL(0.062mol)、4-ビニルベンゾシクロブテン0.7mL(5.38mmol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。末端停止剤としてのブロモプロピオニトリル0.34mL(2.03mmol)、塩化リチウム0.5Nテトラヒドロフラン溶液4.1mL(2.03mmol)を加え、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-25)10.3gを得た。この重合体(A-25)は、Mwが5,200、Mnが4,900、Mw/Mnが1.06であった。
冷却機と滴下ロートを備えた500mL3口フラスコに、ドライテトラヒドロフラン100mL、マグネシウム3.01g(111mmol)を加え、氷冷下、滴下ロートより4―クロロスチレン12.7mL(106mmol)を加え撹拌し、グリニャール試薬を精製させた。つぎに滴下ロートよりアリルブロミド7.85mL(92mmol)を加え、窒素雰囲気下、50℃で加熱撹拌した。反応終了後、濾過からろ液を回収し、メチルエチルケトンを加え、水洗を行った後、減圧濃縮した。次に、減圧蒸留から沸点が78℃/10Paである留分を本流として、目的物12.1g(収率92%)得た。
GC-Mass m/z;144.09
1H NMR(CDCl3);7.59(2H,m-Ph),7.18(2H,o-Ph),6.63(1H,-CH=),5.61,5.18(2H,CH2),5.25(3H,allyl),2.34(2H,-CH2-)
500mLの3口フラスコ反応容器を減圧乾燥した後、窒素雰囲気下、蒸留脱水処理を行ったTHF120gを注入し、-78℃まで冷却した。このTHFにsec-ブチルリチウム(sec-BuLi)の1Nシクロヘキサン溶液2.09mL(2.03mmol)を注入し、さらに、重合禁止剤除去のためシリカゲルによる吸着濾別と蒸留脱水処理とを行ったスチレン11.1mL(0.062mol)、4-アリルスチレン0.78mL(5.38mmol)を30分かけて滴下注入し、重合系が橙色であることを確認した。この滴下注入のとき、反応溶液の内温が-60℃以上にならないように注意した。末端停止剤としてのブロモプロピオニトリル0.34mL(2.03mmol)、塩化リチウム0.5Nテトラヒドロフラン溶液4.1mL(2.03mmol)を加え、重合末端の停止反応を行った。この反応溶液を室温まで昇温し、得られた反応溶液を濃縮して溶媒をMIBKで置換した。その後、シュウ酸2質量%水溶液1,000gを注入撹拌し、静置後、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返し、Li塩を除去した。その後、超純水1,000gを注入撹拌し、下層の水層を取り除いた。この操作を3回繰り返してシュウ酸を除去した後、溶液を濃縮してからメタノール500g中に滴下することで重合体を析出させ、ブフナーロートにて固体を回収した。この固体を60℃で減圧乾燥させることで白色の重合体(A-26)10.5gを得た。この重合体(A-26)は、Mwが5,300、Mnが5,100、Mw/Mnが1.04であった。
[調製例1]
[A]重合体としての(A-1)1.2gに、[B]溶媒としての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)98.8gを加え、撹拌したのち、0.45μmの細孔を有する高密度ポリエチレンフィルターにて濾過することにより、組成物(S-1)を調製した。
下記表1に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は、調製例1と同様にして、組成物(S-2)~(S-26)を調製した。
上記調製した組成物を、下記方法に従い、評価した。
[実施例1~25、29~31、34~36、比較例1及び2並びに参考例1~7]
8インチの基板(銅基板、コバルト基板、タングステン基板、タンタル基板、タンタル窒化膜基板)を5質量%シュウ酸水溶液に浸漬させたのち、窒素フローにて乾燥させ、表面の酸化被膜を除去した。酸化ケイ素基板については、イソプロパノールにて表面処理を行った。
次に、トラック(東京エレクトロン社の「TELDSA ACT8」)を用いて、上記調製した組成物を1,500rpmにてスピンコートし、150℃で180秒間焼成した。この基板をPGMEAにて剥離し、未反応の重合体を除去した。基板上に形成された選択的表面修飾材は、エリプソメータの膜厚測定結果より、0nm~5nm程度であった。次に、表面の接触角値を、接触角計(協和界面科学社のDrop master DM-501)を用いて測定した。さらに、膜厚を元に[A]重合体(ブラシ)の存在密度σ(chains/nm2)を下記式(1)により算出した。
σ=d×L×NA×10-21/Mn・・・(1)
d:[A]重合体の密度(g/cm3)、L:膜の平均厚み(nm)、NA:アボガドロ数、Mn:[A]重合体の数平均分子量
金属基板及び酸化ケイ素基板のそれぞれについて、基板表面に形成された重合体膜の平均厚み(nm)、接触角値(°)及び重合体(ブラシ)密度(chains/nm2)について表2にそれぞれ示す。表2中の「-」は基材表面の選択性が示されておらず、重合体の存在密度を算出しなかったことを示す。
[実施例26~28、32~33、37~39、比較例3及び参考例8]
図1に示す8インチ基板(Cu-EPC:10,000Å/Cu-Seed:1,000Å/TaN Barrier Layer:250Å/シリコンオキサイド(酸化ケイ素):5,000Å/シリコンウエハ、0.18μmトレンチ)をCMPスラリーにて研磨し、下記図2のように銅とシリコンオキサイドがストライプ状に並ぶ基板を作成した。次にこの基板を5質量%シュウ酸水溶液に浸漬させたのち、窒素フローにて乾燥させ、表面の酸化被膜を除去した。
この基板にトラック(東京エレクトロン社の「TELDSA ACT8」)を用いて、上記調製した組成物を1,500rpmにてスピンコートし、150℃で180秒間焼成した。この基板をPGMEAにて剥離し、未反応の重合体を除去した。次に、走査型プローブ顕微鏡(日立ハイテクサイエンス社、S-image(顕微鏡ユニット)及びNanoNaviReal(コントロールステーション))にて表面を観察し、凹凸より被覆部の膜厚を算出した。
銅-シリコンオキサイドストライプ基板上の銅、シリコンオキサイドのそれぞれの領域上に形成された重合体の塗膜の平均厚み(nm)を表3にそれぞれ示した。表3中の「ND」は、厚みが小さく、検出できなかったことを示す。
2 Cu-EPC
3 Cu-seed
4 TaN
5 シリコンオキサイド
Claims (12)
- 金属を含む第一の領域を表層に有する基材を準備する工程と、
上記基材の表面に、上記金属と結合する第1官能基を含む基を主鎖又は側鎖の末端に有する第1重合体及び溶媒を含有する組成物を塗工する工程と、
上記塗工工程により形成される塗膜を加熱する工程と
を備える基材表面の選択的修飾方法。 - 上記基材が、実質的に非金属のみからなる第二の領域をさらに有し、
上記加熱工程の後に、上記塗膜のうち上記第二の領域上に形成された部分をリンス液により除去する工程
をさらに備える請求項1に記載の基材表面の選択的修飾方法。 - 上記金属が、金属単体、合金、導電性窒化物又はシリサイドを構成している請求項1又は請求項2に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記金属が、銅、鉄、亜鉛、コバルト、アルミニウム、チタン、スズ、タングステン、ジルコニウム、タンタル、ゲルマニウム、モリブデン、ルテニウム、金、銀、白金、パラジウム又はニッケルである請求項1、請求項2又は請求項3に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記第1重合体のポリスチレン換算数平均分子量が、500以上50,000以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記第1官能基が、シアノ基、スルファニル基、エチレン性炭素-炭素二重結合含有基、オキサゾリン環含有基、リン酸基、エポキシ基又はジスルフィド基である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記第1重合体が、置換又は非置換のスチレンに由来する構造単位、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位、並びに置換又は非置換のエチレンに由来する構造単位から選ばれる少なくとも一種の構造単位を有する重合体である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記第1重合体が、上記第1官能基を含む基を主鎖の一方の末端に有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の基材表面の選択的修飾方法。
- 上記除去工程後の基材の表面に、アルコール、希酸、過酸化水素水、オゾン又はプラズマを接触させる工程
をさらに備える請求項2に記載の基材表面の選択的修飾方法。 - 上記除去工程後の基材の表面に、CVD法又はALD法によりパターンを堆積させる工程
をさらに備える請求項2に記載の基材表面の選択的修飾方法。 - 上記除去工程後の基材の表面上の上記第1重合体をエッチングにより除去する工程
をさらに備える請求項2に記載の基材表面の選択的修飾方法。 - 基材表面の選択的修飾方法に用いられる組成物であって、
金属と結合を形成する第1官能基を含む基を主鎖又は側鎖の末端に有する重合体と溶媒とを含有することを特徴とする組成物。
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|---|---|---|---|---|
| WO2020179918A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | Jsr株式会社 | 基板の製造方法及びブロック共重合体 |
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| WO2025052776A1 (ja) * | 2023-09-04 | 2025-03-13 | Jsr株式会社 | 表面処理された基材の製造方法、基材表面の選択的修飾方法及び半導体処理用組成物 |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018235877A1 (ja) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Jsr株式会社 | カバー膜形成方法 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135140A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Jsr Corp | 導電性ペースト組成物、その使用方法、および回路基板 |
| JP2007220883A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kagawa Univ | 配線およびその製造方法とそれらを用いた電子部品および電子機器 |
| JP2010084196A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | 金属膜形成方法 |
| JP2010183053A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 金属配線の形成方法及びこれを利用して形成された金属配線 |
| JP2014005325A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Jsr Corp | パターン形成用自己組織化組成物及びパターン形成方法 |
Family Cites Families (21)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH1138621A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Kansai Paint Co Ltd | 感光性樹脂組成物及びそれを使用して得られる回路基板 |
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| JP3940546B2 (ja) * | 1999-06-07 | 2007-07-04 | 株式会社東芝 | パターン形成方法およびパターン形成材料 |
| WO2002018080A1 (en) | 2000-08-03 | 2002-03-07 | Upepo & Maji Inc. | Metal colloidal solution composition and conductor or ink for forming semiconductor pattern comprising it and method for forming conductor or semiconductor pattern |
| JP2002241440A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | アルカリ可溶性重合体及び感光性樹脂組成物 |
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| JP2007131875A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Fujifilm Corp | 金属膜形成方法及び金属パターン形成方法 |
| JP4838594B2 (ja) | 2006-02-02 | 2011-12-14 | トーヨーエイテック株式会社 | セルアレイソータ、その製造方法及びそれを用いた細胞ソート方法 |
| US20080118728A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-22 | Dow Global Technologies Inc. | Aqueous dispersions disposed on glass-based fibers and glass-containing substrates |
| JP2011094192A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Fujifilm Corp | 被めっき層形成用組成物、金属パターン材料の作製方法、及び金属パターン材料 |
| JP5843255B2 (ja) | 2011-05-16 | 2016-01-13 | デンカ株式会社 | ソルダーレジスト組成物及び金属ベース回路基板 |
| US8691925B2 (en) * | 2011-09-23 | 2014-04-08 | Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. | Compositions of neutral layer for directed self assembly block copolymers and processes thereof |
| JP6188495B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-08-30 | 富士フイルム株式会社 | 積層体及びその応用 |
| JP2015056187A (ja) | 2013-09-10 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 微細パターン形成方法、剥離方法、磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体、及びスタンパーの製造方法 |
| JP6398695B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2018-10-03 | Jsr株式会社 | 下地膜形成用組成物及び自己組織化リソグラフィープロセス |
| FR3019477B1 (fr) * | 2014-04-03 | 2023-03-17 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fonctionnalisation de surface |
| US9690192B2 (en) * | 2014-04-21 | 2017-06-27 | Jsr Corporation | Composition for base, and directed self-assembly lithography method |
| CN105336729A (zh) | 2014-07-18 | 2016-02-17 | 上海和辉光电有限公司 | 一种用于监控介质膜厚的测试电容结构及测试方法 |
| KR102101241B1 (ko) * | 2015-06-19 | 2020-04-17 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 불소 함유 중합체를 포함하는 조성물 및 성형품 |
| JPWO2018043729A1 (ja) * | 2016-09-02 | 2019-06-24 | Jsr株式会社 | 組成物、基材表面の修飾方法及び選択的修飾方法、パターン形成方法、並びに重合体 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135140A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Jsr Corp | 導電性ペースト組成物、その使用方法、および回路基板 |
| JP2007220883A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kagawa Univ | 配線およびその製造方法とそれらを用いた電子部品および電子機器 |
| JP2010084196A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | 金属膜形成方法 |
| JP2010183053A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 金属配線の形成方法及びこれを利用して形成された金属配線 |
| JP2014005325A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Jsr Corp | パターン形成用自己組織化組成物及びパターン形成方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020179918A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | Jsr株式会社 | 基板の製造方法及びブロック共重合体 |
| JPWO2020250783A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | ||
| WO2020250783A1 (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | Jsr株式会社 | 組成物、基板の製造方法及び重合体 |
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