JP2003327628A - Copolymer of vinyl ether with alicyclic structure and base polymer for resist containing the same - Google Patents

Copolymer of vinyl ether with alicyclic structure and base polymer for resist containing the same

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JP2003327628A
JP2003327628A JP2002133688A JP2002133688A JP2003327628A JP 2003327628 A JP2003327628 A JP 2003327628A JP 2002133688 A JP2002133688 A JP 2002133688A JP 2002133688 A JP2002133688 A JP 2002133688A JP 2003327628 A JP2003327628 A JP 2003327628A
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JP
Japan
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group
copolymer
alicyclic hydrocarbon
resist
base polymer
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Application number
JP2002133688A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Omori
秀樹 大森
Takanori Yamagishi
孝則 山岸
Masanobu Taniguchi
政信 谷口
Eiji Takahashi
英二 高橋
Takuya Miwa
拓也 三輪
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.)
Maruzen Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Maruzen Petrochemical Co Ltd
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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a base polymer for a resist capable of improving resistance to dryetching without deteriorating transparency and resolution, or the like, as advantages of acrylic resist materials, and suitably useful as the base polymer for the resist using an exposing light source with a short wave length light such as an ArF eximer laser. <P>SOLUTION: The subject copolymer has (a) a monomer unit selected from acrylic acid derivatives and methacrylic acid derivatives and (b) a repeating unit of formula (1) (wherein, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are each hydrogen atom, hydroxy, an alkoxy, a halogen atom or a 1-6C alkyl, A is a single bond, a 1-4C alkylene, or a bivalent group formed by combining the alkylene group with an oxygen containing group selected from an ether bond, an ester bond and carbonyl group, and B is a 5-30C alicyclic hydrocarbon group), and the base polymer for the resist contains the copolymer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な共重合体及
びこれを用いたフォトレジスト用ベースポリマーに関
し、特に、ArFエキシマレーザー光(193nm)等
の短波長光を露光エネルギー源として用いる際に好適な
フォトレジスト用ベースポリマーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel copolymer and a base polymer for photoresist using the same, and particularly when using a short wavelength light such as ArF excimer laser light (193 nm) as an exposure energy source. It relates to a suitable base polymer for photoresist.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高密度化・高集積化
の要求に伴い、フォトリソグラフィー工程において使用
する露光エネルギー源の短波長化が進行している。すな
わち、従来用いられてきたg線(436nm)やi線
(365nm)から、現在はKrFエキシマレーザー光
(248nm)が主流になりつつあり、今後は更に短波
長のArFエキシマレーザー光(193nm)への移行
が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher density and higher integration of semiconductor elements, the wavelength of exposure energy source used in photolithography process has been shortened. That is, from the conventionally used g-line (436 nm) and i-line (365 nm), KrF excimer laser light (248 nm) is becoming mainstream now, and in the future, to shorter wavelength ArF excimer laser light (193 nm). Is being considered for migration.

【0003】フォトリソグラフィーで使用されるレジス
ト材料のベースポリマーとしては、g線やi線を光源と
する場合には主にノボラック樹脂が、KrFエキシマレ
ーザーを光源とする場合には主にヒドロキシスチレン系
樹脂が賞用されてきた。これらのフェノール系樹脂は、
露光後のアルカリ溶解性、ドライエッチング耐性及び基
板密着性といったレジスト材料として要求される諸物性
に優れるためである。しかし、これらのフェノール系樹
脂は、いずれも193nm付近において芳香環に由来す
る極めて強い光吸収を示すため、ArFエキシマレーザ
ーを光源とする場合にはレジスト材料として使用するこ
とができなかった。
As a base polymer of a resist material used in photolithography, a novolak resin is mainly used when a g-ray or an i-ray is used as a light source, and a hydroxystyrene-based resin is mainly used when a KrF excimer laser is used as a light source. Resins have been prized. These phenolic resins are
This is because it is excellent in various properties required as a resist material such as alkali solubility after exposure, dry etching resistance and substrate adhesion. However, since all of these phenolic resins show extremely strong light absorption derived from an aromatic ring near 193 nm, they cannot be used as a resist material when an ArF excimer laser is used as a light source.

【0004】一方、該波長域において吸収を有しない樹
脂として、芳香環を有しない樹脂をレジスト材料として
使用する場合、十分なドライエッチング耐性が得られな
いという問題が生じる。一般に、ドライエッチング耐性
の向上には樹脂の炭素密度を高めることが重要であるこ
とが知られており、この問題を解決する手段として、主
鎖や側鎖に脂環骨格を導入する方法が提案されている。
On the other hand, when a resin having no aromatic ring is used as a resist material as a resin having no absorption in the wavelength range, there arises a problem that sufficient dry etching resistance cannot be obtained. It is generally known that increasing the carbon density of the resin is important for improving dry etching resistance, and as a means to solve this problem, a method of introducing an alicyclic skeleton into the main chain or side chain is proposed. Has been done.

【0005】主鎖に脂環骨格を導入した例としては、ノ
ルボルネン誘導体を金属触媒の存在下で重合してポリノ
ルボルネン型樹脂を得る方法(J.Photopolym.Sci.Techn
ol.,11,475(1998)等)及びノルボルネン誘導体と無水マ
レイン酸をラジカル重合して交互共重合型樹脂を得る方
法(Proc.SPIE,2724,355(1996) 、J.Photopolym.Sci.Te
chnol.,12,553(1999)、米国特許第5,843,624
号等)が知られている。さらには、ビニルエーテルと無
水マレイン酸をラジカル重合して交互共重合型樹脂を得
る方法も知られている。このような方法によるレジスト
材料としては、例えば特開2001−200016号公
報、Proc.SPIE,3999,54(2000)等に開示されているもの
が挙げられる。
As an example of introducing an alicyclic skeleton into the main chain, a method of polymerizing a norbornene derivative in the presence of a metal catalyst to obtain a polynorbornene type resin (J. Photopolym. Sci. Techn
ol., 11, 475 (1998)) and radical polymerization of norbornene derivative and maleic anhydride to obtain an alternating copolymer resin (Proc.SPIE, 2724,355 (1996), J. Photopolym. Sci. Te.
chnol., 12, 553 (1999), U.S. Pat. No. 5,843,624.
No.) are known. Furthermore, a method of obtaining an alternating copolymer resin by radical polymerization of vinyl ether and maleic anhydride is also known. Examples of the resist material obtained by such a method include those disclosed in JP 2001-200016 A, Proc. SPIE, 3999, 54 (2000) and the like.

【0006】また、側鎖に脂環骨格を導入した例として
は、アクリル酸又はメタクリル酸樹脂のエステル側鎖に
アダマンタン骨格、テトラシクロドデカン骨格、テルペ
ン類等の脂環式基を導入する方法が知られている。この
ような方法によるレジスト材料としては例えば、特開平
4−39665号公報、特開平7−199467号公
報、特開平8−82925号公報等に開示されているも
のが挙げられる。
As an example of introducing an alicyclic skeleton into the side chain, there is a method of introducing an alicyclic group such as adamantane skeleton, tetracyclododecane skeleton or terpenes into the ester side chain of acrylic acid or methacrylic acid resin. Are known. Examples of the resist material obtained by such a method include those disclosed in JP-A-4-39665, JP-A-7-199467, and JP-A-8-82925.

【0007】しかしながら、金属触媒によりポリノルボ
ルネン型樹脂を得る場合、重合の困難さや触媒に用いた
金属の除去といった課題が存在し、また、無水マレイン
酸を用いた交互共重合型樹脂の場合には、露光波長での
透明性の低さや保存安定性に課題が残っている。一方、
側鎖に脂環式基を導入したアクリル系樹脂は、透明性や
解像性の点で優れているものの、ドライエッチング耐性
は充分とは言えず、レジスト膜の薄膜化の傾向とともに
使用が困難になるものと予想される。
However, when a polynorbornene type resin is obtained with a metal catalyst, there are problems such as difficulty of polymerization and removal of the metal used for the catalyst, and in the case of an alternating copolymer resin using maleic anhydride, However, there remain problems with low transparency at the exposure wavelength and storage stability. on the other hand,
Acrylic resins with alicyclic groups introduced into their side chains are excellent in terms of transparency and resolution, but their dry etching resistance cannot be said to be sufficient and they are difficult to use due to the tendency toward thinner resist films. Is expected to become.

【0008】このように、短波長化が進行するフォトリ
ソグラフィーの分野では対応するレジスト材料の開発が
必須であり、当該波長における透明性、ドライエッチン
グ耐性及び基板密着性といった物性を同時に満足するベ
ースポリマーの探索に向け試行錯誤がなされているのが
現状である。
As described above, in the field of photolithography where wavelengths are becoming shorter, it is essential to develop a corresponding resist material, and a base polymer satisfying at the same time physical properties such as transparency, dry etching resistance and substrate adhesion. The current situation is that trial and error is being made toward the search for.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ar
Fエキシマレーザー等、短波長光を光源とするレジスト
用ベースポリマーとして好適に使用可能な重合体、すな
わち、露光波長における透明性、ドライエッチング耐
性、基板密着性等の性能を満足し得る重合体を提供する
ことにある。
The object of the present invention is to provide Ar
Polymers that can be suitably used as a base polymer for a resist, such as F excimer laser, which uses short-wavelength light as a light source, that is, polymers that can satisfy performances such as transparency at the exposure wavelength, dry etching resistance, and substrate adhesion. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、共重合体に特定の繰り
返し単位を含有させることにより、従来のアクリル系レ
ジスト材料の長所である透明性、解像性等を損なうこと
なく、ドライエッチング耐性を向上させることが可能と
なることを見出し、本発明を完成させた。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by incorporating a specific repeating unit in the copolymer, the advantages of the conventional acrylic resist material are obtained. The inventors have found that it is possible to improve dry etching resistance without impairing transparency, resolution, etc., and have completed the present invention.

【0011】すなわち、本発明は、(a)アクリル酸誘
導体及びメタクリル酸誘導体から選択されたモノマー単
位と、(b)下記一般式(1)で表される繰り返し単位
を有する共重合体、並びにこれを含有することを特徴と
するレジスト用ベースポリマーを提供するものである。
That is, the present invention provides a copolymer having (a) a monomer unit selected from acrylic acid derivatives and methacrylic acid derivatives, and (b) a repeating unit represented by the following general formula (1), and The present invention provides a base polymer for resist, which comprises:

【0012】[0012]

【化2】 [Chemical 2]

【0013】(式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独
立して水素原子、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子
又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル
基を示し;Aは単結合、置換基を有していてもよい炭素
数1〜4のアルキレン基、又は当該アルキレン基とエー
テル結合、エステル結合及びカルボニル基から選ばれる
含酸素基とを組み合わせた2価の基を示し;Bは置換基
を有していてもよい炭素数5〜30の脂環式炭化水素基
を示す。R2又はR3の一部と、A又はBの一部が互いに
結合して環を形成していてもよい。)。
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Indicates: A is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent group obtained by combining the alkylene group with an oxygen-containing group selected from an ether bond, an ester bond and a carbonyl group. B represents an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a part of R 2 or R 3 and a part of A or B are bonded to each other. And may form a ring.).

【0014】また、本発明は、上記レジスト用ベースポ
リマー及び露光により酸を発生する光酸発生剤を含有す
ることを特徴とするレジスト組成物を提供するものであ
る。
The present invention also provides a resist composition containing the above-mentioned resist base polymer and a photo-acid generator capable of generating an acid upon exposure.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の共重合体は、(a)のモ
ノマー単位及び(b)一般式(1)で表される繰り返し
単位を有する共重合体である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The copolymer of the present invention is a copolymer having a monomer unit (a) and a repeating unit (b) represented by the general formula (1).

【0016】(a)のモノマー単位であるアクリル酸誘
導体又はメタクリル酸誘導体としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、アクリレート類、メタクリレート類、アク
リルアミド類、メタクリルアミド類が挙げられ、このう
ちアクリレート類、メタクリレート類が好ましい。当該
アクリレート類及びメタクリレート類としては、エステ
ル残基として、炭素数1〜24の直鎖、分岐状又は環状
のアルキル基、トリアルキルシリル基、環状ケトン構造
を有する基、環状エーテル構造を有する基、ラクトン環
構造を有する基等が挙げられる。ここで環状のアルキル
基には、多環式のものも含まれる。またこれらのエステ
ル残基にはハロゲン原子、ヒドロキシ基等が置換してい
てもよい。より具体的には、メチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、メチルα−トリフルオロメチルアク
リレート、トリメチルシリルメタクリレート、tert
−ブチルメタクリレート、3−オキソシクロヘキシルメ
タクリレート、テトラヒドロピラニルメタクリレート、
テトラヒドロフラニルメタクリレート、メンチルメタク
リレート、ノルボルニルメタクリレート、イソボルニル
メタクリレート、アダマンチルメタクリレート、2−メ
チル−2−アダマンチルメタクリレート、2−エチル−
2−アダマンチルメタクリレート、3−ヒドロキシアダ
マンチルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリ
レート、テトラシクロドデカニルメタクリレート、ラク
トン環構造を有するアクリレート、及び、ラクトン環構
造を有するメタクリレート等が挙げられる。ラクトン環
構造の具体的な例としては、γ−ブチロラクトン環構
造、δ−バレロラクトン環構造及び以下のような構造が
挙げられる。
Examples of the acrylic acid derivative or methacrylic acid derivative as the monomer unit (a) include acrylic acid, methacrylic acid, acrylates, methacrylates, acrylamides, and methacrylamides, among which acrylates and methacrylates. Is preferred. As the acrylates and methacrylates, as an ester residue, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a trialkylsilyl group, a group having a cyclic ketone structure, a group having a cyclic ether structure, Examples thereof include a group having a lactone ring structure. Here, the cyclic alkyl group also includes a polycyclic group. Further, these ester residues may be substituted with a halogen atom, a hydroxy group or the like. More specifically, methyl acrylate, methyl methacrylate, methyl α-trifluoromethyl acrylate, trimethylsilyl methacrylate, tert
-Butyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl methacrylate, tetrahydropyranyl methacrylate,
Tetrahydrofuranyl methacrylate, menthyl methacrylate, norbornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2-ethyl-
Examples thereof include 2-adamantyl methacrylate, 3-hydroxyadamantyl methacrylate, tricyclodecanyl methacrylate, tetracyclododecanyl methacrylate, acrylate having a lactone ring structure, and methacrylate having a lactone ring structure. Specific examples of the lactone ring structure include a γ-butyrolactone ring structure, a δ-valerolactone ring structure and the following structures.

【0017】[0017]

【化3】 [Chemical 3]

【0018】これらのアクリレート類又はメタクリレー
ト類のなかでも、レジスト用ベースポリマーとして用い
る場合は、酸により保護基が脱離してカルボキシル基等
のアルカリ溶解性基を生成する構造を有し、その結果と
して共重合体がアルカリ性水溶液に可溶となる化合物が
好ましく、具体的には、トリメチルシリルメタクリレー
ト、tert−ブチルメタクリレート、3−オキソシク
ロヘキシルメタクリレート、テトラヒドロピラニルメタ
クリレート、テトラヒドロフラニルメタクリレート、2
−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、2−エチ
ル−2−アダマンチルメタクリレート等酸分解を受けや
すい残基を有するアクリレート類又はメタクリレート類
が好ましい。
Among these acrylates or methacrylates, when they are used as a base polymer for resist, they have a structure in which a protecting group is eliminated by an acid to form an alkali-soluble group such as a carboxyl group. As a result, A compound in which the copolymer is soluble in an alkaline aqueous solution is preferable, and specifically, trimethylsilyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl methacrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, tetrahydrofuranyl methacrylate, 2
Acrylates or methacrylates having a residue susceptible to acid decomposition such as -methyl-2-adamantyl methacrylate and 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate are preferable.

【0019】また、ノルボルニルメタクリレート、イソ
ボルニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレー
ト、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、2
−エチル−2−アダマンチルメタクリレート、トリシク
ロデカニルメタクリレート、テトラシクロドデカニルメ
タクリレート等の多環式の脂環式飽和炭化水素構造を含
むアクリレート類又はメタクリレート類は、ドライエッ
チング耐性に優れた共重合体が得られるため好ましく、
ラクトン環構造を有するアクリレート類又はメタクリレ
ート類は、ラクトン環構造の効果により脂環式炭化水素
構造の疎水性が緩和され、現像性、基板密着性に優れる
ため好ましい。
Norbornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2
-Acrylates or methacrylates containing a polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon structure such as ethyl-2-adamantyl methacrylate, tricyclodecanyl methacrylate, and tetracyclododecanyl methacrylate are copolymers having excellent dry etching resistance. Is preferable because
Acrylates or methacrylates having a lactone ring structure are preferable because the hydrophobicity of the alicyclic hydrocarbon structure is alleviated by the effect of the lactone ring structure and the developability and substrate adhesion are excellent.

【0020】本発明に用いられる(b)の繰り返し単位
を示す一般式(1)中、R1〜R3で示される基のうちア
ルコキシ基としては、炭素数1〜4のアルコキシ基、例
えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロ
ポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、te
rt−ブトキシ基等を挙げることができる。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
原子を挙げることができる。炭素数1〜6のアルキル基
としては、直鎖、分岐状又は環状のいずれでもよく、例
えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロ
ピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘ
キシル基等が挙げられる。当該アルキル基の置換基とし
ては、水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン
原子等が挙げられる。本発明では、これらのR1、R2
びR3の中でも特に、各々独立して水素原子又は炭素数
1〜4の直鎖もしくは分岐状のアルキル基が好ましい。
In the general formula (1) showing the repeating unit (b) used in the present invention, the alkoxy group among the groups represented by R 1 to R 3 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, for example, methoxy. Group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, te
An rt-butoxy group etc. can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group and sec-butyl. Group, tert-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Examples of the substituent of the alkyl group include a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom and the like. In the present invention, among these R 1 , R 2 and R 3 , a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, independently of each other.

【0021】一般式(1)中、Aは単結合、置換基を有
していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基、又は当該
アルキレン基とエーテル結合(−O−)、エステル結合
(−COO−)及びカルボニル基(−CO−)から選ば
れる含酸素基を組み合わせた2価の基を示す。ここで、
炭素数1〜4のアルキレン基としては、メチレン基、エ
チレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチ
レン基等が挙げられる。当該アルキレン基の置換基とし
ては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、水
酸基、アルコキシ基等が挙げられる。また、前記アルキ
レン基と含酸素基を組み合わせた基としては、−CH2
CH2O−、−CH2CH2COO−、−CH(CH3)C
2COO−等が挙げられる。
In the general formula (1), A is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, or an alkylene group and an ether bond (-O-), an ester bond (-). A divalent group in which an oxygen-containing group selected from COO-) and a carbonyl group (-CO-) is combined is shown. here,
Examples of the alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include methylene group, ethylene group, propylene group, trimethylene group and tetramethylene group. Examples of the substituent of the alkylene group include a halogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group and the like. In addition, as a group in which the alkylene group and the oxygen-containing group are combined, —CH 2
CH 2 O -, - CH 2 CH 2 COO -, - CH (CH 3) C
H 2 COO-, and the like.

【0022】これらのうち、本発明では、単結合又は炭
素数1〜4のアルキレン基が好ましい。
Of these, a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is preferable in the present invention.

【0023】Bで示される脂環式炭化水素基は、単環式
でも多環式でもよく、具体的には炭素数5〜30のモノ
シクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を
有する基を挙げることができる。これらの脂環式炭化水
素基は置換基を有していてもよい。
The alicyclic hydrocarbon group represented by B may be monocyclic or polycyclic, and specific examples thereof include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 to 30 carbon atoms. You can These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.

【0024】単環式の脂環式構造としては、シクロペン
チル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロ
オクチル基、シクロデカニル基等が挙げられる。多環式
の脂環式構造としては、デカリン残基、ノルボルニル
基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル
基、アダマンチル基等が挙げられる。なかでも、ノルボ
ルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカ
ニル基、アダマンチル基等の多環式構造を有する化合物
は、炭素密度を高めることができ、従ってレジスト用ベ
ースポリマーのドライエッチング耐性を高める効果が高
く好ましい。
Examples of the monocyclic alicyclic structure include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group and a cyclodecanyl group. Examples of the polycyclic alicyclic structure include a decalin residue, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group and an adamantyl group. Among them, a compound having a polycyclic structure such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group can increase the carbon density and thus the dry etching resistance of the base polymer for resist. It is highly effective and preferable.

【0025】これらの脂環式炭化水素基の置換基として
は、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、置換されて
いてもよい炭素数1〜6のアルキル基、カルボキシル
基、アルコキシカルボニル基、アルケニル基、アシル基
等が挙げられる。ここで、アルコキシ基としては、炭素
数1〜4のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ
基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙
げることができる。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。炭
素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、
イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ
る。アルコキシカルボニル基としては、総炭素数2〜5
の直鎖又は分岐状アルコキシカルボニル基、例えばメト
キシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシ
カルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブト
キシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、t
ert−ブトキシカルボニル基等;ヘテロ原子を含有す
る環状のアルキルオキシカルボニル基、例えば3−オキ
ソシクロヘキシルオキシカルボニル基、テトラヒドロピ
ラニルオキシカルボニル基、テトラヒドロフラニルオキ
シカルボニル基等;炭素数5〜15の脂環式アルキルオ
キシカルボニル基、例えば2−メチル−2−アダマンチ
ルオキシカルボニル基、2−エチル−2−アダマンチル
オキシカルボニル基等を挙げることができる。アルケニ
ル基としては、炭素数2〜6のアルケニル基、例えばビ
ニル基、1−プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペ
ンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。アシル基と
しては、炭素数2〜5のアルカノイル基、例えばアセチ
ル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。
Examples of the substituent of these alicyclic hydrocarbon groups include a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkenyl group, Examples thereof include an acyl group. Here, examples of the alkoxy group include alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group. it can. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group,
Examples thereof include isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. The alkoxycarbonyl group has a total carbon number of 2 to 5
A linear or branched alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, sec-butoxycarbonyl group, t
ert-butoxycarbonyl group, etc .; Cyclic alkyloxycarbonyl group containing a hetero atom, for example, 3-oxocyclohexyloxycarbonyl group, tetrahydropyranyloxycarbonyl group, tetrahydrofuranyloxycarbonyl group, etc .; A formula alkyloxycarbonyl group, for example, a 2-methyl-2-adamantyloxycarbonyl group, a 2-ethyl-2-adamantyloxycarbonyl group and the like can be mentioned. Examples of the alkenyl group include alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms, such as vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group and hexenyl group. Examples of the acyl group include alkanoyl groups having 2 to 5 carbon atoms, such as acetyl group, propionyl group and butyryl group.

【0026】また、これらの置換基は、脂環式炭化水素
骨格の炭素と環構造を形成していてもよく、具体的に
は、環状エーテル、環状ケトン、ラクトン環構造等を形
成していてもよい。
Further, these substituents may form a ring structure with carbon of the alicyclic hydrocarbon skeleton, and specifically, form a cyclic ether, a cyclic ketone, a lactone ring structure or the like. Good.

【0027】置換アルキル基の置換基としては、水酸
基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、カル
ボキシル基、総炭素数2〜5の直鎖又は分岐状アルコキ
シカルボニル基、ヘテロ原子を含有する環状のアルキル
オキシカルボニル基、炭素数5〜15の脂環式アルキル
オキシカルボニル基等が挙げられる。
The substituent of the substituted alkyl group contains a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a carboxyl group, a linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, and a hetero atom. Examples thereof include a cyclic alkyloxycarbonyl group and an alicyclic alkyloxycarbonyl group having 5 to 15 carbon atoms.

【0028】脂環式炭化水素基に含まれる置換基(置換
アルキル基の置換基を含む)のなかでも、水酸基、カル
ボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基等の極
性基及びラクトン構造は、脂環式炭化水素構造の疎水性
を緩和し、現像性及び基板密着性を改善することができ
るため好ましい。
Among the substituents (including the substituents of the substituted alkyl group) contained in the alicyclic hydrocarbon group, polar groups such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group and a lactone structure are alicyclic. It is preferable because the hydrophobicity of the formula hydrocarbon structure can be relaxed, and the developability and substrate adhesion can be improved.

【0029】極性基を含有する脂環式炭化水素基の具体
的な例としては、ヒドロキシノルボルニル基、ヒドロキ
シトリシクロデカニル基、ヒドロキシメチルトリシクロ
デカニル基、ヒドロキシテトラシクロドデカニル基、ヒ
ドロキメチルテトラシクロドデカニル基、ヒドロキシア
ダマンチル基、ジヒドロキシアダマンチル基、トリヒド
ロキシアダマンチル基、カルボキシノルボルニル基、メ
トキシカルボニルノルボルニル基、エトキシカルボニル
ノルボルニル基等が挙げられる。
Specific examples of the alicyclic hydrocarbon group having a polar group include hydroxynorbornyl group, hydroxytricyclodecanyl group, hydroxymethyltricyclodecanyl group, hydroxytetracyclododecanyl group, Examples thereof include a hydroxymethyltetracyclododecanyl group, a hydroxyadamantyl group, a dihydroxyadamantyl group, a trihydroxyadamantyl group, a carboxynorbornyl group, a methoxycarbonylnorbornyl group and an ethoxycarbonylnorbornyl group.

【0030】また、ラクトン構造を有する脂環式炭化水
素基の具体的な例としては、以下のような構造を基本骨
格にもつもの等が挙げられる。
Further, specific examples of the alicyclic hydrocarbon group having a lactone structure include those having the following structure as a basic skeleton.

【0031】[0031]

【化4】 [Chemical 4]

【0032】また、脂環式炭化水素基に含まれる置換基
(置換アルキル基の置換基を含む)のうち、酸により保
護基が脱離してアルカリ溶解性基を生成する構造を有す
る置換基、例えばtert−ブトキシカルボニル基、3
−オキソシクロヘキシルオキシカルボニル基、テトラヒ
ドロピラニルオキシカルボニル基、テトラヒドロフラニ
ルオキシカルボニル基、2−メチル−2−アダマンチル
オキシカルボニル基、2−エチル−2−アダマンチルオ
キシカルボニル基等の酸分解性アルコキシカルボニル基
が好ましい。
Of the substituents contained in the alicyclic hydrocarbon group (including the substituents of the substituted alkyl group), a substituent having a structure in which the protecting group is eliminated by an acid to form an alkali-soluble group, For example, tert-butoxycarbonyl group, 3
An acid-decomposable alkoxycarbonyl group such as -oxocyclohexyloxycarbonyl group, tetrahydropyranyloxycarbonyl group, tetrahydrofuranyloxycarbonyl group, 2-methyl-2-adamantyloxycarbonyl group, 2-ethyl-2-adamantyloxycarbonyl group preferable.

【0033】(b)の構造単位を与える重合性化合物と
しては、代表的なものとしてビニルエーテル誘導体を挙
げることができる。(b)の構造単位を与えるビニルエ
ーテル誘導体の製造方法は特に限定されないが、代表的
な製造方法としては、水酸基を有する脂環式炭化水素化
合物に対し、水酸化カリウム、カリウムアルコラート、
水酸化ナトリウム、ナトリウムアルコラート等を触媒と
して用い、アセチレンを付加する公知の方法が挙げられ
る。アセチレン付加反応において、反応圧力は一般に常
圧〜10MPa、好ましくは常圧〜5MPa、反応温度
は一般に20〜250℃、好ましくは60〜200℃、
反応時間は一般に1〜12時間、好ましくは2〜6時間
であるが、これらに限定されるものではない。反応後、
蒸留等の方法により精製し、目的とするビニルエーテル
誘導体を得ることができる。
Typical examples of the polymerizable compound which gives the structural unit (b) include vinyl ether derivatives. The method for producing the vinyl ether derivative providing the structural unit (b) is not particularly limited, but typical production methods include potassium hydroxide, potassium alcoholate, and alicyclic hydrocarbon compound having a hydroxyl group.
A known method of adding acetylene using sodium hydroxide, sodium alcoholate or the like as a catalyst can be mentioned. In the acetylene addition reaction, the reaction pressure is generally normal pressure to 10 MPa, preferably normal pressure to 5 MPa, and the reaction temperature is generally 20 to 250 ° C, preferably 60 to 200 ° C.
The reaction time is generally 1 to 12 hours, preferably 2 to 6 hours, but is not limited thereto. After the reaction
The desired vinyl ether derivative can be obtained by purification by a method such as distillation.

【0034】本発明の共重合体は、さらに他の重合性化
合物(c)を共重合することにより、多元共重合体とす
ることもできる。共重合が可能な他の化合物としては、
例えば、直鎖もしくは分岐状アルキルビニルエーテル、
又はそのアルキル基の一部をアルコキシ基、水酸基、ヒ
ドロキシアルキル基、カルボキシル基、アルコキシカル
ボニル基等で置換した直鎖又は分岐状アルキルビニルエ
ーテル誘導体モノマー;ノルボルネン又はその一部をア
ルキル基、アルコキシ基、水酸基、ヒドロキシアルキル
基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基等で置換
したノルボルネン誘導体モノマー及び無水マレイン酸等
を挙げることができる。
The copolymer of the present invention can be made into a multi-component copolymer by further copolymerizing another polymerizable compound (c). Other compounds that can be copolymerized include:
For example, linear or branched alkyl vinyl ether,
Or a linear or branched alkyl vinyl ether derivative monomer in which a part of the alkyl group is substituted with an alkoxy group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group or the like; norbornene or a part thereof is an alkyl group, an alkoxy group or a hydroxyl group. , Norbornene derivative monomers substituted with a hydroxyalkyl group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, and maleic anhydride.

【0035】本発明の共重合体における(a)のモノマ
ー単位の含有量は、合計で50モル%〜95モル%、特
に70モル%〜90モル%が好ましい。また(b)の一
般式(1)で表される繰り返し単位の含有量は、5モル
%〜50モル%、特に10モル%〜30モル%が好まし
い。(b)の含有量が5モル%未満では、ドライエッチ
ング耐性の向上効果が十分でない場合があり、また、5
0モル%を超えると重合収率が悪くなることがある。ま
た他の重合性化合物の含有量は0モル%〜50モル%が
好ましい。
The total content of the monomer unit (a) in the copolymer of the present invention is preferably 50 mol% to 95 mol%, and particularly preferably 70 mol% to 90 mol%. The content of the repeating unit represented by the general formula (1) in (b) is preferably 5 mol% to 50 mol%, and particularly preferably 10 mol% to 30 mol%. If the content of (b) is less than 5 mol%, the effect of improving dry etching resistance may not be sufficient, and
If it exceeds 0 mol%, the polymerization yield may deteriorate. The content of the other polymerizable compound is preferably 0 mol% to 50 mol%.

【0036】本発明の共重合体の製造方法は特に限定さ
れないが、代表的な製造方法として(a)のモノマー単
位を与えるアクリル酸誘導体又はメタクリル酸誘導体、
(b)のビニルエーテル誘導体及び、(c)の他の重合
性化合物を常法により共重合することに製造することが
できる。(a)のモノマー単位を与えるアクリル酸誘導
体又はメタクリル酸誘導体及び、(b)のビニルエーテ
ル誘導体は、各々1種類の重合性化合物を用いてもよい
し、2種類以上の化合物を合わせて用いてもよいが、用
いる重合性化合物のうち何れか1種類以上が、酸により
保護基が脱離してアルカリ溶解性基を生成する構造単位
を含有していることが好ましい。また、(c)は必要に
応じて添加すればよい。
The method for producing the copolymer of the present invention is not particularly limited, but as a typical production method, an acrylic acid derivative or a methacrylic acid derivative giving the monomer unit (a),
It can be produced by copolymerizing the vinyl ether derivative of (b) and another polymerizable compound of (c) by a conventional method. Each of the acrylic acid derivative or methacrylic acid derivative which gives the monomer unit (a) and the vinyl ether derivative (b) may use one type of polymerizable compound, or may use two or more types of compounds in combination. It is good, but it is preferable that any one or more of the polymerizable compounds used contains a structural unit capable of generating an alkali-soluble group when the protecting group is eliminated by an acid. Further, (c) may be added as necessary.

【0037】共重合の方法としては、例えば、ラジカル
共重合により製造する場合、目的とする(a)、(b)
及び(c)のモノマーを無溶媒又は適当な溶媒に溶解
し、好ましくは窒素等の不活性ガス雰囲気下、ラジカル
重合開始剤を添加して攪拌することによって行うことが
できる。
As a method of copolymerization, for example, in the case of producing by radical copolymerization, the objective (a), (b)
It can be carried out by dissolving the monomers (c) and (c) in a solvent-free or suitable solvent, and preferably adding a radical polymerization initiator and stirring under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.

【0038】溶媒を使用する場合は、例えばベンゼン、
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、
シクロヘキサン等の飽和炭化水素類;ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、2
−ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム
等のハロゲン化炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル等
のエステル類;N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド等のヘテロ原子を含む極性有機溶媒等、
各種溶媒を使用することができ、モノマーの溶解性によ
り適宜選択すればよい。
When a solvent is used, for example, benzene,
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; hexane,
Saturated hydrocarbons such as cyclohexane; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol dimethyl ether; acetone, 2
-Ketones such as butanone; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; polar organic solvents containing heteroatoms such as N, N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide;
Various solvents can be used and may be appropriately selected depending on the solubility of the monomer.

【0039】ラジカル重合開始剤としては、例えば、
α,α’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−ア
ゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)等のアゾビス
系重合開始剤;ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物系
重合開始剤を使用することができる。
As the radical polymerization initiator, for example,
Azobis-type polymerization initiators such as α, α′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (methyl 2-methylpropionate); use of peroxide-type polymerization initiators such as benzoyl peroxide You can

【0040】反応温度は通常30〜150℃の範囲であ
り、50〜100℃の範囲が好ましく、反応時間は通常
1〜24時間である。
The reaction temperature is usually in the range of 30 to 150 ° C, preferably in the range of 50 to 100 ° C, and the reaction time is usually in the range of 1 to 24 hours.

【0041】また、本発明の共重合体の分子量は特に限
定されないが、レジスト用ベースポリマーとして使用す
る場合は、分子量が低すぎると強度が不足してレジスト
膜の形成が困難になり、また分子量が高すぎると通常の
スピンコート法等による均一な塗膜が困難になるため、
通常は重量平均分子量で1000〜300000の範囲
が好ましく、3000〜100000の範囲がさらに好
ましい。共重合体の分子量は、例えば反応温度、モノマ
ー濃度、重合開始剤濃度、連鎖移動剤の添加等、反応因
子を操作することによって、所望の値に調整することが
可能である。
The molecular weight of the copolymer of the present invention is not particularly limited, but when it is used as a base polymer for resist, if the molecular weight is too low, the strength becomes insufficient and the formation of a resist film becomes difficult. If it is too high, it will be difficult to obtain a uniform coating film by the usual spin coating method.
Usually, the weight average molecular weight is preferably in the range of 1,000 to 300,000, more preferably in the range of 3,000 to 100,000. The molecular weight of the copolymer can be adjusted to a desired value by manipulating reaction factors such as reaction temperature, monomer concentration, polymerization initiator concentration, and addition of chain transfer agent.

【0042】本発明の共重合体は優れたドライエッチン
グ耐性を有することから、レジスト用ベースポリマーと
して有用である。このレジスト用ベースポリマーに、露
光により酸を発生する光酸発生剤を配合することにより
好適なレジスト組成物を得ることができる。
Since the copolymer of the present invention has excellent dry etching resistance, it is useful as a base polymer for resists. A suitable resist composition can be obtained by adding a photo-acid generator that generates an acid upon exposure to the base polymer for a resist.

【0043】光酸発生剤の種類は特に限定されず、例え
ば、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホ
ネート、ビス(4−ターシャリブチルフェニル)ヨード
ニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−タ
ーシャリブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロ
アンチモネート、ビス(4−ターシャリブチルフェニ
ル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−
ターシャリブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオ
ロホスフェート、シクロヘキシル(メチル)(2−オキ
ソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンス
ルホネート、ジシクロヘキシル(2−オキソシクロヘキ
シル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、
トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート等の
オニウム塩;2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメ
チル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス
(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−
(フラン−2−イル)エテニル]−4,6−ビス(トリ
クロロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン化有機化
合物;ピロガロールトリストリフロオロメタンスルホネ
ート等のスルホン酸化合物;N−ヒドロキシスクシンイ
ミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタ
レンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネー
ト等の有機酸イミド化合物;ビススルホニルジアゾメタ
ン化合物;キノンジアジド化合物等の公知のものが挙げ
られる。これらの光酸発生剤の配合量は特に限定されな
いが、通常は共重合体100重量部に対し0.1〜30
重量部であり、1〜10重量部がより好ましい。
The kind of the photo-acid generator is not particularly limited, and examples thereof include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate. Nate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (4-
Tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, cyclohexyl (methyl) (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate,
Onium salts such as triphenylsulfonium camphorsulfonate; 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2 −
Halogenated organic compounds such as (furan-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine; Sulfonic acid compounds such as pyrogallol tris trifluoromethanesulfonate; N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate Known compounds such as organic acid imide compounds such as 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate; bissulfonyldiazomethane compounds; quinonediazide compounds and the like can be mentioned. The blending amount of these photo-acid generators is not particularly limited, but is usually 0.1 to 30 per 100 parts by weight of the copolymer.
Parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight.

【0044】本発明のレジスト組成物は、通常、溶剤に
溶解して使用される。溶剤の種類は特に限定されず、レ
ジスト用の溶剤として一般に知られているものを用いて
よい。例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルアミル
ケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケト
ン類;n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタ
ノール、イソブタノール、シクロヘキサノール等のアル
コール類;エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール等のグリコール類;エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の
グリコールエーテル類;ジオキサン、テトラヒドロフラ
ン等の環状エーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、
乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類等を挙げること
ができる。
The resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in a solvent. The type of solvent is not particularly limited, and a generally known solvent for resist may be used. For example, ketones such as acetone, 2-butanone, methylamyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone; alcohols such as n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, cyclohexanol; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, etc. Glycols; ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, and other glycol ethers; dioxane, tetrahydrofuran, and other cyclic ethers; methyl acetate, ethyl acetate, Propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate,
Examples thereof include esters such as methyl lactate and ethyl lactate.

【0045】また、本発明のレジスト組成物には、必要
に応じて界面活性剤、酸化防止剤、増感剤、熱安定剤、
アミン類等の添加物を併用することもできる。
In the resist composition of the present invention, if necessary, a surfactant, an antioxidant, a sensitizer, a heat stabilizer,
Additives such as amines can also be used in combination.

【0046】本発明の共重合体を用いたレジスト用ベー
スポリマーは、アクリル系レジスト材料の長所である透
明性、解像性等を損なうことなく、ドライエッチング耐
性を向上させることが可能である。
The base polymer for a resist using the copolymer of the present invention can improve the dry etching resistance without deteriorating the advantages of the acrylic resist material such as transparency and resolution.

【0047】ドライエッチング耐性の評価方法の一つと
して、モノマー構造とドライエッチング耐性の相関を表
す経験式[Ohnishiパラメーター=N/(Nc−
No):ここでN、Nc及びNoはそれぞれモノマーに
おける総原子数、炭素原子数及び酸素原子数を表し、こ
の値が小さい程ドライエッチング耐性が高いとされる]
(J.Electrochem.Soc.,130(1),143-6,(1983))による方
法が知られている。同方法において、例えば、一般式
(1)の構造単位において、R1〜R3が水素原子であ
り、Aが単結合であり、Bがアダマンチル基であるもの
の原料モノマーは、該パラメーター値が2.82と算出
される。一方、従来技術にあるように、同じくアダマン
チル基を有するアクリル酸エステル(アダマンチルアク
リレート)の該パラメーターは3.00と算出されるこ
とから、本発明の共重合体は優れたドライエッチング耐
性を有することが明らかである。
As one of the methods for evaluating the dry etching resistance, an empirical formula [Ohnishi parameter = N / (Nc-
No): Here, N, Nc, and No represent the total number of atoms, the number of carbon atoms, and the number of oxygen atoms in the monomer, respectively. The smaller these values are, the higher the dry etching resistance is.]
(J. Electrochem. Soc., 130 (1), 143-6, (1983)) is known. In the same method, for example, in the structural unit of the general formula (1), R 1 to R 3 are hydrogen atoms, A is a single bond, and B is an adamantyl group. It is calculated as 0.82. On the other hand, as in the prior art, the parameter of an acrylic acid ester (adamantyl acrylate) also having an adamantyl group is calculated to be 3.00, so that the copolymer of the present invention has excellent dry etching resistance. Is clear.

【0048】[0048]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに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 thereto.

【0049】参考例1 トリシクロデカンジメタノール
モノビニルエーテル(以下、TCDMVと記す。)の製
造 トリシクロデカンジメタノール300g(1.53mo
l)に水酸化カリウム26g(0.46mol)を添加
し、減圧下で加熱撹拌することにより系内の水分を留去
した。ここに1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
450gを添加して均一な溶液とし、アセチレンガスを
供給して内圧を0.04MPa(ゲージ圧)まで昇圧
し、105℃で4時間反応を行った。反応終了後、減圧
蒸留にて精製し、102〜104℃(4mmHg)の留
分として目的とするTCDMV100g(0.45mo
l)を得た。
Reference Example 1 Preparation of tricyclodecane dimethanol monovinyl ether (hereinafter referred to as TCDMV) 300 g of tricyclodecane dimethanol (1.53 mo)
26 g (0.46 mol) of potassium hydroxide was added to 1) and the mixture was heated and stirred under reduced pressure to distill off water in the system. 450 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone was added thereto to form a uniform solution, acetylene gas was supplied to increase the internal pressure to 0.04 MPa (gauge pressure), and the reaction was performed at 105 ° C. for 4 hours. It was After the completion of the reaction, the product was purified by vacuum distillation, and 100 g (0.45 mo
l) was obtained.

【0050】実施例1 下記式(I)で示される共重合
体(I)の製造
Example 1 Production of copolymer (I) represented by the following formula (I)

【0051】[0051]

【化5】 [Chemical 5]

【0052】tert−ブチルメタクリレート(以下、
TBMAと記す。)1.42g(10ミリモル)及びT
CDMV2.22g(10ミリモル)を3.31gの2
−ブタノンに溶解し、重合開始剤としてα,α’−アゾ
ビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと記す。)を
0.046g添加して窒素雰囲気下、80℃で3時間攪
拌した。その後、この反応液を多量のメタノール水混合
液中へ攪拌しながら滴下し、白色沈澱として目的の共重
合体1.63gを得た。得られた共重合体のGPC重量
平均分子量は26000であった。また、得られた共重
合体における各構造単位の含有比は、式(I)において
x=88、y=12であった。共重合体(I)の13C−
NMRスペクトルを図1に示す。同図において、エステ
ルカルボニル基の炭素原子に由来するピークが177p
pm付近に、ヒドロキシル基に隣接する炭素原子に由来
するピークが67ppm付近に観測された。
Tert-butyl methacrylate (hereinafter,
It is referred to as TBMA. ) 1.42 g (10 mmol) and T
2.22 g (10 mmol) of CDMV was added to 3.31 g of 2
-Dissolved in butanone, 0.046 g of α, α'-azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN) was added as a polymerization initiator, and the mixture was stirred at 80 ° C for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Then, this reaction solution was added dropwise to a large amount of a mixed solution of methanol and water with stirring to obtain 1.63 g of the desired copolymer as a white precipitate. The GPC weight average molecular weight of the obtained copolymer was 26,000. The content ratio of each structural unit in the obtained copolymer was x = 88 and y = 12 in the formula (I). 13 C-of copolymer (I)
The NMR spectrum is shown in FIG. In the figure, the peak derived from the carbon atom of the ester carbonyl group is 177p.
A peak derived from a carbon atom adjacent to a hydroxyl group was observed near 67 ppm near pm.

【0053】実施例2 下記式(II)で示される共重合
体(II)の製造
Example 2 Production of copolymer (II) represented by the following formula (II)

【0054】[0054]

【化6】 [Chemical 6]

【0055】2−メチル−2−アダマンチルメタクリレ
ート(以下、MAMAと記す。)1.17g(5ミリモ
ル)及びTCDMV2.22g(10ミリモル)を7.
0gの2−ブタノンに溶解し、重合開始剤として2,
2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)(以
下、MAIBと記す。)を0.12g添加して窒素雰囲
気下、80℃で5時間攪拌した。その後、この反応液を
多量のメタノール中へ攪拌しながら滴下し、白色沈澱と
して目的の共重合体1.16gを得た。得られた共重合
体のGPC重量平均分子量は5700であった。また、
得られた共重合体における各構造単位の含有比は、式
(II)においてx=74、y=26であった。共重合体
(II)の13C−NMRスペクトルを図2に示す。同図
において、エステルカルボニル基の炭素原子に由来する
ピークが176ppm付近に、ヒドロキシル基に隣接す
るメチレン炭素原子に由来するピークが67ppm付近
に観測された。
2-Methyl-2-adamantyl methacrylate (hereinafter referred to as MAMA) 1.17 g (5 mmol) and TCDMV 2.22 g (10 mmol) were added to 7.
It is dissolved in 0 g of 2-butanone and used as a polymerization initiator
0.12 g of 2'-azobis (methyl 2-methylpropionate) (hereinafter referred to as MAIB) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C for 5 hours under a nitrogen atmosphere. Then, this reaction liquid was dropped into a large amount of methanol while stirring to obtain 1.16 g of a target copolymer as a white precipitate. The GPC weight average molecular weight of the obtained copolymer was 5,700. Also,
The content ratio of each structural unit in the obtained copolymer was x = 74 and y = 26 in the formula (II). The 13 C-NMR spectrum of the copolymer (II) is shown in FIG. In the figure, the peak derived from the carbon atom of the ester carbonyl group was observed near 176 ppm, and the peak derived from the methylene carbon atom adjacent to the hydroxyl group was observed around 67 ppm.

【0056】実施例3 下記式(III)で示される共重
合体(III)の製造
Example 3 Production of copolymer (III) represented by the following formula (III)

【0057】[0057]

【化7】 [Chemical 7]

【0058】MAMA2.34(10ミリモル)、ノル
ボルナンラクトンメタクリレート(以下、NLMと記
す。)2.22g(10ミリモル)及びTCDMV4.
44g(20ミリモル)を18.0gの2−ブタノンに
溶解し、重合開始剤としてAIBNを0.26g添加し
て窒素雰囲気下、80℃で4時間攪拌した。その後、こ
の反応液を多量のメタノール中へ攪拌しながら滴下し、
白色沈澱として目的の共重合体4.30gを得た。得ら
れた共重合体のGPC重量平均分子量は10900であ
った。また、得られた共重合体における各構造単位の含
有比は、式(III)においてx=40、y=43、z=
17であった。共重合体(III)の13C−NMRスペク
トルを図3に示す。同図において、ラクトン及びエステ
ルのカルボニル炭素原子に由来するピークが175〜1
80ppm付近に、ヒドロキシル基の酸素原子に隣接す
る炭素原子に由来するピークが67ppm付近に観測さ
れた。
MAMA 2.34 (10 mmol), norbornane lactone methacrylate (hereinafter referred to as NLM) 2.22 g (10 mmol) and TCDMV4.3.
44 g (20 mmol) was dissolved in 18.0 g of 2-butanone, 0.26 g of AIBN was added as a polymerization initiator, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. Then, the reaction solution was dropped into a large amount of methanol while stirring,
4.30 g of the desired copolymer was obtained as a white precipitate. The GPC weight average molecular weight of the obtained copolymer was 10,900. In addition, the content ratio of each structural unit in the obtained copolymer is x = 40, y = 43, z = in the formula (III).
It was 17. The 13 C-NMR spectrum of the copolymer (III) is shown in FIG. In the figure, peaks derived from carbonyl carbon atoms of lactone and ester are 175-1
At around 80 ppm, a peak derived from a carbon atom adjacent to the oxygen atom of the hydroxyl group was observed at around 67 ppm.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の共重合体は、アクリル系レジス
ト材料の長所である透明性、解像性等を損なうことな
く、ドライエッチング耐性を向上させることが可能であ
り、ArFエキシマレーザー等の短波長を露光光源とす
るレジスト用ベースポリマーとして好適に使用すること
ができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The copolymer of the present invention can improve dry etching resistance without deteriorating the advantages of the acrylic resist material such as transparency and resolution. It can be suitably used as a base polymer for a resist having a short wavelength as an exposure light source.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた共重合体(I)の13C−N
MRスペクトルである。
FIG. 1 is 13 C—N of the copolymer (I) obtained in Example 1.
It is an MR spectrum.

【図2】実施例2で得られた共重合体(II)の13C−N
MRスペクトルである。
FIG. 2 is 13 C—N of the copolymer (II) obtained in Example 2.
It is an MR spectrum.

【図3】実施例3で得られた共重合体(III)の13C−
NMRスペクトルである。
FIG. 3 shows 13 C-of the copolymer (III) obtained in Example 3.
It is an NMR spectrum.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 英二 千葉県千葉市稲毛区稲毛東2−3−18− 606 (72)発明者 三輪 拓也 千葉県市原市五井2445 C−103 Fターム(参考) 2H025 AA01 AA09 AA14 AB16 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB06 CB14 CB41 FA10 FA17 4J100 AE09Q AG08Q AJ02P AL03P AL08P AM14P BA03P BA03Q BA04Q BA11P BA11Q BA72P BB00Q BB18P BC04P BC07P BC07Q BC08P BC08Q BC09P BC09Q BC53P BC53Q JA38   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Eiji Takahashi             2-3-18 Inage Higashi, Inage-ku, Chiba-shi, Chiba Prefecture             606 (72) Inventor Takuya Miwa             2445 Goi, Ichihara-shi, Chiba C-103 F term (reference) 2H025 AA01 AA09 AA14 AB16 AC08                       AD03 BE00 BE10 BG00 CB06                       CB14 CB41 FA10 FA17                 4J100 AE09Q AG08Q AJ02P AL03P                       AL08P AM14P BA03P BA03Q                       BA04Q BA11P BA11Q BA72P                       BB00Q BB18P BC04P BC07P                       BC07Q BC08P BC08Q BC09P                       BC09Q BC53P BC53Q JA38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)アクリル酸誘導体及びメタクリル
酸誘導体から選択されたモノマー単位と、(b)下記一
般式(1)で表される繰り返し単位を有する共重合体。 【化1】 (式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して水素原
子、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子又は置換基を
有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示し;A
は単結合、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のア
ルキレン基、又は当該アルキレン基とエーテル結合、エ
ステル結合及びカルボニル基から選ばれる含酸素基とを
組み合わせた2価の基を示し;Bは置換基を有していて
もよい炭素数5〜30の脂環式炭化水素基を示す。R2
又はR3の一部と、A又はBの一部が互いに結合して環
を形成していてもよい。)。
1. A copolymer having (a) a monomer unit selected from an acrylic acid derivative and a methacrylic acid derivative, and (b) a repeating unit represented by the following general formula (1). [Chemical 1] (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; A
Is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent group obtained by combining the alkylene group with an oxygen-containing group selected from an ether bond, an ester bond and a carbonyl group. Shown: B represents an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 30 carbon atoms which may have a substituent. R 2
Alternatively, a part of R 3 and a part of A or B may be bonded to each other to form a ring. ).
【請求項2】 一般式(1)のBで示される置換基を有
していてもよい脂環式炭化水素基が、置換又は非置換の
ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロ
ドデカニル基又はアダマンチル基である請求項1記載の
共重合体。
2. The alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent represented by B in the general formula (1) is a substituted or unsubstituted norbornyl group, tricyclodecanyl group or tetracyclododecanyl group. The copolymer according to claim 1, which is a group or an adamantyl group.
【請求項3】 一般式(1)のBで示される置換基を有
していてもよい脂環式炭化水素基が、極性基を置換基と
して有する脂環式炭化水素基である請求項1又は2記載
の共重合体。
3. The alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent represented by B in the general formula (1) is an alicyclic hydrocarbon group having a polar group as a substituent. Or the copolymer described in 2.
【請求項4】 一般式(1)のBで示される脂環式炭化
水素基が、ラクトン構造を有する脂環式炭化水素基であ
る請求項1又は2記載の共重合体。
4. The copolymer according to claim 1, wherein the alicyclic hydrocarbon group represented by B in the general formula (1) is an alicyclic hydrocarbon group having a lactone structure.
【請求項5】 一般式(1)のBで示される置換基を有
していてもよい脂環式炭化水素基が、酸により保護基が
脱離してアルカリ溶解性基を生成する構造を置換基とし
て有する脂環式炭化水素基である請求項1又は2記載の
共重合体。
5. An alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent represented by B of the general formula (1) replaces a structure in which a protecting group is eliminated by an acid to form an alkali-soluble group. The copolymer according to claim 1 or 2, which is an alicyclic hydrocarbon group having a group.
【請求項6】 アクリル酸誘導体又はメタクリル酸誘導
体が、酸により保護基が脱離してアルカリ溶解性基を生
成する構造を有するアクリレート類又はメタクリレート
類である請求項1〜5のいずれか1項記載の共重合体。
6. The acrylic acid derivative or the methacrylic acid derivative is an acrylate or a methacrylate having a structure in which a protecting group is eliminated by an acid to generate an alkali-soluble group. Copolymer of.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項記載の共重
合体を含有するレジスト用ベースポリマー。
7. A base polymer for a resist, containing the copolymer according to claim 1.
【請求項8】 請求項7記載のレジスト用ベースポリマ
ー及び露光により酸を発生する光酸発生剤を含有するこ
とを特徴とするレジスト組成物。
8. A resist composition comprising the resist base polymer according to claim 7 and a photoacid generator capable of generating an acid upon exposure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009197184A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Daicel Chem Ind Ltd Photoresist polymer compound for liquid immersion and composition
CN103772341A (en) * 2012-10-17 2014-05-07 锦湖石油化学株式会社 Novel acryl monomer, polymer and resist composition comprising same

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