JP2000119588A - (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist - Google Patents

(meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist

Info

Publication number
JP2000119588A
JP2000119588A JP29356398A JP29356398A JP2000119588A JP 2000119588 A JP2000119588 A JP 2000119588A JP 29356398 A JP29356398 A JP 29356398A JP 29356398 A JP29356398 A JP 29356398A JP 2000119588 A JP2000119588 A JP 2000119588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single bond
group
acid
polymer
meth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29356398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Nakano
達也 中野
Misao Mori
三佐雄 森
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.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP29356398A priority Critical patent/JP2000119588A/en
Publication of JP2000119588A publication Critical patent/JP2000119588A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composition, quickly dissolving into a developing liquid by an irradiation of a light, capable of forming a fine pattern stably and in a high precision, and excellent in resolution by containing a polymer having a specific structural unit and a photo acid generating agent. SOLUTION: This acid-responding polymer contains a polymer having a structural unit of the formula (R is H or methyl; X, Y are each a single bond or O, and at least one of X, Y is the single bond) and a photoacid generating agent (e.g.; a diazonium salt, an iodonium salt, etc., and diphenyliodohexafluorophosphate, etc.). The polymer is used in forming a resist pattern for a fine processing, etc., of a semiconductor.

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、半導体の微細加工
等のレジストパターン形成時に用いるフォトレジスト用
樹脂組成物、及びこのフォトレジスト用樹脂組成物を製
造する上で有用な酸感応性重合体、(メタ)アクリル酸
エステル誘導体及びε−カプロラクトン誘導体に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoresist resin composition for use in forming a resist pattern such as microfabrication of a semiconductor, and an acid-sensitive polymer useful for producing the photoresist resin composition. The present invention relates to (meth) acrylate derivatives and ε-caprolactone derivatives.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の微細パターンの形成に
は、薄膜を形成した基板上をレジストで被覆し、選択露
光により所望のパターンの潜像を形成した後、現像によ
りレジストパターンを形成し、このパターンをマスクと
してドライエッチングを行い、その後にレジストを除去
することにより所望のパターンを得るリソグラフィ技術
が利用されている。このリソグラフィ技術においては、
露光源として、g線、i線などの紫外線が使用されてい
るが、パターンの微細化に伴い、より短波長の遠紫外
線、真空紫外線、エキシマレーザー光線、電子線、X線
などの放射線が利用されるようになっている。
2. Description of the Related Art To form a fine pattern of a semiconductor integrated circuit, a substrate on which a thin film is formed is covered with a resist, a latent image of a desired pattern is formed by selective exposure, and a resist pattern is formed by development. A lithography technique for performing a dry etching using this pattern as a mask and thereafter removing a resist to obtain a desired pattern is used. In this lithography technology,
Ultraviolet rays such as g-rays and i-rays are used as the exposure source, but with the miniaturization of patterns, radiations such as far ultraviolet rays with shorter wavelengths, vacuum ultraviolet rays, excimer laser beams, electron beams, and X-rays are used. It has become so.

【0003】上記のような短波長の露光源(ArFエキ
シマレーザーなど)を用いて微細なパターンを形成する
には、用いるレジストが露光源の波長において透明性に
優れているとともに、基板に対する密着性に優れ、ドラ
イエッチング耐性を有し、且つ現像時における現像液溶
解性に優れていることが要求される。
In order to form a fine pattern using an exposure source having a short wavelength (such as an ArF excimer laser) as described above, the resist used is excellent in transparency at the wavelength of the exposure source, and has good adhesion to a substrate. , Dry etching resistance, and excellent developer solubility during development.

【0004】特開平9−73173号公報には、短波長
の露光源に適したフォトレジストとして、アダマンタン
などの脂環式炭化水素基で保護され且つ酸により脱離し
てアルカリ可溶性とならしめる構造単位を含む重合体と
酸発生剤とを含むレジスト材料が提案されている。この
レジスト材料は、芳香環を含まないため上記ArFエキ
シマレーザー光等に対して透明であり、ドライエッチン
グ耐性にも優れる。しかし、このレジスト材料は、現像
時において、光照射により発生した酸による保護部の脱
離性が十分でなく、現像液に速やかに溶解しない場合が
ある。そのため、解像性(感光性、感度)の点で未だ十
分とは言えない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-73173 discloses a photoresist suitable for a short-wavelength exposure source, a structural unit which is protected with an alicyclic hydrocarbon group such as adamantane and which is eliminated by an acid to become alkali-soluble. There has been proposed a resist material containing a polymer containing and a acid generator. Since this resist material does not contain an aromatic ring, it is transparent to the above-mentioned ArF excimer laser light and the like, and has excellent dry etching resistance. However, during development, the resist material does not have sufficient releasability of the protective part due to the acid generated by light irradiation, and may not be rapidly dissolved in the developer. Therefore, it cannot be said that the resolution (photosensitivity, sensitivity) is sufficient.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、光照射により生成する酸の作用により速やかに現像
液に溶解し、微細なパターンを安定且つ高い精度で形成
できるフォトレジスト用樹脂組成物、並びに該フォトレ
ジスト用樹脂組成物を得る上で有用な酸感応性重合体と
その原料化合物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a photoresist resin composition which can be rapidly dissolved in a developer by the action of an acid generated by light irradiation and can form a fine pattern stably and with high precision. And an acid-sensitive polymer useful for obtaining the resin composition for a photoresist and a raw material compound thereof.

【0006】本発明の他の目的は、基板に対する密着性
に優れたレジスト被膜を形成できるフォトレジスト用樹
脂組成物、並びに該フォトレジスト用樹脂組成物を得る
上で有用な酸感応性重合体とその原料化合物を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a photoresist resin composition capable of forming a resist film having excellent adhesion to a substrate, and an acid-sensitive polymer useful for obtaining the photoresist resin composition. It is to provide the starting compound.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため鋭意検討した結果、特定の環式基を有す
る構造単位を含む重合体をフォトレジスト用樹脂として
用いると、光照射により光酸発生剤から生成する酸によ
って重合体から前記環式基の部位が速やかに脱離し、該
重合体及び脱離成分が現像液に容易に溶解して除去でき
ること、そのため解像性及び現像効率を大きく向上でき
ることを見出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, when a polymer containing a structural unit having a specific cyclic group is used as a resin for a photoresist, light irradiation The acid generated from the photoacid generator allows the cyclic group site to be rapidly eliminated from the polymer, and the polymer and the eliminated component can be easily dissolved and removed in a developing solution. The inventors have found that the efficiency can be greatly improved, and completed the present invention.

【0008】すなわち、本発明は、下記式(1)That is, the present invention provides the following formula (1)

【化5】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X及びY
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X及びYの少なくとも一方は単結合である)で表さ
れる構造単位を有する重合体と光酸発生剤とを含むフォ
トレジスト用樹脂組成物を提供する。
Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X and Y
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, at least one of X and Y is a single bond) and a resin composition for a photoresist containing a polymer having a structural unit represented by formula (I) and a photoacid generator.

【0009】本発明は、また、下記式(1a)The present invention also provides the following formula (1a)

【化6】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X1及びY1
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X1が単結合の場合にはY1は酸素原子であり、X1
が酸素原子の場合にはY1は単結合である)で表される
構造単位を有する酸感応性重合体を提供する。
Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X 1 and Y 1
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom and X 1
When Y is an oxygen atom, Y 1 is a single bond).

【0010】本発明は、さらに、下記式(2a)The present invention further provides the following formula (2a):

【化7】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X1及びY1
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X1が単結合の場合にはY1は酸素原子であり、X1
が酸素原子の場合にはY1は単結合である)で表される
(メタ)アクリル酸エステル誘導体を提供する。
Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X 1 and Y 1
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom and X 1
(Wherein is an oxygen atom, Y 1 is a single bond).

【0011】本発明は、さらにまた、下記式(3a)The present invention further provides the following formula (3a):

【化8】 (式中、X1及びY1は、同一又は異なって、単結合又は
酸素原子を示す。但し、X1が単結合の場合にはY1は酸
素原子であり、X1が酸素原子の場合にはY1は単結合で
ある)で表されるε−カプロラクトン誘導体を提供す
る。
Embedded image (Wherein X 1 and Y 1 are the same or different and represent a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom, and when X 1 is an oxygen atom, to provide ε- caprolactone derivative represented by Y 1 is a single bond).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】前記式(1)中、Rは水素原子又
はメチル基を示し、X及びYは単結合又は酸素原子を示
す。但し、X及びYの少なくとも一方は単結合である。
すなわち、式(1)中、環状部分の構造は、下記式
(4)、(5)及び(6)の3種の何れかである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the above formula (1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and X and Y each represent a single bond or an oxygen atom. However, at least one of X and Y is a single bond.
That is, in the formula (1), the structure of the cyclic portion is any one of the following three formulas (4), (5) and (6).

【0013】[0013]

【化9】 前記式(1a)で表される構造単位は、式(1)で表され
る構造単位のうち、環状部分が上記(5)又は(6)の
構造である構造単位に該当する。
Embedded image The structural unit represented by the formula (1a) corresponds to the structural unit represented by the formula (1) whose cyclic portion has the structure of the above (5) or (6).

【0014】前記式(1)で表される構造単位を有する
重合体は、前記構造単位を1種のみ有していてもよく、
2種以上有していてもよい。前記式(1)で表される構
造単位を有する重合体は、下記式(2)
The polymer having the structural unit represented by the formula (1) may have only one type of the structural unit,
You may have two or more types. The polymer having the structural unit represented by the formula (1) is represented by the following formula (2)

【化10】 (式中、R、X、Yは前記に同じ)で表される(メタ)
アクリル酸エステル誘導体の単独重合又は共重合性単量
体との共重合により得ることができる。
Embedded image (Wherein, R, X, and Y are the same as described above) (meta)
It can be obtained by homopolymerization of an acrylate derivative or copolymerization with a copolymerizable monomer.

【0015】前記式(2)で表される(メタ)アクリル
酸エステル誘導体のうち、X及びYがともに単結合であ
る誘導体は、例えば下記式によって得ることができる。
なお、式中、Rは前記と同じ意義を有する。
Among the (meth) acrylate derivatives represented by the formula (2), a derivative in which X and Y are both a single bond can be obtained, for example, by the following formula.
In the formula, R has the same meaning as described above.

【0016】[0016]

【化11】 すなわち、イソホロン(7)に過酸化水素を反応させて
イソホロンオキシド(8)とし(エポキシ化)、次いで
このイソホロンオキシド(8)を水素化して3−ヒドロ
キシ−3,5,5−トリメチルシクロヘキサノン(3b)
に誘導し、この化合物(3b)と(メタ)アクリル酸
(9)又はその誘導体とを反応させることにより(エス
テル化)、対応する(メタ)アクリル酸エステル誘導体
(2b)を製造できる。
Embedded image That is, isophorone (7) is reacted with hydrogen peroxide to give isophorone oxide (8) (epoxidation), and then this isophorone oxide (8) is hydrogenated to give 3-hydroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone (3b). )
Then, the compound (3b) is reacted with (meth) acrylic acid (9) or a derivative thereof (esterification) to produce a corresponding (meth) acrylate derivative (2b).

【0017】上記エポキシ化反応は、通常、メタノー
ル、水などの溶媒中、水酸化ナトリウムなどのアルカリ
の存在下、過剰の過酸化水素を用いて行われる。反応温
度は、例えば0〜50℃程度である。なお、過酸化水素
に代えて、m−クロロ過安息香酸(MCPBA)、過安
息香酸、過酢酸、トリフルオロ過酢酸などの過酸を用い
ることもできる。反応終了後、反応生成物は、抽出、濃
縮、蒸留などの慣用の分離精製手段により精製できる。
The above epoxidation reaction is usually carried out in a solvent such as methanol or water, in the presence of an alkali such as sodium hydroxide, using an excess of hydrogen peroxide. The reaction temperature is, for example, about 0 to 50 ° C. Note that, instead of hydrogen peroxide, a peracid such as m-chloroperbenzoic acid (MCPBA), perbenzoic acid, peracetic acid, and trifluoroperacetic acid can also be used. After completion of the reaction, the reaction product can be purified by conventional separation and purification means such as extraction, concentration, and distillation.

【0018】上記水素化反応は、例えば、パラジウム触
媒などの慣用の水素化触媒の存在下、例えば温度0〜5
0℃程度、常圧又は加圧の条件下で行うことができる。
水素化反応生成物は、濾過、晶析、再結晶などの慣用の
分離精製手段により精製できる。
The above-mentioned hydrogenation reaction is carried out, for example, at a temperature of 0 to 5 in the presence of a conventional hydrogenation catalyst such as a palladium catalyst.
The reaction can be carried out at about 0 ° C. under normal pressure or under pressure.
The hydrogenation reaction product can be purified by conventional separation and purification means such as filtration, crystallization, and recrystallization.

【0019】上記エステル化の方法としては、(i)化
合物(3b)と(メタ)アクリル酸(9)とを、塩酸、硫
酸、p−トルエンスルホン酸、強酸性陽イオン交換樹脂
などの酸触媒の存在下で反応させる方法、(ii)化合物
(3b)と(メタ)アクリル酸ハライドとを、トリエチル
アミンなどの塩基の存在下で反応させる方法、(iii)
化合物(3b)と(メタ)アクリル酸エステルとを、エス
テル交換触媒の存在下でエステル交換する方法などが挙
げられる。前記(i)及び(ii)の方法において、反応
は通常のエステル化条件下で行うことができる。また、
前記(iii)の方法において、エステル交換反応は、ナ
トリウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド、チ
タン酸エステルなどの慣用のエステル交換触媒を用いて
行ってもよいが、(メタ)アクリル酸エステルとして
(メタ)アクリル酸ビニル、(メタ)アクリル酸イソプ
ロペニルなどの(メタ)アクリル酸C2-4アルケニルエ
ステルなどを用いるとともに、エステル交換触媒として
周期表3族元素化合物を用いることにより高い収率で化
合物(2b)を得ることができる。
In the esterification method, (i) compound (3b) and (meth) acrylic acid (9) are reacted with an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, and a strongly acidic cation exchange resin. (Ii) a method of reacting compound (3b) with a (meth) acrylic halide in the presence of a base such as triethylamine, and (iii)
A method in which the compound (3b) is transesterified with the (meth) acrylic ester in the presence of a transesterification catalyst may be mentioned. In the methods (i) and (ii), the reaction can be carried out under ordinary esterification conditions. Also,
In the above method (iii), the transesterification reaction may be carried out using a conventional transesterification catalyst such as sodium alkoxide, aluminum alkoxide, titanate, or the like. By using vinyl, C 2-4 alkenyl (meth) acrylate such as isopropenyl (meth) acrylate, and using a Group 3 element compound of the periodic table as a transesterification catalyst, compound (2b) can be obtained in high yield. Obtainable.

【0020】上記周期表3族元素化合物を用いるエステ
ル交換反応において、好ましい周期表3族元素にはサマ
リウムなどの希土類元素が含まれる。周期表3族元素化
合物として、例えば、金属単体、ハロゲン化物(例え
ば、塩化物、臭化物、ヨウ化物など)、酸化物、水酸化
物、無機酸塩(例えば、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、炭
酸塩など)、有機酸塩(例えば、酢酸塩、トリフルオロ
酢酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩など)、アル
コキシド、錯体(例えば、アセチルアセトン、シクロペ
ンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニルなど
を配位子とする錯体など)などが例示できる。このエス
テル交換触媒の使用量は、化合物(3b)に対して、例え
ば0.1〜100モル%、好ましくは0.5〜30モル
%程度である。また、(メタ)アクリル酸エステルの使
用量は、化合物(3b)1モルに対して、例えば0.5〜
5モル程度である。エステル交換反応は、溶媒(例え
ば、炭化水素類、ケトン類、エーテル類、非プロトン性
極性溶媒など)の存在下又は非存在下、0〜150℃、
好ましくは25〜120℃程度の温度で行うことができ
る。なお、この反応は、シクロヘキサノンオキシム、ア
セトフェノンオキシムなどのオキシムの存在下で行って
もよい。オキシムの使用量は、化合物(3b)に対して、
例えば0.1〜100モル%程度である。反応生成物は
慣用の分離精製手段により精製できる。
In the transesterification reaction using the compound of the Group 3 element in the Periodic Table, preferred Group 3 elements of the Periodic Table include rare earth elements such as samarium. Examples of the group 3 element compounds of the periodic table include simple metals, halides (eg, chloride, bromide, iodide, etc.), oxides, hydroxides, and inorganic acid salts (eg, nitrate, sulfate, phosphate, Coordination of carbonates, etc., organic acid salts (eg, acetate, trifluoroacetate, trifluoromethanesulfonate, etc.), alkoxides, complexes (eg, acetylacetone, cyclopentadienyl, pentamethylcyclopentadienyl, etc.) And the like as a child). The amount of the transesterification catalyst to be used is, for example, about 0.1 to 100 mol%, preferably about 0.5 to 30 mol%, relative to compound (3b). The amount of the (meth) acrylic acid ester to be used is, for example, from 0.5 to 1 mol of the compound (3b).
It is about 5 mol. The transesterification is carried out in the presence or absence of a solvent (e.g., hydrocarbons, ketones, ethers, aprotic polar solvent and the like) at 0 to 150C,
Preferably, it can be performed at a temperature of about 25 to 120 ° C. This reaction may be performed in the presence of an oxime such as cyclohexanone oxime and acetophenone oxime. The amount of oxime used is based on the amount of compound (3b)
For example, it is about 0.1 to 100 mol%. The reaction product can be purified by conventional separation and purification means.

【0021】前記式(2)で表される(メタ)アクリル
酸エステル誘導体のうち、前記式(2a)で表される化合
物は、例えば下記式によって得ることができる。なお、
式中、Rは前記と同じ意義を有する。
Among the (meth) acrylate derivatives represented by the formula (2), the compound represented by the formula (2a) can be obtained, for example, by the following formula. In addition,
In the formula, R has the same meaning as described above.

【0022】[0022]

【化12】 すなわち、前記方法により得られる化合物(3b)に、過
酸、過酸化水素、アルキルヒドロペルオキシドなどの過
酸化物を反応させて、対応するε−カプロラクトン誘導
体(3a)とし、次いでこのε−カプロラクトン誘導体
(3a)を(メタ)アクリル酸(9)又はその誘導体と反
応させることにより(エステル化)、対応する(メタ)
アクリル酸エステル誘導体(2a)を得ることができる。
こうして得られるε−カプロラクトン誘導体(3a)及び
(メタ)アクリル酸エステル誘導体(2a)は新規な化合
物である。
Embedded image That is, the compound (3b) obtained by the above method is reacted with a peroxide such as a peracid, hydrogen peroxide, or alkyl hydroperoxide to give a corresponding ε-caprolactone derivative (3a), and then the ε-caprolactone derivative By reacting (3a) with (meth) acrylic acid (9) or a derivative thereof (esterification), the corresponding (meth)
The acrylate derivative (2a) can be obtained.
The ε-caprolactone derivative (3a) and the (meth) acrylate derivative (2a) thus obtained are novel compounds.

【0023】前記過酸としては、例えば、m−クロロ過
安息香酸(MCPBA)、過安息香酸、過酢酸、トリフ
ルオロ過酢酸などが挙げられる。化合物(3b)と過酸な
どの過酸化物との反応は、通常、塩化メチレンなどの溶
媒中、必要に応じて炭酸水素ナトリウムなどの塩基の存
在下、−40〜50℃程度の温度で行われる。過酸など
の過酸化物の使用量は、化合物(3b)1モルに対して、
例えば1〜3モル程度である。この反応により、2つの
位置異性体、すなわち、式(3a)においてX1が単結合
でありY1が酸素原子である化合物(β−ヒドロキシ−
β,δ,δ−トリメチル−ε−カプロラクトン)と、X
1が酸素原子でありY1が単結合である化合物(δ−ヒド
ロキシ−β,β,δ−トリメチル−ε−カプロラクト
ン)とが生成する。反応条件によっても異なるが、前者
の化合物が優先して生成する場合が多い。反応生成物
は、濾過、液性調整、抽出、蒸留、カラムクロマトグラ
フィーなどの慣用の分離精製手段により精製できる。
Examples of the peracid include m-chloroperbenzoic acid (MCPBA), perbenzoic acid, peracetic acid, and trifluoroperacetic acid. The reaction of the compound (3b) with a peroxide such as a peracid is usually carried out in a solvent such as methylene chloride, if necessary, in the presence of a base such as sodium hydrogen carbonate at a temperature of about -40 to 50 ° C. Will be The amount of the peroxide such as a peracid is used per 1 mole of the compound (3b).
For example, it is about 1 to 3 mol. By this reaction, two regioisomers, that is, a compound (β-hydroxy-) of formula (3a) wherein X 1 is a single bond and Y 1 is an oxygen atom
β, δ, δ-trimethyl-ε-caprolactone) and X
A compound in which 1 is an oxygen atom and Y 1 is a single bond (δ-hydroxy-β, β, δ-trimethyl-ε-caprolactone) is produced. Although it depends on the reaction conditions, the former compound is often produced preferentially. The reaction product can be purified by conventional separation and purification means such as filtration, liquid property adjustment, extraction, distillation, and column chromatography.

【0024】化合物(3a)と(メタ)アクリル酸(9)
又はその誘導体との反応は、前述した化合物(3b)と
(メタ)アクリル酸(9)又はその誘導体との反応に準
じて行うことができる。反応には、化合物(3a)とし
て、前記2つの位置異性体のうち一方のみを用いてもよ
いが、2つの位置異性体の混合物を使用することもでき
る。反応生成物は慣用の分離精製手段により精製でき
る。
Compound (3a) and (meth) acrylic acid (9)
Alternatively, the reaction with the derivative thereof can be carried out according to the reaction between the compound (3b) and the (meth) acrylic acid (9) or a derivative thereof. In the reaction, only one of the two regioisomers may be used as the compound (3a), or a mixture of the two regioisomers may be used. The reaction product can be purified by conventional separation and purification means.

【0025】前記式(2)で表される(メタ)アクリル
酸エステル誘導体の共重合体を製造する際に用いる共重
合性単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸[(メ
タ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸な
ど]、前記不飽和カルボン酸のエステル[不飽和カルボ
ン酸と、置換基を有していてもよい脂肪族、脂環式若し
くは芳香族アルコール、フェノール類、ヒドロキシラク
トン類(β−ヒドロキシ−β−メチル−δ−バレロラク
トンなど)とのエステルなど]、(メタ)アクリロニト
リル、スチレン系単量体などが例示できる。
The copolymerizable monomer used for producing the copolymer of the (meth) acrylate derivative represented by the formula (2) includes, for example, an unsaturated carboxylic acid [(meth) acrylic acid]. , Fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, etc.], esters of the unsaturated carboxylic acids [unsaturated carboxylic acids and aliphatic, alicyclic or aromatic alcohols which may have a substituent, phenols, hydroxy Esters with lactones (such as β-hydroxy-β-methyl-δ-valerolactone)], (meth) acrylonitrile, and styrene monomers.

【0026】好ましい共重合性単量体には、下記式(1
0)
Preferred copolymerizable monomers include the following formula (1)
0)

【化13】 [式中、Raは水素原子又はメチル基を示し、Rbは、下
記式(11)又は(12)
Embedded image [Wherein, R a represents a hydrogen atom or a methyl group, and R b represents the following formula (11) or (12)

【化14】 (式中、R1、R2、R3は、それぞれ、水素原子、又は
脂肪族若しくは脂環式炭化水素基を示し、環Aは置換基
を有していてもよい脂環式炭化水素環を示し、nは0又
は1を示す)で表される基を示し、Zは単結合又は連結
基を示す]で表される(メタ)アクリル酸エステル誘導
体、及びこれに対応するフマル酸、マレイン酸又はイタ
コン酸のエステルが含まれる。このような(メタ)アク
リル酸エステル誘導体等をコモノマーとする重合体をフ
ォトレジスト用樹脂として用いると、環Aの疎水性のた
めエッチング耐性が大幅に向上し、プラズマ暴露時にお
けるシリコンウエハ保護性を著しく高めることができ
る。
Embedded image (Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 each represent a hydrogen atom or an aliphatic or alicyclic hydrocarbon group, and ring A is an alicyclic hydrocarbon ring which may have a substituent. And n represents 0 or 1), Z represents a single bond or a linking group], and a (meth) acrylate derivative represented by the formula: Esters of acids or itaconic acids are included. When a polymer containing such a (meth) acrylic acid ester derivative or the like as a comonomer is used as a photoresist resin, the etching resistance is greatly improved due to the hydrophobicity of the ring A, and the silicon wafer protection during plasma exposure is improved. Can be significantly increased.

【0027】前記R1、R2、R3における脂肪族炭化水
素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブ
チル、ペンチル、イソペンチル、1−メチルブチル、1
−エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1−メチ
ルペンチル、1−エチルブチル、1−メチルヘキシル、
1−エチルペンチル、1−プロピルブチル、オクチル、
イソオクチル、1−エチルヘキシル、ノニル、デシル基
などの炭素数1〜10程度、好ましくは1〜6程度(特
に、1〜4程度)のアルキル基などが挙げられる。前記
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル、
シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロオクチル、シクロデシル基などのシクロアルキル基
(好ましくは、3〜10員程度のシクロアルキル基)な
どが挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group for R 1 , R 2 and R 3 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, isopentyl and 1-methylbutyl. , 1
-Ethylpropyl, hexyl, isohexyl, 1-methylpentyl, 1-ethylbutyl, 1-methylhexyl,
1-ethylpentyl, 1-propylbutyl, octyl,
Examples thereof include an alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms, preferably about 1 to 6 (particularly about 1 to 4), such as isooctyl, 1-ethylhexyl, nonyl, and decyl groups. Examples of the alicyclic hydrocarbon group, for example, cyclopropyl,
And cycloalkyl groups such as cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, and cyclodecyl groups (preferably, a cycloalkyl group having about 3 to 10 members).

【0028】前記R1は、好ましくは、水素原子又は炭
素数1〜4程度のアルキル基であり、特に、水素原子又
はメチル基である場合が多い。なお、R2、R3が、隣接
する炭素原子との結合部位にメチン炭素原子を有する炭
化水素基(例えば、1−C1- 2アルキル−C2-4アルキル
基など)である場合には、酸による分解、脱離性が大き
く向上し、現像時に露光部の重合体が現像液に速やかに
且つ確実に溶解するという利点を有する。
R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having about 1 to 4 carbon atoms, and in particular, is often a hydrogen atom or a methyl group. Note that when R 2, R 3 is a hydrocarbon group having a methine carbon atom at the bonding site with the adjacent carbon atoms (e.g., 1-C 1-2 alkyl -C 2-4 alkyl groups) In addition, the polymer has the advantage that the decomposition and elimination properties by acid are greatly improved, and the polymer in the exposed area is rapidly and reliably dissolved in the developing solution during development.

【0029】環Aには、種々の脂環式炭化水素環、例え
ば、単環式炭化水素環、多環式炭化水素環(例えば、ス
ピロ炭化水素環、環集合炭化水素環、橋かけ環式炭化水
素環など)が含まれる。単環式炭化水素環としては、例
えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタ
ン、シクロオクタン環などの4〜10員シクロアルカン
環などが挙げられる。スピロ炭化水素環としては、スピ
ロ[4.4]ノナン、スピロ[4.5]デカン、スピロ
[5.6]ウンデカン環などの炭素数8〜16程度のス
ピロ炭化水素環などが挙げられる。環集合炭化水素環に
は、例えば、ビシクロヘキサン、ビパーヒドロナフタレ
ン環などの5〜12員シクロアルカン環が複数個結合し
た環集合炭化水素環などが含まれる。
The ring A includes various alicyclic hydrocarbon rings, for example, a monocyclic hydrocarbon ring, a polycyclic hydrocarbon ring (for example, a spiro hydrocarbon ring, a ring assembly hydrocarbon ring, a bridged cyclic ring). Hydrocarbon rings). Examples of the monocyclic hydrocarbon ring include 4- to 10-membered cycloalkane rings such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane rings. Examples of the spiro hydrocarbon ring include spiro hydrocarbon rings having about 8 to 16 carbon atoms, such as spiro [4.4] nonane, spiro [4.5] decane, and spiro [5.6] undecane ring. The ring-assembled hydrocarbon ring includes, for example, a ring-assembled hydrocarbon ring in which a plurality of 5- to 12-membered cycloalkane rings such as a bicyclohexane and a biperhydronaphthalene ring are bonded.

【0030】橋かけ環式炭化水素環(非芳香族性縮合環
式炭化水素環を含む)としては、例えば、パーヒドロイ
ンデン、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒド
ロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒド
ロフェナレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフ
ルオレン環などの5〜8員シクロアルカン環が複数個
(例えば、2〜5個程度)縮合した非芳香族性縮合環式
炭化水素環;ノルピナン、ピナン、ノルボルナン、ボル
ナン環などの2環系橋かけ環式炭化水素環;アダマンタ
ン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシ
クロ[4.3.1.12,5]ウンデカンなどの3環系橋
かけ環式炭化水素環;テトラシクロ[4.4.0.1
2,5.17,10]ドデカンなどの4環系橋かけ環式炭化水
素環;ジエン類(例えば、ブタジエン、シクロペンタジ
エン、シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエンなど)
の二量体の水素添加物などが例示できる。好ましい環A
には、ノルボルナン、ボルナン、アダマンタン環などの
橋かけ環式炭化水素環が含まれる。式(11)において、
環Aの表示された炭素原子は橋頭位炭素原子である場合
が多い。式(11)において、環Aの表示されている炭素
原子は橋頭位炭素原子である場合が多い。
Examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring (including a non-aromatic condensed cyclic hydrocarbon ring) include perhydroindene, perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydro A non-aromatic condensed cyclic hydrocarbon ring obtained by condensing a plurality of (for example, about 2 to 5) 5- to 8-membered cycloalkane rings such as phenalene, perhydroacenaphthene, and perhydrofluorene rings; norpinane, pinane, Bicyclic bridged cyclic hydrocarbon rings such as norbornane and bornane rings; adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane, etc. Tricyclic bridged cyclic hydrocarbon ring; tetracyclo [4.4.0.1
2,5 . [ 7,10 ] Dodecane and other four-ring bridged cyclic hydrocarbon rings; dienes (eg, butadiene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cycloheptadiene, etc.)
And the like. Preferred ring A
Include bridged cyclic hydrocarbon rings such as norbornane, bornane, and adamantane rings. In equation (11),
The indicated carbon atom in ring A is often a bridgehead carbon atom. In the formula (11), the indicated carbon atom of the ring A is often a bridgehead carbon atom.

【0031】環Aは置換基を有していてもよい。このよ
うな置換基として、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、
ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、メルカプト基、
置換オキシ基(例えば、アルコキシ基、アリールオキシ
基、アシルオキシ基など)、置換チオ基、カルボキシル
基、置換オキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモ
イル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ
基、アルキル基(例えば、C1-4アルキル基など)、ア
ルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロ
アルケニル基、アリール基(例えば、フェニル、ナフチ
ル基など)、アラルキル基、複素環基などが挙げられ
る。なお、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、メル
カプト基、カルボキシル基、アミノ基、カルボキシル基
などは、慣用の保護基により保護されていてもよい。
Ring A may have a substituent. As such a substituent, for example, a halogen atom, an oxo group,
Hydroxyl group, hydroxymethyl group, mercapto group,
A substituted oxy group (eg, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyloxy group, etc.), a substituted thio group, a carboxyl group, a substituted oxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted carbamoyl group, a cyano group, a nitro group, a substituted or unsubstituted amino group, Examples include an alkyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group (eg, a phenyl, naphthyl group, etc.), an aralkyl group, and a heterocyclic group. . In addition, a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, a mercapto group, a carboxyl group, an amino group, a carboxyl group, and the like may be protected by a conventional protecting group.

【0032】前記Zにおける連結基としては、直鎖状又
は分岐鎖状のアルキレン基(例えば、C1-4アルキレン
基など)、エーテル結合、エステル結合、アミド結合及
びこれらの組み合わせなどが例示できる。
Examples of the linking group in Z include a linear or branched alkylene group (eg, a C 1-4 alkylene group), an ether bond, an ester bond, an amide bond, and combinations thereof.

【0033】式(10)で表される(メタ)アクリル酸エ
ステル誘導体の代表的な例として、例えばアダマンタン
環を有する化合物には、1−(メタ)アクリロイルオキ
シアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシメチ
ルアダマンタン、1−[2−(メタ)アクリロイルエチ
ルオキシカルボニル]アダマンタン、1−[1−(メ
タ)アクリロイルオキシエチル]アダマンタン、1−
[1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチ
ル]アダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−
2−メチルアダマンタンなどが含まれる。
As typical examples of the (meth) acrylate derivative represented by the formula (10), for example, compounds having an adamantane ring include 1- (meth) acryloyloxyadamantane, 1- (meth) acryloyloxy Methyl adamantane, 1- [2- (meth) acryloylethyloxycarbonyl] adamantane, 1- [1- (meth) acryloyloxyethyl] adamantane, 1-
[1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl] adamantane, 2- (meth) acryloyloxy-
2-methyladamantane and the like are included.

【0034】前記式(1)で表される構造単位を有する
重合体において、式(1)で表される構造単位の割合
は、例えば、10〜100重量%(例えば、10〜90
重量%)、好ましくは20〜80重量%、さらに好まし
くは30〜70重量%程度である。
In the polymer having the structural unit represented by the formula (1), the ratio of the structural unit represented by the formula (1) is, for example, 10 to 100% by weight (for example, 10 to 90% by weight).
%), Preferably about 20 to 80% by weight, and more preferably about 30 to 70% by weight.

【0035】式(2)で表される(メタ)アクリル酸エ
ステル誘導体の単独重合又は共重合は慣用の重合法によ
り行うことができる。式(2)で表される(メタ)アク
リル酸エステル誘導体及び前記共重合性単量体は、それ
ぞれ1種又は2種以上用いることができる。
The homopolymerization or copolymerization of the (meth) acrylate derivative represented by the formula (2) can be carried out by a conventional polymerization method. The (meth) acrylate derivative represented by the formula (2) and the copolymerizable monomer can be used alone or in combination of two or more.

【0036】こうして得られる式(1)で表される構造
単位を有する重合体は、前記構造単位の環状部位が光酸
発生剤から生成する酸の作用により極めて容易に脱離
し、重合体をアルカリ現像液に対して可溶化できるだけ
でなく、脱離した環状部位も現像液に溶解しやすいとい
う特性を有する。特に、式(1a)で表される構造単位を
有する酸感応性重合体では、脱離部分の現像液に対する
溶解性が非常に高い。そのため、露光部の樹脂を容易に
且つ速やかに除去できる。また、前記環状部位にカルボ
ニル基又はエステル基を有するので基板に対する密着性
も高い。したがって、上記式(1)で表される構造単位
を有する重合体は、解像性(感光性、感度)及び基板密
着性に優れたフォトレジスト用樹脂として有用である。
In the thus obtained polymer having the structural unit represented by the formula (1), the cyclic portion of the structural unit is very easily eliminated by the action of an acid generated from the photoacid generator, and the polymer is converted to an alkali. Not only can it be solubilized in the developing solution, but it also has the property that the detached annular site is easily dissolved in the developing solution. In particular, in the case of an acid-sensitive polymer having a structural unit represented by the formula (1a), the solubility of the eliminated portion in a developer is very high. Therefore, the resin in the exposed portion can be easily and quickly removed. Further, since the cyclic portion has a carbonyl group or an ester group, the adhesion to the substrate is high. Therefore, the polymer having the structural unit represented by the above formula (1) is useful as a photoresist resin having excellent resolution (photosensitivity, sensitivity) and substrate adhesion.

【0037】本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、
前記式(1)で表される構造単位を有する重合体と光酸
発生剤とを含む点に特徴を有する。
The photoresist resin composition of the present invention comprises:
It is characterized by including a polymer having a structural unit represented by the formula (1) and a photoacid generator.

【0038】光酸発生剤としては、露光により効率よく
酸を生成する慣用の化合物、例えば、ジアゾニウム塩、
ヨードニウム塩(例えば、ジフェニルヨードヘキサフル
オロホスフェートなど)、スルホニウム塩(例えば、ト
リフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェ
ート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネートな
ど)、スルホン酸エステル[例えば、1−フェニル−1
−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベン
ゾイルメタン、1,2,3−トリスルホニルオキシメチ
ルベンゼン、1,3−ジニトロ−2−(4−フェニルス
ルホニルオキシメチル)ベンゼン、1−フェニル−1−
(4−メチルフェニルスルホニルオキシメチル)−1−
ヒドロキシ−1−ベンゾイルメタンなど]、オキサチア
ゾール誘導体、s−トリアジン誘導体、ジスルホン誘導
体(ジフェニルジスルホンなど)、イミド化合物、オキ
シムスルホネート、ジアゾナフトキノン、ベンゾイント
シレートなどが挙げられる。これらの光酸発生剤は単独
で又は2種以上組み合わせて使用できる。
As the photoacid generator, a conventional compound which efficiently generates an acid upon exposure, for example, a diazonium salt,
Iodonium salts (eg, diphenyliodohexafluorophosphate), sulfonium salts (eg, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium methanesulfonate, etc.), sulfonic acid esters [eg, 1-phenyl -1
-(4-methylphenyl) sulfonyloxy-1-benzoylmethane, 1,2,3-trisulfonyloxymethylbenzene, 1,3-dinitro-2- (4-phenylsulfonyloxymethyl) benzene, 1-phenyl-1 −
(4-methylphenylsulfonyloxymethyl) -1-
Hydroxy-1-benzoylmethane], oxathiazole derivatives, s-triazine derivatives, disulfone derivatives (such as diphenyldisulfone), imide compounds, oxime sulfonates, diazonaphthoquinone, benzoin tosylate and the like. These photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.

【0039】光酸発生剤の使用量は、光照射により生成
する酸の強度や前記重合体における式(1)で表される
構造単位の含有量などに応じて適宜選択でき、例えば、
前記重合体100重量部に対して0.1〜30重量部、
好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは2〜20
重量部程度の範囲から選択できる。
The amount of the photoacid generator used can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the content of the structural unit represented by the formula (1) in the polymer, and the like.
0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer,
Preferably 1 to 25 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts by weight
It can be selected from a range of about parts by weight.

【0040】フォトレジスト用樹脂組成物は、アルカリ
可溶性樹脂(例えば、ノボラック樹脂、フェノール樹
脂、イミド樹脂、カルボキシル基含有樹脂など)などの
アルカリ可溶成分、着色剤(例えば、染料など)、有機
溶媒(例えば、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ア
ルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、セロ
ソルブ類、カルビトール類、グリコールエーテルエステ
ル類、これらの混合溶媒など)などを含んでいてもよ
い。
The resin composition for a photoresist includes an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (eg, a novolak resin, a phenol resin, an imide resin, and a carboxyl group-containing resin), a coloring agent (eg, a dye), and an organic solvent. (For example, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, esters, ketones, ethers, cellosolves, carbitols, glycol ether esters, mixed solvents thereof, and the like). .

【0041】本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、
前記重合体と光酸発生剤、及び必要に応じて前記有機溶
媒等を混合し、必要に応じて夾雑物をフィルターなどの
慣用の固体分離手段により除去することにより調製でき
る。
The photoresist resin composition of the present invention comprises:
The polymer can be prepared by mixing the polymer, the photoacid generator, and the organic solvent as necessary, and removing impurities by a conventional solid separation means such as a filter as necessary.

【0042】このフォトレジスト用樹脂組成物を基材又
は基板上に塗布し、乾燥した後、所定のマスクを介し
て、塗膜(レジスト膜)に光線を露光して(又は、さら
に露光後ベークを行い)潜像パターンを形成し、次いで
現像することにより、微細なパターンを高い精度で形成
できる。
After coating the photoresist resin composition on a substrate or substrate and drying, the coating film (resist film) is exposed to a light beam through a predetermined mask (or further baked after exposure). The fine pattern can be formed with high precision by forming a latent image pattern and then developing.

【0043】基材又は基板としては、シリコンウエハ、
金属、プラスチック、ガラス、セラミックなどが挙げら
れる。フォトレジスト用樹脂組成物の塗布は、スピンコ
ータ、ディップコータ、ローラコータなどの慣用の塗布
手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば
0.1〜20μm、好ましくは0.3〜2μm程度であ
る。
As the substrate or substrate, a silicon wafer,
Examples include metal, plastic, glass, and ceramic. The application of the resin composition for a photoresist can be performed using a conventional application means such as a spin coater, a dip coater, and a roller coater. The thickness of the coating film is, for example, about 0.1 to 20 μm, and preferably about 0.3 to 2 μm.

【0044】露光には、種々の波長の光線、例えば、紫
外線、X線などが利用でき、半導体レジスト用では、通
常、g線、i線、エキシマレーザー(例えば、XeC
l、KrF、KrCl、ArF、ArClなど)などが
使用される。露光エネルギーは、例えば1〜1000m
J/cm2、好ましくは10〜500mJ/cm2程度で
ある。
Light of various wavelengths, such as ultraviolet rays and X-rays, can be used for exposure. For semiconductor resists, g-rays, i-rays, excimer lasers (eg, XeC
1, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc.) are used. Exposure energy is, for example, 1 to 1000 m
J / cm 2 , preferably about 10 to 500 mJ / cm 2 .

【0045】光照射により光酸発生剤から酸が生成し、
この酸により前記重合体の式(1)の構造単位のうち環
状部分が速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキ
シル基が生成する。そのため、水又はアルカリ現像液に
よる現像により、所定のパターンを精度よく形成でき
る。
An acid is generated from the photoacid generator by light irradiation,
Due to this acid, the cyclic portion of the structural unit of the formula (1) of the polymer is rapidly eliminated, and a carboxyl group contributing to solubilization is generated. Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developing solution.

【0046】本発明の樹脂組成物は、種々の用途、例え
ば、回路形成材料(半導体製造用レジスト、プリント配
線板など)、画像形成材料(印刷版材、レリーフ像な
ど)などに利用できる。
The resin composition of the present invention can be used in various applications, for example, circuit forming materials (resist for semiconductor production, printed wiring boards, etc.), image forming materials (printing plate materials, relief images, etc.).

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明のフォトレジスト用樹脂組成物に
よれば、特定の構造単位を有する重合体を含んでいるた
め、光照射により光酸発生剤から生成する酸によって速
やかに且つ確実に現像液に対して可溶化される。そのた
め、現像効率を向上できるとともに、解像性に優れ、微
細なパターンを安定且つ高い精度で形成できる。また、
レジスト被膜の基板に対する密着性を向上させることも
できる。
According to the photoresist resin composition of the present invention, since it contains a polymer having a specific structural unit, it can be rapidly and reliably developed by an acid generated from a photoacid generator by light irradiation. Solubilized in liquid. Therefore, the developing efficiency can be improved, the resolution is excellent, and a fine pattern can be formed stably and with high accuracy. Also,
The adhesion of the resist film to the substrate can be improved.

【0048】本発明の酸感応性重合体、(メタ)アクリ
ル酸エステル誘導体及びε−カプロラクトン誘導体は、
前記フォトレジスト用樹脂組成物を得る上で有用であ
る。
The acid-sensitive polymer, (meth) acrylate derivative and ε-caprolactone derivative of the present invention are:
It is useful for obtaining the photoresist resin composition.

【0049】[0049]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定
されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0050】実施例1 イソホロン552g(4.0モル)とメタノール4lと
の混合液に、30重量%過酸化水素水溶液1.15l
(12.0モル)を加えた後、6N水酸化ナトリウム水
溶液330ml(2.0モル)を、内温を15〜20℃
に調整しながら1時間15分かけて滴下した。20〜2
5℃の温度で3時間攪拌した後、反応混合液を5lの水
に注ぎ、4lのジエチルエーテルで2回抽出した。得ら
れた有機層を2回水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥した
後、濃縮し(25℃/100mmHg)、蒸留すること
により(66〜69℃/6mmHg)、イソホロンオキ
シドを452g得た(収率73%)。
Example 1 A mixture of 552 g (4.0 mol) of isophorone and 4 l of methanol was mixed with 1.15 l of a 30% by weight aqueous hydrogen peroxide solution.
(12.0 mol), 330 ml (2.0 mol) of a 6N sodium hydroxide aqueous solution was added to the mixture at an internal temperature of 15 to 20 ° C.
The solution was added dropwise over 1 hour and 15 minutes while adjusting the temperature. 20-2
After stirring at a temperature of 5 ° C. for 3 hours, the reaction mixture was poured into 5 l of water and extracted twice with 4 l of diethyl ether. The obtained organic layer was washed twice with water, dried over magnesium sulfate, concentrated (25 ° C./100 mmHg), and distilled (66-69 ° C./6 mmHg) to obtain 452 g of isophorone oxide (yield 73). %).

【0051】イソホロンオキシド450g(2.9モ
ル)、5重量%Pd/C292g、及びテトラヒドロフ
ラン5.8lの混合液に、水素を0.7〜1l/分の流
量で約11時間バブリングさせた。触媒を濾去し、濃縮
した後、ヘキサン1.2lを加え、30分間加熱攪拌し
た。5℃まで冷却し、1時間後、析出した固体を濾過す
ることにより、3−ヒドロキシ−3,5,5−トリメチ
ルシクロヘキサノンを189g得た(収率42%)。
Hydrogen was bubbled through a mixture of 450 g (2.9 mol) of isophorone oxide, 292 g of 5 wt% Pd / C and 5.8 l of tetrahydrofuran at a flow rate of 0.7 to 1 l / min for about 11 hours. After removing the catalyst by filtration and concentrating, 1.2 l of hexane was added, and the mixture was heated and stirred for 30 minutes. The mixture was cooled to 5 ° C., and after 1 hour, the precipitated solid was filtered to obtain 189 g of 3-hydroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone (yield: 42%).

【0052】3−ヒドロキシ−3,5,5−トリメチル
シクロヘキサノン15.6g(100ミリモル)と塩化
メチレン300mlとの混合液に、0℃で、炭酸水素ナ
トリウム16.8g(200ミリモル)及びm−クロロ
過安息香酸(MCPBA)(純度70%)49.2g
(200ミリモル)を加え、室温で24時間攪拌した。
反応混合液にKFを23.2g(400ミリモル)加
え、さらに塩化メチレンを300ml加えた。2時間攪
拌した後、固体を濾去し、5重量%重曹水及び水で順次
洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮した。濃縮残
渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し(溶出
溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=1/2)、β−ヒドロキ
シ−β,δ,δ−トリメチル−ε−カプロラクトンとδ
−ヒドロキシ−β,β,δ−トリメチル−ε−カプロラ
クトンとの混合物(前者:後者=約98:2)を9.7
g得た(ガスクロ純度90%、トータル収率56%)。
A mixture of 15.6 g (100 mmol) of 3-hydroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone and 300 ml of methylene chloride was added at 0 ° C. with 16.8 g (200 mmol) of sodium hydrogen carbonate and m-chloroform. 49.2 g of perbenzoic acid (MCPBA) (purity 70%)
(200 mmol) and stirred at room temperature for 24 hours.
23.2 g (400 mmol) of KF was added to the reaction mixture, and 300 ml of methylene chloride was further added. After stirring for 2 hours, the solid was filtered off, washed successively with 5% by weight aqueous sodium bicarbonate and water, dried over magnesium sulfate and concentrated. The concentrated residue was subjected to silica gel column chromatography (elution solvent: hexane / ethyl acetate = 1/2), and β-hydroxy-β, δ, δ-trimethyl-ε-caprolactone and δ
A mixture with -hydroxy-β, β, δ-trimethyl-ε-caprolactone (former: latter = approximately 98: 2) was prepared at 9.7.
g (gas chromatography purity 90%, total yield 56%).

【0053】IR(cm-1):3420,2980,1
700,1320,1220,1050 MS m/e:1561 NMR(CDCl3)δ:090,1.18,1.3
5,1.70,2.35,2.80,3.91。
IR (cm -1 ): 3420, 2980, 1
700, 1320, 1220, 1050 MS m / e: 156 1 NMR (CDCl 3 ) δ: 090, 1.18, 1.3
5, 1.70, 2.35, 2.80, 3.91.

【0054】実施例2 3−ヒドロキシ−3,5,5−トリメチルシクロヘキサ
ノン10ミリモル、ヨウ化サマリウム(SmI2)1ミ
リモル、アクリル酸イソプロペニル11ミリモル、及び
ジオキサン20mlの混合溶液を50℃で6時間攪拌し
た。反応混合液を濃縮し、濃縮残渣をシリカゲルカラム
クロマトグラフィー付し、3−アクリロイルオキシ−
3,5,5−トリメチルシクロヘキサノンを得た(収率
85%)。
Example 2 A mixed solution of 10 mmol of 3-hydroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone, 1 mmol of samarium iodide (SmI 2 ), 11 mmol of isopropenyl acrylate, and 20 ml of dioxane was heated at 50 ° C. for 6 hours. Stirred. The reaction mixture was concentrated, and the concentrated residue was subjected to silica gel column chromatography to give 3-acryloyloxy-
3,5,5-Trimethylcyclohexanone was obtained (85% yield).

【0055】MS m/e:2081 NMR(CDCl3)δ:1.65,1.70,2.2
2,2.37,2.70,2.85,5.78,6.0
0,6.30 3−アクリロイルオキシ−3,5,5−トリメチルシク
ロヘキサノン50重量%と1−(1−アクリロイルオキ
シ−1−メチルエチル)アダマンタン50重量%の単量
体混合物100重量部を、重合開始剤(ベンゾイルパー
オキシド)5重量部を用いてトルエン中で重合させた。
反応混合液にメタノールを添加してポリマーを沈殿させ
た。沈殿物をトルエンに溶解させてメタノールで沈殿さ
せるという操作を繰り返して精製し、重量平均分子量約
1万(GPCによるポリスチレン換算分子量)の共重合
体を得た。
MS m / e: 208 1 NMR (CDCl 3 ) δ: 1.65, 1.70, 2.2
2, 2.37, 2.70, 2.85, 5.78, 6.0
0,6.30 100 parts by weight of a monomer mixture of 50% by weight of 3-acryloyloxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone and 50% by weight of 1- (1-acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane are polymerized. Polymerization was carried out in toluene using 5 parts by weight of an initiator (benzoyl peroxide).
Methanol was added to the reaction mixture to precipitate the polymer. Purification was repeated by repeating the operation of dissolving the precipitate in toluene and precipitating with methanol to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 10,000 (polystyrene-equivalent molecular weight by GPC).

【0056】実施例3 1−(1−アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)ア
ダマンタンに代えて、2−アクリロイルオキシ−2−メ
チルアダマンタンを用いた以外は実施例2と同様の操作
を行い、重量平均分子量約1万(GPCによるポリスチ
レン換算分子量)の共重合体を得た。
Example 3 The same operation as in Example 2 was carried out except that 2-acryloyloxy-2-methyladamantane was used instead of 1- (1-acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, and the weight average was calculated. A copolymer having a molecular weight of about 10,000 (molecular weight in terms of polystyrene by GPC) was obtained.

【0057】実施例4 3−ヒドロキシ−3,5,5−トリメチルシクロヘキサ
ノンに代えて、β−ヒドロキシ−β,δ,δ−トリメチ
ル−ε−カプロラクトンとδ−ヒドロキシ−β,β,δ
−トリメチル−ε−カプロラクトンとの混合物(前者:
後者=約98:2)を用いた以外は実施例2と同様の操
作を行い、β−アクリロイルオキシ−β,δ,δ−トリ
メチル−ε−カプロラクトンとδ−アクリロイルオキシ
−β,β,δ−トリメチル−ε−カプロラクトンとの混
合物(前者:後者=約98:2)を得た(トータル収率
82%)。
Example 4 Instead of 3-hydroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanone, β-hydroxy-β, δ, δ-trimethyl-ε-caprolactone and δ-hydroxy-β, β, δ
Mixture with trimethyl-ε-caprolactone (the former:
The same operation as in Example 2 was carried out except that the latter was used (approximately 98: 2), and β-acryloyloxy-β, δ, δ-trimethyl-ε-caprolactone and δ-acryloyloxy-β, β, δ- A mixture with trimethyl-ε-caprolactone (former: latter = about 98: 2) was obtained (total yield 82%).

【0058】MS m/e:2141 NMR(CDCl3)δ:0.97,1.10,1.5
5,1.64,2.62,2.97,3.21,3.8
3,4.17,5.81,6.02,6.37 上記β−アクリロイルオキシ−β,δ,δ−トリメチル
−ε−カプロラクトンとδ−アクリロイルオキシ−β,
β,δ−トリメチル−ε−カプロラクトンとの混合物
(前者:後者=約98:2)50重量%と1−(1−ア
クリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン5
0重量%の単量体混合物100重量部と、重合開始剤
(ベンゾイルパーオキシド)5重量部を用いてトルエン
中で重合させた。反応混合液にメタノールを添加してポ
リマーを沈殿させた。沈殿物をトルエンに溶解させてメ
タノールで沈殿させるという操作を繰り返して精製し、
重量平均分子量約1万(GPCによるポリスチレン換算
分子量)の共重合体を得た。
MS m / e: 214 1 NMR (CDCl 3 ) δ: 0.97, 1.10, 1.5
5, 1.64, 2.62, 2.97, 3.21, 3.8
3,4.17,5.81,6.02,6.37 The above β-acryloyloxy-β, δ, δ-trimethyl-ε-caprolactone and δ-acryloyloxy-β,
50% by weight of a mixture with β, δ-trimethyl-ε-caprolactone (the former: about 98: 2) and 1- (1-acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane 5
The polymerization was carried out in toluene using 100 parts by weight of a 0% by weight monomer mixture and 5 parts by weight of a polymerization initiator (benzoyl peroxide). Methanol was added to the reaction mixture to precipitate the polymer. Purification by repeating the operation of dissolving the precipitate in toluene and precipitating with methanol,
A copolymer having a weight average molecular weight of about 10,000 (molecular weight in terms of polystyrene by GPC) was obtained.

【0059】実施例5 1−(1−アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)ア
ダマンタンに代えて、2−アクリロイルオキシ−2−メ
チルアダマンタンを用いた以外は実施例2と同様の操作
を行い、重量平均分子量約1万(GPCによるポリスチ
レン換算分子量)の共重合体を得た。
Example 5 The same operation as in Example 2 was performed except that 2-acryloyloxy-2-methyladamantane was used instead of 1- (1-acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, and the weight average was calculated. A copolymer having a molecular weight of about 10,000 (molecular weight in terms of polystyrene by GPC) was obtained.

【0060】実施例6 実施例2〜5で得られた共重合体について、次のように
フォトレジスト用樹脂組成物を調製した。すなわち、共
重合体100重量部と、トリフェニルスルホニウムヘキ
サフルオロアンチモネート15重量部と、溶媒であるト
ルエンとを混合し、フォトレジスト用樹脂組成物を調製
した。
Example 6 A resin composition for a photoresist was prepared from the copolymers obtained in Examples 2 to 5 as follows. That is, 100 parts by weight of the copolymer, 15 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, and toluene as a solvent were mixed to prepare a resin composition for a photoresist.

【0061】このフォトレジスト用樹脂組成物をシリコ
ンウエハーにスピンコーティング法により塗布し、厚み
1.0μmの感光層を形成した。ホットプレート上で6
0℃の温度で10秒間プリベークした後、KrFエキシ
マステッパを用い、照射量100mJ/cm2で露光し
た後、100℃の温度で60秒間ベークした。次いで、
アルカリ水溶液(東京応化(株)製、NMD−3)を用
いて60秒間現像し、純水でリンスしたところ、何れの
フォトレジスト用樹脂組成物を用いた場合にも、所望の
パターンが精度よく得られた。
The photoresist resin composition was applied to a silicon wafer by spin coating to form a photosensitive layer having a thickness of 1.0 μm. 6 on hot plate
After pre-baking at a temperature of 0 ° C. for 10 seconds, exposure was performed at a dose of 100 mJ / cm 2 using a KrF excimer stepper, followed by baking at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds. Then
When developed with an alkaline aqueous solution (NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) for 60 seconds and rinsed with pure water, a desired pattern can be formed accurately with any photoresist resin composition. Obtained.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(1) 【化1】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X及びY
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X及びYの少なくとも一方は単結合である)で表さ
れる構造単位を有する重合体と光酸発生剤とを含むフォ
トレジスト用樹脂組成物。
[Claim 1] The following formula (1) (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X and Y
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, at least one of X and Y is a single bond), and a resin composition for a photoresist containing a polymer having a structural unit represented by the formula (I) and a photoacid generator.
【請求項2】 下記式(1a) 【化2】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X1及びY1
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X1が単結合の場合にはY1は酸素原子であり、X1
が酸素原子の場合にはY1は単結合である)で表される
構造単位を有する酸感応性重合体。
2. The following formula (1a): (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X 1 and Y 1
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom and X 1
When Y is an oxygen atom, Y 1 is a single bond).
【請求項3】 下記式(2a) 【化3】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X1及びY1
は、同一又は異なって、単結合又は酸素原子を示す。但
し、X1が単結合の場合にはY1は酸素原子であり、X1
が酸素原子の場合にはY1は単結合である)で表される
(メタ)アクリル酸エステル誘導体。
3. The following formula (2a): (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group; X 1 and Y 1
Represents the same or different and represents a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom and X 1
(Wherein is an oxygen atom, Y 1 is a single bond).
【請求項4】 下記式(3a) 【化4】 (式中、X1及びY1は、同一又は異なって、単結合又は
酸素原子を示す。但し、X1が単結合の場合にはY1は酸
素原子であり、X1が酸素原子の場合にはY1は単結合で
ある)で表されるε−カプロラクトン誘導体。
4. The following formula (3a): (Wherein X 1 and Y 1 are the same or different and represent a single bond or an oxygen atom. However, when X 1 is a single bond, Y 1 is an oxygen atom, and when X 1 is an oxygen atom, ε- caprolactone derivative represented by Y 1 is a single bond) in the.
JP29356398A 1998-10-15 1998-10-15 (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist Pending JP2000119588A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29356398A JP2000119588A (en) 1998-10-15 1998-10-15 (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29356398A JP2000119588A (en) 1998-10-15 1998-10-15 (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000119588A true JP2000119588A (en) 2000-04-25

Family

ID=17796376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29356398A Pending JP2000119588A (en) 1998-10-15 1998-10-15 (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000119588A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035045A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Fujifilm Corporation Positive-working photosensitive composition, method for pattern formation using the composition, and resin for use in the composition
JP2009186503A (en) * 2008-02-01 2009-08-20 Fujifilm Corp Positive photosensitive composition, pattern forming method using the positive photosensitive composition, and compound used for the positive photosensitive composition
JP2014071387A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Jsr Corp Photoresist composition, method for forming resist pattern, polymer, compound and production method of compound
WO2018012472A1 (en) * 2016-07-12 2018-01-18 Jsr株式会社 Radiation sensitive resin composition and resist pattern forming method
CN111116542A (en) * 2019-12-30 2020-05-08 浙江工业大学 Synthetic method of benzoxas compound

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035045A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Fujifilm Corporation Positive-working photosensitive composition, method for pattern formation using the composition, and resin for use in the composition
JP2009086646A (en) * 2007-09-14 2009-04-23 Fujifilm Corp Positive-working photosensitive composition, method for pattern formation using composition, and resin for use in composition
US8043791B2 (en) 2007-09-14 2011-10-25 Fujifilm Corporation Positive photosensitive composition, pattern forming method using the composition and resin for use in the composition
KR101400823B1 (en) 2007-09-14 2014-05-29 후지필름 가부시키가이샤 Positive-working photosensitive composition, method for pattern formation using the composition, and resin for use in the composition
JP2009186503A (en) * 2008-02-01 2009-08-20 Fujifilm Corp Positive photosensitive composition, pattern forming method using the positive photosensitive composition, and compound used for the positive photosensitive composition
JP2014071387A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Jsr Corp Photoresist composition, method for forming resist pattern, polymer, compound and production method of compound
WO2018012472A1 (en) * 2016-07-12 2018-01-18 Jsr株式会社 Radiation sensitive resin composition and resist pattern forming method
KR20190028694A (en) * 2016-07-12 2019-03-19 제이에스알 가부시끼가이샤 Sensitive radiation-sensitive resin composition and method for forming a resist pattern
JPWO2018012472A1 (en) * 2016-07-12 2019-05-16 Jsr株式会社 Radiation sensitive resin composition and method for forming resist pattern
KR102437123B1 (en) * 2016-07-12 2022-08-26 제이에스알 가부시끼가이샤 Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method
CN111116542A (en) * 2019-12-30 2020-05-08 浙江工业大学 Synthetic method of benzoxas compound
CN111116542B (en) * 2019-12-30 2020-12-25 浙江工业大学 Synthetic method of benzoxas compound

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI444390B (en) Sulfonium salt-containing polymer, resist composition, patterning process, and sulfonium salt monomer and making method
JP5243390B2 (en) Resist polymer, resist composition, and pattern forming method
TWI481964B (en) Chemically amplified positive photoresist composition and pattern forming process
JP3751065B2 (en) Resist material and resist pattern forming method
JP3390702B2 (en) Polymer compound for photoresist and resin composition for photoresist
KR100526736B1 (en) Lactone Ring-Containing (Meth)acrylate, Polymer Thereof, Resist Composition and Patterning Process
TW201339134A (en) Polymerizable tertiary ester compound, polymer, resist composition, and patterning process
KR102015691B1 (en) Hemiacetal compound, polymer, resist composition, and patterning process
KR19980063345A (en) ArF photoresist film and its manufacturing method
US6235447B1 (en) Photoresist monomers, polymers thereof, and photoresist compositions containing the same
JP2015091952A (en) New compound, resist composition and method for forming pattern
JP5910536B2 (en) Monomer, polymer compound, resist material and pattern forming method
WO2001057597A1 (en) Polymeric compound for photoresist and resin composition for photoresist
JP2000136165A (en) Acid-sensitive compound and resin composition for photoresist
TWI471692B (en) Acid generator, chemically amplified resist composition, and patterning process
KR20000009572A (en) New polymer and photoresist composition therefrom
JP2002169296A (en) Photoresist monomer, photoresist polymer, photoresist composition, method for forming photoresist pattern and semiconductor element
JP2000119588A (en) (meth)acrylic acid ester derivative, acid-responding polymer and resin composition for photoresist
TW202402743A (en) Compound, acid generator containing said compound, photoresist, and method for producing electronic device using said photoresist
JP2002020426A (en) Resin for resist, and chemical amplification-type resist, and pattern formation method using the same
JP2001048933A (en) Polymer for photoresist and resin composition for photoresist
KR100729679B1 (en) Polymer Compounds for Photoresist and Resin Compositions for Photoresist
JP3919806B2 (en) Resist material and resist pattern forming method
JP2003277446A (en) Acid-sensitive compound and resin composition for photoresist
KR102112899B1 (en) Resist composition, pattern forming process, polymer, and monomer