JP2002201232A - Polymer compound for photoresist and resin composition for photoresist - Google Patents

Polymer compound for photoresist and resin composition for photoresist

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JP2002201232A
JP2002201232A JP2001186493A JP2001186493A JP2002201232A JP 2002201232 A JP2002201232 A JP 2002201232A JP 2001186493 A JP2001186493 A JP 2001186493A JP 2001186493 A JP2001186493 A JP 2001186493A JP 2002201232 A JP2002201232 A JP 2002201232A
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JP
Japan
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photoresist
polymer compound
mol
polymer
meth
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Application number
JP2001186493A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoharu Tsutsumi
聖晴 堤
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polymer compound for photoresist which is excellent in dry etching resistance, adhesion to substrates, and alkali solubility and exhibits a high solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate(PGMEA). SOLUTION: This polymer compound contains (A) 22-40 mol% monomer units represented by formula (I), (B) 20-38 mol% monomer units represented by formula (II), and (C) 22-58 mol% at least one kind of monomer units selected from monomer units represented by formulae (IIIa) and (IIIb). In those formulae, R is H or methyl; and R1, R2, and R3 are each independently a 1-3C alkyl.

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な
どを行う際に用いるフォトレジスト用の高分子化合物
と、この高分子化合物を含有するフォトレジスト用樹脂
組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer compound for a photoresist used for performing fine processing of a semiconductor and a resin composition for a photoresist containing the polymer compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程で用いられるフォトレジ
スト用樹脂は、基板密着性を示す部分と、露光によって
光酸発生剤から発生する酸により脱離してアルカリ現像
液に対して可溶になる部分が必要であるとともに、ドラ
イエッチング耐性をも具備している必要がある。
2. Description of the Related Art A photoresist resin used in a semiconductor manufacturing process has a portion exhibiting substrate adhesion and a portion which becomes soluble in an alkali developing solution by being desorbed by an acid generated from a photoacid generator upon exposure. As well as dry etching resistance.

【0003】従来、基板密着性を付与し、且つドライエ
ッチング耐性を有する構造として、ラクトン環を含有す
る脂環式炭化水素骨格が知られている。また、酸脱離性
を付与し、且つドライエッチング耐性を有する構造とし
て第3級炭素原子を含有する脂環式炭化水素骨格が提案
されている。従って、これらの2つの骨格を有する単量
体を共重合させれば、フォトレジスト用樹脂に必要な機
能が集積されたポリマーを得ることが可能である。特
に、ポリマーを構成するモノマーユニットの全部又は大
部分が脂環式骨格を有するような樹脂はドライエッチン
グ耐性が高いので望ましい。
[0003] Conventionally, an alicyclic hydrocarbon skeleton containing a lactone ring has been known as a structure that imparts substrate adhesion and has dry etching resistance. Further, an alicyclic hydrocarbon skeleton containing a tertiary carbon atom has been proposed as a structure that imparts acid elimination properties and has dry etching resistance. Therefore, by copolymerizing a monomer having these two skeletons, it is possible to obtain a polymer in which functions necessary for a photoresist resin are integrated. In particular, a resin in which all or most of the monomer units constituting the polymer have an alicyclic skeleton is preferable because of its high dry etching resistance.

【0004】一方、レジスト用の溶剤として、毒性が低
い等の点からプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート(PGMEA)が一般的、標準的に使用され
るようになってきた。
On the other hand, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) has come to be generally and standardly used as a resist solvent because of its low toxicity.

【0005】ところが、上記のポリマーを構成するモノ
マーユニットの全部又は大部分が脂環式骨格を有するよ
うな樹脂は、一般にプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート(PGMEA)に対する溶解性が低い
ため、レジスト用樹脂として使用しにくいという難点が
ある。また、モノマーや、オリゴマー等の低分子量物を
含むポリマーをフォトレジスト用樹脂として用いると、
微細なパターンを精度よく形成できない場合が生じる。
However, a resin in which all or most of the monomer units constituting the polymer have an alicyclic skeleton generally has low solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). There is a drawback that it is difficult to use. In addition, when a polymer containing a low molecular weight material such as a monomer or an oligomer is used as a photoresist resin,
In some cases, a fine pattern cannot be formed with high accuracy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高いドライエッチング耐性、基板密着性及びアルカ
リ可溶性を示すと共に、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート(PGMEA)に対して溶解性の
高いフォトレジスト用高分子化合物と、該高分子化合物
を含むフォトレジスト用樹脂組成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 for photoresist having high dry etching resistance, substrate adhesion and alkali solubility, and having high solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). An object of the present invention is to provide a polymer compound and a resin composition for a photoresist containing the polymer compound.

【0007】本発明の他の目的は、ポリマーを構成する
モノマーユニットの全部又は大部分が脂環式骨格を有す
るモノマーユニットであっても、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に対して
溶解性の高いフォトレジスト用高分子化合物と、該高分
子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物を提供する
ことにある。
[0007] Another object of the present invention is to provide a polymer having a solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) even if all or most of the monomer units constituting the polymer have an alicyclic skeleton. An object of the present invention is to provide a high photoresist polymer compound and a photoresist resin composition containing the polymer compound.

【0008】本発明のさらに他の目的は、微細なパター
ンを精度よく形成できるフォトレジスト用高分子化合物
と、該高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物
を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a polymer compound for a photoresist capable of forming a fine pattern with high accuracy, and a resin composition for a photoresist containing the polymer compound.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、脂環式骨格を有する
特定構造の3種のモノマーユニットを特定の割合で含む
樹脂は、高いドライエッチング耐性、基板密着性及びア
ルカリ可溶性を有するだけでなく、前記モノマーユニッ
トの何れもが脂環式骨格を含んでいるにもかかわらず、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(PGMEA)に対して高い溶解性を示すことを見出
し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a resin containing three types of monomer units having a specific structure having an alicyclic skeleton at a specific ratio has a high content. In addition to having dry etching resistance, substrate adhesion and alkali solubility, even though any of the monomer units contains an alicyclic skeleton,
The inventors have found that the compound has high solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、(A)下記式(I)
で表されるモノマーユニットを22〜40モル%、
(B)下記式(II)で表されるモノマーユニットを20
〜38モル%、及び(C)下記式(IIIa)及び(IIIb)
から選択された少なくとも1種のモノマーユニットを2
2〜58モル%含むフォトレジスト用高分子化合物を提
供する。
That is, the present invention provides (A) a compound represented by the following formula (I):
22 to 40 mol% of a monomer unit represented by
(B) 20 units of the monomer unit represented by the following formula (II)
And (C) the following formulas (IIIa) and (IIIb):
At least one monomer unit selected from
Provided is a polymer compound for photoresist containing 2 to 58 mol%.

【化3】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、R1、R2
3は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を
示す) 前記式(IIIa)におけるR1、R2は共にメチル基である
のが好ましい。また、式(IIIb)におけるR3は好まし
くはメチル基又はエチル基である。前記フォトレジスト
用高分子化合物の好ましい態様では、モノマーユニット
(A)、モノマーユニット(B)及びモノマーユニット
(C)の合計含有量がポリマーを構成する全モノマーユ
ニットの90モル%以上である。
Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 , R 2 ,
R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.) In the formula (IIIa), R 1 and R 2 are preferably both methyl groups. R 3 in the formula (IIIb) is preferably a methyl group or an ethyl group. In a preferred embodiment of the polymer compound for a photoresist, the total content of the monomer units (A), (B) and (C) is 90 mol% or more of all monomer units constituting the polymer.

【0011】本発明は、また、(a)下記式(1)で表
される(メタ)アクリル酸エステルを22〜40モル
%、(b)下記式(2)で表される(メタ)アクリル酸
エステルを20〜38モル%、及び(c)下記式(3a)
及び(3b)から選択された少なくとも1種の(メタ)ア
クリル酸エステルを22〜58モル%含む単量体混合物
を共重合して得られるフォトレジスト用高分子化合物を
提供する。
The present invention also provides (a) 22 to 40 mol% of a (meth) acrylic ester represented by the following formula (1), and (b) (meth) acrylic represented by the following formula (2). 20-38 mol% of an acid ester, and (c) the following formula (3a)
And a polymer compound for photoresist obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 22 to 58 mol% of at least one (meth) acrylate selected from (3b).

【化4】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、R1、R2
3は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を
示す)
Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 , R 2 ,
R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms)

【0012】このフォトレジスト用高分子化合物には、
前記(a)、(b)及び(c)の3種の(メタ)アクリ
ル酸エステルを含む単量体混合物を共重合し、生成した
ポリマーを含む溶液を有機溶媒中に添加することにより
沈殿又は再沈殿して得られるフォトレジスト用高分子化
合物が含まれる。
The polymer compound for a photoresist includes:
The monomer mixture containing the three (meth) acrylic esters of (a), (b) and (c) is copolymerized, and a solution containing the produced polymer is added to an organic solvent to cause precipitation or It includes a polymer compound for photoresist obtained by reprecipitation.

【0013】上記の沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有
機溶媒として、例えば、炭化水素、ハロゲン化炭化水
素、ニトロ化合物、ニトリル、エーテル、ケトン、エス
テル、カーボネート、アルコール、カルボン酸又はこれ
らの溶媒を含む混合溶媒などを使用できる。また、上記
の沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒は、少なく
とも炭化水素を含むのが好ましい。また、上記の沈殿又
は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒のFedorsの方
法による溶解度パラメーターの値は、例えば、7.0
(cal/cm31/2〜14.0(cal/cm31/2
[14.3MPa1/ 2〜28.6MPa1/2]の範囲であ
るのが好ましい。
As the organic solvent used as the above-mentioned precipitation or reprecipitation solvent, for example, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, nitro compounds, nitriles, ethers, ketones, esters, carbonates, alcohols, carboxylic acids or a mixture containing these solvents Solvents and the like can be used. The organic solvent used as the above-mentioned precipitation or reprecipitation solvent preferably contains at least a hydrocarbon. The solubility parameter of the organic solvent used as the above-mentioned precipitation or reprecipitation solvent according to the Fedors method is, for example, 7.0.
(Cal / cm 3 ) 1/2 -14.0 (cal / cm 3 ) 1/2
It is preferably in the range of [14.3MPa 1/2 ~28.6MPa 1/2] .

【0014】本発明は、また、上記のフォトレジスト用
高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレ
ジスト用樹脂組成物を提供する。このフォトレジスト用
樹脂組成物は、溶剤としてプロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテートを含んでいてもよい。
The present invention also provides a photoresist resin composition comprising at least the above-mentioned polymer compound for photoresist and a photoacid generator. The photoresist resin composition may contain propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent.

【0015】なお、本明細書では、「アクリル」と「メ
タクリル」とを「(メタ)アクリル」、「アクリロイ
ル」と「メタクリロイル」とを「(メタ)アクリロイ
ル」等と総称する場合がある。
In this specification, "acryl" and "methacryl" may be collectively referred to as "(meth) acryl", and "acryloyl" and "methacryloyl" may be collectively referred to as "(meth) acryloyl".

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明のフォトレジスト用高分子
化合物は、ポリマー分子内に、前記式(I)で表される
モノマーユニット(A)を22〜40モル%、前記式
(II)で表されるモノマーユニット(B)を20〜38
モル%、及び前記式(IIIa)及び(IIIb)から選択され
た少なくとも1種のモノマーユニット(C)を22〜5
8モル%含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polymer compound for a photoresist according to the present invention contains 22 to 40 mol% of a monomer unit (A) represented by the above formula (I) in a polymer molecule. The monomer unit (B) represented by 20 to 38
Mol%, and at least one monomer unit (C) selected from the formulas (IIIa) and (IIIb),
Contains 8 mol%.

【0017】モノマーユニット(A)はラクトン環を有
し、モノマーユニット(B)は環にヒドロキシル基を有
することから、両ユニットは基板への密着性を高める密
着性付与ユニットとして機能する。一方、モノマーユニ
ット(C)は、エステル結合を構成する酸素原子が第3
級炭素原子に結合していることから、酸によってアダマ
ンタン骨格を含む部位が主鎖に結合したカルボン酸部か
ら脱離して遊離のカルボキシル基を生成させるため、ア
ルカリ現像時に可溶化するアルカリ可溶性ユニットとし
て機能する。また、モノマーユニット(A)、(B)及
び(C)は、何れも脂環式骨格を有するため、これらの
モノマーユニットで構成されているポリマーは、ドライ
エッチング耐性が著しく高い。
Since the monomer unit (A) has a lactone ring and the monomer unit (B) has a hydroxyl group in the ring, both units function as an adhesion-imparting unit for increasing the adhesion to the substrate. On the other hand, in the monomer unit (C), the oxygen atom constituting the ester bond is
Since the site containing the adamantane skeleton is released from the carboxylic acid portion bonded to the main chain by an acid to generate a free carboxyl group because it is bonded to a secondary carbon atom, as an alkali-soluble unit that is solubilized during alkali development Function. Further, since each of the monomer units (A), (B) and (C) has an alicyclic skeleton, the polymer composed of these monomer units has extremely high dry etching resistance.

【0018】そして、モノマーユニット(A)、(B)
及び(C)を上記の範囲で含有する高分子化合物は、前
記モノマーユニットが何れも脂環式骨格を有しているに
もかかわらず、レジスト用の溶剤として一般的に用いら
れるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トに対して溶解性が高いという極めて有利な特徴を有す
る。そのため、フォトレジスト用樹脂として好適に使用
できる。なお、各モノマーユニットの割合が上記の範囲
を外れる場合には、ポリマーのプロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテートに対する溶解度が大きく低
下する。
And monomer units (A) and (B)
And a polymer compound containing (C) in the above range, although propylene glycol monomethyl ether generally used as a solvent for a resist, despite that each of the monomer units has an alicyclic skeleton. It has a very advantageous feature of high solubility in acetate. Therefore, it can be suitably used as a photoresist resin. When the proportion of each monomer unit is out of the above range, the solubility of the polymer in propylene glycol monomethyl ether acetate is greatly reduced.

【0019】ポリマーを構成する全モノマーユニットの
うち、前記各モノマーユニットの占める好ましい割合
は、モノマーユニット(A)が25〜35モル%、モノ
マーユニット(B)が25〜35モル%、モノマーユニ
ット(C)が30〜50モル%程度である。
The preferable ratio of each monomer unit to all monomer units constituting the polymer is 25 to 35 mol% for the monomer unit (A), 25 to 35 mol% for the monomer unit (B), and C) is about 30 to 50 mol%.

【0020】前記式(IIIa)及び(IIIb)中、R1
2、R3における炭素数1〜3のアルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が挙
げられる。R1、R2としては、特にメチル基が好まし
く、R3としては、特にメチル基又はエチル基が好まし
い。
In the above formulas (IIIa) and (IIIb), R 1 ,
Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms for R 2 and R 3 include:
Examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. R 1 and R 2 are particularly preferably a methyl group, and R 3 is particularly preferably a methyl group or an ethyl group.

【0021】本発明のフォトレジスト用高分子化合物
は、前記のモノマーユニット(A)、(B)及び(C)
のみで構成されていてもよく、他のモノマーユニットを
含んでいてもよい。本発明の好ましい態様では、モノマ
ーユニット(A)、(B)及び(C)の合計含有量がポ
リマーを構成する全モノマーユニットの90モル%以
上、より好ましくは95モル%以上、特に好ましくは9
8モル%以上(例えば100モル%)である。また、本
発明の他の好ましい態様では、アダマンタン骨格やノル
ボルネン骨格に限らず、脂環式骨格を有するモノマーユ
ニットを全モノマーユニットの90モル%以上含んでい
る。これらの好ましい態様の高分子化合物は、特にドラ
イエッチング耐性に優れる。
The polymer compound for a photoresist of the present invention comprises the monomer units (A), (B) and (C)
And may include other monomer units. In a preferred embodiment of the present invention, the total content of the monomer units (A), (B) and (C) is at least 90 mol%, more preferably at least 95 mol%, particularly preferably at least 9 mol% of all monomer units constituting the polymer.
8 mol% or more (for example, 100 mol%). Further, in another preferred embodiment of the present invention, not only the adamantane skeleton and norbornene skeleton but also a monomer unit having an alicyclic skeleton is included in 90 mol% or more of all monomer units. The polymer compounds of these preferred embodiments are particularly excellent in dry etching resistance.

【0022】本発明では、高分子化合物の重量平均分子
量(Mw)は、例えば1,000〜500,000、好
ましくは3,000〜50,000、さらに好ましくは
5,000〜20,000程度であり、分子量分布(M
w/Mn)は、例えば1.5〜3.5程度である。な
お、前記Mnは数平均分子量(ポリスチレン換算)を示
す。
In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound is, for example, about 1,000 to 500,000, preferably about 3,000 to 50,000, and more preferably about 5,000 to 20,000. Yes, the molecular weight distribution (M
w / Mn) is, for example, about 1.5 to 3.5. Here, Mn indicates a number average molecular weight (in terms of polystyrene).

【0023】前記式(I)、(II)、(IIIa)、(III
b)で表される各モノマーユニットは、それぞれ対応す
る(メタ)アクリル酸エステルをコモノマーとして重合
に付すことにより形成できる。すなわち、本発明のフォ
トレジスト用高分子化合物は、(a)前記式(1)で表
される(メタ)アクリル酸エステルを22〜40モル
%、(b)前記式(2)で表される(メタ)アクリル酸
エステルを20〜38モル%、及び(c)前記式(3a)
及び(3b)から選択された少なくとも1種の(メタ)ア
クリル酸エステルを22〜58モル%含む単量体混合物
を共重合することにより得ることができる。
Formulas (I), (II), (IIIa) and (III)
Each monomer unit represented by b) can be formed by subjecting the corresponding (meth) acrylic acid ester to polymerization as a comonomer. That is, the polymer compound for photoresist of the present invention comprises (a) 22 to 40 mol% of the (meth) acrylate represented by the formula (1), and (b) represented by the formula (2). 20-38 mol% of (meth) acrylic acid ester, and (c) the formula (3a)
And (3b) can be obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 22 to 58 mol% of at least one (meth) acrylic acid ester selected from (3b).

【0024】式(1)で表される化合物には、5−アク
リロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン
(=4−アクリロイルオキシ−6−オキサトリシクロ
[3.2.1.13,8]ノナン−7−オン)、5−メタ
クリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクト
ン(=4−メタクリロイルオキシ−6−オキサトリシク
ロ[3.2.1.13,8]ノナン−7−オン)が含まれ
る。これらのモノマーは単独で又は2種を組み合わせて
使用できる。
The compound represented by the formula (1) includes 5-acryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone (= 4-acryloyloxy-6-oxatricyclo [3.2.1.1 3,8 ] Nonan-7-one), 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone (= 4-methacryloyloxy-6-oxatricyclo [3.2.1.1 3,8 ] nonan-7-one) Is included. These monomers can be used alone or in combination of two kinds.

【0025】式(2)で表される化合物には、1−アク
リロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン、1−メ
タクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタンが含
まれる。これらのモノマーは単独で又は2種を組み合わ
せて使用できる。
The compound represented by the formula (2) includes 1-acryloyloxy-3-hydroxyadamantane and 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane. These monomers can be used alone or in combination of two kinds.

【0026】式(3a)で表される代表的な化合物として
は、例えば、1−(2−アクリロイルオキシ−2−プロ
ピル)アダマンタン[=1−(1−アクリロイルオキシ
−1−メチルエチル)アダマンタン]、1−(2−メタ
リロイルオキシ−2−プロピル)アダマンタン[=1−
(1−メタクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダ
マンタン]、1−(1−アクリロイルオキシ−1−メチ
ルプロピル)アダマンタン、1−(1−メタクリロイル
オキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1−(1
−アクリロイルオキシ−1−エチルプロピル)アダマン
タン、1−(1−メタクリロイルオキシ−1−エチルプ
ロピル)アダマンタン、1−(1−アクリロイルオキシ
−1−メチルブチル)アダマンタン、1−(1−メタク
リロイルオキシ−1−メチルブチル)アダマンタンなど
が挙げられる。これらのモノマーは単独で又は2種以上
組み合わせて使用できる。
A typical compound represented by the formula (3a) is, for example, 1- (2-acryloyloxy-2-propyl) adamantane [= 1- (1-acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane] , 1- (2-methallyloyloxy-2-propyl) adamantane [= 1-
(1-methacryloyloxy-1-methylethyl) adamantane], 1- (1-acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- (1-methacryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- (1
-Acryloyloxy-1-ethylpropyl) adamantane, 1- (1-methacryloyloxy-1-ethylpropyl) adamantane, 1- (1-acryloyloxy-1-methylbutyl) adamantane, 1- (1-methacryloyloxy-1-) Methyl butyl) adamantane and the like. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

【0027】式(3b)で表される化合物には、2−アク
リロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、2−メタク
リロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、2−アクリ
ロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、2−エチル−
2−メタクリロイルオキシアダマンタンが含まれる。こ
れらのモノマーは単独で又は2種以上組み合わせて使用
できる。
The compounds represented by the formula (3b) include 2-acryloyloxy-2-methyladamantane, 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane, 2-acryloyloxy-2-ethyladamantane, 2-ethyl-
2-methacryloyloxyadamantane is included. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

【0028】重合は、溶液重合、溶融重合など、アクリ
ル系ポリマーを製造する際に用いる慣用の方法により行
うことができる。重合溶媒としては公知の溶媒を使用で
き、例えば、エーテル(ジエチルエーテル等の鎖状エー
テル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテ
ルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、乳酸エチルなど)、ケトン(アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、アミド
(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホ
ルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシ
ドなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロ
パノールなど)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水
素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など)、これら
の混合溶媒などが挙げられる。また、重合開始剤として
公知の重合開始剤を使用できる。重合温度は、例えば3
0〜150℃程度の範囲で適宜選択できる。
The polymerization can be carried out by a conventional method used for producing an acrylic polymer, such as solution polymerization or melt polymerization. Known solvents can be used as the polymerization solvent, for example, ethers (chain ethers such as diethyl ether, cyclic ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, etc.), ketones (Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), amide (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc.), sulfoxide (dimethylsulfoxide, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, etc.), hydrocarbon (benzene, etc.) , Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, etc.), and mixed solvents thereof. Further, a known polymerization initiator can be used as the polymerization initiator. The polymerization temperature is, for example, 3
It can be appropriately selected within a range of about 0 to 150 ° C.

【0029】本発明のフォトレジスト用高分子化合物
は、好ましくは、前記(a)、(b)及び(c)の3種
の(メタ)アクリル酸エステルを含む単量体混合物を共
重合し、生成したポリマーを含む溶液(例えば、前記重
合溶媒の溶液)を有機溶媒中に添加することにより沈殿
又は再沈殿して得られるフォトレジスト用高分子化合物
である。このようなフォトレジスト用高分子化合物で
は、モノマーや、オリゴマー等の低分子量物が沈殿及び
/又は再沈殿操作の際に有機溶媒に溶解して容易に除去
されるため、フォトレジスト用樹脂として用いた場合
に、微細なパターンを精度よく形成することができる。
なお、沈殿又は再沈殿操作の際に水を沈殿又は再沈殿溶
媒として用いた場合には、前記低分子量物は水に溶解し
にくいため十分に除去することができない。そのため、
得られた高分子化合物をフォトレジスト用樹脂として用
いた際、微細なパターンを精度よく形成することができ
ないことがある。
The polymer compound for a photoresist of the present invention is preferably obtained by copolymerizing a monomer mixture containing the above three types of (meth) acrylates (a), (b) and (c), A polymer compound for photoresist obtained by adding a solution containing the produced polymer (for example, a solution of the polymerization solvent) to an organic solvent to precipitate or reprecipitate the solution. In such a photoresist polymer compound, a low molecular weight substance such as a monomer or an oligomer is dissolved in an organic solvent and easily removed during the precipitation and / or reprecipitation operation. In this case, a fine pattern can be accurately formed.
When water is used as a solvent for precipitation or reprecipitation during the precipitation or reprecipitation operation, the low-molecular-weight substance cannot be sufficiently removed because it is difficult to dissolve in water. for that reason,
When the obtained polymer compound is used as a photoresist resin, a fine pattern may not be formed with high accuracy.

【0030】前記沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機
溶媒として、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキ
サン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、
ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四
塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベン
ゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水
素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタン
など)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルな
ど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエ
ーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラ
ヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケト
ン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケト
ンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、
カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
トなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロピルアルコール、ブタノールな
ど)、カルボン酸(酢酸など)、これらの溶媒を含む混
合溶媒等が挙げられる。
Examples of the organic solvent used as the above-mentioned precipitation or reprecipitation solvent include hydrocarbons (pentane, hexane,
Aliphatic hydrocarbons such as heptane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene),
Halogenated hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, Benzonitrile, etc.), ethers (chain ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ethers such as tetrahydrofuran, dioxane), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.) ,
Examples thereof include carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohols (methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acids (acetic acid, etc.), and mixed solvents containing these solvents.

【0031】中でも、前記沈殿又は再沈殿溶媒として用
いる有機溶媒として、少なくとも炭化水素(特に、ヘキ
サンなどの脂肪族炭化水素)を含む溶媒が好ましい。こ
のような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、炭化
水素(例えば、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素)と他の
溶媒との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)
=10/90〜99/1、好ましくは前者/後者(体積
比;25℃)=30/70〜98/2、さらに好ましく
は前者/後者(体積比;25℃)=50/50〜97/
3程度である。
Among them, as the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least a hydrocarbon (particularly, an aliphatic hydrocarbon such as hexane) is preferable. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of hydrocarbon (for example, aliphatic hydrocarbon such as hexane) to another solvent is, for example, the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.)
= 10/90 to 99/1, preferably the former / latter (volume ratio; 25 ° C) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / latter (volume ratio; 25 ° C) = 50/50 to 97 /.
It is about 3.

【0032】前記沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機
溶媒のFedorsの方法による溶解度パラメーター
(以下、単に「SP値」と称することがある)の値は、
7.0(cal/cm31/2〜14.0(cal/cm
31/2[14.3MPa1/2〜28.6MPa1/2]の範
囲であるのが好ましい。このような有機溶媒を沈殿又は
再沈殿溶媒として用いると、フォトレジスト用樹脂とし
て特に好適な組成分布を有する高分子化合物を得ること
ができる。
The solubility parameter (hereinafter sometimes simply referred to as “SP value”) of the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent according to the Fedors method is as follows:
7.0 (cal / cm 3 ) 1/2 to 14.0 (cal / cm 3 )
3 ) 1/2 [14.3 MPa 1/2 to 28.6 MPa 1/2 ] is preferable. When such an organic solvent is used as a precipitation or reprecipitation solvent, a polymer compound having a composition distribution particularly suitable as a photoresist resin can be obtained.

【0033】前記有機溶媒のSP値は、例えば、「ポリ
マーハンドブック(Polymer Handbook)」、第4版、VI
I-675頁〜VII-711頁に記載の方法により求めることがで
きる。また、前記有機溶媒のSP値として、該文献の表
1(VII-683頁)、表7〜8(VII-688頁〜VII-711頁)
の値を採用できる。前記有機溶媒が複数の溶媒の混合溶
媒である場合のSP値は、公知の方法により求めること
ができる。例えば、混合溶媒のSP値は、加成性が成立
するとして、各溶媒のSP値と体積分率との積の総和と
して求めることができる。
The SP value of the organic solvent is described, for example, in "Polymer Handbook", 4th edition, VI
It can be determined by the method described on pages I-675 to VII-711. Further, as the SP value of the organic solvent, Table 1 (page VII-683) and Tables 7 to 8 (pages VII-688 to VII-711) of the document are used.
Can be adopted. When the organic solvent is a mixed solvent of a plurality of solvents, the SP value can be determined by a known method. For example, the SP value of the mixed solvent can be determined as the sum of the products of the SP value of each solvent and the volume fraction, assuming that additivity is satisfied.

【0034】前記有機溶媒のSP値は、より好ましくは
7.0(cal/cm31/2〜9.0(cal/c
31/2[14.3MPa1/2〜18.4MPa1/2]、
及び12.0(cal/cm31/2〜14.0(cal
/cm31/2[24.5MPa1/ 2〜28.6MP
1/2]の範囲であり、特に好ましくは7.5(cal
/cm31/2〜8.5(cal/cm31/2[15.3
MPa1/2〜17.4MPa1/2]、及び13.0(ca
l/cm31/2〜14.0(cal/cm31/2[2
6.6MPa1/2〜28.6MPa1/2]の範囲である。
The SP value of the organic solvent is more preferably from 7.0 (cal / cm 3 ) 1/2 to 9.0 (cal / c).
m 3 ) 1/2 [14.3 MPa 1/2 to 18.4 MPa 1/2 ],
And 12.0 (cal / cm 3 ) 1/2 to 14.0 (cal
/ Cm 3) 1/2 [24.5MPa 1 /2 ~28.6MP
a 1/2 ], particularly preferably 7.5 (cal
/ Cm 3 ) 1/2 to 8.5 (cal / cm 3 ) 1/2 [15.3
MPa 1/2 ~17.4MPa 1/2], and 13.0 (ca
1 / cm 3 ) 1/2 -14.0 (cal / cm 3 ) 1/2 [2
6.6 MPa 1/2 to 28.6 MPa 1/2 ].

【0035】本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、
前記本発明のフォトレジスト用高分子化合物と光酸発生
剤とを少なくとも含んでいる。
The photoresist resin composition of the present invention comprises:
It contains at least the polymer compound for photoresist of the present invention and a photoacid generator.

【0036】光酸発生剤としては、露光により効率よく
酸を生成する慣用乃至公知の化合物、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を使用できる。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。
Examples of the photoacid generator include commonly used or known compounds that efficiently generate an acid upon exposure, such as diazonium salts, iodonium salts (eg, diphenyliodohexafluorophosphate), and sulfonium salts (eg, triphenylsulfonium). Hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium methanesulfonate, etc.), sulfonic acid ester [for example, 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, etc.], oxathiazole derivatives, s-triazine derivatives, disulfone derivatives (eg, 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.

【0037】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高分子化合物における各モノマー単
位の比率などに応じて適宜選択でき、例えば、前記高分
子化合物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 ratio of each monomer unit in the polymer compound, and the like. For example, based on 100 parts by weight of the polymer compound 0.1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 25 parts by weight, more preferably about 2 to 20 parts by weight.

【0038】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、アミド類、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. (Eg, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, esters, amides, ketones, ethers, cellosolves, carbitols, glycol ether esters, mixed solvents thereof, and the like). May be.

【0039】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.

【0040】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.

【0041】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 .

【0042】光照射により光酸発生剤から酸が生成し、
この酸により、例えば前記高分子化合物のアルカリ可溶
性ユニットのカルボキシル基等の保護基(脱離性基)が
速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキシル基等
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,
By this acid, for example, a protective group (leaving group) such as a carboxyl group of the alkali-soluble unit of the polymer compound is rapidly eliminated, and a carboxyl group or the like contributing to solubilization is generated. Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developing solution.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、脂環式骨格を有する特
定構造の3種のモノマーユニットを特定の割合で含んで
いるため、高いドライエッチング耐性、基板密着性及び
アルカリ可溶性を示すだけでなく、レジスト用溶剤とし
て好適なプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート(PGMEA)に対して高い溶解性を示す。その
ため、フォトレジスト用樹脂として好適である。また、
微細なパターンを高い精度で形成することができる。
According to the present invention, since three types of monomer units having a specific structure having an alicyclic skeleton are contained in a specific ratio, only high dry etching resistance, substrate adhesion and alkali solubility can be obtained. And high solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), which is suitable as a resist solvent. Therefore, it is suitable as a photoresist resin. Also,
A fine pattern can be formed with high accuracy.

【0044】また、本発明のフォトレジスト用高分子化
合物は、ポリマーを構成するモノマーユニットの全部又
は大部分が脂環式骨格を有するモノマーユニットであっ
ても、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート(PGMEA)に対して高い溶解性を示す。
The polymer compound for a photoresist of the present invention can be used in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) even if all or most of the monomer units constituting the polymer are monomer units having an alicyclic skeleton. On the other hand, it shows high solubility.

【0045】[0045]

【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。なお、構造式中の括弧の右下の数
字は該モノマーユニットのモル%を示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the invention thereto. The number at the lower right of the parenthesis in the structural formula indicates the mol% of the monomer unit.

【0046】実施例1 下記構造の樹脂の合成Example 1 Synthesis of a resin having the following structure

【化5】 還流管、攪拌子、3方コックを備えた100ml丸底フ
ラスコに、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボ
ルナンカルボラクトン1.38g(6.22ミリモ
ル)、1−(2−メタクリロイルオキシ−2−プロピ
ル)アダマンタン2.16g(8.24ミリモル)、1
−メタクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン
1.46g(6.19ミリモル)、及び開始剤(和光純
薬工業製V−65)0.50gを入れ、THF(テトラ
ヒドロフラン)16.00gに溶解させた。続いて、フ
ラスコ内を乾燥窒素置換した後、反応系の温度を60℃
に保ち、窒素雰囲気下、6時間攪拌した。反応液をヘキ
サンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液
[SP値:7.65(cal/cm31/2(=15.6
4MPa1/2)]500mlに落とし、生じた沈殿物を
濾別することで精製を行った。回収した沈殿を減圧乾燥
後、再度THF16.00gに溶解させ、上述の沈殿精
製操作を繰り返すことにより、所望の樹脂3.55gを
得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw
(重量平均分子量)が7800、分子量分布(Mw/M
n)が2.15であった。1H−NMR(DMSO−d6
中)分析では、1.5−2.5ppm(ブロード)のほ
か、3.1ppm、4.6ppm、4.7ppmに強い
シグナルが観測された。
Embedded image 1.38 g (6.22 mmol) of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone and 1- (2-methacryloyloxy-2-) were placed in a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirrer, and a three-way cock. Propyl) adamantane 2.16 g (8.24 mmol), 1
1.46 g (6.19 mmol) of methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane and 0.50 g of an initiator (V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were added, and dissolved in 16.00 g of THF (tetrahydrofuran). Subsequently, after the inside of the flask was replaced with dry nitrogen, the temperature of the reaction system was raised to 60 ° C.
And stirred for 6 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction solution was a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate [SP value: 7.65 (cal / cm 3 ) 1/2 (= 15.6).
4 MPa 1/2 )] and purified by filtering off the resulting precipitate. The collected precipitate was dried under reduced pressure, dissolved again in 16.00 g of THF, and the above-mentioned precipitation purification operation was repeated to obtain 3.55 g of a desired resin. GPC analysis of the recovered polymer revealed a Mw
(Weight average molecular weight) is 7800, molecular weight distribution (Mw / M
n) was 2.15. 1 H-NMR (DMSO-d 6
In the (middle) analysis, in addition to 1.5-2.5 ppm (broad), strong signals were observed at 3.1 ppm, 4.6 ppm, and 4.7 ppm.

【0047】比較例1 下記構造の樹脂の合成Comparative Example 1 Synthesis of resin having the following structure

【化6】 還流管、攪拌子、3方コックを備えた100ml丸底フ
ラスコに、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボ
ルナンカルボラクトン2.06g(9.28ミリモ
ル)、1−(2−メタクリロイルオキシ−2−プロピ
ル)アダマンタン1.54g(5.88ミリモル)、1
−メタクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン
0.40g(1.69ミリモル)、及び開始剤(和光純
薬工業製V−65)0.40gを入れ、THF(テトラ
ヒドロフラン)16.00gに溶解させた。続いて、フ
ラスコ内を乾燥窒素置換した後、反応系の温度を60℃
に保ち、窒素雰囲気下、6時間攪拌した。反応液をヘキ
サンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液5
00mlに落とし、生じた沈殿物を濾別することで精製
を行った。回収した沈殿を減圧乾燥後、再度THF1
6.00gに溶解させ、上述の沈殿精製操作を繰り返す
ことにより、所望の樹脂3.22gを得た。回収したポ
リマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子
量)が7600、分子量分布(Mw/Mn)が2.00
であった。1H−NMR(DMSO−d6中)分析では、
1.5−2.5ppm(ブロード)のほか、3.1pp
m、4.6ppm、4.7ppmに強いシグナルが観測
された。
Embedded image 2.06 g (9.28 mmol) of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone and 1- (2-methacryloyloxy-2-) were placed in a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirrer, and a three-way cock. Propyl) adamantane 1.54 g (5.88 mmol), 1
-0.40 g (1.69 mmol) of methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane and 0.40 g of an initiator (V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were added, and dissolved in 16.00 g of THF (tetrahydrofuran). Subsequently, after the inside of the flask was replaced with dry nitrogen, the temperature of the reaction system was raised to 60 ° C.
And stirred for 6 hours under a nitrogen atmosphere. A 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixed solution of hexane and ethyl acetate 5
The solution was dropped to 00 ml and the resulting precipitate was separated by filtration for purification. After drying the collected precipitate under reduced pressure, the THF1
The resin was dissolved in 6.00 g, and 3.22 g of a desired resin was obtained by repeating the above-mentioned precipitation purification operation. GPC analysis of the recovered polymer showed a Mw (weight average molecular weight) of 7,600 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.00.
Met. In 1 H-NMR (in DMSO-d 6 ) analysis,
In addition to 1.5-2.5 ppm (broad), 3.1 pp
m, 4.6 ppm, and a strong signal were observed at 4.7 ppm.

【0048】比較例2 下記構造の樹脂の合成Comparative Example 2 Synthesis of resin having the following structure

【化7】 還流管、攪拌子、3方コックを備えた100ml丸底フ
ラスコに、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボ
ルナンカルボラクトン0.91g(4.10ミリモ
ル)、1−(2−メタクリロイルオキシ−2−プロピ
ル)アダマンタン2.15g(8.21ミリモル)、1
−メタクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン
1.94g(8.22ミリモル)、及び開始剤(和光純
薬工業製V−65)0.50gを入れ、THF(テトラ
ヒドロフラン)16.00gに溶解させた。続いて、フ
ラスコ内を乾燥窒素置換した後、反応系の温度を60℃
に保ち、窒素雰囲気下、6時間攪拌した。反応液をヘキ
サンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液5
00mlに落とし、生じた沈殿物を濾別することで精製
を行った。回収した沈殿を減圧乾燥後、再度THF1
6.00gに溶解させ、上述の沈殿精製操作を繰り返す
ことにより、所望の樹脂3.41gを得た。回収したポ
リマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子
量)が8000、分子量分布(Mw/Mn)が2.08
であった。1H−NMR(DMSO−d6中)分析では、
1.5−2.5ppm(ブロード)のほか、3.1pp
m、4.6ppm、4.7ppmに強いシグナルが観測
された。
Embedded image 0.91 g (4.10 mmol) of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone and 1- (2-methacryloyloxy-2-) were placed in a 100 ml round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirrer, and a three-way cock. Propyl) adamantane 2.15 g (8.21 mmol), 1
1.94 g (8.22 mmol) of methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane and 0.50 g of an initiator (V-65 manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were added, and dissolved in 16.00 g of THF (tetrahydrofuran). Subsequently, after the inside of the flask was replaced with dry nitrogen, the temperature of the reaction system was raised to 60 ° C.
And stirred for 6 hours under a nitrogen atmosphere. A 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixed solution of hexane and ethyl acetate 5
The solution was dropped to 00 ml, and the resulting precipitate was separated by filtration for purification. After drying the collected precipitate under reduced pressure, the THF1
The resultant was dissolved in 6.00 g, and 3.41 g of a desired resin was obtained by repeating the above-mentioned precipitation purification operation. GPC analysis of the recovered polymer showed a Mw (weight average molecular weight) of 8000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.08.
Met. In 1 H-NMR (in DMSO-d 6 ) analysis,
In addition to 1.5-2.5 ppm (broad), 3.1 pp
m, 4.6 ppm, and a strong signal were observed at 4.7 ppm.

【0049】評価試験 上記実施例及び比較例で得られたポリマーのそれぞれに
ついて、ポリマー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10重量部とをプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PG
MEA)と混合して、ポリマー濃度17重量%のフォト
レジスト用樹脂組成物を調製した。しかし、比較例で得
られたポリマーはPGMEAに溶解せず、露光評価に付
すことができなかった。実施例で得られたポリマーを使
用して調製した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温
度100℃で150秒間プリベークした後、波長247
nmのKrFエキシマレーザーを用い、マスクを介し
て、照射量30mJ/cm2で露光した後、100℃の
温度で60秒間ポストベークした。次いで、0.3Mの
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により6
0秒間現像し、純水でリンスしたところ、0.20μm
のライン・アンド・スペースパターンが得られた。
Evaluation Test For each of the polymers obtained in the above Examples and Comparative Examples, 100 parts by weight of the polymer and 10 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate were mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (PG
MEA) to prepare a photoresist resin composition having a polymer concentration of 17% by weight. However, the polymer obtained in Comparative Example did not dissolve in PGMEA and could not be subjected to exposure evaluation. The photoresist resin composition prepared using the polymer obtained in the example was applied to a silicon wafer by a spin coating method to form a photosensitive layer having a thickness of 1.0 μm. After prebaking on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 150 seconds, a wavelength of 247
After exposing at a dose of 30 mJ / cm 2 through a mask using a KrF excimer laser of 10 nm, the substrate was post-baked at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds. Next, 6 M with an aqueous solution of 0.3 M tetramethylammonium hydroxide.
After developing for 0 seconds and rinsing with pure water, 0.20 μm
The line and space pattern was obtained.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)下記式(I)で表されるモノマー
ユニットを22〜40モル%、(B)下記式(II)で表
されるモノマーユニットを20〜38モル%、及び
(C)下記式(IIIa)及び(IIIb)から選択された少な
くとも1種のモノマーユニットを22〜58モル%含む
フォトレジスト用高分子化合物。 【化1】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、R1、R2
3は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を
示す)
(A) 22 to 40 mol% of a monomer unit represented by the following formula (I), (B) 20 to 38 mol% of a monomer unit represented by the following formula (II), and (C) A) a polymer compound for a photoresist containing 22 to 58 mol% of at least one monomer unit selected from the following formulas (IIIa) and (IIIb): Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 , R 2 ,
R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms)
【請求項2】 式(IIIa)におけるR1、R2が共にメチ
ル基である請求項1記載のフォトレジスト用高分子化合
物。
2. The polymer compound for a photoresist according to claim 1, wherein both R 1 and R 2 in the formula (IIIa) are methyl groups.
【請求項3】 式(IIIb)におけるR3がメチル基又は
エチル基である請求項1記載のフォトレジスト用高分子
化合物。
3. The polymer compound according to claim 1, wherein R 3 in the formula (IIIb) is a methyl group or an ethyl group.
【請求項4】 モノマーユニット(A)、モノマーユニ
ット(B)及びモノマーユニット(C)の合計含有量が
ポリマーを構成する全モノマーユニットの90モル%以
上である請求項1記載のフォトレジスト用高分子化合
物。
4. The photoresist composition according to claim 1, wherein the total content of the monomer units (A), (B) and (C) is at least 90 mol% of all the monomer units constituting the polymer. Molecular compound.
【請求項5】 (a)下記式(1)で表される(メタ)
アクリル酸エステルを22〜40モル%、(b)下記式
(2)で表される(メタ)アクリル酸エステルを20〜
38モル%、及び(c)下記式(3a)及び(3b)から選
択された少なくとも1種の(メタ)アクリル酸エステル
を22〜58モル%含む単量体混合物を共重合して得ら
れるフォトレジスト用高分子化合物。 【化2】 (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、R1、R2
3は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を
示す)
5. (a) (meth) represented by the following formula (1)
22 to 40 mol% of acrylic acid ester, and (b) 20 to 40% of (meth) acrylic acid ester represented by the following formula (2)
(C) a photo-polymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing 22 to 58 mol% of at least one (meth) acrylate selected from the following formulas (3a) and (3b): High molecular compound for resist. Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 , R 2 ,
R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms)
【請求項6】 (a)、(b)及び(c)の3種の(メ
タ)アクリル酸エステルを含む単量体混合物を共重合
し、生成したポリマーを含む溶液を有機溶媒中に添加す
ることにより沈殿又は再沈殿して得られる請求項5記載
のフォトレジスト用高分子化合物。
6. A monomer mixture containing three types of (meth) acrylates (a), (b) and (c) is copolymerized, and a solution containing the resulting polymer is added to an organic solvent. The polymer compound for a photoresist according to claim 5, which is obtained by precipitation or reprecipitation.
【請求項7】 沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶
媒が、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、
ニトリル、エーテル、ケトン、エステル、カーボネー
ト、アルコール、カルボン酸又はこれらの溶媒を含む混
合溶媒である請求項6記載のフォトレジスト用高分子化
合物。
7. The organic solvent used as a precipitation or reprecipitation solvent is a hydrocarbon, a halogenated hydrocarbon, a nitro compound,
The photoresist polymer compound according to claim 6, wherein the polymer compound is a nitrile, an ether, a ketone, an ester, a carbonate, an alcohol, a carboxylic acid, or a mixed solvent containing these solvents.
【請求項8】 沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶
媒が少なくとも炭化水素を含む請求項6記載のフォトレ
ジスト用高分子化合物。
8. The photoresist polymer compound according to claim 6, wherein the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent contains at least a hydrocarbon.
【請求項9】 沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶
媒のFedorsの方法による溶解度パラメーターの値
が7.0(cal/cm31/2〜14.0(cal/c
31/2[14.3MPa1/2〜28.6MPa1/2]の
範囲である請求項6記載のフォトレジスト用高分子化合
物。
9. An organic solvent used as a precipitation or reprecipitation solvent having a solubility parameter value of 7.0 (cal / cm 3 ) 1/2 to 14.0 (cal / c) according to the Fedors method.
The polymer compound for a photoresist according to claim 6, wherein m 3 ) 1/2 [14.3 MPa 1/2 to 28.6 MPa 1/2 ].
【請求項10】 請求項1〜9の何れかの項に記載のフ
ォトレジスト用高分子化合物と光酸発生剤とを少なくと
も含むフォトレジスト用樹脂組成物。
10. A photoresist resin composition comprising at least the photoresist polymer compound according to claim 1 and a photoacid generator.
【請求項11】 溶剤としてプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテートを含む請求項10記載のフォ
トレジスト用樹脂組成物。
11. The photoresist resin composition according to claim 10, which comprises propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent.
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