JP2005206548A - New unsaturated compound and its polymer - Google Patents

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Takashi Miyamatsu
隆 宮松
Eiji Yoneda
英司 米田
Yukio Nishimura
幸生 西村
Isamu O
勇 王
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sparingly alkali-soluble resin-containing new polymer having a lactone ring substituted with an ether group, in which a carbon atom constituting the lactone ring forms a polymer main chain and a new unsaturated compound useful as a synthetic raw material, etc., for polymers. <P>SOLUTION: The unsaturated compound is represented by general formula (1) [wherein R<SP>1</SP>is a substituted or unsubstituted 1-14C monovalent non-aromatic hydrocarbon group and R<SP>2</SP>is a hydrogen atom or a 1-14C alkyl group and n is an integer of 1-3] and its polymer has a recurring unit represented by general formula (I) [wherein R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>and n are each as defined above]. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特定のラクトン環を有する新規な不飽和化合物および当該不飽和化合物の重合体に関する。   The present invention relates to a novel unsaturated compound having a specific lactone ring and a polymer of the unsaturated compound.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近ではArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはF2 エキシマレーザー(波長157nm)で代表されるエキシマレーザー等の波長200nm程度以下の放射線による微細加工が可能なリソグラフィー技術が必要とされており、このようなリソグラフィー技術に適用可能な感放射線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と放射線の照射により酸を発生する酸発生剤とによる化学増幅効果を利用した化学増幅型感放射線性樹脂組成物が数多く提案されている。
前記化学増幅型感放射線性樹脂組成物としては、2−アルキル−2−アダマンチル基や1−アダマンチル−1−アルキルエチル基で保護された、それ自身ではアルカリ性水溶液に不溶または難溶であるが、酸の作用でアルカリ性水溶液に可溶となる樹脂と特定のスルホニウム塩系酸発生剤を含有する化学増幅型ポジ型レジスト組成物(例えば、特許文献1参照。)、特定のラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステルおよび特定の脂環式骨格を有する酸解離性の(メタ)アクリル酸エステルに、第3成分として前記2成分の中間の極性を持つ特定のラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステルを共重合させたフォトレジスト用高分子化合物(例えば、特許文献2参照。)、脂環式骨格を有する特定構造の3種の繰り返し単位を特定の割合で含む樹脂(例えば、特許文献3参照。)等が知られている。
In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, an excimer laser represented by an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm) is recently used. Therefore, there is a need for a lithography technique capable of microfabrication with radiation having a wavelength of about 200 nm or less. As a radiation-sensitive resin composition applicable to such a lithography technique, a component having an acid-dissociable functional group and radiation Many chemical amplification type radiation sensitive resin compositions using a chemical amplification effect by an acid generator that generates an acid upon irradiation have been proposed.
The chemically amplified radiation sensitive resin composition is protected with a 2-alkyl-2-adamantyl group or a 1-adamantyl-1-alkylethyl group, and is itself insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. A chemically amplified positive resist composition containing a resin that is soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid and a specific sulfonium salt acid generator (see, for example, Patent Document 1), having a specific lactone ring (meta ) A (meth) acrylic acid ester having a specific lactone ring having a polarity between the two components as a third component in an acid dissociable (meth) acrylic acid ester having a specific alicyclic skeleton and an acrylic acid ester A polymer compound for photoresist (for example, see Patent Document 2), and three types of repeating units having a specific structure having an alicyclic skeleton are specified. Resin containing in a total (e.g., see Patent Document 3.) And the like are known.

特開2002−156750号公報JP 2002-156750 A 特開2002−145955号公報JP 2002-145955 A 特開2002−201232号公報JP 2002-201232 A

しかし、集積回路素子の分野においては、微細化が急速に進行しており、それに伴って従来より高い集積度が求められるようになっており、化学増幅型感放射線性樹脂組成物にはより優れた解像度が必要とされるようになってきた。
また微細化の進行に伴い、現像時にレジストパターンに発生する微小な欠陥、例えばパターン側壁のラフネス(即ち、ラインエッジラフネス)が集積回路素子に重大な影響を与える事例が数多く見られている。
このような事態に対処させるために、解像度や露光量依存性などの化学増幅型レジストとしてのプロセスマージンを向上させるための技術開発が進められているが、ラインエッジラフネスが構成成分である樹脂に起因すると考えられており、用いられる樹脂成分のレジスト用溶剤への溶解性を高めることも急務となってきている。
ところで、今日一般的に使用されている(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の場合、剛直な主鎖に剛直な側鎖がぶら下がっている上、ラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステルと他の脂環式骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルとの重合速度差により、重合体組成が不均一となり、レジスト用溶剤への溶解性の低い重合体成分が多く生成し、その結果レジスト被膜に異物が混在したり、現像時にラインエッジラフネスが悪化したり、さらには解像度が低下するなどの問題を来たすと考えられている。
However, in the field of integrated circuit elements, miniaturization is progressing rapidly, and accordingly, a higher degree of integration has been demanded, which is superior to a chemically amplified radiation-sensitive resin composition. A higher resolution is required.
In addition, with the progress of miniaturization, there are many cases where minute defects generated in a resist pattern during development, for example, roughness of a pattern side wall (that is, line edge roughness) has a significant influence on an integrated circuit element.
In order to cope with such a situation, technological development for improving the process margin as a chemically amplified resist such as resolution and exposure dose dependency is underway, but the resin whose line edge roughness is a component is being developed. It is thought to be caused by this, and there is an urgent need to increase the solubility of the resin component used in the resist solvent.
By the way, in the case of (meth) acrylate resins generally used today, rigid side chains hang from a rigid main chain, and (meth) acrylic esters having a lactone ring and other fats. Due to the difference in polymerization rate with the (meth) acrylic acid ester having a cyclic skeleton, the polymer composition becomes non-uniform, and many polymer components having low solubility in the resist solvent are generated. It is considered that problems such as mixing, deterioration of line edge roughness at the time of development, and further deterioration of resolution occur.

一方、2−メチレン−3−プロパノリド、2−メチレン−5−ペンタノリド、2−メチレン−6−ヘキサノリド、2−メチレン−7−ヘプタノリド、2−メチレン−γ−ブチロラクトン等に由来する繰り返し単位を有し、レジスト用溶剤への溶解性やアルカリ現像液への濡れ性が良好な重合体を含有する化学増幅型感放射線性樹脂組成物が提案されており(例えば、特許文献4〜6参照。)、これらの組成物は感度、解像度やドライエッチング耐性に優れるとされている。
しかしながら、前記重合体を含めても、ラクトン環を構成する炭素原子が重合体主鎖をなす、特に化学増幅型レジストとして用いられる感放射線性樹脂組成物に好適な重合体の合成例は未だ少なく、レジスト溶剤への溶解性に優れ、現像時にラインエッジラフネスが悪化することがなく、しかも感度、解像度等も良好な新たな感放射線性樹脂組成物をもたらしうる新たな重合体の開発は、今後における微細化の進行に対応する観点から重要な技術課題となっている。
On the other hand, it has a repeating unit derived from 2-methylene-3-propanol, 2-methylene-5-pentanolide, 2-methylene-6-hexanolide, 2-methylene-7-heptanolide, 2-methylene-γ-butyrolactone, etc. A chemically amplified radiation-sensitive resin composition containing a polymer having good solubility in a resist solvent and wettability in an alkali developer has been proposed (see, for example, Patent Documents 4 to 6). These compositions are said to be excellent in sensitivity, resolution and dry etching resistance.
However, even if the polymer is included, there are still few synthesis examples of a polymer suitable for a radiation-sensitive resin composition used as a chemically amplified resist in which carbon atoms constituting the lactone ring form the polymer main chain. In the future, the development of new polymers that can provide new radiation-sensitive resin compositions that have excellent solubility in resist solvents, do not deteriorate line edge roughness during development, and have good sensitivity, resolution, etc. It has become an important technical issue from the viewpoint of responding to the progress of miniaturization.

特開2001−81139号公報JP 2001-81139 A 特開2002−82441号公報JP 2002-82441 A 特開2003−131382号公報JP 2003-131382 A

本発明は、前述した諸問題に対処するためになされたものであり、その課題は、エーテル基で置換されたラクトン環を有し、該ラクトン環を構成する炭素原子が重合体主鎖をなす、酸の作用によりアルカリ性水溶液に可溶となるアルカリ難溶性樹脂を含む新規な重合体、および当該重合体の合成原料等として有用な新規な不飽和化合物を提供することにある。   The present invention has been made in order to cope with the above-mentioned problems, and the problem thereof is that it has a lactone ring substituted with an ether group, and carbon atoms constituting the lactone ring form a polymer main chain. Another object of the present invention is to provide a novel polymer containing a poorly alkali-soluble resin that is soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid, and a novel unsaturated compound useful as a raw material for synthesizing the polymer.

本発明は、第一に、
下記一般式(1)で表される化合物(以下、「不飽和化合物(1)」という。)、からなる。
The present invention, first,
It consists of a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “unsaturated compound (1)”).

Figure 2005206548
〔一般式(1)においてR1 は置換もしくは無置換の炭素数1〜14の1価の非芳香族炭化水素基を示し、R2 は水素原子または炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、nは1〜3の整数である。〕
Figure 2005206548
[In the general formula (1), R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and R 2 represents a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 14 carbon atoms. A cyclic or cyclic alkyl group, and n is an integer of 1 to 3; ]

本発明は、第二に、
下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有する、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜300,000の重合体(以下、「重合体(α)」という。)、からなる。
The present invention secondly,
A polymer having a repeating unit represented by the following general formula (I) and having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 1,000 to 300,000 by gel permeation chromatography (GPC) (hereinafter referred to as “polymer (α)”) ).

Figure 2005206548
〔一般式(I)においてR1 は置換もしくは無置換の炭素数1〜14の1価の非芳香族炭化水素基を示し、R2 は水素原子または炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、nは1〜3の整数である。〕
Figure 2005206548
[In general formula (I), R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and R 2 represents a hydrogen atom or a linear or branched group having 1 to 14 carbon atoms. A cyclic or cyclic alkyl group, and n is an integer of 1 to 3; ]

本発明は、第三に、
前記一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜300,000である、酸の作用によりアルカリ性水溶液に可溶となるアルカリ難溶性樹脂(以下、「樹脂(A)」という。)、からなる。
ここでいう「アルカリ難溶性」とは、樹脂(A)を含有する感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に使用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに樹脂(A)のみを用いた被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
Third, the present invention
It has a repeating unit represented by the general formula (I) and has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 1,000 to 300,000 by gel permeation chromatography (GPC), and is soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. Consisting of an alkali hardly soluble resin (hereinafter referred to as “resin (A)”).
“Alkali poorly soluble” as used herein refers to the alkali development conditions used when forming a resist pattern from a resist film formed using a radiation-sensitive resin composition containing the resin (A). When a film using only the resin (A) is developed in place of the resist film, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

以下、本発明について詳細に説明する。
不飽和化合物(1)
一般式(1)において、R1 の無置換の炭素数1〜14の1価の非芳香族炭化水素基としては、例えば、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、t−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基等の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基の環状のアルキル基;
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Unsaturated compound (1)
In the general formula (1), as the unsubstituted monovalent non-aromatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms of R 1 , for example,
Methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, t-pentyl group, n- Directly such as hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, t-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, etc. A chain or branched alkyl group;
A cyclic alkyl group of cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group;

ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン等の有橋脂環式炭化水素類に由来する脂環式環からなる基;
その1位の2個の水素原子がメチル基と前記シクロアルキル基または脂環式環からなる基とで置換されたエチル基;
その1位の2個の水素原子が前記シクロアルキル基あるいは脂環式環からなる基で置換されたエチル基;
前記シクロアルキル基または脂環式環からなる基がメチレン基や、エチレン基、プロピレン基等の炭素数2〜8のアルキレン基を介して酸素原子に結合した基
等を挙げることができる。
Groups consisting of alicyclic rings derived from bridged alicyclic hydrocarbons such as bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane;
An ethyl group in which two hydrogen atoms at the 1-position are substituted with a methyl group and a group consisting of the cycloalkyl group or alicyclic ring;
An ethyl group in which two hydrogen atoms at the 1-position are substituted with a group consisting of the cycloalkyl group or alicyclic ring;
Examples thereof include a group in which the cycloalkyl group or the group comprising an alicyclic ring is bonded to an oxygen atom via a C2-C8 alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, or a propylene group.

また、前記1価の非芳香族炭化水素基に対する置換基としては、例えば、炭素数1〜14の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアルキル基(例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシメチル基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアルコキシル基(例えば、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、t−ブトキシメトキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキルカルボニルオキシ基(例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、t−ブチルカルボニルオキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等)、炭素数2〜14の直鎖状もしくは分岐状のシアノアルキル基(例えば、シアノメチル基、2−シアノエチル基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基等)、炭素数1〜14の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等)等を挙げることができる。
これらの置換基は置換誘導体中に2個以上あるいは2種以上存在してもよく、また複数存在する置換基が相互に結合して環構造を形成してもよい。
Examples of the substituent for the monovalent non-aromatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group having 1 to 14 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, i -Propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc.), linear or branched alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group) Group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, etc.), linear or branched alkoxy having 2 to 8 carbon atoms Alkyl groups (for example, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, t-butoxymethyl group, etc.), linear or branched alkoxyalkoxyl groups having 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxymethone) Si group, ethoxymethoxy group, t-butoxymethoxy group, etc.), linear or branched alkylcarbonyloxy group having 2 to 8 carbon atoms (for example, methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, t-butylcarbonyloxy group) Group), linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, etc.), linear or branched group having 2 to 14 carbon atoms. -Like cyanoalkyl group (for example, cyanomethyl group, 2-cyanoethyl group, 3-cyanopropyl group, 4-cyanobutyl group, etc.), C1-C14 linear or branched fluoroalkyl group (for example, fluoromethyl group) Group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, etc.).
Two or more of these substituents may be present in the substituted derivative, or a plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring structure.

一般式(1)において、R1 としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等の非酸解離性基;t−ブチル基、t−ペンチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−メチルシクロヘプチル基、1−エチルシクロヘプチル基、2−メチルノルボルナン−2−イル基、2−エチルノルボルナン−2−イル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、2−エチルアダマンタン−2−イル基、1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1−メチルエチル基、1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等の酸解離性基が好ましく、特に、メチル基、エチル基、メトキシメチル基が好ましい。
1 が酸解離性基である場合は、放射線の照射あるいは照射後の加熱により該酸解離性基が脱離してヒドロキシル基を生成するため、アルカリ現像液に対する溶解コントラストを高めることができる。
In the general formula (1), R 1 is a non-acid dissociable group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an n-butyl group; a t-butyl group, a t-pentyl group, or a 1-methylcyclopentyl group. 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1-methylcycloheptyl group, 1-ethylcycloheptyl group, 2-methylnorbornan-2-yl group, 2-ethylnorbornane-2- Yl group, 2-methyladamantan-2-yl group, 2-ethyladamantan-2-yl group, 1- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1-methylethyl group, 1- ( Adamantane-1-yl) -1-methylethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, tetrahydrofuranyl Preferably acid-labile group such as tetrahydropyranyl group, especially, a methyl group, an ethyl group, a methoxymethyl group is preferable.
When R 1 is an acid dissociable group, the acid dissociable group is eliminated by irradiation with radiation or heating after irradiation to generate a hydroxyl group, so that the dissolution contrast in an alkali developer can be increased.

一般式(1)において、R2 の炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、t−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。 In the general formula (1), examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 14 carbon atoms represented by R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n- Butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, Examples include n-undecyl group, n-dodecyl group, t-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

一般式(1)において、R2 としては、水素原子、メチル基等が好ましく、特に水素原子が好ましい。
また、nとしては、特に1が好ましい。
In the general formula (1), R 2 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or the like, and particularly preferably a hydrogen atom.
Moreover, as n, 1 is particularly preferable.

好ましい不飽和化合物(1)としては、下記一般式(1−a)または一般式(1−b)で表される化合物等を挙げることができ、特に好ましくは一般式(1−a)で表される化合物(以下、「不飽和化合物(1−a)」という。)である。   Preferred examples of the unsaturated compound (1) include compounds represented by the following general formula (1-a) or general formula (1-b), and particularly preferred are those represented by the general formula (1-a). (Hereinafter referred to as “unsaturated compound (1-a)”).

Figure 2005206548
〔ここで、R1 は一般式(1)におけるR1 と同義であり、R2 は炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示す。〕
Figure 2005206548
[Wherein R 1 has the same meaning as R 1 in formula (1), and R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 14 carbon atoms. ]

また、好ましい不飽和化合物(1−a)としては、R1 がメチル基、エチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基や、ノルボルナン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン等の脂環式炭化水素類に由来する脂環式環からなる基である化合物;R1 がt−ブチル基、t−ペンチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−メチルシクロヘプチル基、1−エチルシクロヘプチル基、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、2−エチルアダマンタン−2−イル基、1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1−メチルエチル基、1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等の酸解離性基である化合物等を挙げることができ、特にR1 がメチル基、エチル基またはメトキシメチル基である化合物が、極性および重合性の観点から好ましい。 As preferred unsaturated compounds (1-a), R 1 is methyl, ethyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornane, bicyclo [2.2.2] octane, tri A compound which is a group consisting of an alicyclic ring derived from alicyclic hydrocarbons such as cyclodecane, tetracyclododecane and adamantane; R 1 is a t-butyl group, a t-pentyl group, a 1-methylcyclopentyl group, 1 -Ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1-methylcycloheptyl group, 1-ethylcycloheptyl group, 2-methylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl group, 2 -Ethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl group, 2-methyladamantan-2-yl group, 2-ethyladama Ntan-2-yl group, 1- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1-methylethyl group, 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl group, methoxymethyl group , ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, tetrahydrofuranyl group, and a compound such as an acid dissociable group such as a tetrahydropyranyl group, especially R 1 is a methyl group, an ethyl group Or the compound which is a methoxymethyl group is preferable from a polar and polymeric viewpoint.

好ましい不飽和化合物(1)の具体例としては、下記式(1−1)〜式(1−23) の化合物等を挙げることができる。   Specific examples of the preferable unsaturated compound (1) include compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-23).

Figure 2005206548
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不飽和化合物(1)は、例えば、下記のようにして合成することができる。
即ち、非特許文献1に記載の方法に準拠して、対応する4−ヒドロキシメチル−γ―ブチロラクトンを水素化ナトリウムと反応させてアルコキシドに変換し、これをハロゲン化アルキル等のアルキル化剤と反応させることにより、式(1−1)の化合物に対応するメトキシメチル−γ―ブチロラクトンを合成し、また他の対応するアルコキシメチル化ラクトンもこれに準じて合成したのち、得られたアルコキシメチルラクトンを、水素化ナトリウムの存在下で、ギ酸エステルによりホルミル化したのち、ラネーニッケルなどで還元して脱水するか(例えば、非特許文献2参照。)、またはナトリウムエチラートの存在下で、シュウ酸ジエチルと反応させたのち、ホルムアルデヒドを作用させる方法(例えば、非特許文献3参照。);α−ブロモメチルアクリル酸エステルとα−アルコキシアセトアルデヒドに亜鉛を作用させて、レフォルマトスキィ(Reformarsky)反応を経て合成する方法(例えば、非特許文献4参照。)等により合成することができる。
The unsaturated compound (1) can be synthesized, for example, as follows.
That is, according to the method described in Non-Patent Document 1, the corresponding 4-hydroxymethyl-γ-butyrolactone is reacted with sodium hydride to convert it to an alkoxide, which is reacted with an alkylating agent such as an alkyl halide. To synthesize methoxymethyl-γ-butyrolactone corresponding to the compound of formula (1-1), and synthesize other corresponding alkoxymethylated lactone according to this, and then obtain the resulting alkoxymethyllactone. In the presence of sodium hydride, after formylation with formic acid ester, it is dehydrated by reduction with Raney nickel or the like (for example, see Non-Patent Document 2), or in the presence of sodium ethylate with diethyl oxalate A method of reacting formaldehyde after the reaction (for example, see Non-patent Document 3); α-bromo By the action of zinc chill acrylate and α- alkoxy acetaldehyde, a method of synthesizing via a Reformatsky toss Qiao (Reformarsky) reaction (e.g., Non-Patent Document 4 reference.) Can be synthesized by such.

J.Org.Chem.,50,p.2764(1985)J. et al. Org. Chem. , 50, p. 2764 (1985) J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,p.531(1985)J. et al. Chem. Soc. , Chem. Commun. , P. 531 (1985) J.Org.Chem.,42,p.1180(1977)J. et al. Org. Chem. , 42, p. 1180 (1977) J.Med.Chem.,23,p.1031(1980)J. et al. Med. Chem. , 23, p. 1031 (1980)

不飽和化合物(1)は、特に、下記する重合体(α)の合成原料として極めて好適に使用することができるほか、他の関連する化合物を合成する原料ないし中間体としても有用である。
不飽和化合物(1)は、他の重合性不飽和化合物との共重合性に優れるため、共重合させた場合にも、得られる重合体(α)の組成の不均一化を招くことなく、好ましい特性を発揮するラクトン環を有する繰り返し単位を重合体(α)に導入することができる。
The unsaturated compound (1) can be used particularly suitably as a raw material for synthesizing the following polymer (α), and is also useful as a raw material or an intermediate for synthesizing other related compounds.
Since the unsaturated compound (1) is excellent in copolymerizability with other polymerizable unsaturated compounds, even when copolymerized, the resulting polymer (α) does not become non-uniform in composition, A repeating unit having a lactone ring that exhibits preferable characteristics can be introduced into the polymer (α).

重合体(α)
重合体(α)は、前記一般式(I)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(I)」という。)を有する、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜300,000の重合体からなる。
重合体(α)における繰り返し単位(I)は、不飽和化合物(1)の重合性炭素・炭素二重結合が開裂した単位である。
重合体(α)において、繰り返し単位(I)は、単独でまたは2種以上が存在することができる。
繰り返し単位(I)を与える不飽和化合物(1)は、他の重合性不飽和化合物との共重合性に優れるため、共重合させた場合にも、得られる重合体(α)の組成の不均一化を招くことなく、ラクトン環を有する繰り返し単位(I)の導入が可能であり、また繰り返し単位(I)が一般的なレジスト用溶剤との親和性も良好であることから、重合体(α)を樹脂(A)として、化学増幅型レジストとして使用される感放射線性樹脂組成物に用いたとき、背景技術で述べたようなレジスト被膜中の異物の混在、現像時のラインエッジラフネスの悪化、解像度の低下などの問題を解決することができる。
Polymer (α)
The polymer (α) has a repeating unit represented by the general formula (I) (hereinafter referred to as “repeating unit (I)”), and has a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). Consists of 1,000 to 300,000 polymers.
The repeating unit (I) in the polymer (α) is a unit in which the polymerizable carbon / carbon double bond of the unsaturated compound (1) is cleaved.
In the polymer (α), the repeating unit (I) may be present alone or in combination of two or more.
The unsaturated compound (1) giving the repeating unit (I) is excellent in copolymerizability with other polymerizable unsaturated compounds, so that the composition of the resulting polymer (α) is poor even when copolymerized. It is possible to introduce the repeating unit (I) having a lactone ring without causing homogenization, and since the repeating unit (I) has good affinity with a general resist solvent, the polymer ( When α) is used as a resin (A) in a radiation-sensitive resin composition used as a chemically amplified resist, the contamination of the resist film as described in the background art, the line edge roughness during development, Problems such as deterioration and resolution reduction can be solved.

重合体(α)は、繰り返し単位(I)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」という。)を有することができる。
好ましい他の繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(II)で表されるを繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(II)」という。)を挙げることができる。
The polymer (α) can have a repeating unit other than the repeating unit (I) (hereinafter referred to as “other repeating unit”).
Preferable other repeating units include, for example, repeating units represented by the following general formula (II) (hereinafter referred to as “repeating units (II)”).

Figure 2005206548
〔一般式(II)において、R3 は置換もしくは無置換の炭素数3〜14の1価の酸解離性基を示し、R4 は水素原子またはメチル基を示す。〕
Figure 2005206548
[In the general formula (II), R 3 represents a substituted or unsubstituted monovalent acid-dissociable group having 3 to 14 carbon atoms, and R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

一般式(II)において、R3 の無置換の炭素数3〜14の1価の酸解離性基としては、好ましくは、例えば、t−ブチル基、t−ペンチル基等の3級アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状のアルキル基の1位を炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基で置換した基;その一般式(II)中のカルボニルオキシ基に結合している炭素原子を炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基で置換した、ノルボルナン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン等の有橋脂環式炭化水素類に由来する脂環式環からなる基;その1位の2個の水素原子がメチル基と前記シクロアルキル基または脂環式環からなる基とで置換されたエチル基;その1位の2個の水素原子が前記シクロアルキル基あるいは脂環式環からなる基で置換されたエチル基;
メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等のアセタール基等を挙げることができる。
In the general formula (II), the unsubstituted C 3-14 monovalent acid-dissociable group for R 3 is preferably a tertiary alkyl group such as a t-butyl group or a t-pentyl group; A group in which the 1-position of a cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group is substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; bonded to the carbonyloxy group in the general formula (II) Bridged alicyclic ring such as norbornane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, etc., in which the carbon atom is substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms A group comprising an alicyclic ring derived from a hydrocarbon of the formula; an ethyl group in which two hydrogen atoms at the 1-position thereof are substituted with a methyl group and a group comprising the cycloalkyl group or alicyclic ring; Two hydrogen atoms Ethyl group substituted with a group consisting of the cycloalkyl group or an alicyclic ring;
Acetal groups such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydropyranyl group and the like can be mentioned.

また、前記1価の酸解離性基に対する置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキソ基(=O)、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子等)、炭素数1〜14の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等)、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアルキル基(例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、t−ブトキシメチル基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアルコキシル基(例えば、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、t−ブトキシメトキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルキルカルボニルオキシ基(例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、t−ブチルカルボニルオキシ基等)、炭素数2〜8の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等)、炭素数2〜14の直鎖状もしくは分岐状のシアノアルキル基(例えば、シアノメチル基、2−シアノエチル基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基等)、炭素数1〜14の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等)等を挙げることができる。
これらの置換基は置換誘導体中に2個以上あるいは2種以上存在してもよい。
Examples of the substituent for the monovalent acid dissociable group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an oxo group (═O), a cyano group, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, etc.), a carbon number of 1 To 14 linear or branched alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t- Butyl group, etc.), linear or branched alkoxyl groups having 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, etc.), linear or branched alkoxyalkyl groups having 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, t-buto group) Dimethyl group), a linear or branched alkoxyalkoxyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxymethoxy group, ethoxymethoxy group, t-butoxymethoxy group, etc.), straight chain having 2 to 8 carbon atoms or Branched alkylcarbonyloxy group (for example, methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, t-butylcarbonyloxy group, etc.), linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxycarbonyl) Group, ethoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, etc.), C2-C14 linear or branched cyanoalkyl group (for example, cyanomethyl group, 2-cyanoethyl group, 3-cyanopropyl group, 4-cyanobutyl group) Group), a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 14 carbon atoms (for example, Fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group and the like) and the like.
Two or more of these substituents may be present in the substituted derivative.

3 の好ましい1価の酸解離性基としては、例えば、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、8−メチルトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−8−イル基、8−エチルトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−8−イル基、4−メチルテトラシクロ[6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル基、4−エチルテトラシクロ[6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、2−メチル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イル基、2−エチルアダマンタン−2−イル基、2−エチル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イル基、2−n−プロピルアダマンタン−2−イル基、2−n−プロピル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イル基、2−i−プロピルアダマンタン−2−イル基、2−i−プロピル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イル基、1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1−メチルエチル基、1−(トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−8−イル)−1−メチルエチル基、1−(テトラシクロ[6.2.1.13,6 .02,7 ]デカン−4−イル)−1−メチルエチル基、1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル基、1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル基、1,1−ジシクロヘキシルエチル基、1,1−ジ(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エチル基、1,1−ジ(トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−8−イル)エチル基、1,1−ジ(テトラシクロ[6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)エチル基、1,1−ジ(アダマンタン−1−イル)エチル基等を挙げることができる。 As preferable monovalent acid dissociable groups for R 3 , for example, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 2-methylbicyclo [2.2.1]. ] Heptan-2-yl group, 2-ethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl group, 8-methyltricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl group, 8-ethyltricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl group, 4-methyltetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl group, 4-ethyltetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl group, 2-methyladamantan-2-yl group, 2-methyl-3-hydroxyadamantan-2-yl group, 2-ethyladamantan-2-yl group, 2-ethyl- 3-hydroxyadamantan-2-yl group, 2-n-propyladamantan-2-yl group, 2-n-propyl-3-hydroxyadamantan-2-yl group, 2-i-propyladamantan-2-yl group, 2-i-propyl-3-hydroxyadamantan-2-yl group, 1- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1-methylethyl group, 1- (tricyclo [5.2.1] .0 2,6 ] decan-8-yl) -1-methylethyl group, 1- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7 ] decan-4-yl) -1-methyl Ethyl group, 1- (adamantan-1-y ) -1-methylethyl group, 1- (3-hydroxyadamantan-1-yl) -1-methylethyl group, 1,1-dicyclohexylethyl group, 1,1-di (bicyclo [2.2.1] heptane -2-yl) ethyl group, 1,1-di (tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl) ethyl group, 1,1-di (tetracyclo [6.2.1. 1 3,6 .0 2,7 ] dodecan-4-yl) ethyl group, 1,1-di (adamantan-1-yl) ethyl group, and the like.

これらの好ましい1価の酸解離性基のうち、特に、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、2−エチルアダマンタン−2−イル基、2−n−プロビルアダマンタン−2−イル基、2−i−プロピルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチル基等が好ましい。
重合体(a)において、繰り返し単位(II)は、単独でまたは2種以上が存在することができる。
Among these preferable monovalent acid dissociable groups, in particular, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 2-methyladamantan-2-yl group, 2 -Ethyladamantan-2-yl group, 2-n-propyl adamantan-2-yl group, 2-i-propyladamantan-2-yl group, 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl group and the like Is preferred.
In the polymer (a), the repeating unit (II) may be present alone or in combination of two or more.

また、繰り返し単位(II)以外の好ましい他の繰り返し単位としては、例えば、下記式(2−a)〜(2−c)の化合物や、(メタ)アクリル酸4−オキソアダマンタン−1−イル、2−(メタ)アクリロイルオキシ−5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7 ]ノナン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7 ]ノナン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−7−オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メトキシカルボニル−7−オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン、8−(メタ)アクリロイルオキシ−3−オキソ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン、9−(メタ)アクリロイルオキシ−3−オキソ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−5−(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシプロピル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イルの重合性炭素・炭素二重結合が開裂した単位等を挙げることができる。 Moreover, as other preferable repeating units other than the repeating unit (II), for example, compounds of the following formulas (2-a) to (2-c), (meth) acrylic acid 4-oxoadamantan-1-yl, 2- (Meth) acryloyloxy-5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, 2- (meth) acryloyloxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4- Oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, 4- (meth) acryloyloxy-7-oxo-6-oxabicyclo [3.2.1] octane, 4- (meth) acryloyloxy- 2-methoxycarbonyl-7-oxo-6-oxabicyclo [3.2.1] octane, 8- (meth) acryloyloxy-3-oxo-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Deccan, 9 (Meth) acryloyloxy-3-oxo-4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decane, 2- (meth) acryloyloxy-5- (1,1,1-fluoro-2 -Trifluoromethyl-2-hydroxypropyl) bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl, a unit in which a polymerizable carbon / carbon double bond is cleaved.

Figure 2005206548
(ここで、各R5 は相互に独立に水素原子またはメチル基を示す。)
Figure 2005206548
(Here, each R 5 independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)

さらに、前記以外の他の繰り返し単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の有橋式炭化水素骨格を持たない(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソノルボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル等の有橋式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド化合物;N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒素不飽和化合物;α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、δ−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−バレロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン等の(メタ)アクリロイルオキシ基含有ラクトン化合物;下記式(3−a)〜(3−d)の化合物等の重合性炭素・炭素二重結合が開裂した単位を挙げることができる。   Furthermore, as another repeating unit other than the above, for example, (meth) acrylic acid; (meth) acrylic acid ester having no bridged hydrocarbon skeleton such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid esters having a bridged hydrocarbon skeleton such as norbornyl (meth) acrylate, isonorbornyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate; Saturated nitrile compounds; unsaturated amide compounds such as (meth) acrylamide and N, N-dimethyl (meth) acrylamide; other nitrogen-containing compounds such as N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine and vinylimidazole Saturated compounds: α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) Acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, δ- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-valerolactone, β- (meth) (Meth) acryloyloxy group-containing lactone compounds such as acryloyloxy-β-methyl-δ-valerolactone; polymerizable carbon / carbon double bonds such as compounds of the following formulas (3-a) to (3-d) are cleaved Units.

Figure 2005206548
(ここで、各R6 は相互に独立に水素原子またはメチル基を示す。)
繰り返し単位(II)以外の前記他の繰り返し単位は、単独でまたは2種以上が存在することができる。
Figure 2005206548
(Here, each R 6 independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)
The other repeating units other than the repeating unit (II) may be used alone or in combination of two or more.

重合体(α)における各繰り返し単位の含有率は、目的とする用途に応じて適宜選定することができるが、樹脂(A)として、化学増幅型レジストとして使用される感放射線性樹脂組成物における樹脂成分に使用する場合は、繰り返し単位(I)および繰り返し単位(II)を主成分とすることが好ましい。
樹脂(A)において、繰り返し単位(I)と繰り返し単位(II)との合計含有率は、好ましくは20〜100モル%、さらに好ましくは35〜100モル%である。
また、繰り返し単位(I)の含有率は、通常、5〜70モル%、好ましくは5〜60モル%であり、繰り返し単位(II)の含有率は、通常、20〜60モル%、好ましくは30〜45モル%である。この場合、繰り返し単位(I)の含有率が5モル%未満では、レジストとしてのラインエッジラフネスが低下する傾向があり、一方70モル%を超えると、レジストとしての解像度やレジスト用溶剤への溶解性が低下する傾向がある。また、繰り返し単位(II)の含有率が20モル%未満では、レジストとしての解像度が低下する傾向があり、一方60モル%を超えると、レジストとしての現像性が低下する傾向がある。
Although the content rate of each repeating unit in a polymer ((alpha)) can be suitably selected according to the intended use, in the radiation sensitive resin composition used as a chemically amplified resist as resin (A). When used for the resin component, it is preferable that the repeating unit (I) and the repeating unit (II) are the main components.
In the resin (A), the total content of the repeating unit (I) and the repeating unit (II) is preferably 20 to 100 mol%, more preferably 35 to 100 mol%.
The content of the repeating unit (I) is usually 5 to 70 mol%, preferably 5 to 60 mol%, and the content of the repeating unit (II) is usually 20 to 60 mol%, preferably 30 to 45 mol%. In this case, when the content of the repeating unit (I) is less than 5 mol%, the line edge roughness as a resist tends to decrease. On the other hand, when the content exceeds 70 mol%, the resolution as a resist and the dissolution in a resist solvent are present. Tend to decrease. Further, when the content of the repeating unit (II) is less than 20 mol%, the resolution as a resist tends to be lowered, whereas when it exceeds 60 mol%, the developability as a resist tends to be lowered.

また、樹脂(A)が繰り返し単位(I)、繰り返し単位(II)および繰り返し単位(II)以外の他の繰り返し単位を有する場合、各繰り返し単位の含有率は、繰り返し単位(I)を約5〜約60モル%、繰り返し単位(II)を約5〜約60モル%とし、繰り返し単位(II)以外の他の繰り返し単位を残部とすることが好ましい。   Moreover, when resin (A) has other repeating units other than repeating unit (I), repeating unit (II), and repeating unit (II), the content rate of each repeating unit is about 5 repeating unit (I). It is preferable that the repeating unit (II) is about 5 to about 60 mol%, and other repeating units other than the repeating unit (II) are the remainder.

重合体(α)のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、1,000〜300,000、好ましくは2,000〜200,000、さらに好ましくは3,000〜100,000である。この場合、重合体(α)のMwが1,000未満では、レジストとしての耐熱性が低下する傾向があり、一方300,000を超えると、レジストとしての現像性が低下する傾向がある。
また、重合体(α)のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1〜5、好ましくは1〜3である。
The weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (α) is 1,000 to 300,000, preferably 2,000 to 200,000, and more preferably. Is 3,000-100,000. In this case, when the Mw of the polymer (α) is less than 1,000, the heat resistance as a resist tends to decrease, and when it exceeds 300,000, the developability as a resist tends to decrease.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer (α) to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) is usually 1 to 5, preferably 1-3.

重合体(α)は、例えば、各繰り返し単位に対応する単量体を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶剤中で重合することにより製造することができる。
前記重合に使用される溶剤としては、例えば、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の飽和カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;2−ブタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;シクロヘキサノン等の環状のケトン類;2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類等を挙げることができる。
これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、前記重合における反応条件は、反応温度が、通常、40〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、反応時間が、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。
The polymer (α) is, for example, a monomer corresponding to each repeating unit using a radical polymerization initiator such as hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds, and the like. In the presence of a chain transfer agent in a suitable solvent.
Examples of the solvent used for the polymerization include cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane; ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate, propylene glycol monomethyl ether. Saturated carboxylic acid esters such as acetate; lactones such as γ-butyrolactone; linear or branched ketones such as 2-butanone, 2-heptanone and methyl isobutyl ketone; cyclic ketones such as cyclohexanone; Examples include alcohols such as propanol and propylene glycol monomethyl ether.
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
Moreover, as for the reaction conditions in the said superposition | polymerization, reaction temperature is 40-120 degreeC normally, Preferably it is 50-100 degreeC, and reaction time is 1 to 48 hours normally, Preferably it is 1 to 24 hours.

重合体(α)は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が規定値以下、例えばHPLC(高速液体クロマトグラフィ)で測定した値が0.1重量%程度以下であることが好ましく、それにより、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善できるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化がない化学増幅型レジストとして使用できる感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
重合体(α)の精製法としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。
金属等の不純物を除去する方法としては、ゼータ電位フィルターを用いて樹脂溶液中の金属を吸着させる方法;蓚酸やスルホン酸等の酸性水溶液で樹脂溶液を洗浄することにより、金属をキレート状態にして除去する方法等を挙げることができる。
また、残留単量体やオリゴマー成分を規定値以下に下げる方法としては、溶液状態での精製方法として、水洗法、適切な溶剤の組み合わせによる液々抽出法、限外ろ過法等;固体状態での精製方法として、重合体溶液を貧溶媒中へ滴下して重合体を凝固させる再沈澱法、重合体を貧溶媒中のスラリーとして洗浄する方法や、これらの方法の組み合わせ等を挙げることができる。
The polymer (α) is naturally low in impurities such as halogen and metal, but the residual monomer or oligomer component is below a specified value, for example, a value measured by HPLC (high performance liquid chromatography) is 0.1 weight. % Or less is preferable, so that not only can the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, etc. as a resist be further improved, but also used as a chemically amplified resist that does not change with time, such as foreign matter in liquid or sensitivity. A radiation-sensitive resin composition that can be obtained can be obtained.
Examples of the method for purifying the polymer (α) include the following methods.
As a method for removing impurities such as metals, a method in which a metal in a resin solution is adsorbed using a zeta potential filter; a metal solution is chelated by washing the resin solution with an acidic aqueous solution such as oxalic acid or sulfonic acid. The method of removing etc. can be mentioned.
In addition, as a method of lowering the residual monomer and oligomer components below the specified value, as a purification method in a solution state, a water washing method, a liquid extraction method by an appropriate solvent combination, an ultrafiltration method, etc .; in a solid state Examples of the purification method include a reprecipitation method in which a polymer solution is dropped into a poor solvent to solidify the polymer, a method of washing the polymer as a slurry in the poor solvent, and a combination of these methods. .

重合体(α)は、特に、樹脂(A)として、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に用いられる化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物の樹脂成分として極めて好適に使用することができる。
以下に、この感放射線性樹脂組成物について説明する。
The polymer (α) uses various kinds of radiation such as deep ultraviolet rays such as KrF excimer laser and ArF excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams, particularly as the resin (A). It can be used very suitably as a resin component of a radiation sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist used for fine processing.
Below, this radiation sensitive resin composition is demonstrated.

感放射線性樹脂組成物
感放射線性樹脂組成物は、樹脂(A)および放射線の照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という。)を含有する。
感放射線性樹脂組成物において、樹脂(A)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また所望により、樹脂(A)と共に、酸の作用によりアルカリ可溶となる他のアルカリ難溶性樹脂を1種以上併用することもできる。
前記他のアルカリ難溶性樹脂としては、例えば、繰り返し単位(II) を1種以上有し、場合により、繰り返し単位(II) 以外の前記他の繰り返し単位を1種以上さらに有する樹脂等を挙げることができる。
Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition contains a resin (A) and a radiation-sensitive acid generator that generates acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “acid generator (B)”). .
In the radiation-sensitive resin composition, the resin (A) can be used alone or in admixture of two or more. If desired, the resin (A) can be used together with the resin (A) to become alkali-soluble by the action of an acid. One or more alkali-soluble resins may be used in combination.
Examples of the other hardly alkali-soluble resins include resins having one or more repeating units (II) and optionally further including one or more other repeating units other than the repeating unit (II). Can do.

酸発生剤(B)としては、例えば、スルホニウム塩やヨードニウム塩等のオニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、有機ハロゲン化合物、ジスルホン類やジアゾメタンスルホン類等のスルホン化合物等を挙げることができる。
好ましい酸発生剤(B)としては、例えば、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等のトリフェニルスルホニウム塩化合物;
Examples of the acid generator (B) include onium salt compounds such as sulfonium salts and iodonium salts, imide sulfonate compounds, organic halogen compounds, and sulfone compounds such as disulfones and diazomethane sulfones.
As a preferable acid generator (B), for example,
Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecan-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate Triphenylsulfonium salt compounds such as triphenylsulfonium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate;

4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等の4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム塩化合物; 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2- (bicyclo [2 2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium N, N'-bis (nonafluoro -n- butanesulfonyl) imidate 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium salt compounds such as 4-cyclohexyl-phenyl diphenyl sulfonium 10-camphorsulfonate;

4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等の4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム塩化合物; 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-t-butylphenyl Diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium 2- (tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1,7,10 ] dodecan-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 4-t-butylphenyl 4-t-butylphenyl diphenyl sulfonium salt compounds such as triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate;

トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム10−カンファースルホネート等のトリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム塩化合物; Tris (4-t-butylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, Tris (4-t-butylphenyl) sulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium 2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, tris (4-t- butylphenyl) sulfonium N, N ' -Bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, tris (4-t-butyl) Eniru) tris (4-t-butylphenyl, such as sulfonium 10-camphorsulfonate) sulfonium salt compounds;

ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート等のジフェニルヨードニウム塩化合物; Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1, 2,2-tetrafluoroethane sulfonate, diphenyliodonium 2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, diphenyliodonium N, Diphenyliodonium salt compounds such as N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate;

ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート等のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩化合物; Bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, bis (4-t- butylphenyl) iodonium N, N ' -Bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, bis (4-t-butylphenyl) io Iodonium 10-camphorsulfonate, etc. bis (4-t- butylphenyl) iodonium salt compounds;

1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム10−カンファースルホネート等の1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム塩化合物; 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothio 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium salt compounds such as phenium 10-camphorsulfonate;

1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムN,N’−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム10−カンファースルホネート等の1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム塩化合物; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (3,5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-Jifuruo Ethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium N, N′-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium salt compounds such as tetrahydrothiophenium 10-camphorsulfonate;

N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−〔2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕スクシンイミド、N−〔2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホニルオキシ〕スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド等のスクシンイミド化合物; N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- [2- (bicyclo [2.2.1] ] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] succinimide, N- [2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1, 7,10 ] dodecane- Succinimide compounds such as 3-yl) -1,1-difluoroethanesulfonyloxy] succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide;

N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10]ドデカン−3−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等のビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド化合物
等を挙げることができる。
これらの酸発生剤(B)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept -5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [ 2- (Bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3- dicarboximide, N- [2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-3-yl) -1,1-difluoroethane sulfonyloxy] bicyclo [2.2.1 ] Hep Bicyclo [2.2 such as -5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide. .1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide compounds and the like.
These acid generators (B) can be used alone or in admixture of two or more.

酸発生剤(B)の使用量は、レジストとしての感度および現像性を確保する観点から、樹脂(A)100重量部に対して、通常、0.1〜30重量部、好ましくは0.1〜20重量部である。この場合、酸発生剤(B)の使用量が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方30重量部を超えると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンを得られ難くなる傾向がある。   The amount of the acid generator (B) used is usually 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.1 to 100 parts by weight of the resin (A), from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist. ~ 20 parts by weight. In this case, if the amount of the acid generator (B) used is less than 0.1 parts by weight, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 30 parts by weight, the transparency to radiation decreases and the rectangular shape is reduced. It tends to be difficult to obtain a resist pattern.

感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、酸拡散制御剤、酸解離性基を有してもよい脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種の添加剤を配合することができる。
前記酸拡散制御剤は、放射線の照射により酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非照射領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。
このような酸拡散制御剤を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、照射から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
If necessary, the radiation-sensitive resin composition contains various additives such as an acid diffusion controller, an alicyclic additive that may have an acid-dissociable group, a surfactant, and a sensitizer. can do.
The acid diffusion controlling agent is a component having an action of controlling an undesired chemical reaction in a non-irradiated region by controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from the acid generator (B) by irradiation of radiation in a resist film.
By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved, the resolution as a resist is further improved, and the holding time from irradiation to development processing ( The change in the line width of the resist pattern due to the variation in PED) can be suppressed, and a composition having excellent process stability can be obtained.

前記酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の照射や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、3級アミン化合物、アミド基含有化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、含窒素複素環式化合物等を挙げることができる。
前記3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−4−メチルアニリン、N,N−ジメチル−4−ニトロアニリン、N,N−ジメチル−2,6−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−2,6−ジ−i−プロピルアニリン、トリフェニルアミン等の芳香族アミン類;トリエタノールアミン、ジエタノールアニリン等のアルカノールアミン類のほか、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、ビス(2−N,N−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−N,N−ジエチルアミノエチル)エーテル等を挙げることができる。
The acid diffusion controller is preferably a nitrogen-containing organic compound whose basicity does not change by irradiation or heat treatment during the resist pattern formation process.
Examples of such nitrogen-containing organic compounds include tertiary amine compounds, amide group-containing compounds, quaternary ammonium hydroxide compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds.
Examples of the tertiary amine compound include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n- Tri (cyclo) alkylamines such as octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; N, N-dimethylaniline, N, N-dimethyl-4 -Methylaniline, N, N-dimethyl-4-nitroaniline, N, N-dimethyl-2,6-dimethylaniline, N, N-dimethyl-2,6-di-i-propylaniline, triphenylamine, etc. Aromatic amines; Alkaline such as triethanolamine, diethanolaniline N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, bis (2-N, N-dimethylaminoethyl) Examples include ether and bis (2-N, N-diethylaminoethyl) ether.

前記アミド基含有化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、
N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、
N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。
Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, and Nt. -Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N -T-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycal Bonyl-N-methyl-1-adamantylamine,
N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8- Diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane,
N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N, N ′, N′-tetra In addition to Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide , Propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like.

前記4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等を挙げることができる。
前記含窒素複素環式化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキソキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等を挙げることができる。
Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, and tetra-n-butylammonium hydroxide.
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles such as imidazole, 4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole; Pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, In addition to pyridines such as quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxoquinoline and acridine; piperazines such as piperazine and 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, - piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane.

これらの含窒素有機化合物のうち、3級アミン化合物、アミド基含有化合物、含窒素複素環式化合物が好ましく、またアミド基含有化合物の中ではN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物がさらに好ましく、含窒素複素環式化合物の中ではイミダゾール類がさらに好ましい。
前記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Of these nitrogen-containing organic compounds, tertiary amine compounds, amide group-containing compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferred, and among the amide group-containing compounds, Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds are more preferred, Among the nitrogen-containing heterocyclic compounds, imidazoles are more preferable.
The acid diffusion controller can be used alone or in admixture of two or more.

酸拡散制御剤の配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、通常、15重量部以下、好ましくは10重量部以下、さらに好ましくは5重量部以下である。この場合、酸拡散制御剤の配合量が15重量部を超えると、レジストとしての感度および現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロセス条件によってはパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。   The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, and more preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin (A). In this case, when the compounding amount of the acid diffusion controller exceeds 15 parts by weight, the sensitivity and developability as a resist tend to be lowered. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.001 part by weight, the pattern shape and dimensional fidelity may be lowered depending on the process conditions.

前記酸解離性基を有してもよい脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等をさらに改善する作用を示す成分である。
このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸ブチロラクトン、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトン等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトン等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジ−n−プロピル、アジピン酸ジ−n−ブチル、アジピン酸ジ−t−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類等を挙げることができる。
これらの脂環族添加剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The alicyclic additive that may have an acid dissociable group is a component that has an effect of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid butyrolactone, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t. -Butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantanediacetate di-t-butyl, 2,5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) Adamantane derivatives such as hexane; deoxycholic acid t-butyl, deoxycholic acid t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholic acid 2-ethoxyethyl, deoxycholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, deoxycholic acid 3-oxocyclohexyl, deoxycholic Acid tetrahi Deoxycholic acid esters such as lopyranyl and deoxycholic acid mevalonolactone; tert-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as tetrahydropyranyl lithocholic acid and mevalonolactone lithocholic acid; alkyl such as dimethyl adipate, diethyl adipate, di-n-propyl adipate, di-n-butyl adipate, di-t-butyl adipate Examples thereof include carboxylic acid esters.
These alicyclic additives can be used alone or in admixture of two or more.

脂環族添加剤の配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。この場合、脂環族添加剤の配合量が50重量部を超えると、レジストとしての耐熱性が低下する傾向がある。   The compounding quantity of an alicyclic additive is 50 parts weight or less normally with respect to 100 weight part of resin (A), Preferably it is 30 parts weight or less. In this case, when the compounding amount of the alicyclic additive exceeds 50 parts by weight, the heat resistance as a resist tends to decrease.

前記界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75,同No.95(共栄社化学(株)製)、エフトップEF301,同EF303,同EF352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガファックスF171,同F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430,同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,同SC−101,同SC−102,同SC−103,同SC−104,同SC−105,同SC−106(旭硝子(株)製)等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、通常、2重量部以下である。
The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striations, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( Asahi Glass Co., Ltd.).
These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding quantity of surfactant is 2 parts weight or less normally with respect to 100 weight part of resin (A).

前記増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる作用を示す成分である。
このような増感剤としては、例えば、カルバゾール類、ベンゾフェノン類、ローズベンガル類、アントラセン類、フェノール類等を挙げることができる。
これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
増感剤の配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、通常、50重量部以下である。 さらに、前記以外の添加剤としては、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid generated, and the apparent radiation-sensitive resin composition. It is a component which shows the effect | action which improves a sensitivity.
Examples of such a sensitizer include carbazoles, benzophenones, rose bengals, anthracenes, phenols and the like.
These sensitizers can be used alone or in admixture of two or more.
The blending amount of the sensitizer is usually 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin (A). Furthermore, examples of additives other than those mentioned above include antihalation agents, adhesion assistants, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.

感放射線性樹脂組成物は、普通、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、3〜50重量%、好ましくは5〜25重量%となるように、溶剤に溶解したのち、例えば孔径0.2m程度のフィルターでろ過して、組成物溶液として調製される。
前記組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等を挙げることができる。
The radiation-sensitive resin composition is usually dissolved in a solvent so that the total solid content is usually 3 to 50% by weight, preferably 5 to 25% by weight. A composition solution is prepared by filtering with a filter of about 2 m.
Examples of the solvent used for the preparation of the composition solution include linear or branched ketones such as 2-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, and 2-octanone; cyclopentanone, cyclohexanone, and the like. Cyclic ketones; propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; 2-hydroxypropionate alkyls such as methyl 2-hydroxypropionate and ethyl 2-hydroxypropionate; In addition to alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol mono Chill ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, n-butyl acetate, methyl pyruvate, pyruvate Examples thereof include ethyl, N-methylpyrrolidone, and γ-butyrolactone.

これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができるが、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。但し、シクロヘキサノンは溶解性の点からは、有効な溶剤であるが、その毒性の点で使用はできるだけ避けることが好ましい。   These solvents can be used alone or in admixture of two or more, but 2-heptanone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol It is preferable to contain at least one selected from monomethyl ether and γ-butyrolactone. However, cyclohexanone is an effective solvent from the viewpoint of solubility, but it is preferable to avoid its use from the viewpoint of toxicity.

レジストパターンの形成
ここで、前記感放射線性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成する方法について説明する。
レジストパターンを形成するに当たっては、放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸発生剤(B)から発生した酸の作用によって、樹脂(A)中の酸解離性基が解離して、ヒドロキシル基および/またはカルボキシル基を生じ、その結果、レジストの露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、該露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のレジストパターンが得られる。
感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等の基板上に塗布し、その後場合により加熱処理(以下、「PB」という。)を行なって、レジスト被膜を形成する。
Formation of Resist Pattern Here, a method for forming a resist pattern using the radiation sensitive resin composition will be described.
In forming the resist pattern, the acid dissociable group in the resin (A) is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator (B) by irradiation with radiation (hereinafter referred to as “exposure”). A hydroxyl group and / or a carboxyl group are generated. As a result, the solubility of the exposed portion of the resist in the alkaline developer is increased, and the exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer, whereby a positive resist pattern is obtained.
When forming a resist pattern from a radiation-sensitive resin composition, the composition solution is applied by appropriate coating means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc., for example, a silicon wafer, a wafer coated with aluminum, etc. Then, a heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) is optionally performed to form a resist film.

次いで、所定のレジストパターンを形成するように該レジスト被膜に露光する。
その際に使用される放射線としては、例えば、紫外線、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2 エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(極紫外線、波長13nm等)等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線等を適宜選択して使用できるが、これらのうち遠紫外線、電子線が好ましい。
また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成、各添加剤の種類等に応じて、適宜選定される。
高精度の微細パターンを安定して形成するために、露光後に加熱処理(以下、「PEB」という。)を行なうことが好ましい。このPEBにより、樹脂(A)中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。
PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。
Next, the resist film is exposed to form a predetermined resist pattern.
Examples of radiation used at this time include ultraviolet rays, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13 nm, etc.), etc. X-rays such as deep ultraviolet rays and synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams can be appropriately selected and used. Of these, far ultraviolet rays and electron beams are preferred.
Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, the kind of each additive, etc.
In order to stably form a high-precision fine pattern, it is preferable to perform heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin (A) proceeds smoothly.
The heating condition of PEB varies depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.

なお、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特許文献7に開示されているように、使用される基板上に有機系あるいは無機系の反射防止膜を形成しておくこともでき、また環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特許文献8に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもでき、あるいはこれらの技術を併用することもできる。   In order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, an organic or inorganic antireflection film is formed on the substrate to be used, for example, as disclosed in Patent Document 7. In order to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the resist film as disclosed in Patent Document 8, for example. Can also be used together.

特公平6−12452号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-12458 特開平5−188598号公報JP-A-5-188598

次いで、露光されたレジスト被膜をアルカリ現像液を用いて現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。
前記アルカリ現像液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。
前記アルカリ現像液の濃度は、通常、10重量%以下である。この場合、アルカリ現像液の濃度が10重量%を超えると、非露光部もアルカリ現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。
また、前記アルカリ現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。
Next, the exposed resist film is developed using an alkali developer to form a predetermined resist pattern.
As the alkaline developer, for example, an alkaline aqueous solution in which tetramethylammonium hydroxide is dissolved is preferable.
The concentration of the alkaline developer is usually 10% by weight or less. In this case, if the concentration of the alkali developer exceeds 10% by weight, the unexposed area may be dissolved in the alkali developer, which is not preferable.
An appropriate amount of a surfactant or the like can also be added to the alkaline developer. In addition, after developing with an alkali developing solution, it is generally washed with water and dried.

本発明の不飽和化合物(1)は、特に、重合体(α)の合成原料として極めて好適に使用することができる。
本発明の重合体(α)は、特に、樹脂(A)として、化学増幅型レジストとして使用される感放射線性樹脂組成物の樹脂成分として極めて好適に使用することができる。
本発明の樹脂(A)は、当該感放射線性樹脂組成物の樹脂成分として極めて好適に使用することができる。
なお、前記感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型レジストに用いた場合、放射線に対する透明性が高く、また感度、解像度等のレジストとしての基本物性に優れ、しかもレジスト用溶剤への溶解性に優れ、現像後のラインエッジラフネスを著しく低減できるという優れた効果を奏する。
The unsaturated compound (1) of the present invention can be used particularly suitably as a raw material for synthesizing the polymer (α).
Especially the polymer ((alpha)) of this invention can be used very suitably as a resin component of the radiation sensitive resin composition used as a chemically amplified resist as resin (A).
Resin (A) of this invention can be used very suitably as a resin component of the said radiation sensitive resin composition.
The radiation-sensitive resin composition, when used in a chemically amplified resist, has high transparency to radiation, excellent basic physical properties as a resist such as sensitivity and resolution, and solubility in a resist solvent. It has an excellent effect that the line edge roughness after development can be remarkably reduced.

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。合成実施例1(不飽和化合物(1)の合成)
滴下ロート、隔壁(セプタム)を備え付けた100ミリリットル3つ口フラスコに、水素化ナトリウム(純度60重量%)3.03g、N,N−ジメチルホルムアミド40ミリリットルを投入して、フラスコを温度が―10℃の飽和食塩水―氷冷却バスで冷却したのち、5−ヒドロキシメチルジヒドロフラン−2−オン6.81gをN,N−ジメチルホルムアミド10ミリリットルに溶解した溶液を、15分間かけて滴下した。その後冷却バスを外して、内容物を水素ガスの発泡がなくなるまで攪拌したのち、再びフラスコを飽和食塩水―氷バスで冷却して、ヨウ化メチル25gを15分かけて滴下した。その後冷却バスを外し、室温で1時間反応させたのち、反応溶液を10重量%塩化アンモニウム水溶液100ミリリットル中に投入した。その後、反応溶液をクロロホルム40ミリリットルで4回抽出したのち、抽出液を10重量%塩酸20ミリリットルで2回、飽和食塩水20ミリリットルで2回この順序で洗浄し、洗浄後の有機層から、ロータリーエバポレーターを用いて溶剤を留去することにより、5−メトキシメチルジヒドロフラン−2−オン4.1gを得た。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Synthesis Example 1 (Synthesis of unsaturated compound (1))
A 100 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel and a septum is charged with 3.03 g of sodium hydride (purity 60% by weight) and 40 ml of N, N-dimethylformamide. After cooling in a saturated saline-ice cooling bath at 0 ° C., a solution of 6.81 g of 5-hydroxymethyldihydrofuran-2-one dissolved in 10 ml of N, N-dimethylformamide was added dropwise over 15 minutes. Thereafter, the cooling bath was removed, and the contents were stirred until hydrogen gas bubbling ceased. The flask was cooled again with a saturated saline-ice bath, and 25 g of methyl iodide was added dropwise over 15 minutes. Thereafter, the cooling bath was removed and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 1 hour, and then the reaction solution was put into 100 ml of a 10 wt% ammonium chloride aqueous solution. Thereafter, the reaction solution was extracted four times with 40 ml of chloroform, and then the extract was washed twice with 20 ml of 10 wt% hydrochloric acid and twice with 20 ml of saturated saline solution in this order. By distilling off the solvent using an evaporator, 4.1 g of 5-methoxymethyldihydrofuran-2-one was obtained.

次いで、滴下ロート、隔壁を備え付けた別の100ミリリットル3つ口フラスコに、ナトリウムエトキシド1.16g、エタノール10ミリリットルを投入して、ナトリウムエトキシドを溶解させたのち、フラスコを飽和食塩水―氷冷却バスで冷却して、蓚酸ジエチル2.34gを投入した。その後、5−メトキシメチルジヒドロフラン−2−オン2.05gをエタノール10ミリリットルに溶解した溶液を、30分間かけて滴下し、0℃で1時間攪拌したのち、室温で一晩放置して反応させた。その後、10重量%塩酸6gを加えて反応溶液を酸性にし、さらに水40gを投入した。その後、ロータリーエバポレーターを用いてエタノールを留去した。その後、反応溶液を塩化メチレン20ミリリットルで4回抽出したのち、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥して、乾燥剤をろ別した。その後、ロータリーエバポレーターを用いて溶剤を留去することにより、下記式(4)で表される(5−メトキシメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキソ酢酸エチル3.1gを得た。   Next, into another 100 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel and a septum, 1.16 g of sodium ethoxide and 10 ml of ethanol were added to dissolve the sodium ethoxide, and then the flask was saturated with brine-ice. After cooling with a cooling bath, 2.34 g of diethyl oxalate was added. Thereafter, a solution of 2.05 g of 5-methoxymethyldihydrofuran-2-one dissolved in 10 ml of ethanol was added dropwise over 30 minutes, stirred at 0 ° C. for 1 hour, and then allowed to react overnight at room temperature. It was. Thereafter, 6 g of 10 wt% hydrochloric acid was added to acidify the reaction solution, and 40 g of water was further added. Thereafter, ethanol was distilled off using a rotary evaporator. Thereafter, the reaction solution was extracted four times with 20 ml of methylene chloride, and then the extract was dried over magnesium sulfate, and the desiccant was filtered off. Then, 3.1 g of ethyl (5-methoxymethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl) oxoacetate represented by the following formula (4) was obtained by distilling off the solvent using a rotary evaporator.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

次いで、滴下ロート、隔壁を備え付けた別の100ミリリットル3つ口フラスコに、水素化ナトリウム(純度60重量%)0.44g、テトラヒドロフラン20ミリリットルを投入したのち、内容物を激しく攪拌しながら、(5−メトキシメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキソ酢酸エチル3.1gをテトラヒドロフラン20ミリリットルに溶解した溶液を、ゆっくり滴下した。その後、水素ガスの発泡がなくなるまで、1時間程度攪拌して反応させた。その後、パラホルムアルデヒド1.95gを加え、30分程度かけて65℃に昇温して、5時間放置した。その後、反応溶液を室温に戻し、セライトを用いて不溶分をろ別した。その後、反応溶液をロータリーエバポレーターを用いて濃縮して、ジクロロメタン50ミリリットルに溶解したのち、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50ミリリットルを加えて、30分間攪拌した。その後、水層を除き、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥して、ろ別したのち、ロータリーエバポレーターを用いて溶剤を留去し、乾燥することにより、前記式(1−1)の5−メトキシメチル−3−メチレンテトラヒドロフラン−2−オン(以下、「不飽和化合物(1−1)」という。)1.3gを無色液体として得た。
この生成物について、 1H−NMR分析を行ったところ、化学シフト(δ)が6.23(1H)、5.65(1H)、4.64(1H)、3.53(2H)、3.79(3H)、2.91(2H)であった。
Next, after adding 0.44 g of sodium hydride (purity 60% by weight) and 20 ml of tetrahydrofuran to another 100 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel and a partition wall, -Methoxymethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl) A solution of 3.1 g of ethyl oxoacetate in 20 ml of tetrahydrofuran was slowly added dropwise. Thereafter, the reaction was continued with stirring for about 1 hour until no foaming of hydrogen gas disappeared. Thereafter, 1.95 g of paraformaldehyde was added, the temperature was raised to 65 ° C. over about 30 minutes, and the mixture was left for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was returned to room temperature, and insolubles were filtered off using celite. Thereafter, the reaction solution was concentrated using a rotary evaporator and dissolved in 50 ml of dichloromethane, and then 50 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, the aqueous layer is removed, the organic layer is dried over sodium sulfate, filtered, and then the solvent is distilled off using a rotary evaporator, followed by drying, whereby 5-methoxymethyl of the above formula (1-1) is obtained. 1.3 g of -3-methylenetetrahydrofuran-2-one (hereinafter referred to as “unsaturated compound (1-1)”) was obtained as a colorless liquid.
This product was subjected to 1 H-NMR analysis and found to have a chemical shift (δ) of 6.23 (1H), 5.65 (1H), 4.64 (1H), 3.53 (2H), 3 79 (3H) and 2.91 (2H).

実施例1(重合体(α)の合成)
メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル157.1gおよび不飽和化合物(1−1)142.9gを2−ブタノン600gに溶解し、さらにジメチル−2,2’−アゾイソブチロニトリル7.0gを投入した単量体溶液を準備した。
別に、滴下ロートを備え付けた1,000ミリリットル3つ口フラスコに2−ブタノン300gを投入して、30分間窒素パージしたのち、内容物を攪拌しながら80℃に加熱した。その後、前記単量体溶液を3時間かけて滴下し、滴下開始を重合開始時間とし、6時間重合した。重合終了後、反応溶液を水冷して30℃以下に冷却し、n−ヘキサン6000g中へ投入して、析出した白色粉末をろ別した。その後、この白色粉末をn−ヘキサン1200gと混合しスラリー状で洗浄する操作を2回行ったのち、ろ別し、50℃にて17時間真空乾燥して、白色粉末の重合体225g(収率75重量%)を得た。この重合体はMwが10,300であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イルおよび不飽和化合物(1−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が37.4:62.6の重合体であった。この重合体を重合体(α-1)とする。
Example 1 (Synthesis of polymer (α))
157.1 g of 2-methyladamantan-2-yl methacrylate and 142.9 g of unsaturated compound (1-1) were dissolved in 600 g of 2-butanone, and 7.0 g of dimethyl-2,2′-azoisobutyronitrile was further dissolved. A monomer solution charged with was prepared.
Separately, 300 g of 2-butanone was charged into a 1,000 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel, purged with nitrogen for 30 minutes, and then the contents were heated to 80 ° C. with stirring. Thereafter, the monomer solution was added dropwise over 3 hours, and polymerization was started for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 6000 g of n-hexane, and the precipitated white powder was separated by filtration. Thereafter, the white powder was mixed with 1200 g of n-hexane and washed in a slurry state twice, and then filtered and dried under vacuum at 50 ° C. for 17 hours to obtain 225 g of a white powder polymer (yield). 75% by weight). This polymer has Mw of 10,300, and as a result of 13 C-NMR analysis, the molar ratio of each repeating unit derived from 2-methyladamantan-2-yl methacrylate and the unsaturated compound (1-1) is 37. 4: 62.6 polymer. This polymer is referred to as “polymer (α-1)”.

重合体(α-1)および下記する重合体(α-2)〜(α-4)のMwは、東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。   Mw of the polymer (α-1) and the following polymers (α-2) to (α-4) are GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation. Measurement was performed by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under the analysis conditions of a flow rate of 1.0 ml / min, an elution solvent tetrahydrofuran, and a column temperature of 40 ° C.

実施例2(重合体(α)の合成)
単量体として、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル157.10g、下記式(5)の化合物(以下、「不飽和化合物(5)」という。)39.80gおよび不飽和化合物(1−1)128.45gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、白色粉末の重合体245g(収率82重量%)を得た。この重合体はMwが9,400であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル、不飽和化合物(5)および不飽和化合物(1−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が35.4:12.6:52.0の重合体であった。この重合体を重合体(α-2)とする。
Example 2 (Synthesis of polymer (α))
As monomers, 157.10 g of 1-ethylcyclopentyl methacrylate, 39.80 g of a compound of the following formula (5) (hereinafter referred to as “unsaturated compound (5)”) and 128. 245 g (yield 82% by weight) of a white powder polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 45 g was used. This polymer has Mw of 9,400, and as a result of 13 C-NMR analysis, the moles of each repeating unit derived from 1-ethylcyclopentyl methacrylate, unsaturated compound (5) and unsaturated compound (1-1). It was a polymer with a ratio of 35.4: 12.6: 52.0. This polymer is referred to as “polymer (α-2)”.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

実施例3(重合体(α)の合成)
単量体として、メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル130.4g、下記式(2−1)の化合物(以下、「不飽和化合物(2−1)」という。)56.4gおよび不飽和化合物(1−1)113.15gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、白色粉末の重合体219g(収率73重量%)を得た。この重合体はMwが11,200であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル、不飽和化合物(2−1)および不飽和化合物(1−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が33.6:16.2:50.2の重合体であった。この重合体を重合体(α-3)とする。
Example 3 (Synthesis of polymer (α))
As monomers, 130.4 g of 2-methyladamantan-2-yl methacrylate, 56.4 g of a compound of the following formula (2-1) (hereinafter referred to as “unsaturated compound (2-1)”) and unsaturated Except for using 113.15 g of compound (1-1), 219 g (yield 73 wt%) of a white powder polymer was obtained in the same manner as in Example 1. This polymer has Mw of 11,200 and is derived from 2-methyladamantan-2-yl methacrylate, unsaturated compound (2-1) and unsaturated compound (1-1) as a result of 13 C-NMR analysis. The molar ratio of each repeating unit was 33.6: 16.2: 50.2. This polymer is referred to as “polymer (α-3)”.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

実施例4(重合体(α)の合成)
単量体として、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル97.62g、不飽和化合物(5)33.71g、下記式(3−1)の化合物(以下、「不飽和化合物(3−1)」という。)124.50gおよび不飽和化合物(1−1)32.63gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、白色粉末の重合体213g(収率71重量%)を得た。この重合体はMwが9,200であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル、不飽和化合物(4−1)、不飽和化合物(3−1)および不飽和化合物(1−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が32.1:11.2:40.2:16.5の重合体であった。この重合体を重合体(α-4)とする。
Example 4 (Synthesis of polymer (α))
As monomers, 97.62 g of 1-ethylcyclopentyl methacrylate, 33.71 g of unsaturated compound (5), a compound of the following formula (3-1) (hereinafter referred to as “unsaturated compound (3-1)”). Except for using 124.50 g and 32.63 g of unsaturated compound (1-1), 213 g (yield 71 wt%) of a white powder polymer was obtained in the same manner as in Example 1. This polymer has Mw of 9,200, and as a result of 13 C-NMR analysis, 1-ethylcyclopentyl methacrylate, unsaturated compound (4-1), unsaturated compound (3-1) and unsaturated compound (1 The molar ratio of each repeating unit derived from -1) was 32.1: 11.2: 40.2: 16.5. This polymer is referred to as “polymer (α-4)”.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

比較例1
単量体として、メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル123.1g、不飽和化合物(2−1)31.0gおよび不飽和化合物(3−1)145.9gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、白色粉末の重合体204g(収率68重量%)を得た。この重合体はMwが8,900であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イル、不飽和化合物(2−1)および不飽和化合物(3−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が35.9:12.0:52.1の重合体であった。この重合体を重合体(a-1)とする。
Comparative Example 1
Example, except that 123.1 g of 2-methyladamantan-2-yl methacrylate, 31.0 g of unsaturated compound (2-1) and 145.9 g of unsaturated compound (3-1) were used as monomers. In the same manner as in Example 1, 204 g (yield 68% by weight) of a white powder polymer was obtained. This polymer has Mw of 8,900 and is derived from 2-methyladamantan-2-yl methacrylate, unsaturated compound (2-1) and unsaturated compound (3-1) as a result of 13 C-NMR analysis. The molar ratio of each repeating unit was 35.9: 12.0: 52.1. This polymer is referred to as “polymer (a-1)”.

比較例2
単量体として、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル106.0gおよび不飽和化合物(3−1)194.0gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、白色粉末の重合体210g(収率70重量%)を得た。この重合体はMwが8,700であり、13C−NMR分析の結果、メタクリル酸1−エチルシクロペンチルおよび不飽和化合物(3−1)に由来する各繰り返し単位のモル比が37.1:62.9の重合体であった。この重合体を重合体(a-2)とする。
Comparative Example 2
Except that 106.0 g of 1-ethylcyclopentyl methacrylate and 194.0 g of unsaturated compound (3-1) were used as monomers, 210 g of a white powder polymer (yield) was obtained in the same manner as in Example 1. 70% by weight). This polymer has an Mw of 8,700, and as a result of 13 C-NMR analysis, the molar ratio of each repeating unit derived from 1-ethylcyclopentyl methacrylate and the unsaturated compound (3-1) is 37.1: 62. .9 polymer. This polymer is referred to as “polymer (a-2)”.

評価
実施例1〜4および比較例1〜2で得た各重合体について、濃度が5重量%、10重量%あるいは15重量%のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)溶液を調製し、溶液の状態を目視で観察して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する溶解性を評価した。評価基準は、沈殿物が認められず透明な場合を「良好」、沈殿物が認められる場合を「不良」とした。評価結果を表1に示す。
For each of the polymers obtained in Evaluation Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2, a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) solution having a concentration of 5% by weight, 10% by weight or 15% by weight was prepared. Was visually observed to evaluate the solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate. The evaluation criteria were “good” when the precipitate was not observed and transparent, and “bad” when the precipitate was observed. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

応用例1〜4および比較応用例1
実施例1〜4および比較例1で得た各重合体、下記に示す酸発生剤(B)、酸拡散制御剤および溶剤を表2に示す割合(但し、部は重量基準である。)で配合して、各感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を調製し、下記の要領で評価を行なった。評価結果を表4に示す。
酸発生剤(B)
B-1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
酸拡散制御剤
C-1:トリエタノールアミン
溶剤
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
S-2:シクロヘキサノン
Application examples 1 to 4 and comparative application example 1
Each polymer obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the acid generator (B), the acid diffusion controller and the solvent shown below are the proportions shown in Table 2 (parts are based on weight). It mix | blended and the composition solution of each radiation sensitive resin composition was prepared, and it evaluated in the following way. The evaluation results are shown in Table 4.
Acid generator (B)
B-1: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate
Acid diffusion controller C-1: Triethanolamine
Solvent S-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate S-2: Cyclohexanone

評価要領
(1)放射線透過率
各組成物溶液を石英ガラス上にスピンコートにより塗布し、ホットプレート上で表3に示した条件でPBを行なって形成した膜厚0.34mのレジスト被膜について、波長193nmにおける吸光度から、放射線透過率を算出して、遠紫外線領域における透明性の尺度とした。
(2)感度
表面に膜厚780オングストロームの「ARC29」(商品名、BrewerScience社製)膜を形成したシリコンウエハー(表3では「ARC29」と表記する。)上に、各組成物溶液をスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、表3に示す条件でPBを行なって、膜厚0.34mのレジスト被膜を形成し、各レジスト被膜に、ニコン製ArFエキシマレーザー露光装置(開口数0.55)を用い、マスクパターンを介して、露光量を変えて露光した。その後、表3に示す条件でPEBを行なったのち、2.38重量%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、25℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、線幅0.16mのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度とした。
Evaluation Procedure (1) Radiation Transmittance A resist film having a film thickness of 0.34 m formed by applying each composition solution onto quartz glass by spin coating and performing PB on a hot plate under the conditions shown in Table 3. The radiation transmittance was calculated from the absorbance at a wavelength of 193 nm and used as a measure of transparency in the deep ultraviolet region.
(2) Sensitivity Each composition solution is spin-coated on a silicon wafer (indicated as “ARC29” in Table 3) on which a “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science) film having a film thickness of 780 Å is formed on the surface. Then, PB is performed on the hot plate under the conditions shown in Table 3 to form a resist film having a film thickness of 0.34 m. A Nikon ArF excimer laser exposure apparatus (numerical aperture of 0.00) is formed on each resist film. 55), and the exposure amount was changed through the mask pattern. Thereafter, PEB is performed under the conditions shown in Table 3, and then developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. did. At this time, the exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 0.16 m in a one-to-one line width was defined as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as the sensitivity.

(3)解像度:
最適露光量で解像される最小のライン・アンド・スペースパターン(1L1S)の寸法を解像度とした。
(4)ラインエッジラフネス(LER):
最適露光量で解像した線幅160nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)について、(株)日立製作所製走査型電子顕微鏡「測長SEM:S9220」(商品名)によりパターン上部から観察して、ラインパターンの線幅を複数の測定点で測定し、その“ばらつき”を3シグマ法で表現したとき、“ばらつき”が10nm未満の場合を「良好」、“ばらつき”が10nm以上の場合を「不良」として評価した。
(3) Resolution:
The dimension of the smallest line and space pattern (1L1S) that can be resolved with the optimum exposure amount was taken as the resolution.
(4) Line edge roughness (LER):
A line-and-space pattern (1L1S) with a line width of 160 nm resolved with an optimum exposure dose is observed from above the pattern with a scanning electron microscope “Measurement SEM: S9220” (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd. When the line width of the line pattern is measured at a plurality of measurement points and the “variation” is expressed by the 3 sigma method, the case where the “variation” is less than 10 nm is “good”, and the case where the “variation” is 10 nm or more. Rated as “bad”.

Figure 2005206548
Figure 2005206548

Figure 2005206548
Figure 2005206548

Figure 2005206548
Figure 2005206548

Claims (5)

下記一般式(1)で表される化合物。
Figure 2005206548
〔一般式(1)においてR1 は置換もしくは無置換の炭素数1〜14の1価の非芳香族炭化水素基を示し、R2 は水素原子または炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、nは1〜3の整数である。〕
A compound represented by the following general formula (1).
Figure 2005206548
[In the general formula (1), R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and R 2 represents a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 14 carbon atoms. A cyclic or cyclic alkyl group, and n is an integer of 1 to 3; ]
下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有する、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜300,000の重合体。
Figure 2005206548
〔一般式(I)においてR1 は置換もしくは無置換の炭素数1〜14の1価の非芳香族炭化水素基を示し、R2 は水素原子または炭素数1〜14の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示し、nは1〜3の整数である。〕
A polymer having a repeating unit represented by the following general formula (I) and having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 1,000 to 300,000 by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 2005206548
[In general formula (I), R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and R 2 represents a hydrogen atom or a linear or branched group having 1 to 14 carbon atoms. A cyclic or cyclic alkyl group, and n is an integer of 1 to 3; ]
一般式(I)において、R2 が水素原子であり、nが1である、請求項2に記載の重合体。 The polymer according to claim 2, wherein in the general formula (I), R 2 is a hydrogen atom and n is 1. 下記一般式(II)で表される繰り返し単位をさらに有する、請求項2または請求項3に記載の重合体。
Figure 2005206548
〔一般式(II)において、R3 は置換もしくは無置換の炭素数3〜14の1価の酸解離性基を示し、R4 は水素原子またはメチル基を示す。〕
The polymer according to claim 2 or 3, further comprising a repeating unit represented by the following general formula (II).
Figure 2005206548
[In General Formula (II), R 3 represents a substituted or unsubstituted monovalent acid-dissociable group having 3 to 14 carbon atoms, and R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
請求項2に記載の一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、場合により請求項4に記載の一般式(II)で表される繰り返し単位をさらに有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が1,000〜300,000である、酸の作用によりアルカリ性水溶液に可溶となるアルカリ難溶性樹脂。   It has a repeating unit represented by the general formula (I) according to claim 2, optionally further having a repeating unit represented by the general formula (II) according to claim 4, and gel permeation chromatography ( GPC) has a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 1,000 to 300,000, and is an alkali hardly soluble resin that is soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012185274A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Seiko Epson Corp Spectacle lens evaluation device and spectacle lens evaluation method

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