JP2006036891A - alpha-UNSATURATED ACYLOXY-gamma-BUTYLOLACTONE DERIVATIVE, POLYMER COMPOUND AND RESIN COMPOSITION FOR PHOTORESIST - Google Patents

alpha-UNSATURATED ACYLOXY-gamma-BUTYLOLACTONE DERIVATIVE, POLYMER COMPOUND AND RESIN COMPOSITION FOR PHOTORESIST Download PDF

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Yutaka Koyama
裕 小山
Mari Sumita
真理 住田
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound having a new lactone skeleton which is useful as a constituent monomer for photoresist resins. <P>SOLUTION: The α-unsaturated acyloxy-γ-butylolactone derivative is represented by formula (1) (wherein R<SP>a</SP>is a hydrogen atom, a halogen atom, a 1-6C alkyl group or a 1-6C haloalkyl group;R<SP>b</SP>is an acid-leaving group; R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>are same or different and they are each a hydrocarbon group and R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>may mutually be combined to form a ring together with an adjacent carbon atom; R<SP>3</SP>and R<SP>4</SP>are same or different and they are each hydrogen atom or a hydrocarbon group). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体の微細加工などを行う際に用いるフォトレジスト用の高分子化合物、該高分子化合物の単量体として有用な新規なα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチルラクトン、該高分子化合物を含有するフォトレジスト用樹脂組成物、及びこのフォトレジスト用樹脂組成物を用いた半導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a polymer compound for a photoresist used when performing microfabrication of a semiconductor, a novel α-unsaturated acyloxy-γ-butyllactone useful as a monomer of the polymer compound, and the polymer compound The present invention relates to a resin composition for photoresists containing selenium and a method for producing a semiconductor using the resin composition for photoresists.

半導体製造工程で用いられるフォトレジスト用樹脂は、光照射によって光酸発生剤から発生する酸により一部の基が脱離してアルカリ現像液に対して可溶になる性質(酸脱離性、アルカリ可溶性)、シリコンウエハー(基板)への密着性、プラズマエッチング耐性、用いる光に対する透明性等の特性を兼ね備えていなくてはならない。該フォトレジスト用樹脂は、一般に、主剤であるポリマーと、光酸化剤と、上記特性を調整するための数種の添加剤を含む溶液として用いられる。   Resin for photoresist used in the semiconductor manufacturing process has the property that some groups are eliminated by acid generated from a photoacid generator by light irradiation and become soluble in an alkali developer (acid detachment, alkali Soluble), adhesion to a silicon wafer (substrate), plasma etching resistance, transparency to light used, etc. must be combined. The photoresist resin is generally used as a solution containing a main polymer, a photo-oxidant, and several additives for adjusting the above characteristics.

従来、フォトレジスト用樹脂において、酸脱離性(アルカリ可溶性)を付与するモノマー単位として2−メチルアダマンタン−2−イル基や1−アダマンチル−1−メチルエチル基を有するモノマー単位が用いられている(例えば、特許文献1等)。しかし、これらのモノマー単位は一般に疎水性が高く、基板密着性を付与する親水性の高いモノマー単位との間に大きな極性差がある。そのため、上記酸脱離性を付与するモノマーと基板密着性を付与する親水性の高いモノマーとを共重合させて多元ポリマーを製造すると、ホモポリマーや特定のモノマー単位が偏在したポリマーが生成しやすい。このような均一性の低いポリマーをフォトレジスト用樹脂として用いると、現像しても、酸脱離性基が少ないためアルカリ可溶とならないポリマーが存在するため、ラインエッジラフネスが大きく、鮮明で且つ精度の高いライン・アンド・スペースが得られない。   Conventionally, in a photoresist resin, a monomer unit having a 2-methyladamantan-2-yl group or a 1-adamantyl-1-methylethyl group is used as a monomer unit that imparts acid detachability (alkali solubility). (For example, patent document 1 etc.). However, these monomer units are generally highly hydrophobic and have a large polarity difference from highly hydrophilic monomer units that impart substrate adhesion. Therefore, when a multi-element polymer is produced by copolymerizing the monomer that imparts acid detachability and a highly hydrophilic monomer that imparts substrate adhesion, a homopolymer or a polymer in which specific monomer units are unevenly distributed is likely to be generated. . When such a low uniformity polymer is used as a resin for a photoresist, there is a polymer that does not become alkali-soluble even after development because there are few acid-eliminable groups, so the line edge roughness is large, clear and High precision line and space cannot be obtained.

特開平9−73173号公報JP-A-9-73173

従って、本発明の目的は、フォトレジスト用樹脂の構成モノマーとして有用な新規な重合性化合物を提供することにある。また、他の目的は、酸脱離性を付与でき、しかも極性の高い新規な重合性化合物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、フォトレジスト用樹脂として有用で、モノマー組成の均一性の高い新規な高分子化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、微細なパターンを鮮明且つ精度よく形成できるフォトレジスト用樹脂組成物及び半導体の製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel polymerizable compound useful as a constituent monomer of a photoresist resin. Another object is to provide a novel polymerizable compound that can impart acid detachability and has high polarity.
Still another object of the present invention is to provide a novel polymer compound that is useful as a photoresist resin and has a high uniformity of monomer composition.
Another object of the present invention is to provide a photoresist resin composition and a semiconductor manufacturing method capable of forming a fine pattern clearly and accurately.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、分子内に酸脱離性基を有するα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体をフォトレジスト用樹脂の構成モノマーとして用いると、酸脱離性モノマーユニット、基板密着性モノマーユニット等が分子内に均一に取り込まれた均一性の高い共重合体が得られ、このようなポリマーを半導体の製造に使用することにより微細なパターンを高い精度で形成できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that when an α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative having an acid-eliminable group in the molecule is used as a constituent monomer of a photoresist resin, A highly uniform copolymer in which a detachable monomer unit, a substrate adhesion monomer unit, etc. are uniformly incorporated into the molecule is obtained, and a fine pattern is increased by using such a polymer for semiconductor production. The present invention was completed by finding that it can be formed with high accuracy.

すなわち、本発明は、下記式(1)

Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。Rbは酸により脱離可能な基を示す。R1、R2は、同一又は異なって、炭化水素基を示す。R1及びR2は、互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R3、R4は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す)
で表されるα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体を提供する。 That is, the present invention provides the following formula (1):
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R b represents a group removable by an acid. R 1 , R 2 is the same or different and represents a hydrocarbon group, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same or different. Represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group)
An α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula:

本発明は、また、下記式(I)

Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。Rbは酸により脱離可能な基を示す。R1、R2は、同一又は異なって、炭化水素基を示す。R1及びR2は、互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R3、R4は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す)
で表される少なくとも1種のモノマー単位を含む高分子化合物を提供する。 The present invention also provides the following formula (I)
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R b represents a group removable by an acid. R 1 , R 2 is the same or different and represents a hydrocarbon group, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same or different. Represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group)
The high molecular compound containing the at least 1 sort (s) of monomer unit represented by these is provided.

前記高分子化合物は、さらに、酸によりその一部が脱離してアルカリ可溶性となる基を有するモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く]を含んでいてもよく、また、基板に対して密着性を付与しうるモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く]を含んでいてもよい。   The polymer compound may further include a monomer unit [excluding the monomer unit represented by the formula (I)] having a group that is partly eliminated by an acid and becomes alkali-soluble. May contain a monomer unit [excluding the monomer unit represented by the formula (I)] capable of imparting adhesiveness to the resin.

前記高分子化合物は、式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、下記式(IIa)〜(IIh)

Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。R5及びR6は、同一又は異なって、炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R7、R8及びR9は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はメチル基を示す。R10及びR11は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又は−COOR12基を示し、R12はt−ブチル基、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基又は2−オキセパニル基を示す。R13はメチル基又はエチル基を示し、R14及びR15は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はオキソ基を示す。R16は、式中に示される酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。R17、R18、R19、R20及びR21は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R22はt−ブチル基、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基又は2−オキセパニル基を示す。R23、R24は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示し、R25は水素原子又は有機基を示す。mは1〜3の整数を示し、nは0又は1を示す)
から選択された少なくとも1種のモノマー単位とを含んでいてもよい。 The polymer compound includes at least one monomer unit represented by the formula (I) and the following formulas (IIa) to (IIh):
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 and R 6 are the same or different and have 1 to 8 carbon atoms. R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a methyl group, and R 10 and R 11 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group Or -COOR 12 group, R 12 represents a t-butyl group, 2-tetrahydrofuranyl group, 2-tetrahydropyranyl group or 2-oxepanyl group, R 13 represents a methyl group or an ethyl group, R 14 and R 15 is the same or different and represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an oxo group, and R 16 has a substituent having a tertiary carbon atom at the bonding site with the oxygen atom shown in the formula. .R 17 showing a which may be a hydrocarbon group, 18, R 19, R 20 and R 21 are the same or different, .R 22 represent a hydrogen atom or a methyl group is t- butyl, 2-tetrahydrofuranyl group, 2-tetrahydropyranyl group or a 2-oxepanyl group R 23 and R 24 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group, R 25 represents a hydrogen atom or an organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents 0 or 1)
And at least one monomer unit selected from the group consisting of:

前記高分子化合物は、また、下記式(IIIa)〜(IIIh)

Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。R26及びR27は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はカルボキシル基を示し、R28はヒドロキシル基、オキソ基又はカルボキシル基を示す。X1、X2及びX3は、同一又は異なって、−CH2−又は−CO−O−を示す。R29、R30及びR31は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R32及びR33は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R34、R35、R36、R37及びR38は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R39は、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状若しくは有橋環状炭化水素基を示す。R40、R41、R42及びR43は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R44は、水素原子、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基又はカルボキシル基を示す。o、p、q及びrは、それぞれ、0又は1を示す)
で表されるモノマー単位から選択された少なくとも1種のモノマー単位を含んでいてもよい。 The polymer compound may have the following formulas (IIIa) to (IIIh):
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 26 and R 27 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. or a carboxyl group, R 28 represents a hydroxyl group, .X 1, X 2 and X 3 showing an oxo group or a carboxyl group are the same or different, -CH 2 - or -CO-O- shown .R 29 , R 30 and R 31 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 32 and R 33 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, R 34 , R 35 , R 36 , R 37 and R 38 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 39 is a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. , .R 40, R 41 showing a cyclic or bridged cyclic hydrocarbon group, R 42 and 43 are the same or different, .R 44 represent a hydrogen atom or a methyl group, a hydrogen atom, a hydroxyl group, .o showing a hydroxymethyl group or a carboxyl group, p, q and r are, respectively, 0 or 1 Show)
It may contain at least one monomer unit selected from the monomer units represented by:

本発明は、さらに、前記高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレジスト用樹脂組成物を提供する。   The present invention further provides a photoresist resin composition comprising at least the polymer compound and a photoacid generator.

本発明は、さらにまた、前記フォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板上に塗布してレジスト塗膜を形成し、露光及び現像を経てパターンを形成する工程を含む半導体の製造方法を提供する。   The present invention further provides a method for producing a semiconductor, comprising a step of applying the photoresist resin composition on a substrate or a substrate to form a resist coating film, and forming a pattern through exposure and development. .

本発明によれば、酸脱離性を付与でき、しかもフォトレジスト用樹脂に求められる共重合体中のモノマー組成の均一性を向上できる新規な化合物が提供される。
本発明の高分子化合物は、モノマー成分として前記親水性の高い酸脱離性モノマーを用いるので、親水性の高い基板密着性モノマーとの極性差が小さく、酸脱離性モノマー単位の少ないポリマー分子が生成せず、多元ポリマーのモノマー組成の均一度が向上する。そのため、このような高分子化合物を用いる本発明のフォトレジスト用樹脂組成物及び半導体の製造方法によれば、現像によって凹凸のないラインエッジが得られ、微細なパターンを鮮明且つ精度よく形成することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel compound which can provide acid detachability and can improve the uniformity of the monomer composition in the copolymer calculated | required by resin for photoresists is provided.
Since the polymer compound of the present invention uses the highly hydrophilic acid detachable monomer as a monomer component, the polymer molecule has a small polarity difference from the highly hydrophilic substrate adhesion monomer and has few acid detachable monomer units. Is not generated, and the uniformity of the monomer composition of the multi-component polymer is improved. Therefore, according to the photoresist resin composition and semiconductor manufacturing method of the present invention using such a polymer compound, a line edge without unevenness can be obtained by development, and a fine pattern can be formed clearly and accurately. Can do.

[α−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体]
式(1)で表されるα−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体において、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。Rbは酸により脱離可能な基を示す。R1、R2は、同一又は異なって、炭化水素基を示す。R1及びR2は、互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R3、R4は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す。
[Α-Unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative]
In the α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula (1), R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. . R b represents a group capable of leaving by an acid. R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrocarbon group. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms. R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group.

aにおけるハロゲン原子には、フッ素、塩素、臭素原子などが含まれる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル基などが挙げられる。炭素数1〜6のハロアルキル基としては、前記炭素数1〜6のアルキル基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子に置換した基、例えば、モノフルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、テトラフルオロエチル、2,2,3,3,3−テトラフルオロプロピル基などが挙げられる。Raとしては、特に、水素原子又はメチル基が好ましい。 The halogen atom in R a includes a fluorine, chlorine, bromine atom and the like. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, and hexyl groups. Examples of the haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms include groups in which at least one hydrogen atom of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with a fluorine atom, such as monofluoromethyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, 2,2 , 2-trifluoroethyl, tetrafluoroethyl, 2,2,3,3,3-tetrafluoropropyl group and the like. R a is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

bにおける酸により脱離可能な基としては、露光によって光酸発生剤から発生する酸の作用により脱離して遊離のカルボキシル基を生じさせる基であればよく、例えば、Rbの隣接位の酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する、置換基を有していてもよい炭化水素基(第3級炭化水素基)、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基、2−オキセパニル基などが挙げられる。前記第3級炭化水素基には、例えば、t−ブチル基、t−アミル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、(1−メチル−1−アダマンチル)エチル基などが含まれる。第3級炭化水素基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(例えば、C1-4アルキル基など)、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、オキソ基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基などが挙げられる。 The group capable of leaving by the acid in the R b, may be a group causing desorbed with free carboxyl groups by the action of an acid generated from a photoacid generator by exposure, for example, the R b position adjacent A hydrocarbon group (tertiary hydrocarbon group) which has a tertiary carbon atom at the bonding site with an oxygen atom and may have a substituent, 2-tetrahydrofuranyl group, 2-tetrahydropyranyl group, 2 -An oxepanyl group etc. are mentioned. Examples of the tertiary hydrocarbon group include a t-butyl group, a t-amyl group, a 2-methyladamantan-2-yl group, and a (1-methyl-1-adamantyl) ethyl group. Examples of the substituent that the tertiary hydrocarbon group may have include, for example, a halogen atom, an alkyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, oxo And a carboxyl group which may be protected with a protecting group.

1、R2、R3、R4における炭化水素基には、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらが2以上結合した基が含まれる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基(C1-8アルキル基等);アリル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルケニル基(C2-8アルケニル基等);プロピニル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルキニル基(C2-8アルキニル基等)などが挙げられる。脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基(3〜8員シクロアルキル基等);シクロペンテニル、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基(3〜8員シクロアルケニル基等);アダマンチル、ノルボルニル基等の橋架け炭素環式基(C4-20橋架け炭素環式基等)などが挙げられる。芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル、ナフチル基等のC6-14芳香族炭化水素基などが挙げられる。脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合した基としては、ベンジル、2−フェニルエチル基などが挙げられる。上記炭化水素基の中でも、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル基等の直鎖状または分岐鎖状のC1-4アルキル基などが特に好ましい。 The hydrocarbon group in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 includes an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group in which two or more of these are bonded. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, and octyl groups (C 1- 8 alkyl groups); linear or branched alkenyl groups such as allyl groups (C 2-8 alkenyl groups, etc.); linear or branched alkynyl groups such as propynyl groups (C 2-8 alkynyl) Group, etc.). Examples of the alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclopentyl, and cyclohexyl groups (3 to 8 membered cycloalkyl groups); cycloalkenyl groups such as cyclopentenyl and cyclohexenyl groups (3 to 8 members). Cycloalkenyl groups and the like); bridged carbocyclic groups such as adamantyl and norbornyl groups (C 4-20 bridged carbocyclic groups and the like) and the like. Examples of the aromatic hydrocarbon group include C 6-14 aromatic hydrocarbon groups such as phenyl and naphthyl groups. Examples of the group in which an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group are bonded include benzyl and 2-phenylethyl groups. Of the above hydrocarbon groups, linear or branched C 1-4 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups are particularly preferred.

これらの炭化水素基は、アルキル基(C1-4アルキル基等)、ハロアルキル基(C1-4ハロアルキル基等)、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシメチル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、オキソ基などの置換基を有していてもよい。保護基としては有機合成の分野で慣用の保護基を使用できる。 These hydrocarbon groups are protected with alkyl groups (C 1-4 alkyl groups, etc.), haloalkyl groups (C 1-4 haloalkyl groups, etc.), halogen atoms, hydroxyl groups that may be protected with protecting groups, and protecting groups. It may have a substituent such as a hydroxymethyl group which may be protected, a carboxyl group which may be protected with a protecting group, or an oxo group. As the protecting group, a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used.

1及びR2が互いに結合して隣接する炭素原子と共に形成する環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環などのシクロアルカン環(3〜8員シクロアルカン環等);シクロヘキセン環等のシクロアルケン環(3〜8員のシクロアルケン環等);アダマンタン環、ノルボルナン環などの橋架け炭素環(C4-20橋架け炭素環等)などが挙げられる。これらの環は上記と同様の置換基を有していてもよい。 Examples of the ring formed by combining R 1 and R 2 together with adjacent carbon atoms include cycloalkane rings such as cyclopropane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, cyclooctane ring (3- to 8-membered cycloalkane ring). Etc.); cycloalkene rings such as cyclohexene rings (3- to 8-membered cycloalkene rings etc.); bridged carbocycles such as adamantane rings and norbornane rings (C 4-20 bridged carbocycles etc.) and the like. These rings may have the same substituents as described above.

1、R2としては、C1-6アルキル基、特にメチル基等のC1-4アルキル基が好ましい。また、R1及びR2が互いに結合して隣接する炭素原子と共に3〜8員シクロアルカン環を形成するのも好ましい。R3、R4としては、水素原子又はC1-6アルキル基が好ましく、特に、水素原子又はメチル基等のC1-4アルキル基が好ましい。 R 1 and R 2 are preferably a C 1-6 alkyl group, particularly a C 1-4 alkyl group such as a methyl group. It is also preferred that R 1 and R 2 are bonded to each other to form a 3- to 8-membered cycloalkane ring with adjacent carbon atoms. R 3 and R 4 are preferably a hydrogen atom or a C 1-6 alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a C 1-4 alkyl group such as a methyl group.

式(1)で表されるα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体の代表的な例として、例えば、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−γ−エチル−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−メチル−γ−ブチロラクトン、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−γ,γ−ジエチル−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−メチル−γ−プロピル−γ−ブチロラクトン、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−γ−エチル−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−プロピル−γ−ブチロラクトン、β−(t−ブチルオキシカルボニル)−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ,γ−ジプロピル−γ−ブチロラクトン、γ−ブチル−β−(t−ブチルオキシカルボニル)−α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−メチル−γ−ブチロラクトン、4−(t−ブチルオキシカルボニル)−3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−オキソ−1−オキサスピロ[4.4]ノナン、4−(t−ブチルオキシカルボニル)−3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−オキソ−1−オキサスピロ[4.5]デカンなどが挙げられる。   Representative examples of the α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula (1) include, for example, β- (t-butyloxycarbonyl) -α- (meth) acryloyloxy-γ, γ-dimethyl. -Γ-butyrolactone, β- (t-butyloxycarbonyl) -γ-ethyl-α- (meth) acryloyloxy-γ-methyl-γ-butyrolactone, β- (t-butyloxycarbonyl) -γ, γ-diethyl -Α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (t-butyloxycarbonyl) -α- (meth) acryloyloxy-γ-methyl-γ-propyl-γ-butyrolactone, β- (t-butyloxy Carbonyl) -γ-ethyl-α- (meth) acryloyloxy-γ-propyl-γ-butyrolactone, β- (t-butyloxycarbonyl) -α- (Meth) acryloyloxy-γ, γ-dipropyl-γ-butyrolactone, γ-butyl-β- (t-butyloxycarbonyl) -α- (meth) acryloyloxy-γ-methyl-γ-butyrolactone, 4- (t -Butyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxy-2-oxo-1-oxaspiro [4.4] nonane, 4- (t-butyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxy-2-oxo- 1-oxaspiro [4.5] decane and the like can be mentioned.

式(1)で表されるα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体は、例えば、下記反応工程式により製造することができる。

Figure 2006036891
(式中、Ra、Rb、R1、R2、R3、R4は前記に同じ。Yはハロゲン原子を示す) The α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula (1) can be produced, for example, according to the following reaction process formula.
Figure 2006036891
(Wherein, R a , R b , R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the same as above, Y represents a halogen atom)

すなわち、式(2)で表される不飽和ジカルボン酸ジエステルと、式(3)で表される第2級アルコールとを、環状イミド骨格を有するイミド化合物触媒と金属助触媒の存在下、酸素と反応させて、式(4)で表されるα−ヒドロキシ−β−置換オキシカルボニル−γ−ブチロラクトン誘導体を得、次いで、この化合物と式(5)で表される不飽和カルボン酸ハライドとを塩基の存在下で反応させることにより、式(1)で表されるα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体を得ることができる。   That is, an unsaturated dicarboxylic acid diester represented by the formula (2) and a secondary alcohol represented by the formula (3) are mixed with oxygen in the presence of an imide compound catalyst having a cyclic imide skeleton and a metal promoter. By reacting, an α-hydroxy-β-substituted oxycarbonyl-γ-butyrolactone derivative represented by the formula (4) is obtained, and then this compound and the unsaturated carboxylic acid halide represented by the formula (5) are used as a base. The α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula (1) can be obtained by reacting in the presence of.

式(2)で表される不飽和カルボン酸ジエステルと式(3)で表されるアルコールとの反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、例えば、酢酸、プロピオン酸などの有機酸;アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類;ジメチルホルムアミドなどのアミド類;ヘキサンなどの脂肪族炭化水素;ジクロロメタン、トリフルオロメチルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;ニトロベンゼンなどのニトロ化合物;酢酸エチルなどのエステル類;これらの混合溶媒などを使用できる。式(2)で表される化合物と式(3)で表される化合物との比率は特に制限はないが、例えば、式(3)で表される化合物を式(2)で表される化合物に対して2〜50モル倍用いる。   The reaction of the unsaturated carboxylic acid diester represented by the formula (2) and the alcohol represented by the formula (3) is usually performed in an organic solvent. Examples of the organic solvent include organic acids such as acetic acid and propionic acid; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; amides such as dimethylformamide; aliphatic hydrocarbons such as hexane; halogenation such as dichloromethane and trifluoromethylbenzene Hydrocarbons; nitro compounds such as nitrobenzene; esters such as ethyl acetate; mixed solvents thereof and the like can be used. The ratio of the compound represented by the formula (2) and the compound represented by the formula (3) is not particularly limited. For example, the compound represented by the formula (3) is converted into the compound represented by the formula (2). It is used 2 to 50 mole times the amount.

イミド化合物触媒としては酸化反応に用いる公知の触媒、例えばN−ヒドロキシフタルイミド等を使用できる。イミド化合物触媒の使用量は、式(2)で表される化合物1モルに対して、例えば0.0001〜1モル、好ましくは0.01〜0.5モルである。金属助触媒としては、例えば、酢酸コバルト、コバルトアセチルアセトナートなどのコバルト化合物;酢酸マンガン、マンガンアセチルアセトナートなどのマンガン化合物;これらの混合物などを使用できる。金属助触媒の使用量は、式(2)で表される化合物1モルに対して、例えば0.0001〜0.5モル、好ましくは0.001〜0.2モルである。   As the imide compound catalyst, a known catalyst used in the oxidation reaction, such as N-hydroxyphthalimide, can be used. The usage-amount of an imide compound catalyst is 0.0001-1 mol with respect to 1 mol of compounds represented by Formula (2), Preferably it is 0.01-0.5 mol. Examples of the metal promoter include cobalt compounds such as cobalt acetate and cobalt acetylacetonate; manganese compounds such as manganese acetate and manganese acetylacetonate; and mixtures thereof. The usage-amount of a metal promoter is 0.0001-0.5 mol with respect to 1 mol of compounds represented by Formula (2), Preferably it is 0.001-0.2 mol.

酸素としては分子状酸素を使用できる。分子状酸素としては、純粋な酸素を用いてもよく、窒素等の不活性ガスで希釈した酸素、空気などを用いてもよい。反応温度は、例えば0〜170℃程度である。反応は常圧で行ってもよく、減圧又は加圧下で行ってもよい。反応方式は特に限定されず、回分式、半回分式、連続式等の何れであってもよい。反応は段階的に行うこともできる。反応終了後、反応生成物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段により分離精製できる。   Molecular oxygen can be used as oxygen. As molecular oxygen, pure oxygen may be used, or oxygen diluted with an inert gas such as nitrogen, air, or the like may be used. The reaction temperature is, for example, about 0 to 170 ° C. The reaction may be carried out at normal pressure or under reduced pressure or increased pressure. The reaction method is not particularly limited, and may be any of batch type, semi-batch type, continuous type and the like. The reaction can also be carried out in stages. After completion of the reaction, the reaction product can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like.

式(4)で表される化合物と式(5)で表される化合物との反応は、通常、有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、テトラヒドロフランなどのエーテル;トルエンなどの炭化水素;ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;これらの混合溶媒などを使用できる。式(5)中のYにおけるハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。式(4)で表される化合物と式(5)で表される化合物との比率は特に制限はないが、通常、式(5)で表される化合物の使用量は、式(4)で表される化合物1モルに対して、0.8〜2モル、好ましくは1〜1.3モル程度である。   Reaction of the compound represented by Formula (4) and the compound represented by Formula (5) is normally performed in an organic solvent. Examples of the organic solvent that can be used include ethers such as tetrahydrofuran; hydrocarbons such as toluene; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane; and mixed solvents thereof. As a halogen atom in Y in Formula (5), a chlorine atom, a bromine atom, etc. are mentioned, for example. The ratio of the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (5) is not particularly limited, but the amount of the compound represented by the formula (5) is usually used in the formula (4). It is 0.8-2 mol with respect to 1 mol of compounds represented, Preferably it is about 1-1.3 mol.

前記塩基としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基;水酸化ナトリウムなどの無機塩基が挙げられる。塩基の使用量は、例えば、式(4)で表される化合物1モルに対して、1〜1.5モル、好ましくは1〜1.2モル程度である。原料及び生成物の重合を抑制するため、反応系内に重合禁止剤を存在させてもよい。反応温度は、例えば−10℃〜100℃、好ましくは0〜50℃程度である。反応方式は特に限定されず、回分式、半回分式、連続式等の何れであってもよい。反応終了後、反応生成物[式(1)で表される化合物]は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段により分離精製できる。   Examples of the base include organic bases such as triethylamine and pyridine; inorganic bases such as sodium hydroxide. The usage-amount of a base is 1-1.5 mol with respect to 1 mol of compounds represented by Formula (4), for example, Preferably it is about 1-1.2 mol. In order to suppress polymerization of raw materials and products, a polymerization inhibitor may be present in the reaction system. The reaction temperature is, for example, -10 ° C to 100 ° C, preferably about 0 to 50 ° C. The reaction method is not particularly limited, and may be any of batch type, semi-batch type, continuous type and the like. After completion of the reaction, the reaction product [compound represented by formula (1)] can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like.

[高分子化合物]
本発明の高分子化合物は、ポリマー分子を構成する構造単位として、前記式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位(繰り返し単位)(以下、「モノマーユニット1」と称することがある)を含んでいる。このモノマーユニット1は、酸の作用により脱離してカルボキシル基を生じさせる酸脱離性基を有しているため、アルカリ現像時に樹脂を可溶化させるアルカリ可溶性ユニットとして機能する。また、親水性の高いラクトン環を有しているため、基板への密着性を高める密着性付与ユニットとして機能する。さらに、極性の高いラクトン骨格を有しているため、極性の高い基板密着性を付与するモノマーとの親和性が高く、該モノマーと共重合させた場合に、各モノマー単位が偏在することなく各分子中に均一に組み込まれた組成均一度の高い共重合樹脂が得られる。従って、また、アルカリ可溶性ユニットを含まないポリマー分子の生成を防止できる。そのため、半導体の製造工程において、ラインエッジラフネスを大幅に向上でき、微細なパターンを精度よく形成できる。本発明の高分子化合物は、フォトレジストとして必要な諸機能をバランスよく具備するため、さらに、酸によりその一部が脱離してアルカリ可溶性となる基を有するモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く]や、基板に対して密着性を付与しうるモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く](例えば、ラクトン骨格を含むモノマー単位及び/又はヒドロキシル基、メルカプト基若しくはカルボキシル基を有する脂環式骨格を有するモノマー単位)を含むのが好ましい。
[Polymer compound]
The polymer compound of the present invention has at least one monomer unit (repeating unit) represented by the formula (I) as a structural unit constituting the polymer molecule (hereinafter sometimes referred to as “monomer unit 1”). Is included. Since the monomer unit 1 has an acid-eliminable group that is eliminated by the action of an acid to generate a carboxyl group, it functions as an alkali-soluble unit that solubilizes the resin during alkali development. Moreover, since it has a highly hydrophilic lactone ring, it functions as an adhesion-imparting unit that enhances adhesion to the substrate. Furthermore, since it has a highly polar lactone skeleton, it has a high affinity with a monomer that imparts high polar substrate adhesion, and when copolymerized with the monomer, each monomer unit is not unevenly distributed. A copolymer resin having a high composition uniformity that is uniformly incorporated in the molecule is obtained. Therefore, the production | generation of the polymer molecule | numerator which does not contain an alkali-soluble unit can also be prevented. Therefore, in the semiconductor manufacturing process, the line edge roughness can be greatly improved, and a fine pattern can be formed with high accuracy. Since the polymer compound of the present invention has various functions necessary as a photoresist in a well-balanced manner, the polymer compound further has a monomer unit [represented by the formula (I) having a group that is partially eliminated by acid and becomes alkali-soluble. Monomer units capable of imparting adhesion to the substrate [excluding monomer units represented by formula (I)] (for example, monomer units containing a lactone skeleton and / or hydroxyl groups, mercapto It is preferable to include a monomer unit having an alicyclic skeleton having a group or a carboxyl group.

本発明の好ましい態様では、前記式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、前記式(IIa)〜(IIh)から選択された少なくとも1種のモノマー単位(繰り返し単位)(以下、「モノマーユニット2」と称することがある)とを含んでいる。   In a preferred embodiment of the present invention, at least one monomer unit represented by the formula (I) and at least one monomer unit (repeating unit) selected from the formulas (IIa) to (IIh) (hereinafter, "Sometimes referred to as" monomer unit 2 ").

式(IIa)〜(IIh)におけるRaは前記と同様である。式(IIa)中、R5、R6における炭素数1〜8の炭化水素としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、ペンチル、イソペンチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、1−エチルブチル、ヘプチル、1−メチルヘキシル、オクチル、1−メチルヘプチル基などのC1-8アルキル基;シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル基などのC3-8シクロアルキル基;フェニル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル、エチル、イソプロピル基などのC1-3アルキル基が好ましい。 R a in formulas (IIa) to (IIh) is the same as described above. In the formula (IIa), the hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms in R 5 and R 6 is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, pentyl, isopentyl, 1-methylbutyl, 1-ethyl. C 1-8 alkyl groups such as propyl, hexyl, isohexyl, 1-methylpentyl, 1-ethylbutyl, heptyl, 1-methylhexyl, octyl, 1-methylheptyl group; cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl A C 3-8 cycloalkyl group such as a group; and a phenyl group. Among these, C 1-3 alkyl groups such as methyl, ethyl, and isopropyl groups are preferable.

式(IId)中、R16における「式中に示される酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する炭化水素基」としては、例えば、t−ブチル基、t−アミル基などが挙げられる。これらの炭化水素基は置換基を有していてもよい。 In the formula (IId), examples of the “hydrocarbon group having a tertiary carbon atom at the bonding site with the oxygen atom represented by the formula” in R 16 include a t-butyl group and a t-amyl group. It is done. These hydrocarbon groups may have a substituent.

式(IIh)中、R23、R24におけるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、s−ブチル、ペンチル、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基(C1-6アルキル基等)が挙げられる。また、フルオロアルキル基としては、前記アルキル基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子に置換した基、例えば、モノフルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、テトラフルオロエチル、2,2,3,3,3−テトラフルオロプロピル基などが挙げられる。R23、R24としては、水素原子、C1-3アルキル基、C1-3フルオロアルキル基などが特に好ましい。 In formula (IIh), the alkyl group for R 23 and R 24 is a linear or branched alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, sec-butyl, pentyl, hexyl group (C 1-6 Alkyl group, etc.). The fluoroalkyl group includes a group in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, such as monofluoromethyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, tetrafluoro Examples include ethyl, 2,2,3,3,3-tetrafluoropropyl group. R 23 and R 24 are particularly preferably a hydrogen atom, a C 1-3 alkyl group, a C 1-3 fluoroalkyl group, or the like.

式(IIh)中、R25における有機基としては、炭化水素基及び/又は複素環式基を含有する基が挙げられる。炭化水素基としてはR1、R2における炭化水素基と同様のものが挙げられる。複素環式基としては、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選択された少なくとも1種のヘテロ原子を含む複素環式基が挙げられる。 In the formula (IIh), examples of the organic group for R 25 include a group containing a hydrocarbon group and / or a heterocyclic group. Examples of the hydrocarbon group include the same hydrocarbon groups as in R 1 and R 2 . Examples of the heterocyclic group include heterocyclic groups containing at least one heteroatom selected from an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.

好ましい有機基として、C1-8アルキル基、環式骨格を含む有機基等が挙げられる。前記環式骨格を構成する「環」には、単環又は多環の非芳香族性又は芳香族性の炭素環又は複素環が含まれる。なかでも、単環又は多環の非芳香族性炭素環、ラクトン環(非芳香族性炭素環が縮合していてもよい)が特に好ましい。単環の非芳香族性炭素環として、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などの3〜15員程度のシクロアルカン環などが挙げられる。 Preferred organic groups include C 1-8 alkyl groups, organic groups containing a cyclic skeleton, and the like. The “ring” constituting the cyclic skeleton includes a monocyclic or polycyclic non-aromatic or aromatic carbocyclic or heterocyclic ring. Of these, monocyclic or polycyclic non-aromatic carbocycles and lactone rings (which may be condensed with non-aromatic carbocycles) are particularly preferable. Examples of the monocyclic non-aromatic carbocycle include a cycloalkane ring having about 3 to 15 members such as a cyclopentane ring and a cyclohexane ring.

多環の非芳香族性炭素環(橋架け炭素環)として、例えば、アダマンタン環、ノルボルナン環、ノルボルンネン環、ボルナン環、イソボルナン環、アダマンタン環;ノルボルナン環、ノルボルネン環、ボルナン環、イソボルナン環、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環等のノルボルナン環又はノルボルネン環を含む環;パーヒドロインデン環、デカリン環(パーヒドロナフタレン環)、パーヒドロフルオレン環(トリシクロ[7.4.0.03,8]トリデカン環)、パーヒドロアントラセン環などの多環の芳香族縮合環が水素添加された環(好ましくは完全水素添加された環);トリシクロ[4.2.2.12,5]ウンデカン環などの2環系、3環系、4環系などの橋架け炭素環(例えば、炭素数6〜20程度の橋架け炭素環)などが挙げられる。前記ラクトン環として、例えば、γ−ブチロラクトン環、4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン環、4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン環、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン環などが挙げられる。 Examples of the polycyclic non-aromatic carbocycle (bridged carbocycle) include, for example, an adamantane ring, norbornane ring, norbornene ring, bornane ring, isobornane ring, adamantane ring; norbornane ring, norbornene ring, bornane ring, isobornane ring, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1,7,10 ] ring containing norbornane ring or norbornene ring such as dodecane ring; perhydroindene ring, decalin ring (perhydronaphthalene ring), perhydrofluorene ring (tricyclo [7.4.0.0 3,8 ] Tridecane ring), a ring in which a polycyclic aromatic condensed ring such as perhydroanthracene ring is hydrogenated (preferably a fully hydrogenated ring); a tricyclo [4.2.2.1 2,5 ] undecane ring, etc. And a bridged carbocyclic ring (for example, a bridged carbocyclic ring having about 6 to 20 carbon atoms). Examples of the lactone ring include a γ-butyrolactone ring, 4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one ring, and 4-oxatricyclo [4.2.1.0 3. , 7 ] nonan-5-one ring, 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one ring, and the like.

前記環式骨格を構成する環は、メチル基等のアルキル基(例えば、C1-4アルキル基など)、トリフルオロメチル基などのハロアルキル基(例えば、C1-4ハロアルキル基など)、塩素原子やフッ素原子等のハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいメルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、保護基で保護されていてもよいスルホン酸基などの置換基を有していてもよい。保護基としては有機合成の分野で慣用の保護基を使用できる。 The ring constituting the cyclic skeleton includes an alkyl group such as a methyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group (eg, a C 1-4 haloalkyl group), a chlorine atom Or a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group that may be protected with a protective group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protective group, a mercapto group that may be protected with a protective group, or a protective group. It may have a substituent such as a carboxyl group which may be protected, an amino group which may be protected with a protecting group, and a sulfonic acid group which may be protected with a protecting group. As the protecting group, a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used.

前記環式骨格を構成する環は、式(IIh)中に示される酸素原子(R25の隣接位の酸素原子)と直接結合していてもよく、連結基を介して結合していてもよい。連結基としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基;カルボニル基;酸素原子(エーテル結合;−O−);オキシカルボニル基(エステル結合;−COO−);アミノカルボニル基(アミド結合;−CONH−);及びこれらが複数個結合した基などが挙げられる。 The ring constituting the cyclic skeleton may be directly bonded to an oxygen atom (oxygen atom adjacent to R 25 ) shown in the formula (IIh) or may be bonded via a linking group. . Examples of the linking group include a linear or branched alkylene group such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene, ethylene, propylene, and trimethylene group; a carbonyl group; an oxygen atom (ether bond; —O—); an oxycarbonyl group ( An ester bond; —COO—); an aminocarbonyl group (amide bond; —CONH—); and a group in which a plurality of these are bonded.

式(IIa)で表されるモノマー単位は、酸によってアダマンタン骨格を含む部位が主鎖に結合したカルボン酸部から脱離して、遊離のカルボキシル基を生成させる。式(IIb)で表されるモノマー単位は、アダマンタン骨格に結合している保護基で保護されたカルボキシル基が酸によって脱保護され、遊離のカルボキシル基を生成させる。また、式(IIc)で表されるモノマー単位は、アダマンタン骨格が酸によって主鎖に結合したカルボン酸部から脱離して遊離のカルボキシル基を生成させる。さらに、式(IId)、(IIe)、(IIf)、(IIg)及び(IIh)で表されるモノマー単位も、酸によりカルボン酸エステル部位が分解、脱離して遊離のカルボキシル基を生成させる。従って、上記モノマーユニット2は、アルカリ現像時に樹脂を可溶化させるアルカリ可溶性ユニットとして機能する。   The monomer unit represented by the formula (IIa) is desorbed from the carboxylic acid moiety in which the site containing the adamantane skeleton is bonded to the main chain by an acid to generate a free carboxyl group. In the monomer unit represented by the formula (IIb), a carboxyl group protected by a protecting group bonded to an adamantane skeleton is deprotected by an acid to generate a free carboxyl group. The monomer unit represented by the formula (IIc) generates a free carboxyl group by elimination from the carboxylic acid moiety in which the adamantane skeleton is bonded to the main chain by an acid. Furthermore, in the monomer units represented by the formulas (IId), (IIe), (IIf), (IIg) and (IIh), the carboxylic acid ester moiety is decomposed and eliminated by an acid to generate a free carboxyl group. Therefore, the monomer unit 2 functions as an alkali-soluble unit that solubilizes the resin during alkali development.

なお、式(IIa)、(IIb)、(IIc)及び(IIg)で表されるモノマー単位、並びに式(IIh)のうちR25が非芳香族性炭素環を含む基であるモノマー単位は脂環式炭素骨格を有するため、透明性に優れ、且つエッチング耐性が極めて高いという特色を有する。また、式(IIa)のうちR7〜R9の少なくとも1つがヒドロキシル基であるモノマー単位、式(IIf)で表されるモノマー単位、及び式(IIh)のうちR25がラクトン環を含む基であるモノマー単位は、親水性が高く密着性機能をも有する。 The monomer units represented by the formulas (IIa), (IIb), (IIc) and (IIg), and the monomer unit in which R 25 is a group containing a non-aromatic carbocycle in the formula (IIh) Since it has a cyclic carbon skeleton, it has the characteristics of excellent transparency and extremely high etching resistance. In addition, in the formula (IIa), a monomer unit in which at least one of R 7 to R 9 is a hydroxyl group, a monomer unit represented by the formula (IIf), and a group in which R 25 in the formula (IIh) contains a lactone ring The monomer unit is highly hydrophilic and also has an adhesive function.

本発明の高分子化合物の好ましい態様では、上記モノマーユニット1、又はモノマーユニット1及び2に加えて、前記式(IIIa)〜(IIIh)で表されるモノマー単位から選択された少なくとも1種のモノマー単位(繰り返し単位)(以下、「モノマーユニット3」と称することがある)を含んでいてもよい。   In a preferred embodiment of the polymer compound of the present invention, in addition to the monomer unit 1 or the monomer units 1 and 2, at least one monomer selected from the monomer units represented by the formulas (IIIa) to (IIIh) A unit (repeating unit) (hereinafter sometimes referred to as “monomer unit 3”) may be included.

式(IIIa)〜(IIIh)におけるRaは前記と同様である。式(IIIb)中、X1〜X3における−CO−O−基の向きは問わない。また、式(IIIe)中、R39における炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状若しくは有橋環状炭化水素基(橋かけ環式基)としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、オクタデシル基などの炭素数1〜20の直鎖状又は分岐鎖状脂肪族炭化水素基(特にアルキル基);シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシル基などの炭素数3〜20のシクロアルキル又はシクロアルケニル基;パーヒドロインデン環、パーヒドロフルオレン環、パーヒドロナフタレン環(デカリン環)、パーヒドロアントラセン環、ノルボルナン環、ノルボルネン環、ピナン環、ボルナン環、イソボルニラン環、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環等に対応する炭素数6〜20の有橋環状炭化水素基(橋かけ環式炭化水素基);トリシクロ[5.2.1.02,6]デシルメチル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメチル基、2−ノルボルニルメチル基などの前記各炭化水素基を結合した基などが挙げられる。これらの炭化水素基は、アルキル基、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシメチル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基(例えば、カルボキシル基、t−ブチルオキシカルボニル基、2−テトラヒドロフラニルオキシカルボニル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基、2−オキセパニルオキシカルボニル基等)、オキソ基などの置換基を有していてもよい。前記保護基としては、有機合成の分野で慣用の保護基を使用できる。 R a in formulas (IIIa) to (IIIh) is the same as described above. In the formula (IIIb), the direction of the —CO—O— group in X 1 to X 3 is not limited. In the formula (IIIe), the linear, branched, cyclic or bridged cyclic hydrocarbon group (bridged cyclic group) having 1 to 20 carbon atoms in R 39 is methyl, ethyl, propyl, isopropyl. , Butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, octadecyl and the like linear or branched aliphatic hydrocarbon groups (particularly alkyl groups) such as cyclopentyl; Cycloalkyl, cycloalkenyl group such as cyclohexyl, cyclooctyl, cyclododecyl group, etc .; perhydroindene ring, perhydrofluorene ring, perhydronaphthalene ring (decalin ring), perhydroanthracene ring, norbornane ring , Norbornene ring, pinane ring, bornane ring, isobornylane ring, tricyclo [5. 2.1.0 2,6 ] decane ring, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 ] bridged cyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms (bridged cyclic hydrocarbon group) corresponding to dodecane ring, etc .; tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decylmethyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] Dodecylmethyl group, 2-norbornylmethyl group and the like, and the like groups bonded to each of the hydrocarbon groups. These hydrocarbon groups include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxymethyl group that may be protected with a protecting group, and a carboxyl group that may be protected with a protecting group ( For example, it has a substituent such as a carboxyl group, a t-butyloxycarbonyl group, a 2-tetrahydrofuranyloxycarbonyl group, a 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group, a 2-oxepanyloxycarbonyl group, and an oxo group. May be. As the protecting group, a protecting group commonly used in the field of organic synthesis can be used.

前記式(IIIa)で表されるモノマー単位は、アダマンタン骨格に親水性の高い基(ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキソ基)が結合しているため、基板への密着性を高める機能を有する。また、式(IIIa)、(IIIb)(X1〜X3がすべてメチレン基であるもの等)、(IIIc)、(IIIe)(R39が環状又は有橋環状炭化水素基であるもの)、(IIIg)及び(IIIh)で表されるモノマー単位は脂環式炭素骨格を有するため、透明性、耐エッチング性等の向上に寄与する。式(IIIb)(X1〜X3の少なくとも1つが−CO−O−基であるもの)、(IIIc)、(IIId)及び(IIIg)で表されるラクトン骨格を有するモノマー単位、式(IIIe)(R39が水素原子であるもの)、(IIIf)、(IIIh)(R44がヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基又はカルボキシル基であるもの)で表されるモノマー単位は親水性基を含んでおり、密着性付与機能を有する。このように、これらのモノマー単位はその構造に基づいて種々の機能を付与できるため、上記各モノマー単位をポリマー中に組み込むことにより、レジスト用樹脂として必要な諸特性のバランスを用途に応じて微調整できる。なお、本発明の高分子化合物は、上記の諸特性を調整するため、必要に応じて、前記以外のモノマー単位を含んでいてもよい。 The monomer unit represented by the formula (IIIa) has a function of improving adhesion to a substrate because a highly hydrophilic group (hydroxyl group, carboxyl group, oxo group) is bonded to the adamantane skeleton. In addition, formulas (IIIa), (IIIb) (wherein X 1 to X 3 are all methylene groups, etc.), (IIIc), (IIIe) (where R 39 is a cyclic or bridged cyclic hydrocarbon group), Since the monomer units represented by (IIIg) and (IIIh) have an alicyclic carbon skeleton, they contribute to improvements in transparency and etching resistance. A monomer unit having a lactone skeleton represented by formula (IIIb) (wherein at least one of X 1 to X 3 is a —CO—O— group), (IIIc), (IIId) and (IIIg), ) (In which R 39 is a hydrogen atom), (IIIf), (IIIh) (in which R 44 is a hydroxyl group, a hydroxymethyl group or a carboxyl group) the monomer unit contains a hydrophilic group , Has an adhesion imparting function. Thus, since these monomer units can give various functions based on their structures, incorporation of each of the above monomer units into the polymer makes it possible to finely balance the various properties required as a resist resin depending on the application. Can be adjusted. In addition, in order to adjust said various characteristics, the high molecular compound of this invention may contain the monomer unit other than the above as needed.

本発明の高分子化合物において、前記モノマーユニット1の含有量は、ポリマーを構成するモノマーユニット全体に対して、例えば10〜90モル%、好ましくは20〜70モル%、さらに好ましくは30〜50モル%程度である。また、好ましい高分子化合物では、モノマーユニット2を、ポリマーを構成するモノマーユニット全体に対して、例えば0〜50モル%、好ましくは0〜30モル%、さらに好ましくは0〜10モル%程度含有する。また、モノマーユニット3を含む高分子化合物における該モノマーユニット3の含有量は、ポリマーを構成するモノマーユニット全体に対して、例えば10〜90モル%、好ましくは20〜80モル%、さらに好ましくは30〜70モル%程度である。   In the polymer compound of the present invention, the content of the monomer unit 1 is, for example, 10 to 90 mol%, preferably 20 to 70 mol%, more preferably 30 to 50 mol, based on the entire monomer unit constituting the polymer. %. Moreover, in a preferable high molecular compound, the monomer unit 2 is contained, for example with respect to the whole monomer unit which comprises a polymer, for example, 0-50 mol%, Preferably it is 0-30 mol%, More preferably, about 0-10 mol% is contained. . Further, the content of the monomer unit 3 in the polymer compound containing the monomer unit 3 is, for example, 10 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%, more preferably 30 with respect to the entire monomer unit constituting the polymer. It is about -70 mol%.

本発明の高分子化合物において、上記の各モノマー単位の組み合わせの中でも、特に好ましい組み合わせとして以下のものが挙げられる。
(1)式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、少なくとも、式(IIa)〜(IIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位(特に、式(IIa)、(IIb)及び(IIc)から選択された少なくとも1つのモノマー単位)との組み合わせ
Among the combinations of the above monomer units in the polymer compound of the present invention, the following are particularly preferable combinations.
(1) at least one monomer unit represented by formula (I) and at least one monomer unit selected from formulas (IIa) to (IIh) (in particular, formulas (IIa), (IIb) and (At least one monomer unit selected from (IIc))

(2)式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、式(IIa)〜(IIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位(特に、式(IIa)、(IIb)及び(IIc)から選択された少なくとも1つのモノマー単位)と、式(IIIa)〜(IIIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位(特に、式(IIIa)、(IIIf)及び(IIIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位)との組み合わせ (2) at least one monomer unit represented by formula (I) and at least one monomer unit selected from formulas (IIa) to (IIh) (in particular, formulas (IIa), (IIb) and (IIc) And at least one monomer unit selected from formulas (IIIa) to (IIIh) (especially at least selected from formulas (IIIa), (IIIf) and (IIIh)) Combination with one monomer unit)

(3)式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、少なくとも、式(IIIa)〜(IIIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位(特に、式(IIIa)、(IIIf)及び(IIIh)から選択された少なくとも1つのモノマー単位)との組み合わせ (3) at least one monomer unit represented by formula (I) and at least one monomer unit selected from formulas (IIIa) to (IIIh) (particularly formulas (IIIa), (IIIf) and (At least one monomer unit selected from (IIIh))

本発明の高分子化合物は、Fedorsの方法[Polym. Eng. Sci., 14, 147(1974)参照]による溶解度パラメーターの値(「SP値」)が19.5(J/cm31/2〜24.5(J/cm31/2の範囲にあるのが好ましい。このような溶解度パラメーターを有する高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物を半導体基板(シリコンウェハー)に塗布して形成されたレジスト塗膜は、基板に対する接着性(密着性)に優れるとともに、アルカリ現像により解像度の高いパターンを形成することができる。SP値が19.5(J/cm31/2より低いと、基板に対する接着性が低下して、現像によりパターンが剥がれて残らないという問題が起こりやすい。また、SP値が24.5(J/cm31/2より大きいと、基板にはじかれて塗布することが困難になりやすい上、アルカリ現像液に対する親和性が高くなり、その結果、露光部と未露光部の溶解性のコントラストが悪くなって解像度が低下しやすくなる。 The polymer compound of the present invention has a solubility parameter value (“SP value”) of 19.5 (J / cm 3 ) according to the method of Fedors [see Polym. Eng. Sci., 14, 147 (1974)] 1 / It is preferably in the range of 2 to 24.5 (J / cm 3 ) 1/2 . A resist coating film formed by applying a resin composition for a photoresist containing a polymer compound having such a solubility parameter to a semiconductor substrate (silicon wafer) is excellent in adhesion (adhesion) to the substrate and alkali. A pattern with high resolution can be formed by development. When the SP value is lower than 19.5 (J / cm 3 ) 1/2 , the adhesion to the substrate is lowered, and the problem that the pattern is not peeled off by development is likely to occur. On the other hand, if the SP value is larger than 24.5 (J / cm 3 ) 1/2 , it tends to be difficult to be applied by being repelled by the substrate, and the affinity for an alkali developer is increased. The resolution contrast is likely to deteriorate due to poor solubility contrast between the unexposed areas and the unexposed areas.

高分子化合物の重量平均分子量(Mw)は、例えば5000〜50000程度、好ましくは7000〜20000程度であり、分子量分布(Mw/Mn)は、例えば1.8〜3.5程度である。なお、前記Mnは数平均分子量を示し、Mn及びMwともにポリスチレン換算の値である。   The weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound is, for example, about 5000 to 50000, preferably about 7000 to 20000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) is, for example, about 1.8 to 3.5. In addition, said Mn shows a number average molecular weight, and both Mn and Mw are values of polystyrene conversion.

前記式(IIg)、(IIIf)、(IIIg)及び(IIIh)で表される各モノマー単位は、それぞれ対応するエチレン性不飽和化合物を(コ)モノマーとして、また、式(I)、(IIa)〜(IIf)、(IIh)、(IIIa)〜(IIIe)で表される各モノマー単位は、それぞれ対応する(メタ)アクリル酸又はそのエステルを(コ)モノマーとして重合に付すことにより形成できる。   Each of the monomer units represented by the formulas (IIg), (IIIf), (IIIg) and (IIIh) has a corresponding ethylenically unsaturated compound as a (co) monomer, and the formula (I), (IIa ) To (IIf), (IIh), and (IIIa) to (IIIe), each monomer unit can be formed by subjecting the corresponding (meth) acrylic acid or its ester as a (co) monomer to polymerization. .

[式(I)のモノマー単位]
前記式(I)のモノマー単位に対応するモノマーは前記式(1)で表される。式(1)で表されるモノマーは単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。また、式(1)で表される化合物には立体異性体が存在するが、本発明では、1つの立体異性体のみを用いてもよく、複数の立体異性体の混合物を用いてもよい。
[Monomer unit of formula (I)]
The monomer corresponding to the monomer unit of the formula (I) is represented by the formula (1). The monomers represented by the formula (1) can be used alone or in combination of two or more. Moreover, although a stereoisomer exists in the compound represented by Formula (1), in this invention, only one stereoisomer may be used and the mixture of several stereoisomers may be used.

[式(IIa)のモノマー単位]
前記式(IIa)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)アダマンタン、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチルプロピル)アダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(1−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2−ジメチルプロピル)アダマンタン。
[Monomer unit of formula (IIa)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIa), there may be mentioned the following compounds. 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- ( (Meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- Hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1-hydroxy-3- (1- ( (Meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy -5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane, 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) -3,5-dihydroxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5 -(1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane, 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane.

[式(IIb)のモノマー単位]
前記式(IIb)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。1−t−ブトキシカルボニル−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(t−ブトキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−t−ブトキシカルボニル−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ビス(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−ヒドロキシ−3−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン。
[Monomer unit of formula (IIb)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIb), there may be mentioned the following compounds. 1-t-butoxycarbonyl-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (t-butoxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-t-butoxycarbonyl-3-hydroxy-5 (Meth) acryloyloxyadamantane, 1- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-bis (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxy Adamantane, 1-hydroxy-3- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane.

[式(IIc)のモノマー単位]
前記式(IIc)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチルアダマンタン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、5−ヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,5−ジヒドロキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−エチルアダマンタン。
[Monomer unit of formula (IIc)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIc), there may be mentioned the following compounds. 2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,3 -Dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6 -Methyl adamantane, 2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane 1,3-dihydroxy-2- (meth) ac Liloyloxy-2-ethyladamantane, 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane, 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-ethyladamantane.

[式(IId)のモノマー単位]
前記式(IId)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。t−ブチル(メタ)アクリレート。
[Monomer unit of formula (IId)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IId), there may be mentioned the following compounds. t-Butyl (meth) acrylate.

[式(IIe)のモノマー単位]
前記式(IIe)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロフラニル(メタ)アクリレート。
[Monomer unit of formula (IIe)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIe), there may be mentioned the following compounds. 2-tetrahydropyranyl (meth) acrylate, 2-tetrahydrofuranyl (meth) acrylate.

[式(IIf)のモノマー単位]
前記式(IIf)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。β−(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−α,α−ジメチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−α,α,β−トリメチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−β,γ,γ−トリメチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−α,α,β,γ,γ−ペンタメチル−γ−ブチロラクトン。
[Monomer unit of formula (IIf)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIf), there may be mentioned the following compounds. β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-α, α-dimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, β- (Meth) acryloyloxy-α, α, β-trimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-β, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-α, α, β, γ, γ-pentamethyl-γ-butyrolactone.

[式(IIg)のモノマー単位]
前記式(IIg)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。5−t−ブトキシカルボニルノルボルネン、9−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン、5−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)ノルボルネン、9−(2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル)テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカ−4−エン。
[Monomer unit of formula (IIg)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIg), there may be mentioned the following compounds. 5-t-butoxycarbonylnorbornene, 9-t-butoxycarbonyltetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodec-4-ene, 5- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) norbornene, 9- (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodec-4-ene.

[式(IIh)のモノマー単位]
前記式(IIh)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。1−(アダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(アダマンタン−1−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[2−(アダマンタン−1−イル)エトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(2−メチルノルボルナン−2−イルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−[1−(ノルボルナン−2−イル)−1−メチルエトキシ]エチル(メタ)アクリレート、1−(3−メチルノルボルナン−2−イルメトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(ボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(イソボルニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート;1−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、2−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、8−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、9−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、α−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、3−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−2−オキソ−1−オキサスピロ[4.5]デカン、α−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−γ−ブチロラクトン、α−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−α,γ,γ−トリメチル−γ−ブチロラクトン、α−[1−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン。
[Monomer unit of formula (IIh)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIh), there may be mentioned the following compounds. 1- (adamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (adamantan-1-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [2- (adamantan-1-yl) ethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-hydroxyadamantan-1-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (norbornan-2-ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (2-methylnorbornan-2-yloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- [1- (norbornan-2-yl) -1-methylethoxy] ethyl (meth) acrylate, 1- (3-methylnorbornane-2- Ylmethoxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (bornyloxy) ) Ethyl (meth) acrylate, 1- (isobornyloxycarbonyl) ethyl (meth) acrylate; 1- [1- (meth) acryloyloxy ethoxy] -4-oxa-tricyclo [4.3.1.1 3, 8 ] Undecan-5-one, 2- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, 8- [1- (meta ) Acrylyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 9- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -4-oxatricyclo [5. 2.1.0 2,6 ] decan-5-one, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, 3- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -2-oxo-1- Oxaspiro [4.5] decane, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -γ-butyrolactone, α- [1- (meth) acryloyloxyethoxy] -α, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, α- [1- (Meth) acryloyloxyethoxy] -β, β-dimethyl-γ-butyrolactone.

[式(IIIa)のモノマー単位]
前記式(IIIa)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な化合物には下記の化合物が含まれる。1−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジカルボキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン、7−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタン。
[Monomer unit of formula (IIIa)]
Typical compounds of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIIa) include the following compounds. 1-hydroxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dihydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3- (meth) acryloyloxyadamantane, 1,3-dicarboxy-5 (Meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane, 3-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4 -Oxoadamantane, 7-hydroxy-1- (meth) acryloyloxy-4-oxoadamantane.

[式(IIIb)のモノマー単位]
前記式(IIIb)のモノマー単位に対応するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,8−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4,8−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−5,7−ジオン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−5,7−ジオキサトリシクロ[4.4.1.13,9]ドデカン−4,8−ジオン。
[Monomer unit of formula (IIIb)]
As typical examples of the monomer corresponding to the monomer unit of the formula (IIIb), there may be mentioned the following compounds. 1- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one, 1- (meth) acryloyloxy-4,7-dioxatricyclo [4. 4.1.1 3,9 ] dodecane-5,8-dione, 1- (meth) acryloyloxy-4,8-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5,7 -Dione, 1- (meth) acryloyloxy-5,7-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-4,8-dione.

[式(IIIc)のモノマー単位]
前記式(IIIc)のモノマー単位を形成するモノマーの代表的な例として下記化合物が挙げられる。2−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチル−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5−オン。
[Monomer unit of formula (IIIc)]
Typical examples of the monomer that forms the monomer unit of the formula (IIIc) include the following compounds. 2- (Meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-5-one, 2- (meth) acryloyloxy-2-methyl-4-oxatricyclo [4 .2.1.0 3,7 ] nonan-5-one.

[式(IIId)のモノマー単位]
前記式(IIId)のモノマー単位を形成するモノマーの代表的な例には下記の化合物が含まれる。α−(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−α−メチル−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、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,β,β−トリメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,γ,γ−トリメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β,γ,γ−テトラメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,β,β,γ,γ−ペンタメチル−γ−ブチロラクトン。
[Monomer unit of formula (IIId)]
Typical examples of the monomer forming the monomer unit of the formula (IIId) include the following compounds. α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meta ) Acrylyloxy-α, β, β-trimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, γ, γ-trimethyl- γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β, γ, γ-tetramethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, β, β, γ, γ-pentamethyl-γ-butyrolactone .

[式(IIIe)のモノマー単位]
前記式(IIIe)のモノマー単位を形成するモノマーの代表的な例には下記の化合物が含まれる。(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、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸デカヒドロナフチル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、(メタ)アクリル酸テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル。これらの化合物のR37に相当する基に、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、カルボキシル基又はオキソ基などの置換基が結合している化合物も好ましい。
[Monomer unit of formula (IIIe)]
Typical examples of the monomer forming the monomer unit of the formula (IIIe) include the following compounds. (Meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, decahydro (meth) acrylate Naphthyl, norbornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl (meth) acrylate , Tetracyclo (meth) acrylate [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecyl. A compound in which a substituent such as a hydroxy group, a hydroxymethyl group, a carboxyl group, or an oxo group is bonded to a group corresponding to R 37 of these compounds is also preferable.

[式(IIIf)のモノマー単位]
前記式(IIIf)のモノマー単位を形成するモノマーには無水マレイン酸が含まれる。
[Monomer unit of formula (IIIf)]
The monomer forming the monomer unit of the formula (IIIf) includes maleic anhydride.

[式(IIIg)のモノマー単位]
前記式(IIIg)のモノマー単位を形成するモノマーの代表的な例として下記の化合物が挙げられる。4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−エン−5−オン、3−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−エン−4−オン、5−オキサトリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン−9−エン−6−オン、4−オキサトリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン−9−エン−5−オン、4−オキサペンタシクロ[6.5.1.19,12.02,6.08,13]ペンタデカン−10−エン−5−オン、3−オキサペンタシクロ[6.5.1.19,12.02,6.08,13]ペンタデカン−10−エン−4−オン、5−オキサペンタシクロ[6.6.1.110,13.02,7.09,14]ヘキサデカン−11−エン−6−オン、4−オキサペンタシクロ[6.6.1.110,13.02,7.09,14]ヘキサデカン−11−エン−5−オン。
[Monomer unit of formula (IIIg)]
Typical examples of the monomer that forms the monomer unit of the formula (IIIg) include the following compounds. 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-en-5-one, 3-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-ene- 4-one, 5-oxatricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecan-9-en-6-one, 4-oxatricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane- 9-en-5-one, 4-oxapentacyclo [6.5.1.1 9,12 . 0 2,6 . 0 8,13 ] pentadecan-10-en-5-one, 3-oxapentacyclo [6.5.1.1 9,12 . 0 2,6 . 0 8,13] pentadecane-10-en-4-one, 5-oxa penta cyclo [6.6.1.1 10, 13. 0 2,7 . 0 9,14] hexadecane-11-en-6-one, 4-oxa-penta cyclo [6.6.1.1 10, 13. 0 2,7 . 0 9,14 ] Hexadecan-11-en-5-one.

[式(IIIh)のモノマー単位]
前記式(IIIh)のモノマー単位を形成するモノマーの代表的な例として下記化合物が挙げられる。ノルボルネン、5−ヒドロキシ−2−ノルボルネン。
[Monomer unit of formula (IIIh)]
As typical examples of the monomer forming the monomer unit of the formula (IIIh), there may be mentioned the following compounds. Norbornene, 5-hydroxy-2-norbornene.

本発明の高分子化合物を得るに際し、モノマー混合物の重合は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状−懸濁重合、乳化重合など、アクリル系ポリマー等を製造する際に用いる慣用の方法により行うことができるが、特に、溶液重合が好適である。さらに、溶液重合のなかでも滴下重合が好ましい。滴下重合は、具体的には、例えば、(i)予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した有機溶媒中に前記単量体溶液と重合開始剤溶液とを各々滴下する方法、(ii)単量体と重合開始剤とを有機溶媒に溶解した混合溶液を、一定温度に保持した有機溶媒中に滴下する方法、(iii)予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した前記単量体溶液中に重合開始剤溶液を滴下する方法などの方法により行われる。   In obtaining the polymer compound of the present invention, the polymerization of the monomer mixture is carried out by a conventional method used for producing an acrylic polymer, such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, bulk-suspension polymerization, and emulsion polymerization. Although it can be performed, solution polymerization is particularly preferred. Furthermore, drop polymerization is preferable among solution polymerization. Specifically, for example, (i) a monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in an organic solvent are prepared in an organic solvent kept at a constant temperature. A method in which the monomer solution and the polymerization initiator solution are respectively dropped, and (ii) a method in which a mixed solution in which the monomer and the polymerization initiator are dissolved in an organic solvent is dropped into an organic solvent maintained at a constant temperature. (Iii) A monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in the organic solvent are respectively prepared, and the polymerization initiator solution is dropped into the monomer solution maintained at a constant temperature. It is performed by a method or the like.

重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、例えば、エーテル(ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル類などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、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グリコールエーテルエステル類など)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、アミド(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシドなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノールなど)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など)、これらの混合溶媒などが挙げられる。また、重合開始剤として公知の重合開始剤を使用できる。重合温度は、例えば30〜150℃程度の範囲で適宜選択できる。   As the polymerization solvent, a known solvent can be used. For example, ether (chain ether such as diethyl ether and glycol ether such as propylene glycol monomethyl ether, cyclic ether such as tetrahydrofuran and dioxane), ester (methyl acetate, ethyl acetate, Glycol ether esters such as butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), amides (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc.) ), Sulfoxide (dimethylsulfoxide, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, etc.), hydrocarbon (aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, etc.) Aliphatic hydrocarbons such as hexane, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane), and mixtures of these solvents. Moreover, a well-known polymerization initiator can be used as a polymerization initiator. The polymerization temperature can be appropriately selected within a range of about 30 to 150 ° C., for example.

重合により得られたポリマーは、沈殿又は再沈殿により精製できる。沈殿又は再沈殿溶媒は有機溶媒及び水の何れであってもよく、また混合溶媒であってもよい。沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタンなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、カルボン酸(酢酸など)、これらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。   The polymer obtained by polymerization can be purified by precipitation or reprecipitation. The precipitation or reprecipitation solvent may be either an organic solvent or water, or a mixed solvent. Examples of the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatics such as benzene, toluene, and xylene. Aromatic hydrocarbons), halogenated hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.) , Nitrile (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ether (chain ether such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxane), ketone (acetone, methyl ethyl ketone) Diisobutyl ketone, etc.), ester (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonate (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (acetic acid, etc.) Etc.), and mixed solvents containing these solvents.

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

本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、前記本発明の高分子化合物と光酸発生剤とを含んでいる。   The resin composition for photoresists of the present invention contains the polymer compound of the present invention and a photoacid generator.

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

光酸発生剤の使用量は、光照射により生成する酸の強度や前記高分子化合物における各モノマー単位(繰り返し単位)の比率などに応じて適宜選択でき、例えば、前記高分子化合物100重量部に対して0.1〜30重量部、好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは2〜20重量部程度の範囲から選択できる。   The amount of the photoacid generator used can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the ratio of each monomer unit (repeating unit) in the polymer compound, etc., for example, 100 parts by weight of the polymer compound On the other hand, it can be selected from a range of about 0.1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 25 parts by weight, and more preferably about 2 to 20 parts by weight.

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

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

基材又は基板としては、シリコンウエハ、金属、プラスチック、ガラス、セラミックなどが挙げられる。フォトレジスト用樹脂組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータなどの慣用の塗布手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば0.01〜20μm、好ましくは0.05〜2μm程度である。   Examples of the base material or the substrate include a silicon wafer, metal, plastic, glass, and ceramic. The application of the photoresist resin composition can be performed using a conventional application means such as a spin coater, a dip coater, or a roller coater. The thickness of the coating film is, for example, about 0.01 to 20 μm, preferably about 0.05 to 2 μm.

露光には、種々の波長の光線、例えば、紫外線、X線などが利用でき、半導体レジスト用では、通常、g線、i線、エキシマレーザー(例えば、XeCl、KrF、KrCl、ArF、ArCl、F2、Kr2、KrAr、Ar2など)などが使用される。露光エネルギーは、例えば0.1〜1000mJ/cm2程度である。 For exposure, various wavelengths of light such as ultraviolet rays and X-rays can be used. For semiconductor resists, g-line, i-line, and excimer lasers (eg, XeCl, KrF, KrCl, ArF, ArCl, F) are generally used. 2 , Kr 2 , KrAr, Ar 2 etc.). The exposure energy is, for example, about 0.1 to 1000 mJ / cm 2 .

光照射により光酸発生剤から酸が生成し、この酸により、例えば前記高分子化合物の酸脱離性基を有するモノマー単位(アルカリ可溶性ユニット)のカルボキシル基等の保護基(脱離性基)が速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキシル基等が生成する。そのため、水又はアルカリ現像液による現像により、所定のパターンを精度よく形成できる。   An acid is generated from the photoacid generator by light irradiation, and this acid causes a protective group (leaving group) such as a carboxyl group of a monomer unit (alkali-soluble unit) having an acid leaving group of the polymer compound. Is rapidly eliminated, and carboxyl groups and the like that contribute to solubilization are generated. Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developer.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、化学構造式中、tBuはt−ブチル基を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the chemical structural formula, tBu represents a t-butyl group.

製造例1(β−t−ブチルオキシカルボニル−α−ヒドロキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンの製造)
ジムロート冷却管、乾燥空気吹き込み口、温度計を備えた四つ口フラスコに、ジ−t−ブチルフマレート297g(1.3mol)、2−プロパノール781g(13mol)、N−ヒドロキシフタルイミド84.8g(0.52mol)、酢酸コバルト(II)四水和物13.0g(52mmol)、アセトニトリル790gを入れ、乾燥空気を毎分1L吹き込みつつ、50℃で6時間撹拌した。反応液を減圧濃縮して、濃縮残渣にp−キシレン1Lを加え、加熱還流しつつ5時間撹拌した。反応液を減圧濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、下記式(6)で表されるβ−t−ブチルオキシカルボニル−α−ヒドロキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンの白色固体185g(0.803mol、ジ−t−ブチルフマレート基準の収率62%)を得た。得られた物質は2つの立体異性体の混合物であり、その存在比はほぼ1:1であった。

Figure 2006036891
Production Example 1 (Production of β-t-butyloxycarbonyl-α-hydroxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone)
In a four-necked flask equipped with a Dimroth condenser, dry air inlet, and thermometer, di-t-butyl fumarate 297 g (1.3 mol), 2-propanol 781 g (13 mol), N-hydroxyphthalimide 84.8 g ( 0.52 mol), cobalt acetate (II) tetrahydrate 13.0 g (52 mmol) and acetonitrile 790 g were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours while blowing 1 L of dry air every minute. The reaction solution was concentrated under reduced pressure, 1 L of p-xylene was added to the concentrated residue, and the mixture was stirred for 5 hours while heating to reflux. The reaction solution was concentrated under reduced pressure. The concentrated residue was purified by silica gel column chromatography, and 185 g (0.803 mol, 0.803 mol, β-t-butyloxycarbonyl-α-hydroxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone represented by the following formula (6) A yield of 62% based on di-t-butyl fumarate) was obtained. The obtained material was a mixture of two stereoisomers, and the abundance ratio was approximately 1: 1.
Figure 2006036891

[β−t−ブチルオキシカルボニル−α−ヒドロキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンのスペクトルデータ]
一方の立体異性体
1H−NMR(CDCl3) δ:1.49(s, 9H), 1.52(s, 3H), 1.58(s, 3H), 3.19(d, 1H), 3.53(brs, 1H), 4.78(d, 1H)
他方の立体異性体
1H−NMR(CDCl3) δ:1.34(s, 3H), 1.51(s, 9H), 1.63(s, 3H), 3.11(d, 1H), 3.68(brs, 1H), 4.94(d, 1H)
[Spectral data of β-t-butyloxycarbonyl-α-hydroxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone]
One stereoisomer
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.49 (s, 9H), 1.52 (s, 3H), 1.58 (s, 3H), 3.19 (d, 1H), 3.53 (brs, 1H), 4.78 (d, 1H )
The other stereoisomer
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.34 (s, 3H), 1.51 (s, 9H), 1.63 (s, 3H), 3.11 (d, 1H), 3.68 (brs, 1H), 4.94 (d, 1H )

製造例2(β−t−ブチルオキシカルボニル−α−メタクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンの製造)
温度計を備えた二口フラスコ中で、β−t−ブチルオキシカルボニル−α−ヒドロキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン5.0g(21.7mmol)、4−メトキシフェノール1.3mg、トリエチルアミン2.4g(23.7mmol)をテトラヒドロフラン50ml中に溶解した。窒素雰囲気下、水浴で液温を20℃付近に保ちつつ、メタクリル酸クロリド2.5g(23.9mmol)をゆっくり滴下した後、水浴を外し、室温で4時間撹拌した。その後、水100mlを加えてからテトラヒドロフランを減圧留去した。濃縮液を酢酸エチル100mlで2回抽出し、有機層を塩化アンモニウム水溶液100ml、塩化ナトリウム水溶液100ml、10重量%炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、塩化ナトリウム水溶液100mlの順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濃縮して黄色の粘性液体を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、下記式(7)で表されるβ−t−ブチルオキシカルボニル−α−メタクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン3.67g(12.3mmol、収率57%)の白色固体を得た。得られ物質は2つの立体異性体の混合物であり、その存在比はほぼ1:1であった。

Figure 2006036891
Production Example 2 (Production of β-t-butyloxycarbonyl-α-methacryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone)
In a two-necked flask equipped with a thermometer, β-t-butyloxycarbonyl-α-hydroxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone 5.0 g (21.7 mmol), 4-methoxyphenol 1.3 mg, triethylamine 2.4 g (23.7 mmol) was dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran. Under a nitrogen atmosphere, 2.5 g (23.9 mmol) of methacrylic acid chloride was slowly dropped while keeping the liquid temperature in the vicinity of 20 ° C. in a water bath, the water bath was removed, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Thereafter, 100 ml of water was added, and tetrahydrofuran was distilled off under reduced pressure. The concentrated solution was extracted twice with 100 ml of ethyl acetate, and the organic layer was washed with 100 ml of aqueous ammonium chloride solution, 100 ml of aqueous sodium chloride solution, 100 ml of 10 wt% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 100 ml of aqueous sodium chloride solution, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Thereafter, the mixture was concentrated under reduced pressure to obtain a yellow viscous liquid. This was purified by silica gel column chromatography, and 3.67 g (12.3 mmol, β-t-butyloxycarbonyl-α-methacryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone represented by the following formula (7) was collected. A white solid having a rate of 57%) was obtained. The obtained material was a mixture of two stereoisomers, and the abundance ratio was approximately 1: 1.
Figure 2006036891

[β−t−ブチルオキシカルボニル−α−メタクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンのスペクトルデータ]
一方の立体異性体
1H−NMR(CDCl3) δ:1.41(s, 3H), 1.49(s, 9H), 1.68(s, 3H), 1.97(s, 3H), 3.34(d, 1H), 5.67(m, 1H), 6.00(d, 1H), 6.19(s, 1H)
他方の立体異性体
1H−NMR(CDCl3) δ:1.48(s, 9H), 1.55(s, 3H), 1.56(s, 3H), 1.97(s, 3H), 3.28(d, 1H), 5.69-5.70(m, 1H), 5.87(d, 1H), 6.23(s, 1H)
[Spectral data of β-t-butyloxycarbonyl-α-methacryloyloxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone]
One stereoisomer
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.41 (s, 3H), 1.49 (s, 9H), 1.68 (s, 3H), 1.97 (s, 3H), 3.34 (d, 1H), 5.67 (m, 1H ), 6.00 (d, 1H), 6.19 (s, 1H)
The other stereoisomer
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.48 (s, 9H), 1.55 (s, 3H), 1.56 (s, 3H), 1.97 (s, 3H), 3.28 (d, 1H), 5.69-5.70 (m , 1H), 5.87 (d, 1H), 6.23 (s, 1H)

実施例1
下記構造の樹脂の合成

Figure 2006036891
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、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)41.65g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)17.85gを入れ、温度を100℃に保ち、撹拌しながら、β−t−ブチルオキシカルボニル−γ,γ−ジメチル−α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン14.01g(47.0mmol)、9−メタクリロイルオキシ−2−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−3−オン10.44g(47.0mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン5.55g(23.5mmol)、ジメチル 2,2′−アゾビスイソブチレート(開始剤:和光純薬工業製、商品名「V−601」)0.75g、PGMEA77.35g、及びPGME33.15gを混合したモノマー溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を続けた。重合反応終了後、得られた反応溶液を孔径0.1μmのフィルターで濾過した後、該反応溶液の7倍量のヘキサンと酢酸エチルの9:1(体積比;25℃)混合液中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別することにより、所望の樹脂27.3gを得た。回収したポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析したところ、重量平均分子量(Mw)が8800、分子量分布(Mw/Mn)が1.82であった。 Example 1
Synthesis of resin with the following structure
Figure 2006036891
In a round bottom flask equipped with a reflux tube, a stirring bar, and a three-way cock, 41.65 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and 17.85 g of propylene glycol monomethyl ether (PGME) are placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature is set to 100. While maintaining the temperature at ℃, with stirring, β-t-butyloxycarbonyl-γ, γ-dimethyl-α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone 14.01 g (47.0 mmol), 9-methacryloyloxy-2-oxatricyclo [ 4.2.1.0 4,8 ] nonan-3-one 10.44 g (47.0 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 5.55 g (23.5 mmol), dimethyl 2,2′-azo Bisisobutyrate (Initiator: Wako Pure Chemical Industries, trade name “V-601”) 0 A monomer solution in which .75 g, PGMEA 77.35 g, and PGME 33.15 g were mixed was dropped at a constant rate over 6 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours. After completion of the polymerization reaction, the obtained reaction solution was filtered with a filter having a pore size of 0.1 μm, and then stirred in a 9: 1 (volume ratio; 25 ° C.) mixture of hexane and ethyl acetate in an amount 7 times that of the reaction solution. While dripping. The resulting precipitate was filtered off to obtain 27.3 g of the desired resin. When the recovered polymer was analyzed by GPC (gel permeation chromatography), the weight average molecular weight (Mw) was 8800, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.82.

実施例2
下記構造の樹脂の合成

Figure 2006036891
実施例1において、モノマー成分として、β−t−ブチルオキシカルボニル−γ,γ−ジメチル−α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン17.01g(57.1mmol)、9−メタクリロイルオキシ−2−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−3−オン7.60g(34.2mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン5.39g(22.8mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂26.7gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、重量平均分子量(Mw)が8500、分子量分布(Mw/Mn)が1.80であった。 Example 2
Synthesis of resin with the following structure
Figure 2006036891
In Example 1, as monomer components, β-t-butyloxycarbonyl-γ, γ-dimethyl-α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone 17.01 g (57.1 mmol), 9-methacryloyloxy-2-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane-3-one 7.60 g (34.2 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 5.39 g (22.8 mmol) When the same operation as in Example 1 was performed, 26.7 g of the desired resin was obtained. When the recovered polymer was analyzed by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8500, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.80.

実施例3
下記構造の樹脂の合成

Figure 2006036891
実施例1において、モノマー成分として、β−t−ブチルオキシカルボニル−γ,γ−ジメチル−α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン10.66g(35.8mmol)、9−メタクリロイルオキシ−2−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−3−オン10.59g(47.7mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン5.63g(23.8mmol)、1−(1−メタクリロイルオキシ−1−メチルエチル)アダマンタン3.12g(11.9mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂27.6gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、重量平均分子量(Mw)が9100、分子量分布(Mw/Mn)が1.85であった。 Example 3
Synthesis of resin with the following structure
Figure 2006036891
In Example 1, as monomer components, β-t-butyloxycarbonyl-γ, γ-dimethyl-α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone 10.66 g (35.8 mmol), 9-methacryloyloxy-2-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-3-one 10.59 g (47.7 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 5.63 g (23.8 mmol), 1- (1-methacryloyl) The same operation as in Example 1 was carried out except that 3.12 g (11.9 mmol) of oxy-1-methylethyl) adamantane was used, and 27.6 g of the desired resin was obtained. When the recovered polymer was analyzed by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 9100, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.85.

実施例4
下記構造の樹脂の合成

Figure 2006036891
実施例1において、モノマー成分として、β−t−ブチルオキシカルボニル−γ,γ−ジメチル−α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン10.78g(36.2mmol)、9−メタクリロイルオキシ−2−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−3−オン10.71g(48.2mmol)、1−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシアダマンタン5.69g(24.1mmol)、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン2.82g(12.1mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂25.5gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、重量平均分子量(Mw)が9300、分子量分布(Mw/Mn)が1.86であった。 Example 4
Synthesis of resin with the following structure
Figure 2006036891
In Example 1, as monomer components, β-t-butyloxycarbonyl-γ, γ-dimethyl-α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 10.78 g (36.2 mmol), 9-methacryloyloxy-2-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-3-one 10.71 g (48.2 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 5.69 g (24.1 mmol), 2-methacryloyloxy-2 -The same operation as in Example 1 was carried out except that 2.82 g (12.1 mmol) of methyl adamantane was used, and 25.5 g of the desired resin was obtained. When the collected polymer was analyzed by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 9300, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.86.

評価試験
上記実施例で得られたポリマーについて、該ポリマー100重量部とトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート10重量部とを溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)と混合して、ポリマー濃度17重量%のフォトレジスト用樹脂組成物を調製した。この組成物をシリオンウエハー上にスピンコーティング法により塗布し、厚み1.0μmの感光層を形成した。ホットプレートにより温度100℃で150秒間プリベークした後、波長247nmのKrFエキシマレーザーを用い、マスクを介して、照射量30mJ/cm2で露光した後、温度100℃で60秒間ポストベークした。次いで、0.3Mのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により60秒間現像し、純水でリンスした。その結果、0.20μmのライン・アンド・スペースパターンが鮮明に精度よく得られた。
Evaluation test About the polymer obtained in the above Example, 100 parts by weight of the polymer and 10 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate were mixed with propylene glycol monomethyl ether (PGME) as a solvent to obtain a polymer concentration of 17% by weight. A photoresist resin composition was prepared. This composition was applied on a silion wafer by a spin coating method to form a photosensitive layer having a thickness of 1.0 μm. After pre-baking at a temperature of 100 ° C. for 150 seconds using a hot plate, exposure was performed at a dose of 30 mJ / cm 2 through a mask using a KrF excimer laser with a wavelength of 247 nm, and then post-baking was performed at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds. Subsequently, it developed for 60 second with 0.3M tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and rinsed with the pure water. As a result, a 0.20 μm line and space pattern was clearly and accurately obtained.

Claims (8)

下記式(1)
Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。Rbは酸により脱離可能な基を示す。R1、R2は、同一又は異なって、炭化水素基を示す。R1及びR2は、互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R3、R4は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す)
で表されるα−不飽和アシルオキシ−γ−ブチロラクトン誘導体。
Following formula (1)
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R b represents a group removable by an acid. R 1 , R 2 is the same or different and represents a hydrocarbon group, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same or different. Represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group)
An α-unsaturated acyloxy-γ-butyrolactone derivative represented by the formula:
下記式(I)
Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。Rbは酸により脱離可能な基を示す。R1、R2は、同一又は異なって、炭化水素基を示す。R1及びR2は、互いに結合して、隣接する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R3、R4は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す)
で表される少なくとも1種のモノマー単位を含む高分子化合物。
Formula (I)
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R b represents a group removable by an acid. R 1 , R 2 is the same or different and represents a hydrocarbon group, R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent carbon atoms, and R 3 and R 4 may be the same or different. Represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group)
The high molecular compound containing the at least 1 sort (s) of monomer unit represented by these.
さらに、酸によりその一部が脱離してアルカリ可溶性となる基を有するモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く]を含む請求項2記載の高分子化合物。   The polymer compound according to claim 2, further comprising a monomer unit [excluding the monomer unit represented by the formula (I)] having a group that is partly eliminated by an acid and becomes alkali-soluble. さらに、基板に対して密着性を付与しうるモノマー単位[式(I)で表されるモノマー単位を除く]を含む請求項2又は3記載の高分子化合物。   Furthermore, the high molecular compound of Claim 2 or 3 containing the monomer unit [except the monomer unit represented by Formula (I)] which can provide adhesiveness with respect to a board | substrate. 式(I)で表される少なくとも1種のモノマー単位と、下記式(IIa)〜(IIh)
Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。R5及びR6は、同一又は異なって、炭素数1〜8の炭化水素基を示し、R7、R8及びR9は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はメチル基を示す。R10及びR11は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又は−COOR12基を示し、R12はt−ブチル基、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基又は2−オキセパニル基を示す。R13はメチル基又はエチル基を示し、R14及びR15は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はオキソ基を示す。R16は、式中に示される酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。R17、R18、R19、R20及びR21は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R22はt−ブチル基、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基又は2−オキセパニル基を示す。R23、R24は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示し、R25は水素原子又は有機基を示す。mは1〜3の整数を示し、nは0又は1を示す)
から選択された少なくとも1種のモノマー単位とを含む請求項2記載の高分子化合物。
At least one monomer unit represented by the formula (I), and the following formulas (IIa) to (IIh):
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 and R 6 are the same or different and have 1 to 8 carbon atoms. R 7 , R 8 and R 9 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a methyl group, and R 10 and R 11 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group Or -COOR 12 group, R 12 represents a t-butyl group, 2-tetrahydrofuranyl group, 2-tetrahydropyranyl group or 2-oxepanyl group, R 13 represents a methyl group or an ethyl group, R 14 and R 15 is the same or different and represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an oxo group, and R 16 has a substituent having a tertiary carbon atom at the bonding site with the oxygen atom shown in the formula. .R 17 showing a which may be a hydrocarbon group, 18, R 19, R 20 and R 21 are the same or different, .R 22 represent a hydrogen atom or a methyl group is t- butyl, 2-tetrahydrofuranyl group, 2-tetrahydropyranyl group or a 2-oxepanyl group R 23 and R 24 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group, R 25 represents a hydrogen atom or an organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents 0 or 1)
The polymer compound according to claim 2, comprising at least one monomer unit selected from the group consisting of:
さらに、下記式(IIIa)〜(IIIh)
Figure 2006036891
(式中、Raは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を示す。R26及びR27は、同一又は異なって、水素原子、ヒドロキシル基又はカルボキシル基を示し、R28はヒドロキシル基、オキソ基又はカルボキシル基を示す。X1、X2及びX3は、同一又は異なって、−CH2−又は−CO−O−を示す。R29、R30及びR31は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R32及びR33は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R34、R35、R36、R37及びR38は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R39は、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状、環状若しくは有橋環状炭化水素基を示す。R40、R41、R42及びR43は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を示す。R44は、水素原子、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基又はカルボキシル基を示す。o、p、q及びrは、それぞれ、0又は1を示す)
で表されるモノマー単位から選択された少なくとも1種のモノマー単位を含む請求項2又は5記載の高分子化合物。
Further, the following formulas (IIIa) to (IIIh)
Figure 2006036891
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 26 and R 27 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. or a carboxyl group, R 28 represents a hydroxyl group, .X 1, X 2 and X 3 showing an oxo group or a carboxyl group are the same or different, -CH 2 - or -CO-O- shown .R 29 , R 30 and R 31 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 32 and R 33 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, R 34 , R 35 , R 36 , R 37 and R 38 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 39 is a hydrogen atom or a linear or branched chain having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. , .R 40, R 41 showing a cyclic or bridged cyclic hydrocarbon group, R 42 and 43 are the same or different, .R 44 represent a hydrogen atom or a methyl group, a hydrogen atom, a hydroxyl group, .o showing a hydroxymethyl group or a carboxyl group, p, q and r are, respectively, 0 or 1 Show)
The polymer compound according to claim 2, comprising at least one monomer unit selected from monomer units represented by:
請求項2〜6の何れかの項に記載の高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレジスト用樹脂組成物。   A resin composition for a photoresist, comprising at least the polymer compound according to claim 2 and a photoacid generator. 請求項7記載のフォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板上に塗布してレジスト塗膜を形成し、露光及び現像を経てパターンを形成する工程を含む半導体の製造方法。
A method for producing a semiconductor, comprising: applying a photoresist resin composition according to claim 7 onto a substrate or a substrate to form a resist coating film; and exposing and developing to form a pattern.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009288504A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition, resist pattern forming method, and high molecular compound
JP2010256874A (en) * 2009-03-31 2010-11-11 Sumitomo Chemical Co Ltd Chemically amplified photoresist composition
JP2011191731A (en) * 2009-09-18 2011-09-29 Fujifilm Corp Actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition and method of forming pattern using the same

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