JP2006219677A - Copolymer and resist composition - Google Patents

Copolymer and resist composition Download PDF

Info

Publication number
JP2006219677A
JP2006219677A JP2006107500A JP2006107500A JP2006219677A JP 2006219677 A JP2006219677 A JP 2006219677A JP 2006107500 A JP2006107500 A JP 2006107500A JP 2006107500 A JP2006107500 A JP 2006107500A JP 2006219677 A JP2006219677 A JP 2006219677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monomer
copolymer
skeleton
meth
acrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006107500A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadayuki Fujiwara
匡之 藤原
Masayuki Toyama
昌之 遠山
Yukiya Wakizaka
幸也 脇阪
Koji Nishida
耕二 西田
Akira Yanagase
昭 柳ヶ瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2006107500A priority Critical patent/JP2006219677A/en
Publication of JP2006219677A publication Critical patent/JP2006219677A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copolymer having excellent adhesion to high polarity surfaces such as a surface of a metal, excellent in hydrophobicity and heat resistance and having good solubility in a solvent for resists, and to provide a resist composition containing the copolymer. <P>SOLUTION: The copolymer obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a monomer having a lactone skeleton, and a vinyl-based monomer having a polarity higher than that of the monomer having an alicyclic skeleton and lower than that of the monomer having a lactone skeleton. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属表面等の極性の高い表面に対する密着性に優れ、効果的に疎水性及び耐熱性を付与することができ、かつ、溶剤に対する溶解性が良好で不溶分の少ない好適な共重合体、および該共重合体を用いたレジスト組成物に関する。   The present invention is excellent in adhesion to a highly polar surface such as a metal surface, can effectively impart hydrophobicity and heat resistance, has good solubility in a solvent, and has a low insoluble content. And a resist composition using the copolymer.

従来より、金属表面のような極性の高い表面に対しては、同じく極性の高い化合物が静電的な相互作用により、密着性が良いことが知られている。一方、疎水性に関しては、極性の低い化合物が優れており、また、耐熱性に関しては環状の化合物が優れていることが知られている。   Conventionally, it is known that a highly polar compound such as a metal surface has good adhesion due to electrostatic interaction. On the other hand, it is known that a compound having low polarity is excellent with respect to hydrophobicity, and a cyclic compound is excellent with respect to heat resistance.

そこで、金属表面等の極性の高い表面に対する密着性に優れ、効果的に疎水性および耐熱性を付与することができる塗料を得るために、極性の高い単量体と極性の低い環状構造を有する単量体とを共重合させた二元系共重合体を塗料用樹脂組成物として用いることが提案されている。   Therefore, in order to obtain a coating material that is excellent in adhesion to a highly polar surface such as a metal surface and can effectively impart hydrophobicity and heat resistance, it has a highly polar monomer and a low polarity cyclic structure. It has been proposed to use a binary copolymer obtained by copolymerizing a monomer as a resin composition for a coating material.

しかしながら、このような極性が大きく異なり、かつ一方が大きな環状骨格を有する単量体を共重合させる場合、これらの重合反応性が大きく異なるため、ランダムに共重合しにくく、重合の初期と後期で一方の単量体成分が非常に多く共重合された共重合体が生じる傾向がある。そのため、この共重合体を溶剤系塗料やレジスト組成物として使用すべく、溶剤に溶解させた場合、単量体成分が大きく偏った一部の共重合体の溶解性が悪いため、溶剤不溶分が生じていた。そして、この溶剤不溶分が、塗料等の濾過工程でのフィルター詰まり、塗膜等の外観不良の原因となっていた。   However, in the case of copolymerizing monomers having such polarities that are greatly different and one of them has a large cyclic skeleton, since the polymerization reactivity thereof is greatly different, it is difficult to randomly copolymerize, in the early and late stages of polymerization. There is a tendency to produce a copolymer in which one monomer component is very much copolymerized. Therefore, when this copolymer is dissolved in a solvent so as to be used as a solvent-based paint or resist composition, the solubility of some of the copolymers with greatly deviated monomer components is poor. Has occurred. And this solvent insoluble matter was the cause of filter clogging in the filtration process of paints and the like, and appearance defects such as coating films.

よって、本発明における課題は、金属表面等の極性の高い表面に対する密着性に優れる極性の高い単量体と、効果的に疎水性および耐熱性を付与することができる極性の低い環状構造を有する単量体とを共重合させた共重合体であって、溶剤に対する溶解性が良好で、不溶分のない好適な共重合体、および該共重合体を用いたレジスト組成物を提供することにある。   Therefore, the problem in the present invention is to have a highly polar monomer excellent in adhesion to a highly polar surface such as a metal surface and a low polarity cyclic structure that can effectively impart hydrophobicity and heat resistance. To provide a copolymer obtained by copolymerizing a monomer, having a good solubility in a solvent and having no insoluble content, and a resist composition using the copolymer. is there.

本発明者らは、上記課題に鑑み、共重合体の溶解性について鋭意検討した結果、極性の低い環状構造を有する単量体と極性の高い単量体から得られる共重合体において、(1)各共重合体鎖ごとにばらつきを生じていた極性の高い単量体の共重合組成を、共重合体全体における極性の高い単量体の平均共重合組成前後の特定の範囲内に収めること、(2)特定の極性を有する単量体を加えて共重合すること、(3)特定の重合方法で製造することにより、塗料やレジスト用等の溶剤に対する溶解性が良好で、不溶分のない好適な共重合体となることを見出し、本発明に至った。   In view of the above problems, the present inventors have conducted extensive studies on the solubility of the copolymer. As a result, in the copolymer obtained from a monomer having a cyclic structure with low polarity and a monomer having high polarity, (1 ) Keep the copolymer composition of the highly polar monomer that has been varied for each copolymer chain within a specific range before and after the average copolymer composition of the highly polar monomer in the entire copolymer. (2) Copolymerization by adding a monomer having a specific polarity; (3) By producing by a specific polymerization method, the solubility in solvents for paints and resists is good, and insoluble matter The present invention has been found to be a suitable copolymer which is not present.

すなわち、本発明の共重合体は、脂環式骨格を有する単量体と、ラクトン骨格を有する単量体と、他のビニル系単量体とを重合して得られる共重合体であって、他のビニル系単量体が、上記脂環式骨格を有する単量体よりも高い極性を持ち、かつ上記ラクトン骨格を有する単量体よりも低い極性を持つことを特徴とする。   That is, the copolymer of the present invention is a copolymer obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a monomer having a lactone skeleton, and another vinyl monomer. The other vinyl monomer has a higher polarity than the monomer having the alicyclic skeleton and a lower polarity than the monomer having the lactone skeleton.

また、本発明の共重合体は、脂環式骨格を有する単量体と、置換または無置換のγ−ブチロラクトン環を有する(メタ)アクリレートと、他のビニル系単量体とを重合して得られることを特徴とする。   The copolymer of the present invention is obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a (meth) acrylate having a substituted or unsubstituted γ-butyrolactone ring, and another vinyl monomer. It is characterized by being obtained.

本発明のレジスト組成物は、本発明の共重合体を含むことを特徴とする。   The resist composition of the present invention comprises the copolymer of the present invention.

本発明の共重合体は、金属表面等の極性の高い表面に対する密着性や、疎水性および耐熱性に優れ、レジスト用の溶剤に対する溶解性が良好となる。   The copolymer of the present invention is excellent in adhesion to a highly polar surface such as a metal surface, hydrophobicity and heat resistance, and has good solubility in a resist solvent.

また、本発明のレジスト組成物は、均一性が高く、感度および解像度の点で優れている。   Further, the resist composition of the present invention has high uniformity and is excellent in terms of sensitivity and resolution.

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、少なくとも脂環式骨格を有する単量体とラクトン骨格を有する単量体を重合して得られる共重合体に関する。
The present invention will be described in detail below.
The present invention relates to a copolymer obtained by polymerizing at least a monomer having an alicyclic skeleton and a monomer having a lactone skeleton.

脂環式骨格を有する単量体は、これを重合して得られる共重合体、およびそのレジスト組成物に、疎水性と耐熱性を付与するものである。
このような脂環式骨格を有する単量体としては、特に限定されないが、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、および、これらの置換体からなる群から選ばれる少なくとも1種が、疎水性と耐熱性に優れることから好適に用いられる。具体的には、1−イソボニルメタクリレート、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、シクロヘキシルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、ジシクロペンタジエニルメタクリレートなどが挙げられる。これらは必要に応じて単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
A monomer having an alicyclic skeleton imparts hydrophobicity and heat resistance to a copolymer obtained by polymerizing the monomer and its resist composition.
Although it does not specifically limit as a monomer which has such an alicyclic skeleton, A cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, dicyclopenta Dienyl (meth) acrylate and at least one selected from the group consisting of these substituents are preferably used because of their excellent hydrophobicity and heat resistance. Specific examples include 1-isobornyl methacrylate, 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane, cyclohexyl methacrylate, adamantyl methacrylate, tricyclodecanyl methacrylate, and dicyclopentadienyl methacrylate. These can be used alone or in combination of two or more as required.

また、脂環式骨格を有する単量体は、単量体成分全体に対して、10〜90モル%の範囲で用いられることが好ましく、より好ましくは、40〜60モル%の範囲である。脂環式骨格を有する単量体は、多いほど得られる共重合体およびそのレジスト組成物の疎水性と耐熱性が向上し、少ないほど後述するラクトン骨格を有する単量体による密着性向上の効果が顕著になる。   Moreover, it is preferable that the monomer which has alicyclic skeleton is used in the range of 10-90 mol% with respect to the whole monomer component, More preferably, it is the range of 40-60 mol%. The more the monomer having an alicyclic skeleton, the higher the hydrophobicity and heat resistance of the resulting copolymer and its resist composition, and the smaller the monomer, the better the adhesion by the monomer having a lactone skeleton described later. Becomes prominent.

ラクトン骨格を有する単量体は、これを重合して得られる共重合体、およびそのレジスト組成物に、金属表面等の極性の高い表面に対する密着性を付与するものである。
このようなラクトン骨格を有する単量体としては、特に限定はされないが、置換あるいは無置換のδ−バレロラクトン環を有する(メタ)アクリレート、置換あるいは無置換のγ−ブチロラクトン環を有する単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種が、密着性に優れることから好適に用いられ、特に無置換のγ−ブチロラクトン環を有する単量体が好適に用いられる。具体的には、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン、4,4−ジメチル−2−メチレン−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、2−(1−メタクリロイルオキシ)エチル−4−ブタノリド、パントイルラクトンメタクリレートなどが挙げられる。また、類似構造を持つ単量体として、メタクリロイルオキシこはく酸無水物なども挙げられる。これらは必要に応じて単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
A monomer having a lactone skeleton imparts adhesion to a highly polar surface such as a metal surface to a copolymer obtained by polymerizing the monomer and its resist composition.
The monomer having such a lactone skeleton is not particularly limited, but a (meth) acrylate having a substituted or unsubstituted δ-valerolactone ring, a monomer having a substituted or unsubstituted γ-butyrolactone ring At least one selected from the group consisting of is preferably used because of its excellent adhesion, and in particular, a monomer having an unsubstituted γ-butyrolactone ring is preferably used. Specifically, β-methacryloyloxy-β-methyl-δ-valerolactone, 4,4-dimethyl-2-methylene-γ-butyrolactone, β-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, β-methacryloyloxy-β-methyl -Γ-butyrolactone, α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, 2- (1-methacryloyloxy) ethyl-4-butanolide, pantoyllactone methacrylate and the like. Examples of the monomer having a similar structure include methacryloyloxy succinic anhydride. These can be used alone or in combination of two or more as required.

また、上記ラクトン骨格を有する単量体は、単量体成分全体に対して、10〜90モル%の範囲で用いられることが好ましく、より好ましくは、40〜60モル%の範囲である。ラクトン骨格を有する単量体は、多いほど得られる共重合体およびそのレジスト組成物の密着性が向上し、少ないほど脂環式骨格を有する単量体による疎水性と耐熱性向上の効果が顕著になる。   Moreover, it is preferable that the monomer which has the said lactone skeleton is used in the range of 10-90 mol% with respect to the whole monomer component, More preferably, it is the range of 40-60 mol%. The more the monomer having a lactone skeleton, the better the adhesion of the resulting copolymer and its resist composition, and the less the monomer, the more effective the hydrophobicity and heat resistance of the monomer having an alicyclic skeleton. become.

本発明では、上記の脂環式骨格を有する単量体とラクトン骨格を有する単量体以外に、これらと共重合可能なビニル系単量体(以下、他のビニル系単量体という。)を用いてもよい。
他のビニル系単量体としては、例えば、直鎖または分岐骨格構造を持つ(メタ)アクリル酸エステル、具体的にはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、n−プロポキシエチル(メタ)アクリレート、i−プロポキシエチル(メタ)アクリレート、n−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、i−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、t−ブトキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族アルケニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸;アクリルアミド、塩化ビニル、エチレンなどが挙げられる。これらは必要に応じて単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
他のビニル系単量体は、得られる共重合体の密着性、耐水性、耐熱性を損なわない範囲で用いることができ、単量体成分全体に対して40モル%以下で用いることが好ましい。
In the present invention, in addition to the monomer having an alicyclic skeleton and the monomer having a lactone skeleton, a vinyl monomer copolymerizable with these monomers (hereinafter referred to as other vinyl monomer). May be used.
Other vinyl monomers include, for example, (meth) acrylic acid esters having a linear or branched skeleton structure, specifically methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate , N-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (Meth) acrylate, n-propoxyethyl (meth) acrylate, i-propoxyethyl (meth) acrylate, n-butoxyethyl (meth) acrylate, i-butoxyethyl (meth) acrylate, t-butoxyethyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylic acid ester Aromatic alkenyl compounds such as styrene, α-methylstyrene and vinyltoluene; vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride; acrylamide and chloride Examples include vinyl and ethylene. These may be used alone or in combination of two or more as required.
Other vinyl monomers can be used as long as the adhesion, water resistance and heat resistance of the resulting copolymer are not impaired, and are preferably used at 40 mol% or less based on the entire monomer components. .

本発明では、共重合体中のラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布は、ラクトン骨格を有する単量体の平均共重合組成(X、単位モル%)の−10〜+10モル%内、すなわち(X−10)〜(X+10)モル%内であることが好ましい。共重合体中のラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布が、この範囲を超えて拡がると、レジスト用の溶剤に対する溶解性が悪くなり、不溶分が増加するので好ましくない。
また、ラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布が、その平均共重合組成の−10〜+10モル%内である共重合体を使用した半導体製造用のレジスト組成物は、均一性が高いことからレジストとしての感度および解像度が高く、優れている。
In the present invention, the copolymer composition distribution of the monomer having a lactone skeleton in the copolymer is within -10 to +10 mol% of the average copolymer composition (X, unit mol%) of the monomer having a lactone skeleton. That is, it is preferably within (X-10) to (X + 10) mol%. If the copolymer composition distribution of the monomer having a lactone skeleton in the copolymer exceeds this range, the solubility in a solvent for resist deteriorates and the insoluble matter increases, which is not preferable.
Moreover, the resist composition for semiconductor manufacture using the copolymer in which the copolymer composition distribution of the monomer having a lactone skeleton is within −10 to +10 mol% of the average copolymer composition has high uniformity. Therefore, the sensitivity and resolution as a resist are high and excellent.

この共重合体を半導体製造用のレジスト組成物として使用する場合は、ラクトン骨格を有する単量体の平均共重合組成は40〜60モル%であることが好ましい。この平均共重合組成は、大きいほど基板表面への密着性が向上してレジストとしての解像度が向上し、小さいほど脂環式骨格を有する単量体の含有量が相対的に増加するのでレジストとしてのドライエッチング耐性が向上する。   When this copolymer is used as a resist composition for semiconductor production, the average copolymer composition of monomers having a lactone skeleton is preferably 40 to 60 mol%. As the average copolymer composition is larger, the adhesion to the substrate surface is improved and the resolution as a resist is improved, and as the average copolymer composition is smaller, the content of the monomer having an alicyclic skeleton is relatively increased. The dry etching resistance is improved.

ラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布がその平均共重合組成の−10〜+10モル%内である共重合体の溶解性がよい理由としては、以下のことが考えられる。
極性が大きく異なる脂環式骨格を有する単量体とラクトン骨格を有する単量体は、それぞれの単量体の重合反応性が大きく異なるため、通常はランダムに共重合しにくい。特に、バッチ重合においては、重合の初期と後期で(即ち、重合率によって)得られる共重合体中の単量体の共重合組成は大きく偏っている。一方、レジスト組成物に用いられる溶剤は、共重合体合成時に仕込まれる単量体の平均組成比に合わせて選択されている。そのため、単量体の共重合組成が大きく偏った共重合体は、上記溶剤に対して溶解性が悪くなると推察される。
The reason why the copolymer having a lactone skeleton having a copolymer composition distribution within −10 to +10 mol% of the average copolymer composition has good solubility is considered as follows.
A monomer having an alicyclic skeleton and a monomer having a lactone skeleton having greatly different polarities are usually difficult to copolymerize randomly because the polymerization reactivity of each monomer is greatly different. In particular, in batch polymerization, the copolymer composition of the monomers in the copolymer obtained at the early and late stages of polymerization (that is, depending on the polymerization rate) is greatly biased. On the other hand, the solvent used for the resist composition is selected according to the average composition ratio of the monomers charged at the time of copolymer synthesis. For this reason, it is presumed that a copolymer having a greatly biased copolymer composition of the monomer has poor solubility in the solvent.

本発明における共重合体全体のラクトン骨格を有する単量体の平均共重合組成の数値は、共重合体の 1H−NMRを測定し、得られる特定の 1Hシグナル強度の比率から平均共重合組成を計算して得られる。上記 1H−NMR測定によって得られる平均共重合組成は、共重合体製造時に仕込んだ単量体の割合とほぼ一致する。 The average copolymer composition value of the monomer having a lactone skeleton of the entire copolymer in the present invention is determined by measuring 1 H-NMR of the copolymer and calculating the average copolymer from the ratio of the specific 1 H signal intensity obtained. Obtained by calculating the composition. The average copolymer composition obtained by the above 1 H-NMR measurement almost coincides with the proportion of the monomer charged at the time of producing the copolymer.

本発明における共重合体中のラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布は、各共重合体鎖ごとのラクトン骨格を有する単量体の共重合組成が、上記 1H−NMR測定によって得られる平均共重合組成からどれだけばらついているかを示す。
本発明における共重合体中のラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布は、共重合体溶液をゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー(GPC)にて10〜数十個のフラクションに分割し、各フラクションについて 1H−NMRの測定を行い、各フラクションにおけるラクトン骨格を有する単量体の共重合組成を求めることにより測定する。
The copolymer composition distribution of the monomer having a lactone skeleton in the copolymer in the present invention is obtained by the above 1 H-NMR measurement of the copolymer composition of the monomer having a lactone skeleton for each copolymer chain. It shows how much the average copolymer composition varies.
The copolymer composition distribution of the monomer having a lactone skeleton in the copolymer of the present invention is obtained by dividing the copolymer solution into 10 to several tens of fractions by gel permeation chromatography (GPC). Each fraction is measured by measuring 1 H-NMR and determining the copolymer composition of the monomer having a lactone skeleton in each fraction.

本発明の共重合体は、前述したように、共重合体が脂環式骨格を有する単量体およびラクトン骨格を有する単量体に他のビニル系単量体を加えて共重合したものであってもよい。この際、他のビニル系単量体は脂環式骨格を有する単量体よりも高い極性を持ち、かつラクトン骨格を有する単量体よりも低い極性を持つビニル系単量体(以下、中間の極性を有する他のビニル系単量体という)が好ましい。脂環式骨格を有する単量体と、ラクトン骨格を有する単量体と、さらに中間の極性を有する他のビニル系単量体とを共重合させることによって、重合の初期と後期で得られる共重合体中の単量体成分の偏りを少なくすることができる。それによって、共重合体の溶解性が向上し、溶剤に対する不溶分を減少させることができる。   As described above, the copolymer of the present invention is a copolymer obtained by adding another vinyl monomer to a monomer having an alicyclic skeleton and a monomer having a lactone skeleton. There may be. In this case, other vinyl monomers have a higher polarity than monomers having an alicyclic skeleton, and vinyl monomers having a lower polarity than monomers having a lactone skeleton (hereinafter referred to as intermediate Other vinyl monomers having the following polarity are preferred. By copolymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a monomer having a lactone skeleton, and another vinyl monomer having an intermediate polarity, a copolymer obtained in the early and late stages of polymerization is obtained. The bias of the monomer component in the polymer can be reduced. Thereby, the solubility of the copolymer is improved, and the insoluble content in the solvent can be reduced.

このような中間の極性を有する他のビニル系単量体としては、例えば、直鎖または分岐骨格構造を持つ(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、n−プロポキシエチル(メタ)アクリレート、i−プロポキシエチル(メタ)アクリレート、n−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、i−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、t−ブトキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは必要に応じて単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of such other vinyl monomers having an intermediate polarity include (meth) acrylic acid esters having a linear or branched skeleton structure, specifically, methyl (meth) acrylate, ethyl (Meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) Acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, n-propoxyethyl (meth) acrylate, i-propoxyethyl (meth) acrylate, n-butoxyethyl (meth) acrylate, i-butoxyethyl (meth) acrylate, t-butoxyethyl ( And (meth) acrylate. These can be used alone or in combination of two or more as required.

このような中間の極性を有する他のビニル系単量体は、単量体成分全体に対して0〜40モル%で用いることが好ましい。中間の極性を有する他のビニル系単量体は、多いほど得られる共重合体の溶解性が高くなるので不溶分が減少し、少ないほど得られる共重合体の密着性、耐水性、耐熱性が高くなる。   Such other vinyl monomers having an intermediate polarity are preferably used in an amount of 0 to 40 mol% based on the entire monomer components. The more the other vinyl monomers having intermediate polarity, the higher the solubility of the obtained copolymer, so the insoluble content decreases, and the smaller the amount, the lower the adhesiveness, water resistance, and heat resistance of the resulting copolymer. Becomes higher.

ここで、単量体の極性は、Polymer Handbook Third Edition Ed. by J. Brandrup and E. H. Immergut (John Wiley & Sons Inc., 1989) 7 section 519-544 に記載の分散力の項、極性の項、水素結合の項の和で表される液体の溶解度パラメーターの式中における極性の項の数値(以下δP値と記す)で定義される。このδP値は、通常、脂環式骨格構造を持つもの、直鎖または分岐骨格構造を持つもの、ラクトン骨格を持つものの順で大きくなる傾向にある。   Here, the polarity of the monomer is defined by Polymer Handbook Third Edition Ed. By J. Brandrup and EH Immergut (John Wiley & Sons Inc., 1989) 7 section 519-544. It is defined by the numerical value of the polar term (hereinafter referred to as δP value) in the formula of the solubility parameter of the liquid represented by the sum of the hydrogen bond terms. This δP value generally tends to increase in the order of those having an alicyclic skeleton structure, those having a linear or branched skeleton structure, and those having a lactone skeleton.

中間の極性を有する他のビニル系単量体を用いる場合、脂環式骨格を有する単量体は、単量体成分全体に対して10〜90モル%の範囲が好ましい。脂環式骨格を有する単量体は多いほど得られる共重合体およびそのレジスト組成物の疎水性と耐熱性が向上し、少ないほどラクトン骨格を有する単量体による密着性向上の効果が顕著になる。
また、中間の極性を有する他のビニル系単量体を用いる場合、ラクトン骨格を有する単量体は、単量体成分全体に対して10〜90モル%の範囲が好ましい。ラクトン骨格を有する単量体は、多いほど得られる共重合体およびそのレジスト組成物の密着性が向上し、少ないほど脂環式骨格を有する単量体による疎水性と耐熱性向上の効果が顕著になる。
In the case of using another vinyl monomer having an intermediate polarity, the monomer having an alicyclic skeleton is preferably in the range of 10 to 90 mol% with respect to the entire monomer component. The greater the number of monomers having an alicyclic skeleton, the greater the hydrophobicity and heat resistance of the resulting copolymer and its resist composition. The smaller the number, the greater the effect of improving adhesion by the monomer having a lactone skeleton. Become.
Moreover, when using the other vinyl-type monomer which has intermediate polarity, the monomer which has lactone skeleton has the preferable range of 10-90 mol% with respect to the whole monomer component. The more the monomer having a lactone skeleton, the better the adhesion of the resulting copolymer and its resist composition, and the less the monomer, the more effective the hydrophobicity and heat resistance of the monomer having an alicyclic skeleton. become.

半導体製造用レジスト組成物として本発明の共重合体を使用する場合は、重量平均分子量は1,000〜20,000がより好ましい。重量平均分子量は、小さいほどレジストとしての感度や解像度が向上する。また、分子量分布は狭い方がレジストとしての感度や解像度が向上するためより好ましい。具体的には、重量平均分子量/数平均分子量の値が、1.0〜1.5のものが好ましい。   When the copolymer of the present invention is used as a resist composition for semiconductor production, the weight average molecular weight is more preferably 1,000 to 20,000. The smaller the weight average molecular weight, the higher the sensitivity and resolution as a resist. Further, a narrow molecular weight distribution is more preferable because sensitivity and resolution as a resist are improved. Specifically, the value of weight average molecular weight / number average molecular weight is preferably 1.0 to 1.5.

本発明の共重合体の製造は、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法などの公知の重合法によって行われる。中でも、得られる共重合体の分子量を考慮すると、溶液重合法が好ましい。
通常、溶液重合法による共重合体の製造は、脂環式骨格を有する単量体およびラクトン骨格を有する単量体、場合によっては他のビニル系単量体が加えられた単量体成分を有機溶剤に溶解させ、これに重合開始剤を添加し、一定時間加熱撹拌することにより行われる。
The copolymer of the present invention is produced by a known polymerization method such as a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a bulk polymerization method. Among these, the solution polymerization method is preferable in consideration of the molecular weight of the obtained copolymer.
Usually, a copolymer is produced by a solution polymerization method in which a monomer component having an alicyclic skeleton and a monomer having a lactone skeleton, and in some cases, other vinyl monomers are added. It is carried out by dissolving in an organic solvent, adding a polymerization initiator to this, and heating and stirring for a certain time.

特に、本発明の共重合体を製造する方法としては、あらかじめ脂環式骨格を有する単量体とラクトン骨格を有する単量体とを含む全ての単量体成分および重合開始剤を有機溶剤に溶解させた混合溶液を一定温度に保持した有機溶剤中に滴下する方法、いわゆる滴下重合法が、重合の初期と後期で得られる共重合組成が大きく偏らないので好ましい。   In particular, as a method for producing the copolymer of the present invention, all monomer components including a monomer having an alicyclic skeleton and a monomer having a lactone skeleton in advance and a polymerization initiator are used as an organic solvent. A method of dropping the dissolved mixed solution into an organic solvent maintained at a constant temperature, so-called dropping polymerization method, is preferable because the copolymer composition obtained at the initial stage and the latter stage of polymerization does not largely deviate.

滴下重合法に用いられる重合開始剤は、熱により効率的にラジカルを発生するものであればよく、特に限定はされない。このような重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物などが挙げられる。   The polymerization initiator used in the dropping polymerization method is not particularly limited as long as it efficiently generates radicals by heat. Examples of such a polymerization initiator include azo compounds such as azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and organic peroxides such as benzoyl peroxide. It is done.

滴下重合法において用いられる溶剤および被滴下溶剤は、脂環式骨格を有する共重合可能な単量体、ラクトン骨格を有する共重合可能な単量体、重合開始剤、および、得られる共重合体のいずれも溶解できる溶剤であれば、特に限定はされない。このような溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸イソブチル等のエステル類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類などが挙げられる。   The solvent used in the dropping polymerization method and the solvent to be dropped are a copolymerizable monomer having an alicyclic skeleton, a copolymerizable monomer having a lactone skeleton, a polymerization initiator, and a copolymer to be obtained Any of these solvents is not particularly limited as long as it can be dissolved. Examples of such solvents include alcohols such as isopropyl alcohol and butyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate and isobutyl acetate; cellosolves such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve; Examples include ethers such as 1,4-dioxane and tetrahydrofuran.

滴下重合法における重合温度は、用いる溶剤の沸点、用いる重合開始剤の分解温度などによって決定され、特に限定はされないが、50〜150℃の範囲が好ましい。重合温度は、高いほど反応時間が短くなり生産性が向上し、低いほど反応の制御が容易になる。
滴下重合法における滴下速度は特に限定されないが、通常一定速度であることが好ましい。また、滴下時間は特に限定されないが、通常6時間以上であり、さらに滴下終了後2時間程度その温度を保持し、重合を完結させることが好ましい。
The polymerization temperature in the dropping polymerization method is determined by the boiling point of the solvent used, the decomposition temperature of the polymerization initiator used, and the like, and is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 150 ° C. The higher the polymerization temperature, the shorter the reaction time and the higher the productivity, and the lower the polymerization temperature, the easier the reaction control.
Although the dropping speed in the dropping polymerization method is not particularly limited, it is usually preferable to be a constant speed. Further, the dropping time is not particularly limited, but it is usually 6 hours or longer, and it is preferable to hold the temperature for about 2 hours after completion of the dropping to complete the polymerization.

上述の製造方法によって、製造された共重合体溶液は、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどの良溶媒にて適当な溶液粘度に希釈された後、メタノール、水などの多量の貧溶媒中に滴下して析出させる。その後、その析出物を濾別、十分に乾燥する。この工程は「再沈」と呼ばれ、場合により不要となることもあるが、重合溶液中に残存する未反応の単量体、あるいは、重合開始剤等を取り除くために非常に有効である。これらの未反応物がそのまま残存していると、レジストとした後の保存安定性や塗膜等の外観に悪影響を及ぼす可能性があるため、できれば取り除いた方が好ましい。   The copolymer solution produced by the above production method is diluted to a suitable solution viscosity with a good solvent such as tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, and then dropped into a large amount of poor solvent such as methanol or water. To precipitate. Thereafter, the precipitate is filtered off and sufficiently dried. This process is called “reprecipitation” and may be unnecessary depending on circumstances, but is very effective for removing unreacted monomers remaining in the polymerization solution, a polymerization initiator or the like. If these unreacted substances remain as they are, there is a possibility of adversely affecting the storage stability and the appearance of the coating film after the resist is formed. Therefore, it is preferable to remove them if possible.

本発明の共重合体は、500nmの膜厚で測定した193nmの光線透過率が優れている。ArFレジスト樹脂用には、この光線透過率は60%以上の共重合体が好ましく、70%以上の共重合体がより好ましく、75%以上の共重合体が特に好ましい。
その後、乾燥した共重合体粉体をレジスト用の溶剤に溶解させる。この溶剤は目的に応じて任意に選択されるが、本発明のような脂環式骨格とラクトン骨格を有する共重合体は、それらの極性が大きく異なるため、溶剤の選択が非常に難しい。また、溶剤の選択は、樹脂の溶解性以外の理由、たとえば、塗膜の均一性、外観、あるいは安全性等から制約を受ける。
The copolymer of the present invention has an excellent light transmittance of 193 nm measured at a film thickness of 500 nm. For the ArF resist resin, a copolymer having a light transmittance of 60% or more is preferable, a copolymer of 70% or more is more preferable, and a copolymer of 75% or more is particularly preferable.
Thereafter, the dried copolymer powder is dissolved in a resist solvent. Although this solvent is arbitrarily selected according to the purpose, the copolymer having an alicyclic skeleton and a lactone skeleton as in the present invention is very difficult to select a solvent because their polarities are greatly different. The selection of the solvent is restricted by reasons other than the solubility of the resin, for example, the uniformity of the coating film, the appearance, or the safety.

本発明の共重合体をレジスト組成物として用いる場合の上記の条件を満たす溶剤としては、例えば、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、シクロヘキサン、ジグライムなどが挙げられる。   Examples of the solvent that satisfies the above conditions when the copolymer of the present invention is used as a resist composition include ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexane, and diglyme.

本発明のレジスト組成物には、光酸発生剤を含有させることが好ましい。使用する光酸発生剤については特に制限は無く、化学増幅型レジスト組成物の光酸発生剤として使用可能なものの中から任意に選択することができる。具体的には、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物及びジアゾメタン化合物などがあげられる。中でもオニウム塩化合物が好適であり、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩などを挙げることができる。具体例としては、トリフェニルスルホニウムトリフレート、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ナフタレンスルホネート、(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウムトルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートなどをあげることができる。   The resist composition of the present invention preferably contains a photoacid generator. There is no restriction | limiting in particular about the photoacid generator to be used, It can select arbitrarily from what can be used as a photoacid generator of a chemically amplified resist composition. Specific examples include onium salt compounds, sulfonimide compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, quinonediazide compounds, and diazomethane compounds. Of these, onium salt compounds are preferred, and examples thereof include sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, and pyridinium salts. Specific examples include triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium naphthalenesulfonate, (hydroxyphenyl) benzylmethylsulfonium toluenesulfonate, diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium pyrenesulfonate, diphenyliodonium dodecylbenzenesulfonate. And diphenyliodonium hexafluoroantimonate.

本発明において、光酸発生剤は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。本発明における光酸発生剤の使用量は選択された光酸発生剤の種類により適宜選定されるが、通常、共重合体100重量部当たり0.1〜20重量部、特に好ましくは0.5〜10重量部である。光酸発生剤の使用量は多いほど露光により発生した酸の触媒作用による化学反応を十分に生起させることができ、少ないほど組成物を塗布する際の塗布むらや現像時のスカムなどの発生が少なくなる。   In this invention, a photo-acid generator can be used individually or in mixture of 2 or more types. The amount of the photoacid generator used in the present invention is appropriately selected depending on the type of the photoacid generator selected. -10 parts by weight. The larger the amount of photoacid generator used, the better the chemical reaction caused by the catalytic action of the acid generated by exposure, and the smaller the amount of photoacid generator, the more uneven coating occurs when applying the composition and the occurrence of scum during development. Less.

また本発明のレジスト組成物には、塩基性物質を含有させることが好ましい。このような塩基性物質としては、含窒素複素環化合物および/またはアミド基含有化合物が特に好ましい。
含窒素複素環化合物の具体例としては、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、N−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、テトラゾール、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等を挙げることができる。中でも、テトラゾール類、ジアザビシクロオクタン類、ピペリジン類がより好ましい。
The resist composition of the present invention preferably contains a basic substance. As such a basic substance, a nitrogen-containing heterocyclic compound and / or an amide group-containing compound are particularly preferable.
Specific examples of nitrogen-containing heterocyclic compounds include imidazoles such as imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine. In addition to pyridines such as 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, N-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline and acridine, pyrazine , Pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiperazine, tetrazole, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like. . Of these, tetrazoles, diazabicyclooctanes, and piperidines are more preferable.

アミド基含有化合物の具体例としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−シクロヘキシルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−(1−アダマンチル)アセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、N−アセチルエタノールアミン、1−アセチル−3−メチルピペリジン等、あるいは、ピロリドン、N−メチルピロリドン、1−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、2−ピロリジノン等の環状アミド類、あるいは、アクリルアミド、メタクリルアミド、t−ブチルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシアクリルアミド、N−エトキシアクリルアミド、N−ブトキシアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド類を挙げることができる。中でも、(メタ)アクリルアミド類、アセトアミド類がより好ましい。   Specific examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-cyclohexylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N- (1-adamantyl) Acetamide, propionamide, benzamide, N-acetylethanolamine, 1-acetyl-3-methylpiperidine, etc., or pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, 1-cyclohexyl-2-pyrrolidone, ε-caprolactam, δ-valerolactam, 2 -Cyclic amides such as pyrrolidinone, or acrylamide, methacrylamide, t-butylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylamide, N-methylo Examples include acrylamides such as allyl acrylamide, N-methylol methacrylamide, N-methoxy acrylamide, N-ethoxy acrylamide, N-butoxy acrylamide, and diacetone acrylamide. Of these, (meth) acrylamides and acetamides are more preferable.

塩基性物質は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。塩基性物質の使用量は選択された塩基性物質の種類よりに適宜選定されるが、光酸発生剤1モルに対して、通常0.01〜10モルであり、好ましくは0.05〜1モルである。塩基性物質の使用量は、多いほどレジスト形状が良くなり、少ないほどレジストとしての感度や露光部の現像性が向上する傾向がある。
さらに本発明の化学増幅型レジスト組成物には、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤等の各種添加剤を配合することができる。
A basic substance can be used individually or in mixture of 2 or more types. Although the usage-amount of a basic substance is suitably selected from the kind of selected basic substance, it is 0.01-10 mol normally with respect to 1 mol of photoacid generators, Preferably it is 0.05-1. Is a mole. The larger the amount of the basic substance used, the better the resist shape, and the smaller the amount used, the higher the sensitivity as a resist and the developability of the exposed area.
Furthermore, the chemical amplification resist composition of the present invention may contain various additives such as a surfactant, a sensitizer, an antihalation agent, a storage stabilizer, and an antifoaming agent as necessary.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。ここで「部」は、特に断りがない限り、「重量部」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. Here, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

また、共重合体の物性の測定は、以下の方法を用いて行った。
・重量平均分子量
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー(GPC)により、ポリメタクリル酸メチル換算で求めた。溶剤には、クロロホルムを使用した。
・ラクトン骨格を有する単量体の平均共重合組成(モル%)
1H−NMRの測定により求めた。溶剤には、重クロロホルムを使用した。
・ラクトン骨格を有する単量体の共重合組成分布
共重合体をクロロホルムに溶解し、この溶液をGPCにて10個のフラクションに分取し、各フラクションについて 1H−NMRの測定を行い、共重合体中のラクトン骨格を有する単量体の共重合組成を求めた。最もラクトン骨格を有する単量体の共重合組成が高かったものを最大組成(モル%)とし、最もラクトン骨格を有する単量体の共重合組成が低かったものを最小組成(モル%)とした。
The physical properties of the copolymer were measured using the following method.
-Weight average molecular weight It calculated | required in conversion of the polymethylmethacrylate by gel permeation chromatography (GPC). Chloroform was used as the solvent.
-Average copolymer composition of monomers with lactone skeleton (mol%)
It calculated | required by the measurement of < 1 > H-NMR. Deuterated chloroform was used as the solvent.
-Copolymer composition distribution of monomer having lactone skeleton The copolymer is dissolved in chloroform, this solution is fractionated into 10 fractions by GPC, and 1 H-NMR measurement is performed on each fraction. The copolymer composition of the monomer having a lactone skeleton in the polymer was determined. The one having the highest copolymer composition of the monomer having the lactone skeleton is the maximum composition (mol%), and the one having the lowest copolymer composition of the monomer having the lactone skeleton is the minimum composition (mol%). .

・溶解性
乳酸エチル、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートそれぞれ7部に共重合体1部を添加し、室温で2時間撹拌し、溶液の状態を観察した。判定は、不溶分がなく、溶液が透明なものを○、不溶分があり、溶液が不透明なものを×とした。
・光線透過率
試料である共重合体をシリコン基板上に500nmの膜厚(d)で塗布し、共重合体の複素屈折率(屈折率nおよび消衰係数k)を分光エリプソメーターを用いて、193nmの露光波長(λ)で測定した。この測定条件および測定結果から、透過率(I/I0 )は次式により算出される。(ただし、透過率を%単位で表すときはI/I0 に100を乗じる。)
I/I0 =exp(−4πdk/λ)
-Solubility 1 part of the copolymer was added to 7 parts of each of ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate and stirred at room temperature for 2 hours, and the state of the solution was observed. In the determination, a case where there was no insoluble matter and the solution was transparent was evaluated as “◯”, and a case where there was an insoluble portion and the solution was opaque was evaluated as “X”.
-Light transmittance Copolymer as a sample is coated on a silicon substrate with a film thickness (d) of 500 nm, and the complex refractive index (refractive index n and extinction coefficient k) of the copolymer is measured using a spectroscopic ellipsometer. , Measured at an exposure wavelength (λ) of 193 nm. From these measurement conditions and measurement results, the transmittance (I / I 0 ) is calculated by the following equation. (However, when the transmittance is expressed in%, I / I 0 is multiplied by 100.)
I / I 0 = exp (−4πdk / λ)

(実施例1)
窒素導入口、攪拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、1,4−ジオキサン20.0部を入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。1−イソボニルメタクリレート27.8部(単量体全成分に対して50モル%)、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン24.8部(単量体全成分に対して50モル%)、1,4−ジオキサン62.5部、アゾビスイソブチロニトリル1.9部を混合した単量体溶液を一定速度で6時間かけて、フラスコ中に滴下し、その後、80℃の温度を2時間保持した。次いで、得られた反応溶液をテトラヒドロフランで約2倍に希釈し、約10倍量のメタノール中に撹拌しながら滴下し、白色の析出物(共重合体A)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、減圧下60℃で約40時間乾燥し、共重合体Aの各物性を測定した結果を表1に示した。
Example 1
Under a nitrogen atmosphere, 20.0 parts of 1,4-dioxane was placed in a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. 17.8 parts of 1-isobornyl methacrylate (50 mol% with respect to all components of the monomer), 24.8 parts of β-methacryloyloxy-β-methyl-δ-valerolactone (50 with respect to all components of the monomer) Mol%), 62.5 parts of 1,4-dioxane, and 1.9 parts of azobisisobutyronitrile were dropped into the flask over 6 hours at a constant rate, and then 80 ° C. Was maintained for 2 hours. Next, the obtained reaction solution was diluted about 2-fold with tetrahydrofuran and dropped into about 10-fold amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer A). The obtained precipitate was separated by filtration, dried at 60 ° C. under reduced pressure for about 40 hours, and the physical properties of copolymer A were measured.

(実施例2〜8)
単量体の合計モル数は変えずに、単量体およびその仕込量を表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして共重合体B〜Hを得た。得られた共重合体B〜Hの各物性を測定した結果を表1に示した。
(Examples 2 to 8)
Copolymers B to H were obtained in the same manner as in Example 1 except that the total number of moles of the monomers was not changed and the monomers and the amounts charged were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the results of measuring the physical properties of the obtained copolymers B to H.

Figure 2006219677
Figure 2006219677

(実施例9)
窒素導入口、攪拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、1−イソボニルメタクリレート22.8部(単量体全成分に対して41モル%)、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン20.3部(単量体全成分に対して41モル%)、メチルメタクリレート4.5部(単量体全成分に対して18モル%)、1,4−ジオキサン82.5部、アゾビスイソブチロニトリル3.8部を全量入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げ、その温度で8時間重合させた。次いで、得られた反応溶液をテトラヒドロフランで約2倍に希釈し、約10倍量のメタノール中に撹拌しながら滴下し、白色の析出物(共重合体I)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、減圧下60℃で約40時間乾燥し、共重合体Iの各物性を測定した結果を表2に示した。
Example 9
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer, in a nitrogen atmosphere, 22.8 parts of 1-isobornyl methacrylate (41 mol% with respect to all components of the monomer), β-methacryloyloxy-β -Methyl-δ-valerolactone 20.3 parts (41 mol% with respect to all monomers), methyl methacrylate 4.5 (18 mol% with respect to all monomers), 1,4-dioxane 82.5 parts and 3.8 parts of azobisisobutyronitrile were all added, the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. with stirring, and polymerization was carried out at that temperature for 8 hours. Next, the obtained reaction solution was diluted about 2-fold with tetrahydrofuran and added dropwise to about 10-fold amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer I). The obtained precipitate was separated by filtration, dried at 60 ° C. under reduced pressure for about 40 hours, and the physical properties of copolymer I were measured. The results are shown in Table 2.

(実施例10〜14)
単量体の合計モル数は変えずに、単量体およびその仕込割合を、表2に示したように変更した以外は、実施例9と同様にして共重合体J〜Nを得た。得られた共重合体J〜Nの各物性を測定した結果を表2に示した。
(Examples 10 to 14)
Copolymers J to N were obtained in the same manner as in Example 9, except that the total number of moles of the monomers was not changed and the monomers and the charging ratio thereof were changed as shown in Table 2. Table 2 shows a result obtained by measuring physical properties of the obtained copolymers J to N.

Figure 2006219677
Figure 2006219677

(比較例1)
窒素導入口、攪拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、1−イソボニルメタクリレート27.8部、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン24.8部、1,4−ジオキサン82.5部、アゾビスイソブチロニトリル3.8部を全量入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げ、その温度で8時間重合させた。次いで、得られた反応溶液をテトラヒドロフランで約2倍に希釈し、約10倍量のメタノール中に撹拌しながら滴下し、白色の析出物(共重合体O)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、減圧下60℃で約40時間乾燥し、共重合体Oの各物性を測定した結果を表3に示した。
(Comparative Example 1)
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer, 27.8 parts of 1-isobornyl methacrylate, 24.8 parts of β-methacryloyloxy-β-methyl-δ-valerolactone, under a nitrogen atmosphere, , 4-dioxane 82.5 parts and azobisisobutyronitrile 3.8 parts were all added, the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. with stirring, and polymerization was carried out at that temperature for 8 hours. Next, the obtained reaction solution was diluted about 2-fold with tetrahydrofuran and dropped into about 10-fold amount of methanol while stirring to obtain a white precipitate (copolymer O). The obtained precipitate was separated by filtration, dried at 60 ° C. under reduced pressure for about 40 hours, and the physical properties of the copolymer O were measured.

(比較例2〜6)
単量体の合計モル数は変えずに、単量体およびその仕込量を表3に示したように変更した以外は、比較例1と同様にして共重合体P〜Tを得た。得られた共重合体P〜Tの各物性を測定した結果を表3に示した。
(Comparative Examples 2-6)
Copolymers P to T were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the total number of moles of the monomers was not changed and the monomers and the amounts charged were changed as shown in Table 3. Table 3 shows the results of measurement of physical properties of the obtained copolymers P to T.

Figure 2006219677
Figure 2006219677

本発明の半導体製造用のレジスト組成物は均一性が高く、感度および解像度の点で優れている。また、本発明の共重合体はArFエキシマレーザー(波長193nm)に対して優れた透明性を有するのでArFレジスト用樹脂として優れている。
The resist composition for semiconductor production of the present invention has high uniformity and is excellent in sensitivity and resolution. The copolymer of the present invention is excellent as an ArF resist resin because it has excellent transparency to an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm).

Claims (3)

脂環式骨格を有する単量体と、ラクトン骨格を有する単量体と、他のビニル系単量体とを重合して得られる共重合体であって、
上記他のビニル系単量体が、上記脂環式骨格を有する単量体よりも高い極性を持ち、かつ上記ラクトン骨格を有する単量体よりも低い極性を持つことを特徴とする共重合体。
A copolymer obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a monomer having a lactone skeleton, and another vinyl monomer,
A copolymer in which the other vinyl monomer has a higher polarity than the monomer having the alicyclic skeleton and a lower polarity than the monomer having the lactone skeleton. .
脂環式骨格を有する単量体と、置換または無置換のγ−ブチロラクトン環を有する(メタ)アクリレートと、他のビニル系単量体とを重合して得られることを特徴とする共重合体。 A copolymer obtained by polymerizing a monomer having an alicyclic skeleton, a (meth) acrylate having a substituted or unsubstituted γ-butyrolactone ring, and another vinyl monomer . 請求項1または2に記載の共重合体を含むレジスト組成物。
A resist composition comprising the copolymer according to claim 1.
JP2006107500A 1998-03-27 2006-04-10 Copolymer and resist composition Pending JP2006219677A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006107500A JP2006219677A (en) 1998-03-27 2006-04-10 Copolymer and resist composition

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8218698 1998-03-27
JP8218798 1998-03-27
JP8218898 1998-03-27
JP6661599 1999-03-12
JP2006107500A JP2006219677A (en) 1998-03-27 2006-04-10 Copolymer and resist composition

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004242877A Division JP3936352B2 (en) 1998-03-27 2004-08-23 Method for producing copolymer

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009263942A Division JP2010095725A (en) 1998-03-27 2009-11-19 Copolymer and resist composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006219677A true JP2006219677A (en) 2006-08-24

Family

ID=36982193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006107500A Pending JP2006219677A (en) 1998-03-27 2006-04-10 Copolymer and resist composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006219677A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013561A (en) * 2008-07-03 2010-01-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd Polymer, resist composition and process for producing substrate having fine pattern formed thereon
JP2010095725A (en) * 1998-03-27 2010-04-30 Mitsubishi Rayon Co Ltd Copolymer and resist composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010095725A (en) * 1998-03-27 2010-04-30 Mitsubishi Rayon Co Ltd Copolymer and resist composition
JP2010013561A (en) * 2008-07-03 2010-01-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd Polymer, resist composition and process for producing substrate having fine pattern formed thereon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3740367B2 (en) Copolymer
TW507116B (en) Chemically amplified positive resist composition
JPH10207069A (en) Chemical amplification type photoresist composition
JP2008138176A (en) Copolymer for immersion lithography and composition
JPWO2007094474A1 (en) Tertiary alcohol derivative, polymer compound and photoresist composition
JP4881002B2 (en) Resist polymer and resist composition
JP4580605B2 (en) Chemically amplified resist composition
JP2005023092A (en) Copolymer
JP4315756B2 (en) (Co) polymer, resist composition, and pattern forming method
JP2001081139A (en) Resist resin and resist composition of chemical amplification type
JP3936352B2 (en) Method for producing copolymer
JP2006219677A (en) Copolymer and resist composition
JP6262416B2 (en) Lithographic polymer solution manufacturing method, resist composition manufacturing method, and pattern-formed substrate manufacturing method
JP2001022073A (en) Resin for resist and chemical amplification type resist composition
JP5062943B2 (en) Copolymer for resist and method for producing the same, resist composition, and pattern forming method
JP2005060638A (en) Polymer, production method, resist composition and method for forming pattern
JP4315761B2 (en) (Co) polymer, production method, resist composition, and pattern formation method
JP4368458B2 (en) Chemically amplified resist composition
TW526389B (en) Resin for resist and chemically amplified resist composition
JP4698972B2 (en) Method for producing resist polymer
JP2001002735A (en) Production of copolymer for chemical amplification type resist
JP2011048354A (en) Evaluation method of copolymer for lithography
JP5384421B2 (en) Method for producing copolymer for semiconductor lithography
JP4236423B2 (en) Polymer, resist composition, and pattern forming method
JP5191759B2 (en) Novel acrylic ester derivative and process for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090811

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090901