JP2006282686A - Process of manufacturing polymer compound for photoresist and photoresist composition - Google Patents

Process of manufacturing polymer compound for photoresist and photoresist composition Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently obtain a polymer compound for photoresists containing a minimal amount of residual monomers with a simple means. <P>SOLUTION: The process of manufacturing the polymer compound for photoresists comprises a polymerization step to polymerize with drop polymerization a monomer mixture containing at least a monomer having a group which becomes alkali-soluble with an acid and a monomer having a group which contains a polar-group containing an alicyclic structure and an after step to reduce residual monomers by adding a radical generator after the polymerization step. The process may involve, after the after step, a washing step to wash the solution containing the polymer formed by the polymerization. The monomer solution containing the monomer mixture and the solution of a polymerization initiator may be independently dropped into a medium the temperature of which is elevated to the polymerization temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体の微細加工などに用いるフォトレジスト組成物を調製する上で有用なフォトレジスト用高分子化合物の製造方法、該フォトレジスト用高分子化合物を含むフォトレジスト組成物、及び該フォトレジスト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 method for producing a photoresist polymer compound useful for preparing a photoresist composition for use in microfabrication of a semiconductor, the photoresist composition containing the photoresist polymer compound, and the photoresist composition. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor using an object.

半導体製造工程で用いられるポジ型フォトレジストは、光照射により照射部がアルカリ可溶性に変化する性質、シリコンウエハーへの密着性、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。該ポジ型フォトレジストは、一般に、主剤であるポリマーと、光酸発生剤と、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。一方、半導体の製造に用いられるリソグラフィの露光光源は、年々短波長になってきており、次世代の露光光源として、波長193nmのArFエキシマレーザーが有望視されている。このArFエキシマレーザー露光機に用いられるレジスト用ポリマーとして、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含む繰り返し単位と極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位とを含むポリマーが種々提案されている(例えば、特許文献1,2等)。   The positive photoresist used in the semiconductor manufacturing process must have properties such as the property that the irradiated part changes to alkali-soluble by light irradiation, adhesion to the silicon wafer, plasma etching resistance, transparency to the light used, etc. Don't be. The positive photoresist is generally used as a solution containing a main polymer, a photoacid generator, and several additives for adjusting the above characteristics. On the other hand, lithography exposure light sources used for semiconductor manufacturing have become shorter in wavelength year by year, and ArF excimer lasers having a wavelength of 193 nm are promising as next-generation exposure light sources. As a resist polymer used in this ArF excimer laser exposure machine, there is a polymer containing a repeating unit containing a group that is partly eliminated by acid and becomes alkali-soluble and a repeating unit containing an alicyclic skeleton having a polar group. Various proposals have been made (for example, Patent Documents 1 and 2).

これらのポリマーの原料として用いるモノマーは193nmの遠紫外線に対して不透明であるため、フォトレジスト用高分子化合物中には該モノマーが全く存在しないのが望ましい。しかしながら、残存モノマー量が無視できる程度になるまで重合を行うことは一般に困難であることから、再沈殿等によりポリマーから残存モノマーを分離除去する方法が一般に行われてきた(例えば、特許文献3等)。しかし、従来の再沈殿等によるモノマーの除去方法では、収率が低下するだけでなく、作業も煩雑であるため、より簡易な手段で効率よく残存モノマー含有量の少ないポリマーを製造できる方法が求められていた。   Since the monomer used as the raw material for these polymers is opaque to 193 nm far ultraviolet rays, it is desirable that the monomer does not exist at all in the polymer compound for photoresist. However, since it is generally difficult to perform polymerization until the amount of residual monomer is negligible, a method of separating and removing residual monomer from the polymer by reprecipitation or the like has been generally performed (for example, Patent Document 3). ). However, the conventional method for removing monomers by reprecipitation or the like not only reduces the yield, but also the work is complicated, and therefore there is a need for a method that can efficiently produce a polymer with a low residual monomer content by simpler means. It was done.

特開2000−26446号公報JP 2000-26446 A 特開平9−73137号公報JP-A-9-73137 特開2004−269855号公報JP 2004-269855 A

従って、本発明の目的は、残存モノマー含有量の極めて少ないフォトレジスト用高分子化合物を簡易な手段で効率よく製造できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体の製造において所望の微細なパターンを精度よく形成できるフォトレジスト組成物、及び該レジスト組成物を用いた半導体の製造法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of efficiently producing a polymer compound for photoresist having a very small residual monomer content by a simple means.
Another object of the present invention is to provide a photoresist composition capable of accurately forming a desired fine pattern in the production of a semiconductor and a method for producing a semiconductor using the resist composition.

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、単量体混合物を滴下重合により重合させた後、ラジカル発生剤を添加すると、残存モノマーが速やかに減少し、その後簡単な処理で残存モノマー量の極めて少ないフォトレジスト用高分子化合物が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have polymerized the monomer mixture by dropwise polymerization and then added a radical generator. The inventors have found that a high molecular weight compound for photoresist with a very small amount of residual monomer can be obtained, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体と、極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体とを少なくとも含む単量体混合物を、滴下重合法により重合させる重合工程と、重合工程終了後にラジカル発生剤を添加して残存モノマーを減少させる後工程とを含むフォトレジスト用高分子化合物の製造方法を提供する。   That is, the present invention provides a monomer mixture comprising at least a monomer having a group that is alkali-soluble by an acid and a monomer having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton by a dropping polymerization method. Provided is a method for producing a polymer compound for photoresist, comprising a polymerization step for polymerization and a post-step for adding a radical generator after the polymerization step to reduce residual monomers.

前記製造方法は、後工程の後、重合で生成したポリマーを含む溶液を水洗に付す水洗工程をさらに含んでいてもよい。   The said manufacturing method may further include the water washing process of attaching | subjecting the solution containing the polymer produced | generated by superposition | polymerization to a water washing after a post process.

前記重合工程において、単量体混合物を含む単量体溶液と重合開始剤を含む重合開始剤溶液とを独立に、重合温度に昇温された溶媒中に滴下してもよい。この場合、重合開始剤溶液の滴下を単量体溶液滴下終了後も続けるのが好ましい。   In the polymerization step, the monomer solution containing the monomer mixture and the polymerization initiator solution containing the polymerization initiator may be dropped independently into the solvent heated to the polymerization temperature. In this case, it is preferable to continue dropping the polymerization initiator solution even after the monomer solution dropping is completed.

後工程で用いるラジカル発生剤には、分子内に酸素原子含有基又は置換若しくは無置換アミノ基を有する重合開始剤が含まれる。このような重合開始剤として、例えば、ヒドロキシル基又はカルボキシル基を有する重合開始剤が挙げられる。   The radical generator used in the subsequent step includes a polymerization initiator having an oxygen atom-containing group or a substituted or unsubstituted amino group in the molecule. Examples of such a polymerization initiator include a polymerization initiator having a hydroxyl group or a carboxyl group.

酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体として、例えば、下記式(1a)〜(1d)

Figure 2006282686
(式中、環Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜20の脂環式炭化水素環を示す。Rは水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R1〜R3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R4は環Zに結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基を示す。但し、n個のR4のうち少なくとも1つは、−COORa基を示す。前記Raは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1〜3の整数を示す。R5、R6は、同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R7は水素原子又は有機基を示す。R5、R6、R7のうち少なくとも2つが互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい)
から選択された少なくとも1種の化合物を使用できる。 Examples of the monomer having a group that becomes alkali-soluble by an acid include the following formulas (1a) to (1d):
Figure 2006282686
(In the formula, ring Z represents an alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or an optionally substituted substituent having 1 to 6 carbon atoms. R 1 to R 3 are the same or different and each represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 4 is a substituent bonded to ring Z. And may be the same or different and may be protected with an oxo group, an alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, or a protecting group. Represents a carboxyl group, provided that at least one of n R 4 groups represents a —COOR a group, wherein R a represents a tertiary hydrocarbon group which may have a substituent, a tetrahydrofuranyl group, A tetrahydropyranyl group or an oxepanyl group, where n is an integer of 1 to 3. R 5 and R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 7 represents a hydrogen atom or an organic group. 5 , R 6 , or R 7 may be bonded to each other to form a ring with adjacent atoms.
At least one compound selected from can be used.

極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体として、例えば、下記式(2a)〜(2e)

Figure 2006282686
(式中、Rは水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R8〜R10は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基を示し、V1〜V3は、同一又は異なって、−CH2−、−CO−又は−COO−を示す。但し、(i)V1〜V3のうち少なくとも1つは−CO−若しくは−COO−であるか、又は(ii)R8〜R10のうち少なくとも1つは、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基である。R11〜R15は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。R16〜R24は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。R25〜R33は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。pは0又は1、qは1又は2を示す)
から選択された少なくとも1種の化合物を使用できる。 Examples of the monomer having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton include the following formulas (2a) to (2e)
Figure 2006282686
(In the formula, R represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 8 to R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a protecting group. A hydroxyl group which may be protected, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a carboxyl group which may be protected with a protecting group, V 1 to V 3 are the same or different, and CH 2- , -CO- or -COO-, provided that (i) at least one of V 1 to V 3 is -CO- or -COO-, or (ii) R 8 to R 10 at least one of the, optionally protected hydroxyl group, a protected or unprotected hydroxyalkyl group with a protecting group, or be protected by a protecting group is also a carboxyl group which .R 11 ~ R 15 is the same or different and is a hydrogen atom , An alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, and a carboxyl group that may be protected with a protecting group, R 16 to R 24 represent It is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, or a carboxyl group that may be protected with a protecting group. R 25 to R 33 are the same or different and are protected by a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a protecting group. (P represents 0 or 1, q represents 1 or 2)
At least one compound selected from can be used.

本発明は、また、前記の方法により製造されたフォトレジスト用高分子化合物と光酸発生剤とを含むフォトレジスト組成物を提供する。   The present invention also provides a photoresist composition comprising a polymer compound for photoresist produced by the above method and a photoacid generator.

本発明は、さらに、前記フォトレジスト組成物を基板又は基材に塗布してレジスト塗膜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 composition to a substrate or a base material to form a resist coating film.

本発明のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法によれば、重合終了後、残存モノマーを効率よく低減することができるので、その後簡易な精製で残存モノマー含有量の極めて少ないフォトレジスト用高分子化合物を得ることができ、工程の簡略化、効率化を図ることができる。また、こうして得られるフォトレジスト用高分子化合物から調製されるフォトレジスト組成物もモノマー含有量が極めて少ないので、半導体製造において、感度や解像度が低下せず、所望のパターンを精度よく形成することができる。   According to the method for producing a polymer compound for photoresists of the present invention, the residual monomer can be efficiently reduced after the completion of polymerization, so that the polymer compound for photoresist having a very small residual monomer content by simple purification thereafter. Thus, the process can be simplified and improved in efficiency. In addition, since the photoresist composition prepared from the polymer compound for photoresist thus obtained has an extremely low monomer content, it is possible to accurately form a desired pattern without reducing sensitivity and resolution in semiconductor manufacturing. it can.

本発明では、酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体(「単量体a」と称する場合がある)と、極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体(「単量体b」と称する場合がある)とを少なくとも含む単量体混合物を、滴下重合法により重合させる重合工程と、重合工程終了後にラジカル発生剤を添加して残存モノマーを減少させる後工程とを含んでいる。   In the present invention, a monomer having a group that is alkali-soluble by an acid (sometimes referred to as “monomer a”) and a monomer having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton (“single” A polymerization step in which a monomer mixture containing at least a monomer b) is polymerized by a dropping polymerization method, and a subsequent step in which a radical generator is added after the polymerization step to reduce residual monomers. Contains.

単量体aとしては、重合により樹脂に導入された際に、露光によって光酸発生剤から発生する酸の作用により一部分が脱離してアルカリ現像液に対して可溶性を示す基を持つ重合性化合物(酸脱離性基を有する単量体)であれば特に限定されず、例えば、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を含有し且つ酸の作用により脱離可能な基を有している(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。「炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を含有し且つ酸の作用により脱離可能な基を有している(メタ)アクリル酸エステル」には、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有すると共に、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルが含まれる。前記脂環式炭化水素基は、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子と直接結合していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。前記炭素数6〜20の脂環式炭化水素基は単環式炭化水素基であってもよく、多環式(橋かけ環式)炭化水素基であってもよい。このような(メタ)アクリル酸エステルの代表的な例として、前記式(1a)、(1b)で表される化合物が例示される。   Monomer a is a polymerizable compound having a group that is partially dissolved by the action of an acid generated from a photoacid generator upon exposure and introduced into a resin by polymerization and is soluble in an alkaline developer. (Monomer having an acid leaving group) No particular limitation, for example, having an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and having a group capable of leaving by the action of an acid (Meth) acrylic acid ester and the like. “A (meth) acrylic acid ester containing a alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and having a group capable of leaving by the action of an acid” includes an alicyclic group having 6 to 20 carbon atoms. A (meth) acrylic acid ester having a hydrocarbon group and a tertiary carbon atom at the bonding site with an oxygen atom constituting the ester bond of the (meth) acrylic acid ester is included. The alicyclic hydrocarbon group may be directly bonded to an oxygen atom constituting the ester bond of (meth) acrylic acid ester, or may be bonded via a linking group such as an alkylene group. The alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms may be a monocyclic hydrocarbon group or a polycyclic (bridged cyclic) hydrocarbon group. Representative examples of such (meth) acrylic acid esters include compounds represented by the formulas (1a) and (1b).

また、「炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を含有し且つ酸の作用により脱離可能な基を有している(メタ)アクリル酸エステル」には、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有すると共に、該脂環式炭化水素基に−COORa基(Raは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す)が直接又は連結基を介して結合している(メタ)アクリル酸エステルも含まれる。−COORa基のRaにおける第3級炭化水素基としては、例えば、t−ブチル、t−アミル、2−メチル−2−アダマンチル、(1−メチル−1−アダマンチル)エチル基などが挙げられる。この第3級炭化水素基が有していてもよい置換基として、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。また、Raにおけるテトラヒドロフラニル基には2−テトラヒドロフラニル基が、テトラヒドロピラニル基には2−テトラヒドロピラニル基が、オキセパニル基には2−オキセパニル基が含まれる。前記連結基としては、アルキレン基(例えば、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等)などが挙げられる。前記脂環式炭化水素基は、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子と直接結合していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。前記炭素数6〜20の脂環式炭化水素基は単環式炭化水素基であってもよく、多環式(橋かけ環式)炭化水素基であってもよい。このような(メタ)アクリル酸エステルの代表的な例として、前記式(1c)で表される化合物が例示される。 In addition, “(meth) acrylic acid ester having a group having 6 to 20 carbon atoms and having a group capable of leaving by the action of an acid” includes an aliphatic group having 6 to 20 carbon atoms. A cyclic hydrocarbon group and a -COOR a group (R a is an optionally substituted tertiary hydrocarbon group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydropyranyl group, Or a (meth) acrylic acid ester to which an oxepanyl group is bonded directly or via a linking group. Examples of the tertiary hydrocarbon group in R a of the —COOR a group include t-butyl, t-amyl, 2-methyl-2-adamantyl, (1-methyl-1-adamantyl) ethyl group, and the like. . 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 optionally protected by a protecting group, oxo And a carboxyl group which may be protected with a protecting group. The tetrahydrofuranyl group in R a includes a 2-tetrahydrofuranyl group, the tetrahydropyranyl group includes a 2-tetrahydropyranyl group, and the oxepanyl group includes a 2-oxepanyl group. Examples of the linking group include an alkylene group (for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). The alicyclic hydrocarbon group may be directly bonded to an oxygen atom constituting the ester bond of (meth) acrylic acid ester, or may be bonded via a linking group such as an alkylene group. The alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms may be a monocyclic hydrocarbon group or a polycyclic (bridged cyclic) hydrocarbon group. A typical example of such a (meth) acrylic acid ester is a compound represented by the formula (1c).

また、単量体aの他の例として、(メタ)アクリル酸ヘミアセタールエステルが挙げられる。具体的には、前記式(1d)で表される化合物が例示される。   Another example of monomer a is (meth) acrylic acid hemiacetal ester. Specifically, the compound represented by the formula (1d) is exemplified.

また、単量体aとして、エステル結合を構成する酸素原子がラクトン環のβ位に結合し且つラクトン環のα位に少なくとも1つの水素原子を有する、ラクトン環を含む(メタ)アクリル酸エステルなどを用いることも可能である。前記酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体は1種又は2種以上組み合わせて使用できる。   In addition, as monomer a, a (meth) acrylic acid ester containing a lactone ring in which an oxygen atom constituting an ester bond is bonded to the β-position of the lactone ring and has at least one hydrogen atom in the α-position of the lactone ring It is also possible to use. Monomers having a group that becomes alkali-soluble by the acid can be used alone or in combination of two or more.

単量体aとしては、前記式(1a)〜(1d)から選択された少なくとも1種の化合物であるのが好ましい。式(1a)〜(1d)中、環Zにおける炭素数6〜20の脂環式炭化水素環は単環であっても、縮合環や橋かけ環等の多環であってもよい。代表的な脂環式炭化水素環として、例えば、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、シクロデカン環、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、パーヒドロインデン環、デカリン環、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、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環、トリシクロ[4.2.2.12,5]ウンデカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環などが挙げられる。脂環式炭化水素環には、メチル基等のアルキル基(例えば、C1-4アルキル基など)、塩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、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の置換基を有していてもよい。環Zは例えばアダマンタン環等の多環の脂環式炭化水素環(橋かけ環式炭化水素環)であるのが好ましい。 The monomer a is preferably at least one compound selected from the formulas (1a) to (1d). In formulas (1a) to (1d), the alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms in ring Z may be a single ring or a polycyclic ring such as a condensed ring or a bridged ring. Typical alicyclic hydrocarbon rings include, for example, cyclohexane ring, cyclooctane ring, cyclodecane ring, adamantane ring, norbornane ring, norbornene ring, bornane ring, isobornane ring, perhydroindene ring, decalin ring, perhydrofluorene ring. (Tricyclo [7.4.0.0 3,8 ] tridecane ring), perhydroanthracene ring, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring, tricyclo [4.2.2.1 2, 5 ] Undecane ring, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane ring and the like. The alicyclic hydrocarbon ring includes an alkyl group such as a methyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a halogen atom such as a chlorine atom, a hydroxyl group optionally protected by a protecting group, an oxo group, a protected group It may have a substituent such as a carboxyl group which may be protected with a group. The ring Z is preferably a polycyclic alicyclic hydrocarbon ring (bridged hydrocarbon ring) such as an adamantane ring.

式(1a)〜(1d)中のR、並びに式(1a)、(1b)、(1d)中のR1〜R3、R5、R6における置換基を有していてもよい炭素数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、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素1〜6のアルキル基;トリフルオロメチル基等の炭素1〜6のハロアルキル基などが挙げられる。Rとしては、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、特に水素原子又はメチル基が好ましい。式(1c)中、R4における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、オクチル、デシル、ドデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素1〜20程度のアルキル基が挙げられる。R4における保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基としては、例えば、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等のC1-4アルコキシ基など)などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基としては、前記保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基が炭素数1〜6のアルキレン基を介して結合している基などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいカルボキシル基としては、−COORb基などが挙げられる。前記Rbは水素原子又はアルキル基を示し、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、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。R4において、−COORa基のRaは前記と同様である。 Formula (1a) ~ (1d) in the R, and the formula (1a), (1b), R 1 ~R 3, R 5, R carbon atoms, which may have a substituent at 6 in (1d) Examples of the alkyl group having 1 to 6 include linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, and hexyl groups. A haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a trifluoromethyl group; R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group. In the formula (1c), examples of the alkyl group represented by R 4 include linear or methyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, and dodecyl groups. Examples include branched chain alkyl groups having about 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydroxyl group that may be protected with a protecting group for R 4 include a hydroxyl group and a substituted oxy group (for example, a C 1-4 alkoxy group such as a methoxy, ethoxy, propoxy group, etc.). Examples of the hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group include a group in which a hydroxyl group which may be protected with the protecting group is bonded via an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the carboxyl group that may be protected with a protecting group include a —COOR b group. R b represents a hydrogen atom or an alkyl group, and examples of the alkyl group include linear or branched carbon such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, and hexyl groups. Examples thereof include alkyl groups of 1 to 6. In R 4, R a of -COOR a group is the same as above.

7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。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。 Examples of the organic group in R 7 include a group containing a hydrocarbon group and / or a heterocyclic group. The hydrocarbon group 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. These hydrocarbon groups, an alkyl group (C 1-4 alkyl group), haloalkyl group (C 1-4 haloalkyl group), a halogen atom, a protected or unprotected hydroxyl group with a protecting group, protected by a protecting group 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.

前記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。   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(1d)中に示される酸素原子(R7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 7 ) shown in the formula (1d) 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.

5、R6、R7のうち少なくとも2つは、互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい。該環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などのシクロアルカン環;テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、オキセパン環などの含酸素環;橋架け環などが挙げられる。 At least two of R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring together with adjacent atoms. Examples of the ring include cycloalkane rings such as cyclopropane ring, cyclopentane ring and cyclohexane ring; oxygen-containing rings such as tetrahydrofuran ring, tetrahydropyran ring and oxepane ring; bridged ring and the like.

式(1a)〜(1d)で表される化合物には、それぞれ立体異性体が存在しうるが、それらは単独で又は2種以上の混合物として使用できる。   In the compounds represented by the formulas (1a) to (1d), stereoisomers may exist, but they can be used alone or as a mixture of two or more.

式(1a)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[1-1]2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=アダマンタン環)
[1-2]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(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-3]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(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=5位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-4]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(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-5]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(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=1位と5位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-6]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(R=H又はCH3、R1=CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-7]2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−エチルアダマンタン(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=アダマンタン環)
[1-8]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(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-9]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(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=5位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-10]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(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-11]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(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=1位と5位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-12]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(R=H又はCH3、R1=CH2CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
Although the following compound is mentioned as a typical example of a compound represented by Formula (1a), It is not limited to these.
[1-1] 2- (Meth) acryloyloxy-2-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , Z = adamantane ring)
[1-2] 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , adamantane ring having a hydroxyl group at the 1-position)
[1-3] 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , Z = 5 adamantane ring having a hydroxyl group at the 5-position)
[1-4] 1,3-Dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , Z = 1- and adamantane having hydroxyl groups at the 3-position ring)
[1-5] 1,5-dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , Z = 1- and adamantane having hydroxyl groups at the 5-position ring)
[1-6] 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-methyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 3 , Z = 1 adamantane having hydroxyl groups at the 1-position and 3-position ring)
[1-7] 2- (Meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = adamantane ring)
[1-8] 1-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = 1 adamantane ring having a hydroxyl group at the 1-position)
[1-9] 5-hydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = 5 adamantane ring having a hydroxyl group at the 5-position)
[1-10] 1,3-Dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = 1 and hydroxyl groups at the 3-position Has an adamantane ring)
[1-11] 1,5-Dihydroxy-2- (meth) acryloyloxy-2-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = 1 and hydroxyl groups at the 5-position Has an adamantane ring)
[1-12] 1,3-dihydroxy-6- (meth) acryloyloxy-6-ethyladamantane (R = H or CH 3 , R 1 = CH 2 CH 3 , Z = 1 and hydroxyl groups at the 1 and 3 positions Has an adamantane ring)

上記式(1a)で表される化合物は、例えば、対応する環式アルコールと(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (1a) is, for example, a conventional esterification method using a corresponding cyclic alcohol and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base or the like. It can obtain by making it react according to.

式(1b)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[1-13]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH3、Z=アダマンタン環)
[1-14]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH3、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-15]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH2CH3、Z=アダマンタン環)
[1-16]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH2CH3、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-17]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH2CH3、Z=アダマンタン環)
[1-18]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH2CH3、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-19]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH(CH32、Z=アダマンタン環)
[1-20]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH(CH32、Z=1位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-21]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-22]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(R=H又はCH3、R2=R3=CH2CH3、Z=3位と5位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-23]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH2CH3、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
[1-24]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(R=H又はCH3、R2=CH3、R3=CH(CH32、Z=1位と3位にヒドロキシル基を有するアダマンタン環)
Typical examples of the compound represented by the formula (1b) include the following compounds, but are not limited thereto.
[1-13] 1- (1- (Meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = R 3 = CH 3 , Z = adamantane ring)
[1-14] 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = R 3 = CH 3 , Z = 1-hydroxyl group at position 1 Adamantane ring)
[1-15] 1- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxy propyl) adamantane (R = H or CH 3, R 2 = R 3 = CH 2 CH 3, Z = adamantane ring)
[1-16] 1-hydroxy-3- (1-ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = R 3 = CH 2 CH 3 , Z = 1 position) Adamantane ring having a hydroxyl group)
[1-17] 1- (1- (Meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH 2 CH 3 , Z = adamantane ring)
[1-18] 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH 2 CH 3 , Z = Adamantane ring having a hydroxyl group at the 1-position)
[1-19] 1- (1- (Meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH (CH 3 ) 2 , Z = Adamantane ring)
[1-20] 1-hydroxy-3- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH (CH 3 ) 2 , Z = adamantane ring having a hydroxyl group at the 1-position)
[1-21] 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylethyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = R 3 = CH 3 , Z = 1 position) An adamantane ring having a hydroxyl group at the 3-position)
[1-22] 1- (1-Ethyl-1- (meth) acryloyloxypropyl) -3,5-dihydroxyadamantane (R = H or CH 3 , R 2 = R 3 = CH 2 CH 3 , Z = 3 Adamantane ring with hydroxyl groups at the 5 and 5 positions)
[1-23] 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1-methylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH 2 CH 3 , Z = adamantane ring having hydroxyl groups at the 1- and 3-positions)
[1-24] 1,3-dihydroxy-5- (1- (meth) acryloyloxy-1,2-dimethylpropyl) adamantane (R = H or CH 3 , R 2 = CH 3 , R 3 = CH (CH 3 ) 2 , Z = 1 adamantane ring having hydroxyl groups at the 1- and 3-positions)

上記式(1b)で表される化合物は、例えば、対応する1位に脂環式基を有するメタノール誘導体と(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (1b) includes, for example, a methanol derivative having an alicyclic group at the corresponding 1-position and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof, an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base, etc. It can obtain by making it react according to the conventional esterification method using.

式(1c)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[1-25]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(R=H又はCH3、R4=t−ブトキシカルボニル基、n=1、Z=アダマンタン環)
[1-26]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[R=H又はCH3、R4=t−ブトキシカルボニル基、n=2、Z=アダマンタン環]
[1-27]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(R=H又はCH3、R4=OH,t−ブトキシカルボニル基、n=2、Z=アダマンタン環)
[1-28]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(R=H又はCH3、R4=2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基、n=1、Z=アダマンタン環)
[1-29]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(R=H又はCH3、R4=2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基、n=2、Z=アダマンタン環)
[1-30]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(R=H又はCH3、R4=OH,2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基、n=2、Z=アダマンタン環)
Typical examples of the compound represented by the formula (1c) include, but are not limited to, the following compounds.
[1-25] 1-t-Butoxycarbonyl-3- (meth) acryloyloxyadamantane (R = H or CH 3 , R 4 = t-butoxycarbonyl group, n = 1, Z = adamantane ring)
[1-26] 1,3-bis (t-butoxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane [R = H or CH 3 , R 4 = t-butoxycarbonyl group, n = 2, Z = adamantane ring ]
[1-27] 1-t-Butoxycarbonyl-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane (R = H or CH 3 , R 4 = OH, t-butoxycarbonyl group, n = 2, Z = adamantane ring)
[1-28] 1- (2-Tetrahydropyranyloxycarbonyl) -3- (meth) acryloyloxyadamantane (R = H or CH 3 , R 4 = 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group, n = 1, Z = Adamantane ring)
[1-29] 1,3-bis (2-tetrahydropyranyloxycarbonyl) -5- (meth) acryloyloxyadamantane (R = H or CH 3 , R 4 = 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group, n = 2, Z = adamantane ring)
[1-30] 1-hydroxy-3- (2-tetrahydropyranyloxy carbonyl) -5- (meth) acryloyloxy adamantane (R = H or CH 3, R 4 = OH, 2- tetrahydropyranyloxy group , N = 2, Z = adamantane ring)

上記式(1c)で表される化合物は、例えば、対応する環式アルコールと(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (1c) is, for example, a conventional esterification method using a corresponding cyclic alcohol and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base, or the like. It can obtain by making it react according to.

式(1d)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[1-31]1−アダマンチルオキシ−1−エチル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5=CH3、R6=H、R7=1−アダマンチル基)
[1-32]1−アダマンチルメチルオキシ−1−エチル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5=CH3、R6=H、R7=1−アダマンチルメチル基)
[1-33]2−(1−アダマンチルエチル)オキシ−1−エチル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5=CH3、R6=H、R7=1−アダマンチルエチル基)
[1-34]1−ボルニルオキシ−1−エチル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5=CH3、R6=H、R7=1−ボルニル基)
[1-35]2−ノルボルニルオキシ−1−エチル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5=CH3、R6=H、R7=2−ノルボルニル基)
[1-36]2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5とR7が結合して式中の炭素原子及び酸素原子とともに6員環を形成、R6=H)
[1-37]2−テトラヒドロフラニル(メタ)アクリレート(R=H又はCH3、R5とR7が結合して式中の炭素原子及び酸素原子とともに5員環を形成、R6=H)
Typical examples of the compound represented by the formula (1d) include the following compounds, but are not limited thereto.
[1-31] 1-adamantyloxy-1-ethyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 = CH 3 , R 6 = H, R 7 = 1-adamantyl group)
[1-32] 1-adamantylmethyloxy-1-ethyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 = CH 3 , R 6 = H, R 7 = 1-adamantylmethyl group)
[1-33] 2- (1-adamantyl) oxy-1-ethyl (meth) acrylate (R = H or CH 3, R 5 = CH 3 , R 6 = H, R 7 = 1- adamantyl ethyl group)
[1-34] 1-bornyloxy-1-ethyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 = CH 3 , R 6 = H, R 7 = 1-bornyl group)
[1-35] 2-norbornyloxy-1-ethyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 = CH 3 , R 6 = H, R 7 = 2-norbornyl group)
[1-36] 2-Tetrahydropyranyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 and R 7 combine to form a 6 -membered ring together with the carbon atom and oxygen atom in the formula, R 6 = H )
[1-37] 2-tetrahydrofuranyl (meth) acrylate (R = H or CH 3 , R 5 and R 7 combine to form a 5-membered ring with carbon and oxygen atoms in the formula, R 6 = H)

上記式(1d)で表される化合物は、例えば、対応するビニルエーテル化合物と(メタ)アクリル酸とを酸触媒を用いた慣用の方法で反応させることにより得ることができる。例えば、1−アダマンチルオキシ−1−エチル(メタ)アクリレートは、1−アダマンチル−ビニル−エーテルと(メタ)アクリル酸とを酸触媒の存在下で反応させることにより製造できる。   The compound represented by the above formula (1d) can be obtained, for example, by reacting the corresponding vinyl ether compound and (meth) acrylic acid by a conventional method using an acid catalyst. For example, 1-adamantyloxy-1-ethyl (meth) acrylate can be produced by reacting 1-adamantyl-vinyl-ether with (meth) acrylic acid in the presence of an acid catalyst.

前記極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体(単量体b)には、(1)ラクトン環を含有する炭素数6〜20の脂環式炭化水素基[ラクトン環と単環又は多環(橋かけ環)の脂環式炭素環とが縮合した構造を有する基等]がエステル結合を構成する酸素原子に結合している(メタ)アクリル酸エステル(単量体b1)が含まれる。このような単量体b1の代表的な例として、前記式(2a)のうちV1〜V3の少なくとも1つが−COO−である化合物、及び(2b)、(2c)、(2d)、(2e)で表される化合物が例示される。 The monomer (monomer b) having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton includes (1) an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms containing a lactone ring [lactone ring and simple group. (Meth) acrylic acid ester (monomer b1) in which a group having a structure in which a ring or a polycyclic (bridged) alicyclic carbocyclic ring is condensed] is bonded to an oxygen atom constituting an ester bond Is included. As a typical example of such a monomer b1, in the formula (2a), at least one of V 1 to V 3 is —COO—, and (2b), (2c), (2d), The compound represented by (2e) is exemplified.

また、単量体bには、(2)ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキソ基などの極性基を有する炭素数6〜20の脂環式炭化水素基(特に、橋かけ環式炭化水素基)がエステル結合を構成する酸素原子に結合している(メタ)アクリル酸エステル(単量体b2)も含まれる。このような単量体b2の代表的な例として、前記式(2a)のうちV1〜V3の少なくとも1つが−CO−であるか、又はR8〜R10のうち少なくとも1つが、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基である化合物が例示される。 The monomer b includes (2) an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having a polar group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an oxo group (particularly, a bridged cyclic hydrocarbon group). A (meth) acrylic acid ester (monomer b2) bonded to an oxygen atom constituting an ester bond is also included. As a typical example of such a monomer b2, at least one of V 1 to V 3 in the formula (2a) is —CO—, or at least one of R 8 to R 10 is protected. Examples thereof include a hydroxyl group which may be protected with a group, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a carboxyl group which may be protected with a protecting group.

単量体bは、重合により樹脂に導入された際、極性基によりシリコンウエハーなどの基板に対する密着性を付与すると共に、脂環式骨格によりドライエッチング耐性を付与する。単量体bは単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。単量体bとしては、前記式(2a)〜(2e)から選択された少なくとも1種の単量体であるのが好ましい。また、単量体bとして単量体b1と単量体b2とを組み合わせて使用すると、基板密着性、ドライエッチング耐性、レジスト溶剤に対する溶解性等の特性をバランスよく具備する樹脂が得られるだけでなく、重合時における均質反応性にも優れる(分子量や分子構造において均一性の高いポリマーが生成する)という大きな利点が得られる。   When the monomer b is introduced into the resin by polymerization, the monomer b provides adhesion to a substrate such as a silicon wafer by a polar group, and imparts dry etching resistance by an alicyclic skeleton. Monomer b can be used alone or in combination of two or more. The monomer b is preferably at least one monomer selected from the formulas (2a) to (2e). Moreover, when the monomer b1 and the monomer b2 are used in combination as the monomer b, a resin having a good balance of properties such as substrate adhesion, dry etching resistance, and solubility in a resist solvent can be obtained. In addition, a great advantage is obtained that the polymer is excellent in homogeneous reactivity during polymerization (a polymer having high uniformity in molecular weight and molecular structure is produced).

式(2a)〜(2e)中のRは前記(1a)〜(1c)中のRと同様である。式(2a)〜(2e)中、R8〜R33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、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜13のアルキル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基としては、例えば、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等のC1-4アルコキシ基など)などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基としては、前記保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基が炭素数1〜6のアルキレン基を介して結合している基などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいカルボキシル基としては、−COORb基などが挙げられる。Rbは前記と同様である。 R in the formulas (2a) to (2e) is the same as R in the above (1a) to (1c). In formulas (2a) to (2e), examples of the alkyl group represented by R 8 to R 33 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl group, and the like. And a linear or branched alkyl group having 1 to 13 carbon atoms. Among these, a C1-C4 alkyl group is preferable. Examples of the hydroxyl group that may be protected with a protecting group include a hydroxyl group and a substituted oxy group (for example, a C 1-4 alkoxy group such as a methoxy, ethoxy, and propoxy group). Examples of the hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group include a group in which a hydroxyl group which may be protected with the protecting group is bonded via an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the carboxyl group that may be protected with a protecting group include a —COOR b group. R b is the same as described above.

式(2a)〜(2e)で表される化合物には、それぞれ立体異性体が存在しうるが、それらは単独で又は2種以上の混合物として使用できる。   In the compounds represented by the formulas (2a) to (2e), stereoisomers may exist, but they can be used alone or as a mixture of two or more.

式(2a)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[2-1]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(R=H又はCH3、R8=R9=R10=H、V2=−CO−O−(左側がR9の結合している炭素原子側)、V1=V3=−CH2−)
[2-2]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(R=H又はCH3、R8=R9=R10=H、V1=−CO−O−(左側がR8の結合している炭素原子側)、V2=−CO−O−(左側がR9の結合している炭素原子側)、V3=−CH2−)
[2-3]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(R=H又はCH3、R8=R9=R10=H、V1=−O−CO−(左側がR8の結合している炭素原子側)、V2=−CO−O−(左側がR9の結合している炭素原子側)、V3=−CH2−)
[2-4]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(R=H又はCH3、R8=R9=R10=H、V1=−CO−O−(左側がR8の結合している炭素原子側)、V2=−O−CO−(左側がR9の結合している炭素原子側)、V3=−CH2−)
[2-5]1−(メタ)アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン(R=H又はCH3、R8=OH、R9=R10=H、V1=V2=V3=−CH2−)
[2-6]1−(メタ)アクリロイルオキシ−3,5−ジヒドロキシアダマンタン(R=H又はCH3、R8=R9=OH、R10=H、V1=V2=V3=−CH2−)
[2-7]1−(メタ)アクリロイルオキシ−3,5,7−トリヒドロキシアダマンタン(R=H又はCH3、R8=R9=R10=OH、V1=V2=V3=−CH2−)
[2-8]1−(メタ)アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン(R=H又はCH3、R8=OH、R9=R10=CH3、V1=V2=V3=−CH2−)
[2-9]1−(メタ)アクリロイルオキシ−3−カルボキシアダマンタン(R=H又はCH3、R8=COOH、R9=R10=H、V1=V2=V3=−CH2−)
Although the following compound is mentioned as a typical example of a compound represented by Formula (2a), It is not limited to these.
[2-1] 1- (Meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one (R = H or CH 3 , R 8 = R 9 = R 10 = H, V 2 = —CO—O— (the carbon atom side to which R 9 is bonded on the left side), V 1 = V 3 = —CH 2 —)
[2-2] 1- (Meth) acryloyloxy-4,7-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5,8-dione (R = H or CH 3 , R 8 = R 9 = R 10 = H , V 1 = -CO-O- ( left bonded to the carbon atom side of the R 8), V 2 = -CO -O- ( left is bonded to R 9 Carbon atom side), V 3 = -CH 2- )
[2-3] 1- (Meth) acryloyloxy-4,8-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-5,7-dione (R = H or CH 3 , R 8 = R 9 = R 10 = H , V 1 = -O-CO- ( left bonded to that carbon atom side of the R 8), V 2 = -CO -O- ( left is bonded to R 9 Carbon atom side), V 3 = -CH 2- )
[2-4] 1- (Meth) acryloyloxy-5,7-dioxatricyclo [4.4.1.1 3,9 ] dodecane-4,8-dione (R = H or CH 3 , R 8 = R 9 = R 10 = H , V 1 = -CO-O- ( carbon atoms side the left is attached to R 8), V 2 = -O -CO- ( left is bonded to R 9 Carbon atom side), V 3 = -CH 2- )
[2-5] 1- (meth) acryloyloxy-3-hydroxyadamantane (R = H or CH 3, R 8 = OH, R 9 = R 10 = H, V 1 = V 2 = V 3 = -CH 2 −)
[2-6] 1- (meth) acryloyloxy-3,5-dihydroxyadamantane (R = H or CH 3, R 8 = R 9 = OH, R 10 = H, V 1 = V 2 = V 3 = - CH 2 −)
[2-7] 1- (Meth) acryloyloxy-3,5,7-trihydroxyadamantane (R = H or CH 3 , R 8 = R 9 = R 10 = OH, V 1 = V 2 = V 3 = —CH 2 —)
[2-8] 1- (meth) acryloyloxy-3-hydroxy-5,7-dimethyl adamantane (R = H or CH 3, R 8 = OH, R 9 = R 10 = CH 3, V 1 = V 2 = V 3 = -CH 2- )
[2-9] 1- (meth) acryloyloxy-3-carboxyadamantane (R = H or CH 3 , R 8 = COOH, R 9 = R 10 = H, V 1 = V 2 = V 3 = -CH 2 −)

上記式(2a)で表される化合物は、対応する環式アルコール誘導体と(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (2a) is obtained by subjecting a corresponding cyclic alcohol derivative and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof to a conventional esterification method using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base or the like. It can be obtained by reacting.

式(2b)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[2-10]5−(メタ)アクリロイルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(=5−(メタ)アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン)(R=H又はCH3、R11=R12=R13=R14=R15=H)
[2-11]5−(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R11=CH3、R12=R13=R14=R15=H)
[2-12]5−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R12=CH3、R11=R13=R14=R15=H)
[2-13]5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R13=CH3、R11=R12=R14=R15=H)
[2-14]5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−カルボキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R11=R12=R14=R15=H、R13=COOH)
[2-15]5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−メトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R11=R12=R14=R15=H、R13=メトキシカルボニル基)
[2-16]5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−エトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R11=R12=R14=R15=H、R13=エトキシカルボニル基)
[2-17]5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−t−ブトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(R=H又はCH3、R11=R12=R14=R15=H、R13=t−ブトキシカルボニル基)
Typical examples of the compound represented by the formula (2b) include the following compounds, but are not limited thereto.
[2-10] 5- (Meth) acryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (= 5- (meth) acryloyloxy-2,6-norbornane (Carbolactone) (R = H or CH 3 , R 11 = R 12 = R 13 = R 14 = R 15 = H)
[2-11] 5- (Meth) acryloyloxy-5-methyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 11 = CH 3 , R 12 = R 13 = R 14 = R 15 = H)
[2-12] 5- (meth) acryloyloxy-1-methyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 12 = CH 3 , R 11 = R 13 = R 14 = R 15 = H)
[2-13] 5- (Meth) acryloyloxy-9-methyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 13 = CH 3 , R 11 = R 12 = R 14 = R 15 = H)
[2-14] 5- (Meth) acryloyloxy-9-carboxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 11 = R 12 = R 14 = R 15 = H, R 13 = COOH)
[2-15] 5- (Meth) acryloyloxy-9-methoxycarbonyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 11 = R 12 = R 14 = R 15 = H, R 13 = methoxy group)
[2-16] 5- (Meth) acryloyloxy-9-ethoxycarbonyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 11 = R 12 = R 14 = R 15 = H, R 13 = ethoxycarbonyl group)
[2-17] 5- (meth) acryloyloxy-9-t-butoxycarbonyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (R = H or CH 3 , R 11 = R 12 = R 14 = R 15 = H, R 13 = t-butoxycarbonyl group)

上記式(2b)で表される化合物は、対応する環式アルコール誘導体と(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って、反応させることにより得ることができる。なお、その際に原料として用いる環式アルコール誘導体は、例えば、対応する5−ノルボルネン−2−カルボン酸誘導体又はそのエステルを過酸(過酢酸、m−クロロ過安息香酸など)又は過酸化物(過酸化水素、過酸化水素+酸化タングステンやタングステン酸などの金属化合物)と反応(エポキシ化及び環化反応)させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (2b) is obtained by subjecting a corresponding cyclic alcohol derivative and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof to a conventional esterification method using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base or the like. Can be obtained by reaction. In addition, the cyclic alcohol derivative used as a raw material in that case is, for example, a corresponding 5-norbornene-2-carboxylic acid derivative or an ester thereof peracid (peracetic acid, m-chloroperbenzoic acid, etc.) or peroxide ( It can be obtained by reaction (epoxidation and cyclization reaction) with hydrogen peroxide, hydrogen peroxide + metal compound such as tungsten oxide or tungstic acid).

式(2c)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[2-18]8−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン(R=H又はCH3
[2-19]9−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン(R=H又はCH3
Typical examples of the compound represented by the formula (2c) include the following compounds, but are not limited thereto.
[2-18] 8- (Meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one (R = H or CH 3 )
[2-19] 9- (Meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one (R = H or CH 3 )

上記式(2c)で表される化合物は、対応する環式アルコール誘導体と(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the above formula (2c) is obtained by subjecting a corresponding cyclic alcohol derivative and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof to a conventional esterification method using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base or the like. It can be obtained by reacting.

式(2d)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[2-20]4−(メタ)アクリロイルオキシ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン(R=H又はCH3、R16=R17=R18=R19=R20=R21=R22=R23=R24=H)
[2-21]4−(メタ)アクリロイルオキシ−4−メチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン(R=H又はCH3、R17=R18=R19=R20=R21=R22=R23=R24=H、R16=CH3
[2-22]4−(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン(R=H又はCH3、R16=R18=R19=R20=R21=R22=R23=R24=H、R17=CH3
[2-23]4−(メタ)アクリロイルオキシ−4,5−ジメチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン(R=H又はCH3、R18=R19=R20=R21=R22=R23=R24=H、R16=R17=CH3
Typical examples of the compound represented by the formula (2d) include the following compounds, but are not limited thereto.
[2-20] 4- (Meth) acryloyloxy-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-7-one (R = H or CH 3 , R 16 = R 17 = R 18 = R 19 = R 20 = R 21 = R 22 = R 23 = R 24 = H)
[2-21] 4- (meth) acryloyloxy-4-methyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octan-7-one (R = H or CH 3, R 17 = R 18 = R 19 = R 20 = R 21 = R 22 = R 23 = R 24 = H, R 16 = CH 3 )
[2-22] 4- (Meth) acryloyloxy-5-methyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-7-one (R = H or CH 3 , R 16 = R 18 = R 19 = R 20 = R 21 = R 22 = R 23 = R 24 = H, R 17 = CH 3 )
[2-23] 4- (Meth) acryloyloxy-4,5-dimethyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-7-one (R = H or CH 3 , R 18 = R 19 = R 20 = R 21 = R 22 = R 23 = R 24 = H, R 16 = R 17 = CH 3)

式(2e)で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[2-24]6−(メタ)アクリロイルオキシ−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン(R=H又はCH3、R25=R26=R27=R28=R29=R30=R31=R32=R33=H)
[2-25]6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン(R=H又はCH3、R25=R27=R28=R29=R30=R31=R32=R33=H、R26=CH3
[2-26]6−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン(R=H又はCH3、R26=R27=R28=R29=R30=R31=R32=R33=H、R25=CH3
[2-27]6−(メタ)アクリロイルオキシ−1,6−ジメチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン(R=H又はCH3、R27=R28=R29=R30=R31=R32=R33=H、R25=R26=CH3
Typical examples of the compound represented by the formula (2e) include the following compounds, but are not limited thereto.
[2-24] 6- (Meth) acryloyloxy-2-oxabicyclo [2.2.2] octane-3-one (R = H or CH 3 , R 25 = R 26 = R 27 = R 28 = R 29 = R 30 = R 31 = R 32 = R 33 = H)
[2-25] 6- (Meth) acryloyloxy-6-methyl-2-oxabicyclo [2.2.2] octane-3-one (R = H or CH 3 , R 25 = R 27 = R 28 = R 29 = R 30 = R 31 = R 32 = R 33 = H, R 26 = CH 3 )
[2-26] 6- (meth) acryloyloxy-1-methyl-2-oxabicyclo [2.2.2] octan-3-one (R = H or CH 3, R 26 = R 27 = R 28 = R 29 = R 30 = R 31 = R 32 = R 33 = H, R 25 = CH 3 )
[2-27] 6- (Meth) acryloyloxy-1,6-dimethyl-2-oxabicyclo [2.2.2] octane-3-one (R = H or CH 3 , R 27 = R 28 = R 29 = R 30 = R 31 = R 32 = R 33 = H, R 25 = R 26 = CH 3)

上記式(2d)及び(2e)で表される化合物は、対応する環式アルコール誘導体と(メタ)アクリル酸又はその反応性誘導体とを、酸触媒やエステル交換触媒、塩基等を用いた慣用のエステル化法に従って反応させることにより得ることができる。   The compounds represented by the above formulas (2d) and (2e) are prepared by combining a corresponding cyclic alcohol derivative with (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof using an acid catalyst, a transesterification catalyst, a base or the like. It can be obtained by reacting according to an esterification method.

本発明では、得られる樹脂のアルカリ可溶性(酸脱離性)、基板密着性、ドライエッチング耐性、レジスト溶剤への溶解性などの特性を損なわない範囲で、前記単量体a及びb以外の単量体をコモノマーとして用いてもよい。このような単量体としては、単量体a及び単量体bと共重合可能な単量体であって、且つレジスト特性を損なわないようなものであれば特に限定されない。例えば、(メタ)アクリル酸又はその誘導体、マレイン酸又はその誘導体、フマル酸又はその誘導体、環状オレフィン類などが挙げられる。前記(メタ)アクリル酸又はその誘導体としては、例えば、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−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン等の、ラクトン環(γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環など)を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。このラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステルは、ポリマーに基板密着性を付与しうる。   In the present invention, a simple substance other than the monomers a and b is used as long as it does not impair properties such as alkali solubility (acid detachability), substrate adhesion, dry etching resistance, and solubility in a resist solvent of the obtained resin. A monomer may be used as a comonomer. Such a monomer is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with monomer a and monomer b and does not impair the resist characteristics. Examples thereof include (meth) acrylic acid or a derivative thereof, maleic acid or a derivative thereof, fumaric acid or a derivative thereof, and cyclic olefins. Examples of the (meth) acrylic acid or derivatives thereof include α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy- and (meth) acrylic acid esters having a lactone ring (γ-butyrolactone ring, δ-valerolactone ring, etc.) such as γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone. The (meth) acrylic acid ester having this lactone ring can impart substrate adhesion to the polymer.

単量体aの使用量は、単量体総量に対して、例えば5〜90モル%、好ましくは10〜80モル%、さらに好ましくは20〜70モル%である。単量体aの使用量が5モル%未満の場合には、得られる樹脂をフォトレジスト用樹脂として用いた場合、アルカリ現像の際のレジスト膜の溶解性が不十分となり、解像度が低下し、微細なパターンを精度よく形成することが困難となる。また、単量体aの使用量が90モル%を超える場合には、得られる樹脂をフォトレジスト用樹脂として用いた場合、基板密着性やドライエッチング耐性が低下し、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。   The usage-amount of the monomer a is 5-90 mol% with respect to the monomer total amount, Preferably it is 10-80 mol%, More preferably, it is 20-70 mol%. When the amount of monomer a used is less than 5 mol%, when the obtained resin is used as a resin for photoresist, the solubility of the resist film during alkali development becomes insufficient, and the resolution is lowered. It becomes difficult to form a fine pattern with high accuracy. In addition, when the amount of the monomer a used exceeds 90 mol%, when the obtained resin is used as a resin for a photoresist, the substrate adhesion and dry etching resistance are reduced, and the pattern is peeled off by development. The problem of not being easy

単量体bの使用量は、例えば10〜95モル%、好ましくは20〜90モル%、さらに好ましくは30〜80モル%である。単量体bの使用量が10モル%未満の場合には、樹脂をフォトレジスト用樹脂として用いた場合に基板密着性やドライエッチング耐性が低下しやすくなり、95モル%を超えるとアルカリ可溶性単位の導入量が少なくなることから、アルカリ現像の際のレジスト膜の溶解性が不十分になりやすい。単量体bとして単量体b1と単量体b2とを組み合わせる場合、両者の割合は特に限定されないが、一般には前者/後者(モル比)=5/95〜95/5、好ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは30/70〜70/30程度である。   The usage-amount of the monomer b is 10-95 mol%, for example, Preferably it is 20-90 mol%, More preferably, it is 30-80 mol%. When the amount of the monomer b used is less than 10 mol%, the substrate adhesion and dry etching resistance are liable to decrease when the resin is used as a photoresist resin. Therefore, the solubility of the resist film during alkali development tends to be insufficient. When the monomer b1 and the monomer b2 are combined as the monomer b, the ratio of the two is not particularly limited, but generally the former / the latter (molar ratio) = 5/95 to 95/5, preferably 10 / It is about 90 to 90/10, more preferably about 30/70 to 70/30.

本発明の重要な特徴は、前記単量体aと単量体bとを少なくとも含む単量体混合物を、滴下重合法により重合させる重合工程と、重合工程終了後にラジカル発生剤を系内に添加して残存モノマーを減少させる後工程とを含む点にある。   An important feature of the present invention is that a monomer mixture containing at least the monomer a and the monomer b is polymerized by a dropping polymerization method, and a radical generator is added to the system after the completion of the polymerization step. And a post-process for reducing the residual monomer.

重合工程において、滴下重合は、具体的には、例えば、(i)予め単量体を有機溶媒に溶解した単量体溶液と、重合開始剤を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別個の容器から各々独立に滴下する方法、(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)予め単量体を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。なかでも上記(i)又は(ii)の方法が好ましく、特に(i)の方法が好ましい。   In the polymerization step, drop polymerization is specifically performed by, for example, (i) a monomer solution in which a monomer is previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution in which a polymerization initiator is dissolved in an organic solvent, respectively. A method in which the monomer solution and the polymerization initiator solution are separately dropped from separate containers into an organic solvent prepared and maintained at a constant temperature; and (ii) the monomer and the polymerization initiator are added to the organic solvent. A method of dropping the dissolved mixed solution into an organic solvent maintained at a constant temperature, (iii) a monomer solution in which a monomer is previously dissolved in an organic solvent, and a polymerization initiator solution dissolved in the organic solvent, respectively It is carried out by a method such as a method of dropping a polymerization initiator solution into the monomer solution prepared and kept at a constant temperature. Of these, the method (i) or (ii) is preferred, and the method (i) is particularly preferred.

重合溶媒としては、例えば、グリコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、1価アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒、これらの混合溶媒などが挙げられる。グリコール系溶媒には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコール系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのエチレングリコール系溶媒などが含まれる。エステル系溶媒には、乳酸エチルなどの乳酸エステル系溶媒;3−メトキシプロピオン酸メチルなどのプロピオン酸エステル系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶媒などが挙げられる。ケトン系溶媒には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノンなどが含まれる。エーテル系溶媒には、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどが含まれる。アミド系溶媒には、N,N−ジメチルホルムアミドなどが含まれる。スルホキシド系溶媒には、ジメチルスルホキシドなどが含まれる。1価アルコール系溶媒には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが含まれる。炭化水素系溶媒には、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどが含まれる。   Examples of the polymerization solvent include glycol solvents, ester solvents, ketone solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, monohydric alcohol solvents, hydrocarbon solvents, and mixed solvents thereof. . Examples of glycol solvents include propylene glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene Ethylene glycol solvents such as glycol monobutyl ether and ethylene glycol monobutyl ether acetate are included. Examples of ester solvents include lactic acid ester solvents such as ethyl lactate; propionate solvents such as methyl 3-methoxypropionate; acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate. . Ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, and the like. The ether solvent includes diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and the like. The amide solvent includes N, N-dimethylformamide and the like. Examples of the sulfoxide solvent include dimethyl sulfoxide. The monohydric alcohol solvent includes methanol, ethanol, propanol, butanol and the like. Hydrocarbon solvents include toluene, xylene, hexane, cyclohexane and the like.

好ましい重合溶媒には、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコール系溶媒、乳酸エチルなどのエステル系溶媒、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンなどのケトン系溶媒及びこれらの混合溶媒が含まれる。特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとプロピレングリコールモノメチルエーテルとの混合溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチルとの混合溶媒などの、少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む溶媒が好ましい。   Preferred polymerization solvents include glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate, ester solvents such as ethyl lactate, ketone solvents such as methyl isobutyl ketone and methyl amyl ketone, and mixed solvents thereof. . In particular, a solvent containing at least propylene glycol monomethyl ether acetate, such as a single solvent for propylene glycol monomethyl ether acetate, a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether, a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate, etc. preferable.

重合開始剤としては特に限定されず、例えば、アゾ系、パーオキシジカーボネート系、パーオキシエステル系、ジアシルパーオキサイド系、ハイドロパーオキサイド系、ジアルキルパーオキサイド系、パーオキシケタール系、ケトンパーオキサイド系等の何れの重合開始剤も使用できる。これらのなかでもアゾ系重合開始剤が特に好ましい。アゾ系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、ジメチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジエチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジブチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2′−アゾビスジメチルバレロニトリルなどが挙げられる。また、重合開始剤としては、有機溶媒に対する溶解性の点から、分子内にヒドロキシル基、カルボキシル基、無置換アミノ基を有しない重合開始剤が好ましい。   The polymerization initiator is not particularly limited. For example, azo, peroxydicarbonate, peroxyester, diacyl peroxide, hydroperoxide, dialkyl peroxide, peroxyketal, ketone peroxide Any polymerization initiator such as can be used. Among these, azo polymerization initiators are particularly preferable. Examples of the azo polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), diethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), and dibutyl. Examples include 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and 2,2'-azobisdimethylvaleronitrile. Moreover, as a polymerization initiator, the polymerization initiator which does not have a hydroxyl group, a carboxyl group, and an unsubstituted amino group in a molecule | numerator from a soluble point with respect to an organic solvent is preferable.

重合開始剤の使用量は、所望の重量平均分子量を有するポリマーを得るために必要な量であればよく、例えば、単量体混合物1モルに対して、0.001〜1モル、好ましくは0.01〜0.1モル程度である。また、できるだけ残存モノマー量を減らすため、上記範囲より多め(例えば1.05〜1.4倍、すなわち、単量体混合物1モルに対して、例えば0.0014〜1.4モル、好ましくは0.014〜0.14モル程度)の重合開始剤を用いてもよい。なお、後者の場合などには、重合開始剤溶液の滴下を単量体溶液滴下終了後も続けてもよい。例えば、単量体溶液と重合開始剤溶液とをそれぞれ独立に重合温度に昇温された溶媒中に滴下する方法(i)を採用する場合において、重合開始剤を所望の重量平均分子量を有するポリマーを得るために必要な量より多めに用いる場合には、所望の重量平均分子量を有するポリマーを得るために必要な量の重合開始剤を単量体溶液の滴下時間内に(好ましくは単量体溶液の滴下時間と同じ時間で)滴下し、単量体溶液滴下終了後に、引き続いて前記過剰分の重合開始剤を系内に滴下すると、残存モノマー量が低くしかも所望の重量平均分子量を有するポリマーを得ることができる。   The amount of the polymerization initiator used may be an amount necessary for obtaining a polymer having a desired weight average molecular weight, for example, 0.001 to 1 mol, preferably 0 to 1 mol of the monomer mixture. About 0.01 to 0.1 mol. Further, in order to reduce the residual monomer amount as much as possible, it is more than the above range (for example, 1.05 to 1.4 times, that is, 0.0014 to 1.4 mol, preferably 0 to 1 mol of the monomer mixture). (About .014 to 0.14 mol) may be used. In the latter case, the polymerization initiator solution may be dropped after the monomer solution is dropped. For example, in the case of employing the method (i) in which the monomer solution and the polymerization initiator solution are dropped independently into a solvent heated to the polymerization temperature independently, the polymerization initiator is a polymer having a desired weight average molecular weight. In the case of using more than the amount necessary for obtaining a polymer, a polymerization initiator in an amount necessary for obtaining a polymer having a desired weight average molecular weight is added within the dropping time of the monomer solution (preferably the monomer When the monomer solution is dropped, and then the excess polymerization initiator is dropped into the system, the residual monomer amount is low and the polymer has a desired weight average molecular weight. Can be obtained.

滴下重合において、予め仕込まれる溶媒(又は溶液)の量と滴下する溶液(単量体溶液、重合開始剤溶液)の総量との比率は、生産性や経済性、作業性、操作性等を考慮しつつ、樹脂の品質を損なわない範囲で適宜設定できるが、一般には、前者/後者(重量比)=5/95〜90/10、好ましくは10/90〜70/30、さらに好ましくは20/80〜60/40の範囲である。使用する重合溶媒の総量(予め仕込まれる溶媒又は溶液中の溶媒の量+滴下する溶液中の溶媒の量)は、作業性、操作性、反応効率、生成するポリマーの溶解性等を考慮して適宜選択できるが、単量体の総量100重量部に対して、一般には100〜2000重量部、好ましくは200〜1000重量部、さらに好ましくは300〜700重量部程度である。   In the drop polymerization, the ratio of the amount of the solvent (or solution) charged in advance and the total amount of the dropped solution (monomer solution, polymerization initiator solution) takes into consideration productivity, economy, workability, operability, etc. However, it can be appropriately set within the range not impairing the quality of the resin. Generally, the former / the latter (weight ratio) = 5/95 to 90/10, preferably 10/90 to 70/30, more preferably 20 /. It is in the range of 80-60 / 40. The total amount of the polymerization solvent to be used (the amount of the solvent charged in advance or the amount of the solvent in the solution + the amount of the solvent in the solution to be dropped) takes into consideration the workability, operability, reaction efficiency, solubility of the polymer to be produced, etc. Although it can select suitably, generally it is 100-2000 weight part with respect to the total amount of a monomer of 100 weight part, Preferably it is 200-1000 weight part, More preferably, it is about 300-700 weight part.

単量体溶液又は重合開始剤溶液の全滴下時間は、重合温度及び単量体の種類等によって異なるが、一般には1〜24時間、好ましくは2〜12時間、さらに好ましくは3〜8時間程度である。重合温度(滴下時の反応液温度)は、通常50〜150℃であり、好ましくは60〜130℃である。重合温度が50℃未満の場合は重合時間が長くなり経済的でない。重合温度が130℃を超えると連鎖移動反応が顕著になり、分子量の低下につながる。   The total dropping time of the monomer solution or the polymerization initiator solution varies depending on the polymerization temperature and the kind of the monomer, but is generally 1 to 24 hours, preferably 2 to 12 hours, more preferably about 3 to 8 hours. It is. The polymerization temperature (reaction liquid temperature at the time of dropping) is usually from 50 to 150 ° C, preferably from 60 to 130 ° C. When the polymerization temperature is less than 50 ° C., the polymerization time becomes long and it is not economical. When the polymerization temperature exceeds 130 ° C., the chain transfer reaction becomes remarkable, leading to a decrease in molecular weight.

滴下重合においては、重合温度(反応液温)の振れ幅を極力小さくするように温度制御することが望ましい。例えば、単量体と重合開始剤の溶液の全滴下時間の93%以上の間(好ましくは95%以上の間)、重合温度(反応液温)を設定温度に対して±5℃以内(好ましくは±3℃以内)に制御することが好ましい。全滴下時間の7%以上の間、重合温度が設定温度に対して±5℃の範囲を逸脱する状態(重合温度の振れ幅が±5%を超える状態)で重合を行うと、分子量40000を超えるポリマーの含有率が増大しやすい。分子量40000を超えるポリマーの含有量が多いと、レジスト溶剤に溶解させる際に不溶分(濁り)が生じる。特に滴下初期においては、滴下する溶液が通常常温付近であり、しかも滴下開始時には重合熱の発生量も少ないことから、重合温度(反応液温)が制御系の設定温度よりも一旦大きく低下して、重合温度の振れ幅が大きくなる場合が多い。このことから、重合温度を上記のように小さな振れ幅で制御する方法として、単量体と重合開始剤の溶液の滴下前の反応容器内の温度(液温)を設定温度よりも高い温度[例えば、(設定温度+1℃)〜(設定温度+5℃)、好ましくは(設定温度+1℃)〜(設定温度+3℃)]に調整しておいて滴下を開始する方法が挙げられる。この方法によれば、単量体と重合開始剤の溶液の滴下が開始されると系内温度が下がり始め、目的の設定温度付近になったところで制御系の設定温度を徐々に該目的の設定温度にまで下げることにより、系内温度は該設定温度より大きく下がることなく、短時間内に該設定温度で安定させることが可能となる。その結果、レジスト溶剤に溶解させる際に不溶分(濁り)を生じさせる原因となる分子量40000を超える高分子量のポリマーの生成を抑制できる。   In the drop polymerization, it is desirable to control the temperature so as to minimize the fluctuation width of the polymerization temperature (reaction liquid temperature). For example, the polymerization temperature (reaction solution temperature) is within ± 5 ° C. (preferably between 93% or more (preferably between 95% or more) of the total dropping time of the monomer and polymerization initiator solution (preferably between 95% or more). Is preferably controlled within ± 3 ° C.). When the polymerization is carried out in a state where the polymerization temperature deviates from the range of ± 5 ° C. with respect to the set temperature for a period of 7% or more of the total dropping time (a state where the fluctuation width of the polymerization temperature exceeds ± 5%), the molecular weight becomes 40,000. It is easy to increase the polymer content. When the content of the polymer having a molecular weight exceeding 40000 is large, an insoluble matter (turbidity) is generated when the polymer is dissolved in the resist solvent. In particular, at the beginning of the dropping, the dropping solution is usually near room temperature, and since the amount of polymerization heat generated is small at the beginning of the dropping, the polymerization temperature (reaction liquid temperature) once falls greatly below the set temperature of the control system. In many cases, the fluctuation width of the polymerization temperature becomes large. From this, as a method for controlling the polymerization temperature with a small fluctuation width as described above, the temperature (liquid temperature) in the reaction vessel before dropping of the monomer and polymerization initiator solution is set to a temperature higher than the set temperature [ For example, there may be mentioned a method of starting dropping after adjusting to (set temperature + 1 ° C.) to (set temperature + 5 ° C.), preferably (set temperature + 1 ° C.) to (set temperature + 3 ° C.)]. According to this method, when the dropping of the monomer / polymerization initiator solution is started, the temperature inside the system starts to decrease, and when the target set temperature is reached, the set temperature of the control system is gradually set to the set target value. By reducing the temperature to the temperature, the system temperature can be stabilized at the set temperature within a short period of time without significantly lowering the set temperature. As a result, it is possible to suppress the formation of a polymer having a high molecular weight exceeding 40,000, which causes insoluble matter (turbidity) when dissolved in the resist solvent.

単量体溶液及び重合開始剤溶液の滴下終了後、適宜な時間(例えば0.1〜10時間、好ましくは1〜6時間、さらに好ましくは1〜4時間程度)、適宜な温度(例えば60〜130℃)下で熟成してもよい。   After completion of dropping of the monomer solution and the polymerization initiator solution, an appropriate time (for example, 0.1 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours, more preferably about 1 to 4 hours), an appropriate temperature (for example, 60 to Aging at 130 ° C.).

重合により、単量体aに対応する繰り返し単位及び単量体bに対応する繰り返し単位を少なくとも含有するフォトレジスト用高分子化合物が生成する。生成ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、例えば2000〜20000の範囲であり、好ましくは4000〜17000、さらに好ましくは6000〜15000である。分子量分布(Mw/Mn)は、例えば1.1〜3.5、好ましくは1.5〜3.0程度である。Mnはポリマーの数平均分子量を示す。前記式(1a)〜(1d)で表される単量体に対応する繰り返し単位は、それぞれ下記式(Ia)〜(Id)で表される。式中の各符号は前記式(1a)〜(1d)と同様である。また、前記式(2a)〜(2e)で表される単量体に対応する繰り返し単位は、それぞれ下記式(IIa)〜(IIe)で表される。式中の各符号は前記式(2a)〜(2e)と同様である。   Polymerization produces a photoresist polymer compound containing at least a repeating unit corresponding to the monomer a and a repeating unit corresponding to the monomer b. The weight average molecular weight (Mw) of the produced polymer is, for example, in the range of 2000 to 20000, preferably 4000 to 17000, and more preferably 6000 to 15000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is, for example, about 1.1 to 3.5, preferably about 1.5 to 3.0. Mn represents the number average molecular weight of the polymer. The repeating units corresponding to the monomers represented by the formulas (1a) to (1d) are represented by the following formulas (Ia) to (Id), respectively. Each code | symbol in a type | formula is the same as that of said Formula (1a)-(1d). The repeating units corresponding to the monomers represented by the formulas (2a) to (2e) are represented by the following formulas (IIa) to (IIe), respectively. Each symbol in the formula is the same as that in the formulas (2a) to (2e).

Figure 2006282686
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本発明の重要な特徴は、重合工程終了後に、後工程として、ラジカル発生剤により系内の残存モノマーを減少させる工程が設けられている点にある。ラジカル発生剤の添加時期としては、前工程において、系内の残存モノマー濃度が低下しなくなりほぼ一定となった時点が好ましい。後工程において用いるラジカル発生剤としては、熱や光によりラジカルを発生して残存モノマーを重合により消失させるものであれば特に限定されない。熱によりラジカルを発生するものとしては、例えば、アゾ系、パーオキシジカーボネート系、パーオキシエステル系、ジアシルパーオキサイド系、ハイドロパーオキサイド系、ジアルキルパーオキサイド系、パーオキシケタール系、ケトンパーオキサイド系、有機過酸化物系、過硫酸塩、過酸化水素、酸化剤−ジメチルアニリン系、アルキルホウ素系、過ヨウ素酸ソーダ系、過マンガン酸カリウム系、セリウム塩、レドックス系などの重合開始剤が挙げられる。また、光によりラジカルを発生するものとしては、例えば、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルジメチルケタール系、ベンゾイルベンゾエート系、α−アシロキシムエステル系、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン系などの光重合開始剤が挙げられる。これらのなかでもアゾ系重合開始剤が特に好ましい。   An important feature of the present invention is that a step of reducing the residual monomer in the system with a radical generator is provided as a post-process after completion of the polymerization step. The addition timing of the radical generator is preferably the time when the residual monomer concentration in the system does not decrease and becomes almost constant in the previous step. The radical generator used in the subsequent step is not particularly limited as long as it generates radicals by heat or light and the remaining monomer disappears by polymerization. Examples of those that generate radicals by heat include azo, peroxydicarbonate, peroxyester, diacyl peroxide, hydroperoxide, dialkyl peroxide, peroxyketal, and ketone peroxide. Polymerization initiators such as organic peroxides, persulfates, hydrogen peroxide, oxidizers-dimethylaniline, alkylboron, sodium periodate, potassium permanganate, cerium salt, redox It is done. Examples of radicals generated by light include, for example, acetophenone series, benzophenone series, Michler ketone, benzoin series, benzoin ether series, benzyldimethyl ketal series, benzoylbenzoate series, α-acyloxime ester series, tetramethylthiuram monosulfide. And photopolymerization initiators such as thioxanthone series. Among these, azo polymerization initiators are particularly preferable.

また、上記のラジカル発生剤のうち、後に水洗により除去可能な水溶性又は水分散性のラジカル発生剤が好ましく、特に分子内に酸素原子含有基や置換若しくは無置換アミノ基を有する重合開始剤が好ましい。酸素原子含有基としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、置換オキシ基、置換オキシカルボニル基、アシル基、置換又は無置換カルバモイル基、ヒドロキシイミノ基、置換オキシイミノ基、ニトロ基などが挙げられる。   Of the above radical generators, water-soluble or water-dispersible radical generators that can be removed later by washing with water are preferable, and in particular, a polymerization initiator having an oxygen atom-containing group or a substituted or unsubstituted amino group in the molecule. preferable. Examples of the oxygen atom-containing group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a substituted oxy group, a substituted oxycarbonyl group, an acyl group, a substituted or unsubstituted carbamoyl group, a hydroxyimino group, a substituted oxyimino group, and a nitro group.

前記置換オキシ基には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、t−ブチルオキシ基等のアルコキシ基(特に、C1-4アルコキシ基);フェノキシ基、ナフチルオキシ基等のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基(特に、C1-5脂肪族アシルオキシ基、芳香族アシルオキシ基);メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基等のアルコキシカルボニルオキシ基(特に、C1-4アルコキシ−カルボニルオキシ基);フェノキシカルボニルオキシ基等のアリールオキシカルボニルオキシ基;ベンジルオキシカルボニルオキシ基等のアラルキルオキシカルボニルオキシ基などが含まれる。前記置換オキシカルボニル基には、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブチルオキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基(特に、C1-4アルコキシ−カルボニル基);フェノキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;ベンジルオキシカルボニル基等のアラルキルオキシカルボニル基などが含まれる。 Examples of the substituted oxy group include an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a t-butyloxy group (particularly a C 1-4 alkoxy group); an aryloxy group such as a phenoxy group and a naphthyloxy group; Aralkyloxy group such as oxy group; Acyloxy group such as acetoxy group, propionyloxy group, benzoyloxy group (especially C 1-5 aliphatic acyloxy group, aromatic acyloxy group); methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, etc. Alkoxycarbonyloxy groups (particularly C 1-4 alkoxy-carbonyloxy groups); aryloxycarbonyloxy groups such as phenoxycarbonyloxy groups; aralkyloxycarbonyloxy groups such as benzyloxycarbonyloxy groups and the like. Examples of the substituted oxycarbonyl group include an alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a t-butyloxycarbonyl group (particularly a C 1-4 alkoxy-carbonyl group); an aryloxycarbonyl such as a phenoxycarbonyl group. Group; aralkyloxycarbonyl group such as benzyloxycarbonyl group and the like are included.

前記アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ヘキサノイル基等の脂肪族アシル基(特に、C1-6脂肪族アシル基);ベンゾイル基等の芳香族アシル基;シクロヘキサンカルボニル基等の脂環式アシル基;ピリジンカルボニル基等の複素環式アシル基などが挙げられる。 Examples of the acyl group include aliphatic acyl groups such as formyl group, acetyl group, propionyl group and hexanoyl group (particularly C 1-6 aliphatic acyl group); aromatic acyl groups such as benzoyl group; cyclohexanecarbonyl group and the like An alicyclic acyl group; a heterocyclic acyl group such as a pyridinecarbonyl group;

置換又は無置換カルバモイル基としては、例えば、カルバモイル基;メチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基等のモノ又はジアルキルカルバモイル基(特に、モノ又はジC1-4アルキルカルバモイル基);1−ピロリジニルカルボニル基、ピペリジノカルボニル基、モルフォリノカルボニル基等の環状アミノカルボニル基などが挙げられる。前記置換オキシイミノ基には、例えば、メトキシイミノ基、エトキシイミノ基等のアルコキシイミノ基(特に、C1-4アルコキシイミノ基);フェノキシイミノ基等のアリールオキシイミノ基;ベンジルオキシイミノ基等のアラルキルオキシイミノ基などが含まれる。 Examples of the substituted or unsubstituted carbamoyl group include a carbamoyl group; a mono- or dialkylcarbamoyl group such as a methylcarbamoyl group, an ethylcarbamoyl group, a dimethylcarbamoyl group, and a diethylcarbamoyl group (particularly, a mono- or di-C 1-4 alkylcarbamoyl group). A cyclic aminocarbonyl group such as a 1-pyrrolidinylcarbonyl group, a piperidinocarbonyl group, and a morpholinocarbonyl group; Examples of the substituted oxyimino group include an alkoxyimino group such as a methoxyimino group and an ethoxyimino group (particularly a C 1-4 alkoxyimino group); an aryloxyimino group such as a phenoxyimino group; and an aralkyl such as a benzyloxyimino group. Oxyimino groups and the like are included.

前記置換若しくは無置換アミノ基としては、例えば、アミノ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のモノ又はジアルキルアミノ基(特に、モノ又はジC1-4アルキルアミノ基);1−ピロリジニル基、ピペリジノ基、モルフォリノ基等の環状アミノ基などが挙げられる。 Examples of the substituted or unsubstituted amino group include an amino group; a mono- or dialkylamino group such as a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, and a diethylamino group (particularly, a mono- or di-C 1-4 alkylamino group). A cyclic amino group such as a 1-pyrrolidinyl group, a piperidino group, and a morpholino group;

上記の酸素原子含有基及び置換若しくは無置換アミノ基の中でも、特にヒドロキシル基、カルボキシル基、無置換アミノ基が特に好ましい。   Of the above oxygen atom-containing groups and substituted or unsubstituted amino groups, a hydroxyl group, a carboxyl group, and an unsubstituted amino group are particularly preferred.

本発明で用いるラジカル発生剤の代表的な例として、例えば、下記式(3)で表される2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}[例えば、和光純薬(株)製、商品名「VA−080」]、式(4)で表される2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[2−(ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}[例えば、和光純薬(株)製、商品名「VA−085」]、式(5)で表される2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド][例えば、和光純薬(株)製、商品名「VA−086」]、式(6)で表される2,2′−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、式(7)で表される2,2′−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]、式(8)で表される2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミドオキシム)、式(9)で表される4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)[例えば、大塚化学(株)製、商品名「ACVA」]などが挙げられる。なお、式(7)中、mは自然数を示す。   As a typical example of the radical generator used in the present invention, for example, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2 represented by the following formula (3): -Hydroxyethyl] propionamide} [for example, product name “VA-080” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2] represented by the formula (4) -(Hydroxybutyl)] propionamide} [for example, trade name “VA-085” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], 2,2′-azobis [2-methyl-N— represented by the formula (5) (2-hydroxyethyl) propionamide] [for example, trade name “VA-086” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], 2,2′-azobis {2- [1- ( 2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydride Chloride, 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] represented by formula (7), 2,2'-azobis (2- Methyl propionamide oxime), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) represented by formula (9) [for example, trade name “ACVA” manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.] and the like. In equation (7), m represents a natural number.

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これらの開始剤うち、式(3)、(4)、(5)及び(6)で表される化合物は分子内にヒドロキシル基を有し[式(3)、(4)、(5)の化合物は、さらに置換カルバモイル基を有する]、式(7)及び(9)で表される化合物は分子内にカルボキシル基を有し[式(7)の化合物は、さらに、置換アミノ基及びヒドロキシイミノ基を有する]、式(8)で表される化合物は分子内にアミノ基(及びヒドロキシイミノ基)を有している。   Among these initiators, the compounds represented by the formulas (3), (4), (5) and (6) have a hydroxyl group in the molecule [of the formulas (3), (4) and (5). The compound further has a substituted carbamoyl group], the compounds represented by formulas (7) and (9) have a carboxyl group in the molecule [the compound of formula (7) further has a substituted amino group and a hydroxyimino group. The compound represented by formula (8) has an amino group (and a hydroxyimino group) in the molecule.

ラジカル発生剤の添加量は、重合溶液中の残存モノマー量に応じて適宜選択できるが、通常、重合溶液中の残存モノマー1モルに対して、例えば0.2モル以上、好ましくは0.5モル以上、さらに好ましくは0.7モル以上である。ラジカル発生剤の添加量の上限は、フォトレジスト組成物の品質を損なわない範囲であればよいが、重合溶液中の残存モノマー1モルに対して、通常20モル、好ましくは10モル、さらに好ましくは5モル程度である。   The addition amount of the radical generator can be appropriately selected according to the amount of residual monomer in the polymerization solution, but is usually 0.2 mol or more, preferably 0.5 mol, relative to 1 mol of the residual monomer in the polymerization solution. As mentioned above, More preferably, it is 0.7 mol or more. The upper limit of the amount of radical generator added may be within a range that does not impair the quality of the photoresist composition, but is usually 20 mol, preferably 10 mol, more preferably, with respect to 1 mol of the residual monomer in the polymerization solution. About 5 moles.

ラジカル発生剤は一括添加してもよく、逐次添加してもよい。ラジカル発生剤は、そのまま用いてもよく、適当な溶媒に溶解又は分散した形態で用いてもよい。後工程の温度は、通常50〜150℃、好ましくは60〜130℃の範囲であり、重合温度と同じ温度であってもよく、異なる温度であってもよい。後工程の時間は、例えば5分〜5時間、好ましくは30分〜3時間程度である。   The radical generator may be added all at once or sequentially. The radical generator may be used as it is, or may be used in a form dissolved or dispersed in an appropriate solvent. The temperature in the post-process is usually in the range of 50 to 150 ° C., preferably 60 to 130 ° C., may be the same temperature as the polymerization temperature, or may be a different temperature. The post-processing time is, for example, about 5 minutes to 5 hours, preferably about 30 minutes to 3 hours.

前記後工程で得られたポリマー溶液は、通常、水洗工程及び/又は蒸留工程に供し、必要に応じて、希釈、濃縮、溶媒交換(レジスト用溶剤との交換)、濾過等の操作を行うことによりフォトレジスト用ポリマー溶液とすることができる。   The polymer solution obtained in the subsequent step is usually subjected to a washing step and / or a distillation step, and if necessary, operations such as dilution, concentration, solvent exchange (exchange with a resist solvent), filtration, etc. are performed. Thus, a photoresist polymer solution can be obtained.

水洗工程では、重合で生成したポリマーを含む溶液を水洗に付す。前記後工程で水溶性又は水分散性のラジカル発生剤を用いた場合には、この水洗工程で該ラジカル発生剤及びオリゴマー(特に、後工程で生成したオリゴマー)を分離除去できる。また、水洗により水溶性又は水分散性の金属成分等の不純物を除去することもできる。水洗工程に供する被処理物としては、重合により生成したポリマーを含む溶液であればよく、重合終了時の重合溶液(ポリマードープ)、この重合溶液に希釈、濃縮、濾過等の適当な処理を施した後の溶液等の何れであってもよい。   In the water washing step, the solution containing the polymer formed by polymerization is subjected to water washing. When a water-soluble or water-dispersible radical generator is used in the post-process, the radical generator and oligomer (particularly the oligomer generated in the post-process) can be separated and removed in this water-washing process. Further, impurities such as water-soluble or water-dispersible metal components can be removed by washing with water. The object to be treated for the water washing step may be a solution containing a polymer produced by polymerization. The polymer solution at the end of polymerization (polymer dope), and this polymer solution is subjected to appropriate treatment such as dilution, concentration, and filtration. Any of the solutions after the treatment may be used.

水洗の際、ポリマーを含む有機溶媒層と水層との分液性を高めるため、有機溶媒を添加してもよい。該有機溶媒としては、比重(20〜25℃)が0.95以下で、溶解度パラメーター(SP値)が20MPa1/2以下の有機溶媒が好ましい。有機溶媒のSP値は、例えば、「ポリマーハンドブック(Polymer Handbook)」、第4版、VII-675頁〜VII-711頁に記載の方法[特に、676頁の(B3)式及び(B8)式]により求めることができる。また、有機溶媒のSP値として、該文献の表1(VII-683頁)、表7〜表8(VII-688頁〜VII-711頁)の値を採用できる。例えば、重合溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコール系溶媒や乳酸エチルなどのエステル系溶媒を用いた場合には、これらは比重が水に近い(1に近い)ので、水と分液することが困難であるが、上記のような比重0.95以下で且つSP値が20MPa1/2以下(例えば、13〜20MPa1/2)の有機溶媒を加えると、有機層と水層との分液が極めて容易となる。添加する有機溶媒の比重は、好ましくは0.6〜0.95、さらに好ましくは0.7〜0.85(特に0.7〜0.82)である。添加する有機溶媒のSP値は、好ましくは16〜19MPa1/2、さらに好ましくは16.5〜18.5MPa1/2(特に16.5〜18MPa1/2)である。 In washing with water, an organic solvent may be added in order to improve the liquid separation between the organic solvent layer containing the polymer and the aqueous layer. As the organic solvent, an organic solvent having a specific gravity (20 to 25 ° C.) of 0.95 or less and a solubility parameter (SP value) of 20 MPa 1/2 or less is preferable. The SP value of the organic solvent is, for example, the method described in “Polymer Handbook”, 4th edition, pages VII-675 to VII-711 [in particular, the formulas (B3) and (B8) on page 676 ]. Further, as the SP value of the organic solvent, the values shown in Table 1 (page VII-683) and Tables 7 to 8 (pages VII-688 to VII-711) of the document can be adopted. For example, when a glycol solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate or an ester solvent such as ethyl lactate is used as a polymerization solvent, these have a specific gravity close to that of water (close to 1), so that they are separated from water. However, when an organic solvent having a specific gravity of 0.95 or less and an SP value of 20 MPa 1/2 or less (for example, 13 to 20 MPa 1/2 ) as described above is added, the organic layer and the aqueous layer Separation is extremely easy. The specific gravity of the organic solvent to be added is preferably 0.6 to 0.95, more preferably 0.7 to 0.85 (particularly 0.7 to 0.82). The SP value of the organic solvent to be added is preferably 16 to 19 MPa 1/2 , more preferably 16.5 to 18.5 MPa 1/2 (particularly 16.5 to 18 MPa 1/2 ).

比重0.95以下で且つSP値が20MPa1/2以下である有機溶媒の代表的な例として、例えば、ヘキサン、オクタン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;エチルベンゼン、p−キシレン、トルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素;ジイソプロピルエーテルなどのエーテル;ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトンなどのケトン;酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸プロピル)などのエステルなどが挙げられる。これらの溶媒の中でも、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルアミルケトンなどのケトンが好ましい。 Representative examples of organic solvents having a specific gravity of 0.95 or less and an SP value of 20 MPa 1/2 or less include, for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, octane, and dodecane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; ethylbenzene , P-xylene, toluene, benzene and other aromatic hydrocarbons; ethers such as diisopropyl ether; ketones such as diisobutyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl ethyl ketone and methyl amyl ketone; isopropyl acetate, butyl acetate , Propyl acetate) and the like. Among these solvents, ketones such as diisobutyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl amyl ketone are preferable.

分液性を向上させるために添加する有機溶媒の使用量は、抽出効率や操作性などを考慮して適宜選択できるが、通常、前記後工程後のポリマー溶液100重量部に対して、10〜300重量部、好ましくは20〜200重量部程度である。   The amount of the organic solvent to be added for improving the liquid separation property can be appropriately selected in consideration of extraction efficiency, operability, etc., but is usually 10 to 100 parts by weight of the polymer solution after the post-process. The amount is about 300 parts by weight, preferably about 20 to 200 parts by weight.

水洗で用いる水の使用量は、抽出効率や操作性などを考慮して適宜選択できるが、通常、前記後工程後のポリマー溶液と前記分液性向上のために用いる有機溶媒の合計量100重量部に対して、5〜300重量部、好ましくは10〜200重量部程度である。   The amount of water used in the water washing can be appropriately selected in consideration of extraction efficiency, operability, etc. Usually, the total amount of the polymer solution after the post-process and the organic solvent used for improving the liquid separation is 100 wt. The amount is about 5 to 300 parts by weight, preferably about 10 to 200 parts by weight per part.

水洗操作は慣用の方法で行うことができ、回分式、半回分式、連続式の何れの方式で行ってもよい。水洗操作は複数回(例えば、2〜10回程度)繰り返してもよい。水洗温度は操作性や溶解性等を考慮して適宜選択でき、例えば0〜100℃、好ましくは25〜50℃程度である。   The washing operation can be carried out by a conventional method, and may be carried out by any of batch, semi-batch and continuous methods. The washing operation may be repeated a plurality of times (for example, about 2 to 10 times). The washing temperature can be appropriately selected in consideration of operability and solubility, and is, for example, about 0 to 100 ° C., preferably about 25 to 50 ° C.

前記蒸留工程では、通常、水洗後のポリマーを含有する有機溶媒溶液を蒸留(例えば、フラッシュ蒸留等)に付す。この蒸留により、該有機溶媒溶液中に含まれている水や他の低沸点成分(前記水洗の際に用いた有機溶媒等)を分離除去できる。蒸留は、常圧、減圧等の何れの圧力で実施することも可能であるが、熱による分解等を考慮すると、減圧蒸留が好ましい。圧力は、例えば500〜1torr(66.5〜0.133kPa)、好ましくは400〜5torr(53.2〜0.665kPa)程度である。蒸留は単蒸留でも蒸留塔を用いた蒸留でもよい。また、蒸留塔としては、充填塔や棚段塔等が使用できる。   In the distillation step, the organic solvent solution containing the polymer after washing with water is usually subjected to distillation (for example, flash distillation or the like). By this distillation, water and other low-boiling components (such as the organic solvent used in the water washing) contained in the organic solvent solution can be separated and removed. Distillation can be carried out at any pressure such as normal pressure or reduced pressure, but vacuum distillation is preferred in view of thermal decomposition and the like. The pressure is, for example, about 500 to 1 torr (66.5 to 0.133 kPa), preferably about 400 to 5 torr (53.2 to 0.665 kPa). The distillation may be simple distillation or distillation using a distillation column. Further, as the distillation tower, a packed tower, a plate tower, or the like can be used.

本発明の方法によれば、沈殿、再沈殿操作をしなくても、残存モノマー量がポリマーに対して0.5重量%以下(好ましくは0.3重量%以下)のフォトレジスト用ポリマー溶液を得ることができる。   According to the method of the present invention, a photoresist polymer solution having a residual monomer amount of 0.5% by weight or less (preferably 0.3% by weight or less) based on the polymer is obtained without performing precipitation and reprecipitation operations. Obtainable.

なお、本発明の方法では、ポリマー中の残存モノマー量が極めて少ないため、通常沈殿、再沈殿操作は不要であるが、必要であれば行ってもよい。ポリマー中の残存モノマー量が少ないため、沈殿、再沈殿操作を行ったとしても、収率はさほど低下しない。沈殿、再沈殿は、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素などの貧溶媒を用い、公知乃至慣用の方法で行うことができる。また、沈殿、再沈殿の後、単離したポリマーに対して、リンス処理、リパルプ処理を施してもよい。こうして得られたポリマーをレジスト用溶剤に再溶解することによりフォトレジスト用ポリマー溶液とすることもできる。   In the method of the present invention, since the amount of residual monomer in the polymer is extremely small, normal precipitation and reprecipitation operations are unnecessary, but they may be performed if necessary. Since the amount of residual monomer in the polymer is small, the yield does not decrease so much even if precipitation and reprecipitation operations are performed. Precipitation and reprecipitation can be performed by a known or conventional method using a poor solvent such as an aliphatic hydrocarbon such as hexane or heptane. Moreover, you may give a rinse process and a repulp process with respect to the isolated polymer after precipitation and reprecipitation. A polymer solution for photoresist can be obtained by re-dissolving the polymer thus obtained in a solvent for resist.

本発明のフォトレジスト組成物は、上記本発明の製造方法により製造されたフォトレジスト用高分子化合物と光酸発生剤とレジスト用溶剤とを含む。フォトレジスト用樹脂組成物は、例えば、上記のようにして得られるフォトレジスト用ポリマー溶液に光酸発生剤を添加することにより調製できる。   The photoresist composition of the present invention includes a photoresist polymer compound produced by the production method of the present invention, a photoacid generator, and a resist solvent. The resin composition for photoresist can be prepared, for example, by adding a photoacid generator to the polymer solution for photoresist obtained as described above.

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ポリマー(フォトレジスト用樹脂)における各繰り返し単位の比率などに応じて適宜選択でき、例えば、ポリマー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 use amount of the photoacid generator can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the ratio of each repeating unit in the polymer (resin for photoresist), and the like. It can be selected from a range of about 1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 25 parts by weight, and more preferably about 2 to 20 parts by weight.

レジスト用溶剤としては、前記重合溶媒として例示したグリコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、これらの混合溶媒などが挙げられる。これらのなかでも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、これらの混合液が好ましく、特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとプロピレングリコールモノメチルエーテルとの混合溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチルとの混合溶媒などの、少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む溶媒が好適に用いられる。   Examples of the resist solvent include glycol solvents, ester solvents, ketone solvents, and mixed solvents exemplified as the polymerization solvent. Among these, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, and a mixed solution thereof are preferable, and in particular, propylene glycol monomethyl ether acetate alone solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate and A solvent containing at least propylene glycol monomethyl ether acetate such as a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate is preferably used.

フォトレジスト組成物中のポリマー濃度は、例えば、10〜40重量%程度である。フォトレジスト組成物は、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)などを含んでいてもよい。   The polymer concentration in the photoresist composition is, for example, about 10 to 40% by weight. The photoresist composition may contain an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolac resin, a phenol resin, an imide resin, a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), and the like.

こうして得られるフォトレジスト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。   The photoresist composition thus obtained is applied onto a substrate or a 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。フォトレジスト組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータなどの慣用の塗布手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば0.1〜20μm、好ましくは0.3〜2μm程度である。   Examples of the base material or the substrate include a silicon wafer, metal, plastic, glass, and ceramic. The photoresist composition can be applied 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 0.1 to 20 μm, preferably about 0.3 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など)などが使用される。露光エネルギーは、例えば1〜1000mJ/cm2、好ましくは10〜500mJ/cm2程度である。 For exposure, light of various wavelengths such as ultraviolet rays and X-rays can be used. For semiconductor resists, g-rays, i-rays, and excimer lasers (eg, XeCl, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc.) are usually used. Etc. are used. The exposure energy is, for example, about 1 to 1000 mJ / cm 2 , preferably about 10 to 500 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、例えばフォトレジスト用高分子化合物の酸の作用によりアルカリ可溶となる繰り返し単位(酸脱離性基を有する繰り返し単位)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, for example, a carboxyl group of a repeating unit (a repeating unit having an acid-eliminating group) that becomes alkali-soluble by the action of the acid of the photoresist polymer compound. And the like, a protecting group (leaving group) such as succinctly desorbs to generate a carboxyl group and the like that contribute to solubilization. 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何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
下記構造のフォトレジスト用高分子化合物を含むフォトレジスト用ポリマー溶液の調製

Figure 2006282686
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えたセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を130g導入し、87℃に昇温後、1−メタクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン(HMA)7.1g(30ミリモル)、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルニルカルボラクトン(MNBL)11.4g(50ミリモル)、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(2MMA)16.7g(70ミリモル)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)70gに溶解したモノマー溶液と、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(重合開始剤;和光純薬工業製、商品名「V−601」)1.5gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)30gに溶解した重合開始剤溶液とを、別々の容器から、それぞれ一定の速度で滴下した。モノマー溶液の滴下時間は5時間、重合開始剤溶液の滴下時間は5.5時間であった。モノマー溶液及び重合開始剤溶液を滴下開始すると徐々に温度が下がり、85℃となった。以後、反応液温度を85℃に制御した。重合開始剤溶液の滴下終了後、同温度で2時間熟成した。この時点の残存モノマー量はポリマーに対して約3重量%であった。熟成終了後、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}[ラジカル発生剤;和光純薬(株)製、商品名「VA−085」]1.4g(4.1ミリモル;残存モノマー量に対して等モル)をテトラヒドロフラン10gに溶解した溶液を系内に添加し、同温度で2時間撹拌した。得られた反応溶液(ポリマードープ)を冷却後、これにメチルイソブチルケトン(MIBK)240gを加えて混合し、さらに水240gを添加し、よく撹拌を行った後、30分静置して分液させた。得られた有機層に対し、再度同様にして水洗を行った。得られた有機層中の残存モノマー量はポリマーに対して0.2重量%であった。前記有機層をフラッシュ蒸留に付して水及びメチルイソブチルケトンを留去することにより、ポリマー濃度25重量%のフォトレジスト用ポリマー溶液(残存モノマー量:ポリマーに対して0.2重量%)を得た。ポリマーの重量平均分子量は8800、分子量分布は2.01であった。 Example 1
Preparation of photoresist polymer solution containing polymer compound for photoresist with the following structure
Figure 2006282686
130 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was introduced into a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a nitrogen introduction tube, heated to 87 ° C., and then 1-methacryloyloxy-3 -Hydroxyadamantane (HMA) 7.1 g (30 mmol), 5-methacryloyloxy-2,6-norbornylcarbolactone (MNBL) 11.4 g (50 mmol), 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane (2MMA) ) Monomer solution prepared by dissolving 16.7 g (70 mmol) in 70 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) (polymerization initiator; Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Product name "V-601") 1.5g B and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) a polymerization initiator was dissolved in 30g solution, from separate containers, were added dropwise each at a constant speed. The dropping time of the monomer solution was 5 hours, and the dropping time of the polymerization initiator solution was 5.5 hours. When dropping of the monomer solution and the polymerization initiator solution was started, the temperature gradually decreased to 85 ° C. Thereafter, the reaction solution temperature was controlled at 85 ° C. After completion of dropping of the polymerization initiator solution, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours. The residual monomer amount at this time was about 3% by weight based on the polymer. After completion of aging, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide} [radical generator; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name “VA-085” ] A solution prepared by dissolving 1.4 g (4.1 mmol; equimolar with respect to the amount of residual monomers) in 10 g of tetrahydrofuran was added to the system and stirred at the same temperature for 2 hours. After cooling the obtained reaction solution (polymer dope), 240 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) was added thereto and mixed, and further 240 g of water was added, and after stirring well, the mixture was allowed to stand for 30 minutes to separate the liquid. I let you. The obtained organic layer was washed again in the same manner. The amount of residual monomer in the obtained organic layer was 0.2% by weight based on the polymer. The organic layer is subjected to flash distillation to distill off water and methyl isobutyl ketone to obtain a polymer solution for photoresist having a polymer concentration of 25% by weight (residual monomer amount: 0.2% by weight based on the polymer). It was. The weight average molecular weight of the polymer was 8800, and the molecular weight distribution was 2.01.

比較例1
実施例1と同じ構造のフォトレジスト用高分子化合物を含むフォトレジスト用ポリマー溶液の調製
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えたセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を130g導入し、87℃に昇温後、1−メタクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン(HMA)7.1g(30ミリモル)、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルニルカルボラクトン(MNBL)11.4g(50ミリモル)、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(2MMA)16.7g(70ミリモル)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)70gに溶解したモノマー溶液と、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(重合開始剤;和光純薬工業製、商品名「V−601」)1.5gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)30gに溶解した重合開始剤溶液とを、別々の容器から、それぞれ一定の速度で滴下した。モノマー溶液の滴下時間は5時間、重合開始剤溶液の滴下時間は5時間であった。モノマー溶液及び重合開始剤溶液を滴下開始すると徐々に温度が下がり、85℃となった。以後、反応液温度を85℃に制御した。重合開始剤溶液の滴下終了後、同温度で2時間熟成した。得られた反応溶液(ポリマードープ)(残存モノマー量:ポリマーに対して5重量%)を冷却後、これにメチルイソブチルケトン(MIBK)240gを加えて混合し、さらに水240gを添加し、よく撹拌を行った後、30分静置して分液させた。得られた有機層に対し、再度同様にして水洗を行った。得られた有機層中の残存モノマー量はポリマーに対して5重量%であった。このままでは紫外線に対する透明度が低くフォトレジスト組成物の原料として使用できないので、前記有機層をヘプタンと酢酸エチルの混合液中に滴下し、撹拌、静置することにより沈殿精製を行った。上澄み液を取り除き、その残渣にヘプタンを加えてリパルプ操作を2回行った後、遠心分離により脱液して湿ポリマーを得た。この湿ポリマーに対しヘプタンでリンス処理した後、乾燥してポリマーを得た。該ポリマーをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解して、ポリマー濃度25重量%のフォトレジスト用ポリマー溶液(残存モノマー量:ポリマーに対して0.2重量%)を得た。ポリマーの重量平均分子量は8400、分子量分布は1.95であった。
Comparative Example 1
Preparation of Photoresist Polymer Solution Containing Photoresist Polymer Compound with Same Structure as Example 1 In a separable flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping funnel and nitrogen inlet tube, propylene glycol monomethyl ether After introducing 130 g of acetate (PGMEA) and raising the temperature to 87 ° C., 7.1 g (30 mmol) of 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane (HMA), 5-methacryloyloxy-2,6-norbornylcarbolactone (MNBL) 11.4 g (50 mmol), 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane (2MMA) 16.7 g (70 mmol) dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 70 g, and dimethyl-2 , 2'-azobis ( -Methylpropionate) (polymerization initiator; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, trade name “V-601”) 1.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) dissolved in 30 g of polymerization initiator solution Each was dropped from the container at a constant rate. The dropping time of the monomer solution was 5 hours, and the dropping time of the polymerization initiator solution was 5 hours. When dropping of the monomer solution and the polymerization initiator solution was started, the temperature gradually decreased to 85 ° C. Thereafter, the reaction solution temperature was controlled at 85 ° C. After completion of dropping of the polymerization initiator solution, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours. After cooling the obtained reaction solution (polymer dope) (residual monomer amount: 5% by weight based on the polymer), 240 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) was added and mixed, and 240 g of water was further added and stirred well. After being performed, the solution was allowed to stand for 30 minutes for liquid separation. The obtained organic layer was washed again in the same manner. The amount of residual monomer in the obtained organic layer was 5% by weight based on the polymer. Since the transparency to ultraviolet rays is low as it is, it cannot be used as a raw material for a photoresist composition. Therefore, the organic layer was dropped into a mixed solution of heptane and ethyl acetate, stirred and allowed to stand for purification. The supernatant was removed, heptane was added to the residue, and the repulping operation was performed twice, followed by draining by centrifugation to obtain a wet polymer. The wet polymer was rinsed with heptane and then dried to obtain a polymer. The polymer was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to obtain a polymer solution for photoresist having a polymer concentration of 25% by weight (residual monomer amount: 0.2% by weight based on the polymer). The weight average molecular weight of the polymer was 8400, and the molecular weight distribution was 1.95.

評価試験
実施例及び比較例で得られた各フォトレジスト用ポリマー溶液に、ポリマー100重量部に対して10重量部の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を加え、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を加えてポリマー濃度15重量%に調整することによりフォトレジスト組成物を調製した。このフォトレジスト組成物をシリコンウエハーにスピンコーティング法により塗布し、厚み0.7μmの感光層を形成した。ホットプレート上で温度100℃で150秒間プリベークした後、波長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、100℃の温度で60秒間ポストベークした。次いで、2.38M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、超純水でリンスしたところ、実施例及び比較例の何れのフォトレジスト用ポリマー溶液を用いた場合にも、0.25μmの鮮明なライン・アンド・スペースパターンが精度よく得られた。
Evaluation test 10 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate with respect to 100 parts by weight of the polymer was added to each photoresist polymer solution obtained in Examples and Comparative Examples, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was further added. In addition, a photoresist composition was prepared by adjusting the polymer concentration to 15% by weight. This photoresist composition was applied to a silicon wafer by spin coating to form a photosensitive layer having a thickness of 0.7 μm. After pre-baking on a hot plate at a temperature of 100 ° C. for 150 seconds, using a KrF excimer laser with a wavelength of 247 nm, exposure was performed at a dose of 30 mJ / cm 2 through a mask, followed by post-baking at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds. Next, the resist film was developed with a 2.38M tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds and rinsed with ultrapure water. As a result, when any of the photoresist polymer solutions of Examples and Comparative Examples was used, it was 0.25 μm. A clear line and space pattern was obtained with high accuracy.

Claims (10)

酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体と、極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体とを少なくとも含む単量体混合物を、滴下重合法により重合させる重合工程と、重合工程終了後にラジカル発生剤を添加して残存モノマーを減少させる後工程とを含むフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   A polymerization step of polymerizing a monomer mixture containing at least a monomer having an alkali-soluble group with an acid and a monomer having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton by a dropping polymerization method; And a post-process for reducing the residual monomer by adding a radical generator after completion of the polymerization process. 後工程の後、重合で生成したポリマーを含む溶液を水洗に付す水洗工程をさらに含む請求項1記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   The method for producing a photoresist polymer compound according to claim 1, further comprising a water washing step of subjecting the solution containing the polymer produced by polymerization to water washing after the post step. 重合工程において、単量体混合物を含む単量体溶液と重合開始剤を含む重合開始剤溶液とを独立に、重合温度に昇温された溶媒中に滴下する請求項1又は2記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   The photoresist according to claim 1 or 2, wherein in the polymerization step, the monomer solution containing the monomer mixture and the polymerization initiator solution containing the polymerization initiator are independently dropped into a solvent heated to the polymerization temperature. For producing a polymer compound for use. 重合開始剤溶液の滴下を単量体溶液滴下終了後も続ける請求項3記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   4. The method for producing a polymer compound for photoresists according to claim 3, wherein the dropping of the polymerization initiator solution is continued even after completion of dropping of the monomer solution. 後工程で用いるラジカル発生剤が分子内に酸素原子含有基又は置換若しくは無置換アミノ基を有する重合開始剤である請求項1〜4の何れかの項に記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   The production of the polymer compound for photoresist according to any one of claims 1 to 4, wherein the radical generator used in the subsequent step is a polymerization initiator having an oxygen atom-containing group or a substituted or unsubstituted amino group in the molecule. Method. 後工程で用いるラジカル発生剤がヒドロキシル基又はカルボキシル基を有する重合開始剤である請求項1〜5の何れかの項に記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。   The method for producing a photoresist polymer compound according to any one of claims 1 to 5, wherein the radical generator used in the subsequent step is a polymerization initiator having a hydroxyl group or a carboxyl group. 酸によりアルカリ可溶となる基を有する単量体が、下記式(1a)〜(1d)
Figure 2006282686
(式中、環Zは置換基を有していてもよい炭素数6〜20の脂環式炭化水素環を示す。Rは水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R1〜R3は、同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R4は環Zに結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基を示す。但し、n個のR4のうち少なくとも1つは、−COORa基を示す。前記Raは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1〜3の整数を示す。R5、R6は、同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R7は水素原子又は有機基を示す。R5、R6、R7のうち少なくとも2つが互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい)
から選択された少なくとも1種の化合物である請求項1〜6の何れかの項に記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。
Monomers having groups that become alkali-soluble by acid are represented by the following formulas (1a) to (1d):
Figure 2006282686
(In the formula, ring Z represents an alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. R represents a hydrogen atom or an optionally substituted substituent having 1 to 6 carbon atoms. R 1 to R 3 are the same or different and each represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 4 is a substituent bonded to ring Z. And may be the same or different and may be protected with an oxo group, an alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, or a protecting group. Represents a carboxyl group, provided that at least one of n R 4 groups represents a —COOR a group, wherein R a represents a tertiary hydrocarbon group which may have a substituent, a tetrahydrofuranyl group, A tetrahydropyranyl group or an oxepanyl group, where n is an integer of 1 to 3. R 5 and R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 7 represents a hydrogen atom or an organic group. 5 , R 6 , or R 7 may be bonded to each other to form a ring with adjacent atoms.
The method for producing a polymer compound for a photoresist according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound is at least one compound selected from the group consisting of:
極性基含有脂環式骨格を含む基を有する単量体が、下記式(2a)〜(2e)
Figure 2006282686
(式中、Rは水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。R8〜R10は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基を示し、V1〜V3は、同一又は異なって、−CH2−、−CO−又は−COO−を示す。但し、(i)V1〜V3のうち少なくとも1つは−CO−若しくは−COO−であるか、又は(ii)R8〜R10のうち少なくとも1つは、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、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基である。R11〜R15は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。R16〜R24は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。R25〜R33は、同一又は異なって、水素原子、アルキル基、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カルボキシル基を示す。pは0又は1、qは1又は2を示す)
から選択された少なくとも1種の化合物である請求項1〜7の何れかの項に記載のフォトレジスト用高分子化合物の製造方法。
Monomers having a group containing a polar group-containing alicyclic skeleton are represented by the following formulas (2a) to (2e)
Figure 2006282686
(In the formula, R represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 8 to R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a protecting group. A hydroxyl group which may be protected, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a carboxyl group which may be protected with a protecting group, V 1 to V 3 are the same or different, and CH 2- , -CO- or -COO-, provided that (i) at least one of V 1 to V 3 is -CO- or -COO-, or (ii) R 8 to R 10 at least one of the, optionally protected hydroxyl group, a protected or unprotected hydroxyalkyl group with a protecting group, or be protected by a protecting group is also a carboxyl group which .R 11 ~ R 15 is the same or different and is a hydrogen atom , An alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, and a carboxyl group that may be protected with a protecting group, R 16 to R 24 represent It is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group that may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protecting group, or a carboxyl group that may be protected with a protecting group. R 25 to R 33 are the same or different and are protected by a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a protecting group. (P represents 0 or 1, q represents 1 or 2)
The method for producing a polymer compound for photoresist according to any one of claims 1 to 7, wherein the compound is at least one compound selected from the group consisting of:
請求項1〜8の何れかの項に記載の方法により製造されたフォトレジスト用高分子化合物と光酸発生剤とを含むフォトレジスト組成物。   The photoresist composition containing the high molecular compound for photoresists manufactured by the method of any one of Claims 1-8, and a photo-acid generator. 請求項9記載のフォトレジスト組成物を基板又は基材に塗布してレジスト塗膜を形成する工程を含む半導体の製造方法。   The manufacturing method of the semiconductor including the process of apply | coating the photoresist composition of Claim 9 to a board | substrate or a base material, and forming a resist coating film.
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