JP2007146022A - Method for producing resin solution for photoresist - Google Patents

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Hajime Kurihara
一 栗原
Yoshihisa Mizutani
能久 水谷
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Daicel Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin solution for a photoresist, having very small contents of low-boiling point impurities becoming the factor for reducing resist characteristics while suppressing the decomposition of the resin for the photoresist as possible. <P>SOLUTION: The method for producing the resin solution for the photoresist obtained by dissolving the resin for the photoresist at least containing a repeating unit A containing a group becoming alkali-soluble by releasing a part thereof by an acid, and a repeating unit B containing an alicyclic skeleton having a polar group in one or more kinds of coated film-forming solvents comprises precipitating the resin for the photoresist obtained by polymerization with a poor solvent, redissolving the separated wet crystal of the resin for the photoresist in a solvent containing at least one kind of the coated film-forming solvents, and distilling off the low-boiling point impurities contained in the wet crystal of the resin for the photoresist by distilling the obtained redissolved liquid by a thin-film evaporator. <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用樹脂組成物を調製する上で有用なフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法、該製造方法により得られるフォトレジスト用樹脂溶液を用いるフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法、及び該フォトレジスト用樹脂組成物の製造方法で得られる樹脂組成物を用いる半導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a photoresist resin solution useful for preparing a photoresist resin composition used for semiconductor microfabrication and the like, and a photoresist resin composition using the photoresist resin solution obtained by the production method The present invention relates to a method for producing a semiconductor, and a method for producing a semiconductor using a resin composition obtained by the method for producing a resin composition for a photoresist.

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).

これらのポリマーは、通常、モノマー混合物を重合した後、露光に用いる遠紫外線に対して強い吸収を示す残存モノマーを分離除去するため、重合溶液を貧溶媒中に投入して沈殿精製し、湿結晶として取り出される(例えば、特許文献3等)。得られた湿結晶は塗膜形成用溶媒(レジスト用溶媒)に再溶解してフォトレジスト用樹脂溶液とされるが、この溶液中には先の沈殿操作に用いた貧溶媒や湿結晶を洗浄する際に用いた溶媒が含まれている。これらの溶媒は一般に低沸点成分であるが、これらがレジスト膜中に残存するとレジスト特性が低下する等の問題が生じるため、蒸留で分離する必要がある。特開2005−173252号公報には、レジスト用ポリマーを含有する固形物を、塗膜形成用溶媒(a)及び/又は常圧における沸点が前記塗膜形成用溶媒(a)の沸点以下である溶媒(b)を含む溶媒に再溶解し、得られた再溶解液から、溶媒(b)及び/又は過剰量の溶媒(a)を減圧下で留去して低沸点不純物を除去する不純物除去工程を含むレジスト用ポリマー溶液の製造方法が開示されている。また、この文献には、レジスト用ポリマーへの熱負荷とそれに起因するレジスト用ポリマーの分解を軽減するため、不純物除去工程を液温70℃以下に制御して行うのが好ましいと記載されている。しかし、この方法では低沸点不純物の除去は可能であるが、レジスト用ポリマーの分解を必ずしも十分に抑制することはできない。また、バッチ式蒸留では蒸留缶における液滞留時間が長くなるため、フォトレジスト用樹脂が熱履歴を受け分解しやすくなる。   These polymers are usually prepared by polymerizing the monomer mixture, and then separating and removing the residual monomer that exhibits strong absorption with respect to far ultraviolet rays used for exposure. (For example, Patent Document 3). The obtained wet crystals are redissolved in a solvent for forming a coating film (resist solvent) to form a photoresist resin solution. In this solution, the poor solvent and wet crystals used in the previous precipitation operation are washed. The solvent used in the process is included. These solvents are generally low-boiling components, but if they remain in the resist film, problems such as deterioration of resist characteristics occur, and thus it is necessary to separate them by distillation. In JP-A-2005-173252, a solid material containing a resist polymer has a boiling point at a coating film forming solvent (a) and / or normal pressure that is lower than the boiling point of the coating film forming solvent (a). Impurity removal by re-dissolving in solvent containing solvent (b) and removing low-boiling impurities by distilling off solvent (b) and / or excess amount of solvent (a) under reduced pressure from the resulting redissolved solution A method for producing a resist polymer solution including a process is disclosed. Further, this document describes that it is preferable to carry out the impurity removal step by controlling the liquid temperature to 70 ° C. or lower in order to reduce the thermal load on the resist polymer and the decomposition of the resist polymer caused by the heat load. . However, although this method can remove low-boiling impurities, the decomposition of the resist polymer cannot always be sufficiently suppressed. Moreover, since the liquid residence time in the distillation can is increased in batch distillation, the photoresist resin is easily decomposed by receiving a thermal history.

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 特開2005−173252号公報JP 2005-173252 A

本発明の目的は、フォトレジスト用樹脂の分解を極力抑制しつつ、レジスト特性を低下させる要因となる低沸点不純物を効率よく低減できるフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法、該製造方法により得られるフォトレジスト用樹脂溶液を用いたフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法、及び該フォトレジスト用樹脂組成物を用いる半導体の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a photoresist resin solution capable of efficiently reducing low-boiling-point impurities that cause a reduction in resist characteristics while suppressing decomposition of the photoresist resin as much as possible, and a photo obtained by the production method. It is providing the manufacturing method of the resin composition for photoresists using the resin solution for resists, and the manufacturing method of the semiconductor using this resin composition for photoresists.

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、重合で得たフォトレジスト用樹脂重合溶液を沈殿操作に付し、遠心分離等により分離した湿結晶を少なくとも1種の塗膜形成用溶媒を含む溶媒に再溶解させ、得られた再溶解液を薄膜蒸発器により蒸留すると、フォトレジスト用樹脂の分解を極力抑制しつつ、レジスト特性を低下させる要因となる低沸点不純物を効率よく除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive investigations to achieve the above-mentioned object, the present inventors have applied a resin polymerization solution for photoresist obtained by polymerization to a precipitation operation and formed at least one kind of coating film on wet crystals separated by centrifugation or the like. When the redissolved solution obtained by redissolving in a solvent containing a solvent is distilled with a thin-film evaporator, low-boiling impurities that cause degradation of resist characteristics are efficiently suppressed while suppressing decomposition of the resin for photoresist as much as possible. It has been found that it can be removed, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、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Aと、極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位Bとを少なくとも含有するフォトレジスト用樹脂を1種又は2種以上の塗膜形成用溶媒に溶解したフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法であって、重合により得られた前記フォトレジスト用樹脂を貧溶媒に沈殿させ、沈殿したフォトレジスト用樹脂を湿結晶として分離し、該湿結晶を少なくとも1種の塗膜形成用溶媒を含む溶媒に再溶解させ、得られた再溶解液を薄膜蒸発器により蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去する工程を含むフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法を提供する。   That is, the present invention relates to a photoresist resin comprising at least a repeating unit A containing a group that is partly eliminated by an acid and becomes alkali-soluble, and a repeating unit B containing an alicyclic skeleton having a polar group. A method for producing a photoresist resin solution dissolved in one or more kinds of coating film forming solvents, wherein the photoresist resin obtained by polymerization is precipitated in a poor solvent, and the precipitated photoresist resin Are separated as wet crystals, the wet crystals are redissolved in a solvent containing at least one coating film forming solvent, and the resulting redissolved solution is distilled by a thin film evaporator to obtain a wet solution of the photoresist resin. Provided is a method for producing a photoresist resin solution, which comprises a step of distilling off low-boiling impurities contained in crystals.

この方法において、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、又はこれらの混合溶媒を塗膜形成用溶媒としてもよい。   In this method, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof may be used as the coating film forming solvent.

また、上記方法において、分離したフォトレジスト用樹脂の湿結晶をプロピレングリコールモノメチルエーテルに再溶解させ、得られた再溶解液を蒸留缶の加熱用ジャケット及び/又はチューブに140℃以下の熱媒又は蒸気を流通させつつ蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去した後、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加えて、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を塗膜形成用溶媒とするフォトレジスト用樹脂溶液を得てもよい。   Further, in the above method, the wet crystal of the separated photoresist resin is redissolved in propylene glycol monomethyl ether, and the obtained redissolved solution is heated to 140 ° C. or less in a heating jacket and / or tube of a distillation can. After distilling while circulating steam to distill off low-boiling impurities contained in the wet crystal of the resin for photoresist, propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether are added. You may obtain the resin solution for photoresists which uses this mixed solvent as the solvent for film formation.

前記混合溶媒におけるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとプロピレングリコールモノメチルエーテルの重量比率は、例えば、前者/後者=40/60〜95/5である。   The weight ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether in the mixed solvent is, for example, the former / the latter = 40/60 to 95/5.

前記繰り返し単位Aは、例えば、下記式(Ia)〜(Id)

Figure 2007146022
(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種の繰り返し単位である。 The repeating unit A includes, for example, the following formulas (Ia) to (Id)
Figure 2007146022
(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 repeating unit selected from the group consisting of:

前記繰り返し単位Bは、例えば、下記式(IIa)〜(IIe)

Figure 2007146022
(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種の繰り返し単位である。 Examples of the repeating unit B include the following formulas (IIa) to (IIe):
Figure 2007146022
(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 repeating unit selected from the group consisting of:

本発明は、また、前記のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法により得られたフォトレジスト用樹脂溶液に光酸発生剤を溶解することを特徴とするフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法を提供する。   The present invention also provides a method for producing a photoresist resin composition, wherein a photoacid generator is dissolved in the photoresist resin solution obtained by the method for producing a photoresist resin solution. .

本発明は、さらに、前記のフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法により得られたフォトレジスト用樹脂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 includes a method for producing a semiconductor comprising a step of applying a photoresist resin composition obtained by the above-described method for producing a photoresist resin composition to a substrate or a substrate to form a resist coating film. provide.

本発明の製造方法によれば、重合により得られたフォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を薄膜蒸発器を用いて留去するので、蒸留時の液滞留時間がバッチ式蒸留や蒸留缶を用いた蒸留と比較して著しく短い上、伝熱面積を多く取れるので、加熱用の熱媒又は蒸気の温度を低く設定でき、フォトレジスト用樹脂の再溶解液と接触する蒸発缶壁面やチューブ壁面の温度を低くでき、該壁面でポリマーの分解を顕著に抑制できる。そのため、フォトレジスト用樹脂の分解を極力抑制しつつ、レジスト特性を低下させる要因となる低沸点不純物を効率よく低減できる。また、この製造方法により得られるフォトレジスト用樹脂溶液を含むフォトレジスト用樹脂組成物は、ポリマーの分解物や低沸点不純物が著しく少ないので、半導体製造工程においてこれらの成分に起因する不具合やトラブルを回避でき、微細なパターンを安定して精度よく形成することができる。   According to the production method of the present invention, the low boiling point impurities contained in the wet crystals of the photoresist resin obtained by polymerization are distilled off using a thin film evaporator, so that the liquid residence time during distillation is batch distillation. Evaporation cans that are significantly shorter than distillation using water and distillation cans and have a large heat transfer area, so that the temperature of the heating medium or steam for heating can be set low, and contact with the re-dissolved solution of photoresist resin. The temperature of the wall surface or tube wall surface can be lowered, and the decomposition of the polymer can be remarkably suppressed on the wall surface. For this reason, it is possible to efficiently reduce low-boiling impurities that cause a decrease in resist characteristics while suppressing decomposition of the resin for photoresist as much as possible. In addition, the photoresist resin composition containing the photoresist resin solution obtained by this manufacturing method has significantly less polymer degradation products and low-boiling impurities, so there are problems and troubles caused by these components in the semiconductor manufacturing process. This can be avoided, and a fine pattern can be formed stably and accurately.

本発明におけるフォトレジスト用樹脂は、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Aと、極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位Bとを少なくとも含有している。   The resin for photoresist in the present invention contains at least a repeating unit A containing a group that is partly eliminated by acid and becomes alkali-soluble, and a repeating unit B containing an alicyclic skeleton having a polar group. .

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Aとしては、露光によって光酸発生剤から発生する酸の作用により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もの(酸脱離性基を有する繰り返し単位)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に対応する繰り返し単位(炭素−炭素二重結合部位で重合した場合の繰り返し単位)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に対応する単位の代表的な例として、前記式(Ia)、(Ib)で表される単位が例示される。   The repeating unit A containing a group that becomes partially soluble by acid and becomes alkali-soluble is one that is partially eliminated by the action of an acid generated from a photoacid generator upon exposure and is soluble in an alkali developer. (Repeating unit having an acid-eliminable group) There is no particular limitation, for example, a group containing an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and capable of leaving by the action of an acid. And a repeating unit corresponding to (meth) acrylic acid ester (repeating unit when polymerized at a carbon-carbon double bond site). “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. As a typical example of a unit corresponding to such a (meth) acrylic acid ester, units represented by the formulas (Ia) and (Ib) are exemplified.

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に対応する単位の代表的な例として、前記式(Ic)で表される単位が例示される。 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. In addition, 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. As a typical example of a unit corresponding to such a (meth) acrylic acid ester, a unit represented by the formula (Ic) is exemplified.

また、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Aとして、(メタ)アクリル酸ヘミアセタールエステルに対応するモノマー単位が挙げられる。具体的には、前記式(Id)で表される単位が例示される。   In addition, examples of the repeating unit A containing a group that is partly eliminated by acid and becomes alkali-soluble include monomer units corresponding to (meth) acrylic acid hemiacetal esters. Specifically, the unit represented by the formula (Id) is exemplified.

また、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に対応する繰り返し単位(炭素−炭素二重結合部位で重合した場合の繰り返し単位)などを用いることも可能である。前記繰り返し単位Aは1種のみであってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。   In addition, as a repeating unit A containing a group that is partly eliminated by acid and becomes alkali-soluble, the oxygen atom constituting the ester bond is bonded to the β-position of the lactone ring and at least one hydrogen is bonded to the α-position of the lactone ring. It is also possible to use a repeating unit corresponding to a (meth) acrylic acid ester having an atom and a lactone ring (a repeating unit when polymerized at a carbon-carbon double bond site). The repeating unit A may be only one type or a combination of two or more types.

繰り返し単位Aとしては、前記式(Ia)〜(Id)から選択された少なくとも1種の繰り返し単位であるのが好ましい。式(Ia)〜(Id)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 repeating unit A is preferably at least one repeating unit selected from the formulas (Ia) to (Id). In formulas (Ia) to (Id), 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(Ia)〜(Id)中のR、並びに式(Ia)、(Ib)、(Id)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(Ic)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。 R in the formulas (Ia) to (Id), and carbon atoms which may have a substituent in R 1 to R 3 , R 5 and R 6 in the formulas (Ia), (Ib) and (Id) 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 (Ic), 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 are protected with alkyl groups (C 1-4 alkyl groups, etc.), haloalkyl groups (C 1-4 haloalkyl groups, etc.), halogen atoms, hydroxyl groups that may be protected with protecting groups, and protecting groups. It may have a substituent such as a hydroxymethyl group which may be protected, a carboxyl group which may be protected with a protecting group, or an oxo group. As the protecting group, a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used.

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(Id)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 (Id) 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.

前記極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位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に対応するモノマー単位B1(炭素−炭素二重結合部位で重合した場合の繰り返し単位)が含まれる。このような繰り返し単位B1の代表的な例として、前記式(IIa)のうちV1〜V3の少なくとも1つが−COO−である単位、及び(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIe)で表される単位が例示される。 The repeating unit B including an alicyclic skeleton having a polar group includes (1) an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms containing a lactone ring [lactone ring and monocyclic or polycyclic (bridged ring). Group having a structure in which an alicyclic carbocycle of) is condensed] is a monomer unit B1 (carbon-carbon double bond site) corresponding to (meth) acrylate ester bonded to an oxygen atom constituting an ester bond In the case of polymerization with a). As a typical example of such a repeating unit B1, in the formula (IIa), at least one of V 1 to V 3 is —COO—, and (IIb), (IIc), (IId), ( Illustrated are units represented by IIe).

また、極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位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に対応するモノマー単位B2(炭素−炭素二重結合部位で重合した場合の繰り返し単位)も含まれる。このような繰り返し単位B2の代表的な例として、前記式(IIa)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単位が例示される。 The repeating unit B including an alicyclic skeleton having a polar group includes (2) an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms having a polar group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an oxo group (particularly, The monomer unit B2 corresponding to the (meth) acrylic ester in which the bridged cyclic hydrocarbon group) is bonded to the oxygen atom constituting the ester bond (repeating unit when polymerized at the carbon-carbon double bond site) is also available included. As a typical example of such a repeating unit B2, in the formula (IIa), at least one of V 1 to V 3 is —CO—, or at least one of R 8 to R 10 is a protecting group. And a unit which is a hydroxyl group which may be protected with, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, or a carboxyl group which may be protected with a protecting group.

繰り返し単位Bは、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。繰り返し単位Bは1種のみであってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。繰り返し単位Bとしては、前記式(IIa)〜(IIe)から選択された少なくとも1種の繰り返し単位であるのが好ましい。また、繰り返し単位Bとして繰り返し単位B1と繰り返し単位B2とを組み合わせると、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。   The repeating unit B provides adhesion to a substrate such as a silicon wafer by a polar group and dry etching resistance by an alicyclic skeleton. The repeating unit B may be only one type or a combination of two or more types. The repeating unit B is preferably at least one repeating unit selected from the formulas (IIa) to (IIe). In addition, when the repeating unit B1 and the repeating unit B2 are combined as the repeating unit B, not only a good balance of properties such as substrate adhesion, dry etching resistance and solubility in a resist solvent is provided, but also a homogeneous reactivity during polymerization. And a great advantage that a polymer having high uniformity in molecular weight and molecular structure is produced.

式(IIa)〜(IIe)中のRは前記(Ia)〜(Id)中のRと同様である。式(IIa)〜(IIe)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 (IIa) to (IIe) is the same as R in the above (Ia) to (Id). In formulas (IIa) to (IIe), 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.

本発明におけるフォトレジスト用樹脂は、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、前記繰り返し単位A及びB以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。このような繰り返し単位としては、繰り返し単位Aに対応する単量体及び繰り返し単位Bに対応する単量体と共重合可能な単量体に対応する単位であって、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に対応する単位が挙げられる。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。   The resin for photoresist in the present invention is a repeating unit other than the repeating units A and B 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. Units may be included. Such a repeating unit is a unit corresponding to a monomer copolymerizable with the monomer corresponding to the repeating unit A and the monomer corresponding to the repeating unit B, and does not impair the resist characteristics. If it is a thing, it will not specifically limit. For example, units corresponding to (meth) acrylic acid or derivatives thereof, maleic acid or derivatives thereof, fumaric acid or derivatives thereof, cyclic olefins, and the like can be given. 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.

フォトレジスト用樹脂における前記繰り返し単位Aの含有量は、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。繰り返し単位Aの含有量が5モル%未満の場合には、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、繰り返し単位Aの含有量が90モル%を超える場合には、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 content of the repeating unit A in the photoresist resin is, for example, 5 to 90 mol%, preferably 10 to 80 mol%, and more preferably 20 to 70 mol%. When the content of the repeating unit A is less than 5 mol%, the solubility of the resist film at the time of alkali development becomes insufficient, the resolution is lowered, and it becomes difficult to form a fine pattern with high accuracy. Further, when the content of the repeating unit A exceeds 90 mol%, the substrate adhesion and the dry etching resistance are lowered, and the problem that the pattern is not peeled off by development is likely to occur.

フォトレジスト用樹脂における前記繰り返し単位Bの含有量は、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。繰り返し単位Bの含有量が10モル%未満の場合には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。繰り返し単位Bとして繰り返し単位B1と繰り返し単位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 content of the repeating unit B in the photoresist resin is, for example, 10 to 95 mol%, preferably 20 to 90 mol%, and more preferably 30 to 80 mol%. When the content of the repeating unit B is less than 10 mol%, the substrate adhesion and the dry etching resistance are liable to be reduced, and when it exceeds 95 mol%, the amount of alkali-soluble units introduced is reduced. The solubility of the resist film tends to be insufficient. When the repeating unit B1 and the repeating unit B2 are combined as the repeating unit B, the ratio of both is not particularly limited, but generally the former / the latter (molar ratio) = 5/95 to 95/5, preferably 10/90 to 90 / 10, more preferably about 30/70 to 70/30.

フォトレジスト用樹脂の重量平均分子量(Mw)は、例えば3000〜15000の範囲であり、好ましくは4000〜14000であり、さらに好ましくは5000〜13000程度である。フォトレジスト用樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、例えば1.1〜3.5、好ましくは1.3〜3.0、特に好ましくは1.5〜2.5程度である。なお、前記Mnは数平均分子量を示し、Mn、Mwともにポリスチレン換算の値である。樹脂の重量平均分子量、分子量分布はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定できる。   The weight average molecular weight (Mw) of the photoresist resin is, for example, in the range of 3000 to 15000, preferably 4000 to 14000, and more preferably about 5000 to 13000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the photoresist resin is, for example, about 1.1 to 3.5, preferably 1.3 to 3.0, and particularly preferably about 1.5 to 2.5. In addition, said Mn shows a number average molecular weight, and both Mn and Mw are values of polystyrene conversion. The weight average molecular weight and molecular weight distribution of the resin can be measured by GPC (gel permeation chromatography).

フォトレジスト用樹脂は通常用いられる重合法により合成できるが、組成や分子量の均一なポリマーが得られやすい滴下重合法を用いて合成するのが好ましい。例えば、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単量体a(繰り返し単位Aに対応する単量体)と極性基を有する脂環式骨格を含む単量体b(繰り返し単位Bに対応する単量体)とを少なくとも含む単量体混合物と、重合開始剤とを含有する混合溶液を反応容器内に滴下しながら、60〜130℃の温度で重合させることにより製造することができる。また、単量体混合物を含有する単量体溶液と重合開始剤を含有する重合開始剤溶液とを、別々の容器から並行して反応容器内に滴下することも可能である。重合温度はできる限り振れ幅を少なくして一定の温度で制御することが好ましい。   The photoresist resin can be synthesized by a commonly used polymerization method, but is preferably synthesized by a dropping polymerization method in which a polymer having a uniform composition and molecular weight can be easily obtained. For example, a monomer a (a monomer corresponding to the repeating unit A) containing a group that is partly eliminated by acid and becomes alkali-soluble and a monomer b (repeating a alicyclic skeleton having a polar group) A monomer solution containing at least a monomer corresponding to unit B) and a polymerization solution containing a polymerization initiator are dropped into a reaction vessel and polymerized at a temperature of 60 to 130 ° C. be able to. Moreover, it is also possible to drop the monomer solution containing the monomer mixture and the polymerization initiator solution containing the polymerization initiator into the reaction vessel in parallel from separate containers. It is preferable to control the polymerization temperature at a constant temperature with the smallest possible swing.

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 propylene glycol monomethyl ether acetate single solvent, 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.

重合開始剤として公知の重合開始剤を使用できる。   A known polymerization initiator can be used as the polymerization initiator.

滴下重合において、予め仕込まれる溶媒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 charged in advance and the total amount of the solution to be dropped (monomer solution, polymerization initiator solution) is a resin that takes into consideration productivity, economy, workability, operability, etc. In general, the former / the latter (weight ratio) = 5/95 to 90/10, preferably 10/90 to 70/30, and more preferably 20/80 to 60 /. A range of 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.

単量体溶液及び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1〜10時間、好ましくは3〜8時間程度である。なお、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時間程度)、適宜な温度(例えば60〜130℃)下で熟成して重合を完結させてもよい。   The total dropping time of the monomer solution and the polymerization initiator solution varies depending on the polymerization temperature and the kind of the monomer, but is generally 1 to 10 hours, preferably about 3 to 8 hours. In addition, after completion | finish of dripping, you may age | cure | ripen for appropriate time (for example, about 0.1 to 10 hours, Preferably about 1 to 6 hours) and appropriate temperature (for example, 60-130 degreeC), and you may complete superposition | polymerization.

前記式(Ia)〜(Id)、(IIa)〜(IIe)で表される各繰り返し単位を含む樹脂は、それぞれ対応する(メタ)アクリル酸エステルをコモノマーとして重合に付すことにより製造できる。   The resin containing each repeating unit represented by the above formulas (Ia) to (Id) and (IIa) to (IIe) can be produced by subjecting the corresponding (meth) acrylic acid ester to a polymerization as a comonomer.

[式(Ia)〜(Id)で表される繰り返し単位]
前記式(Ia)〜(Id)で表される繰り返し単位に対応するモノマーは、それぞれ下記式(1a)〜(1d)で表される。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。
[Repeating units represented by formulas (Ia) to (Id)]
Monomers corresponding to the repeating units represented by the formulas (Ia) to (Id) are represented by the following formulas (1a) to (1d), respectively. 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.

Figure 2007146022
(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)
Figure 2007146022
(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.

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 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 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 obtained by, for example, reacting a corresponding cyclic alcohol with (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof according to a conventional esterification method using an acid catalyst or a transesterification catalyst. Can be obtained.

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)
Although the following compound is mentioned as a typical example of a compound represented by Formula (1b), It is not limited to these.
[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) is, for example, a methanol derivative having an alicyclic group at the corresponding 1-position and (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof, using an acid catalyst or a transesterification catalyst. It can be obtained by reacting according to a conventional esterification method.

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 obtained by, for example, reacting a corresponding cyclic alcohol with (meth) acrylic acid or a reactive derivative thereof according to a conventional esterification method using an acid catalyst or a transesterification catalyst. Can be obtained.

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.

[式(IIa)〜(IIe)で表される繰り返し単位]
前記式(IIa)〜(IIe)で表される繰り返し単位に対応するモノマーは、それぞれ下記式(2a)〜(2e)で表される。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。
[Repeating units represented by formulas (IIa) to (IIe)]
Monomers corresponding to the repeating units represented by the formulas (IIa) to (IIe) are represented by the following formulas (2a) to (2e), respectively. 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.

Figure 2007146022
(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)
Figure 2007146022
(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)

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] nonane-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-oxa-tricyclo [4.2.1.0 4, 8] nonan-2-(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.

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

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

沈殿(再沈殿を含む)で得られたポリマーは、必要に応じて、リパルプ処理やリンス処理に付される。リパルプ処理後にリンス処理を施してもよい。重合により生成したポリマーを溶媒でリパルプしたり、リンスすることにより、ポリマーに付着している残存モノマーや低分子量オリゴマーなどを効率よく除くことができる。   The polymer obtained by precipitation (including reprecipitation) is subjected to repulping or rinsing as necessary. A rinse treatment may be applied after the repulping treatment. By repulping the polymer produced by polymerization with a solvent or rinsing, residual monomers and low molecular weight oligomers adhering to the polymer can be efficiently removed.

リパルプ処理に用いる溶媒(リパルプ用溶媒)やリンス処理に用いる溶媒(リンス用溶媒)としては、沈殿(再沈殿を含む)に用いるポリマーの貧溶媒が好ましい。なかでも炭化水素溶媒が特に好ましい。炭化水素溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素が挙げられる。これらは2種以上混合して使用してもよい。これらのなかでも、脂肪族炭化水素、特にヘキサン若しくはヘプタン、又はヘキサン若しくはヘプタンを含む混合溶媒が好適である。   As the solvent used for the repulping treatment (solvent for repulping) and the solvent used for the rinsing treatment (rinsing solvent), a poor polymer solvent used for precipitation (including reprecipitation) is preferable. Of these, hydrocarbon solvents are particularly preferred. Examples of the hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. You may use these in mixture of 2 or more types. Among these, aliphatic hydrocarbons, particularly hexane or heptane, or a mixed solvent containing hexane or heptane is preferable.

リパルプ用溶媒の使用量は、ポリマーに対して、例えば1〜200重量倍、好ましくは5〜100重量倍程度である。一方、リンス溶媒の使用量は、ポリマーに対して、例えば1〜100重量倍、好ましくは2〜20重量倍程度である。リパルプ処理やリンス処理を施す際の温度は、用いる溶媒の種類等によっても異なるが、一般には0〜100℃、好ましくは10〜60℃程度である。リパルプ処理、リンス処理は適当な容器中で行われる。リパルプ処理、リンス処理はそれぞれ複数回行ってもよい。処理済みの液(リパルプ液、リンス液)は、デカンテーション、濾過等により除去される。   The amount of the repulping solvent used is, for example, about 1 to 200 times by weight, preferably about 5 to 100 times by weight with respect to the polymer. On the other hand, the usage-amount of a rinse solvent is 1-100 weight times with respect to a polymer, Preferably it is about 2-20 weight times. Although the temperature at the time of performing a repulping process and a rinse process changes with kinds etc. of the solvent to be used, generally it is 0-100 degreeC, Preferably it is about 10-60 degreeC. The repulping process and the rinsing process are performed in a suitable container. You may perform a repulping process and a rinse process in multiple times, respectively. The treated liquid (repulp liquid, rinse liquid) is removed by decantation, filtration or the like.

重合工程終了後、上記のように重合溶液を貧溶媒中に滴下して樹脂を沈殿させ、必要に応じてリパルプなどの操作を実施した後、沈殿した樹脂は遠心分離機などで固液分離される。分離した樹脂(湿結晶)は沈殿操作で使用した溶媒等の低沸点不純物を含んでいる。このような低沸点不純物がレジスト膜中に存在するとレジスト性能が低下するため、これを除去する必要がある。従来、このような低沸点不純物を除去するため減圧乾燥されていたが、樹脂を一旦乾燥すると、乾燥により粒子同士の密着性が強くなるためか、塗膜形成用溶媒(レジスト用溶媒)に溶解する際、非常に溶解しにくくなる。また、乾燥の際に加える熱によりフォトレジスト用樹脂中の酸脱離性基の一部が分解してしまうという問題がある。   After completion of the polymerization step, the polymerization solution is dropped into a poor solvent as described above to precipitate the resin, and after performing operations such as repulping as necessary, the precipitated resin is solid-liquid separated with a centrifuge or the like. The The separated resin (wet crystal) contains low-boiling impurities such as a solvent used in the precipitation operation. If such low-boiling impurities are present in the resist film, the resist performance deteriorates and must be removed. Conventionally, it has been dried under reduced pressure to remove such low-boiling impurities, but once the resin is dried, the adhesion between the particles becomes stronger due to drying, or it dissolves in the solvent for coating film formation (resist solvent). It becomes very difficult to dissolve. Further, there is a problem that a part of the acid leaving group in the photoresist resin is decomposed by heat applied during drying.

本発明では、フォトレジスト用樹脂の湿結晶を少なくとも1種の塗膜形成用溶媒(レジスト用溶媒)を含む溶媒に再溶解させ、得られた再溶解液を、薄膜蒸発器により蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去する。このようにすれば、蒸留時の液滞留時間を著しく短縮でき、且つ伝熱面積が大きいことから加熱用の熱媒又は蒸気温度を低下させることができるため、フォトレジスト用樹脂の分解を極力抑えつつ、低沸点不純物を効率よく除去できる。また、操作性にも優れ、生産性も向上する。   In the present invention, wet crystals of photoresist resin are redissolved in a solvent containing at least one solvent for forming a coating film (resist solvent), and the resulting redissolved solution is distilled by a thin film evaporator, Low boiling point impurities contained in the wet crystal of the photoresist resin are distilled off. In this way, the liquid residence time during distillation can be significantly shortened, and since the heat transfer area is large, the heating medium for heating or the vapor temperature can be lowered, so that the decomposition of the resin for photoresist is suppressed as much as possible. However, low boiling point impurities can be efficiently removed. In addition, the operability is excellent and productivity is improved.

塗膜形成用溶媒としては、樹脂を溶解し露光に使用される光に対して透明性が高いものが好ましく、例えば、前記重合溶媒として例示したグリコール系溶媒(プロピレングリコール系溶媒、エチレングリコール系溶媒など)、エステル系溶媒(乳酸エステル系溶媒など)、ケトン系溶媒(メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンなど)、及びこれらの混合溶媒などを使用できる。また、好ましい塗膜形成用溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;これらの混合物などが挙げられる。   As a solvent for forming a coating film, a solvent that dissolves a resin and has high transparency to light used for exposure is preferable. For example, glycol solvents (propylene glycol solvents, ethylene glycol solvents) exemplified as the polymerization solvent. Etc.), ester solvents (such as lactic acid ester solvents), ketone solvents (such as methyl isobutyl ketone and methyl amyl ketone), and mixed solvents thereof. Further, as preferred coating film forming solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether pro Propylene glycol monoalkyl ether carboxylates such as pionate, propylene glycol monopropyl ether propionate, propylene glycol monobutyl ether propionate; propylene glycol mono such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether A Kill ether; and mixtures thereof.

上記の溶媒の中でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)は塗膜形成時の蒸発速度等において、溶媒としての機能に優れ、しかも低毒性であるという利点がある。しかし、PGMEAは溶解特性に劣る傾向があり、極性の高い樹脂(基板密着性を高めるためには、極性基を樹脂に導入することは必須である)を溶解させることに問題を残している。これについては、PGMEAにプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を添加することにより溶解力を大幅に改良することができる。したがって、PGMEAとPGMEの混合溶媒が特に好ましい塗膜形成用溶媒(レジスト溶媒)であると言える。   Among the above-mentioned solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) has an advantage that it has an excellent function as a solvent in terms of evaporation rate at the time of forming a coating film, and has low toxicity. However, PGMEA tends to be inferior in solubility characteristics, and there remains a problem in dissolving a highly polar resin (in order to improve substrate adhesion, it is essential to introduce a polar group into the resin). About this, a solvent power can be improved significantly by adding propylene glycol monomethyl ether (PGME) to PGMEA. Therefore, it can be said that a mixed solvent of PGMEA and PGME is a particularly preferable solvent for forming a coating film (resist solvent).

PGMEAとPGMEの混合溶媒を塗膜形成用溶媒として用いる場合、全溶媒中に占めるPGMEA及びPGMEの合計割合は、通常70重量%以上、好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上であり、特に実質的にPGMEAとPGMEのみからなる混合溶媒が好ましい。また、PGMEAとPGMEの混合溶媒を塗膜形成用溶媒として用いる場合のPGMEA/PGMEの混合比率は、通常、重量比で40/60〜95/5の範囲が使用される。好ましくは、50/50〜90/10、特に好ましくは、60/40〜85/15程度である。PGMEAの割合が40重量%を下回ると、塗膜形成時の蒸発速度に問題があるためか、均一な塗膜が形成されにくくなる。また、PGMEの割合が5重量%を下回ると、樹脂の溶解性が悪くなりやすい。   When a mixed solvent of PGMEA and PGME is used as a solvent for forming a coating film, the total proportion of PGMEA and PGME in the total solvent is usually 70% by weight or more, preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more. In particular, a mixed solvent consisting essentially of PGMEA and PGME is preferred. Moreover, the range of 40 / 60-95 / 5 is normally used for the mixing ratio of PGMEA / PGME when using the mixed solvent of PGMEA and PGME as a solvent for film formation. Preferably, it is 50/50 to 90/10, and particularly preferably about 60/40 to 85/15. If the ratio of PGMEA is less than 40% by weight, it is difficult to form a uniform coating film because there is a problem with the evaporation rate at the time of coating film formation. Moreover, when the ratio of PGME is less than 5% by weight, the solubility of the resin tends to deteriorate.

本発明において、フォトレジスト用樹脂の湿結晶を再溶解するのに用いる溶媒は、少なくとも1種の塗膜形成用溶媒を含んでいればよい。すなわち、例えば2種の溶媒の混合溶媒を塗膜形成用溶媒として用いる場合、1種の溶媒を用いて湿結晶を再溶解してもよく、2種の溶媒の混合溶媒を用いて湿結晶を再溶解してもよい。また、塗膜形成用溶媒とその他の溶媒(塗膜形成用溶媒よりも沸点の低い溶媒)とを用いて湿結晶を再溶解してもよい。塗膜形成用溶媒以外の溶媒を再溶解用溶媒として用いる場合、塗膜形成用溶媒以外の溶媒の量は、樹脂の溶解性等に応じて適宜選択できるが、蒸留時のエネルギーコストの点から、再溶解用溶媒全体の20重量%以下が好ましく、さらに好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下である。なお、2種以上の混合溶媒を塗膜形成用溶媒として用いる場合において、前記湿結晶の再溶解に用いなかった溶媒は蒸留後に添加することができる。   In the present invention, the solvent used to redissolve the wet crystal of the photoresist resin only needs to contain at least one type of coating film forming solvent. That is, for example, when a mixed solvent of two kinds of solvents is used as a solvent for forming a coating film, the wet crystals may be redissolved using one kind of solvent, and the wet crystals may be formed using a mixed solvent of two kinds of solvents. It may be redissolved. Alternatively, the wet crystals may be redissolved using a coating film forming solvent and other solvent (a solvent having a boiling point lower than that of the coating film forming solvent). When a solvent other than the solvent for forming the coating film is used as the solvent for re-dissolution, the amount of the solvent other than the solvent for forming the coating film can be appropriately selected according to the solubility of the resin, etc. The amount is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight or less of the total solvent for re-dissolution. In addition, when using 2 or more types of mixed solvents as a solvent for film formation, the solvent which was not used for the re-dissolution of the said wet crystal can be added after distillation.

こうして得られた再溶解液を薄膜蒸発器に連続的に仕込んで蒸留し低沸点不純物を留去する。薄膜蒸発器としては、流下膜式薄膜蒸発器、遠心式薄膜蒸発器、撹拌式薄膜蒸発器等の何れであってもよい。加熱用に用いる熱媒又は蒸気の温度は、フォトレジスト用樹脂の分解(酸脱離性基における分解)を抑制する観点から、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、さらに好ましくは120℃以下、特に好ましくは110℃以下である。該温度の下限は、例えば40℃、好ましくは50℃程度である。140℃を超える温度の熱媒又は蒸気を加熱用に用いると、熱媒又は蒸気の流路の壁面で樹脂が分解しやすくなる。加熱用に用いる熱媒又は蒸気の温度が40℃より低いと、減圧度をかなり低くする必要があり、蒸留される溶媒を冷却し凝縮させる冷却水の温度が低くなりすぎてコスト面で不利になりやすい。   The redissolved solution thus obtained is continuously charged in a thin film evaporator and distilled to distill off low-boiling impurities. The thin film evaporator may be any of a falling film thin film evaporator, a centrifugal thin film evaporator, a stirring thin film evaporator, and the like. The temperature of the heat medium or vapor used for heating is preferably 140 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower, and further preferably 120 from the viewpoint of suppressing decomposition of the photoresist resin (decomposition at the acid-eliminable group). C. or lower, particularly preferably 110 C or lower. The lower limit of the temperature is, for example, about 40 ° C, preferably about 50 ° C. When a heat medium or steam having a temperature exceeding 140 ° C. is used for heating, the resin is easily decomposed on the wall surface of the flow path of the heat medium or steam. If the temperature of the heating medium or steam used for heating is lower than 40 ° C., it is necessary to make the degree of vacuum considerably low, and the temperature of the cooling water for cooling and condensing the solvent to be distilled becomes too low, which is disadvantageous in terms of cost. Prone.

蒸留の際の圧力は減圧であるのが好ましく、再溶解溶媒の種類等に異なるが、一般には500〜1torr(66.5〜0.133kPa)、好ましくは400〜2torr(53.2〜0.266kPa)である。圧力が高いと蒸留温度が高くなり、樹脂の熱分解が懸念され、圧力が低すぎると、蒸発した溶媒の凝縮に要する冷媒の温度を低くする必要があり、経済的ではない。薄膜蒸発器内の液温は、好ましくは100℃以下、さらに好ましくは80℃以下である。   The pressure during the distillation is preferably a reduced pressure, and varies depending on the type of re-dissolving solvent, but is generally 500 to 1 torr (66.5 to 0.133 kPa), preferably 400 to 2 torr (53.2 to 0.2.0). 266 kPa). If the pressure is high, the distillation temperature becomes high and there is a concern about the thermal decomposition of the resin. If the pressure is too low, the temperature of the refrigerant required for condensing the evaporated solvent needs to be lowered, which is not economical. The liquid temperature in the thin film evaporator is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower.

蒸留においては、低沸点不純物を完全に除去するため、低沸点不純物とともに塗膜形成用溶媒の一部(塗膜形成用溶媒以外の溶媒をも使用する場合は、該溶媒及び塗膜形成用溶媒の一部)を留去する。蒸留における留出率[(留出量/仕込量)×100(重量%)]は、フォトレジスト用樹脂の湿結晶中の低沸点不純物の含有量、再溶解用溶媒の種類及び組成等に応じて適宜選択できるが、一般には30〜90重量%、好ましくは50〜87重量%程度である。   In distillation, in order to completely remove low-boiling impurities, a part of the solvent for forming a coating film together with the low-boiling impurities (in the case of using a solvent other than the solvent for forming a coating film, the solvent and the solvent for forming a coating film). A part of the solvent. The distillation rate in distillation [(distillation amount / charge amount) × 100 (% by weight)] depends on the content of low-boiling impurities in the wet crystal of the photoresist resin, the type and composition of the solvent for re-dissolution, and the like. Generally, it is about 30 to 90% by weight, preferably about 50 to 87% by weight.

蒸留において最終的に濃縮された樹脂溶液の樹脂濃度は、例えば10〜70重量%、好ましくは20〜60重量%、特に好ましくは30〜50重量%程度である。   The resin concentration of the resin solution finally concentrated in the distillation is, for example, about 10 to 70% by weight, preferably about 20 to 60% by weight, and particularly preferably about 30 to 50% by weight.

蒸留により低沸点不純物を除去した後、必要に応じて缶出液に塗膜形成用溶媒を足して、所望の濃度のフォトレジスト用樹脂溶液を調製する。最終的なフォトレジスト用樹脂溶液中の樹脂濃度は、例えば5〜50重量%、好ましくは10〜30重量%である。   After removing low boiling point impurities by distillation, a solvent for forming a coating film is added to the bottoms as necessary to prepare a photoresist resin solution having a desired concentration. The resin concentration in the final photoresist resin solution is, for example, 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight.

本発明の好ましい態様では、分離したフォトレジスト用樹脂の湿結晶をプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に再溶解させ、得られた再溶解液を、薄膜蒸発器により蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去した後、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、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を塗膜形成用溶媒とするフォトレジスト用樹脂溶液を得る。この態様では、樹脂の再溶解時の溶媒として、樹脂溶解性に優れしかも沸点の比較的低いPGMEを用いるため、湿結晶を短時間で確実に溶解できるとともに、蒸留温度を低くできる。このため、樹脂の分解や変質等をより一層抑制でき、不溶分の無い透明性の極めて高い溶液が得られる。したがって、煩雑な濾過作業を省略又は簡略化でき、異物の混入を防止できる。なお、PGME単独溶媒を用いると、最終的なレジスト用溶媒におけるPGMEAとPGMEとの混合比率を正確に達成することが極めて容易となる。これらの点から、湿結晶の溶解に用いるPGMEとしては実質的に100重量%のものが好ましいが、樹脂の分解の抑制効果を損なわない範囲で他の溶剤が少量含まれたものを使用してもよい。このような他の溶剤の含有量は、好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下である。なお、湿結晶を、PGMEA単独、又はPGMEAを多く含むPGMEとの混合溶媒に溶解してから蒸留操作に付すと、湿結晶の溶解に時間がかかるとともに、蒸留温度が高くなるので、この工程中に溶媒不溶成分が生成しやすくなる。上記好ましい態様においては、蒸留により低沸点不純物を除去した後、残液に、PGMEA、及び必要に応じてPGMEを加え、所望の濃度のフォトレジスト用樹脂溶液を調製する。   In a preferred embodiment of the present invention, the wet crystal of the separated photoresist resin is redissolved in propylene glycol monomethyl ether (PGME), and the obtained redissolved solution is distilled by a thin film evaporator to obtain the photoresist resin. After distilling off low-boiling impurities contained in the wet crystals, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) is added, and a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether is used as a film-forming solvent. A resin solution for photoresist is obtained. In this aspect, since PGME having excellent resin solubility and a relatively low boiling point is used as the solvent for re-dissolving the resin, the wet crystals can be reliably dissolved in a short time and the distillation temperature can be lowered. For this reason, decomposition | disassembly, a quality change, etc. of resin can be suppressed further, and a highly transparent solution without an insoluble content is obtained. Therefore, a complicated filtering operation can be omitted or simplified, and contamination of foreign matters can be prevented. In addition, when the PGME single solvent is used, it becomes extremely easy to accurately achieve the mixing ratio of PGMEA and PGME in the final resist solvent. From these points, the PGME used for dissolving the wet crystal is preferably substantially 100% by weight. However, a PGME containing a small amount of other solvent is used as long as the effect of suppressing the decomposition of the resin is not impaired. Also good. The content of such other solvents is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight or less. In addition, when the wet crystal is dissolved in PGMEA alone or in a mixed solvent with PGMEA containing a large amount of PGMEA and then subjected to a distillation operation, it takes time to dissolve the wet crystal and the distillation temperature increases. It is easy to produce a solvent insoluble component. In the said preferable aspect, after removing a low boiling-point impurity by distillation, PGMEA and PGME as needed are added to a residual liquid, and the resin solution for photoresists of desired density | concentration is prepared.

上記のフォトレジスト用樹脂溶液に光酸発生剤を溶解させることによりフォトレジスト用樹脂組成物が得られる。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。   A photoresist resin composition is obtained by dissolving a photoacid generator in the above-described photoresist resin solution. 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.

フォトレジスト用樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(例えば、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、カルボキシル基含有樹脂など)などのアルカリ可溶成分、着色剤(例えば、染料など)などを含んでいてもよい。   The resin composition for a photoresist 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), or the like. Good.

こうして得られるフォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板上に塗布し、乾燥した後、所定のマスクを介して、塗膜(レジスト膜)に光線を露光して(又は、さらに露光後ベークを行い)潜像パターンを形成し、次いで現像することにより、微細なパターンを高い精度で形成できる。   The photoresist resin 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. Perform) By forming a latent image pattern and then developing it, a fine pattern can be formed with high accuracy.

基材又は基板としては、シリコンウエハ、金属、プラスチック、ガラス、セラミックなどが挙げられる。フォトレジスト用樹脂組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータなどの慣用の塗布手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば0.1〜20μm、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 application of the photoresist resin composition can be performed using a conventional application means such as a spin coater, a dip coater, or a roller coater. The thickness of the coating film is, for example, about 0.1 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樹脂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 the acid causes, for example, a carboxyl group of a repeating unit (a repeating unit having an acid-eliminable group) that becomes alkali-soluble by the action of an acid of a photoresist resin. The protecting group (leaving group) is rapidly removed to generate a carboxyl group that contributes 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。なお、樹脂(ポリマー)濃度は、樹脂溶液1gを蒸発皿に採取して、100℃で減圧乾燥し、その重量減少分より求めた。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The resin (polymer) concentration was obtained from 1 g of a resin solution collected in an evaporating dish, dried under reduced pressure at 100 ° C., and the weight loss.

実施例1
下記構造の樹脂を含むフォトレジスト用樹脂溶液の製造

Figure 2007146022
撹拌機、温度計、還流冷却器、滴下用溶液タンク及び定量供給ポンプ、及び窒素導入管を備えた実容量200Lのジャケット付き反応器に、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33kg導入し、75℃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)5kg(21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)5kg(22モル)、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(2MMA)5kg(21モル)と、ジメチル−2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(開始剤;和光純薬工業製、商品名「V−601」)0.93kgと、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)41kgの混合溶液を、滴下用溶液タンクから、定量ポンプを用いて、反応器内に4時間かけて滴下した。滴下後、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)を冷却後、900kgのへプタン/酢酸エチル混合液(重量比75/25)に撹拌しながら滴下し、滴下終了後、さらに30分撹拌した。析出した沈殿を遠心分離機により遠心分離した。得られた湿結晶をプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に添加し、撹拌して溶解し、ポリマー濃度約10重量%の溶液を得た。得られた溶液を、薄膜蒸発器に連続的に仕込み、100℃のオイルで加熱しながら、圧力10kPaで減圧蒸留し、ポリマー濃度約40重量%の缶出液を得た(留出率約75重量%)。この缶出液に、PGMEA及びPGMEを添加して、ポリマー濃度20重量%のPGMEA/PGME(重量比6/4)溶液を調製した。この溶液はフォトレジスト用樹脂溶液として使用されるが、完全に透明な溶液であった。また、この溶液の酸価を測定したところ、0.1mmol−KOH/g(溶液)であった。 Example 1
Manufacture of resin solution for photoresist containing resin of the following structure
Figure 2007146022
33 kg of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was introduced into a jacketed reactor having a real capacity of 200 L equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping solution tank and a constant supply pump, and a nitrogen introduction tube, After raising the temperature to 1 ° C., 5 kg (21 mol) of 1-methacryloyloxy-3-hydroxyadamantane (HMA), 5 kg (22 mol) of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornylcarbolactone (MNBL), 2-methacryloyl Oxy-2-methyladamantane (2MMA) 5 kg (21 mol) and dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) (initiator: Wako Pure Chemical Industries, trade name “V-601”) 0.93kg and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 41k Mixed solution of, from dropping the solution tank by using a metering pump, was added dropwise over 4 hours into the reactor. After dropping, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours. The obtained reaction solution (polymer dope) was cooled and then added dropwise to 900 kg of a heptane / ethyl acetate mixture (weight ratio 75/25) with stirring. After completion of the addition, the mixture was further stirred for 30 minutes. The deposited precipitate was centrifuged with a centrifuge. The obtained wet crystals were added to propylene glycol monomethyl ether (PGME) and dissolved by stirring to obtain a solution having a polymer concentration of about 10% by weight. The obtained solution was continuously charged into a thin film evaporator and distilled under reduced pressure at a pressure of 10 kPa while heating with oil at 100 ° C. to obtain a bottoms having a polymer concentration of about 40% by weight (distillation rate of about 75). weight%). PGMEA and PGME were added to the bottoms to prepare a PGMEA / PGME (weight ratio 6/4) solution having a polymer concentration of 20% by weight. This solution was used as a photoresist resin solution, but was a completely transparent solution. Moreover, when the acid value of this solution was measured, it was 0.1 mmol-KOH / g (solution).

比較例1
実施例1と同様にして得られた湿結晶を300kgのプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)に添加し、撹拌して溶解した。得られた溶液を、熱媒用ジャケット付き単蒸留装置の蒸留缶に仕込み、熱媒用ジャケットに150℃(ジャケット入り口温度)のオイルを流通しつつ減圧下で濃縮を行った。蒸留缶内の液温は約75℃に制御した。液量がおよそ30Lになった時点で蒸留を停止した。濃縮された液のポリマー濃度を測定したところ40重量%であった。これにPGMEA及びPGMEを添加して、ポリマー濃度20重量%のPGMEA/PGME(重量比6/4)溶液を調製した。この溶液の酸価を測定したところ、1.0mmol−KOH/g(溶液)であった。
Comparative Example 1
The wet crystal obtained in the same manner as in Example 1 was added to 300 kg of propylene glycol monomethyl ether (PGME), and dissolved by stirring. The obtained solution was charged into a distillation can of a single distillation apparatus with a heating medium jacket, and concentrated under reduced pressure while oil at 150 ° C. (jacket inlet temperature) was passed through the heating medium jacket. The liquid temperature in the distillation can was controlled at about 75 ° C. Distillation was stopped when the liquid volume reached approximately 30 L. The polymer concentration of the concentrated liquid was measured and found to be 40% by weight. PGMEA and PGME were added thereto to prepare a PGMEA / PGME (weight ratio 6/4) solution having a polymer concentration of 20% by weight. When the acid value of this solution was measured, it was 1.0 mmol-KOH / g (solution).

上記のように、薄膜蒸発器を用いて連続的に蒸留する場合にはバッチ式蒸留法と比較して、酸価の極めて低いポリマー溶液が得られることから、ポリマーの分解が著しく抑制されることが分かる。   As described above, when continuously distilling using a thin film evaporator, a polymer solution having an extremely low acid value is obtained compared to the batch distillation method, so that decomposition of the polymer is remarkably suppressed. I understand.

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樹脂溶液に、ポリマー100重量部に対して3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及び2重量部の1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネンを加え、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用樹脂組成物を調製した。得られた組成物を0.1μmのミクロフィルターで濾過し、シリコンウエハー上にスピンコーティング法により塗布し、厚み約0.4μmの感光層を形成した。それにマスクを介して、波長193nmのArFエキシマレーザーで露光した後、温度120℃で90秒間加熱処理を行い、0.3Mのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像し、純水でリンスした。その結果、実施例のフォトレジスト用樹脂溶液を用いた場合には0.15μmのライン・アンド・スペースパターンが鮮明に精度良く得られたが、比較例のフォトレジスト用樹脂溶液を用いた場合には、該パターンの精度は悪く鮮明さに欠けていた。
Evaluation Test In each photoresist resin solution obtained in Examples and Comparative Examples, 3 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate and 2 parts by weight of 1,5-diazabicyclo [4. 3.0] -5-Nonene was added, and further propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added to adjust the polymer concentration to 15% by weight to prepare a photoresist resin composition. The obtained composition was filtered through a 0.1 μm microfilter and applied onto a silicon wafer by a spin coating method to form a photosensitive layer having a thickness of about 0.4 μm. Then, it was exposed with an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm through a mask, then subjected to a heat treatment at a temperature of 120 ° C. for 90 seconds, developed with a 0.3M tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and rinsed with pure water. As a result, when the photoresist resin solution of the example was used, a 0.15 μm line and space pattern was clearly and accurately obtained, but when the photoresist resin solution of the comparative example was used, The pattern had poor accuracy and lacked clarity.

Claims (8)

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Aと、極性基を有する脂環式骨格を含む繰り返し単位Bとを少なくとも含有するフォトレジスト用樹脂を1種又は2種以上の塗膜形成用溶媒に溶解したフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法であって、重合により得られた前記フォトレジスト用樹脂を貧溶媒に沈殿させ、沈殿したフォトレジスト用樹脂を湿結晶として分離し、該湿結晶を少なくとも1種の塗膜形成用溶媒を含む溶媒に再溶解させ、得られた再溶解液を薄膜蒸発器により蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去する工程を含むフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。   One or more types of photoresist resins containing at least a repeating unit A containing a group that is partly eliminated by an acid and rendered alkali-soluble and a repeating unit B containing an alicyclic skeleton having a polar group A method for producing a photoresist resin solution dissolved in a coating film forming solvent, wherein the photoresist resin obtained by polymerization is precipitated in a poor solvent, and the precipitated photoresist resin is separated as wet crystals. The wet crystals are redissolved in a solvent containing at least one coating film forming solvent, and the obtained redissolved solution is distilled by a thin film evaporator to obtain a low content contained in the wet crystals of the photoresist resin. A method for producing a photoresist resin solution, comprising a step of distilling off boiling impurities. プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、又はこれらの混合溶媒を塗膜形成用溶媒とするフォトレジスト用樹脂溶液を得る請求項1記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。   The method for producing a photoresist resin solution according to claim 1, wherein a photoresist resin solution is obtained using propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, or a mixed solvent thereof as a solvent for forming a coating film. 分離したフォトレジスト用樹脂の湿結晶をプロピレングリコールモノメチルエーテルに再溶解させ、得られた再溶解液を薄膜蒸発器により蒸留して、前記フォトレジスト用樹脂の湿結晶中に含まれる低沸点不純物を留去した後、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加えて、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を塗膜形成用溶媒とするフォトレジスト用樹脂溶液を得る請求項2記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。   The separated wet crystal of the photoresist resin is re-dissolved in propylene glycol monomethyl ether, and the obtained redissolved solution is distilled by a thin film evaporator to remove low boiling point impurities contained in the wet crystal of the photoresist resin. 3. The photoresist according to claim 2, wherein after removing the solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate is added to obtain a photoresist resin solution using a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether as a solvent for forming a coating film. For producing a resin solution for use. 混合溶媒におけるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとプロピレングリコールモノメチルエーテルの重量比率が、前者/後者=40/60〜95/5である請求項2又は3記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。   The method for producing a resin solution for a photoresist according to claim 2 or 3, wherein the weight ratio of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether in the mixed solvent is the former / the latter = 40/60 to 95/5. 繰り返し単位Aが、下記式(Ia)〜(Id)
Figure 2007146022
(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種の繰り返し単位である請求項1記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。
The repeating unit A is represented by the following formulas (Ia) to (Id)
Figure 2007146022
(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 photoresist resin solution according to claim 1, wherein the resin unit is at least one repeating unit selected from the group consisting of:
繰り返し単位Bが、下記式(IIa)〜(IIe)
Figure 2007146022
(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種の繰り返し単位である請求項1記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法。
The repeating unit B is represented by the following formulas (IIa) to (IIe)
Figure 2007146022
(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 photoresist resin solution according to claim 1, wherein the resin unit is at least one repeating unit selected from the group consisting of:
請求項1〜6の何れかの項に記載のフォトレジスト用樹脂溶液の製造方法により得られたフォトレジスト用樹脂溶液に光酸発生剤を溶解することを特徴とするフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法。   A photoacid generator is dissolved in a photoresist resin solution obtained by the method for producing a photoresist resin solution according to any one of claims 1 to 6. Production method. 請求項7記載のフォトレジスト用樹脂組成物の製造方法により得られたフォトレジスト用樹脂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。   A method for producing a semiconductor comprising a step of applying a photoresist resin composition obtained by the method for producing a photoresist resin composition according to claim 7 to a substrate or a base material to form a resist coating film.
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