JP2008001914A - 化学増幅型レジスト用樹脂 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単量体含有量が0.1質量%以下である化学増幅型レジスト用樹脂を提供する。この化学増幅型レジスト用樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を50質量%以上含む(共)重合体であることが好ましい。このような化学増幅型レジスト用樹脂は、例えば、炭素数1〜3のアルコール中で30〜70℃の温度において1分間以上分散させた後、当該樹脂を分離する方法で精製することで得ることができる。
【選択図】なし
Description
乾燥後の樹脂0.1gにアセトニトリル5mlを添加後、一昼夜静置した上澄み液を試料とし、これに含まれる単量体、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、アルコールの量を、高圧グラジエント液体クロマトグラフにより定量した。なお、定量は1点検量線法を用いて行い、分析は以下の装置および条件で行った。また各化合物の定量限界は、単量体が10ppm、1,4−ジオキサンが15ppm、テトラヒドロフランが10ppm、アルコールが30ppmであった。
装置:HP−1100(Hewlett Packard社製)
カラム:Zorbax C18(Hewlett Packard社製)
カラム温度:40℃溶離液:アセトニトリル/水グラジエント溶出:10/90(保持なし)→100/0(10分後)時間に対して直線的に組成を変更する流量:1.0ml/minサンプル注入量:5ml(上記上澄み液)
検出器:ダイオードアレイ検出器(検出波長:210nm)
また本実施例における嵩密度の測定は以下の方法による。
乾燥後の樹脂を100mlのメスシリンダーを使いJIS K6219記載の方法にて3回の測定を行い平均した。
窒素導入口、攪拌機、コンデンサーおよび温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、1,4−ジオキサン200gを入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(略称:MAdMA)293g、β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン(略称:MLMA)248g、1,4−ジオキサン625g、アゾビスイソブチロニトリル2g、n−オクチルメルカプタン15gを混合した単量体溶液を一定速度で6時間かけて、フラスコ中に滴下し、その後、80℃の温度を2時間保持した。次いで、得られた反応溶液をテトラヒドロフランで2倍に希釈し反応溶液Aとした。このようにして得られた樹脂は、ArFエキシマレーザーを用いたフォトリソグラフィーに使用する化学増幅型レジスト用に使用できるものである。
β−メタクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン(略称:MLMA)248gをβ−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(略称:HGBMA)212gに変更した以外は、合成例1と同様に合成を行い、反応溶液Bを得た。このようにして得られた樹脂は、ArFエキシマレーザーを用いたフォトリソグラフィーに使用する化学増幅型レジスト用に使用できるものである。
合成例1で調製した反応溶液Aを、20℃に保持した10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら滴下し、得られた白色の析出物(共重合体)を濾別し樹脂湿粉Cを得た。この樹脂湿粉Cを、再度、10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、50℃に加温して1時間攪拌を続けた。その後、濾別して得られた樹脂湿粉Dを真空乾燥機を用いて100Pa以下の減圧下60℃で40時間乾燥し、樹脂乾粉Eを得た。この樹脂乾粉Eの単量体含有率は、MAdMAが0.0390質量%、MLMAが0.0370質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Eの嵩密度は0.287g/cm3であった。
実施例1と同様にして得られた樹脂湿粉Dを、再度、10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、50℃に加温して1時間攪拌を続けた。その後、濾別して得られた樹脂湿粉Fを真空乾燥機を用いて100Pa以下の減圧下60℃で40時間乾燥し、樹脂乾粉Gを得た。この樹脂乾粉Gの単量体含有率は、MAdMAが0.0066質量%、MLMAが0.0029質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Gの嵩密度は0.386g/cm3であった。
実施例1においてメタノールをイソプロパノールに代えた以外は同様にして樹脂乾粉Hを得た。この樹脂乾粉Hの単量体含有率は、MAdMAが0.0550質量%、MLMAが0.0420質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、イソプロパノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Hの嵩密度は0.263g/cm3であった。
実施例1において、反応溶液Aを反応溶液Bに代えた以外は同様にして樹脂乾粉Iを得た。この樹脂乾粉Iの単量体含有率は、MAdMAが0.0390質量%、HGBMAが0.0360質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Iの嵩密度は0.275g/cm3であった。
合成例1で調製した反応溶液Aを、10倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、得られた白色の析出物(共重合体)をアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、50℃に加温して1時間攪拌を続けた。その後、常温まで冷却し、析出物を濾別して樹脂湿粉Jを得た。この樹脂湿粉Jを、再度、10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、50℃に加温して1時間攪拌を続けた。その後、常温まで冷却し、析出物を濾別して得られた樹脂湿粉Kを真空乾燥機を用いて100Pa以下の減圧下60℃で40時間乾燥し、樹脂乾粉Lを得た。この樹脂乾粉Lの単量体含有率は、MAdMAが0.0471質量%、MLMAが0.0081質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Lの嵩密度は0.246g/cm3であった。
実施例5において、加温後の冷却を2回とも行わなかった以外は同様にして樹脂乾粉Mを得た。この樹脂乾粉Mの単量体含有率は、MAdMAが0.0182質量%、MLMAが0.0045質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Mの嵩密度は0.325g/cm3であった。
実施例1の樹脂湿粉Cを真空乾燥機を用いて100Pa以下の減圧下60℃で40時間乾燥して樹脂乾粉Nを得た。この樹脂乾粉Nの単量体含有率は、MAdMAが1.10質量%、MLMAが0.730質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Nの嵩密度は0.109g/cm3であった。単なる析出沈殿操作だけでは、多量の単量体が樹脂に残存し、樹脂の嵩密度も低かった。
実施例1の樹脂湿粉Cを、20℃に保持した10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、1時間攪拌した。その後、濾別して得られた樹脂湿粉Oを真空乾燥機を用いて100Pa以下の減圧下60℃で40時間乾燥し、樹脂乾粉Pを得た。この樹脂乾粉Pの単量体含有率は、MAdMAが0.124質量%、MLMAが0.450質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノールは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Pの嵩密度は0.115g/cm3であった。洗浄処理の温度が低いと多量の単量体が樹脂に残存し、樹脂の嵩密度も低かった。
実施例1の樹脂湿粉Cを、10倍量のメタノール中にアンカー翼を用いて200rpmの攪拌速度で攪拌しながら分散させ、0.5MPaの加圧下100℃に加熱して1時間攪拌した。その後、冷却して樹脂を濾別しようとしたが、餅状になっており濾別不可能であった。
実施例1においてメタノールの代わりにn−ヘキサンを使用した以外は同様にして樹脂乾粉Qを得た。この樹脂乾粉Qの単量体含有率は、MAdMAが0.160質量%、MLMAが0.10質量%であった。また、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、n−ヘキサンは検出されなかった。一方、樹脂乾粉Qの嵩密度は0.225g/cm3であった。このようにn−ヘキサンを用いると多量の単量体が樹脂に残存した。
Claims (2)
- 単量体含有量が0.1質量%以下である化学増幅型レジスト用樹脂。
- (メタ)アクリル酸エステル単量体単位を50質量%以上含む(共)重合体である請求項1に記載の化学増幅型レジスト用樹脂。
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