JP2009286870A - New polymeric compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new polymeric compound usable for lithographic application. <P>SOLUTION: The polymeric compound has a constituent unit (a0) represented by general formula (a0-1) [wherein, R<SP>1</SP>is a hydrogen atom, a 1C-5C alkyl group or a 1C-5C fluorinated alkyl group; R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are each independently a hydrogen atom or an alkyl group which may contain an oxygen atom at an optional position, or form an alkylene group by bonding to each other; and W is a cyclic alkylene group which may contain an oxygen atom at an optional position]. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、リソグラフィー用途に使用できる新規な高分子化合物に関する。   The present invention relates to a novel polymer compound that can be used for lithography.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film.
A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been made on F 2 excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like having shorter wavelengths than these excimer lasers.

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジストが用いられている。化学増幅型レジストの基材成分としては、主に、樹脂(ベース樹脂)が用いられている。
たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、ベース樹脂として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂を含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、該酸の作用により該ベース樹脂のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する(たとえば特許文献1参照)。
また、ネガ型の化学増幅型レジストとしては、ベース樹脂として、アルカリ現像液に可能性の樹脂(アルカリ可溶性樹脂)を含有し、さらに架橋剤が配合されたものが一般的に用いられている。かかるレジスト組成物は、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、該酸の作用によりベース樹脂と架橋剤とが反応し、該ベース樹脂のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する(たとえば非特許文献1〜2参照)。
現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、波長193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主に用いられている。ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
特開2003−241385号公報 SPIE Advances in Resist Technology and Processing XIV,Vol.3333,p417〜424(1998) SPIE Advances in Resist technology and Processing XIX,Vol.4690 p94−100(2002)
Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions.
As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. . Resin (base resin) is mainly used as the base component of the chemically amplified resist.
For example, a positive chemically amplified resist contains, as a base resin, a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. When a resist pattern is formed, an acid is generated from an acid generator by exposure. The solubility of the base resin in an alkaline developer is increased by the action of the acid (see, for example, Patent Document 1).
Moreover, as a negative chemically amplified resist, a base resin that contains a possible resin (alkali-soluble resin) in an alkaline developer and further contains a crosslinking agent is generally used. In such a resist composition, when an acid is generated from an acid generator upon exposure at the time of forming a resist pattern, the base resin and the crosslinking agent react due to the action of the acid, and the solubility of the base resin in an alkaline developer decreases. (For example, refer nonpatent literature 1-2.).
Currently, as a resist base resin used in ArF excimer laser lithography and the like, a resin having a structural unit derived from (meth) acrylic acid ester in the main chain (acrylic resin) is excellent in transparency near a wavelength of 193 nm. Resin) is mainly used. Here, “(meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.
JP 2003-241385 A SPIE Advances in Resist Technology and Processing XIV, Vol. 3333, p417-424 (1998) SPIE Advances in Resist technology and Processing XIX, Vol. 4690 p94-100 (2002)

今後、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が予想されるなか、リソグラフィー用途に使用できる新規な材料に対する要求が高まっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、リソグラフィー用途に使用可能な新規な高分子化合物を提供することを目的とする。
In the future, as further progress in lithography technology and expansion of application fields are expected, there is an increasing demand for new materials that can be used for lithography applications.
This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the novel high molecular compound which can be used for a lithography use.

本発明者らは、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
すなわち、本発明は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors provide the following means.
That is, this invention is a high molecular compound which has a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1).

Figure 2009286870
[式(a0−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子または任意の位置に酸素原子を含んでいてもよいアルキル基を表すか、または両者が結合してアルキレン基を表し、Wは任意の位置に酸素原子を含んでいてもよい環状のアルキレン基を表す。]
Figure 2009286870
[In Formula (a0-1), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom. Or, it represents an alkyl group which may contain an oxygen atom at any position, or they are bonded to each other to represent an alkylene group, and W represents a cyclic alkylene group which may contain an oxygen atom at any position. . ]

本明細書および特許請求の範囲において、「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。置換基としては、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。「アルコキシカルボニル基」中のアルキル基も同様である。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基である。
「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基であり、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「ヒドロキシアルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部または全部が水酸基で置換された基である。
In the present specification and claims, the “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
The “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit constituted by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include not only acrylic acid esters in which a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom, but also those in which a substituent (an atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the α-position carbon atom. Include concepts. Examples of the substituent include a lower alkyl group, a halogenated lower alkyl group, and a hydroxyalkyl group.
The α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
“Exposure” is a concept that includes general irradiation of radiation.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the “alkoxycarbonyl group”.
A “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
“Aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
The “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The “hydroxyalkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a hydroxyl group.

本発明により、リソグラフィー用途に使用可能な新規な高分子化合物を提供できる。   The present invention can provide a novel polymer compound that can be used for lithography.

≪高分子化合物≫
[構成単位(a0)]
本発明の高分子化合物(以下、高分子化合物(A1)という。)は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する。
における炭素数1〜5のアルキル基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。
における炭素数1〜5のフッ素化アルキル基としては、直鎖状または分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましく、例えば、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−tert-ブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロネオペンチル基などが挙げられる。
は、工業的入手の容易さから、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基であることが好ましく、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
≪Polymer compound≫
[Structural unit (a0)]
The polymer compound of the present invention (hereinafter referred to as polymer compound (A1)) has the structural unit (a0) represented by the general formula (a0-1).
As the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 1 , a linear or branched alkyl group is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert- Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group.
As the fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 1 , a linear or branched fluorinated alkyl group is preferable, and examples thereof include a monofluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, and perfluoroethyl. Group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluoroisobutyl group, perfluoro-tert-butyl group, perfluoropentyl group, perfluoroisopentyl group, perfluoroneopentyl group and the like. .
R 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, from the viewpoint of industrial availability.

およびRにおけるアルキル基としては、直鎖、分岐鎖および環状のいずれであってもよい。これらのうち、RおよびRにおける直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、置換基として、環状のアルキル基を有していてもよい。また、RおよびRにおける環状のアルキル基は、置換基として、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等を有していてもよい。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−メチル−2−ブチル基、3−メチル−2−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基などが挙げられる。また、該直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、置換基として、環状のアルキル基を有していてもよい。
環状のアルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、1−メチル−1−シクロヘプチル基、1−エチル−1−シクロヘプチル基、1−メチル−1−シクロオクチル基、1−エチル−1−シクロオクチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基などが挙げられる。
およびRにおけるアルキル基は、任意の位置に酸素原子を含んでいてもよい。アルキル基が酸素原子を含むとは、アルキル基の炭素鎖中の任意の位置に酸素原子(−O−)が導入されていることを示す。酸素原子を含むアルキル基としては、たとえば後述するアルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
およびRの両者が結合して表すアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましい。該アルキレン基の炭素数は1〜5であることが好ましく、例えばエタンジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基などが挙げられる。
The alkyl group for R 2 and R 3 may be linear, branched or cyclic. Among these, the linear or branched alkyl group in R 2 and R 3 may have a cyclic alkyl group as a substituent. In addition, the cyclic alkyl group in R 2 and R 3 includes, as a substituent, a linear or branched alkyl group, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, It may have an oxygen atom (= O) or the like.
As the linear or branched alkyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, or an i-butyl group. , T-butyl group, 2-methyl-2-butyl group, 3-methyl-2-butyl group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group and the like. The linear or branched alkyl group may have a cyclic alkyl group as a substituent.
Examples of the cyclic alkyl group include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1- Ethyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl-1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1-methyl-1-cycloheptyl group, 1-ethyl-1-cycloheptyl group, 1-methyl-1 -Cyclooctyl group, 1-ethyl-1-cyclooctyl group, bicyclo [2.2.1] hept-2-yl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2 -Ethyl-2-adamantyl group and the like.
The alkyl group in R 2 and R 3 may contain an oxygen atom at any position. That an alkyl group contains an oxygen atom indicates that an oxygen atom (—O—) is introduced at an arbitrary position in the carbon chain of the alkyl group. Examples of the alkyl group containing an oxygen atom include an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group described later.
The alkylene group represented by the combination of R 2 and R 3 is preferably a linear or branched alkylene group, and more preferably a linear alkylene group. The alkylene group preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include an ethanediyl group, a propane-1,3-diyl group, and a butane-1,4-diyl group.

本発明の高分子化合物(A1)がネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、RおよびRの少なくとも一方(たとえばR)が、水素原子であることが好ましく、RおよびRの両方が水素原子であることがより好ましい。
本発明の高分子化合物(A1)がポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、RおよびRの少なくとも一方が、任意の位置に酸素原子を含んでいてもよいアルキル基であり、且つ該アルキル基が酸解離性溶解抑制基であることが好ましい。この場合、構成単位(a0)として、具体的には、下記一般式(a0−1−4)で表される構成単位が挙げられる。
When the polymer compound (A1) of the present invention is used as a base component of the negative resist composition, at least one of R 2 and R 3 (e.g. R 2) is preferably a hydrogen atom, R 2 and More preferably, both R 3 are hydrogen atoms.
When the polymer compound (A1) of the present invention is used as a base component of a positive resist composition, at least one of R 2 and R 3 is an alkyl group that may contain an oxygen atom at an arbitrary position. In addition, the alkyl group is preferably an acid dissociable, dissolution inhibiting group. In this case, specific examples of the structural unit (a0) include structural units represented by general formula (a0-1-4) shown below.

Figure 2009286870
[式(a0−1−4)中、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、Wと同じであり、Zは酸解離性溶解抑制基である。]
Figure 2009286870
Wherein (a0-1-4), R 1, R 2, W are each the same as R 1, R 2, W in the above formula (a0-1), Z 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group It is. ]

「酸解離性溶解抑制基」は、レジスト組成物としてレジストパターンを形成する際に、解離前はこの高分子化合物(A1)全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、露光により、レジスト組成物に配合される酸発生剤成分から発生した酸の作用により解離してこの高分子化合物(A1)全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものである。
構成単位(a0)における酸解離性溶解抑制基としては、任意の位置に酸素原子を含んでいてもよいアルキル基に相当するものであれば特に制限はなく、従来、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物の基材成分において提案されているもののなかから適宜選択して用いることができる。かかる酸解離性溶解抑制基としては、第3級アルキル基や、アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基が広く知られている。
第3級アルキル基は、第3級炭素原子を有するアルキル基であり、構成単位(a0)のRおよびRの少なくとも一方が第3級アルキル基である場合、該第3級アルキル基の第3級炭素原子が、スルファモイルオキシ基(OSON基)の末端の窒素原子に結合している。この第3級アルキル基においては、レジスト組成物としてレジストパターンを形成する際に、露光により酸発生剤成分から発生した酸が作用すると、スルファモイルオキシ基(OSON基)の末端の窒素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
第3級アルキル基としては、分岐鎖状第3級アルキル基、脂肪族環式基を含有する第3級アルキル基等が挙げられる。
分岐鎖状第3級アルキル基としては、たとえば、−C(R71)(R72)(R73)で表される基が挙げられる。式中、R71〜R73は、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基である。−C(R71)(R72)(R73)で表される基は、炭素数が4〜8であることが好ましく、具体的にはtert−ブチル基、2−メチル−2−ブチル基、2−メチル−2−ペンチル基、3−メチル−3−ペンチル基などが挙げられる。特にtert−ブチル基が好ましい。
The “acid dissociable, dissolution inhibiting group” has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire polymer compound (A1) insoluble in an alkaline developer before dissociation when forming a resist pattern as a resist composition. At the same time, the polymer is dissociated by the action of an acid generated from the acid generator component blended in the resist composition by exposure to increase the solubility of the entire polymer compound (A1) in an alkaline developer.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a0) is not particularly limited as long as it corresponds to an alkyl group that may contain an oxygen atom at an arbitrary position. Conventionally, a positive chemically amplified resist It can be appropriately selected from those proposed for the base material component of the composition. As such acid dissociable, dissolution inhibiting groups, acetal acid dissociable, dissolution inhibiting groups such as tertiary alkyl groups and alkoxyalkyl groups are widely known.
The tertiary alkyl group is an alkyl group having a tertiary carbon atom, and when at least one of R 2 and R 3 of the structural unit (a0) is a tertiary alkyl group, the tertiary alkyl group A tertiary carbon atom is bonded to the nitrogen atom at the terminal of the sulfamoyloxy group (OSO 2 N group). In this tertiary alkyl group, when an acid generated from an acid generator component by exposure acts when forming a resist pattern as a resist composition, the nitrogen at the terminal of the sulfamoyloxy group (OSO 2 N group) The bond is broken between the atom and the tertiary carbon atom.
Examples of the tertiary alkyl group include a branched tertiary alkyl group and a tertiary alkyl group containing an aliphatic cyclic group.
Examples of the branched tertiary alkyl group include a group represented by -C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ). Wherein, R 71 to R 73 each independently represents a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. The group represented by —C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ) preferably has 4 to 8 carbon atoms, specifically a tert-butyl group or a 2-methyl-2-butyl group. , 2-methyl-2-pentyl group, 3-methyl-3-pentyl group and the like. A tert-butyl group is particularly preferable.

脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
脂肪族環式基は、炭素及び水素からなる炭化水素基(脂環式基)であってもよく、該脂環式基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基であってもよい。脂肪族環式基としては、脂環式基が好ましい。
脂肪族環式基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基は、単環式基でも多環式基でもよいが、多環式基であることが好ましい。また、脂肪族環式基の炭素数は、5〜15であることが好ましい。
単環式の脂環式基の具体例としては、シクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。さらに具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられ、シクロヘキサンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
多環式の脂環式基の具体例としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。さらに具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
これらの中でも、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個の水素原子を除いた基が、工業上入手しやすく、好ましい。これらの中でも、特に、アダマンタンまたはノルボルナンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
脂肪族環式基を含有する第3級アルキル基としては、たとえば、(i)脂肪族環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基;(ii)脂肪族環式基と、これに結合する第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基等が挙げられる。
(i)の具体例としては、たとえば、下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基等が挙げられる。
(ii)の具体例としては、たとえば、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基等が挙げられる。
The aliphatic cyclic group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).
The aliphatic cyclic group may be a hydrocarbon group (alicyclic group) composed of carbon and hydrogen, and some of the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic group are oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur. It may be a heterocyclic group substituted with a heteroatom such as an atom. As the aliphatic cyclic group, an alicyclic group is preferable.
The aliphatic cyclic group may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF). .
The aliphatic cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, but is preferably a polycyclic group. Moreover, it is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.
Specific examples of monocyclic alicyclic groups include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from cycloalkane. More specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane or cyclohexane can be mentioned, and a group in which two hydrogen atoms have been removed from cyclohexane is preferred.
Specific examples of the polycyclic alicyclic group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, or the like. More specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane can be used.
Of these, groups in which two hydrogen atoms have been removed from cyclohexane, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane are preferred because they are easily available in the industry. Among these, a group obtained by removing two hydrogen atoms from adamantane or norbornane is particularly preferable.
Examples of the tertiary alkyl group containing an aliphatic cyclic group include: (i) a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of the aliphatic cyclic group; (ii) an aliphatic cyclic group; And a group having a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto.
Specific examples of (i) include groups represented by the following general formulas (1-1) to (1-9).
Specific examples of (ii) include groups represented by the following general formulas (2-1) to (2-6).

Figure 2009286870
[式中、R14はアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 2009286870
[Wherein, R 14 represents an alkyl group, and g represents an integer of 0 to 8. ]

Figure 2009286870
[式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
Figure 2009286870
[Wherein, R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group. ]

14〜R16のアルキル基としては、低級アルキル基が好ましく、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
gは0〜5の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
上記のうち、式(1−2)の具体例としては、例えば、1−メチル−1−シクロブチル基、1−エチル−1−シクロブチル基、1−イソプロピル−1−シクロブチル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−イソプロピル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、1−イソプロピル−1−シクロヘキシル基、1−メチル−1−シクロヘプチル基、1−エチル−1−シクロヘプチル基、1−イソプロピル−1−シクロヘプチル基、1−メチル−1−シクロオクチル基、1−エチル−1−シクロオクチル基などが挙げられる。
As the alkyl group for R 14 to R 16 , a lower alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group is preferable. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group, or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
g is preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 1 to 3, and still more preferably 1 or 2.
Among the above, specific examples of the formula (1-2) include, for example, 1-methyl-1-cyclobutyl group, 1-ethyl-1-cyclobutyl group, 1-isopropyl-1-cyclobutyl group, 1-methyl-1 -Cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, 1-isopropyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl-1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1-isopropyl-1-cyclohexyl group, 1 -Methyl-1-cycloheptyl group, 1-ethyl-1-cycloheptyl group, 1-isopropyl-1-cycloheptyl group, 1-methyl-1-cyclooctyl group, 1-ethyl-1-cyclooctyl group, etc. Can be mentioned.

構成単位(a0)のR、Rにおいて「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、スルファモイルオキシ基(OSON基)の末端の窒素原子と結合している。このアセタール型酸解離性溶解抑制基においては、レジスト組成物としてレジストパターンを形成する際に、露光により酸発生剤成分から酸が発生すると、この酸が作用して窒素原子とアセタール型酸解離性溶解抑制基との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、後述する構成単位(a1)において挙げるアセタール型酸解離性溶解抑制基と同様のものが挙げられる。
In R 2 and R 3 of the structural unit (a0), the “acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group” is bonded to the terminal nitrogen atom of the sulfamoyloxy group (OSO 2 N group). In this acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group, when an acid is generated from an acid generator component by exposure when forming a resist pattern as a resist composition, this acid acts to react with the nitrogen atom and the acetal type acid dissociation property. The bond is cleaved with the dissolution inhibiting group.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group include those similar to the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group exemplified in the structural unit (a1) described later.

Wが表す任意の位置に酸素原子を有していても良い環状のアルキレン基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。該アルキレン基の炭素数は3〜20であることが好ましく、5〜12であることがより好ましい。該アルキレン基としては、例えばシクロプロパンジイル基、シクロブタ−1,2−ジイル基、シクロブタ−1,3−ジイル基、シクロペンタ−1,2−ジイル基、シクロペンタ−1,3,−ジイル基、シクロヘキサ−1,2−ジイル基、シクロヘキサ−1,3−ジイル基、シクロヘキサ−1,4−ジイル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,3−ジイル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジイル基、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジイル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,6−ジイル基、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,6−ジイル基、アダマンタ−1,3−ジイル基、アダマンタ−1,2−ジイル基などが挙げられる。   The cyclic alkylene group which may have an oxygen atom at an arbitrary position represented by W may be a monocyclic group or a polycyclic group. The alkylene group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 12 carbon atoms. Examples of the alkylene group include cyclopropanediyl group, cyclobuta-1,2-diyl group, cyclobuta-1,3-diyl group, cyclopenta-1,2-diyl group, cyclopenta-1,3-diyl group, cyclohexa -1,2-diyl group, cyclohexa-1,3-diyl group, cyclohexa-1,4-diyl group, bicyclo [2.2.1] hepta-2,3-diyl group, bicyclo [2.2.1] ] Hepta-2,5-diyl group, 7-oxabicyclo [2.2.1] hepta-2,5-diyl group, bicyclo [2.2.1] hepta-2,6-diyl group, 7-oxa Bicyclo [2.2.1] hepta-2,6-diyl group, adamanta-1,3-diyl group, adamanta-1,2-diyl group and the like can be mentioned.

構成単位(a0)として、より具体的には、下記式(a0−1−10)〜(a0−1−72)で表される構成単位が挙げられる。
以下の各式中、Meはメチル基を表す。
More specifically, examples of the structural unit (a0) include structural units represented by the following formulas (a0-1-10) to (a0-1-72).
In the following formulae, Me represents a methyl group.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

本発明の高分子化合物(A1)において、構成単位(a0)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本発明の高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)のみからなる重合体であってもよく、2種以上の構成単位(a0)からなる共重合体であってもよく、さらに他の構成単位を含む共重合体であっても良い。
本発明の高分子化合物(A1)が構成単位(a0)以外の他の構成単位を含む共重合体である場合、高分子化合物(A1)中、構成単位(a0)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%が好ましく、15〜80モル%がより好ましく、20〜70モル%がさらに好ましく、20〜60モル%が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
In the polymer compound (A1) of the present invention, as the structural unit (a0), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Further, the polymer compound (A1) of the present invention may be a polymer consisting only of the structural unit (a0), a copolymer consisting of two or more structural units (a0), and It may be a copolymer containing other structural units.
When the polymer compound (A1) of the present invention is a copolymer containing other structural units other than the structural unit (a0), the proportion of the structural unit (a0) in the polymer compound (A1) 10-80 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise (A1), 15-80 mol% is more preferable, 20-70 mol% is further more preferable, and 20-60 mol% is the most preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

本発明の高分子化合物(A1)が、構成単位(a0)以外の他の構成単位を含む共重合体である場合、該他の構成単位としては、以下の構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)、構成単位(a4)、構成単位(a5)等を挙げることができる。また、構成単位(a3)として、以下の構成単位(a’3)、構成単位(a”3)等を挙げることができる。
これらの各構成単位のうち、該共重合体において構成単位(a0)と組み合わされる構成単位は、当該レジスト組成物の用途、所望の特性等に応じて、構成単位(a1)〜(a5)の中から適宜選択すればよい。
たとえば当該レジスト組成物がネガ型である場合、構成単位(a0)と組み合わされる構成単位としては、構成単位(a3)および/または構成単位(a4)が好ましく、構成単位(a’3)、構成単位(a”3)および構成単位(a4)からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましく、構成単位(a4)がさらに好ましい。
また、当該レジスト組成物がポジ型である場合、構成単位(a0)と組み合わされる構成単位としては、構成単位(a1)〜(a5)の何れであってもよく、構成単位(a1)および/または(a2)が好ましい。
When the polymer compound (A1) of the present invention is a copolymer containing other structural units other than the structural unit (a0), examples of the other structural units include the following structural units (a1) and structural units ( a2), structural unit (a3), structural unit (a4), structural unit (a5), and the like. Further, examples of the structural unit (a3) include the following structural unit (a′3) and structural unit (a ″ 3).
Among these structural units, the structural unit combined with the structural unit (a0) in the copolymer is one of the structural units (a1) to (a5) depending on the use of the resist composition, desired characteristics, and the like. What is necessary is just to select suitably from the inside.
For example, when the resist composition is negative, the structural unit combined with the structural unit (a0) is preferably the structural unit (a3) and / or the structural unit (a4). The structural unit (a′3), structural unit At least one selected from the group consisting of the unit (a ″ 3) and the structural unit (a4) is more preferable, and the structural unit (a4) is more preferable.
In the case where the resist composition is positive, the structural unit combined with the structural unit (a0) may be any of the structural units (a1) to (a5). The structural unit (a1) and / or Or (a2) is preferred.

[構成単位(a1)]
構成単位(a1)は、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)である。
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、レジスト組成物としてレジストパターンを形成する際に、解離前は高分子化合物(A1)全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸発生剤成分から露光により発生する酸により解離してこの高分子化合物(A1)全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。
ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、前記構成単位(a0)において酸解離性溶解抑制基として挙げた第3級アルキル基と同様のものが挙げられる。
[Structural unit (a1)]
The structural unit (a1) is a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) is an alkali dissolution inhibitor that makes the entire polymer compound (A1) insoluble in an alkaline developer before dissociation when forming a resist pattern as a resist composition. It is dissociated by an acid generated by exposure from an acid generator component and increases the solubility of the entire polymer compound (A1) in an alkaline developer. What is proposed as an acid dissociable, dissolution inhibiting group for the base resin can be used. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group is widely known. .
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O)). A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include those similar to the tertiary alkyl group exemplified as the acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a0).

「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group. When an acid is generated by exposure, this acid acts to break the bond between the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group include a group represented by the following general formula (p1).

Figure 2009286870
[式中、R’,R’はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 2009286870
[Wherein, R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, n represents an integer of 0 to 3, and Y represents a lower alkyl group or an aliphatic cyclic group. ]

上記式中、nは、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
’,R’の低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R’,R’のうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、酸解離性溶解抑制基(p1)が、下記一般式(p1−1)で表される基であることが好ましい。
In the above formula, n is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.
Examples of the lower alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ include the same lower alkyl groups as those described above for R. A methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the acid dissociable, dissolution inhibiting group (p1) is preferably a group represented by the following general formula (p1-1).

Figure 2009286870
[式中、R’、n、Yは上記と同様である。]
Figure 2009286870
Wherein, R 1 ', n, Y are as defined above. ]

Yの低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
Yの脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、たとえば上記「脂肪族環式基」と同様のものが例示できる。
Examples of the lower alkyl group for Y include the same lower alkyl groups as those described above for R.
The aliphatic cyclic group for Y can be appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in a number of conventional ArF resists. For example, the above “aliphatic ring” Examples thereof are the same as those in the formula group.

また、アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、下記一般式(p2)で示される基も挙げられる。   Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group also include a group represented by the following general formula (p2).

Figure 2009286870
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
Figure 2009286870
[Wherein, R 17 and R 18 each independently represent a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and R 19 represents a linear, branched or cyclic alkyl group. R 17 and R 19 are each independently a linear or branched alkylene group, and the end of R 17 and the end of R 19 may be bonded to form a ring. ]

17、R18において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。R17、R18の両方が水素原子であるか、または、R17、R18の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。特にR17、R18の両方が水素原子であることが好ましい。
19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
19が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
19が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的にはフッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R17及びR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であってR19の末端とR17の末端とが結合していてもよい。
この場合、R17とR19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 17 and R 18 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. It is preferable that both R 17 and R 18 are hydrogen atoms, or one of R 17 and R 18 is a hydrogen atom and the other is a methyl group. In particular, both R 17 and R 18 are preferably hydrogen atoms.
R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be any of linear, branched or cyclic.
When R 19 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 19 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, are included. Examples include groups excluding hydrogen atoms. Specific examples thereof include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
In the above formula, R 17 and R 19 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms), and the end of R 19 and the end of R 17 And may be combined.
In this case, a cyclic group is formed by R 17 , R 19 , the oxygen atom to which R 19 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 17 are bonded. The cyclic group is preferably a 4-7 membered ring, and more preferably a 4-6 membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。   As the structural unit (a1), one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following general formula (a1-0-1) and structural units represented by the following general formula (a1-0-2): Is preferably used.

Figure 2009286870
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。]
Figure 2009286870
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; and X 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group. ]

Figure 2009286870
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yはアルキレン基または脂肪族環式基を示す。]
Figure 2009286870
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 2 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents an alkylene group or an aliphatic cyclic group. ]

一般式(a1−0−1)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基として挙げたものと同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定されることはなく、例えば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基、アセタール型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができる。
一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
は、式(a1−0−1)中のXと同様である。
は好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基又は2価の脂肪族環式基であり、該脂肪族環式基としては、水素原子が2個以上除かれた基が用いられる以外は前記「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
In the general formula (a1-0-1), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group of R is exemplified as the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group which may be bonded to the α-position of the acrylate ester. It is the same.
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group and acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group. it can.
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above.
X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Y 2 is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a divalent aliphatic cyclic group, and the aliphatic cyclic group is the above except that a group in which two or more hydrogen atoms are removed is used. The thing similar to description of an "aliphatic cyclic group" can be used.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 2009286870
[上記式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;nは0〜3の整数を表し;mは0または1を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 2009286870
[In the above formula, X ′ represents a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aliphatic cyclic group; M represents 0 or 1; R is the same as defined above; R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記、R’は好ましくは少なくとも1つが水素原子であり、より好ましくは共に水素原子である。nは好ましくは0または1である。
X’は前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものである。
Yの脂肪族環式基については、上述の「脂肪族環式基」の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
R 2 ′ is preferably at least one hydrogen atom, more preferably both hydrogen atoms. n is preferably 0 or 1.
X ′ is the same as the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group exemplified in X 1 above.
Examples of the aliphatic cyclic group for Y include the same groups as those exemplified above in the description of “aliphatic cyclic group”.

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。   Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
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Figure 2009286870
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Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

高分子化合物(A1)において、構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
その中でも、一般式(a1−1)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−6)または(a1−1−35)〜(a1−1−41)で表される構成単位から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるものや、式(a1−1−35)〜(a1−1−41)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)も好ましい。
In the polymer compound (A1), as the structural unit (a1), one type of structural unit may be used, or two or more types may be used in combination.
Among these, the structural unit represented by the general formula (a1-1) is preferable, and specifically, (a1-1-1) to (a1-1-6) or (a1-1-35) to (a1- It is more preferable to use at least one selected from structural units represented by 1-41).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, those represented by the following general formula (a1-1-01) including the structural units of the formula (a1-1-1) to the formula (a1-1-4) The following general formula (a1-1-02) including the structural units of formulas (a1-1-35) to (a1-1-41) is also preferable.

Figure 2009286870
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 2009286870
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group.)

Figure 2009286870
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜3の整数を表す)
Figure 2009286870
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R 12 represents a lower alkyl group, and h represents an integer of 1 to 3)

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。R11の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましい。 In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, and is preferably a methyl group or an ethyl group.

一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。R12の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。hは1又は2が好ましく、2が最も好ましい。 In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above. The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group. h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.

構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物(A1)が構成単位(a1)を有する場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a1)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、5〜70モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜55モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the polymer compound (A1) has the structural unit (a1), the proportion of the structural unit (a1) in the polymer compound (A1) is 5 to 5 with respect to all the structural units constituting the polymer compound (A1). 70 mol% is preferable, 20-70 mol% is more preferable, 25-55 mol% is further more preferable. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

[構成単位(a2)]
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
ここで、ラクトン含有環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
構成単位(a2)のラクトン環式基は、高分子化合物(A1)をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、水を含有する現像液との親和性を高めたりするうえで有効なものである。
構成単位(a2)としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。
[Structural unit (a2)]
The structural unit (a2) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
Here, the lactone-containing cyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
The lactone cyclic group of the structural unit (a2) has an affinity for a developer containing water or a polymer compound (A1) when the polymer compound (A1) is used for forming a resist film. It is effective in enhancing the sex.
As the structural unit (a2), any unit can be used without any particular limitation.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.
More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 2009286870
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、R’は水素原子、低級アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり、mは0または1の整数であり、A”は炭素数1〜5のアルキレン基または酸素原子である。]
Figure 2009286870
[Wherein, R is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and m is an integer of 0 or 1. And A ″ is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or an oxygen atom.]

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは前記構成単位(a1)におけるRと同様である。
R’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
A”の炭素数1〜5のアルキレン基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as R in the structural unit (a1).
The lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms of A ″ include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, and an isopropylene group.
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

Figure 2009286870
Figure 2009286870

これらの中でも、一般式(a2−1)〜(a2−5)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。具体的には、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)から選択される少なくとも1種以上を用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-5), and at least one selected from general formulas (a2-1) to (a2-3). It is preferable to use more than one species. Specifically, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2), (a2-3-1), (a2-3) -2), at least one selected from (a2-3-9) and (a2-3-10) is preferably used.

構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物(A1)が構成単位(a2)を有する場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a2)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、1〜60モル%が好ましく、10〜55モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
As the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the polymer compound (A1) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) in the polymer compound (A1) is based on the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). 1-60 mol% is preferable, 10-55 mol% is more preferable, 20-55 mol% is further more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

[構成単位(a3)]
構成単位(a3)は、前記構成単位(a0)に該当しない、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)である。
構成単位(a3)を有することにより、高分子化合物(A1)の親水性が高まり、当該高分子化合物(A1)をポジ型レジスト組成物の基材成分に用いてポジレジストパターンを形成する際には、現像液(アルカリ水溶液)との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。また、当該高分子化合物(A1)をネガ型レジスト組成物の基材成分に用いてネガレジストパターンを形成する際には、後述する構成単位(a’3)、(a”3)の場合で説明するように、架橋反応性および残膜特性の向上に寄与することができる。
極性基としては、水酸基、ヒドロキシアルキル基、シアノ基、カルボキシ基、フッ素化ヒドロキシアルキル基(炭素原子に結合した水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基)等が挙げられ、特に水酸基、ヒドロキシアルキル基が好ましい。
構成単位(a3)として、好ましいものとしては、以下の構成単位(a’3)、(a”3)等が挙げられる。
[Structural unit (a3)]
The structural unit (a3) is a structural unit (a3) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, which does not correspond to the structural unit (a0).
By having the structural unit (a3), the hydrophilicity of the polymer compound (A1) increases, and when the polymer compound (A1) is used as a base component of the positive resist composition to form a positive resist pattern. Increases the affinity with the developer (alkaline aqueous solution), improves the alkali solubility in the exposed area, and contributes to the improvement of the resolution. Further, when forming a negative resist pattern using the polymer compound (A1) as a base component of the negative resist composition, in the case of constituent units (a′3) and (a ″ 3) described later. As explained, it can contribute to the improvement of cross-linking reactivity and residual film properties.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, a cyano group, a carboxy group, a fluorinated hydroxyalkyl group (a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms bonded to a carbon atom is substituted with a fluorine atom), and the like. A hydroxyl group and a hydroxyalkyl group are preferred.
Preferred examples of the structural unit (a3) include the following structural units (a′3) and (a ″ 3).

構成単位(a’3)は、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。高分子化合物(A1)をネガ型レジスト組成物の基材成分として用いる場合に構成単位(a’3)を有すると、この構成単位(a’3)の水酸基(アルコール性水酸基)が、共に配合される酸発生剤成分から発生する酸の作用によって架橋剤成分と反応し、これにより高分子化合物(A1)がアルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化しやすくなることから好ましい。
「水酸基含有脂肪族環式基」とは、脂肪族環式基に水酸基が結合している基である。水酸基は、脂肪族環に直接結合していても良く、ヒドロキシアルキルオキシ基として間接的に結合していても良い。
ヒドロキシアルキルオキシ基におけるアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。該アルキル基の炭素数は、特に限定されるものではないが、2〜5が好ましく、2〜4がより好ましく、2又は3であることが最も好ましい。
ヒドロキシアルキルオキシ基における水酸基の数は、特に限定されるものではないが、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1又は2であることが最も好ましい。当該水酸基は1級水酸基または2級水酸基であることがより好ましく、1級水酸基であることが特に好ましい。
ヒドロキシアルキルオキシ基としては、モノヒドロキシアルキルオキシ基、ジヒドロキシアルキルオキシ基が好ましく、モノヒドロキシエチル基、モノヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基がより好ましい。
脂肪族環式基に結合している水酸基の数は、1〜3個が好ましく、さらに好ましくは1個である。
脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
脂肪族環式基は、炭素及び水素からなる炭化水素基(脂環式基)、および該脂環式基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基等が含まれる。脂肪族環式基としては、脂環式基が好ましい。
脂肪族環式基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基は、単環式基でも多環式基でもよいが、多環式基であることが好ましい。また、脂肪族環式基の炭素数は、5〜15であることが好ましい。
脂肪族環式基(水酸基が結合する前の状態)の具体例としては、以下のものが挙げられる。
すなわち、単環式基としては、シクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。さらに具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が挙げられ、シクロヘキサンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。さらに具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
これらの中でも、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個の水素原子を除いた基が、工業上入手しやすく、好ましい。これらの中でも、特に、アダマンタンまたはノルボルナンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
構成単位(a’3)において、水酸基含有脂肪族環式基は、アクリル酸エステルのカルボニルオキシ基[−C(O)−O−]の末端の酸素原子に結合していることが好ましい。
構成単位(a’3)の好ましい具体例として、たとえば下記一般式(a’3−1)で表される構成単位が挙げられる。
The structural unit (a′3) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group. When the polymer compound (A1) is used as a base component of a negative resist composition, if it has a structural unit (a′3), the hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group) of the structural unit (a′3) is blended together. It is preferable because it reacts with the crosslinker component by the action of the acid generated from the acid generator component, and the polymer compound (A1) is likely to change from a soluble property to an insoluble property in an alkaline developer. .
A “hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group” is a group in which a hydroxyl group is bonded to an aliphatic cyclic group. The hydroxyl group may be directly bonded to the aliphatic ring or indirectly bonded as a hydroxyalkyloxy group.
The alkyl group in the hydroxyalkyloxy group is preferably linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and most preferably 2 or 3.
The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyloxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and most preferably 1 or 2. The hydroxyl group is more preferably a primary hydroxyl group or a secondary hydroxyl group, and particularly preferably a primary hydroxyl group.
As the hydroxyalkyloxy group, a monohydroxyalkyloxy group and a dihydroxyalkyloxy group are preferable, and a monohydroxyethyl group, a monohydroxypropyl group, and a dihydroxypropyl group are more preferable.
The number of hydroxyl groups bonded to the aliphatic cyclic group is preferably 1 to 3, more preferably 1.
The aliphatic cyclic group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).
An aliphatic cyclic group is a hydrocarbon group composed of carbon and hydrogen (alicyclic group), and a part of the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic group is a heterogeneous group such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Heterocyclic groups and the like substituted with atoms are included. As the aliphatic cyclic group, an alicyclic group is preferable.
The aliphatic cyclic group may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF). .
The aliphatic cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, but is preferably a polycyclic group. Moreover, it is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.
Specific examples of the aliphatic cyclic group (the state before the hydroxyl group is bonded) include the following.
That is, examples of the monocyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a cycloalkane. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane or cyclohexane can be mentioned, and a group in which two hydrogen atoms have been removed from cyclohexane is preferred.
Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, or the like. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like.
Of these, groups in which two hydrogen atoms have been removed from cyclohexane, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane are preferred because they are easily available in the industry. Among these, a group obtained by removing two hydrogen atoms from adamantane or norbornane is particularly preferable.
In the structural unit (a′3), the hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group is preferably bonded to the terminal oxygen atom of the carbonyloxy group [—C (O) —O—] of the acrylate ester.
Specific preferred examples of the structural unit (a′3) include structural units represented by general formula (a′3-1) shown below.

Figure 2009286870
[式中、Rは前記と同じであり、R水素原子またはヒドロキシアルキル基であり、jは1〜3の整数である。]
Figure 2009286870
[Wherein, R is the same as defined above, R 4 is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group, and j is an integer of 1 to 3. ]

前記一般式(a’3−1)中、Rは、上記一般式(a1−0−1)中のRについての説明と同様である。
は、水素原子またはヒドロキシアルキル基である。
のヒドロキシアルキル基におけるアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。該アルキル基の炭素数は、特に限定されるものではないが、2〜5が好ましく、2〜4がより好ましく、2又は3であることが最も好ましい。
のヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、特に限定されるものではないが、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1又は2であることが最も好ましい。当該水酸基は1級水酸基または2級水酸基であることがより好ましく、1級水酸基であることが特に好ましい。
本発明においてRは、モノヒドロキシアルキル基、ジヒドロキシアルキル基または水素原子が好ましく、モノヒドロキシエチル基、モノヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、または水素原子がより好ましい。
jは1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、ORがアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、ORがアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特にORがアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。すなわち、構成単位(a’3)としては、下記一般式(a’3−11)で表される構成単位が好ましい。
In the general formula (a′3-1), R is the same as described for R in the general formula (a1-0-1).
R 4 is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group.
The alkyl group in the hydroxyalkyl group for R 4 is preferably linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and most preferably 2 or 3.
The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group of R 4 is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and most preferably 1 or 2. The hydroxyl group is more preferably a primary hydroxyl group or a secondary hydroxyl group, and particularly preferably a primary hydroxyl group.
In the present invention, R 4 is preferably a monohydroxyalkyl group, a dihydroxyalkyl group or a hydrogen atom, more preferably a monohydroxyethyl group, a monohydroxypropyl group, a dihydroxypropyl group or a hydrogen atom.
j is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that OR 4 is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that OR 4 is bonded to the 3rd position of the adamantyl group.
j is preferably 1, particularly preferably one in which OR 4 is bonded to the 3-position of the adamantyl group. That is, the structural unit (a′3) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a′3-11).

Figure 2009286870
Figure 2009286870

構成単位(a”3)は、環式構造を有さず、かつ側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位である。高分子化合物(A1)をネガ型レジスト組成物の基材成分として用いる場合に構成単位(a”3)を有すると、この構成単位(a”3)の水酸基(アルコール性水酸基)が、共に配合される酸発生剤成分から発生する酸の作用によって架橋剤成分と反応する。そのため、高分子化合物(A1)がアルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化しやすくなり、解像性向上の効果が得られる、膜減りが抑制できる、パターン形成時の架橋反応の制御性が良好となる、膜密度が向上する傾向があり、これにより耐熱性が向上する傾向がある、さらにはエッチング耐性も向上する等の効果が得られることから好ましい。
「環式構造を有さない」とは、脂肪族環式基や芳香族基を有しないことを意味する。構成単位(a”3)は、環式構造を有さないことにより、構成単位(a’3)と明らかに区別される。
側鎖にアルコール性水酸基を有する構成単位としては、たとえば、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位が挙げられる。
ヒドロキシアルキル基において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖状であることが好ましい。当該アルキル基の炭素数は、特に限定されるものではないが、1〜20が好ましく、1〜16がより好ましく、1〜12であることが最も好ましい。水酸基の数は、特に限定されるものではないが、1又は2つであることが好ましく、1つであることがさらに好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、たとえば主鎖(アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂した部分)のα位の炭素原子に直接結合していてもよいし、アクリル酸のカルボキシ基の水素原子と置換してエステルを構成していてもよい。構成単位(a”3)においては、これらのうち少なくとも一方あるいは両方に、ヒドロキシアルキル基が存在していることが好ましい。
なお、α位にヒドロキシアルキル基が結合していない場合、α位の炭素原子には、水素原子に代わって、アルキル基、またはハロゲン化アルキル基が結合していてもよい。これらについては、好ましくは、上記一般式(a1−0−1)中のRについての説明と同様である。
構成単位(a”3)としては、下記一般式(a”3−1)で表される構成単位が好ましい。
The structural unit (a ″ 3) is a structural unit that does not have a cyclic structure and is derived from acrylic acid having an alcoholic hydroxyl group in the side chain. The polymer compound (A1) is formed from a negative resist composition. When the structural unit (a ″ 3) is used as a base component, the hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group) of the structural unit (a ″ 3) is caused by the action of an acid generated from the acid generator component blended together. Therefore, the polymer compound (A1) is likely to change from a soluble property to an insoluble property with respect to an alkaline developer, and an effect of improving the resolution can be obtained. Is it possible to obtain effects such as good controllability of the crosslinking reaction at the time of pattern formation, tending to improve the film density, and tending to improve heat resistance, and further improving etching resistance? Preferred.
“Having no cyclic structure” means having no aliphatic cyclic group or aromatic group. The structural unit (a ″ 3) is clearly distinguished from the structural unit (a′3) by not having a cyclic structure.
Examples of the structural unit having an alcoholic hydroxyl group in the side chain include a structural unit having a hydroxyalkyl group.
In the hydroxyalkyl group, the alkyl group is preferably linear or branched. Although carbon number of the said alkyl group is not specifically limited, 1-20 are preferable, 1-16 are more preferable, and it is most preferable that it is 1-12. The number of hydroxyl groups is not particularly limited, but is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
For example, the hydroxyalkyl group may be directly bonded to the α-position carbon atom of the main chain (the portion where the ethylenic double bond of acrylic acid is cleaved), or may be substituted with the hydrogen atom of the carboxy group of acrylic acid. You may comprise ester. In the structural unit (a ″ 3), it is preferable that at least one or both of them have a hydroxyalkyl group.
When a hydroxyalkyl group is not bonded to the α-position, an alkyl group or a halogenated alkyl group may be bonded to the α-position carbon atom instead of a hydrogen atom. About these, Preferably, it is the same as that of description about R in the said general formula (a1-0-1).
As the structural unit (a ″ 3), structural units represented by general formula (a ″ 3-1) shown below are preferred.

Figure 2009286870
[式中、Rは水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはヒドロキシアルキル基であり;Rはアルキル基またはヒドロキシアルキル基である。ただし、R、Rの少なくとも一方はヒドロキシアルキル基である。]
Figure 2009286870
[Wherein R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group or a hydroxyalkyl group; R 6 represents an alkyl group or a hydroxyalkyl group. However, at least one of R 5 and R 6 is a hydroxyalkyl group. ]

前記式(a”3−1)において、Rは、水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはヒドロキシアルキル基である。
におけるヒドロキシアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜8の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基である。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、特に限定されるものではないが、通常は1つである。また、当該水酸基は1級または2級水酸基であることがより好ましく、1級水酸基であることが特に好ましい。Rにおけるヒドロキシアルキル基は、最も好ましくはヒドロキシメチル基またはヒドロキシエチル基である。
におけるアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、最も好ましくはエチル基又はメチル基である。
におけるハロゲン化アルキル基は、好ましくは炭素数が5以下の低級アルキル基(好ましくはエチル基、メチル基)において、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)で置換された基である。
はアルキル基またはヒドロキシアルキル基である。
におけるアルキル基としては、Rのアルキル基と同様のものが挙げられる。
におけるヒドロキシアルキル基は、好ましくは炭素数が10以下の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数2〜8の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であり、最も好ましくはヒドロキシエチル基である。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、特に限定されるものではないが、通常は1つである。また、当該水酸基は1級または2級水酸基であることがより好ましく、1級水酸基であることが特に好ましい。
前記一般式(a”3−1)において、R、Rの少なくとも一方はヒドロキシアルキル基である。
In the formula (a ″ 3-1), R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, or a hydroxyalkyl group.
The hydroxyalkyl group for R 5 is preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms. It is. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is not particularly limited, but is usually one. Further, the hydroxyl group is more preferably a primary or secondary hydroxyl group, particularly preferably a primary hydroxyl group. The hydroxyalkyl group for R 5 is most preferably a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group.
The alkyl group in R 5 is preferably an alkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and most preferably an ethyl group or a methyl group.
The halogenated alkyl group for R 5 is preferably a lower alkyl group having 5 or less carbon atoms (preferably an ethyl group or a methyl group), and part or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms (preferably fluorine atoms). Group.
R 6 is an alkyl group or a hydroxyalkyl group.
As the alkyl group for R 6, the same alkyl groups as those for R 5 can be used.
The hydroxyalkyl group for R 6 is preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. And most preferably a hydroxyethyl group. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is not particularly limited, but is usually one. Further, the hydroxyl group is more preferably a primary or secondary hydroxyl group, particularly preferably a primary hydroxyl group.
In the general formula (a ″ 3-1), at least one of R 5 and R 6 is a hydroxyalkyl group.

これら(a”3−1)の中で、膜密度の向上の点からは、Rがヒドロキシアルキル基であり、Rがアルキル基である(a”3−1)が好ましく、なかでもα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルエステルまたはα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
また、架橋効率の点では、Rがアルキル基であり、Rがヒドロキシアルキル基である(a”3−1)が好ましい。なかでも、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位がより好ましい。
Among these (a ″ 3-1), from the viewpoint of improving the film density, (a ″ 3-1) in which R 5 is a hydroxyalkyl group and R 6 is an alkyl group is preferable. A structural unit derived from-(hydroxymethyl) acrylic acid ethyl ester or α- (hydroxymethyl) acrylic acid methyl ester is preferred.
Further, from the viewpoint of crosslinking efficiency, (a ″ 3-1) in which R 5 is an alkyl group and R 6 is a hydroxyalkyl group is preferable. Among them, a structure derived from (meth) acrylic acid hydroxyethyl ester Units are more preferred.

また、上記構成単位(a’3)および(a”3)以外に、構成単位(a3)として好ましいものとしては、下記式(a3−2)で表される構成単位、下記式(a3−3)で表される構成単位等が挙げられる。   In addition to the structural units (a′3) and (a ″ 3), the structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by the following formula (a3-2), the following formula (a3-3). ) And the like.

Figure 2009286870
[式中、Rは前記に同じであり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 2009286870
[Wherein, R is the same as defined above, k is an integer of 1 to 3, t ′ is an integer of 1 to 3, l is an integer of 1 to 5, and s is an integer of 1 to 3] It is. ]

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基はノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらはアクリル酸のカルボキシ基の末端に2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールはノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

高分子化合物(A1)において、構成単位(a3)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、特に、構成単位(a3)として、前記構成単位(a’3)、(a”3)等の、水酸基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位を有することが好ましい。
高分子化合物(A1)がポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられ、当該高分子化合物(A1)に構成単位(a3)を含有させる場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a3)の割合は、当該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
また、高分子化合物(A1)がポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられ、当該高分子化合物(A1)に構成単位(a3)を含有させる場合、構成単位(a3)としては、構成単位(a’3)を有することが好ましく、前記一般式(a’3−1)におけるRが水素原子である構成単位を有することがより好ましく、前記一般式(a’3−11)におけるRが水素原子である構成単位を有することがさらに好ましい。
In the polymer compound (A1), as the structural unit (a3), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present invention, it is particularly preferable that the structural unit (a3) has a structural unit derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group, such as the structural units (a′3) and (a ″ 3).
When the polymer compound (A1) is used as a base component of the positive resist composition and the polymer compound (A1) contains the structural unit (a3), the structural unit (a3) in the polymer compound (A1) ) Is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, and even more preferably 5 to 25 mol% with respect to all structural units constituting the polymer compound (A1).
When the polymer compound (A1) is used as a base component of the positive resist composition and the polymer compound (A1) contains the structural unit (a3), the structural unit (a3) It is preferable to have (a′3), more preferably R 4 in the general formula (a′3-1) has a structural unit that is a hydrogen atom, and R in the general formula (a′3-11). More preferably, 4 has a structural unit which is a hydrogen atom.

高分子化合物(A1)がネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられ、当該高分子化合物(A1)に構成単位(a3)を含有させる場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a3)の割合は、当該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、5〜80モル%であることが好ましく、10〜70モル%がより好ましく、25〜65モル%がさらに好ましい。
また、高分子化合物(A1)がネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられ、当該高分子化合物(A1)に構成単位(a3)を含有させる場合、構成単位(a3)としては、構成単位(a’3)および/または構成単位(a”3)を有することが好ましい。
この場合、高分子化合物(A1)は、構成単位(a’3)および構成単位(a”3)のいずれか一方のみを有していてもよく、両方を有していてもよい。
また、構成単位(a’3)、構成単位(a”3)は、それぞれ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a’3)の割合は、該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して5〜80モル%であることが好ましく、10〜70モル%であることがより好ましく、20〜65モル%であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a’3)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好である。
また、高分子化合物(A1)中の構成単位(a”3)の割合は、該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましく、5〜30モル%であることが特に好ましく、10〜25モル%であることが最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a”3)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好である。
When the polymer compound (A1) is used as a base component of the negative resist composition and the polymer compound (A1) contains the structural unit (a3), the structural unit (a3) in the polymer compound (A1) ) Is preferably 5 to 80 mol%, more preferably 10 to 70 mol%, and even more preferably 25 to 65 mol% with respect to all the structural units constituting the polymer compound (A1).
When the polymer compound (A1) is used as a base component of a negative resist composition and the polymer compound (A1) contains the structural unit (a3), the structural unit (a3) It is preferable to have (a′3) and / or the structural unit (a ″ 3).
In this case, the polymer compound (A1) may have only one of the structural unit (a′3) and the structural unit (a ″ 3), or may have both.
As the structural unit (a′3) and the structural unit (a ″ 3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In this case, the proportion of the structural unit (a′3) in the polymer compound (A1) is preferably 5 to 80 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). 10 to 70 mol% is more preferable, and 20 to 65 mol% is more preferable. The effect by containing a structural unit (a'3) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit is favorable by being below an upper limit.
The proportion of the structural unit (a ″ 3) in the polymer compound (A1) is preferably 5 to 50 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). The content is more preferably 5 to 40 mol%, particularly preferably 5 to 30 mol%, most preferably 10 to 25 mol%, and the structural unit (a The effect by containing "3" is acquired, and the balance with another structural unit is favorable because it is below an upper limit.

[構成単位(a4)]
構成単位(a4)は非酸解離性のアクリル酸環状アルキルエステルから誘導される構成単位である。ここで、「非酸解離性」であるとは、露光により酸発生剤成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても、当該構成単位から環状アルキル基が解離しないことを意味する。
構成単位(a4)における環状アルキル基は、例えば、前記の構成単位(a0)の場合に例示した脂環式基と同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
該環状アルキル基としては、炭素数3〜12の環状アルキル基が好ましく、炭素数6〜12の環状アルキル基がより好ましく、トリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基のような多環式基から選ばれる少なくとも1種以上が工業的入手容易性の点から更に好ましい。
これら環状アルキル基は炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
[Structural unit (a4)]
The structural unit (a4) is a structural unit derived from a non-acid-dissociable acrylic acid cyclic alkyl ester. Here, “non-acid dissociable” means that when an acid is generated from an acid generator component by exposure, the cyclic alkyl group does not dissociate from the structural unit even when the acid acts. .
Examples of the cyclic alkyl group in the structural unit (a4) include those similar to the alicyclic groups exemplified in the case of the structural unit (a0). For the ArF excimer laser and the KrF excimer laser ( A number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition (preferably for ArF excimer laser).
The cyclic alkyl group is preferably a cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, more preferably a cyclic alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl group, an isobornyl group, At least one selected from polycyclic groups such as a norbornyl group is more preferable from the viewpoint of industrial availability.
These cyclic alkyl groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 2009286870
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 2009286870
(In the formula, R is as defined above.)

高分子化合物(A1)において、構成単位(a4)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
かかる構成単位(a4)を高分子化合物(A1)に含有させる際には、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4)を1〜60モル%含有させることが好ましく、5〜55モル%含有させることがより好ましく、10〜50モル%含有させることがより好ましい。
In the polymer compound (A1), as the structural unit (a4), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When such a structural unit (a4) is contained in the polymer compound (A1), 1 to 60 mol% of the structural unit (a4) is contained with respect to the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). It is preferable to contain 5 to 55 mol%, more preferably 10 to 50 mol%.

[その他の構成単位]
高分子化合物(A1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記構成単位(a0)〜(a4)以外の他の構成単位(a5)を有していてもよい。
構成単位(a5)は、上述の構成単位(a0)〜(a4)に分類されない他の構成単位であれば特に限定されるものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
高分子化合物(A1)において、構成単位(a5)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
構成単位(a5)を高分子化合物(A1)に含有させる際には、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a5)を1〜30モル%含有させることが好ましく、3〜20モル%含有させることがより好ましい。
[Other structural units]
The polymer compound (A1) may have other structural units (a5) other than the structural units (a0) to (a4) as long as the effects of the present invention are not impaired.
The structural unit (a5) is not particularly limited as long as it is another structural unit not classified into the structural units (a0) to (a4) described above, and is for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably ArF excimer). A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as lasers.
In the polymer compound (A1), as the structural unit (a5), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the structural unit (a5) is contained in the polymer compound (A1), 1 to 30 mol% of the structural unit (a5) is contained with respect to the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). It is preferable to contain 3 to 20 mol%.

本発明において、高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)のみからなる重合体、または、構成単位(a0)と、構成単位(a1)〜(a4)からなる群から選択される少なくとも1種の構成単位との共重合体であることが好ましい。該共重合体は、さらに、構成単位(a5)を有していてもよい。
高分子化合物(A1)として好ましい共重合体としては、下記の共重合体(A1−1)〜(A1−5)等が挙げられる。
共重合体(A1−1):構成単位(a0)および(a1)を含む、少なくとも2種の構成単位を有する共重合体。
共重合体(A1−2):構成単位(a0)および(a2)を含む、少なくとも2種の構成単位を有する共重合体。
共重合体(A1−3):構成単位(a0)および(a3)を含む、少なくとも2種の構成単位を有する共重合体。
共重合体(A1−4):構成単位(a0)および(a4)を含む、少なくとも2種の構成単位を有する共重合体。
共重合体(A1−5):構成単位(a0)、(a1)および(a2)を含む、少なくとも3種の構成単位を有する共重合体。
共重合体(A1−6):構成単位(a0)および2種の構成単位(a3)を含む、少なくとも3種の構成単位を有する共重合体。
In the present invention, the polymer compound (A1) is a polymer consisting only of the structural unit (a0), or at least one selected from the group consisting of the structural unit (a0) and the structural units (a1) to (a4). A copolymer with a constituent unit of a seed is preferable. The copolymer may further have a structural unit (a5).
Preferred copolymers as the polymer compound (A1) include the following copolymers (A1-1) to (A1-5).
Copolymer (A1-1): A copolymer having at least two types of structural units, including the structural units (a0) and (a1).
Copolymer (A1-2): a copolymer having at least two types of structural units, including the structural units (a0) and (a2).
Copolymer (A1-3): a copolymer having at least two types of structural units, including the structural units (a0) and (a3).
Copolymer (A1-4): A copolymer having at least two types of structural units, including the structural units (a0) and (a4).
Copolymer (A1-5): A copolymer having at least three types of structural units, including the structural units (a0), (a1), and (a2).
Copolymer (A1-6): A copolymer having at least three structural units, including the structural unit (a0) and two structural units (a3).

共重合体(A1−1)は、構成単位(a0)および(a1)に加えて、さらに、構成単位(a5)を有していてもよいが、構成単位(a0)および(a1)からなる2元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−1)としては、たとえば、下記一般式(A1−11)に示す2種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−11)に示す2種の構成単位からなる共重合体が好ましい。
The copolymer (A1-1) may further have a structural unit (a5) in addition to the structural units (a0) and (a1), but is composed of the structural units (a0) and (a1). A binary copolymer is preferred.
Preferred examples of the copolymer (A1-1) include copolymers having two structural units represented by the following general formula (A1-11), and in particular, those represented by the above formula (A1-11). A copolymer composed of two kinds of structural units is preferred.

Figure 2009286870
[式(A1−11)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Xはそれぞれ上記式(a1−0−1)中のR、Xと同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-11), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, X 1 is Each is the same as R and X 1 in the above formula (a1-0-1). ]

共重合体(A1−2)は、構成単位(a0)および(a2)に加えて、さらに、構成単位(a4)を有していてもよいが、構成単位(a0)および(a2)からなる2元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−2)としては、たとえば、下記一般式(A1−12)で表される2種の構成単位を有する共重合体、下記一般式(A1−13)に示す2種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−12)に示す2種の構成単位からなる共重合体、前記式(A1−13)に示す2種の構成単位からなる共重合体等が好ましい。
The copolymer (A1-2) may further have a structural unit (a4) in addition to the structural units (a0) and (a2), but is composed of the structural units (a0) and (a2). A binary copolymer is preferred.
Preferred examples of the copolymer (A1-2) include a copolymer having two structural units represented by the following general formula (A1-12), and two types represented by the following general formula (A1-13). Examples thereof include a copolymer having a structural unit, and in particular, a copolymer composed of two structural units represented by the formula (A1-12), and a structural unit composed of two structural units represented by the formula (A1-13). A copolymer or the like is preferred.

Figure 2009286870
[式(A1−12)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、R’はそれぞれ上記式(a2−1)中のR、R’と同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-12), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, R 'is Each is the same as R and R ′ in formula (a2-1). ]

Figure 2009286870
[式(A1−13)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、R’、A”はそれぞれ上記式(a2−2)中のR、R’、A”と同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-13), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, R ' , A ″ is the same as R, R ′ and A ″ in the above formula (a2-2). ]

共重合体(A1−3)は、構成単位(a0)および(a3)に加えて、さらに、構成単位(a5)を有していてもよいが、構成単位(a0)および(a3)からなる2元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−3)としては、たとえば、下記一般式(A1−14)に示す2種の構成単位を有する共重合体、下記一般式(A1−15)に示す2種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−14)に示す2種の構成単位からなる共重合体、前記式(A1−15)に示す2種の構成単位からなる共重合体等が好ましい。
The copolymer (A1-3) may further have a structural unit (a5) in addition to the structural units (a0) and (a3), but is composed of the structural units (a0) and (a3). A binary copolymer is preferred.
Preferred examples of the copolymer (A1-3) include a copolymer having two structural units represented by the following general formula (A1-14) and two structural units represented by the following general formula (A1-15). In particular, a copolymer composed of two structural units represented by the formula (A1-14), and a copolymer composed of two structural units represented by the formula (A1-15). A coalescence or the like is preferable.

Figure 2009286870
[式(A1−14)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Rはそれぞれ上記式(a’3−11)中のR、Rと同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-14), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, R 4 is Each is the same as R and R 4 in the above formula (a′3-11). ]

Figure 2009286870
[式(A1−15)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Rはそれぞれ上記式(a”3−1)中のR、Rと同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-15), the same as R 1, R 2, R 3 , W R 1 of each of the above formulas (a0-1) in the, R 2, R 3, W , R 5, R 6 Are the same as R 5 and R 6 in the above formula (a ″ 3-1).

共重合体(A1−4)は、構成単位(a0)および(a4)に加えて、さらに、構成単位(a5)を有していてもよいが、構成単位(a0)および(a4)からなる2元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−4)としては、たとえば、下記一般式(A1−16)、(A1−16’)に示す2種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−16)に示す2種の構成単位からなる共重合体等が好ましい。
The copolymer (A1-4) may further have a structural unit (a5) in addition to the structural units (a0) and (a4), but is composed of the structural units (a0) and (a4). A binary copolymer is preferred.
Preferred copolymers (A1-4) include, for example, copolymers having two structural units represented by the following general formulas (A1-16) and (A1-16 ′). A copolymer composed of two structural units shown in (A1-16) is preferred.

Figure 2009286870
[式(A1−16)、(A1−16’)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、Rは上記式(a’3−11)中のRと同じであり、nは1〜3の整数を示す。]
Figure 2009286870
Expression (A1-16), (A1-16 ') in, R 1, R 2, R 3, W is the same as R 1, R 2, R 3 , W of each of the above formulas (a0-1) in Yes, R is the same as R in the formula (a′3-11), and n represents an integer of 1 to 3. ]

共重合体(A1−5)は、構成単位(a0)、(a1)および(a2)に加えて、さらに、構成単位(a5)を有していてもよいが、構成単位(a0)、(a1)および(a2)からなる3元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−5)としては、たとえば、下記一般式(A1−17)に示す3種の構成単位を有する共重合体、下記一般式(A1−18)に示す3種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−17)に示す3種の構成単位からなる共重合体、前記式(A1−18)に示す3種の構成単位からなる共重合体等が好ましい。
The copolymer (A1-5) may further have a structural unit (a5) in addition to the structural units (a0), (a1), and (a2), but the structural unit (a0), ( A terpolymer comprising a1) and (a2) is preferred.
Preferred examples of the copolymer (A1-5) include a copolymer having three structural units represented by the following general formula (A1-17) and three structural units represented by the following general formula (A1-18). In particular, a copolymer consisting of three structural units represented by the formula (A1-17), and a copolymer consisting of three structural units represented by the formula (A1-18). A coalescence or the like is preferable.

Figure 2009286870
[式(A1−17)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Xはそれぞれ上記式(a1−0−1)中のR、Xと同じであり、R、R’は上記式(a2−1)中のR、R’と同じであり、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-17), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, X 1 is Each is the same as R and X 1 in the above formula (a1-0-1), R and R ′ are the same as R and R ′ in the above formula (a2-1), and a plurality of R are the same. It may or may not be. ]

Figure 2009286870
[式(A1−18)中、R、R、R、Wはそれぞれ上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Xはそれぞれ上記式(a1−0−1)中のR、Xと同じであり、R’、A”はそれぞれ上記式(a2−2)中のR’、A”と同じであり、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-18), R 1, R 2, R 3, W are each the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, X 1 is R ′ and A ″ are the same as R and X 1 in the above formula (a1-0-1), respectively, and R ′ and A ″ are the same as R ′ and A ″ in the above formula (a2-2), respectively. May be the same or different. ]

共重合体(A1−6)は、構成単位(a0)および2種の構成単位(a3)に加えて、さらに、構成単位(a5)を有していてもよいが、構成単位(a0)および2種の構成単位(a3)からなる3元共重合体であることが好ましい。
好ましい共重合体(A1−6)としては、たとえば、下記一般式(A1−19)に示す3種の構成単位を有する共重合体、下記一般式(A1−20)に示す3種の構成単位を有する共重合体等が挙げられ、特に、前記式(A1−19)に示す3種の構成単位からなる共重合体、前記式(A1−20)に示す3種の構成単位からなる共重合体等が好ましい。
The copolymer (A1-6) may further have a structural unit (a5) in addition to the structural unit (a0) and the two structural units (a3). A terpolymer comprising two kinds of structural units (a3) is preferred.
Preferred examples of the copolymer (A1-6) include a copolymer having three structural units represented by the following general formula (A1-19) and three structural units represented by the following general formula (A1-20). In particular, a copolymer composed of three structural units represented by the formula (A1-19) and a copolymer composed of three structural units represented by the formula (A1-20). A coalescence or the like is preferable.

Figure 2009286870
[式(A1−19)中、R、R、R、Wは上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、Rは上記式(a”3−1)中のR、Rと同じであり、R、jは上記式(a’3−1)中のR、jと同じである。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-19), R 1, R 2, R 3, W is the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R 5, R 6 are R 5 and R 6 in the above formula (a ″ 3-1) are the same, and R and j are the same as R and j in the above formula (a′3-1).]

Figure 2009286870
[式(A1−20)中、R、R、R、Wは上記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じであり、R、jは上記式(a’3−1)中のR、jと同じであり、R41はヒドロキシアルキル基であり、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 2009286870
Wherein (A1-20), R 1, R 2, R 3, W is the same as R 1, R 2, R 3 , W in formula (a0-1), R, j is the formula It is the same as R and j in (a′3-1), R 41 is a hydroxyalkyl group, and a plurality of R may be the same or different. ]

式(A1−20)中、R41におけるヒドロキシアルキル基としては、上記式(a’3−1)中のRにおいて挙げたヒドロキシアルキル基と同じものが挙げられる。 In formula (A1-20), examples of the hydroxyalkyl group for R 41 include the same hydroxyalkyl groups as those described above for R 4 in formula (a′3-1).

高分子化合物(A1)がネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、高分子化合物(A1)としては、構成単位(a0)のみからなる重合体、共重合体(A1−3)、共重合体(A1−4)、(A1−6)が好ましい。
この場合、これらの重合体または共重合体は、構成単位(a0)として、RおよびRのうち、少なくとも一方が水素原子であるものを含むことが好ましく、RおよびRの両方が水素原子であるものを含むことがより好ましい。
When the polymer compound (A1) is used as a base material component of a negative resist composition, the polymer compound (A1) includes a polymer composed only of the structural unit (a0), a copolymer (A1-3), Copolymers (A1-4) and (A1-6) are preferred.
In this case, these polymers or copolymers preferably include, as the structural unit (a0), one in which at least one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom, and both R 2 and R 3 are It is more preferable that what is a hydrogen atom is included.

高分子化合物(A1)がポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、高分子化合物(A1)としては、構成単位(a0)のみからなる重合体、共重合体(A1−1)、共重合体(A1−2)、共重合体(A1−5)等が好ましい。
ただし、高分子化合物(A1)が、構成単位(a0)のみからなる重合体のように、構成単位(a1)を含まないものである場合は、前記RおよびRのうち、少なくとも一方が酸解離性溶解抑制基である必要がある。
When the polymer compound (A1) is used as a base component of the positive resist composition, the polymer compound (A1) includes a polymer composed only of the structural unit (a0), a copolymer (A1-1), A copolymer (A1-2), a copolymer (A1-5), etc. are preferable.
However, in the case where the polymer compound (A1) does not contain the structural unit (a1) like a polymer composed only of the structural unit (a0), at least one of R 2 and R 3 is It must be an acid dissociable, dissolution inhibiting group.

高分子化合物(A1)の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではないが、ネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合は、1000〜8000が好ましく、2000〜7000がより好ましく、2500〜6500が最も好ましい。また、ポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合は、3000〜50000が好ましく、4000〜30000がより好ましく、4000〜20000が最も好ましい。Mwがこれらの範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、これらの範囲の下限よりも大きいと、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また、分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜4.0がより好ましく、1.2〜3.8が最も好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the polymer compound (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, but when used as a base component of a negative resist composition, 1000-8000 are preferable, 2000-7000 are more preferable, and 2500-6500 are the most preferable. Moreover, when using as a base-material component of a positive resist composition, 3000-50000 are preferable, 4000-30000 are more preferable, 4000-20000 are the most preferable. When Mw is smaller than the upper limit of these ranges, there is sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist. When Mw is larger than the lower limit of these ranges, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good. is there.
The dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 4.0, and most preferably 1.2 to 3.8. In addition, Mn shows a number average molecular weight.

高分子化合物(A1)は、露光により酸発生剤成分から発生する酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する性質を有する。たとえばネガ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、高分子化合物(A1)としては、露光前はアルカリ現像液に可溶性のものが用いられる。かかる高分子化合物(A1)は、露光により酸発生剤成分から酸が発生すると、該酸の作用により、当該高分子化合物(A1)と共に配合される架橋剤成分との間で架橋反応が起こり、高分子化合物(A1)がアルカリ現像液に対して難溶性へ変化する。
また、ポジ型レジスト組成物の基材成分として用いられる場合、高分子化合物(A1)としては、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものが用いられる。かかる高分子化合物(A1)は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、露光により酸発生剤成分から酸が発生すると、該酸の作用により酸解離性溶解抑制基が解離して、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する。
The polymer compound (A1) has a property that the solubility in an alkali developer is changed by the action of an acid generated from an acid generator component upon exposure. For example, when used as a base component of a negative resist composition, a polymer compound (A1) that is soluble in an alkaline developer before exposure is used. In the polymer compound (A1), when an acid is generated from the acid generator component by exposure, a crosslinking reaction occurs between the polymer compound (A1) and the crosslinking agent component blended with the polymer compound (A1) by the action of the acid. The polymer compound (A1) changes to hardly soluble in the alkali developer.
In addition, when used as a base component of a positive resist composition, the polymer compound (A1) has an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and has increased solubility in an alkali developer due to the action of an acid. Used. Such a polymer compound (A1) is hardly soluble in an alkali developer before exposure, and when acid is generated from the acid generator component by exposure, the acid dissociable dissolution inhibiting group is dissociated by the action of the acid. , The solubility in an alkali developer increases.

[高分子化合物(A1)の製造]
高分子化合物(A1)は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、アゾビスイソブチロニトリルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、高分子化合物(A1)には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
[Production of polymer compound (A1)]
In the polymer compound (A1), a monomer for deriving each structural unit was used, for example, a radical polymerization initiator such as dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate) or azobisisobutyronitrile. It can be obtained by polymerization by known radical polymerization or the like.
Further, in the polymer compound (A1), a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination in the above polymerization. it may be introduced -C (CF 3) 2 -OH group at the terminal. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

高分子化合物(A1)は新規な化合物である。
構成単位(a0)を誘導するモノマーは、下記一般式(I)で表される化合物(以下、化合物(I)という。)である。
The polymer compound (A1) is a novel compound.
The monomer for deriving the structural unit (a0) is a compound represented by the following general formula (I) (hereinafter referred to as compound (I)).

Figure 2009286870
[式(I)中、R、R、R、Wはそれぞれ前記と同じである。]
Figure 2009286870
[In the formula (I), R 1 , R 2 , R 3 and W are the same as defined above. ]

式(I)中のR、R、R、Wはそれぞれ前記式(a0−1)中のR、R、R、Wと同じである。
化合物(I)の製造方法としては特に限定されないが、好ましい方法として、例えば、一般式XSONR …(II)
[式(II)中、Xはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表し、RおよびRはそれぞれ前記と同じである。]
で表される化合物を含有する反応系に、下記一般式(III)で表されるアルコール誘導体を添加して化合物(I)を得る方法が挙げられる。
R 1 in formula (I), R 2, R 3, W is the same as R 1, R 2, R 3 , W of respective general formula (a0-1).
Although a process for the preparation of compounds (I) is not particularly limited, a preferred method, for example, the general formula XSO 2 NR 2 R 3 ... ( II)
[In Formula (II), X represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and R 2 and R 3 are the same as defined above. ]
The method of obtaining the compound (I) by adding the alcohol derivative represented with the following general formula (III) to the reaction system containing the compound represented by these is mentioned.

Figure 2009286870
[式(III)中、Rは前記と同じである。]
Figure 2009286870
[In formula (III), R 1 is as defined above. ]

式(II)中のR、Rはそれぞれ前記式(a0−1)のR、Rと同じである。
式(III)中のR、Wは前記式(a0−1)中のR、Wと同じである。
化合物(I)の製造方法として、具体例を挙げると、例えば3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルアクリレートとClSONHを反応させることにより、3−スルファモイルオキシアダマンタン−1−イルアクリレートを製造することができる。
上記のようにして得られる化合物の構造は、H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。
R 2, R 3 in formula (II) is the same as R 2, R 3 of each of the formulas (a0-1).
R 1, W in formula (III) is the same as R 1, W in general formula (a0-1).
Specific examples of the method for producing compound (I) include, for example, producing 3-sulfamoyloxyadamantan-1-yl acrylate by reacting 3-hydroxyadamantan-1-yl acrylate with ClSO 2 NH 2. can do.
The structure of the compound obtained as described above includes 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum method, 13 C-NMR spectrum method, 19 F-NMR spectrum method, infrared absorption (IR) spectrum method, mass spectrometry (MS ) Method, elemental analysis method, X-ray crystal diffraction method, etc.

上記本発明の高分子化合物(A1)は、従来知られていない新規なものである。
また、本発明の高分子化合物(A1)は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分、および露光により酸を発生する酸発生剤成分を含有する、いわゆる化学増幅型のレジスト組成物の基材成分として有用であり、たとえば該高分子化合物(A1)を基材成分として配合したレジスト組成物によれば、解像性に優れたレジストパターンが形成できる。
上記効果が得られる理由は定かではないが、高分子化合物(A1)が有する構成単位(a0)が、側鎖末端部にOSON(R)Rで表される構造を含むため、高分子化合物(A1)が、ポジ型レジスト組成物またはネガ型レジスト組成物に要求される適度なアルカリ可溶性を有していること、また、構成単位(a0)のW(環状のアルキレン基)およびスルファモイルオキシ基(OSON基)のいずれもが比較的透明性に優れる構造であるため、高分子化合物(A1)の透明性、特に193nm付近の波長の光に対する透明性が高いこと等に起因していると推定される。
The polymer compound (A1) of the present invention is a novel compound not conventionally known.
The polymer compound (A1) of the present invention is a so-called chemical amplification type containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure. The resist composition is useful as a base component of the resist composition. For example, according to a resist composition containing the polymer compound (A1) as a base component, a resist pattern with excellent resolution can be formed.
The reason why the above effect is obtained is not clear, but the structural unit (a0) of the polymer compound (A1) includes a structure represented by OSO 2 N (R 2 ) R 3 at the side chain end, The polymer compound (A1) has appropriate alkali solubility required for a positive resist composition or a negative resist composition, and W (cyclic alkylene group) of the structural unit (a0) and Since all of the sulfamoyloxy groups (OSO 2 N groups) are relatively excellent in transparency, the polymer compound (A1) is highly transparent, particularly highly transparent to light having a wavelength of around 193 nm. It is estimated that

本発明の高分子化合物(A1)は、特に、当該レジスト組成物がネガ型であり、架橋剤成分が配合される場合に有用である。
従来、ネガ型レジスト組成物の基材成分として、フッ素化ヒドロキシアルキル基を有する高分子化合物を用いることが行われている。該フッ素化ヒドロキシアルキル基を有する高分子化合物は、適度なアルカリ可溶性を有する点で優れているとされている。ところが、このフッ素化ヒドロキシアルキル基の水酸基は、フッ素化アルキル基に起因する立体障害の影響により架橋反応に寄与しないので、架橋密度の向上を妨げる原因となっている。
一方、本発明の高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)を有することにより、上述したとおり、波長193nm付近の優れた透明性を有し、かつ適度なアルカリ可溶性を有するうえに、構成単位(a0)の側鎖末端部(SONH基、SONH基等)が架橋剤成分との反応性(架橋反応性)を有しており、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により架橋剤成分と反応して架橋を形成することができる。そのため、ネガ型のレジストパターンを形成する際、露光部の架橋密度を容易に向上させることができ、露光部のレジスト組成物のアルカリ不溶性が向上することにより、露光部と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差(溶解コントラスト)が向上し、解像性に優れたネガレジストパターンが形成できると推定される。
The polymer compound (A1) of the present invention is particularly useful when the resist composition is a negative type and a crosslinking agent component is blended.
Conventionally, a polymer compound having a fluorinated hydroxyalkyl group has been used as a base component of a negative resist composition. The polymer compound having a fluorinated hydroxyalkyl group is said to be excellent in that it has moderate alkali solubility. However, the hydroxyl group of the fluorinated hydroxyalkyl group does not contribute to the crosslinking reaction due to the influence of steric hindrance caused by the fluorinated alkyl group, and this hinders improvement in the crosslinking density.
On the other hand, the polymer compound (A1) of the present invention has the structural unit (a0), so that it has excellent transparency near the wavelength of 193 nm and has moderate alkali solubility, as described above. The side chain terminal part (SO 2 NH group, SO 2 NH 2 group, etc.) of the unit (a0) has reactivity with the crosslinking agent component (crosslinking reactivity), and is generated from the acid generator component by exposure. It can react with the crosslinker component by the action of an acid to form a crosslink. Therefore, when forming a negative resist pattern, the crosslink density of the exposed portion can be easily improved, and the alkali insolubility of the resist composition in the exposed portion is improved, so that the alkali between the exposed portion and the unexposed portion is improved. It is presumed that a difference in solubility (dissolution contrast) in the developer is improved, and a negative resist pattern having excellent resolution can be formed.

以下に、本発明の高分子化合物(A1)が用いられるレジスト組成物の一実施形態を示す。
≪レジスト組成物≫
本実施形態のレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下、(A)成分という。)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)を含有する。
かかるレジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、(B)成分から酸が発生し、該酸が(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を変化させる。その結果、当該レジスト膜の露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が変化する一方で、未露光部はアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、アルカリ現像により、ポジ型の場合は露光部が、ネガ型の場合は未露光部が溶解除去され、レジストパターンが形成される。
このとき、アルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する場合がポジ型であり、アルカリ現像液に対して可溶性から難溶性に変化する場合がネガ型である。
本実施形態のレジスト組成物は、ネガ型レジスト組成物であってもよく、ポジ型レジスト組成物であってもよい。好ましくはネガ型レジスト組成物であり、この場合、さらに、架橋剤成分(C)(以下、(C)成分という。)が配合される。
Below, one Embodiment of the resist composition in which the high molecular compound (A1) of this invention is used is shown.
≪Resist composition≫
The resist composition of this embodiment includes a base material component (A) whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid (hereinafter referred to as (A) component), and an acid generator component that generates an acid upon exposure. (B) (hereinafter referred to as component (B)).
When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of resist pattern formation, an acid is generated from the component (B), and the acid has a solubility in the alkaline developer of the component (A). Change. As a result, while the solubility of the exposed portion of the resist film in the alkaline developer changes, the unexposed portion does not change the solubility in the alkaline developer. In the case of the negative type, the unexposed part is dissolved and removed, and a resist pattern is formed.
At this time, the case of changing from poorly soluble to soluble in an alkali developer is positive, and the case of changing from soluble to hardly soluble in an alkaline developer is negative.
The resist composition of the present embodiment may be a negative resist composition or a positive resist composition. A negative resist composition is preferred, and in this case, a crosslinking agent component (C) (hereinafter referred to as (C) component) is further blended.

<(A)成分>
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、本発明の高分子化合物(A1)を含有する。
(A)成分において、高分子化合物(A1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、高分子化合物(A1)のみを含有してもよく、高分子化合物(A1)に加えて、さらに、高分子化合物(A1)以外の基材成分(以下、(A2)成分という。)を含有してもよい。
(A)成分中、高分子化合物(A1)の割合は、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは80〜100質量%であり、最も好ましくは100質量%である。
(A2)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の基材成分として提案されているものを適宜選択して使用することができる。
レジスト組成物中の(A)成分の含有量は、特に限定されず、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。通常、該レジスト組成物の有機溶剤溶液中の(A)成分の濃度が高いほど、形成されるレジスト膜の膜圧が厚いものとなる。
<(A) component>
The resist composition of this embodiment contains the polymer compound (A1) of the present invention as the component (A).
In the component (A), the polymer compound (A1) may be used alone or in combination of two or more.
The resist composition of this embodiment may contain only the polymer compound (A1) as the component (A), and in addition to the polymer compound (A1), groups other than the polymer compound (A1) You may contain a material component (henceforth (A2) component).
In the component (A), the proportion of the polymer compound (A1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 80 to 100% by mass, and most preferably 100% by mass.
The component (A2) is not particularly limited, and any component that has been proposed as a base component for a chemically amplified resist can be appropriately selected and used.
The content of the component (A) in the resist composition is not particularly limited, and may be adjusted according to the resist film thickness to be formed. Usually, the higher the concentration of the component (A) in the organic solvent solution of the resist composition, the thicker the resist film is formed.

<(B)成分>
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。これらの中でも、オニウム塩系酸発生剤が好ましく、特に、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩を用いることが好ましい。
(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物中の(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、好ましくは0.5〜30質量部、より好ましくは1〜10質量部である。
<(B) component>
(B) It does not specifically limit as a component, What has been proposed as an acid generator for chemical amplification type resists until now can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, poly (bissulfonyl) diazomethanes, and the like. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like. Among these, an onium salt acid generator is preferable, and an onium salt having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion is particularly preferable.
(B) As a component, these acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The content of the component (B) in the resist composition is preferably 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

<(C)成分>
本発明のレジスト組成物がネガ型レジスト組成物である場合、該レジスト組成物は、好ましくは、さらに(C)成分を含有する。
(C)成分としては、特に限定されず、これまでに化学増幅型のネガ型レジスト用の架橋剤として提案されているものの中から任意に選択して用いることができる。
具体的には、例えば2,3−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルノルボルナン、2−ヒドロキシ−5,6−ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノール、3,4,8(又は9)−トリヒドロキシトリシクロデカン、2−メチル−2−アダマンタノール、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサンなどのヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有する脂肪族環状炭化水素又はその含酸素誘導体が挙げられる。
また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基又は低級アルコキシメチル基で置換した化合物、エポキシ基を有する化合物が挙げられる。
これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤、エポキシ基を有する化合物を用いたものをエポキシ系架橋剤という。
(C)成分としては、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリル系架橋剤およびエポキシ系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、特にグリコールウリル系架橋剤が好ましい。
<(C) component>
When the resist composition of the present invention is a negative resist composition, the resist composition preferably further contains a component (C).
The component (C) is not particularly limited and can be arbitrarily selected from those previously proposed as crosslinking agents for chemically amplified negative resists.
Specifically, for example, 2,3-dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytri Aliphatic cyclic carbonization having a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group or both such as cyclodecane, 2-methyl-2-adamantanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,3,5-trihydroxycyclohexane Examples thereof include hydrogen and oxygen-containing derivatives thereof.
In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and a lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is converted into a hydroxymethyl group or a lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group and a compound having an epoxy group.
Of these, those using melamine are melamine crosslinking agents, those using urea are urea crosslinking agents, those using alkylene ureas such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea crosslinking agents, and glycoluril is used. What was used was a glycoluril-based crosslinking agent, and what used an epoxy group-containing compound was called an epoxy-based crosslinking agent.
Component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of melamine-based crosslinking agents, urea-based crosslinking agents, alkylene urea-based crosslinking agents, glycoluril-based crosslinking agents, and epoxy-based crosslinking agents, and particularly glycol. Uril-based crosslinking agents are preferred.

(C)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)成分としては、通常は、メチロール基またはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤を用いると、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成でき、好ましい。
レジスト組成物中の(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましく、3〜30質量部がより好ましく、3〜15質量部がさらに好ましく、5〜10質量部が最も好ましい。(C)成分の含有量が下限値以上であると、架橋形成が充分に進行し、膨潤の少ない良好なレジストパターンが得られる。また、この上限値以下であると、レジスト塗布液の保存安定性が良好であり、感度の経時的劣化が抑制される。
(C) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
As the component (C), it is usually preferable to use an amino cross-linking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group because a good resist pattern with less swelling can be formed.
The content of the component (C) in the resist composition is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 3 to 30 parts by weight, and 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). More preferred is 5 to 10 parts by mass. When the content of the component (C) is at least the lower limit value, crosslinking formation proceeds sufficiently and a good resist pattern with little swelling is obtained. Moreover, when it is less than or equal to this upper limit value, the storage stability of the resist coating solution is good, and the deterioration of sensitivity over time is suppressed.

<任意成分>
本発明のレジスト組成物は、任意成分(以下、(D)成分という。)として、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるための含窒素有機化合物;感度劣化の防止、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などの向上のための、有機カルボン酸、有機カルボン酸誘導体、リンのオキソ酸、リンのオキソ酸誘導体;レジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂;塗布性を向上させるための界面活性剤;溶解抑制剤;可塑剤;安定剤;着色剤;ハレーション防止剤;染料などを適宜、添加含有させることができる。
<Optional component>
The resist composition of the present invention includes, as an optional component (hereinafter referred to as “component (D)”), a nitrogen-containing organic compound for improving the resist pattern shape, stability over time, etc .; prevention of sensitivity deterioration, resist pattern shape Organic carboxylic acids, organic carboxylic acid derivatives, phosphorus oxoacids, phosphorus oxoacid derivatives; additional resins to improve resist film performance; improved coatability A surfactant, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, a dye, and the like can be appropriately added and contained.

<有機溶剤>
本発明のレジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることが出来るものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、支持体に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは3〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
<Organic solvent>
The resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, but is a concentration that can be applied to the support and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the resist composition is 2 -20% by mass, preferably 3-15% by mass.

上記レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法としては、支持体上に、前記レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含む方法が挙げられる。
該レジストパターン形成方法は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず、支持体上に、上記レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、任意に80〜150℃程度の温度条件で40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間のプレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を施してレジスト膜を形成する。形成されたレジスト膜を、例えばArF露光装置、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、マスクパターンを介した露光、またはマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等により選択的に露光した後、80〜150℃程度の温度条件で40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間のPEB(露光後加熱)を施す。続いて、アルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いてアルカリ現像処理した後、好ましくは純水を用いて水リンス処理を行い、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
As a resist pattern forming method using the resist composition, a step of forming a resist film on the support using the resist composition, a step of exposing the resist film, and an alkali development of the resist film are performed. Examples thereof include a method including a step of forming a resist pattern.
The resist pattern forming method can be performed, for example, as follows.
That is, first, the resist composition is coated on a support with a spinner or the like, and optionally pre-baked (post-apply bake (PAB) for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds at a temperature of about 80 to 150 ° C. )) To form a resist film. The formed resist film is exposed by exposure through a mask pattern using an exposure apparatus such as an ArF exposure apparatus, an electron beam drawing apparatus, or an EUV exposure apparatus, or by drawing by direct irradiation of an electron beam without using a mask pattern. After the selective exposure, PEB (post-exposure heating) is performed at a temperature of about 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds. Subsequently, after alkali development using an alkali developer, for example, an aqueous solution of 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH), a water rinse treatment is preferably performed using pure water, followed by drying. In some cases, a baking process (post-bake) may be performed after the development process. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、特に、ArFエキシマレーザーに対して有効である。
レジスト膜の露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光であってもよい。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC).
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. The resist composition is particularly effective for ArF excimer laser.
The exposure of the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be immersion exposure.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[合成例1:3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレートの合成]
温度計、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた5L容4つ口フラスコに窒素を充填し、滴下ロートより、ヘプタン980gおよびクロロスルホニルイソシアナート334g(2.4mol)を投入した。内温を5℃に冷却した後、滴下ロートより、ギ酸110g(2.4mol)を、内温5〜8℃を維持できる速度で滴下した。滴下終了後、内温を20℃に昇温し10時間攪拌した。該反応混合液に、滴下ロートより、3−ヒドロキシアダマンチルアクリレート175g(0.79mol)、N−メチルピロリドン525g、4−メトキシフェノール2.1gおよびフェノチアジン2.1gの溶液を、内温20℃以下を維持できる速度で滴下した。内温20〜25℃にて3時間攪拌した後、反応混合物を分液ロートに移送し、上層を廃棄した。得られた下層に酢酸エチル890gおよび水700gを添加し攪拌、静置した後、分液した。該水層に酢酸エチル890gを添加し、再抽出した。2回分の酢酸エチル層を混合した後、水900gで5回洗浄した。次いで7質量%−炭酸水素ナトリウム水溶液400g、水400gで洗浄した。該洗浄後有機層を500gになるまで減圧下濃縮した後、トルエン630gを添加した。内温55℃に加熱した後、3℃まで冷却し再結晶操作を実施した。得られた懸濁液をろ過することによって、下記化学式で表される3−スルファモイルオキシアダンマンチルアクリレート145g(0.48mol)を結晶として得た(収率=61%)。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
[Synthesis Example 1: Synthesis of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate]
A 5 L four-necked flask equipped with a thermometer, a dropping funnel and a stirrer was charged with nitrogen, and 980 g of heptane and 334 g (2.4 mol) of chlorosulfonyl isocyanate were charged from the dropping funnel. After cooling internal temperature to 5 degreeC, 110 g (2.4 mol) of formic acid was dripped from the dropping funnel at the speed | rate which can maintain internal temperature 5-8 degreeC. After completion of dropping, the internal temperature was raised to 20 ° C. and stirred for 10 hours. A solution of 175 g (0.79 mol) of 3-hydroxyadamantyl acrylate, 525 g of N-methylpyrrolidone, 2.1 g of 4-methoxyphenol and 2.1 g of phenothiazine is added to the reaction mixture from an addition funnel at an internal temperature of 20 ° C. or lower. It was dripped at a speed that can be maintained. After stirring at an internal temperature of 20 to 25 ° C. for 3 hours, the reaction mixture was transferred to a separatory funnel and the upper layer was discarded. To the resulting lower layer, 890 g of ethyl acetate and 700 g of water were added, stirred, allowed to stand, and then separated. 890 g of ethyl acetate was added to the aqueous layer and re-extracted. Two ethyl acetate layers were mixed and then washed five times with 900 g of water. Subsequently, it was washed with 400 g of a 7% by mass-aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 400 g of water. After the washing, the organic layer was concentrated under reduced pressure to 500 g, and then 630 g of toluene was added. After heating to an internal temperature of 55 ° C., the mixture was cooled to 3 ° C. and recrystallized. By filtering the resulting suspension, 145 g (0.48 mol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate represented by the following chemical formula was obtained as crystals (yield = 61%).

Figure 2009286870
Figure 2009286870

得られた3−スルファモイルオキシアダンマンチルアクリレートのH−NMR分析結果を以下に示す。
H−NMR(300MHz、DMSO−d、TMS、ppm)δ:7.44(2H,s)、6.26(1H,m)、6.07(1H,m,)、3.34(1H,s)、2.48(3H,s)、2.34(2H,s)、2.04(6H,m)、1.52(2H,s)。
The 1 H-NMR analysis result of the obtained 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate is shown below.
1 H-NMR (300 MHz, DMSO-d 6 , TMS, ppm) δ: 7.44 (2H, s), 6.26 (1H, m), 6.07 (1H, m,), 3.34 ( 1H, s), 2.48 (3H, s), 2.34 (2H, s), 2.04 (6H, m), 1.52 (2H, s).

[合成例2:3−スルファモイルオキシアダマンチルメタクリレートの合成]
3−ヒドロキシアダマンチルアクリレート175g(0.79mol)の替わりに3−ヒドロキシアダマンチルメタクリレート186.7g(0.79mol)を使用した以外は、合成例1と同様の操作を行い、下記化学式で表される3−スルファモイルオキシアダマンチルメタクリレート159.5g(0.51mol)を得た(収率=64%)。
[Synthesis Example 2: Synthesis of 3-sulfamoyloxyadamantyl methacrylate]
The same operation as in Synthesis Example 1 was carried out except that 186.7 g (0.79 mol) of 3-hydroxyadamantyl methacrylate was used instead of 175 g (0.79 mol) of 3-hydroxyadamantyl acrylate. -159.5 g (0.51 mol) of sulfamoyloxyadamantyl methacrylate was obtained (yield = 64%).

Figure 2009286870
Figure 2009286870

得られた3−スルファモイルオキシアダンマンチルメタクリレートのH−NMR分析結果を以下に示す。
H−NMR(300MHz、DMSO−d、TMS、ppm)δ:7.43(2H,s)、5.96(1H,s)、5.62(1H,s)、2.48(2H,s)、2.35(3H,br)、2.23(1H,s)、2.04(6H,m)、1.84(3H,s)1.52(2H,s)。
The 1 H-NMR analysis result of the obtained 3-sulfamoyloxyadamantyl methacrylate is shown below.
1 H-NMR (300 MHz, DMSO-d 6 , TMS, ppm) δ: 7.43 (2H, s), 5.96 (1H, s), 5.62 (1H, s), 2.48 (2H , S), 2.35 (3H, br), 2.23 (1H, s), 2.04 (6H, m), 1.84 (3H, s) 1.52 (2H, s).

[実施例1]
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた100ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル13.0gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を80℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート7.0g(mmol)、アゾビスイソブチロニトリル0.05g(0.3mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル22.6gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後80〜83℃にて3時間攪拌した後、25℃まで冷却し、該反応液をジイソプロピルエーテル309g中に滴下した。生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた粉末をプロピレングリコールモノメチルエーテル28gに溶解し、ジイソプロピルエーテル136gおよび酢酸エチル15gの混合溶媒中に滴下した。生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた粉末を減圧下40℃で8時間乾燥した。質量平均分子量=6100、分子量分散度=1.35の下記式(1)で表される重合体(高分子化合物(1))を5.6g得た(収率=80%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
[Example 1]
After charging 13.0 g of propylene glycol monomethyl ether into a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen introducing tube, a dropping funnel, and a stirring device, nitrogen was bubbled through the nitrogen introducing tube for 15 minutes. Next, after raising the internal temperature to 80 ° C., 7.0 g (mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate, 0.05 g (0.3 mmol) of azobisisobutyronitrile and propylene glycol monomethyl ether 22 were added from the dropping funnel. .6 g of solution was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 80 to 83 ° C. for 3 hours, cooled to 25 ° C., and the reaction solution was dropped into 309 g of diisopropyl ether. The resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained powder was dissolved in 28 g of propylene glycol monomethyl ether and added dropwise to a mixed solvent of 136 g of diisopropyl ether and 15 g of ethyl acetate. The resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained powder was dried at 40 ° C. under reduced pressure for 8 hours. 5.6 g of a polymer (polymer compound (1)) represented by the following formula (1) having a weight average molecular weight = 6100 and a molecular weight dispersity = 1.35 was obtained (yield = 80%). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

[実施例2]
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた100ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル14.8gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を80℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート4.0g(13.3mmol)、3−ヒドロキシアダマンチルアクリレート2.9g(13.1mmol)アゾビスイソブチロニトリル0.06g(0.3mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル26.6gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後80〜83℃にて3時間攪拌した後、該反応液をジイソプロピルエーテル204g中に滴下した。生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた粉末をプロピレングリコールモノメチルエーテル20gに再溶解した。該溶液をジイソプロピルエーテル117gおよび酢酸エチル13gの混合溶媒中に滴下し、生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた固体を減圧下乾燥することによって質量平均分子量5600、分散度1.40の下記式(2)で表される共重合体(高分子化合物(2))5.0gを得た(収率72%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
[Example 2]
14.8 g of propylene glycol monomethyl ether was charged into a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen introducing tube, a dropping funnel, and a stirring device, and then nitrogen was bubbled through the nitrogen introducing tube for 15 minutes. Next, after the internal temperature was raised to 80 ° C., 4.0 g (13.3 mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate and 2.9 g (13.1 mmol) of 3-hydroxyadamantyl acrylate were added from the dropping funnel. A solution of 0.06 g (0.3 mmol) of nitrile and 26.6 g of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 80 to 83 ° C. for 3 hours, and then the reaction solution was dropped into 204 g of diisopropyl ether. The resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained powder was redissolved in 20 g of propylene glycol monomethyl ether. The solution was dropped into a mixed solvent of 117 g of diisopropyl ether and 13 g of ethyl acetate, the resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a mass average molecular weight of 5600 and a dispersity. The copolymer (polymer compound (2)) 5.0g represented by following formula (2) of 1.40 was obtained (yield 72%). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

[実施例3]
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた100ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル14.0gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を80℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート6.1g(20.1mmol)、2−ヒドロキシエチルアクリレート2.4g(20.4mmol)アゾビスイソブチロニトリル0.08g(0.5mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル22.0gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後80〜83℃にて3時間攪拌した後、該反応液をジイソプロピルエーテル204g中に滴下した。生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた粉末をプロピレングリコールモノメチルエーテル20gに再溶解した。該溶液をジイソプロピルエーテル117gおよび酢酸エチル13gの混合溶媒中に滴下し、生じた沈殿を、グラスフィルターを用いてろ過した後、得られた固体を減圧下乾燥することによって質量平均分子量7000、分子量分散度1.50の下記式(3)で表される共重合体(高分子化合物(3))5.9gを得た(収率=70%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
[Example 3]
After charging 14.0 g of propylene glycol monomethyl ether into a 100 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen introduction tube, a dropping funnel, and a stirrer, nitrogen was bubbled through the nitrogen introduction tube for 15 minutes. Next, after raising the internal temperature to 80 ° C., 6.1 g (20.1 mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate and 2.4 g (20.4 mmol) of 2-hydroxyethyl acrylate are added from the dropping funnel. A solution of 0.08 g (0.5 mmol) of nitrile and 22.0 g of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 80 to 83 ° C. for 3 hours, and then the reaction solution was dropped into 204 g of diisopropyl ether. The resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained powder was redissolved in 20 g of propylene glycol monomethyl ether. The solution was dropped into a mixed solvent of 117 g of diisopropyl ether and 13 g of ethyl acetate, and the resulting precipitate was filtered using a glass filter, and then the obtained solid was dried under reduced pressure, whereby a weight average molecular weight of 7000 and a molecular weight dispersion were obtained. 5.9 g of a copolymer (polymer compound (3)) represented by the following formula (3) having a degree of 1.50 was obtained (yield = 70%). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

<実施例4>
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた200ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル33.2gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を78℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート6.10g(20.2mmol)、アダマンチルアクリレート2.79g(13.5mmol)アゾビスイソブチロニトリル0.22g(1.35mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル33.2gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後78〜80℃にて2時間攪拌した後、該反応液をn−ヘキサン300g中に滴下した。デカンテーションによりろ液を除き、生じた沈殿をプロピレングリコールモノメチルエーテル27.6gに再溶解した。該溶液をn−ヘキサン360gおよびイソプロピルアルコール40gの混合溶媒中に滴下し、デカンテーションによりろ液を除き、得られた固体を減圧下乾燥することによって質量平均分子量3800、分散度1.48の下記式(4)で表される共重合体(高分子化合物(4))6.2gを得た(収率70%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
<Example 4>
After charging 33.2 g of propylene glycol monomethyl ether into a 200 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen introducing tube, a dropping funnel, and a stirring device, nitrogen was bubbled through the nitrogen introducing tube for 15 minutes. Subsequently, after raising the internal temperature to 78 ° C., 6.10 g (20.2 mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate and 2.79 g (13.5 mmol) of adamantyl acrylate were added from the dropping funnel to a solution of 0.8% of azobisisobutyronitrile. A solution of 22 g (1.35 mmol) and 33.2 g of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours. After the completion of dropping, the mixture was stirred at 78 to 80 ° C. for 2 hours, and then the reaction solution was dropped into 300 g of n-hexane. The filtrate was removed by decantation, and the resulting precipitate was redissolved in 27.6 g of propylene glycol monomethyl ether. The solution was dropped into a mixed solvent of 360 g of n-hexane and 40 g of isopropyl alcohol, the filtrate was removed by decantation, and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a mass average molecular weight of 3800 and a dispersity of 1.48 shown below. 6.2 g of a copolymer (polymer compound (4)) represented by the formula (4) was obtained (yield 70%). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

<実施例5>
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた200ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル23.3gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を78℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート6.10g(20.2mmol)、アダマンチルアクリレート2.79g(13.5mmol)アゾビスイソブチロニトリル0.14g(0.85mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル42.0gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後78〜80℃にて2時間攪拌した後、該反応液をn−ヘキサン300g中に滴下した。デカンテーションによりろ液を除き、生じた沈殿をプロピレングリコールモノメチルエーテル23.4gに再溶解した。該溶液をn−ヘキサン270gおよびイソプロピルアルコール30gの混合溶媒中に滴下し、デカンテーションによりろ液を除き、得られた固体を減圧下乾燥することによって質量平均分子量6040、分散度1.37の下記式(5)で表される共重合体(高分子化合物(5))3.7gを得た(収率42%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
<Example 5>
After charging 23.3 g of propylene glycol monomethyl ether into a 200 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a dropping funnel, and a stirrer, nitrogen was bubbled through the nitrogen inlet tube for 15 minutes. Subsequently, after raising the internal temperature to 78 ° C., 6.10 g (20.2 mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate and 2.79 g (13.5 mmol) of adamantyl acrylate were added from the dropping funnel to a solution of 0.8% of azobisisobutyronitrile. A solution of 14 g (0.85 mmol) and 42.0 g of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours. After the completion of dropping, the mixture was stirred at 78 to 80 ° C. for 2 hours, and then the reaction solution was dropped into 300 g of n-hexane. The filtrate was removed by decantation, and the resulting precipitate was redissolved in 23.4 g of propylene glycol monomethyl ether. The solution was dropped into a mixed solvent of 270 g of n-hexane and 30 g of isopropyl alcohol, the filtrate was removed by decantation, and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a mass average molecular weight of 6040 and a dispersity of 1.37 shown below. 3.7 g of a copolymer (polymer compound (5)) represented by the formula (5) was obtained (42% yield). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

<実施例6>
温度計、窒素導入管、滴下ロート、攪拌装置を取り付けた200ml容四つ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル37.0gを仕込んだ後、窒素導入管より15分間窒素をバブリングした。次いで内温を80℃に昇温した後、滴下ロートより3−スルファモイルオキシアダマンチルアクリレート9.0g(29.9mmol)、アダマンチルアクリレート1.54g(7.5mmol)、アゾビスイソブチロニトリル0.17g(1.9mmol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル69.6gの溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後80℃にて2時間攪拌した後、該反応液をジイソプロピルエーテル2200g中に滴下した。生じた沈殿をグラスフィルターを用いてろ過した後、得られた固体を減圧下乾燥することによって質量平均分子量4300、分散度1.31の下記式(6)で表される共重合体(高分子化合物(6))7.7gを得た(収率73%)。式中、( )の右下の数値は、該数値が付された構成単位の割合(モル%)を示す。
<Example 6>
After charging 37.0 g of propylene glycol monomethyl ether into a 200 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen introduction tube, a dropping funnel, and a stirrer, nitrogen was bubbled through the nitrogen introduction tube for 15 minutes. Next, after raising the internal temperature to 80 ° C., 9.0 g (29.9 mmol) of 3-sulfamoyloxyadamantyl acrylate, 1.54 g (7.5 mmol) of adamantyl acrylate, azobisisobutyronitrile 0 from the dropping funnel A solution of .17 g (1.9 mmol) and 69.6 g of propylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then the reaction solution was dropped into 2200 g of diisopropyl ether. The resulting precipitate was filtered using a glass filter, and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a copolymer (polymer) represented by the following formula (6) having a mass average molecular weight of 4300 and a dispersity of 1.31. Compound (6)) 7.7g was obtained (yield 73%). In the formula, the numerical value on the lower right of () indicates the proportion (mol%) of the structural unit to which the numerical value is attached.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

[参考例1〜6]
表1に示す各成分を混合、溶解してネガ型のレジスト組成物を調製した。
[Reference Examples 1 to 6]
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a negative resist composition.

Figure 2009286870
Figure 2009286870

表1中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−1:前記高分子化合物(1)。
(A)−2:前記高分子化合物(2)。
(A)−4:前記高分子化合物(4)。
(A)−5:前記高分子化合物(5)。
(A)−6:前記高分子化合物(6)。
(A)−1’:上記式(1)で示される質量平均分子量が5000の重合体。
(B)−2:トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート。
(C)−1:下記化学式(C)−1で表される化合物(テトラメトキシメチル化グリコールウリル、製品名:ニカラックMX−270、三和ケミカル社製)。
(D)−1:トリイソプロパノールアミン。
(S)−1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)。
Each abbreviation in Table 1 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(A) -1: the polymer compound (1).
(A) -2: the polymer compound (2).
(A) -4: The polymer compound (4).
(A) -5: The polymer compound (5).
(A) -6: the polymer compound (6).
(A) -1 ′: a polymer having a mass average molecular weight of 5000 represented by the above formula (1).
(B) -2: Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate.
(C) -1: A compound represented by the following chemical formula (C) -1 (tetramethoxymethylated glycoluril, product name: Nicalac MX-270, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
(D) -1: Triisopropanolamine.
(S) -1: Propylene glycol monomethyl ether (PGME).

Figure 2009286870
Figure 2009286870

得られたレジスト組成物を用いて、以下の評価を行った。
[残膜特性の評価]
有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチシリコンウェーハ上に均一に塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。
該有機系反射防止膜上に、上記レジスト組成物を、それぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、90℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚160nmのレジスト膜を形成した。
該レジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S302(製品名、Nikon社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、0〜30mJ/cmの露光量で露光した。その後、110℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像し、その後30秒間水洗し、乾燥した。
このとき、露光量の変化による残膜率(単位:%、現像後のレジスト膜厚/成膜時(露光前)のレジスト膜厚×100)の変化から、残膜曲線を求めた。その結果、参考例1〜6のレジスト組成物すべてが良好なコントラストを示した。また、最大の残膜率(残膜率の収束値)はそれぞれ、参考例1(73%)、参考例2(96%)、参考例3(99.6%)、参考例4(60%)、参考例5(100%)、参考例6(70%)であった。
以上の結果から、参考例1〜6のレジスト組成物が、残膜特性に優れており、ネガ型レジスト組成物として機能することが確認された。
The following evaluation was performed using the obtained resist composition.
[Evaluation of residual film properties]
An organic antireflective coating composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is uniformly applied on an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed.
The resist composition is applied onto the organic antireflection film using a spinner, pre-baked (PAB) at 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate, and dried to obtain a film thickness. A 160 nm resist film was formed.
An ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film with an ArF exposure apparatus NSR-S302 (product name, manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). It exposed with the exposure amount of 30 mJ / cm < 2 >. Thereafter, a post-exposure heating (PEB) treatment was performed at 110 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by washing with water for 30 seconds and drying. did.
At this time, a residual film curve was obtained from the change in the residual film ratio (unit:%, resist film thickness after development / resist film thickness during film formation (before exposure) × 100) due to the change in exposure amount. As a result, all the resist compositions of Reference Examples 1 to 6 showed good contrast. Moreover, the maximum remaining film rate (convergence value of the remaining film rate) is respectively Reference Example 1 (73%), Reference Example 2 (96%), Reference Example 3 (99.6%), and Reference Example 4 (60%). ), Reference Example 5 (100%), and Reference Example 6 (70%).
From the above results, it was confirmed that the resist compositions of Reference Examples 1 to 6 were excellent in residual film characteristics and functioned as negative resist compositions.

[リソグラフィー特性の評価]
有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチシリコンウェーハ上に均一に塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。
該有機系反射防止膜上に、参考例2のレジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、90℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚160nmのレジスト膜を形成した。
該レジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S302(製品名、Nikon社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターンを介して、選択的に照射した。その後、110℃で60秒間のPEB処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で60秒間現像し、その後30秒間水洗し、乾燥した。
その結果、ライン幅250nm、ピッチ500nmのラインアンドスペースのレジストパターン(LSパターン)の解像が確認された。
このとき、ライン幅250nm、ピッチ500nmのLSパターンが形成される最適露光量Eop(mJ/cm)を「感度」として求めた。その結果、参考例2のEopは35mJ/cmであった。
また、「解像性」として、上記Eopにおける限界解像度(nm)を、測長SEM(走査型電子顕微鏡)S−9220(Hitachi社製)を用いて求めた。その結果、参考例2の限界解像度は150nmであった。
[Evaluation of lithography properties]
An organic antireflective coating composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is uniformly applied on an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 77 nm was formed.
On the organic antireflection film, the resist composition of Reference Example 2 was applied using a spinner, prebaked (PAB) at 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate, and dried to form a film. A resist film having a thickness of 160 nm was formed.
An ArF excimer laser (193 nm) is applied to the resist film by using an ArF exposure apparatus NSR-S302 (product name, manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination) as a mask pattern. Selectively irradiated. Thereafter, PEB treatment was carried out at 110 ° C. for 60 seconds, followed by development with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by washing with water for 30 seconds and drying.
As a result, the resolution of a line-and-space resist pattern (LS pattern) having a line width of 250 nm and a pitch of 500 nm was confirmed.
At this time, the optimum exposure dose Eop (mJ / cm 2 ) at which an LS pattern having a line width of 250 nm and a pitch of 500 nm was formed was determined as “sensitivity”. As a result, the Eop of Reference Example 2 was 35 mJ / cm 2 .
In addition, as “resolution”, the limit resolution (nm) in the Eop was determined using a length measurement SEM (scanning electron microscope) S-9220 (manufactured by Hitachi). As a result, the limit resolution of Reference Example 2 was 150 nm.

上記の結果から、本発明の高分子化合物が、レジスト組成物の基材成分として有用であることが確認できた。   From the above results, it was confirmed that the polymer compound of the present invention was useful as a base component of the resist composition.

Claims (5)

下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物。
Figure 2009286870
[式(a0−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子または任意の位置に酸素原子を含んでいてもよいアルキル基を表すか、または両者が結合してアルキレン基を表し、Wは任意の位置に酸素原子を含んでいてもよい環状のアルキレン基を表す。]
The high molecular compound which has a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1).
Figure 2009286870
[In Formula (a0-1), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom. Or, it represents an alkyl group which may contain an oxygen atom at any position, or they are bonded to each other to represent an alkylene group, and W represents a cyclic alkylene group which may contain an oxygen atom at any position. . ]
前記一般式(a0−1)中のRが水素原子である請求項1記載の高分子化合物。 The polymer compound according to claim 1, wherein R 2 in the general formula (a0-1) is a hydrogen atom. 前記一般式(a0−1)中のRおよびRが水素原子である請求項1記載の高分子化合物。 The polymer compound according to claim 1, wherein R 2 and R 3 in the general formula (a0-1) are hydrogen atoms. さらに、水酸基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の高分子化合物。   Furthermore, the high molecular compound as described in any one of Claims 1-3 which has a structural unit induced | guided | derived from the acrylate ester containing a hydroxyl group. さらに、非酸解離性のアクリル酸環状アルキルエステルから誘導される構成単位を有する請求項1〜4のいずれかに記載の高分子化合物。   Furthermore, the high molecular compound in any one of Claims 1-4 which has the structural unit induced | guided | derived from the non-acid dissociable acrylic acid cyclic alkylester.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110046326A (en) * 2009-10-28 2011-05-04 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Positive resist composition, resist pattern formation method, high molecular compound
JP2011118123A (en) * 2009-12-02 2011-06-16 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method for forming resist pattern

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086615A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Fujifilm Corp Positive photosensitive composition, compound for use in the positive photosensitive composition, resin for use in the positive photosensitive composition and pattern forming method using the positive photosensitive composition
JP2008082225A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Mazda Motor Corp Cooling device for engine
JP2008084981A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Gallery
JP2008223000A (en) * 2007-02-15 2008-09-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Polymeric compound, resist composition, and method for formation of resist pattern
JP2009237378A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Fujifilm Corp Negative resist composition and method for forming pattern using the same
JP2009237170A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujifilm Corp Negative resist composition and method for forming resist pattern using the same
JP2009286720A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Kuraray Co Ltd alpha-SUBSTITUTED ACRYLATE DERIVATIVE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2009286721A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Kuraray Co Ltd alpha-SUBSTITUTED ACRYLATE DERIVATIVE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2009288441A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method of forming resist pattern

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086615A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Fujifilm Corp Positive photosensitive composition, compound for use in the positive photosensitive composition, resin for use in the positive photosensitive composition and pattern forming method using the positive photosensitive composition
JP2008084981A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Gallery
JP2008082225A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Mazda Motor Corp Cooling device for engine
JP2008223000A (en) * 2007-02-15 2008-09-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Polymeric compound, resist composition, and method for formation of resist pattern
JP2009237170A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujifilm Corp Negative resist composition and method for forming resist pattern using the same
JP2009237378A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Fujifilm Corp Negative resist composition and method for forming pattern using the same
JP2009286720A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Kuraray Co Ltd alpha-SUBSTITUTED ACRYLATE DERIVATIVE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2009286721A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Kuraray Co Ltd alpha-SUBSTITUTED ACRYLATE DERIVATIVE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2009288441A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method of forming resist pattern

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110046326A (en) * 2009-10-28 2011-05-04 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Positive resist composition, resist pattern formation method, high molecular compound
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