JP3173368B2 - Polymer compound and chemically amplified positive resist material - Google Patents

Polymer compound and chemically amplified positive resist material

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JP3173368B2 JP09020396A JP9020396A JP3173368B2 JP 3173368 B2 JP3173368 B2 JP 3173368B2 JP 09020396 A JP09020396 A JP 09020396A JP 9020396 A JP9020396 A JP 9020396A JP 3173368 B2 JP3173368 B2 JP 3173368B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ベース樹脂として
レジスト材料に配合すると、露光前後のアルカリ溶解速
度コントラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有
し、特に超LSI製造用の微細パターン形成材料として
好適な化学増幅ポジ型レジスト材料を与える高分子化合
物及びこの化合物を含有する化学増幅ポジ型レジスト材
料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preparing a base resin, which has a significantly high alkali dissolution rate contrast before and after exposure, a high sensitivity and a high resolution, and The present invention relates to a polymer compound that provides a chemically amplified positive resist material suitable as a pattern forming material, and a chemically amplified positive resist material containing the compound.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
微細化が求められているなか、次世代の微細加工技術と
して遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫
外線リソグラフィーは、0.5μm以下の加工も可能で
あり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に
対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能にな
る。
2. Description of the Related Art In recent years,
As the integration and speed of LSIs have been increasing and the pattern rules have been required to be finer, far-ultraviolet lithography is expected as a next-generation fine processing technology. The deep ultraviolet lithography can process 0.5 μm or less, and when a resist material having low light absorption is used, a pattern having a side wall nearly perpendicular to the substrate can be formed.

【0003】近年開発された酸を触媒とした化学増幅型
ポジ型レジスト材料(特公平2−27660号、特開昭
63−27829号公報等記載)は、遠紫外線の光源と
して高輝度なKrFエキシマレーザーを利用し、感度、
解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特徴を有
した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料
として期待されている。
A recently developed acid-catalyzed chemically amplified positive resist material (described in Japanese Patent Publication No. 2-27660 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27829) is a highly luminous KrF excimer as a light source for far ultraviolet rays. Using a laser, sensitivity,
It is expected to be a particularly promising resist material for deep-ultraviolet lithography having high resolution and dry etching resistance and excellent characteristics.

【0004】このような化学増幅型ポジ型レジスト材料
としては、ベースポリマー、酸発生剤からなる二成分
系、ベースポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶
解制御剤からなる三成分系が知られている。
As such a chemically amplified positive resist material, a two-component system comprising a base polymer and an acid generator, and a three-component system comprising a base polymer, an acid generator and a dissolution controlling agent having an acid labile group are available. Are known.

【0005】例えば、特開昭62−115440号公報
にはポリ−4−tert−ブトキシスチレンと酸発生剤
からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似した
ものとして特開平3−223858号公報に分子内にt
ert−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からなる二
成分系レジスト材料、更には特開平4−211258号
公報にはメチル基、イソプロピル基、tert−ブチル
基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基含有
ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分系の
レジスト材料が提案されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-115440 proposes a resist material comprising poly-4-tert-butoxystyrene and an acid generator, and a similar resist material is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-223858. T in the molecule
A two-component resist material comprising a resin having an tert-butoxy group and an acid generator. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-21258 discloses a polymethacrylate containing a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group and a trimethylsilyl group. A two-component resist material comprising hydroxystyrene and an acid generator has been proposed.

【0006】更に、特開平6−100488号公報には
ポリ「3,4−ビス(2−テトラヒドロピラニルオキ
シ)スチレン」、ポリ「3,4−ビス(tert−ブト
キシカルボニルオキシ)スチレン」、ポリ「3,5−ビ
ス(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン」等の
ポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなるレ
ジスト材料が提案されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-100488 discloses poly "3,4-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene", poly "3,4-bis (tert-butoxycarbonyloxy) styrene", A resist material comprising a polydihydroxystyrene derivative such as "3,5-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene" and an acid generator has been proposed.

【0007】しかしながら、これらレジスト材料は、レ
ジスト膜の溶解速度のコントラストが十分でなく、感度
及び解像度が満足できるものでなかったり、プロセス適
応性が十分でないなど、いずれも問題を有しており、未
だ実用化に至っていないのが現状であり、これら問題の
改善が望まれる。
However, these resist materials have problems such as insufficient contrast of the dissolution rate of the resist film, unsatisfactory sensitivity and resolution, and insufficient process adaptability. At present, it has not yet been put to practical use, and improvement of these problems is desired.

【0008】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ベース樹脂としてレジスト材料に配合した場合、従来の
レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕
度、プロセス適応性を有する化学増幅ポジ型レジスト材
料を与える高分子化合物及びこの高分子化合物をベース
樹脂として使用した化学増幅ポジ型レジスト材料を提供
することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances,
When compounded in a resist material as a base resin, a polymer compound that provides a chemically amplified positive resist material having higher sensitivity, higher resolution, exposure latitude and process adaptability than conventional resist materials, and this polymer compound as a base resin An object of the present invention is to provide a chemically amplified positive resist material used as a resist.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、後述する方法により下記一般式(1)で示される繰
り返し単位を有し、あるいは下記一般式(2)で示さ
れ、重量平均分子量が3,000〜300,000の新
規高分子化合物が得られると共に、これら高分子化合物
をベース樹脂として用い、これに酸発生剤等を添加した
化学増幅ポジ型レジスト材料、特に酸発生剤に加え、重
量平均分子量が100〜1,000で、フェノール性水
酸基の水素原子を酸不安定基により全体として平均10
〜100%の割合で置換した化合物からなる溶解制御剤
或いは重量平均分子量が1,000を超え3,000以
下で、かつ分子内にフェノール性水酸基を有する化合物
の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により
全体として平均0%を超え60%以下の割合で部分置換
した化合物からなる溶解制御剤を含有してなる化学増幅
ポジ型レジスト材料やこれに塩基性化合物を更に配合し
てなる化学増幅ポジ型レジスト材料が、高感度及び高解
像度で露光余裕度、プロセス適応性に優れ、実用性が高
く、精密な微細加工に有利であり、超LSI用などに非
常に有効なレジスト材料を与える化学増幅ポジ型レジス
ト材料が得られることを見出した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has a repeating unit represented by the following general formula (1) by a method described later. Or a new polymer compound having a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000 represented by the following general formula (2), and using these polymer compounds as a base resin, In addition to the added chemically amplified positive resist material, particularly the acid generator, the weight average molecular weight is 100 to 1,000, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is 10 times on average due to the acid labile group.
A dissolution controlling agent comprising a compound substituted at a ratio of from 100% to 100%, or a compound having a weight average molecular weight of more than 1,000 and not more than 3,000 and having a phenolic hydroxyl group in the molecule, and converting the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group into an acid. A chemically amplified positive resist material containing a dissolution controlling agent consisting of a compound partially substituted with an unstable group at an average of more than 0% and not more than 60% on the whole, or a chemical obtained by further blending a basic compound with the resist. Amplified positive resist material has high sensitivity, high resolution, excellent exposure latitude, excellent process adaptability, high practicability, is advantageous for precision microfabrication, and provides a very effective resist material for VLSI etc. It has been found that a chemically amplified positive resist material can be obtained.

【0010】[0010]

【化8】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。)
Embedded image (Where R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom, and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3) is there.)

【0011】[0011]

【化9】 Embedded image

【0012】なお、式(1)、(2)において、上記酸
不安定基は、下記式(16)又は(17)で示される
基、テトラヒドロピラニル基、テトラフラニル基、又は
トリアルキルシリル基である。
In the formulas (1) and (2), the acid labile group is a group represented by the following formula (16) or (17), a tetrahydropyranyl group, a tetrafuranyl group, or a trialkylsilyl group. is there.

【化10】 (但し、式中R15、R16はそれぞれ独立して水素原子又
は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、R17は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基である。また、R18は炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基であり、aは0又は1
である。)
Embedded image Wherein R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 18 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is 0 or 1
It is. )

【0013】この場合、上記一般式(1)の繰り返し単
位を有する高分子化合物は、フェノール性水酸基の一部
が酸不安定基で保護されているものである。このような
高分子化合物をアルカリ可溶性樹脂として化学増幅ポジ
型レジスト材料に配合した場合、分子内に残存するフェ
ノール性水酸基により分子間又は酸発生剤、溶解制御剤
との間に強い水素結合が発生し、露光、加熱、現像のパ
ターニングプロセスにおいて、未露光部ではアルカリに
対する溶解速度が強く制御され、露光部ではマトリック
スであるベース樹脂の酸不安定基部分が分解され、水素
結合がはずれることによってアルカリ水溶液に対する溶
解速度が急速に促進されるものである。
In this case, the polymer compound having the repeating unit represented by the above general formula (1) has a part of the phenolic hydroxyl group protected by an acid labile group. When such a polymer compound is blended into a chemically amplified positive resist material as an alkali-soluble resin, strong hydrogen bonds are generated between molecules or between an acid generator and a dissolution controlling agent due to phenolic hydroxyl groups remaining in the molecule. In the patterning process of exposure, heating, and development, the dissolution rate of alkali in the unexposed area is strongly controlled, and in the exposed area, the acid labile groups of the base resin, which is the matrix, are decomposed, and the hydrogen bond is released. The dissolution rate in an aqueous solution is rapidly promoted.

【0014】なお、ポリ多価ヒドロキシスチレンのフェ
ノール性水酸基の全てがtert−ブトキシカルボニル
基(tert−BOC基)等の酸不安定基で保護された
例えばポリジtert−ブトキシカルボニルオキシスチ
レンは公知であるが、本発明者の検討によると、これは
フェノール性水酸基が存在しないために基板との密着性
が悪いものである。また、ポリ多価ヒドロキシスチレン
のフェノール性水酸基の全てがtert−BOC基の酸
不安定基で保護されると、露光後に生じる分解物(イソ
ブチレン、炭酸ガス)が多量に発生してスカムの原因に
なるという問題がある。
[0014] For example, polydi-tert-butoxycarbonyloxystyrene in which all of the phenolic hydroxyl groups of the polypolyhydroxystyrene are protected by an acid labile group such as a tert-butoxycarbonyl group (tert-BOC group) is known. However, according to the study of the present inventor, this has poor adhesion to the substrate because there is no phenolic hydroxyl group. Also, if all of the phenolic hydroxyl groups of the polyhydric hydroxystyrene are protected by the acid labile groups of the tert-BOC group, a large amount of decomposed substances (isobutylene, carbon dioxide) generated after exposure may cause scum. Problem.

【0015】更に、従来の部分tert−BOC化ポリ
ヒドロキシスチレンの分解後の溶解速度は3,000Å
/secと遅いものであるが、本発明に係る部分ter
t−BOC化ポリ多価ヒドロキシスチレンの溶解速度は
10,000Å/secであり、本発明の高分子化合物
及びこれを含有するレジスト材料は極めて高い効果を有
するものである。
Further, the dissolution rate of the conventional partially tert-BOC-modified polyhydroxystyrene after decomposition is 3,000 °.
/ Sec, but the part ter according to the present invention
The dissolution rate of t-BOC-modified polypolyhydroxystyrene is 10,000 ° / sec, and the polymer compound of the present invention and a resist material containing the same have extremely high effects.

【0016】これらのことから、上記式(1)の繰り返
し単位を有する高分子化合物をベース樹脂として使用し
た化学増幅ポジ型レジスト材料は、レジスト膜の露光
部、未露光部のアルカリ水溶液に対する溶解速度のコン
トラストが従来のものより極めて高く、結果的に高感度
及び高解像性を有するレジスト材料となること、更に上
記式(2)の高分子化合物についても上記と同様の特性
を有し、この共重合体をベース樹脂として配合した化学
増幅ポジ型レジスト材料は、上記の優れた性能を有し、
かつパターンの寸法制御、パターンの形状コントロール
を組成により任意に行うことが可能であり、プロセス適
応性にも優れた化学増幅ポジ型レジスト材料となること
を知見し、本発明をなすに至ったものである。
From these facts, the chemically amplified positive resist material using a polymer having a repeating unit represented by the above formula (1) as a base resin can dissolve exposed and unexposed portions of a resist film in an aqueous alkali solution. Is significantly higher than the conventional one, resulting in a resist material having high sensitivity and high resolution. Further, the polymer compound of the above formula (2) also has the same properties as described above. The chemically amplified positive resist material blended with a copolymer as a base resin has the above excellent performance,
In addition, it is possible to arbitrarily control the dimension of the pattern and the shape of the pattern by the composition, and it has been found that the resist is a chemically amplified positive resist material having excellent process adaptability, and has led to the present invention. It is.

【0017】即ち、本発明は、 (i)上記一般式(1)で示される1種又は2種以上の
繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3,000〜3
00,000であることを特徴とする高分子化合物、 (ii)上記一般式(2)で示され、重量平均分子量が
3,000〜300,000であることを特徴とする
(i)記載の高分子化合物、 (iii)分子量分布が1.0〜1.5の単分散ポリマ
ーである(i)又は(ii)記載の高分子化合物、 (iv)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iii)のいずれ
か1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 (v)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iii)のいずれ
か1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物を含有してなることを特徴とする化学増幅
ポジ型レジスト材料、 (vi)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iii)のいずれ
か1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物を含有してなることを特徴
とする化学増幅ポジ型レジスト材料、 (vii)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iii)のいずれ
か1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60%
以下の割合で部分置換した化合物を含有してなることを
特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料、 (viii)(D)成分の溶解制御剤が後述する式
(4)〜(14)で示されるフェノール性水酸基を有す
る化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物の該フ
ェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により置換し
たものである(v)又は(vii)記載の化学増幅ポジ
型レジスト材料、 (ix)(E)成分の溶解制御剤が上記式(15)で示
される繰り返し単位を有する化合物から選ばれる1種又
は2種以上の化合物である(vi)又は(vii)記載
の化学増幅ポジ型レジスト材料、 (x)更に、(F)添加剤として塩基性化合物を配合し
たことを特徴とする(iv)乃至(ix)のいずれか1
項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料、及び、 (xi)(C)成分の酸発生剤がオニウム塩である(i
v)乃至(x)のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レ
ジスト材料を提供する。
That is, the present invention provides: (i) one or more kinds of repeating units represented by the above general formula (1), and a weight average molecular weight of 3,000 to 3;
(Ii) the polymer compound represented by the general formula (2), wherein the weight average molecular weight is 3,000 to 300,000. A polymer compound, (iii) a polymer compound according to (i) or (ii), which is a monodisperse polymer having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.5, (iv) (A) an organic solvent, and (B) a base resin. (I) A chemically amplified positive resist material comprising the polymer compound according to any one of (i) to (iii), (C) an acid generator, (v) (A) an organic solvent (B) The polymer compound according to any one of (i) to (iii) as the base resin; (C) an acid generator; and (D) a dissolution controlling agent having a weight average molecular weight of 100 to 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 10 to 100%. (Vi) (A) an organic solvent; (B) a polymer compound according to any one of (i) to (iii) as a base resin; (C) an acid generator (E). A compound having a weight average molecular weight of more than 1,000 and not more than 3,000 as a dissolution controlling agent and having a phenolic hydroxyl group in the molecule and having a hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group exceeding 0% as a whole due to an acid labile group. A chemically amplified positive resist material comprising a partially substituted compound in a proportion of 60% or less, (vii) (A) an organic solvent, (B) a base resin, ) To (weight average molecular weight as the polymer compound (C) an acid generator (D) dissolution controlling agent according to any one of iii) is 100 to 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole. Agent having a weight average molecular weight of 1,000
The average of more than 0% and more than 60% of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of more than 0 to 3,000 or less by an acid labile group.
(Viii) The dissolution controlling agent of the component (D) is represented by the formulas (4) to (14) described below, wherein the chemically amplified positive resist composition contains a compound partially substituted in the following ratio. The chemically amplified positive resist according to (v) or (vii), wherein one or two or more compounds selected from compounds having a phenolic hydroxyl group are obtained by replacing a hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group with an acid labile group. (Ix) The chemical according to (vi) or (vii), wherein the dissolution controlling agent of the component (ix) (E) is one or more compounds selected from compounds having a repeating unit represented by the above formula (15). (X) further comprising (F) a basic compound as an additive;
And (xi) the acid generator of the component (C) is an onium salt (i)
v) A chemically amplified positive resist material according to any one of the above items x to x.

【0018】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の第1発明の高分子化合物は、下記一般式
(1)で示される1種又は2種以上の繰り返し単位から
なるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The polymer compound of the first invention of the present invention comprises one or more kinds of repeating units represented by the following general formula (1).

【0019】[0019]

【化11】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。)
Embedded image (Where R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom, and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3) is there.)

【0020】次に、本発明の第2発明の高分子化合物
は、下記一般式(2)で示される共重合体である。
Next, the polymer compound of the second invention of the present invention is a copolymer represented by the following general formula (2).

【0021】[0021]

【化12】 Embedded image

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】ここで、上記式(1)、(2)において、
酸不安定基としては下記式(16)又は(17)で示さ
れる基、テトラヒドロピラニル基、テトラフラニル基、
又はトリアルキルシリル基である。
Here, in the above equations (1) and (2),
Examples of the acid labile group include a group represented by the following formula (16) or (17), a tetrahydropyranyl group, a tetrafuranyl group,
Or a trialkylsilyl group.

【0025】[0025]

【化14】 (但し、式中R15、R16はそれぞれ独立して水素原子又
は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、R17は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基である。また、R18は炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基であり、aは0又は1
である。)
Embedded image Wherein R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 18 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is 0 or 1
It is. )

【0026】なお、直鎖状、分岐状のアルキル基として
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、iso−ブチル基、tert−ブチ
ル基等を例示でき、環状のアルキル基としては、シクロ
ヘキシル基等を例示することができる。
Examples of the linear or branched alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group and a tert-butyl group. Examples of the alkyl group include a cyclohexyl group and the like.

【0027】ここで、上記式(16)で示される酸不安
定基として、具体的には、例えばメトキシエチル基、エ
トキシエチル基、n−プロポキシエチル基、iso−プ
ロポキシエチル基、n−ブトキシエチル基、iso−ブ
トキシエチル基、tert−ブトキシエチル基、シクロ
ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシ
プロピル基、1−メトキシ−1−メチル−エチル基、1
−エトキシ−1−メチル−エチル基等が挙げられ、上記
式(17)の酸不安定基として、例えばtert−ブト
キシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチ
ル基等が挙げられる。また、上記トリアルキルシリル基
としては、トリメチルシリル基、トリ−tert−ブチ
ルジメチルシリル基などの各アルキル基の炭素数が1〜
6のものが挙げられる。
Here, specific examples of the acid labile group represented by the above formula (16) include, for example, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, n-propoxyethyl group, iso-propoxyethyl group, n-butoxyethyl Group, iso-butoxyethyl group, tert-butoxyethyl group, cyclohexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, 1-methoxy-1-methyl-ethyl group, 1
-Ethoxy-1-methyl-ethyl group and the like, and examples of the acid labile group of the above formula (17) include a tert-butoxycarbonyl group and a tert-butoxycarbonylmethyl group. Further, as the trialkylsilyl group, each alkyl group such as a trimethylsilyl group and a tri-tert-butyldimethylsilyl group has 1 to 1 carbon atoms.
6 are mentioned.

【0028】本発明の上記式(1)で示される繰り返し
単位を有する高分子化合物は、上述したように式(1)
に包含される1種の単位から構成されていてもよく、2
種以上の単位から構成されていてもよい。また、式
(2)で示される化合物において、各単位(2a)、
(2b)、(2c)、(2d)はそれぞれ各単位に包含
される1種の単位から構成されていても、2種以上の単
位から構成されていてもよい。
The high molecular compound having a repeating unit represented by the above formula (1) of the present invention can be obtained by reacting the compound represented by the formula (1) as described above.
May be composed of one kind of unit included in
It may be composed of more than one unit. In the compound represented by the formula (2), each unit (2a),
(2b), (2c) and (2d) each may be composed of one type of unit included in each unit, or may be composed of two or more types of units.

【0029】[0029]

【化15】 Embedded image

【0030】ここで、本発明の高分子化合物は、これを
ベース樹脂として配合した化学増幅ポジ型レジスト材料
の特性を考慮すると、2種又はそれ以上の酸不安定基を
含有することが好ましい。この場合、2種以上の酸不安
定基としては、上記式(16)で示されるアルコキシア
ルキル基と上記式(17)で示される基の組み合わせと
することが好ましい。
Here, the polymer compound of the present invention preferably contains two or more acid labile groups in consideration of the characteristics of a chemically amplified positive resist material blended with the polymer as a base resin. In this case, as the two or more acid labile groups, a combination of the alkoxyalkyl group represented by the above formula (16) and the group represented by the above formula (17) is preferable.

【0031】また、上記式(1)、(2)において、n
は2又は3である。nとして2あるいは3を選択するこ
とによって、酸不安定基が分解した後、水酸基が生じる
が、水酸基の数が2あるいは3と多くなるに従って酸性
度が高まり、アルカリ溶解速度のコントロールが任意に
可能となる。mは1、2又は3であるが、合成上の容易
さ、アルカリ溶解速度のコントロール性等の点からm=
2であることが好ましい。
In the above formulas (1) and (2), n
Is 2 or 3. By selecting 2 or 3 as n, a hydroxyl group is formed after the acid labile group is decomposed, but the acidity increases as the number of hydroxyl groups increases to 2 or 3, and the alkali dissolution rate can be arbitrarily controlled. Becomes m is 1, 2 or 3, but from the viewpoints of ease of synthesis and controllability of alkali dissolution rate, m =
It is preferably 2.

【0032】更に、式(2)において、p、qは正数、
r、sは0又は正数であり、0<(p+q)/(p+q
+r+s)≦1、好ましくは0<(p+q)/(p+q
+r+s)≦0.7、より好ましくは(p+q)/(p
+q+r+s)が0.05〜0.7の範囲である。p、
qが0となると、アルカリ溶解速度のコントラストが少
なくなり、解像度が悪くなる。一方、(p+q)/(p
+q+r+s)が0.7を超えると、アルカリ現像の際
に膜厚変化や膜内応力又は気泡の発生を引き起こした
り、親水基が少なくなるために基板との密着性に劣る場
合がある。
Further, in the equation (2), p and q are positive numbers,
r and s are 0 or positive numbers, and 0 <(p + q) / (p + q
+ R + s) ≦ 1, preferably 0 <(p + q) / (p + q
+ R + s) ≦ 0.7, more preferably (p + q) / (p
+ Q + r + s) is in the range of 0.05 to 0.7. p,
When q is 0, the contrast of the alkali dissolution rate decreases, and the resolution deteriorates. On the other hand, (p + q) / (p
If (+ q + r + s) exceeds 0.7, it may cause a change in film thickness, the generation of stress in the film or the generation of bubbles during alkali development, or the adhesion to the substrate may be poor due to a decrease in the number of hydrophilic groups.

【0033】なお、p+q+r+s全体中のpの割合
は、更に好ましくはそれぞれ0.05〜0.8(モル
比)、特に0.05〜0.5であり、qの割合は0.2
〜0.95(モル比)、特に0.3〜0.95である。
また、r、sの好適範囲はいずれも0〜0.5、特に
0.05〜0.3である。
The proportion of p in the total of p + q + r + s is more preferably 0.05 to 0.8 (molar ratio), particularly 0.05 to 0.5, and the proportion of q is 0.2
To 0.95 (molar ratio), particularly 0.3 to 0.95.
The preferred ranges of r and s are all 0 to 0.5, particularly 0.05 to 0.3.

【0034】上記式(1)又は(2)の高分子化合物に
おいて、上記酸不安定基の含有量は、レジスト膜の溶解
速度のコントラストに影響し、パターン寸法制御、パタ
ーン形状等のレジスト材料の特性にかかわるものであ
る。
In the polymer compound of the above formula (1) or (2), the content of the acid labile group affects the contrast of the dissolution rate of the resist film, and controls the dimension of the pattern and the shape of the resist material. It is related to characteristics.

【0035】上記式(1)又は(2)の高分子化合物
は、それぞれ重量平均分子量(測定法は後述の通りであ
る)が3,000〜300,000、好ましくは3,0
00〜30,000である必要がある。重量平均分子量
が3,000に満たないとレジスト材料が耐熱性に劣る
ものとなり、300,000を超えるとアルカリ溶解性
が低下し、パターン形成後に裾引き現象が生じやすくな
ってしまう。なお、式(2)において、p+q+r+s
はその高分子化合物を上記重量平均分子量とする数であ
る。
Each of the polymer compounds of the above formulas (1) and (2) has a weight average molecular weight (the measuring method is as described later) of 3,000 to 300,000, preferably 30,0.
It needs to be 00 to 30,000. If the weight average molecular weight is less than 3,000, the resist material will have poor heat resistance. If it exceeds 300,000, the alkali solubility will decrease, and the footing phenomenon will easily occur after pattern formation. Note that in equation (2), p + q + r + s
Is a number with the high molecular compound as the above weight average molecular weight.

【0036】更に、上記高分子化合物においては、分子
量分布(Mw/Mn)が広い場合は低分子量や高分子量
のポリマーが存在し、低分子量のポリマーが多く存在す
ると耐熱性が低下する場合があり、高分子量のポリマー
が多く存在するとアルカリに対して溶解し難いものを含
み、パターン形成後の裾引きの原因となる場合がある。
それ故、パターンルールが微細化するに従ってこのよう
な分子量、分子量分布の影響が大きくなり易いことか
ら、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材
料を得るには、上記高分子化合物の分子量分布は1.0
〜1.5、特に1.0〜1.3と単分散であることが好
ましい。
Further, in the above-mentioned polymer compound, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) is wide, a low molecular weight or high molecular weight polymer is present, and when a large amount of low molecular weight polymer is present, heat resistance may be reduced. When a large amount of a high molecular weight polymer is present, some of the high molecular weight polymers are difficult to dissolve in alkali, and may cause tailing after pattern formation.
Therefore, as the pattern rule becomes finer, the influence of such molecular weight and molecular weight distribution tends to increase, so that in order to obtain a resist material suitably used for fine pattern dimensions, the molecular weight distribution of the high molecular compound is 1.0
It is preferably monodisperse, i.e., 1.5 to 1.5, particularly 1.0 to 1.3.

【0037】本発明の式(1)で示される繰り返し単位
を有する高分子化合物は、下記式(i)のモノマーをラ
ジカル重合又はリビングアニオン重合することによって
得ることができる。あるいは、下記式(ii)のモノマ
ーをラジカル重合又はリビングアニオン重合した後、部
分加水分解してその保護基R7を部分的に脱保護する
(保護基が少なくとも1個残存し、水酸基が少なくとも
1個生成するように脱保護する)ことによって得ること
ができる。また、式(i)又は(ii)で示される2種
以上のモノマーを共重合し、式(ii)のモノマーを用
いた場合はその後上記のように部分加水分解することに
よって、式(1)で示される単位を2種以上有する高分
子化合物を得ることができる。
The polymer compound having a repeating unit represented by the formula (1) of the present invention can be obtained by subjecting a monomer represented by the following formula (i) to radical polymerization or living anion polymerization. Alternatively, after radical polymerization or living anion polymerization of the monomer of the following formula (ii), partial hydrolysis is performed to partially deprotect the protective group R 7 (at least one protective group remains and at least one hydroxyl group remains). (Deprotection so as to form an individual product). Further, when two or more kinds of monomers represented by the formula (i) or (ii) are copolymerized and the monomer of the formula (ii) is used, the monomer is partially hydrolyzed as described above, thereby obtaining the formula (1) Can be obtained.

【0038】[0038]

【化16】 (式中、R7は酸不安定基、R1、R2、nは上記と同様
の意味を示す。)
Embedded image (In the formula, R 7 is an acid labile group, and R 1 , R 2 , and n have the same meaning as described above.)

【0039】また、式(2)の高分子化合物を得る場合
は、上記式(i)のモノマーと下記式(iii)のモノ
マー、必要により下記式(iv)や(v)のモノマーを
ラジカル共重合又はリビングアニオン共重合する方法を
採用し得る。なお、各モノマーは必要によりそれぞれ2
種以上を使用することができる。
When the polymer compound of the formula (2) is obtained, the monomer of the above formula (i) and the monomer of the following formula (iii) and, if necessary, the monomers of the following formulas (iv) and (v) are radically A method of performing polymerization or living anion copolymerization may be employed. Each monomer may be 2 if necessary.
More than one species can be used.

【0040】[0040]

【化17】 (式中、R1、R3、R4 、R5、m、kは上記と同様の意
味を示す。)
Embedded image(Where R1, RThree, RFour , RFive, M and k are the same as above.
Show the taste. )

【0041】ここで、特にパターンルールが微細化され
たレジスト材料に適用する場合は、上記の理由から単分
散であることが望ましく、単分散の高分子化合物を得る
には、一般的にラジカル重合等で重合した広い分子量分
布を持ったポリマーを分別して単分散にする方法、リビ
ングアニオン重合で単分散とする方法が採用できるが、
前者の分別を行う方法は工程が複雑となるため、後者の
リビングアニオン重合法が好適に用いられる。なお、共
重合体の中ではリビングアニオン重合が不可能なモノマ
ーもあるので、ラジカル重合が好適に用いられる共重合
体もある。
In the case where the present invention is applied to a resist material having a fine pattern rule, monodispersion is desirable for the above-mentioned reasons. In order to obtain a monodisperse polymer compound, radical polymerization is generally performed. A method in which a polymer having a wide molecular weight distribution polymerized by, for example, separation and monodispersion, and a method in which monodispersion is performed by living anion polymerization can be adopted.
Since the former method of performing separation involves a complicated process, the latter living anionic polymerization method is suitably used. In addition, since some of the copolymers cannot be subjected to living anionic polymerization, there are copolymers in which radical polymerization is preferably used.

【0042】本発明の高分子化合物をラジカル(共)重
合によって得る場合、具体的には、まず重合開始剤を用
いて上記式のモノマーのラジカル重合を通常の方法で行
う。この場合、重合開始剤としては、通常使用されてい
るものを通常量で使用することができるが、有機過酸化
物、特に10時間半減期で40〜90℃の有機過酸化物
(例えばラウロイルパーオキサイド等)がより好適に用
いられる。
When the polymer compound of the present invention is obtained by radical (co) polymerization, first, radical polymerization of the monomer of the above formula is carried out by a usual method using a polymerization initiator. In this case, as the polymerization initiator, a commonly used one can be used in a usual amount, but an organic peroxide, particularly an organic peroxide having a 10-hour half-life of 40 to 90 ° C. (for example, lauroyl peroxide) Oxide and the like are more preferably used.

【0043】また、上記ラジカル重合は有機溶媒中で行
うことが好ましい。用いられる有機溶媒としては、具体
的に芳香族炭化水素、環状エーテル、脂肪族炭化水素溶
媒(例えばベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン
(THF)、ジオキサン、テトラヒドロピラン、ジメト
キシエタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等)やこれ
らの混合溶媒が挙げられるが、特にアセトンを使用する
ことが好ましい。有機溶媒の使用量は通常モノマー濃度
で10〜50重量%が好ましい。
The radical polymerization is preferably performed in an organic solvent. Specific examples of the organic solvent used include aromatic hydrocarbons, cyclic ethers, and aliphatic hydrocarbon solvents (for example, benzene, toluene, tetrahydrofuran (THF), dioxane, tetrahydropyran, dimethoxyethane, n-hexane, cyclohexane, etc.) Although these mixed solvents are mentioned, it is particularly preferable to use acetone. The amount of the organic solvent used is usually preferably 10 to 50% by weight in terms of monomer concentration.

【0044】ラジカル重合条件は適宜調整し得るが、有
機過酸化物の10時間半減期より20〜50℃高い温度
で3〜10時間反応させることが好ましい。
The radical polymerization conditions can be adjusted as appropriate, but it is preferable to carry out the reaction at a temperature 20 to 50 ° C. higher than the 10-hour half-life of the organic peroxide for 3 to 10 hours.

【0045】また、本発明の高分子化合物をリビングア
ニオン重合で製造する場合、公知のリビングアニオン重
合開始剤を用いて行うことができるが、特に単分散の上
記高分子化合物を得るには、リビングアニオン重合開始
剤の中でも有機金属化合物を用いることが好ましい。上
記有機金属化合物としては、例えばn−ブチルリチウ
ム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウ
ム、ナトリウムナフタレン、ナフタレンカリウム、アン
トラセンナトリウム、α−メチルスチレンテトラマージ
ナトリウム、クミルカリウム、クミルセシウム等の有機
アルカリ金属等が挙げられる。なお、リビングアニオン
重合開始剤の添加量は、設計分子量(=モノマー重量/
開始剤のモル数)の関係から計算される。
When the polymer compound of the present invention is produced by living anionic polymerization, it can be carried out using a known living anion polymerization initiator. It is preferable to use an organometallic compound among the anionic polymerization initiators. Examples of the organometallic compound include organic alkali metals such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, sodium naphthalene, naphthalene potassium, anthracene sodium, α-methylstyrene tetramerge sodium, cumyl potassium, cumyl cesium, and the like. No. The amount of the living anionic polymerization initiator added is determined by the design molecular weight (= monomer weight /
(Moles of the initiator).

【0046】上記モノマーのリビングアニオン重合は、
一般に有機溶媒中で行われる。用いられる有機溶媒とし
ては、上記ラジカル重合の場合と同様の溶媒が挙げられ
るが、特にテトラヒドロフランを使用することが好まし
い。
The living anionic polymerization of the above monomer is
Generally, it is performed in an organic solvent. Examples of the organic solvent to be used include the same solvents as in the case of the radical polymerization, and it is particularly preferable to use tetrahydrofuran.

【0047】重合に供するモノマーの濃度は1〜30重
量%が適切であり、反応は高真空下又はアルゴン、窒素
等の不活性ガス雰囲気下で撹拌して行うことが望まし
い。反応温度は−78℃から使用する反応溶液の沸点温
度まで任意に選択することができるが、特にテトラヒド
ロフラン溶媒では−78℃〜0℃、ベンゼン溶媒を用い
た場合には室温が好ましい。
The concentration of the monomer used for the polymerization is suitably from 1 to 30% by weight, and the reaction is desirably carried out under high vacuum or with stirring under an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen. The reaction temperature can be arbitrarily selected from -78 ° C to the boiling point of the reaction solution to be used. Particularly, it is preferably -78 ° C to 0 ° C for a tetrahydrofuran solvent and room temperature when a benzene solvent is used.

【0048】重合反応は約10分〜7時間とすることが
でき、重合反応の停止は、例えばメタノール、水、メチ
ルブロマイド等の停止剤を反応系に添加することにより
行うことができる。
The polymerization reaction can be carried out for about 10 minutes to 7 hours, and the polymerization reaction can be stopped by adding a terminator such as, for example, methanol, water or methyl bromide to the reaction system.

【0049】上記リビングアニオン重合反応は、モノマ
ーが100%反応し、分子量を適宣調節することができ
るので、得られたポリマーの分子量分布が単分散(Mw
/Mn=1.0〜1.5)となり得るものである。
In the living anionic polymerization reaction, since the monomer reacts 100% and the molecular weight can be appropriately adjusted, the molecular weight distribution of the obtained polymer is monodisperse (Mw
/Mn=1.0 to 1.5).

【0050】なお、重量平均分子量(Mw)は、使用し
たモノマーの重量と開始剤のモル数(分子数)から容易
に計算でき、光散乱法により測定することができる。ま
た、数平均分子量(Mn)は膜浸透圧計を用いて測定で
きる。更に、分子構造は赤外吸収(IR)スペクトル及
1H−NMRスペクトルによって容易に確認すること
ができ、分子量分布の評価はゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー(GPC)によって行うことができる。
The weight average molecular weight (Mw) can be easily calculated from the weight of the monomer used and the number of moles (number of molecules) of the initiator, and can be measured by a light scattering method. The number average molecular weight (Mn) can be measured using a membrane osmometer. Further, the molecular structure can be easily confirmed by an infrared absorption (IR) spectrum and a 1 H-NMR spectrum, and the molecular weight distribution can be evaluated by gel permeation chromatography (GPC).

【0051】ここで、特に本発明の化合物は、下記式
(vi)、(vii)及び下記式(v)のモノマーをラ
ジカル重合又はリビングアニオン重合させた後、加水分
解し、更に加水分解によって生じた水酸基を部分的に例
えば上記式(16)の第1の酸不安定基及び上記式(1
7)の第2の酸不安定基で化学反応により保護すること
によって製造する方法を好適に採用し得る。
In particular, the compound of the present invention is obtained by subjecting the monomers of the following formulas (vi), (vii) and (v) to radical polymerization or living anion polymerization, followed by hydrolysis and further hydrolysis. For example, the first hydroxyl group of the above formula (16) is partially replaced with the first acid labile group of the above formula (16).
The method of 7) wherein the compound is protected by a second acid labile group by a chemical reaction can be suitably employed.

【0052】[0052]

【化18】 (式中、tBuはtert−ブチル基を示し、R1
2、R3、R4 、R5、n、m、p、q、r、sは上記と
同様の意味を示す。)
Embedded image(In the formula, tBu represents a tert-butyl group;1,
RTwo, RThree, RFour , RFive, N, m, p, q, r, and s are as described above.
Indicates the same meaning. )

【0053】上記反応式において、式(18)で示され
るポリマー、特に、好ましくは重量平均分子量が3,0
00〜300,000で、分子量分布が1.0〜1.5
である式(18)のポリマーのtert−ブチル基を加
水分解して式(19)で示されるポリヒドロキシスチレ
ン類を得た後、式(20)及び(21)に示すように加
水分解により生じた水酸基の一部を上記R2、R3で示さ
れる酸不安定基で順次保護することにより、目的とする
単分散(即ち、分子量分布が1.0〜1.5)であり、
上記重量平均分子量(即ち、3,000〜300,00
0)を有する式(21)で示される高分子化合物を得る
ことができる。
In the above reaction formula, the polymer represented by the formula (18), particularly preferably, having a weight average molecular weight of 3,0
With a molecular weight distribution of 1.0 to 1.5
Is obtained by hydrolyzing the tert-butyl group of the polymer of the formula (18), which is represented by the formula (19), and hydrolyzed as shown in the formulas (20) and (21) By protecting a part of the hydroxyl groups successively with the acid labile groups represented by R 2 and R 3 , the desired monodispersion (i.e., the molecular weight distribution is 1.0 to 1.5);
The weight average molecular weight (that is, 3,000 to 300,00
0) can be obtained as a polymer compound represented by the formula (21).

【0054】即ち、上記式(18)の化合物において、
その水酸基の保護基であるtert−ブチル基を加水分
解させる場合は、ジオキサン、アセトン、アセトニトリ
ル、ベンゼン、水等の混合溶媒中で塩酸、臭化水素酸等
の酸を適量滴下することによって容易に行うことができ
る。このような方法によれば、反応中に高分子化合物の
主鎖が切断されたり、分子間に架橋反応が起こるという
ことがないので、容易に分子量分布が制御された式(1
9)の水酸基を有するポリヒドロキシスチレン誘導体を
得ることができる。
That is, in the compound of the above formula (18),
When the tert-butyl group, which is a protecting group for the hydroxyl group, is hydrolyzed, an appropriate amount of an acid such as hydrochloric acid or hydrobromic acid is easily added dropwise in a mixed solvent of dioxane, acetone, acetonitrile, benzene, water, etc. It can be carried out. According to such a method, since the main chain of the polymer compound is not broken during the reaction or a cross-linking reaction does not occur between the molecules, the formula (1) in which the molecular weight distribution is easily controlled is obtained.
The polyhydroxystyrene derivative having a hydroxyl group of 9) can be obtained.

【0055】また、酸不安定基R2、R3による保護は、
上記のように水酸基の保護基を加水分解により脱離した
後、酸不安定基R2、R3を化学反応により導入すること
により行うことができる。
Further, protection by acid labile groups R 2 and R 3
After removing the hydroxyl-protecting group by hydrolysis as described above, the reaction can be carried out by introducing acid labile groups R 2 and R 3 by a chemical reaction.

【0056】この反応は、特にはR2がアルコキシアル
キル基である高分子化合物を得る場合に有効である。こ
のアルコキシアルキル化反応は、酸を触媒として下記式
で示されるエーテル化合物のビニル基に上記式のポリヒ
ドロキシスチレンの水酸基の水素原子を付加することに
より、下記式で示すようにポリヒドロキシスチレンの水
酸基の一部(全水酸基1モルに対してpモルの割合)を
アルコキシアルキル基で保護するものである。
This reaction is particularly effective for obtaining a polymer compound in which R 2 is an alkoxyalkyl group. This alkoxyalkylation reaction is carried out by adding a hydrogen atom of a hydroxyl group of polyhydroxystyrene of the above formula to a vinyl group of an ether compound represented by the following formula using an acid as a catalyst to form a hydroxyl group of polyhydroxystyrene as shown by the following formula. (A ratio of p mol to 1 mol of all hydroxyl groups) is protected by an alkoxyalkyl group.

【0057】[0057]

【化19】 (式中、R1、R4、R5、R15 、R17、n、m、p、
q、r、sは上記と同様の意味を示し、R19は水素原子
又は炭素数1〜5の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル
基である。)
Embedded image(Where R1, RFour, RFive, RFifteen , R17, N, m, p,
q, r, and s have the same meanings as described above;19Is a hydrogen atom
Or a linear, branched or cyclic alkyl having 1 to 5 carbon atoms
Group. )

【0058】ここで、上記式(22)のエーテル化合物
としては、ビニルエーテル、プロペニルエーテル等を挙
げることができる。この反応は、ジメチルホルムアミ
ド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の溶
媒の存在下で行うことが好ましく、また酸としては、塩
酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が用いら
れ、その使用量は反応するポリヒドロキシスチレンの全
水酸基1モルに対して0.1〜10モル%であることが
好ましい。反応温度は室温〜60℃が好ましく、反応時
間は通常1〜20時間である。
Here, examples of the ether compound of the above formula (22) include vinyl ether and propenyl ether. This reaction is preferably performed in the presence of a solvent such as dimethylformamide, tetrahydrofuran, or dimethylacetamide. Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and pyridinium p-toluenesulfonic acid. Is used, and its use amount is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene to be reacted. The reaction temperature is preferably from room temperature to 60 ° C, and the reaction time is usually from 1 to 20 hours.

【0059】なお、上記ポリヒドロキシスチレンの水酸
基の一部をメトキシメチル化する場合は、ジメチルスル
ホキシド、テトラヒドロフラン等の溶媒の存在下にNa
H等の水素化アルカリとクロロメチルエーテル等のハロ
メチルエーテルとをポリヒドロキシスチレンに反応させ
ることが好ましい。この場合、水素化アルカリの使用量
は反応するポリヒドロキシスチレンの全水酸基1モルに
対して、所定のメトキシメチル基が導入される量である
ことが好ましい。反応温度は0〜50℃が好ましく、反
応時間は通常1〜20時間である。
When a part of the hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene is methoxymethylated, NaOH may be used in the presence of a solvent such as dimethyl sulfoxide or tetrahydrofuran.
It is preferable to react an alkali hydride such as H and a halomethyl ether such as chloromethyl ether with polyhydroxystyrene. In this case, the amount of the alkali hydride used is preferably such that a predetermined methoxymethyl group is introduced with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene to be reacted. The reaction temperature is preferably from 0 to 50 ° C, and the reaction time is usually from 1 to 20 hours.

【0060】このようにアルコキシアルキル化反応を行
った後は、酸不安定基R3の導入のためにtert−ブ
トキシカルボニル化反応、tert−ブトキシカルボニ
ルメチル化反応等を行う。
After the alkoxyalkylation reaction is performed, a tert-butoxycarbonylation reaction, a tert-butoxycarbonylmethylation reaction, and the like are performed to introduce the acid labile group R 3 .

【0061】ここで、tert−ブトキシカルボニル化
反応は、ピリジン、テトラヒドロフラン等の溶媒中で上
記部分アルコキシアルキル化ポリヒドロキシスチレンと
二炭酸ジtert−ブチルとを反応させることによって
行うことができる。この場合、二炭酸ジtert−ブチ
ルは上記式のポリヒドロキシスチレンの全水酸基1モル
に対してtert−ブトキシカルボニル基がqモル導入
される量で使用する。反応温度は室温〜50℃が好まし
く、反応時間は通常30分〜4時間である。
Here, the tert-butoxycarbonylation reaction can be carried out by reacting the above partially alkoxyalkylated polyhydroxystyrene with ditert-butyl dicarbonate in a solvent such as pyridine or tetrahydrofuran. In this case, ditert-butyl dicarbonate is used in such an amount that q mole of tert-butoxycarbonyl group is introduced per 1 mole of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene of the above formula. The reaction temperature is preferably from room temperature to 50 ° C, and the reaction time is usually from 30 minutes to 4 hours.

【0062】また、tert−ブトキシカルボニルメチ
ル化反応は、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラ
ン等の溶媒中で上記部分アルコキシアルキル化ポリヒド
ロキシスチレンにカリウム−tert−ブトキシドとt
ert−ブトキシカルボニルメチルブロマイドとを反応
させることによって行うことができる。この場合、カリ
ウム−tert−ブトキシドの使用量は上記式のポリヒ
ドロキシスチレンの全水酸基1モルに対してtert−
ブトキシカルボニルメチル基がqモル導入される量であ
る。また、tert−ブトキシカルボニルメチルブロマ
イドの使用量はカリウム−tert−ブトキシドと等モ
ルで、反応温度は室温〜50℃が好ましく、反応時間は
通常20分〜10時間である。
The tert-butoxycarbonylmethylation reaction is carried out by adding potassium-tert-butoxide and tert-butoxide to the above partially alkoxyalkylated polyhydroxystyrene in a solvent such as dimethyl sulfoxide or tetrahydrofuran.
The reaction can be carried out by reacting tert-butoxycarbonylmethyl bromide. In this case, the amount of potassium tert-butoxide used is tert-butanol per 1 mol of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene of the above formula.
This is the amount in which the butoxycarbonylmethyl group is introduced in q moles. The amount of tert-butoxycarbonylmethyl bromide used is equimolar to that of potassium tert-butoxide, the reaction temperature is preferably room temperature to 50 ° C., and the reaction time is usually 20 minutes to 10 hours.

【0063】更に、テトラヒドロピラニル化反応はテト
ラヒドロフラン中でジヒドロピランと反応させることに
より行うことができ、テトラヒドロフラニル化反応はテ
トラヒドロフラン中でジヒドロフランと反応させること
により行うことができる。アルキル化反応はテトラヒド
ロフラン中でイソブテンと反応させることにより行うこ
とができる。トリアルキルシリル化反応はイミダゾール
存在下、トリアルキルシリルクロライドとの反応により
行うことができる。これらの場合、反応温度は室温〜5
0℃が好ましく、反応時間は通常1〜5時間である。
Further, the tetrahydropyranylation reaction can be carried out by reacting with dihydropyran in tetrahydrofuran, and the tetrahydrofuranylation reaction can be carried out by reacting with dihydrofuran in tetrahydrofuran. The alkylation reaction can be performed by reacting with isobutene in tetrahydrofuran. The trialkylsilylation reaction can be performed by reaction with a trialkylsilyl chloride in the presence of imidazole. In these cases, the reaction temperature is between room temperature and 5
0 ° C. is preferable, and the reaction time is usually 1 to 5 hours.

【0064】これらのうち、特にこの方法ではtert
−ブトキシカルボニル基又はtert−ブトキシカルボ
ニルメチル基の導入がよく、例えばこれによって下記一
般式(24)で示される高分子化合物を得ることができ
る。
Of these methods, in particular, in this method, tert
A -butoxycarbonyl group or a tert-butoxycarbonylmethyl group is preferably introduced, whereby, for example, a polymer compound represented by the following general formula (24) can be obtained.

【0065】[0065]

【化20】 (式中、R1、R15、R16、R17、X、n、m、p、
q、r、s、aは上記と同様の意味を示す。)
Embedded image (Wherein, R 1 , R 15 , R 16 , R 17 , X, n, m, p,
q, r, s, and a have the same meaning as described above. )

【0066】また、本発明の高分子化合物は、下記式
(viii)のモノマーをラジカル重合又はリビングア
ニオン重合し、得られた式(25)のポリマーのアセタ
ール基を加水分解した後、その水酸基の一部を適宜な酸
不安定基で保護することによっても得ることができる。
Further, the polymer compound of the present invention is obtained by subjecting a monomer of the following formula (viii) to radical polymerization or living anion polymerization to hydrolyze an acetal group of the obtained polymer of the formula (25), It can also be obtained by protecting a part with an appropriate acid labile group.

【0067】[0067]

【化21】 Embedded image

【0068】次に、本発明の化学増幅ポジ型レジスト材
料は、 〔I〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔II〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔III〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔IV〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60%
以下の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料とすることが好適である。
Next, the chemically amplified positive resist composition of the present invention is characterized in that (I) (A) an organic solvent, (B) the above polymer compound as a base resin, and (C) an acid generator. (A) Organic solvent (B) Polymer compound as base resin (C) Acid generator (D) Weight average molecular weight as dissolution control agent 100 to 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, wherein a hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole. (III) (A) Organic solvent (B) Polymer compound as base resin (C) Acid generator (E) Weight average molecular weight exceeding 1,000 as dissolution controlling agent A compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of not more than 3,000, wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is partially substituted by an acid labile group at an average rate of more than 0% and not more than 60% as a whole. (IV) (A) an organic solvent (B) a polymer compound as a base resin (C) an acid generator (D) As a dissolution controlling agent, the weight average molecular weight is 100 to 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole. Agent having a weight average molecular weight of 1,000
The average of more than 0% and more than 60% of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of more than 0 to 3,000 or less by an acid labile group.
It is preferable to use a chemically amplified positive resist material containing a partially substituted compound in the following ratio.

【0069】ここで、本発明で使用される有機溶剤
(A)としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解制御剤が
溶解可能な有機溶媒であれば何れでも良い。このような
有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチル−
2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタ
ノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メ
トキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパ
ノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコー
ルジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチ
ル、酢酸ブチル、メチル−3−メトキシプロピオネー
ト、エチル−3−エトキシプロピオネート等のエステル
類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混
合して使用することができるが、これらに限定されるも
のではない。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレ
ジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエ
チレングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ−2
−プロパノールが好ましく使用される。
Here, the organic solvent (A) used in the present invention may be any organic solvent capable of dissolving the acid generator, the base resin and the dissolution controlling agent. Such organic solvents include, for example, cyclohexanone, methyl-
Ketones such as 2-n-amyl ketone, alcohols such as 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, Esters such as methyl-3-methoxypropionate and ethyl-3-ethoxypropionate are exemplified. It can be used alone or as a mixture of species, but is not limited thereto. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether and 1-ethoxy-2 which have the best solubility of the acid generator in the resist component are used.
-Propanol is preferably used.

【0070】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100部
(重量部、以下同様)に対して200〜1,000部、
特に400〜800部が好適である。200部より少な
いと相溶性が低下し、成膜性に劣る場合が生じ、1,0
00部を超えるとレジスト膜を形成した場合に薄膜にな
りすぎるおそれがある。
The amount of the organic solvent used is 200 to 1,000 parts with respect to 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the base resin.
Particularly, 400 to 800 parts is suitable. If the amount is less than 200 parts, the compatibility may be reduced and the film formability may be deteriorated.
If the amount exceeds 00 parts, when the resist film is formed, it may be too thin.

【0071】更に、酸発生剤(C)としては、例えばオ
ニウム塩、スルホン化物、ハロゲン含有化合物、トリア
ジン化合物等が挙げられるが、中でもオニウム塩、スル
ホン化物が好ましい。オニウム塩として具体的には、ト
リフェニルスルホニウムトリフレート誘導体、トリフェ
ニルスルホニウムトシレート誘導体等が例示されるが、
これらに限定されるものではない。また、スルホン化物
としてはアルキルスルホン酸エステル誘導体、アジドス
ルホン酸誘導体等が例示されるが、これらに限定される
ものではない。酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100
部に対して1〜20部、特に2〜10部が望ましい。
Further, examples of the acid generator (C) include onium salts, sulfonated compounds, halogen-containing compounds, triazine compounds and the like. Of these, onium salts and sulfonated compounds are preferred. Specific examples of the onium salt include triphenylsulfonium triflate derivatives, triphenylsulfonium tosylate derivatives, and the like.
It is not limited to these. Examples of the sulfonated product include an alkylsulfonic acid ester derivative and an azidosulfonic acid derivative, but are not limited thereto. The amount of the acid generator added is 100 base resin.
1 to 20 parts, preferably 2 to 10 parts, per part is desirable.

【0072】本発明のレジスト材料には、更に(D)溶
解制御剤を添加することができる。溶解制御剤として
は、重量平均分子量が100〜1,000で、かつ分子
内にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物の該フ
ェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体と
して平均10〜100%の割合で置換した化合物を配合
する。
The resist composition of the present invention may further comprise (D) a dissolution controlling agent. As the dissolution controlling agent, the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a weight average molecular weight of 100 to 1,000 and having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule is averagely 10 to 100 due to the acid labile group. % Of the substituted compound is blended.

【0073】上記化合物の重量平均分子量は100〜
1,000、好ましくは150〜800である。
The weight average molecular weight of the above compound is 100 to
It is 1,000, preferably 150-800.

【0074】また、フェノール性水酸基の水素原子の酸
不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全
体の10%以上、好ましくは30%以上であり、10%
に満たないと主にエッジラフネスが発生する。また、そ
の上限は100%、より好ましくは80%である。
The substitution rate of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group by the acid labile group is 10% or more, preferably 30% or more, of the total phenolic hydroxyl group on average, and 10% or more.
If less than the above, edge roughness mainly occurs. The upper limit is 100%, more preferably 80%.

【0075】この場合、かかるフェノール性水酸基を有
する化合物としては、下記式(4)〜(14)で示され
るものが好ましい。
In this case, as the compound having a phenolic hydroxyl group, compounds represented by the following formulas (4) to (14) are preferable.

【0076】[0076]

【化22】 Embedded image

【0077】[0077]

【化23】 Embedded image

【0078】[0078]

【化24】 (但し、式中R8、R9はそれぞれ水素原子又は炭素数1
〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基
であり、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は
分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(R
14z−COOHであり、R11、R12はそれぞれ炭素数
1〜10のアルキレン基、アリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R13は炭素
数1〜8のアルキル基、アルケニル基、水素原子、それ
ぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であ
り、R14は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキ
レン基である。また、hは0〜3の整数であり、zは0
又は1である。x、y、x’、y’、x’’、y’’は
それぞれx+y=8、x’+y’=5、x’’+y’’
=4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つ
の水酸基を有するような数である。)
Embedded image (Where R 8 and R 9 are each a hydrogen atom or a carbon atom 1)
R 10 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R
14) a z -COOH, R 11, R 12 each represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, R 13 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms , An alkenyl group, a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group, and R 14 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. H is an integer of 0 to 3;
Or 1. x, y, x ′, y ′, x ″, y ″ are respectively x + y = 8, x ′ + y ′ = 5, x ″ + y ″
= 4 and has at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. )

【0079】上記式中R8、R9としては、例えば水素原
子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、エチ
ニル基、シクロヘキシル基、R10としては、例えば水素
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シ
クロヘキシル基などや、あるいは−COOH、−CH2
COOH、R11、R12としては、例えばメチレン基、エ
チレン基、フェニレン基、カルボニル基、スルホニル
基、酸素原子、硫黄原子等、R13としては、例えばメチ
ル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、
シクロヘキシル基、水素原子、それぞれ水酸基で置換さ
れたフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
In the above formulas, R 8 and R 9 are, for example, a hydrogen atom, methyl, ethyl, propyl, butyl, ethynyl, cyclohexyl, and R 10 are, for example, a hydrogen atom, methyl, ethyl , A propyl group, a butyl group, a cyclohexyl group or the like, or -COOH, -CH 2
COOH, R 11 and R 12 include, for example, a methylene group, an ethylene group, a phenylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom and a sulfur atom, and R 13 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a butyl group, and a propyl group. , An ethynyl group,
Examples include a cyclohexyl group, a hydrogen atom, a phenyl group substituted with a hydroxyl group, and a naphthyl group.

【0080】ここで、溶解制御剤の酸不安定基として
は、上記一般式(16)、一般式(17)で示される
基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、テ
トラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基、β−ケ
トアルキル基等が挙げられる。
Here, the acid labile group of the dissolution controlling agent includes the groups represented by the above formulas (16) and (17), tert-butyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkyl And a silyl group and a β-ketoalkyl group.

【0081】上記フェノール性水酸基を酸不安定基で部
分置換した化合物(溶解制御剤)の配合量は、ベース樹
脂100部に対し0〜50部、好ましくは5〜50部、
更に好ましくは10〜30部であり、単独又は2種以上
を混合して使用できる。配合量が5部に満たないと解像
性の向上がない場合があり、50部を超えるとパターン
の膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
The compound (dissolution controlling agent) in which the phenolic hydroxyl group is partially substituted with an acid labile group is 0 to 50 parts, preferably 5 to 50 parts, per 100 parts of the base resin.
More preferably, it is 10 to 30 parts, and it can be used alone or in combination of two or more. If the amount is less than 5 parts, the resolution may not be improved. If the amount is more than 50 parts, the pattern may be reduced in film thickness and the resolution may be reduced.

【0082】なお、上記のような溶解制御剤はフェノー
ル性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安
定基を化学反応させることにより合成することができ
る。
The above-described dissolution controlling agent can be synthesized by chemically reacting a compound having a phenolic hydroxyl group with an acid labile group in the same manner as in the base resin.

【0083】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
上記(D)成分の溶解制御剤に代えて、又はこれと併用
して、(E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,0
00を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール
性水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素
原子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60
%以下、好ましくは0%を超え40%以下の割合で部分
置換した化合物を配合することができる。0%の場合十
分な溶解制御効果が得られず、60%を超えるとポリマ
ー間で相分離が起きて相溶性がなくなる。
The chemically amplified positive resist composition of the present invention comprises:
In place of, or in combination with, the dissolution controlling agent (D), the weight controlling agent (E) has a weight average molecular weight of 1,0.
The total number of hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of more than 00 and not more than 3,000 is more than 0% by an acid labile group and more than 0% on average.
%, Preferably more than 0% and up to 40% of partially substituted compound. If it is 0%, a sufficient dissolution control effect cannot be obtained, and if it exceeds 60%, phase separation occurs between the polymers and the compatibility is lost.

【0084】この場合、かかる酸不安定基でフェノール
性水酸基の水素原子が部分置換された化合物としては、
下記一般式(15)で示される繰り返し単位を有する化
合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物が好まし
い。
In this case, the compound in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is partially substituted with such an acid labile group includes:
One or more compounds selected from compounds having a repeating unit represented by the following general formula (15) are preferred.

【0085】[0085]

【化25】 (但し、式中Rは酸不安定基を示し、b、cはそれぞれ
0<b/(b+c)≦0.6を満足する数である。)
Embedded image (Where R represents an acid labile group, and b and c are numbers satisfying 0 <b / (b + c) ≦ 0.6, respectively)

【0086】ここで、上記溶解制御剤の酸不安定基とし
ては、上記一般式(16)で示されるアルコキシアルキ
ル基、上記一般式(17)で示されるカルボニル基を有
する基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル
基、トリアリルシリル基、更にβ−ケトアルキル基等が
挙げられる。
Here, the acid labile group of the dissolution controlling agent includes an alkoxyalkyl group represented by the general formula (16), a group having a carbonyl group represented by the general formula (17), and a tert-butyl group. , A tetrahydropyranyl group, a triallylsilyl group, and a β-ketoalkyl group.

【0087】上記(E)の溶解制御剤の配合量は、ベー
ス樹脂100部に対し0〜50部、より好ましくは1〜
50部、更に好ましくは1〜30部となるような範囲で
あることが好ましい。配合量が少なすぎると、解像度の
向上が十分でない場合があり、50部を超えるとパター
ンの膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
The amount of the dissolution controlling agent (E) is from 0 to 50 parts, more preferably from 1 to 50 parts, per 100 parts of the base resin.
It is preferred that the amount be 50 parts, more preferably 1 to 30 parts. If the amount is too small, the resolution may not be sufficiently improved. If the amount is more than 50 parts, the film of the pattern may be reduced, and the resolution may be reduced.

【0088】上記のような(E)の溶解制御剤は、フェ
ノール性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸
不安定基を化学反応させることにより合成することがで
きる。
The dissolution controlling agent (E) as described above can be synthesized by chemically reacting a compound having a phenolic hydroxyl group with an acid labile group in the same manner as the base resin.

【0089】なお、上記(D)成分の溶解制御剤と
(E)成分の溶解制御剤とは、それぞれ単独で用いて
も、両成分を併用するようにしてもよい。
The dissolution controlling agent of component (D) and the dissolution controlling agent of component (E) may be used alone or in combination.

【0090】更に、本発明のレジスト材料には、(F)
添加剤として塩基性化合物を配合することができる。
The resist composition of the present invention further comprises (F)
A basic compound can be blended as an additive.

【0091】この(F)添加剤として配合される塩基性
化合物は、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡
散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適
しており、このような塩基性化合物の配合により、レジ
スト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上
し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性
を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向
上することができる。このような塩基性化合物として
は、第1級、第2級、第3級の脂肪族アミン、混成アミ
ン、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシル基
を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化
合物、ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、ヒドロキ
シフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒
素化合物、アミド誘導体等が挙げられる。
As the basic compound to be blended as the additive (F), a compound capable of suppressing the diffusion rate when the acid generated from the acid generator diffuses into the resist film is suitable. Incorporation of a basic compound suppresses the diffusion rate of acid in the resist film to improve resolution, suppresses sensitivity changes after exposure, reduces substrate and environment dependency, reduces exposure margin and pattern Profiles and the like can be improved. Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxyl group, and sulfonyl groups. Examples include a nitrogen-containing compound, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, and an amide derivative.

【0092】具体的には、第1級の脂肪族アミンとし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピ
ルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、アミルアミ
ン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミ
ン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、セ
チルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テ
トラエチレンジアミン等が例示され、第2級の脂肪族ア
ミンとして、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロ
ピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘ
キシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、
ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジメチルメチレンジ
アミン、ジメチルエチレンジアミン、ジメチルテトラエ
チレンジアミン等が例示される。第3級の脂肪族アミン
として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオ
クチルアミン、テトラメチルメチレンジアミン、テトラ
メチルエチレンジアミン、テトラメチルテトラエチレン
ジアミン等が例示される。
Specifically, as the primary aliphatic amine, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, amylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, laurylamine, Cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenediamine and the like are exemplified, and as the secondary aliphatic amine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine,
Examples thereof include dinonylamine, didecylamine, dimethylmethylenediamine, dimethylethylenediamine, and dimethyltetraethylenediamine. As tertiary aliphatic amines, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, tetramethylmethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethyltetraethylenediamine, etc. Is exemplified.

【0093】また、混成アミンとして、ジメチルエチル
アミン、メチルエチルプロピルアミン等が例示される。
芳香族、複素環アミン類の具体例としては、ベンジルア
ミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ア
ニリン誘導体(例えばアニリン、N−メチルアニリン、
N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、N,N−
ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルア
ニリン、4−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピ
ルアニリン、トリメチルアニリン、4−ニトロアニリ
ン、ジニトロアニリン等)、トルイジン誘導体(例え
ば、トルイジン、N,N−ジメチルトルイジン等)、キ
ノリン、アミノ安息香酸、N−フェニルフェニルトリル
アミン、N−メチルジフェニルアミン、トリフェニルア
ミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノ
ナフタレン、ピロール誘導体(例えばピロール、メチル
ピロール、ジメチルピロール、N−メチルピロール
等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4−
メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダ
ゾール等)、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、
ピラゾール誘導体、ピロリジン誘導体(例えば、ピロリ
ジン、N−メチルピロリドン、N−メチルピロリジン
等)、ピロリン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジ
ン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジ
ン、ブチルピリジン、5−ブチル−2−メチルピリジ
ン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニ
ルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、te
rt−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジル
ピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメ
トキシピリジン、1−メチル−2−ピリドン、4−ピロ
リジニルピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジ
ン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン等)、ピペリ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、プリン誘導体、キノリ
ン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、ニ
コチン酸アミド誘導体、アデノシン誘導体、アデニン誘
導体、チアベンゾール、ジアミノスルホンなどが例示さ
れる。
Examples of the mixed amine include dimethylethylamine and methylethylpropylamine.
Specific examples of aromatic and heterocyclic amines include benzylamine, phenethylamine, benzyldimethylamine, and aniline derivatives (eg, aniline, N-methylaniline,
N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-
Dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 4-nitroaniline, dinitroaniline, etc.), toluidine derivatives (eg, toluidine, N, N-dimethyltoluidine) Quinoline, aminobenzoic acid, N-phenylphenyltolylamine, N-methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (for example, pyrrole, methylpyrrole, dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.) ), Imidazole derivatives (eg, imidazole, 4-
Methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, etc.), oxazole derivatives, thiazole derivatives,
Pyrazole derivatives, pyrrolidine derivatives (eg, pyrrolidine, N-methylpyrrolidone, N-methylpyrrolidine, etc.), pyrroline derivatives, pyridine derivatives (eg, pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 5-butyl-2-methyl) Pyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, te
rt-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinylpyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethyl Propyl) pyridine, etc.), piperidine derivatives, pyrimidine derivatives, purine derivatives, quinoline derivatives, carbazole derivatives, indole derivatives, nicotinamide derivatives, adenosine derivatives, adenine derivatives, thiabenzol, diaminosulfone and the like.

【0094】更に、カルボキシル基を有する含窒素化合
物として、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニ
ン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリ
シン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、
ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニ
ン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メ
トキシアラニンなどが例示され、スルホニル基を有する
含窒素化合物、ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、
ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコー
ル性含窒素化合物として、2−ヒドロキシピリジン、ア
ミノクレゾール、チアミンナフタリンジスルホン酸塩、
ピリジンスルホン酸、エタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、ジイソプロピルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、トリプロピルアミン、1
−アミノブタン−2−ジオール、1−アミノプロパン−
3−オール、1−アミノブタン−2−ジオールなどが例
示される。アミド誘導体としては、ホルムアミド、N−
メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンザアミド等
が例示される。
Further, as the nitrogen-containing compound having a carboxyl group, amino acid derivatives (for example, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine,
Leucine, methionine, phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine and the like are exemplified, a nitrogen-containing compound having a sulfonyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group,
Nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds such as 2-hydroxypyridine, aminocresol, thiamine naphthalene disulfonate,
Pyridinesulfonic acid, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diisopropylamine, triisopropylamine, tripropylamine, 1
-Aminobutane-2-diol, 1-aminopropane-
3-ol, 1-aminobutane-2-diol and the like are exemplified. As amide derivatives, formamide, N-
Methylformamide, N, N-dimethylformamide,
Acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like are exemplified.

【0095】上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1
部に対して0〜10部、好ましくは0.001〜10
部、更に好ましくは0.01〜1部である。配合量が
0.001部未満であると添加剤としての効果が十分に
得られない場合があり、10部を超えると解像度や感度
が低下する場合がある。
The compounding amount of the above-mentioned basic compound is as follows.
0 to 10 parts, preferably 0.001 to 10 parts per part
Parts, more preferably 0.01 to 1 part. If the amount is less than 0.001 part, the effect as an additive may not be sufficiently obtained, and if it exceeds 10 parts, the resolution and sensitivity may be reduced.

【0096】本発明のレジスト材料には、上記成分以外
に任意成分として塗布性を向上させるための界面活性
剤、基板よりの乱反射の影響を少なくするための吸光性
材料などを添加することができる。なお、任意成分の添
加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とするこ
とができる。
In addition to the above components, a surfactant for improving coating properties and a light absorbing material for reducing the influence of irregular reflection from the substrate can be added to the resist composition of the present invention. . In addition, the addition amount of the optional component can be a normal amount as long as the effect of the present invention is not impaired.

【0097】この場合、界面活性剤としては、パーフル
オロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化
アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサ
イド、パーフルオロアルキルEO付加物などが挙げら
れ、吸光性材料としては、ジアリールスルホオキシド、
ジアリールスルホン、9,10−ジメチルアントラセ
ン、9−フルオレノン等が挙げられる。
In this case, examples of the surfactant include perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkyl amine oxide, and perfluoroalkyl EO adduct, and the light absorbing material is diaryl sulfo. Oxides,
Examples include diaryl sulfone, 9,10-dimethylanthracene, 9-fluorenone and the like.

【0098】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料を使
用してパターンを形成するには、公知のリソグラフィー
技術を採用して行うことができ、例えばシリコンウェハ
ー上ヘスピンコーティングし、0.5〜2.0μmに塗
布して80〜120℃でプリベークした後、遠紫外線、
電子線、X線等の高エネルギー線を照射して露光後、7
0〜120℃で30〜200秒間ポストエクスポージャ
ベーク(PEB)し、次いでアルカリ水溶液で現像する
ことにより行うことができる。なお、本発明材料は、特
に高エネルギー線の中でも254〜193nmの遠紫外
線及び電子線による微細パターンニングに最適である。
A pattern can be formed using the chemically amplified positive resist material of the present invention by employing a known lithography technique. For example, spin coating is performed on a silicon wafer, and 0.5 to 2 0.0 μm, pre-baked at 80-120 ° C.,
After exposure to high energy rays such as electron beams and X-rays, 7
Post-exposure baking (PEB) at 0 to 120 ° C. for 30 to 200 seconds, followed by development with an aqueous alkali solution. In addition, the material of the present invention is most suitable for fine patterning using 254 to 193 nm far ultraviolet rays and an electron beam among high energy rays.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明の高分子化合物をベース樹脂とし
て使用した化学増幅ポジ型レジスト材料は、高エネルギ
ー線に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性
に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性にも優れてい
る。また、パターンがオーバーハング状になりにくく、
寸法制御性に優れている。従って、本発明の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料は、これらの特性より、特にKrFエ
キシマレーザーの露光波長での吸収が小さいレジスト材
料となり得るもので、微細でしかも基板に対して垂直な
パターンを容易に形成できるもので、超LSI製造用の
微細パターン形成材料として好適である。
The chemically amplified positive resist material using the polymer compound of the present invention as a base resin is sensitive to high energy rays, excellent in sensitivity, resolution, plasma etching resistance, and heat resistance of the resist pattern. Is also excellent. Also, the pattern is less likely to overhang,
Excellent dimensional controllability. Therefore, the chemically amplified positive resist material of the present invention can be a resist material having a small absorption at the exposure wavelength of the KrF excimer laser due to these characteristics, and can easily form a fine and perpendicular pattern to the substrate. It can be formed and is suitable as a fine pattern forming material for VLSI manufacturing.

【0100】[0100]

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0101】〔合成例1〕500mlのフラスコに1g
のラウリルパーオキサイド、75gの3−tert−ブ
トキシカルボニルオキシ−4−ヒドロキシスチレン、ア
セトン1,000mlを仕込んだ後、フラスコを窒素置
換し、この混合液を90℃で5時間反応させて重合反応
を行った。重合反応終了後、得られたポリマーをメタノ
ールで洗浄し、次いで乾燥させたところ、下記示性式の
ようなポリマーが98%の収率で得られた。このポリマ
ーの重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/M
n)は表1に示す通りであり、1H−NMRにて分析し
たところ、1.5ppmにtert−BOC基由来のピ
ークが観察された(Polym1)。
[Synthesis Example 1] 1 g in a 500 ml flask
Was charged, 75 g of 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene, and 1,000 ml of acetone were charged. Then, the flask was purged with nitrogen, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 5 hours to perform a polymerization reaction. went. After the completion of the polymerization reaction, the obtained polymer was washed with methanol and then dried, whereby a polymer represented by the following formula was obtained in a yield of 98%. Weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / M
n) is as shown in Table 1. When analyzed by 1 H-NMR, a peak derived from a tert-BOC group was observed at 1.5 ppm (Polym1).

【0102】〔合成例2〜13〕下記に示すような種類
のモノマーを使用する以外は合成例1と同様な方法によ
りPolym2〜13を得た。
[Synthesis Examples 2 to 13] Polyms 2 to 13 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the following types of monomers were used.

【0103】得られたポリマーの構造は下記示性式の通
りであり、それぞれの重量平均分子量、分子量分布は表
1に示す通りであった。合成例2 3−テトラヒドロピラニルオキシ−4−ヒドロキシスチ
レン合成例3 3−tert−ブトキシカルボニルオキシメチル−4−
ヒドロキシスチレン合成例4 3−メトキシエトキシ−4−ヒドロキシスチレン合成例5 3−トリメチルシリル−4−ヒドロキシスチレン合成例6 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン合成例7 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例8 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン合成例9 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−テトラピラニルオキシスチレン合成例10 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
合成例11 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン アクリル酸tert−ブチル合成例12 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン ヒドロキシスチレン合成例13 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン
The structure of the obtained polymer was as shown in the following formula, and the weight average molecular weight and molecular weight distribution of each polymer were as shown in Table 1. Synthesis Example 2 3-Tetrahydropyranyloxy-4-hydroxystyrene Synthesis Example 3 3-tert-butoxycarbonyloxymethyl-4-
Hydroxystyrene Synthesis Example 4 3-Methoxyethoxy-4-hydroxystyrene Synthesis Example 5 3-Trimethylsilyl-4-hydroxystyrene Synthesis Example 6 4-tert-butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 4-hydroxystyrene Synthesis Example 7 4-tert -Butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene Synthesis Example 8 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene Synthesis Example 9 3-tert-butoxycarbonyloxy 4-hydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-tetra pyranyloxyethyl styrene synthesis example 10 3-tert-butoxycarbonyl-4-hydroxystyrene 4-hydroxystyrene 3,4 Di tert- butoxycarbonyloxystyrene Synthesis Example 11 3-tert- butoxycarbonyl-4-hydroxy-styrene-acrylic acid tert- butyl Synthesis Example 12 4-tert- butoxycarbonyl-3-hydroxy-styrene 3,4-dihydroxy styrene-hydroxystyrene Synthesis Example 13 4-tert-butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-tert-butoxycarbonyloxystyrene

【0104】〔合成例14〕重合は2Lのフラスコに溶
媒としてテトラヒドロフラン700ml、開始剤として
sec−ブチルリチウム2×10-3molを仕込んだ。
この混合溶液に−78℃で3,4−ジtert−ブトキ
シスチレン40gを添加し、1時間撹拌しながら重合さ
せた。この反応溶液は赤色を呈した。重合終了は反応溶
液にメタノールを添加して行った。
[Synthesis Example 14] In the polymerization, 700 ml of tetrahydrofuran as a solvent and 2 × 10 -3 mol of sec-butyllithium as an initiator were charged into a 2 L flask.
To this mixed solution was added 40 g of 3,4-ditert-butoxystyrene at −78 ° C., and the mixture was polymerized with stirring for 1 hour. The reaction solution turned red. The polymerization was completed by adding methanol to the reaction solution.

【0105】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、39gの白色重合体〔ポリ(3,4−ジtert
−ブトキシスチレン)〕が得られた。得られた重合体
は、膜浸透圧法により重量平均分子量が1.8×104
g/molであった。GPC溶出曲線より分子量分布の
点で非常に単分散性(Mw/Mn=1.15)の高い重
合体であることが確認できた。
Next, the reaction mixture was poured into methanol,
The resulting polymer was precipitated, separated and dried to obtain 39 g of a white polymer [poly (3,4-ditert).
-Butoxystyrene)]. The obtained polymer had a weight average molecular weight of 1.8 × 10 4 by a membrane osmotic pressure method.
g / mol. From the GPC elution curve, it was confirmed that the polymer was very monodisperse (Mw / Mn = 1.15) in terms of molecular weight distribution.

【0106】上記ポリ(3,4−ジtert−ブトキシ
スチレン)30gをアセトン900mlに溶解し、60
℃で少量の濃硫酸を加えて7時間撹拌後、水に注ぎポリ
マーを沈澱させ、洗浄・乾燥したところ、20gのポリ
マーが得られた。得られたポリマーの重量平均分子量は
1.3×104g/molである。また、1H−NMRで
tert−ブチル基に由来するピークが観測されないこ
とから、得られたポリマ−が分子量分布の狭いポリ
(3,4−ジヒドロキシスチレン)であることが確認さ
れた。
30 g of the above poly (3,4-ditert-butoxystyrene) was dissolved in 900 ml of acetone.
After adding a small amount of concentrated sulfuric acid at 7 ° C. and stirring for 7 hours, the mixture was poured into water to precipitate the polymer, followed by washing and drying. As a result, 20 g of a polymer was obtained. The weight average molecular weight of the obtained polymer is 1.3 × 10 4 g / mol. Further, since no peak derived from a tert-butyl group was observed in 1 H-NMR, it was confirmed that the obtained polymer was poly (3,4-dihydroxystyrene) having a narrow molecular weight distribution.

【0107】更に、得られたポリ(3,4−ジヒドロキ
シスチレン)50gをピリジン500mlに溶解させ、
45℃で撹拌しながら二炭酸ジtert−ブチル18g
を添加した。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴
下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、ア
セトン50mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、
真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、
1H−NMRから水酸基の水素原子のtert−BOC
化率は20%であり(Polym14)、重量平均分子
量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は表1に示す
通りであり、GPC溶出曲線は図1に示す通りであっ
た。
Further, 50 g of the obtained poly (3,4-dihydroxystyrene) was dissolved in 500 ml of pyridine.
18 g of di-tert-butyl dicarbonate with stirring at 45 ° C
Was added. After reacting for 1 hour, the reaction solution was added dropwise to 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone and added dropwise to 2 L of water.
Vacuum dried to obtain a polymer. The resulting polymer is
From 1 H-NMR, tert-BOC of hydrogen atom of hydroxyl group
The conversion was 20% (Polym 14), the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were as shown in Table 1, and the GPC elution curve was as shown in FIG.

【0108】〔合成例15〕重合は2Lのフラスコに溶
媒としてテトラヒドロフラン700ml、開始剤として
sec−ブチルリチウム2×10-3molを仕込んだ。
この混合溶液に−78℃で4−tert−ブトキシスチ
レン20gと3,4−ジtert−ブトキシスチレン2
0gとを混合した溶液を添加し、1時間撹拌しながら重
合させた。この反応溶液は赤色を呈した。重合終了は反
応溶液にメタノールを添加して行った。
[Synthesis Example 15] In the polymerization, 700 ml of tetrahydrofuran as a solvent and 2 × 10 -3 mol of sec-butyllithium as an initiator were charged into a 2 L flask.
20 g of 4-tert-butoxystyrene and 3,4-ditert-butoxystyrene 2 were added to this mixed solution at -78 ° C.
A solution obtained by mixing with 0 g was added, and polymerization was carried out with stirring for 1 hour. The reaction solution turned red. The polymerization was completed by adding methanol to the reaction solution.

【0109】次に、反応溶液をメタノール中に注ぎ、得
られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥したとこ
ろ、39gの白色重合体が得られた。得られた重合体
は、13C−NMRの結果より、3,4−ジtert−ブ
トキシスチレン50%、4−tert−ブトキシスチレ
ン50%からなるランダム共重合体であること、そし
て、膜浸透圧法により重量平均分子量が1.8×104
g/molであることがわかった。更に、GPC溶出曲
線より分子量分布の点で非常に単分散性(Mw/Mn=
1.15)の高い重合体であることが確認できた。
Next, the reaction solution was poured into methanol to precipitate the obtained polymer, which was separated and dried, whereby 39 g of a white polymer was obtained. According to the result of 13 C-NMR, the obtained polymer was a random copolymer composed of 50% 3,4-di-tert-butoxystyrene and 50% 4-tert-butoxystyrene. The weight average molecular weight is 1.8 × 10 4
g / mol. Furthermore, from the GPC elution curve, a very monodisperse (Mw / Mn =
1.15) was confirmed to be a high polymer.

【0110】上記3,4−ジtert−ブトキシスチレ
ンと4−tert−ブトキシスチレンとのランダム共重
合体20gをアセトン300mlに溶解し、60℃で少
量の濃塩酸を加えて6時間撹拌後、水に注ぎポリマ−を
沈澱させ、洗浄・乾燥したところ、16gのポリマーが
得られた。得られたポリマーの重量平均分子量は1.3
×104g/molであった。GPC溶出曲線は図2に
示す通りであり、非常に単分散性の高い重合体であるこ
とが確認された。
20 g of the above random copolymer of 3,4-ditert-butoxystyrene and 4-tert-butoxystyrene was dissolved in 300 ml of acetone, a small amount of concentrated hydrochloric acid was added at 60 ° C., and the mixture was stirred for 6 hours. The polymer was precipitated, washed and dried to obtain 16 g of a polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer is 1.3.
× 10 4 g / mol. The GPC elution curve was as shown in FIG. 2, and it was confirmed that the polymer was a highly monodisperse polymer.

【0111】また、1H−NMRからtert−ブチル
基に由来するピークが観測されないことから、得られた
ポリマーが分子量分布の狭い3,4−ジヒドロキシスチ
レンと4−ヒドロキシスチレンとの共重合体であること
が確認された。
Since no peak derived from the tert-butyl group was observed from 1 H-NMR, the obtained polymer was a copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene having a narrow molecular weight distribution. It was confirmed that there was.

【0112】上記3,4−ジヒドロキシスチレンと4−
ヒドロキシスチレンとのランダム共重合体50gをテト
ラヒドロフラン500mlに溶解させ、触媒量のp−ト
ルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながら
エチルビニルエーテル27gを添加した。1時間反応さ
せた後、濃アンモニア水により中和し、水10Lにこの
中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。こ
れを濾過後、アセトン500mlに溶解させ、水10L
に滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー
は、13C−NMRから3,4−ジヒドロキシスチレンと
4−ヒドロキシスチレンとのランダム共重合体の水酸基
の水素原子が24%エトキシエチル化されたことが確認
された。
The above 3,4-dihydroxystyrene and 4-
50 g of a random copolymer with hydroxystyrene was dissolved in 500 ml of tetrahydrofuran, a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid was added, and then 27 g of ethyl vinyl ether was added while stirring at 20 ° C. After reacting for 1 hour, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralized reaction solution was added dropwise to 10 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 500 ml of acetone, and 10 L of water was added.
, And vacuum-dried after filtration. From the 13 C-NMR of the obtained polymer, it was confirmed that the hydrogen atom of the hydroxyl group of the random copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene was ethoxyethylated by 24%.

【0113】更に、得られた部分エトキシエチル化3,
4−ジヒドロキシスチレンと4−ヒドロキシスチレンと
のランダム共重合体50gをピリジン500mlに溶解
させ、45℃で撹拌しながら二炭酸ジtert−ブチル
8gを添加した。1時間反応させた後、水3Lに反応液
を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、アセトン50mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾
過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマ
ーはPolym15で示される構造を有し、1H−NM
Rから3,4−ジヒドロキシスチレンと4−ヒドロキシ
スチレンとのランダム共重合体の水酸基の水素原子のエ
トキシエチル化率は24%、tert−BOC化率は1
1%であり、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布
(Mw/Mn)は表1に示す通りであった。
Further, the obtained partially ethoxyethylated 3,3
50 g of a random copolymer of 4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene was dissolved in 500 ml of pyridine, and 8 g of ditert-butyl dicarbonate was added while stirring at 45 ° C. After reacting for 1 hour, the reaction solution was added dropwise to 3 L of water to obtain a white solid. After filtration, this was dissolved in 50 ml of acetone, dropped into 2 L of water, filtered, and dried under vacuum to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by Polym 15, and contains 1 H-NM
From R, the ethoxyethylation rate of the hydrogen atom of the hydroxyl group of the random copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene is 24%, and the tert-BOC conversion rate is 1
The weight-average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were as shown in Table 1.

【0114】〔合成例16〜22〕下記に示すような種
類のモノマーを使用する以外は合成例14又は合成例1
5と同様の方法により、Polym16〜22を得た。合成例16 3,4−ジエトキシエトキシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例17 2,3,4−トリtert−ブトキシカルボニルオキシ
スチレン 2,3,4−トリヒドロキシスチレン合成例18 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
スチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例19 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−エトキシエトキシスチレン合成例20 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−エトキシエトキシスチレン合成例21 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
スチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−ジエトキシプロポキシスチレン合成例22 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−ジn−ブトキシエトキシスチレン
[Synthesis Examples 16 to 22] Synthesis Example 14 or Synthesis Example 1 except that monomers of the types shown below were used.
In the same manner as in 5, Polyms 16 to 22 were obtained. Synthesis Example 16 3,4-Diethoxyethoxystyrene 3,4-Dihydroxystyrene Synthesis Example 17 2,3,4-Tritert-butoxycarbonyloxystyrene 2,3,4-Trihydroxystyrene Synthesis Example 18 3,4-Di tert-Butoxycarbonylmethyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene synthesis example 19 3,4-ditert-butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-ethoxyethoxystyrene synthesis example 20 3,4-di tert-Butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-ethoxyethoxystyrene Synthesis Example 21 3,4-ditert-butoxycarbonylmethyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-diethoxypropoxy Styrene Synthesis Example 22 3,4-ditert-butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-di-n-butoxyethoxystyrene

【0115】[0115]

【化26】 Embedded image

【0116】[0116]

【化27】 Embedded image

【0117】[0117]

【化28】 Embedded image

【0118】[0118]

【化29】 Embedded image

【0119】[0119]

【化30】 Embedded image

【0120】[0120]

【表1】 [Table 1]

【0121】〔実施例、比較例、参考例〕 上記合成例で得られたポリマー1(Polym1)から
ポリマー22(Polym22)をベース樹脂として使
用し、下記式(PAG1)から(PAG10)で示され
る酸発生剤と下記式(DRR1)から(DRR14)及
び(DRR1’)から(DRR8’)で示される溶解制
御剤を表2に示す組成でジエチレングリコールジメチル
エーテル(DGLM)又は1−エトキシ−2−プロパノ
ール(EIPA)、メチル−2−n−アミルケトン(M
AK)、プロピレングリコールモノメチルアセテート
(PGMMA)、プロピレングリコールモノエチルアセ
テート(PGMEA)又は乳酸エチル(EL)/ブチル
アセテート(BA)に溶解してレジスト材料を調合し、
更に各組成物0.2μmのテフロン製フィルターで濾過
することにより、レジスト液をそれぞれ調製した。
EXAMPLES, COMPARATIVE EXAMPLES, REFERENCE EXAMPLES Polymers 1 (Poly1) to Polymer 22 (Polym22) obtained in the above synthesis examples are used as base resins, and are represented by the following formulas (PAG1) to (PAG10). An acid generator and a dissolution controlling agent represented by the following formulas (DRR1) to (DRR14) and (DRR1 ′) to (DRR8 ′) in the composition shown in Table 2 in diethylene glycol dimethyl ether (DGLM) or 1-ethoxy-2-propanol ( EIPA), methyl-2-n-amyl ketone (M
AK), propylene glycol monomethyl acetate (PGMMA), propylene glycol monoethyl acetate (PGMEA) or ethyl lactate (EL) / butyl acetate (BA) to prepare a resist material,
Further, each composition was filtered through a 0.2 μm Teflon filter to prepare resist solutions.

【0122】また、比較のため、表5に示すように下記
示性式(Polym23)で示されるポリマーをベース
樹脂として使用して上記と同様にレジスト液を調製し
た。
For comparison, as shown in Table 5, a resist solution was prepared in the same manner as described above using a polymer represented by the following chemical formula (Polym23) as a base resin.

【0123】得られたレジスト液をシリコンウェハー上
へスピンコーティングし、0.8μmの厚さに塗布し
た。次いで、このシリコンウェハーをホットプレートを
用いて100℃で120秒間ベークした。これをエキシ
マレーザーステッパー(ニコン社、NSR−2005E
X8A,NA=0.5)を用いて露光し、90℃で60
秒間ベークを施し、2.38%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシドの水溶液で現像を行うと、ポジ型のパ
ターンを得ることができた。得られたレジストパターン
を次のように評価した。結果を表2〜4に示す。評価方法 :まず、感度(Eth)を求めた。次に0.3
5μmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光
量を最適露光量(Eop)として、この露光量における
分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レ
ジストの解像度とした。解像したレジストパターンの形
状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。また、0.
25μmラインアンドスペースの凹凸(エッジラフネ
ス)を走査型電子顕微鏡にて測定した。
The obtained resist solution was spin-coated on a silicon wafer and applied to a thickness of 0.8 μm. Next, the silicon wafer was baked at 100 ° C. for 120 seconds using a hot plate. Use an excimer laser stepper (Nikon Corporation, NSR-2005E)
X8A, NA = 0.5) at 60 ° C. at 90 ° C.
After baking for 2 seconds and developing with an aqueous solution of 2.38% tetramethylammonium hydroxide, a positive pattern could be obtained. The obtained resist pattern was evaluated as follows. The results are shown in Tables 2 to 4. Evaluation method : First, the sensitivity (Eth) was determined. Then 0.3
The exposure amount for resolving a 5 μm line and space at a ratio of 1: 1 was defined as the optimum exposure amount (Eop), and the minimum line width of the separated line and space at this exposure amount was defined as the resolution of the evaluation resist. The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. Also, 0.
The unevenness (edge roughness) of the 25 μm line and space was measured with a scanning electron microscope.

【0124】本発明の化学増幅型ポジ型レジスト材料
は、良好な感度、高い解像力を有すること、またパター
ン形状が良好で寸法制御性に優れ、プラズマエッチング
耐性、レジストパターンの耐熱性にも優れていることが
確認された。
The chemically amplified positive resist material of the present invention has good sensitivity, high resolution, good pattern shape and excellent dimensional control, excellent plasma etching resistance, and excellent heat resistance of the resist pattern. It was confirmed that.

【0125】[0125]

【化31】 Embedded image

【0126】[0126]

【化32】 Embedded image

【0127】[0127]

【化33】 Embedded image

【0128】[0128]

【化34】 Embedded image

【0129】[0129]

【化35】 Embedded image

【0130】[0130]

【化36】 Embedded image

【0131】[0131]

【化37】 Embedded image

【0132】[0132]

【化38】 Embedded image

【0133】[0133]

【表2】 [Table 2]

【0134】[0134]

【表3】 [Table 3]

【0135】[0135]

【表4】 [Table 4]

【0136】[0136]

【表5】 [Table 5]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】合成例14で得られた高分子物質のGPC溶出
曲線を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a GPC elution curve of a polymer substance obtained in Synthesis Example 14.

【図2】合成例15で得られた高分子物質GPC溶出曲
線を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a polymer substance GPC elution curve obtained in Synthesis Example 15.

フロントページの続き (72)発明者 土谷 純司 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (72)発明者 石原 俊信 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社 合成技術研究 所内 (56)参考文献 特開 平3−143904(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 12/00 - 12/36 C08F 112/00 - 112/36 C08F 212/00 - 212/36 Continuing from the front page (72) Inventor Junji Tsuchiya 28-1 Nishifukushima, Nishifukushima, Nakatsukushi-mura, Niigata Pref. Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 28-1 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic Technology Laboratory (56) References JP-A-3-143904 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08F 12/00-12 / 36 C08F 112/00-112/36 C08F 212/00-212/36

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される1種又は2
種以上の繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3,0
00〜300,000であることを特徴とする高分子化
合物。 【化1】 [但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3である。
上記酸不安定基は、下記式(16)又は(17)で示さ
れる基、テトラヒドロピラニル基、テトラフラニル基、
又はトリアルキルシリル基である。 【化39】 (但し、式中R15、R16はそれぞれ独立して水素原子又
は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、R17は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基である。また、R18は炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基であり、aは0又は1
である。)]
1. One or two of the following general formula (1)
It has at least three kinds of repeating units and has a weight average molecular weight of 3.0
A polymer compound having a molecular weight of from 00 to 300,000. Embedded image Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom, and at least one is an acid labile group. n is 2 or 3.
The acid labile group is a group represented by the following formula (16) or (17), a tetrahydropyranyl group, a tetrafuranyl group,
Or a trialkylsilyl group. Embedded image Wherein R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 18 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is 0 or 1
It is. )]
【請求項2】 下記一般式(2)で示され、重量平均分
子量が3,000〜300,000であることを特徴と
する請求項1記載の高分子化合物。 【化2】 [但し、式中R1はそれぞれ独立に水素原子又はメチル
基、R2は水素原子又は酸不安定基であるが、少なくと
も1つは水素原子、少なくとも1つは酸不安定基であ
り、R3は酸不安定基である。R4は水素原子、R5は−
COOX基(Xは水素原子又は酸不安定基)又は (R6は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基)であ
り、又はR4とR5は互いに結合して となっていてもよい。また、上記各単位はそれぞれ1種
で構成されていても、2種以上で構成されていてもよ
い。nは2又は3であり、m及びkはそれぞれ1、2又
は3である。p、qは正数、r、sは0又は正数であ
り、0<(p+q)/(p+q+r+s)≦1を満足す
る。p+q+r+sは上記重量平均分子量とする数であ
る。上記酸不安定基は、下記式(16)又は(17)で
示される基、テトラヒドロピラニル基、テトラフラニル
基、又はトリアルキルシリル基である。 【化40】 (但し、式中R15、R16はそれぞれ独立して水素原子又
は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、R17は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基である。また、R18は炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基であり、aは0又は1
である。)]
2. The polymer compound according to claim 1, which is represented by the following general formula (2) and has a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000. Embedded image Wherein R 1 is independently a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom, at least one is an acid labile group, 3 is an acid labile group. R 4 is a hydrogen atom, R 5 is-
A COOX group (X is a hydrogen atom or an acid labile group) or (R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), or R 4 and R 5 are It may be. Further, each of the above units may be composed of one kind or two or more kinds. n is 2 or 3, and m and k are 1, 2 or 3, respectively. p and q are positive numbers, r and s are 0 or positive numbers, and satisfy 0 <(p + q) / (p + q + r + s) ≦ 1. p + q + r + s is a number used as the above weight average molecular weight. The acid labile group is a group represented by the following formula (16) or (17), a tetrahydropyranyl group, a tetrafuranyl group, or a trialkylsilyl group. Embedded image Wherein R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 18 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is 0 or 1
It is. )]
【請求項3】 分子量分布が1.0〜1.5の単分散ポ
リマーである請求項1又は2記載の高分子化合物。
3. The polymer compound according to claim 1, which is a monodisperse polymer having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.5.
【請求項4】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至3のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
4. A chemically amplified positive electrode comprising: (A) an organic solvent; (B) a polymer compound according to claim 1 as a base resin; and (C) an acid generator. Mold resist material.
【請求項5】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至3のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物を含有してなることを特徴とする化学増幅
ポジ型レジスト材料。
5. (A) Organic solvent (B) Polymer compound according to any one of claims 1 to 3 as a base resin (C) Acid generator (D) Dissolution controlling agent having a weight average molecular weight of 100 to 100 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 10 to 100%. Characteristic chemically amplified positive resist material.
【請求項6】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至3のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物を含有してなることを特徴
とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
6. (A) an organic solvent; (B) a polymer compound according to any one of claims 1 to 3 as a base resin; (C) an acid generator; and (E) a dissolution controlling agent having a weight average molecular weight of 1, A compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of more than 3,000 and not more than 3,000, wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is partially substituted with an acid labile group at an average rate of more than 0% and not more than 60% as a whole. A chemically amplified positive resist material comprising:
【請求項7】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至3のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を上記
一般式(16)で示される基、上記一般式(17)で示
される基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基及
びβ−ケトアルキル基から選ばれる酸不安定基により全
体として平均10〜100%の割合で置換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を上記一般式(16)で示される基、上記一般式(1
7)で示される基、tert−ブチル基、テトラヒドロ
ピラニル基、トリアリルシリル基及びβ−ケトアルキル
基から選ばれる酸不安定基により全体として平均0%を
超え60%以下の割合で部分置換した化合物を含有して
なることを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
7. (A) an organic solvent; (B) a polymer compound according to any one of claims 1 to 3 as a base resin; (C) an acid generator; and (D) a dissolution controlling agent having a weight average molecular weight of 100 to 100. 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is a group represented by the above formula (16), a group represented by the above formula (17), tert-butyl A compound which is substituted by an acid labile group selected from a group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trialkylsilyl group and a β-ketoalkyl group at an average rate of 10 to 100% (E) As another dissolution controlling agent Weight average molecular weight of 1,000
In a compound having a phenolic hydroxyl group of more than 0 and not more than 3,000 and having a phenolic hydroxyl group in the molecule, the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is represented by the group represented by the general formula (16) or the general formula (1)
Partially substituted with an acid labile group selected from the group represented by 7), tert-butyl group, tetrahydropyranyl group, triallylsilyl group and β-ketoalkyl group at a rate of more than 0% on average and 60% or less as a whole. A chemically amplified positive resist material comprising a compound.
【請求項8】 (D)成分の溶解制御剤が下記式(4)
〜(14)で示されるフェノール性水酸基を有する化合
物から選ばれる1種又は2種以上の化合物の該フェノー
ル性水酸基の水素原子を上記一般式(16)で示される
基、上記一般式(17)で示される基、tert−ブチ
ル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、トリアルキルシリル基及びβ−ケトアルキル基から
選ばれる酸不安定基により置換したものである請求項5
又は7記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 【化4】 【化5】 【化6】 (但し、式中R8、R9はそれぞれ水素原子又は炭素数1
〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基
であり、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は
分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(R
14z−COOHであり、R11、R12はそれぞれ炭素数
1〜10のアルキレン基、アリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R13は炭素
数1〜8のアルキル基、アルケニル基、水素原子、それ
ぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であ
り、R14は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキ
レン基である。また、hは0〜3の整数であり、zは0
又は1である。x、y、x’、y’、x’’、y’’は
それぞれx+y=8、x’+y’=5、x’’+y’’
=4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つ
の水酸基を有するような数である。)
8. The dissolution controlling agent of the component (D) is represented by the following formula (4):
A hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of one or more compounds selected from the compounds having a phenolic hydroxyl group represented by the formulas (14) to (14); And a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trialkylsilyl group and a β-ketoalkyl group.
Or a chemically amplified positive resist material according to 7. Embedded image Embedded image Embedded image (Where R 8 and R 9 are each a hydrogen atom or a carbon atom 1)
R 10 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R
14) a z -COOH, R 11, R 12 each represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, R 13 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms , An alkenyl group, a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group, and R 14 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. H is an integer of 0 to 3;
Or 1. x, y, x ′, y ′, x ″, y ″ are respectively x + y = 8, x ′ + y ′ = 5, x ″ + y ″
= 4 and has at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. )
【請求項9】 (E)成分の溶解制御剤が下記式(1
5)で示される繰り返し単位を有する化合物から選ばれ
る1種又は2種以上の化合物である請求項6又は7記載
の化学増幅ポジ型レジスト材料。 【化1】 (但し、式中Rは上記一般式(16)で示される基、上
記一般式(17)で示される基、tert−ブチル基、
テトラヒドロピラニル基、トリアリルシリル基及びβ−
ケトアルキル基から選ばれる酸不安定基を示し、b、c
はそれぞれ0<b/(b+c)≦0.6を満足する数で
ある。)
9. The dissolution controlling agent of the component (E) is represented by the following formula (1)
8. The chemically amplified positive resist composition according to claim 6, which is one or more compounds selected from compounds having a repeating unit represented by 5). Embedded image (Where R is a group represented by the general formula (16), a group represented by the general formula (17), a tert-butyl group,
Tetrahydropyranyl group, triallylsilyl group and β-
Represents an acid labile group selected from ketoalkyl groups, b and c
Are numbers each satisfying 0 <b / (b + c) ≦ 0.6. )
【請求項10】 更に、(F)添加剤として塩基性化合
物を配合したことを特徴とする請求項4乃至9のいずれ
か1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
10. The chemically amplified positive resist material according to claim 4, further comprising (F) a basic compound as an additive.
【請求項11】 (C)成分の酸発生剤がオニウム塩で
ある請求項4乃至10のいずれか1項記載の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料。
11. The chemically amplified positive resist composition according to claim 4, wherein the acid generator as the component (C) is an onium salt.
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