JP4225427B2 - 開環メタセシス重合体水素添加物、それを含有するレジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

開環メタセシス重合体水素添加物、それを含有するレジスト材料及びパターン形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、新規な開環メタセシス重合体水素添加物、および該開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として用いたレジスト材料、特に、波長300nm以下の高エネルギー線(エキシマレーザー等を含む)露光用のレジスト材料、更に該レジスト材料を用いたパターン形成方法に関する。
LSIの高集積化と高速度化を実現するため、パターンルールの一層の微細化が求められており、遠紫外線リソグラフィーおよび真空紫外線リソグラフィーを用いた微細加工技術の開発が精力的に進められている。
特にArFエキシマレーザーはKrFエキシマレーザーの次世代の光源として、90nm〜45nmノードの先端半導体用フォトリソグラフィーに不可欠と広く認知されている。
ArFエキシマレーザーを光源としたフォトリソグラフィーにおいては、KrFエキシマレーザー光源世代のレジスト材料用樹脂の主役であったポリヒドロキシスチレン誘導体が波長193nmに不透明であるとの理由から適用困難であり、ベース樹脂の透明性の確保が不可欠となっている。
193nmに高透明であり、現像特性の比較的良好な樹脂としてポリ(メタ)アクリル酸及びその誘導体が注目されたが、耐ドライエッチング性が課題であった。耐ドライエッチング性向上のため、側鎖エステル部にアダマンタン骨格、ノルボルナン骨格等の脂環構造を導入したポリ(メタ)アクリル酸エステル誘導体が提案され(特許文献1および2参照)、開発の主流となっている。
しかしながら、これらのポリ(メタ)アクリル酸エステル誘導体の耐エッチング性は未だ充分ではない。また、今後のパターン微細化に伴って、解像性確保のためにレジストの薄膜化が必至であることから、耐エッチング性の重要性が一層高まることが予想される。
一方、主鎖に脂環骨格をもつ樹脂、例えば、ポリノルボルネン誘導体、ポリノルボルネン誘導体と無水マレイン酸の交互共重合体等が提案されており、充分な耐ドライエッチング性をもつものもあるが、劣等な現像特性、即ち現像中の膨潤や低い溶解コントラスト不足等の理由による、解像性不良が課題となっている。
特開平4−39665号公報 特開平5−257281号公報
本発明は上記課題の克服のため、主鎖に脂環骨格をもち、耐エッチング性に優れながら、かつ現像特性の優れた樹脂、及びこの樹脂を用いた高エネルギー線露光用レジスト材料、及びこのレジスト材料を用いたパターン形成方法を提供するものである。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、レジスト材料用のベースポリマーとして用いられるのに必要な上記の諸性能、具体的には、紫外線や遠紫外線(エキシマレーザー等を含む)に対する光透過性、アルカリ現像液に対する溶解特性、及び耐エッチング性等の諸性能を全て満足する樹脂として、脂肪族環状化合物を主鎖とし、かつ、その環状構造の一部に酸素原子を含有する構造単位を有する開環メタセシス重合体の水素添加物が相応しいことを知見した。さらに、特定の環状ラクトン化合物と特定の脂肪族環状炭化水素化合物を構成単位とすることで、より優れた解像性能を獲得できた。環状構造の一部に酸素原子を含有させること、及び環状ラクトン単位を含有させることは、樹脂の極性を高め、アルカリ現像液との親和性を高めるが、現像液との親和性が高過ぎると、溶解コントラストの低下を招き、解像性が低下する。脂溶性が高く、現像液親和性の低い脂肪族環状炭化水素化合物を適量併用させることで、現像特性の制御が容易になった点が、解像性の向上に寄与したものと考えられる。
即ち、本発明は、
(1)少なくとも下記一般式[1]
Figure 0004225427
(式中、R1〜R4のうち少なくとも一つが、下記一般式[2]
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R6は炭素数4〜20の三級アルキル基を示す。W1は単結合又は炭素数1〜10のk+2価の炭化水素基を示す。kは0又は1であり、kが0のときWは単結合である。)で表される酸不安定基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X1は−O−又はCR7 −(R7は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。jは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[A]と、下記一般式[3]及び/又は[4]
Figure 0004225427
Figure 0004225427
(式中、R8〜R11は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X2は−O−又はCR12 −(R12は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。mは0又は1〜3の整数を表す。R13〜R16は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X3は−O−又はCR17 −(R17は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。Y1及びY2は、一方が−(C=O)−であり、他方は、−CR18 −(R18は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)である。nは0又は1〜3の整数を表す。)
から選ばれる構造単位[B]と、下記一般式[5]及び/又は[6]
Figure 0004225427
Figure 0004225427
(式中、eは0又は1〜3の整数を表す。fは0又は1〜3の整数を表す。)
から選ばれる構造単位[C]とから構成され、かつ、構造単位[A]の一般式[1]のX1、構造単位[B]の一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たす開環メタセシス重合体水素添加物。
(2)一般式[1]のR1〜R4のうち少なくとも一つとして選ばれる一般式[2]中のRが、1−アルキルシクロペンチル基、2−アルキル−2−ノルボルニル基又は2−アルキル−2−アダマンチル基である(1)に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(3)一般式[7]
Figure 0004225427
(式中、R19〜R22のうち少なくとも一つが、下記一般式[8]
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R23は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。W2は単結合又は炭素数1〜10のq+2価の炭化水素基を示す。qは0又は1であり、qが0のときWは単結合である。)で表されるカルボキシル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X4は−O−又はCR24 −(R24は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。pは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[D]を更に含む請求項1または2に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(4)一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[7]で表される構造単位[D]の構成モル比([A]+[B]+[C])/[D]=100/0〜20/80である(3)に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(5)一般式[9]
Figure 0004225427
(式中、R25〜R28のうち少なくとも一つが、下記一般式[10]
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R29は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R30は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基を示す。W3は単結合又は炭素数1〜10のs+2価の炭化水素基を示す。sは0又は1であり、sが0のときWは単結合である。)で表されるカルボン酸エステル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X5は−O−又はCR31 −(R31は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。rは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[E]を更に含む(1)ないし(4)のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(6)一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[9]で表される構造単位[E]の構成モル比([A]+[B]+[C])/[E]=100/0〜40/60である(5)に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(7)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量が2,000〜200,000である(1)ないし(6)のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(8)GPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜50,000である(7)に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
(9)前記(1)ないし(8)のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として含有するレジスト材料。
(10)前記(1)ないし(8)のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として含有するレジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後フォトマスクを介して高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明によれば、主鎖に脂環骨格をもち、耐エッチング性に優れ、かつ現像特性の優れた樹脂が提供され、さらに、この樹脂を用いた高エネルギー線露光用レジスト材料、及びこのレジスト材料を用いたパターン形成方法を提供される。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。記述中の一般式において、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得る場合があるが、その場合、一つの平面式あるいは立体異性体の式で立体異性体の全てを代表して表す。これらの立体異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物は、下記一般式[1]で表される構造単位[A]と、一般式[3]及び/又は一般式[4]から選ばれる構造単位[B]と一般式[5]及び/又は一般式[6]から選ばれる構造単位[C]とを含む。
Figure 0004225427
ここで、本発明の一般式[1]において、R1〜R4のうち少なくとも一つが、下記一般式[2]で表される酸不安定基を有する官能基である。酸不安定基とは、既にレジスト関連技術において一般的な技術用語となっているが、アルカリ可溶性基の保護基であり、露光により光酸発生剤から発生した強酸などの酸を触媒として、保護基が分解され脱保護されることによりカルボン酸等のアルカリ可溶性基を生じるもののことである。
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R6は炭素数4〜20の三級アルキル基を示す。W1は単結合又は炭素数1〜10のk+2価の炭化水素基を示す。kは0又は1であり、kが0のときWは単結合である。)
5において、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−エチルシクロペンチル、及び1−エチルシクロヘキシル等が挙げられ、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル、1−エトキシエチル、1−tert−ブトキシエチル、1−シクロヘキシルオキシエチル、1−エトキシプロピル、1−エトキシ−1−メチルエチル、テトラヒドロフラン−2−イル、及びテトラヒドロピラン−2−イル等が挙げられ、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基としては、例えばフォルミル、アセチル、ピバロイル、及びシクロヘキシルカルボニル等が挙げられる。これらR5のうち、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜7の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、及び炭素数2〜7の直鎖状又は分岐状のアシル基が好ましく、特に水素原子、メチル、エチル、メトキシメチル、1−エトキシエチル、テトラヒドロフラン−2−イル及びアセチルが好ましい。
1において、炭素数1〜10のk+2価の炭化水素基としては、kが0の場合、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基であり、例えばメチレン、ジメチルメチレン、エチリデン、プロピリデン、ブチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、1−エチルエチレン、2−エチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、2,2−ジメチルエチレン、1−エチル−2−メチルエチレン、トリメチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、3−メチルトリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、1,1−シクロペンチレン、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、1,1−シクロヘキシレン、1,2−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘキシレン、及び1,4−シクロヘキシレン等が挙げられる。これらのうち、メチレン、エチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、トリメチレン、及び2−メチルトリメチレンが好ましい。kが1の場合、例えば上記kが0の場合で挙げた炭化水素基上の任意の位置の水素原子1個を除いて結合手としたものが挙げられる。最も好ましいW1は単結合である。
6において、炭素数4〜20の三級アルキル基としては、例えば、下記一般式[13]
Figure 0004225427
(式中、R32〜R34はそれぞれ独立に炭素数1〜17の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基である。)で表されるアルキル基、また、下記一般式[14]
Figure 0004225427
(式中、R35は炭素数1〜17の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、R36〜R41はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜16の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基である。bは0又は1〜6の整数であり、bが2〜6の場合、複数のR38及びR39はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
で表される1−アルキルシクロアルキル基、下記一般式[15]
Figure 0004225427
(式中、R42は炭素数1〜13の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、R43〜R52はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜13の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基である。)
で表される2−アルキル−2−ノルボルニル基、及び2−メチル−2−アダマンチル及び2−エチル−2−アダマンチル等の2−アルキル−2−アダマンチル基が挙げられる。
一般式[13]の具体例としては、tert−ブチル、tert−アミル、1,1−ジメチルブチル、1−エチル−1−メチルプロピル、1,1−ジメチルイソプロピル、1−シクロペンチル−1−メチルエチル、1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル等が挙げられ、これらのうち、下記化学式[16−1]〜[16−5]で示される、tert−ブチル、tert−アミル、1−エチルメチル−1−プロピル、1−シクロペンチル−1−メチルエチル、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルが好ましく、より好ましくはtert−ブチル[16−1]、tert−アミル[16−2]、1−エチル−1−メチルプロピル[16−3]である。
Figure 0004225427
一般式[14]の具体例としては、1−メチルシクロプロピル、1−メチルシクロブチル、1−エチルシクロブチル、1−メチルシクロペンチル、1−エチルシクロペンチル、1−n−プロピルシクロペンチル、1−iso−プロピルシクロペンチル、1−tert−ブチルシクロペンチル、1−シクロペンチルシクロペンチル、1−シクロヘキシルシクロペンチル、1−ノルボルニルシクロペンチル、1−メチルシクロヘキシル、1−エチルシクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、1−エチルシクロヘキシル、1−メチルシクロヘプチル、1−エチルシクロヘプチル、1−メチルシクロオクチル、及び1−メチルシクロノニル等が挙げられ、これらのうち、1−メチルシクロペンチル、1−エチルシクロペンチル、1−n−プロピルシクロペンチル、1−iso−プロピルシクロペンチル、1−tert−ブチルシクロペンチル、1−シクロペンチルシクロペンチル、1−シクロヘキシルシクロペンチル、及び1−ノルボルニルシクロペンチル等の下記化学式[17−1]〜[17−9]
Figure 0004225427
で表される1−アルキルシクロペンチルが好ましく、より好ましくは1−メチルシクロペンチル[17−1]及び1−エチルシクロペンチル[17−2]である。一般式[15]の具体例としては、下記化学式[18−1]〜[18−11]
Figure 0004225427
等の2−アルキル−2−ノルボルニル基が挙げられ、これらのうち、[18−1]、[18−2]、[18−8]及び[18−9]が好ましい。なお、前述の様に、上記一般式において、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得る場合があるが、これらの場合、一つの立体異性体の式で立体異性体の全てを代表して表す。これらの立体異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
例えば、上記一般式[18−8]は下記一般式[18−8−1]、[18−8−2]で表される基から選ばれる1種又は2種の混合物を代表して表すものとする。
Figure 0004225427
また、上記一般式[18−9]は下記一般式[18−9−1]〜[18−9−4]で表される基から選ばれる1種又は2種以上の混合物を代表して表すものとする。
Figure 0004225427
更に、上記一般式[18−8−1]、[18−8−2]、[18−9−1]〜[18−9−4]は、それらのエナンチオ異性体及びエナンチオ異性体混合物をも代表して表す。
1〜R4のうちその他は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20であるメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル又はメンチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、塩素原子、臭素原子、沃素原子又はフッ素原子等のハロゲン、炭素数1〜20のフルオロメチル、クロロメチル、ブロモメチル、ジフルオロメチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル又はトリブロモメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜12のメトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、tert−ブトキシ又はメントキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20のメトキシメチル、メトキシエチル、tert−ブトキシメチル、tert−ブトキシエチル又はメトキシメントール等の、又はメチルグルコース等のアルコキシ糖類を含む直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアセトキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のナフトイルオキシ等のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20のメシルオキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のトシルオキシ等のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20のメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、又はシクロヘキシルオキシカルボニル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、炭素数3〜20のメトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、1−(メトキシカルボニル)エチル、エトキシカルボニルメチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、n−プロポキシカルボニルメチル、イソプロポキシカルボニルメチル、n−ブトキシカルボニルメチル、tert−ブトキシカルボニルメチル、又はシクロヘキシルオキシカルボニルメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が具体例として挙げられる。これらのうち、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニルアルキル基である。
1は−O−又はCR7 −(R7は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、jが1〜3の場合、X1は同一でも異なってもよい。R7としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。X1として、好ましくは−O−又はCH−であり、より好ましくはすべてのX1が−O−又はCH−の何れかである。jとして好ましくは、0又は1である。
一般式[1]の具体例としては、下記化学式[19−1−1]〜[22−4−20]で表される構造単位[A]が挙げられる。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
また、一般式[3]において、R8〜R11は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル又はメンチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基が具体例として挙げられる。X2は−O−又はCR12 −(R12は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキルを表す)であり、mが1〜3の場合、X2は同一でも異なってもよい。R12としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。X2として、好ましくは−O−又はCH−であり、より好ましくはすべてのX2が−O−又はCH−の何れかである。mとして好ましくは、0又は1である。
一般式[3]の具体例としては、下記化学式[23−1]〜[23−16]で表される構造が挙げられる。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
また、一般式[4]において、R13〜R16は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル又はメンチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基が具体例として挙げられる。X3は−O−又はCR17 −(R17は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキルを表す)であり、nが1〜3の場合、X3は同一でも異なってもよい。R17としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。X3として、好ましくは−O−又はCH−であり、より好ましくはすべてのX3が−O−又はCH−の何れかである。Y1及びY2は、一方が−(C=O)−であり、他方は、−CR18 −(R18は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)である。R18としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。Y1及びY2として、好ましくは一方が−(C=O)−であり、他方が−CH−である。nとして好ましくは、0又は1である。
一般式[4]の具体例としては、下記化学式[24−1]〜[24−16]で表される構造が挙げられる。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
一般式[5]としては(式中、eは0又は1〜3の整数を表す。)、下記化学式[25−5−1]〜[25−5−4]で表される構造単位が挙げられ、eとして好ましくは0または1である。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
また、一般式[6]としては(式中、fは0又は1〜3の整数を表す。)、下記化学式[26−6−1]〜[26−6−4]で表される構造単位が挙げられ、fとして好ましくは0、1または2である。
Figure 0004225427
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物は、構造単位[A]の一般式[1]のX1、構造単位[B]の一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、このように酸素原子が主鎖である脂肪族環状化合物中に存在することにより、シリコン基板のような被処理基板への密着性、アルカリ水溶液による現像時に濡れ張力の改善、レジスト剤のシリコンウエハに塗布する工程で使用されるケトン類、アルコール類等の極性有機溶媒に対する溶解性を更に向上させる効果があり、また、水に対する親和性も向上し、露光後のアルカリ水溶液等の剥離剤(又は現像剤)に対する現像性も向上する。好ましくは、構造単位[A]の一般式[1]のX1、構造単位[B]の一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その他が−CH−である開環メタセシス重合体水素添加物である。X1、X2及びX3の全合計単位量に対する−O−単位の量は、1〜99モル%であり、好ましくは2〜95モル%であり、より好ましくは5〜80モル%であり、最も好ましくは10〜70モル%である。
本発明において、一般式[1]で表される構造単位[A]と、一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]と、一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]の構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たし、構造単位[A]に加えて構造単位[B]及び[C]がある一定量存在することが必須である。ここで、構造単位[A]は、一般式[2]で表される三級エステル基、即ち露光時に感光剤から発生する酸により分解してカルボン酸を生成する基を含んでおり、露光後、アルカリ水溶液で現像してレジストパターンを作るために必要である。また、構造単位[B]は、シリコン基板のような被処理基板との密着性を発現するのに必要である。また、構造単位[C]は、アルカリ現像液に対する溶解阻止性を付与し、溶解コントラストを調整するために必要である。構成モル比[A]/([B]+[C])が20/80未満であると、露光後の溶解速度が不足し、現像不良となり、98/2を超えると、被処理基板との密着性不足や解像性不良が問題となる。また、([A]+[B])/[C]が99/1以下であることが構造単位[C]による現像特性改善効果の発現に不可欠であるが、50/50未満であると親水性が過度に低く、現像特性はむしろ劣化する。さらに、([A]+[C])/[B]が99/1を超えると被処理基板との密着性が発現せず、21/79未満であると現像不良となる。従って、[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たすことが必要になり、好ましくは、[A]/([B]+[C])=20/80〜88/12、([A]+[B])/[C]=95/5〜60/40、([A]+[C])/[B]=93/7〜25/75を同時に満たす組成であり、より好ましくは、[A]/([B]+[C])=20/80〜70/30、([A]+[B])/[C]=90/10〜70/30、([A]+[C])/[B]=80/20〜40/60を同時に満たす組成である。
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物は、重量平均分子量Mwと数平均分子量との比、即ち分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜3.0であることが好ましい。分子量分布はレジスト材料として用いた時の解像度に大きく影響し、狭い程高解像度のパターンを得ることができる。本発明の開環メタセシス重合体水素添加物の分子量は、通常、数平均分子量Mnが2000〜200,000である。好ましくは3,000〜100,000であり、より好ましくは5,000〜50,000である。なお、本明細書において記載する数平均分子量及び重量平均分子量は、本発明の開環メタセシス重合体添加物を溶解できる溶媒及び分離することができるカラムを適宜選択して使用して、ポリスチレン換算でのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。
また、これらの開環メタセシス重合体水素添加物は、構造単位[A]、[B]及び[C]それぞれ1種類の構造単位から成るものでもよいが、それぞれの構造単位のいずれかが又は全てが2種以上の構造単位から成るものでもよい。例えば、構造単位[A]が下記一般式[1−1]及び[1−2]
Figure 0004225427
(式中、R53〜R56のうち少なくとも一つが、一般式[2]で表される酸不安定基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、jは0又は1〜3の整数を表す。)
Figure 0004225427
(式中、R57〜R60のうち少なくとも一つが、一般式[2]で表される酸不安定基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、j2は0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[A−1−1]及び[A−1−2]と、構造単位[B]が下記一般式[3−1]及び[3−2]
Figure 0004225427
(式中、R61〜R64は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、m1は0又は1〜3の整数を表す。)
Figure 0004225427
(式中、R65〜R68は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、m2は0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[B−3−1]及び[B−3−2]及び/又は下記一般式[4−1]及び[4−2]
Figure 0004225427
(式中、R69〜R72は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、Y3及びY4は一方が−(C=O)−であり他方は−CH−であり、n1は0又は1〜3の整数を表す。)
Figure 0004225427
(式中、R73〜R76は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、Y5及びY6は一方が−(C=O)−であり他方は−CH−であり、n2は0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[B−4−1]及び[B−4−2]と、一般式[5]及び/又は[6]で表される構造単位[C]から成る開環メタセシス重合体水素添加物とすることができる。
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物は、構造単位[A]と[B]及び[C]に加えて、下記一般式[7]
Figure 0004225427
(式中、R19〜R22のうち少なくとも一つが、下記一般式[8]
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R23は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。W2は単結合又は炭素数1〜10のq+2価の炭化水素基を示す。qは0又は1であり、qが0のときWは単結合である。)で表されるカルボキシル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X4は−O−又はCR24 −(R24は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。pは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[D]を更に構造単位として有していることが、基盤密着性及び現像液への親和性が更に向上するために好ましい。
23において、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−エチルシクロペンチル、及び1−エチルシクロヘキシル等が挙げられ、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル、1−エトキシエチル、1−tert−ブトキシエチル、1−シクロヘキシルオキシエチル、1−エトキシプロピル、1−エトキシ−1−メチルエチル、テトラヒドロフラン−2−イル、及びテトラヒドロピラン−2−イル等が挙げられ、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基としては、例えばフォルミル、アセチル、ピバロイル、及びシクロヘキシルカルボニル等が挙げられる。これらR23のうち、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜7の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、及び炭素数2〜7の直鎖状又は分岐状のアシル基が好ましく、特に水素原子、メチル、エチル、メトキシメチル、1−エトキシエチル、テトラヒドロフラン−2−イル及びアセチルが好ましい。
2において、炭素数1〜10のq+2価の炭化水素基としては、qが0の場合、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基であり、例えばメチレン、ジメチルメチレン、エチリデン、プロピリデン、ブチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、1−エチルエチレン、2−エチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、2,2−ジメチルエチレン、1−エチル−2−メチルエチレン、トリメチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、3−メチルトリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、1,1−シクロペンチレン、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、1,1−シクロヘキシレン、1,2−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘキシレン、及び1,4−シクロヘキシレン等が挙げられる。これらのうち、メチレン、エチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、トリメチレン、及び2−メチルトリメチレンが好ましい。qが1の場合、例えば上記qが0の場合で挙げた炭化水素基上の任意の位置の水素原子1個を除いて結合手としたものが挙げられる。最も好ましいW2は単結合である。
19〜R22のうちその他は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20であるメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル又はメンチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、塩素原子、臭素原子、沃素原子又はフッ素原子等のハロゲン、炭素数1〜20のフルオロメチル、クロロメチル、ブロモメチル、ジフルオロメチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル又はトリブロモメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20のメトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、tert−ブトキシ又はメントキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20のメトキシメチル、メトキシエチル、tert−ブトキシメチル、tert−ブトキシエチル又はメトキシメントール等の、又はメチルグルコース等のアルコキシ糖類を含む直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアセトキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のナフトイルオキシ等のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20のメシルオキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のトシルオキシ等のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20のメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、又はシクロヘキシルオキシカルボニル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、炭素数3〜20のメトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、1−(メトキシカルボニル)エチル、エトキシカルボニルメチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、n−プロポキシカルボニルメチル、イソプロポキシカルボニルメチル、n−ブトキシカルボニルメチル、tert−ブトキシカルボニルメチル、又はシクロヘキシルオキシカルボニルメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が具体例として挙げられる。これらのうち、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニルアルキル基である。
4は−O−又はCR24 −(R24は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、pが1〜3の場合、X4は同一でも異なってもよい。R24としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。X4として、好ましくは−O−又はCH−であり、より好ましくはすべてのX4が−O−又はCH−の何れかである。pとして好ましくは、0又は1である。
一般式[7]の具体例としては、下記化学式[27−1−1]〜[27−4−16]で表される構造単位[D]が挙げられる。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
本発明における好ましい実施態様において、一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[7]で表される構造単位[D]構成モル比([A]+[B]+[C])/[D]は100/0〜20/80であり、構造単位[A]、[B]及び[C]に加えて構造単位[D]がある一定量存在することが好ましい。ここで、構造単位[D]は、シリコン基板のような被処理基板との密着性を極めて高め、更に現像液との親和性を向上させる。好ましくは構成モル比([A]+[B]+[C])/[D]は98/2〜50/50であり、更に好ましくは97/3〜60/40、最も好ましくは95/5〜70/30である。
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物は、構造単位[A]と[B]及び[C]、好ましくは更に[D]に加えて、下記一般式[9]
Figure 0004225427
(式中、R25〜R28のうち少なくとも一つが、下記一般式[10]
Figure 0004225427
(式中、鎖線は結合手を示す。R29は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R30は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基を示す。W3は単結合又は炭素数1〜10のs+2価の炭化水素基を示す。sは0又は1であり、sが0のときWは単結合である。)で表されるカルボン酸エステル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X5は−O−又はCR31 −(R31は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。rは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[E]を更に構造単位として有してもよい。
29において、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−エチルシクロペンチル、及び1−エチルシクロヘキシル等が挙げられ、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル、1−エトキシエチル、1−tert−ブトキシエチル、1−シクロヘキシルオキシエチル、1−エトキシプロピル、1−エトキシ−1−メチルエチル、テトラヒドロフラン−2−イル、及びテトラヒドロピラン−2−イル等が挙げられ、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基としては、例えばフォルミル、アセチル、ピバロイル、及びシクロヘキシルカルボニル等が挙げられる。これらR29のうち、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜7の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、及び炭素数2〜7の直鎖状又は分岐状のアシル基が好ましく、特に水素原子、メチル、エチル、メトキシメチル、1−エトキシエチル、テトラヒドロフラン−2−イル及びアセチルが好ましい。
30において、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、及びtert−ブチル等が挙げられ、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル、1−エトキシエチル、1−tert−ブトキシエチル、1−シクロヘキシルオキシエチル、1−エトキシプロピル、1−エトキシ−1−メチルエチル、テトラヒドロフラン−2−イル、及びテトラヒドロピラン−2−イル等が挙げられ、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基としては、例えばフルオロメチル、クロロメチル、ブロモメチル、ジフルオロメチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル及びトリブロモメチル等が挙げられる。これらR30のうち、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、特にメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、及びtert−ブチルが好ましい。
3において、炭素数1〜10のs+2価の炭化水素基としては、sが0の場合、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基であり、例えばメチレン、ジメチルメチレン、エチリデン、プロピリデン、ブチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、1−エチルエチレン、2−エチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、2,2−ジメチルエチレン、1−エチル−2−メチルエチレン、トリメチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、3−メチルトリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、1,1−シクロペンチレン、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、1,1−シクロヘキシレン、1,2−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘキシレン、及び1,4−シクロヘキシレン等が挙げられる。これらのうち、メチレン、エチリデン、エチレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、トリメチレン、及び2−メチルトリメチレンが好ましい。sが1の場合、例えば上記sが0の場合で挙げた炭化水素基上の任意の位置の水素原子1個を除いて結合手としたものが挙げられる。最も好ましいW3は単結合である。
25〜R28のうちその他は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20であるメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル又はメンチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、塩素原子、臭素原子、沃素原子又はフッ素原子等のハロゲン、炭素数1〜20のフルオロメチル、クロロメチル、ブロモメチル、ジフルオロメチル、ジクロロメチル、ジブロモメチル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル又はトリブロモメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20のメトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、tert−ブトキシ又はメントキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20のメトキシメチル、メトキシエチル、tert−ブトキシメチル、tert−ブトキシエチル又はメトキシメントール等の、又はメチルグルコース等のアルコキシ糖類を含む直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアセトキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のナフトイルオキシ等のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20のメシルオキシ等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のトシルオキシ等のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20のメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、又はシクロヘキシルオキシカルボニル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、炭素数3〜20のメトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、1−(メトキシカルボニル)エチル、エトキシカルボニルメチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、n−プロポキシカルボニルメチル、イソプロポキシカルボニルメチル、n−ブトキシカルボニルメチル、tert−ブトキシカルボニルメチル、又はシクロヘキシルオキシカルボニルメチル等の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が具体例として挙げられる。これらのうち、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニル基、及び炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルコキシカルボニルアルキル基である。
5は−O−又はCR31 −(R31は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、rが1〜3の場合、Xは同一でも異なってもよい。R31としては水素原子、又は炭素数1〜10のメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル又はtert−ブチル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基が具体例として挙げられる。X5として、好ましくは−O−又はCH−であり、より好ましくはすべてのX5が−O−又はCH−の何れかである。rとして好ましくは、0又は1である。
一般式[9]の具体例としては、下記化学式[28−1−1]〜[28−4−16]で表される構造単位[E]が挙げられる。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
本発明における好ましい実施態様において、一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[9]で表される構造単位[E]構成モル比([A]+[B]+[C])/[E]は100/0〜40/60であり、構造単位[A]、[B]及び[C]に加えて構造単位[E]がある一定量存在することが好ましい。ここで構造単位[E]は、露光時の分解性や、現像特性制御、及び熱特性制御や溶剤溶解性等の設計自由度を増すために有用である。好ましくは構成モル比([A]+[B]+[C])/[E]は98/2〜50/50であり、更に好ましくは97/3〜60/40、最も好ましくは95/5〜70/30である。
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物は、構造単位[A]と[B]及び[C]、好ましくは[D]、及び更に場合によっては[E]に加えて、下記一般式[29]
Figure 0004225427
(式中、R77〜R80は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、水酸基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のヒドロキシアルキル基、シアノ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のシアノアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシアルキル基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシアルキル基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基から選ばれ、X6は−O−又はCR81 −(R81は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。vは0又は1〜3の整数を表す。)
で表される構造単位[F]を更に構造単位として有してもよい。
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物において、一般式[1]で表される構造単位[A]と一般式[]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]と一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]の構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たし、構造単位[A]に加えて構造単位[B]及び[C]がある一定量存在することが必須である。ここで、構造単位[A]は、一般式[2]で表される三級エステル基、即ち露光時に感光剤から発生する酸により分解してカルボン酸を生成する基を含んでおり、露光後、アルカリ水溶液で現像してレジストパターンを作るために必要である。また、構造単位[B]は、シリコン基板のような被処理基板との密着性を発現するのに必要である。また、構造単位[C]は、アルカリ現像液に対する溶解阻止性を付与し、溶解コントラストを調整するために必要である。構成モル比[A]/([B]+[C])が20/80未満であると、露光後の溶解速度が不足し、現像不良となり、98/2を超えると、被処理基板との密着性不足や解像性不良が問題となる。また、([A]+[B])/[C]が99/1以下であることが構造単位[C]による現像特性改善効果の発現に不可欠であるが、50/50未満であると親水性が過度に低く、現像特性はむしろ劣化する。さらに、([A]+[C])/[B]が99/1を超えると被処理基板との密着性が発現せず、21/79未満であると現像不良となる。また、一般式[7]で表される構造単位[D]はカルボキシル基を含んでおり、シリコン基板のような被処理基板との密着性を改善すること、及び溶剤への溶解性を改善することができる。更に、構造単位[A]、[B]及び[C]の合計構造単位[D]との構成モル比([A]+[B]+[C])/[D]が100/0〜20/80の範囲にあると、露光後のアルカリ水溶液による現像時に濡れ張力を改善し、現像むらを解決するために好ましい。これらの構造単位がこの範囲にあることは、レジスト組成を調製するのに好適であり、極性の高い感光剤と共に、例えば、2−ヘプタノンなどの極性溶媒に溶解し、シリコン基板のような被処理基板に塗布するレジスト材として極めて重要である。すなわち、開環メタセシス重合体の水素添加物が、レジスト組成物を調製する時に、極性溶媒に対する溶解度、又は溶解速度を高めることで均一な平滑コーティング膜を形成することができる。また、構造単位[A]と[B]及び[C]に加えて構造単位[E]を含むと、構造単位[A]に含まれるエステル基とは反応性の異なるエステル基や分解しないエステル基を含むことになり、よって露光時の分解性や現像特性制御、及び熱特性制御や溶剤溶解性の観点で設計の自由度が増すため有用である。この場合の好ましい構造単位の構成モル比([A]+[B]+[C])/[E]は100/0〜40/60の範囲である。
また特に、構造単位[A]の一般式[1]のX1、構造単位[B]の一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その他が−CH−である開環メタセシス重合体水素添加物は、シリコン基板のような被処理基板への密着性、アルカリ水溶液による現像時に濡れ張力の改善、レジスト剤のシリコンウエハに塗布する工程で使用されるケトン類、アルコール類等の極性有機溶媒に対する溶解性を更に向上させる効果がある。また、水に対する親和性も向上し、露光後のアルカリ水溶液等の剥離剤(又は現像剤)に対する現像性も向上する。
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物は、一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]、及び必要に応じて一般式[9]で表される構造単位[E]、更に必要に応じて一般式[29]で表される構造単位[F]のそれぞれに対応する環状オレフィン単量体を開環メタセシス触媒で重合し、水素添加触媒のもとに水素添加することにより得られる。
構造単位[A]の一般式[1]に対応する環状オレフィン単量体とは、下記一般式[30]の構造を有する環状オレフィン単量体であり、構造単位[B]の一般式[3]、及び一般式[4]に対応する環状オレフィン単量体とは、それぞれ下記一般式[31]、[32]の構造を有する環状オレフィン単量体であり、構造単位[C]の一般式[5]、及び一般式[6]に対応する環状オレフィン単量体とは、それぞれ下記一般式[33]、[34]の構造を有する環状オレフィン単量体であり、構造単位[E]の一般式[9]に対応する環状オレフィン単量体とは、下記一般式[35]の構造を有する環状オレフィン単量体であり、一般式[29]で表される構造単位[F]に対応する環状オレフィン単量体とは、下記一般式[36]の構造を有する環状オレフィン単量体である。
Figure 0004225427
(式中R1〜R80、X1〜X6、Y1、Y2、j、m、n、e、f、r及びvは前記定義と同じである。)
本発明の開環メタセシス共重合体水素添加物を製造する方法は特に限定されないが、上記環状オレフィン単量体をリビング開環メタセシス触媒を用いて、好ましくはオレフィン又はジエン等の連鎖移動剤の存在下、溶媒中又は無溶媒で重合した後、水素圧下、水素添加触媒を用いて溶媒中水素添加することにより得られる。例えば特開2001−354756に記載の方法等により重合、水添反応を行うことができる。
本発明の開環メタセシス重合体の製造に使用される開環メタセシス重合触媒としては、開環メタセシス重合を行うことができる触媒であれば限定はされないが、タングステン系アルキリデン触媒、モリブデン系アルキリデン触媒、レニウム系アルキリデン触媒、タンタル系アルキリデン触媒、ルテニウム系アルキリデン触媒やチタナシクロブタン触媒等が挙げられる。
本発明の開環メタセシス重合体の重量平均分子量Mwと数平均分子量との比(Mw/Mn)は1.0〜3.0の範囲である。本発明の開環メタセシス重合体の分子量は、通常、数平均分子量Mnが2,000〜200,000である。好ましくは3,000〜100,000であり、より好ましくは5,000〜50,000である。なお、本明細書において記載する数平均分子量および重量平均分子量はポリスチレン換算でのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。
本発明の開環メタセシス重合体の主鎖二重結合部分を水素添加する反応には、公知の水素添加触媒を使用することができる。公知の不均一系触媒ではパラジウム、白金、ニッケル、ロジウム、ルテニウム等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア、ケイソウ土、合成ゼオライト等の担体に担持させた担持型金属触媒、また均一系触媒では、ナフテン酸ニッケル/トリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナート/トリイソブチルアルミニウム、オクテン酸コバルト/n−ブチルリチウム、チタノセンジクロリド/ジエチルアルミニウムクロリド、酢酸ロジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム、ジヒドリドテトラキス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等が挙げられる。
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物は、開環メタセシス重合体の主鎖二重結合に水素添加できる触媒の存在下で、水素を好ましくは80〜100%、より好ましくは90〜100%の割合で添加することで得ることができる。
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物の重量平均分子量Mwと数平均分子量との比(Mw/Mn)は1.0〜3.0の範囲である。本発明の開環メタセシス重合体水素添加物の分子量は、通常、数平均分子量Mnが2,000〜200,000である。好ましくは3,000〜100,000であり、より好ましくは5,000〜50,000である。なお、本明細書において記載する数平均分子量および重量平均分子量はポリスチレン換算でのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。
また、開環メタセシス重合体水素添加物において、一般式[2]における三級エステル基及び/又は一般式[10]におけるエステル基の少なくとも一部を分解させてカルボン酸に変換させることにより、一般式[1]で表される構造単位[A]と一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]と一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]、一般式[7]で表される構造単位[D]、及び必要に応じて一般式[9]で表される構造単位[E]、更に必要に応じて一般式[29]で表される構造単位[F]から構成され、かつ、構造単位[A]を表す一般式[1]のX1、構造単位[B]を表す一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たす開環メタセシス重合体水素添加物を製造することができる。
一般式[2]における三級エステル基及び/又は一般式[10]におけるエステル基の少なくとも一部を分解させてカルボン酸に変換させる方法としては通常の方法が適用でき、具体的には塩基性条件下での加水分解、酸性条件下での加水分解、中性条件下での加水分解、及び酸分解などが例示できるが、これらに限定されるものではない。
更に、上記の方法で得られたカルボン酸官能基を有する開環メタセシス重合体水素添加物のカルボン酸官能基をエステルに変換することにより、一般式[1]で表される構造単位[A]と一般式[3]及び/又は一般式[4]で表される構造単位[B]と一般式[5]及び/又は一般式[6]で表される構造単位[C]、一般式[7]で表される構造単位[D]、及び必要に応じて一般式[9]で表される構造単位[E]、更に必要に応じて一般式[29]で表される構造単位[F]から構成され、かつ、構造単位[A]を表す一般式[1]のX1、構造単位[B]を表す一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たす開環メタセシス重合体水素添加物を製造することができる。
カルボン酸官能基をエステルに変換する方法としては通常の方法が適用でき、具体的にはアルコ−ル類との脱水縮合反応によるエステル化、オルト−アルキル化剤によるエステル化、酸存在下でのオレフィン類の付加によるエステル化、有機塩基性化合物を用いたハロゲン化物との間での縮合反応によるエステル化、アルキルビニルエ−テル類の付加によるアルコキシアルキルエステル化、カルボン酸をチオニルクロライド等により酸ハロゲン化物に変換した後アルコ−ル類と接触させエステル化する方法、及びカルボン酸の金属塩をハロゲン化物と接触させエステル化する方法などが例示できるが、これらに限定されるものではない。
本発明の特定の構造を有する開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として含有するレジスト材料は、ポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料として好適であり、ベース樹脂としての上記開環メタセシス重合体水素添加物の他に、高エネルギー線もしくは電子線に感応して酸を発生する化合物(以下、酸発生剤)と有機溶剤とを含む。
本発明で使用される酸発生剤としては、
i.下記一般式(P1a−1)、(P1a−2)又は(P1b)のオニウム塩、
ii.下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、
iii.下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、
iv.下記一般式(P4)のビススルホン誘導体、
v.下記一般式(P5)のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
vi.β−ケトスルホン酸誘導体、
vii.ジスルホン誘導体、
viii.ニトロベンジルスルホネート誘導体、
ix.スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
Figure 0004225427
(式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜6のアルキレン基を示す。K-は非求核性対向イオンを表す。)
上記R101a、R101b、R101cは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。
Figure 0004225427
(式中、R102a、R102bはそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R104a、R104bはそれぞれ炭素数3〜7の2−オキソアルキル基を示す。Kは非求核性対向イオンを表す。)
上記R102a、R102bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。R103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロへキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。R104a、R104bとしては、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。K-は式(P1a−1)及び(P1a−2)で説明したものと同様のものを挙げることができる。
Figure 0004225427
(式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。)
105、R106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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としてはフルオロフェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
Figure 0004225427
(式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ炭素数1〜6の直鎖状、分岐状のアルキレン基を示す。)
107、R108、R109のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、R105、R106で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、R108、R109のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
Figure 0004225427
(式中、R101a、R101bは上記と同じである。)
Figure 0004225427
(式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。)
ここで、R110のアリーレン基としては、1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−2,3−ジイル基等が、アルケニレン基としては、1,2−ビニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。R111のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、ジメチルアリル基、1−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、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、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。
なお、更に置換されていてもよい炭素数1〜4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、イソブチル基、tert−ブチル基等が、炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、p−tert−ブトキシフェニル基、p−アセチルフェニル基、p−ニトロフェニル基等が、炭素数3〜5のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。
具体的には、例えばトリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2'−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−クロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド−2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体等が挙げられるが、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2'−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム誘導体は定在波低減効果に優れるため、両者を組み合わせることによりプロファイルの微調整を行うことが可能である。
酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100部(重量部、以下同様)に対して好ましくは0.1〜15部、より好ましくは0.5〜8部である。0.1部より少ないと感度が悪い場合があり、15部より多いと透明性が低くなり解像性が低下する場合がある。
本発明で使用される有機溶剤としては、ベース樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。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、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテ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−プロパノールの他、安全溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。
有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100部に対して200〜1,000部、特に400〜800部が好適である。
本発明のレジスト材料には、本発明の特徴である特定の構造を有する開環メタセシス重合体水素添加物とは別の高分子化合物を添加することができる。
該高分子化合物の具体的な例としては下記式(R1)及び/又は下記式(R2)で示される重量平均分子量1,000〜500,000、好ましくは5,000〜100,000のものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0004225427
(式中、R001は水素原子、メチル基又はCH2CO2003を示す。R002は水素原子、メチル基又はCO2003を示す。R003は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R004は水素原子又は炭素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する1価の炭化水素基を示す。R005〜R008の少なくとも1個は炭素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する1価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R005〜R008は互いに環を形成していてもよく、その場合にはR005〜R008の少なくとも1個は炭素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する2価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に単結合又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R009は炭素数3〜15の−CO2−部分構造を含有する1価の炭化水素基を示す。R010〜R013の少なくとも1個は炭素数2〜15の−CO2−部分構造を含有する1価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R010〜R013は互いに環を形成していてもよく、その場合にはR010〜R013の少なくとも1個は炭素数1〜15の−CO2−部分構造を含有する2価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に単結合又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。R014は炭素数7〜15の多環式炭化水素基又は多環式炭化水素基を含有するアルキル基を示す。R015は酸不安定基を示す。R016は水素原子又はメチル基を示す。R017は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。XはCH又は酸素原子を示す。k'は0又は1である。a1'、a2'、a3'、b1'、b2'、b3'、c1'、c2'、c3'、d1'、d2'、d3'、e'は0以上1未満の数であり、a1'+a2'+a3'+b1'+b2'+b3'+c1'+c2'+c3'+d1'+d2'+d3'+e'=1を満足する。f'、g'、h'、i'、j'は0以上1未満の数であり、f'+g'+h'+i'+j'=1を満足する。)
特定の構造を有する開環メタセシス重合体水素添加物と別の高分子化合物との配合比率は、100:0〜10:90、特に100:0〜20:80の重量比の範囲内にあることが好ましい。特定の構造を有する開環メタセシス重合体水素添加物の配合比がこれより少ないと、レジスト材料として好ましい性能が得られないことがある。上記の配合比率を適宜変えることにより、レジスト材料の性能を調整することができる。
なお、上記高分子化合物は1種に限らず2種以上を添加することができる。複数種の高分子化合物を用いることにより、レジスト材料の性能を調整することができる。
本発明のレジスト材料には、更に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、平均分子量が100〜1,000、好ましくは150〜800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0〜100モル%の割合で置換した化合物又は分子内にカルボキシ基を有する化合物の該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基により全体として平均50〜100モル%の割合で置換した化合物を配合する。
なお、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0モル%以上、好ましくは30モル%以上であり、その上限は100モル%、より好ましくは80モル%である。カルボキシ基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でカルボキシ基全体の50モル%以上、好ましくは70モル%以上であり、その上限は100モル%である。
この場合、かかるフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物又はカルボキシ基を有する化合物としては、下記式(D1)〜(D14)で示されるものが好ましい。
Figure 0004225427
(但し、式中R201、R202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を示す。R203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、或いは−(R207hCOOHを示す。R204は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。R205は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。R206は水素原子、炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、又は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を示す。R207は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R208は水素原子又は水酸基を示す。jは0〜5の整数である。u、hは0又は1である。s、t、s'、t'、s''、t''はそれぞれs+t=8、s'+t'=5、s''+t''=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。αは式(D8)、(D9)の化合物の分子量を100〜1,000とする数である。)
上記式中R201、R202としては、例えば水素原子、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、R203としては、例えばR201、R202と同様なもの、或いは−COOH、−CH2COOH、R204としては、例えばエチレン基、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、R205としては、例えばメチレン基、或いはR204と同様なもの、R206としては例えば水素原子、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、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。
溶解制御剤の酸不安定基としては、種々用いることができるが、具体的には下記一般式(L1)〜(L4)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基の炭素数がそれぞれ1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等を挙げることができる。
Figure 0004225427
(式中、RL01、RL02は水素原子又は炭素数1〜18の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。RL03は炭素数1〜18の酸素原子等のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示す。RL01とRL02、RL01とRL03、RL02とRL03とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはRL01、RL02、RL03はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。RL04は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(L1)で示される基を示す。RL05は炭素数1〜8のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基又は炭素数6〜20の置換されていてもよいアリール基を示す。RL06は炭素数1〜8のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基又は炭素数6〜20の置換されていてもよいアリール基を示す。RL07〜RL16はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基を示す。RL07〜RL16は互いに環を形成していてもよく、その場合には炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでもよい2価の炭化水素基を示す。また、RL07〜RL16は隣接する炭素に結合するもの同士で何も介さずに結合し、二重結合を形成してもよい。yは0〜6の整数である。mは0又は1、nは0、1、2、3のいずれかであり、2m+n=2又は3を満足する数である。)
上記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0〜40部、より好ましくは0〜30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。
なお、上記のような溶解制御剤は、フェノール性水酸基又はカルボキシ基を有する化合物に対し、有機化学的処方を用いて酸不安定基を導入することにより合成される。
更に、本発明のレジスト材料には、塩基性化合物を配合することができる。塩基性化合物としては、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いる。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、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ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、水酸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、イミド誘導体等が挙げられる。
具体的には、第一級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、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、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、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、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、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等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、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、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)アミン、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、2H−ピロール、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イソチアゾール等)、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)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、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、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、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、4−tert−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−ピロリジノピリジン、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、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノリン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、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)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸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は、2−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2'−イミノジエタノール、2−アミノエタノ−ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロリジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が例示される。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、ベンズアミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
更に、下記一般式(B1)で示される塩基性化合物から選ばれる1種または2種以上を配合することもできる。
Figure 0004225427
(式中、n=1、2又は3である。Yは各々独立に水素原子又は直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜20のアルキル基を示し、ヒドロキシ基又はエーテルを含んでもよい。Xは各々独立に下記一般式(X1)〜(X3)で表される基を示し、2個又は3個のXが結合して環を形成しても良い。)
Figure 0004225427
(式中R300、R302、R305は炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R301、R304は水素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基を示し、ヒドロキシ基、エーテル、エステル又はラクトン環を1個又は複数個含んでいても良い。R303は単結合又は炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
上記一般式(B1)で表される化合物として具体的には、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,10,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオクタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6、トリス(2−フォルミルオキシエチル)アミン、トリス(2−ホルミルオキシエチル)アミン、トリス(2−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−プロピオニルオキシエチル)アミン、トリス(2−ブチリルオキシエチル)アミン、トリス(2−イソブチリルオキシエチル)アミン、トリス(2−バレリルオキシエチル)アミン、トリス(2−ピバロイルオキシキシエチル)アミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(アセトキシアセトキシ)エチルアミン、トリス(2−メトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス(2−tert−ブトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス[2−(2−オキソプロポキシ)エチル]アミン、トリス[2−(メトキシカルボニルメチル)オキシエチル]アミン、トリス[2−(tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス[2−(シクロヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス(2−メトキシカルボニルエチル)アミン、トリス(2−エトキシカルボニルエチル)アミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−アセトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(4−ヒドロキシブトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−(4−ホルミルオキシブトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−(2−ホルミルオキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−メトキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−ヒドロキシエチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−アセトキシ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−メトキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチル]アミン、N−メチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、N−エチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、N−メチルビス(2−ピバロイルオキシキシエチル)アミン、N−エチルビス[2−(メトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、N−エチルビス[2−(tert−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、トリス(メトキシカルボニルメチル)アミン、トリス(エトキシカルボニルメチル)アミン、N−ブチルビス(メトキシカルボニルメチル)アミン、N−ヘキシルビス(メトキシカルボニルメチル)アミン、β−(ジエチルアミノ)−δ−バレロラクトン等が例示できる。
上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1部に対して0.001〜10部、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。
更に、本発明のレジスト材料には、分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合することができる。分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物としては、例えば下記I群及びII群から選ばれる1種又は2種以上の化合物を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。本成分の配合により、レジストのPED安定性が向上し、窒化膜基板上でのエッジラフネスが改善されるのである。
[I群]
下記一般式(A1)〜(A10)で示される化合物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−R401−COOH(R401は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基)により置換してなり、かつ分子中のフェノール性水酸基(C)と≡C−COOHで示される基(D)とのモル比率がC/(C+D)=0.1〜1.0である化合物。
[II群]
下記一般式(A11)〜(A15)で示される化合物。
Figure 0004225427
(但し、式中R408は水素原子又はメチル基を示す。R402、R403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を示す。R404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、或いは−(R409h−COOR'基(R'は水素原子又は−R409−COOH)を示す。R405は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。R406は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。R407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、アルケニル基、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を示す。R409は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R410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又は−R411−COOH基を示す。R411は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。jは0〜5の整数である。u、hは0又は1である。s1、t1、s2、t2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs1+t1=8、s2+t2=5、s3+t3=4、s4+t4=6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。κは式(A6)の化合物を重量平均分子量1,000〜5,000とする数である。λは式(A7)の化合物を重量平均分子量1,000〜10,000とする数である。)
Figure 0004225427
(R402、R403、R411は上記と同様の意味を示す。R412は水素原子又は水酸基を示す。s5、t5は、s5≧0、t5≧0で、s5+t5=5を満足する数である。h'は0又は1である。)
本成分として、具体的には下記一般式AI−1〜14及びAII−1〜10で示される化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0004225427
(R''は水素原子又はCH2COOH基を示し、各化合物においてR''の10〜100モル%はCH2COOH基である。α、κは上記と同様の意味を示す。)
Figure 0004225427
なお、上記分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記分子内に≡C−COOHで示される基を有する化合物の添加量は、ベース樹脂100部に対して0〜5部、好ましくは0.1〜5部、より好ましくは0.1〜3部、更に好ましくは0.1〜2部である。5部より多いとレジスト材料の解像性が低下する場合がある。
更に、本発明のレジスト材料には、添加剤としてアセチレンアルコール誘導体を配合することができ、これにより保存安定性を向上させることができる。
アセチレンアルコール誘導体としては、下記一般式(S1)、(S2)で示されるものを好適に使用することができる。
Figure 0004225427
(式中、R501、R502、R503、R504、R505はそれぞれ水素原子、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X、Yは0又は正数を示し、下記値を満足する。0≦X≦30、0≦Y≦30、0≦X+Y≦40である。)
アセチレンアルコール誘導体として好ましくは、サーフィノール61、サーフィノール82、サーフィノール104、サーフィノール104E、サーフィノール104H、サーフィノール104A、サーフィノールTG、サーフィノールPC、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485(Air Products and Chemicals Inc.製)、サーフィノールE1004(日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
上記アセチレンアルコール誘導体の添加量は、レジスト組成物100重量%中0.01〜2重量%、より好ましくは0.02〜1重量%である。0.01重量%より少ないと塗布性及び保存安定性の改善効果が十分に得られない場合があり、2重量%より多いとレジスト材料の解像性が低下する場合がある。
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に慣用されている界面活性剤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。
ここで、界面活性剤としては非イオン性のものが好ましく、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、含フッ素オルガノシロキサン系化合物等が挙げられる。例えばフロラード「FC−430」、「FC−431」(いずれも住友スリーエム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S−145」、「KH−10」、「KH−20」、「KH−30」、「KH−40」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン「DS−401」、「DS−403」、「DS−451」(いずれもダイキン工業(株)製)、メガファック「F−8151」(大日本インキ工業(株)製)、「X−70−092」、「X−70−093」(いずれも信越化学工業(株)製)等を挙げることができる。好ましくは、フロラード「FC−430」(住友スリーエム(株)製)、「KH−20」、「KH−30」(いずれも旭硝子(株)製)、「X−70−093」(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
本発明の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、例えばシリコンウエハー等の基板上にスピンコーティング等の手法で膜厚が0.2〜2.0μmとなるように塗布し、これをホットプレート上で60〜150℃、1〜10分間、好ましくは80〜130℃、1〜5分間プリベークする。次いで目的のパターンを形成するためのマスクを上記のレジスト膜上にかざし、遠紫外線、エキシマレーザー、X線等の高エネルギー線もしくは電子線を露光量1〜200mJ/cm2程度、好ましくは5〜100mJ/cm2程度となるように照射した後、ホットプレート上で60〜150℃、1〜5分間、好ましくは80〜130℃、1〜3分間ポストエクスポージャベーク(PEB)する。更に、0.1〜5%、好ましくは2〜3%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、0.1〜3分間、好ましくは0.5〜2分間、浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレー(spray)法等の常法により現像することにより基板上に目的のパターンが形成される。なお、本発明材料は、特に高エネルギー線の中でも248〜193nmの遠紫外線又はエキシマレーザー、X線及び電子線による微細パターンニングに最適である。また、上記範囲を上限及び下限から外れる場合は、目的のパターンを得ることができない場合がある。
本発明の開環メタセシス重合体水素添加物は、耐熱性、耐熱分解性、光透過性等に優れた紫外線や遠紫外線を用いた半導体微細加工用フォトレジストに適した重合体であり、工業的に極めて価値がある。このものをベース樹脂として用いた本発明のレジスト材料は、高エネルギー線に感応し、感度、解像性、エッチング耐性に優れているため、電子線や遠紫外線による微細加工に有用である。特にArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザーの露光波長での吸収が小さいため、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することができるという特徴を有する。
以下、実施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。
開環メタセシス重合体の水素添加物を、下記の手順で合成した。
なお、ここで得られた重合体の物性値は、以下の方法により測定した。
平均分子量:GPCを使用し、得られた環状オレフィン系開環メタセシス重合体、該重合体水素添加物をテトラヒドロフランに溶解し、検出器として日本分光製830−RI及び875−UV、カラムとしてShodexk−805、804、803、802.5を使用し、室温において流量1.0ml/minでポリスチレンスタンダードによって分子量を較正した。
水素添加率:環状オレフィン系開環メタセシス重合体水素添加物の粉末を重水素化クロロホルムに溶解し、270MHz−1H−NMRを用いてδ=4.0〜6.5ppmの主鎖の炭素−炭素間二重結合に帰属するピークが、水素添加反応によって減少する大きさを算出した。
重合体中に含まれるカルボン酸の割合:ブロモチモ−ルブル−を指示薬とする、中和滴定により測定した。
[実施例1]Polymer1の合成
500mlのオートクレーブに環状オレフィン単量体として8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(27.04g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(13.69g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(7.21g)をテトラヒドロフラン(以後THFと言う)250mlに溶解した。これに1,5−ヘキサジエン(1.47g)、重合触媒としてMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(343mg)を加えて50℃で1時間反応させた。その後、ブチルアルデヒド(100mg)を加え30分間攪拌し、反応を停止させた。
この開環メタセシス重合体溶液をメタノール中に加えて開環メタセシス重合体を析出させ、濾過、メタノール洗浄し、真空乾燥して46.8gの開環メタセシス重合体粉末を得た。
その後、500mlのオートクレーブにこの開環メタセシス重合体粉末30.0gをTHF(200ml)に溶解して、水素添加触媒として予め調製したクロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(30mg)とトリエチルアミン(10mg)のTHF(40ml)溶液を加え、水素圧8.1MPa、140℃で5時間水素添加反応を行った後、温度を室温まで戻し水素ガスを放出した。この開環メタセシス重合体水素添加物溶液をメタノールに加えて沈殿させ、濾別分離後真空乾燥を行うことにより白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.2g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11400、Mw/Mnは1.90であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRスペクトルを図1に示す。
[実施例2]Polymer2の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(20.22g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(17.02g)、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(4.20g)、1−オクテン(1.23g)に代えた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、40.4gの開環メタセシス重合体粉末を得た。
その後、500mlのオートクレーブにこの開環メタセシス重合体粉末30.0gを実施例1と同様に水素添加反応を行った後、温度を室温まで戻し水素ガスを放出した。この開環メタセシス重合体水素添加物溶液をメタノールに加えて開環メタセシス重合体水素添加物を沈殿させ、濾別分離後真空乾燥を行うことにより白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を28.9g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは17300、Mw/Mnは2.73であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例3]Polymer3の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(13.52g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(17.04g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(10.73g)、1,6−ヘプタジエン(0.92g)、および重合触媒をW(N−2,6−Me)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(357mg)に代え、50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、40.01gの開環メタセシス重合体を得た。
その後、500mlのオートクレーブにこの開環メタセシス重合体粉末30.0gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.4g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは15000、Mw/Mnは1.93であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は20/50/30であった。
[実施例4]Polymer4の合成
窒素下で300mlのシュレンクフラスコに環状オレフィンモノマーとして8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.61g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(3.04g)、ヘキサシクロ[6.6.1.02,7.09,14.13,6.110,13]−4−ヘプタラデセン(1.81g)をTHF150mlに溶解した。これに開環メタセシス重合触蝶としてW(N−2,6−Me)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(2.00g)を加え室温で3時間反応させた。その後、ブチルアルデヒド(500mg)を加え30分間撹件し、反応を停止させた。
この開環メタセシス重合体溶液をメタノール中に加えて開環メタセシス重合体を析出させ、濾過、メタノール洗浄し、真空乾燥して8.0gの開環メタセシス重合体粉末を得た。
その後、200mlのオートクレーブにこの開環メタセシス重合体粉末6.0gをTHF(70ml)に溶解して、水素添加触媒として5%パラジウムカーボン0.6gを加え、水素圧8.1MPa、165℃で5時間水素添加反応を行った後、温度を室温まで戻し水素ガスを放出した。この開環メタセシス重合体水素添加物溶液をメタノールに加えて開環メタセシス重合体水素添加物を沈殿させ、濾別分離後真空乾燥を行うことにより白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.7g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定したポリスチレンスタンダード換算の重量平均分子量Mwは8900、Mw/Mnは1.08であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例5]Polymer5の合成
実施例4において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.61g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(3.04g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(1.07g)、および重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(1.06g)に代えた以外は実施例4と同様に開環メタセシス重合を行い7.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6.0gを実施例4と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.6g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは18100、Mw/Mnは1.12であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例6]Polymer6の合成
実施例4において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.61g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(3.04g)、ペンタシクロ[7.4.4.0.32,5.37,13]−3−ペンタデセン(1.60g)、および重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(1.17g)に代えた以外は実施例4と同様に開環メタセシス重合を行い7.8gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6.0gを用い、水添触媒としてジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(10mg)およびトリエチルアミン(5mg)のTHF(10ml)溶液を加えた以外は実施例4と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.5g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは12300、Mw/Mnは1.10であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例7]Polymer7の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(20.13g)、スピロ[ジヒドロフラン−3(2H),2'−[7]オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン]−2−オン(18.69g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(7.21g)、1,5−ヘキサジエン(0.64g)、重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(343mg)に代えた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、44.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30.0gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.6g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは23200、Mw/Mnは2.00であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例8]Polymer8の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(20.13g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(10.19g)、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(6.76g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(7.21g)、1,6−ヘプタジエン(1.46g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(431mg)に代え、50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、43.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.4g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11300、Mw/Mnは2.15であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例9]Polymer9の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(20.13g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(10.19g)、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(6.76g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1,6−ヘプタジエン(1.59g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(431mg)に代え、50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い43.1gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、水添触媒としてジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(30mg)を用いた以外は実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.7g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは12200、Mw/Mnは2.13であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例10]Polymer10の合成
実施例4において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.61g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(1.83g)、スピロ[ジヒドロフラン−3(2H),2'−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン]−2−オン(1.31g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(1.28g)、および重合触媒をRu(P(C11(CHPh)Cl(981mg)に代えた以外は実施例4と同様に開環メタセシス重合を行い、7.63gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6gを用い、水添触媒としてジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(10mg)およびトリエチルアミン(5mg)のTHF(10ml)溶液を加えた以外は実施例4と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.9g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11000、Mw/Mnは1.62であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例11]Polymer11の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−メチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(19.25g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(17.04g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1−オクテン(1.24g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(431mg)に代え、50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、41.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.6g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは15200、Mw/Mnは2.48であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例12]Polymer12の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−tert−ブチルオキシカルボニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(17.50g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(17.04g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1,5−ヘキサジエン(1.29g)、および重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF)Me(295mg)に代えた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、39.7gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、水添触媒として5%パラジウムカーボン3.0gを用いた以外は実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を28.9g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは12300、Mw/Mnは2.00であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例13]Polymer13の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−メチル−1'−エチル−プロピルオキシカルボニル)−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(19.32g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(17.04g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1,5−ヘキサジエン(1.55g)、および重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(343mg)に代えた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、41.6gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、水添触媒として5%パラジウムカーボン3.0gを用いた以外は実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.1g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11000、Mw/Mnは1.92であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/50/20であった。
[実施例14]Polymer14の合成
実施例4において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(4.81g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.43g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(1.07g)、および重合触媒をMo(N−2,6−Me)(CHCMe2Ph)(OC(CF)Me(1.20g)に代えた以外は実施例4と同様に開環メタセシス重合を行い、7.9gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6.0gを実施例4と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.4g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11000、Mw/Mnは1.08であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを500mlナス形フラスコ中でトリフルオロ酢酸1.0mlのトルエン200ml溶液に加え、70℃で1時間攪拌し、溶媒留去の後、さらにTHFに溶解させ、メタノールに加え、沈殿、濾過し、真空乾燥して白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.2gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11200、Mw/Mnは1.11であった。
[実施例15]Polymer15の合成
実施例14において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(4.81g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.43g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(1.28g)、および重合触媒をMo(N−2,6−Me)(CHCMe2Ph)(OC(CF)Me(925mg)に代えた以外は実施例14と同様に開環メタセシス重合を行い、8.1gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6.0gを用い、水添触媒としてジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(10mg)およびトリエチルアミン(5mg)のTHF(10ml)溶液を加えた以外は実施例14と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.5g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは14000、Mw/Mnは1.10であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを実施例14と同様にしてエステル分解を行い、白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.2gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは14500、Mw/Mnは1.11であった。
[実施例16]Polymer16の合成
実施例14において環状オレフィン単量体を8−(2'−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(5.22g)、4,10−ジオキサ−5,5−ジメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.28g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(1.28g)、および重合触媒をRu(P(C11(CHPh)Cl(1.15g)に代え室温で3時間反応させた以外は実施例14と同様に開環メタセシス重合を行い8.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6.0gを実施例14と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.5g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは9000、Mw/Mnは1.35であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを実施例14と同様にしてエステル分解を行い、白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.2gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは9100、Mw/Mnは1.40であった。
[実施例17]Polymer17の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を5−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(21.00g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(13.69g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1,5−ヘキサジエン(0.71g)、および重合触媒をMo(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OCMe(246mg)に代えた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、39.3gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、水添触媒として5%パラジウムカーボン3.0gを用いた以外は実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.6g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは21000、Mw/Mnは1.96であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを500mlナス形フラスコ中でトリフルオロ酢酸1.0mlのトルエン200ml溶液に加え、70℃で1時間攪拌し、溶媒留去の後、さらにTHFに溶解させ、メタノールに加え、沈殿、濾過し、真空乾燥して白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.3gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは21200、Mw/Mnは1.98であった。
[実施例18]Polymer18の合成
実施例17において環状オレフィン単量体を5−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(21.00g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(13.69g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(7.21g)、1,5−ヘキサジエン(0.70g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OCMe(286mg)に代え50℃で2時間反応させた以外は実施例17と同様に開環メタセシス重合を行い40.4gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、実施例17と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.8g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは18100、Mw/Mnは1.88であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを実施例14と同様にしてエステル分解を行い、白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.2gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは18700、Mw/Mnは1.89であった。
[実施例19]Polymer19の合成
実施例14において環状オレフィン単量体を8−(1'−メチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.44g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.43g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(1.28g)、および重合触媒をRu(P(C11(CHPh)Cl(934mg)に代えた以外は実施例14と同様に開環メタセシス重合を行い、6.79gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6gを用い、水素添加触媒としてクロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(10mg)とトリエチルアミン(5mg)のTHF(10ml)溶液を加えた以外は実施例14と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.7g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11000、Mw/Mnは1.64であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを実施例14と同様にしてエステル分解を行い、白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.1gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは11600、Mw/Mnは1.65であった。
[実施例20]Polymer20の合成
実施例14において環状オレフィン単量体を8−(1'、1'−ジメチル−プロピルオキシカルボニル)−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.29g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.43g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(1.28g)、および重合触媒をRu(P(C11(CHPh)Cl(1.03g)に代えた以外は実施例14と同様に開環メタセシス重合を行い、6.65gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6gを用い、水素添加触媒としてクロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)(10mg)とトリエチルアミン(5mg)のTHF(10ml)溶液を加えた以外は実施例14と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.7g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは10500、Mw/Mnは1.57であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は40/40/20であった。
得られた開環メタセシス重合体水素添加物5.0gを実施例14と同様にしてエステル分解を行い、白色粉末状の部分的にエステル分解した開環メタセシス重合体水素添加物4.1gを得た。得られた重合体の構成単位[A]/[B]/[C]/[D]の組成比は30/40/20/10であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは10800、Mw/Mnは1.58であった。
[実施例21]Polymer21の合成
実施例4において環状オレフィン単量体を5−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(1.87g)、8−tert−ブチルオキシカルボニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(2.08g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(2.43g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、(1.28g)および重合触媒をRu(P(C11(CHPh)Cl(456mg)に代えた以外は実施例4と同様に開環メタセシス重合を行い、7.28gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末6gを用い実施例4と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を5.8g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは24100、Mw/Mnは1.86であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]/[E]の組成比は20/40/20/20であった。
[実施例22]Polymer22の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(13.52g)、5−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)−7−オキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(16.07g)、4−オキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(10.21g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(6.04g)、1,6−ヘプタジエン(0.80g)、および重合触媒をW(N−2,6−Me)(CHCMe2Ph)(OC(CFMe)(357mg)に代え50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、44.2gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを用い、水添触媒として5%パラジウムカーボン3.0gを用いた以外は実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.7g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは19000、Mw/Mnは2.21であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]/[E]の組成比は20/30/20/30であった。
[実施例23]Polymer23の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8−(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(21.38g)、4,10−ジオキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(20.54g)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(3.69g)、1,6−ヘプタジエン(2.15g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(431mg)に代え50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、45.6gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.3g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは9900、Mw/Mnは1.86であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/60/10であった。
[実施例24]Polymer24の合成
実施例1において環状オレフィン単量体を8,9−ジ(1'−エチル−シクロペンチルオキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン(29.96g)、4,10−ジオキサ−5,5−ジメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン−3−オン(24.33g)、テトラシクロ[4.3.0.12,5]−3−ノネン(3.09g)、1,6−ヘプタジエン(1.23g)、および重合触媒をW(N−2,6−iPr)(CHCMe2Ph)(OC(CF3(431mg)に代え50℃で2時間反応させた以外は実施例1と同様に開環メタセシス重合を行い、56.2gの開環メタセシス重合体を得た。
さらに、得られた開環メタセシス重合体粉末30gを実施例1と同様に水素添加反応を行い、白色粉末状の開環メタセシス重合体水素添加物を29.9g得た。得られた開環メタセシス重合体水素添加物の1H−NMRから算出した水素添加率は主鎖のオレフィンのプロトンに帰属するピークが認められず、その水素添加率は100%であり、GPCで測定した重量平均分子量Mwは10700、Mw/Mnは1.90であった。また、得られた重合体の構造単位[A]/[B]/[C]の組成比は30/60/10であった。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
Figure 0004225427
[実施例]
本発明の高分子化合物について、ベース樹脂としてレジスト材料に配合した際の解像性の評価、及び耐エッチング性の評価を行った。
[実施例I−1〜I−24及び比較例II−1〜II−8]
上記式で示されるポリマー(Polymer1〜24)及び比較として下記式で示されるポリマー(Polymer25〜32)をベース樹脂とし、酸発生剤、塩基性化合物、及び溶剤を、表1に示す組成で混合した。次にそれらをテフロン(登録商標)製フィルター(孔径0.2μm)で濾過し、レジスト材料とした。
Figure 0004225427
Figure 0004225427
レジスト液を反射防止膜(日産化学社製ARC29A、78nm)を塗布したシリコンウエハー上へ回転塗布し、100℃〜130℃、60秒間の熱処理を施して、厚さ250nmのレジスト膜を形成した。これをArFエキシマレーザーステッパー(ニコン社製、NA=0.68)を用いて露光し、100℃〜130℃、60秒間の熱処理を施した後、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて60秒間パドル現像を行い、1:1のラインアンドスペースパターンを形成した。現像済ウエハーを割断したものを断面SEM(走査型電子顕微鏡)で観察し、0.13μmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光量(最適露光量=Eop、mJ/cm2)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(μm)を評価レジストの解像度とした。その際のパターンの形状を矩形、頭丸、T−トップ、順テーパー、逆テーパーのいずれかに分類した。
また、 レジスト液をHMDS(ヘキサメチルジシラザン)気相中で表面処理(90℃、60秒間)したシリコンウエハー上へ回転塗布し、100℃、60秒間の熱処理を施して、厚さ300nmのレジスト膜を形成、これをドライエッチャー(東京エレクトロン社製、CF4/CHF3ガス)を用いて耐エッチング性評価を行った。1分間当たりの膜厚変化量を測定し、SEPR−430S(信越化学工業社製)を基準としたエッチングレートを求めた。
実施例の各レジストの組成及び最適なSB(塗布後熱処理)/PEB(露光後熱処理)温度における解像性評価、及び耐エッチング性評価の結果を表1に示す。また、比較例の各レジストの組成及び評価結果を表2に示す。なお、表1及び表2において、酸発生剤、塩基性化合物及び溶剤は下記の通りである。また、溶剤はすべてKH−20(旭硝子(株)製)を0.01重量%含むものを用いた。
TPSNf:ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム
TMMEA:トリスメトキシメトキシエチルアミン
CyHO:シクロヘキサノン
Figure 0004225427
Figure 0004225427
表1及び表2の結果より、本発明のレジスト材料が、ArFエキシマレーザー露光において、高解像性かつ高エッチング耐性であることが確認された。
実施例1で得られた開環メタセシス重合体の水素添加物の1H−NMRスペクトル(270MHz、溶媒は重水素化クロロホルム)を示す。

Claims (10)

  1. 少なくとも下記一般式[1]
    Figure 0004225427
    (式中、R1〜R4のうち少なくとも一つが、下記一般式[2]
    Figure 0004225427
    (式中、鎖線は結合手を示す。R5は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R6は炭素数4〜20の三級アルキル基を示す。W1は単結合又は炭素数1〜10のk+2価の炭化水素基を示す。kは0又は1であり、kが0のときWは単結合である。)で表される酸不安定基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X1は−O−又はCR7 −(R7は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。jは0又は1〜3の整数を表す。)
    で表される構造単位[A]と、下記一般式[3]及び/又は[4]
    Figure 0004225427
    Figure 0004225427
    (式中、R8〜R11は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X2は−O−又はCR12 −(R12は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。mは0又は1〜3の整数を表す。R13〜R16は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、X3は−O−又はCR17 −(R17は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。Y1及びY2は、一方が−(C=O)−であり、他方は、−CR18 −(R18は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)である。nは0又は1〜3の整数を表す。)
    から選ばれる構造単位[B]と、下記一般式[5]及び/又は[6]
    Figure 0004225427
    Figure 0004225427
    (式中、eは0又は1〜3の整数を表す。fは0又は1〜3の整数を表す。)
    から選ばれる構造単位[C]とから構成され、かつ、構造単位[A]の一般式[1]のX1、構造単位[B]の一般式[3]のX2、及び一般式[4]のX3のうち少なくとも1つが−O−であり、その構成モル比が[A]/([B]+[C])=20/80〜98/2、([A]+[B])/[C]=99/1〜50/50、([A]+[C])/[B]=99/1〜21/79を同時に満たす開環メタセシス重合体水素添加物。
  2. 一般式[1]のR1〜R4のうち少なくとも一つとして選ばれる一般式[2]中のRが、1−アルキルシクロペンチル基、2−アルキル−2−ノルボルニル基又は2−アルキル−2−アダマンチル基である請求項1に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  3. 一般式[7]
    Figure 0004225427
    (式中、R19〜R22のうち少なくとも一つが、下記一般式[8]
    Figure 0004225427
    (式中、鎖線は結合手を示す。R23は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。W2は単結合又は炭素数1〜10のq+2価の炭化水素基を示す。qは0又は1であり、qが0のときWは単結合である。)で表されるカルボキシル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X4は−O−又はCR24 −(R24は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。pは0又は1〜3の整数を表す。)
    で表される構造単位[D]を更に含む請求項1または2に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  4. 一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[7]で表される構造単位[D]の構成モル比([A]+[B]+[C])/[D]=100/0〜20/80である請求項3に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  5. 一般式[9]
    Figure 0004225427
    (式中、R25〜R28のうち少なくとも一つが、下記一般式[10]
    Figure 0004225427
    (式中、鎖線は結合手を示す。R29は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアシル基を示す。R30は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基を示す。W3は単結合又は炭素数1〜10のs+2価の炭化水素基を示す。sは0又は1であり、sが0のときWは単結合である。)で表されるカルボン酸エステル基を有する官能基であり、その他はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ハロゲン、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールカルボニルオキシ基、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキルスルホニルオキシ基、炭素数6〜20のアリールスルホニルオキシ基、炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基、又は炭素数3〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルアルキル基から選ばれ、X5は−O−又はCR31 −(R31は水素原子又は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)であり、同一でも異なってもよい。rは0又は1〜3の整数を表す。)
    で表される構造単位[E]を更に含む請求項1ないし4のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  6. 一般式[1]で表される構造単位[A]、一般式[3]及び/又は[4]で表される構造単位[B]、一般式[5]及び/又は[6]で表される構造単位[C]の合計と、一般式[9]で表される構造単位[E]の構成モル比([A]+[B]+[C])/[E]=100/0〜40/60である請求項5に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  7. ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量が2,000〜200,000である請求項1ないし6のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  8. GPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜50,000である請求項7に記載の開環メタセシス重合体水素添加物。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として含有するレジスト材料。
  10. 請求項1ないし8のいずれかに記載の開環メタセシス重合体水素添加物をベース樹脂として含有するレジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後フォトマスクを介して高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
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