JP5092721B2 - Manufacturing method of resin for photoresist - Google Patents

Manufacturing method of resin for photoresist Download PDF

Info

Publication number
JP5092721B2
JP5092721B2 JP2007315213A JP2007315213A JP5092721B2 JP 5092721 B2 JP5092721 B2 JP 5092721B2 JP 2007315213 A JP2007315213 A JP 2007315213A JP 2007315213 A JP2007315213 A JP 2007315213A JP 5092721 B2 JP5092721 B2 JP 5092721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
group
photoresist
solution
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007315213A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009138083A (en
Inventor
勇 米倉
泰弘 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2007315213A priority Critical patent/JP5092721B2/en
Publication of JP2009138083A publication Critical patent/JP2009138083A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5092721B2 publication Critical patent/JP5092721B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing resin for photoresist by which the resin for photoresist is efficiently separated from a slurry solution containing the resin for photoresist with high filtration speed. <P>SOLUTION: The method of producing the resin for the photoresist by polymerizing a polymerizable compound in the presence of a solvent includes: (1) a resin solution preparation step of preparing a resin solution containing the resin for photoresist; (2) a purification step of purifying the solution by re-precipitation; (3) a cooling step of cooling the slurry solution containing the resin for photoresist after purification; and (4) a filtration step of separating the resin for photoresist by filtering the cooled slurry solution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、フォトレジスト用樹脂の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、濾過速度が速く、フォトレジスト用樹脂を含むスラリー溶液からフォトレジスト用樹脂を効率的に分離することができるフォトレジスト用樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a photoresist resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing a photoresist resin, which has a high filtration rate and can efficiently separate the photoresist resin from a slurry solution containing the photoresist resin.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、より微細な加工が可能なリソグラフィー技術が必要とされている。しかし、従来のリソグラフィープロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて困難であると言われている。そこで、例えば、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)或いはArFエキシマレーザー(波長193nm)が注目されている。
そして、このような放射線による照射に適した、レジスト形成用の感放射線性樹脂組成物、多層レジストにおける上層膜や下層膜(反射防止膜等)を形成するための樹脂組成物等のフォトリソグラフィーに使用される樹脂組成物が数多く提案されている。
In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, lithography technology capable of finer processing is required to obtain a higher degree of integration. However, in the conventional lithography process, near ultraviolet rays such as i rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at the subquarter micron level is extremely difficult with this near ultraviolet rays. Therefore, for example, in order to enable fine processing at a level of 0.10 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, far-ultraviolet rays typified by an excimer laser, an X-ray, an electron beam, and the like. ) Or ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has been attracting attention.
And for photolithography such as a radiation sensitive resin composition for resist formation suitable for irradiation by such radiation, a resin composition for forming an upper layer film or a lower layer film (antireflection film, etc.) in a multilayer resist. Many resin compositions used have been proposed.

そして、前記フォトリソグラフィーに使用される樹脂組成物に含まれる樹脂には、レジスト膜や反射防止膜に求められる光学的性質、化学的性質、塗布性や基板或いは下層膜に対する密着性等の物理的な性質に加え、微細なパターン形成を妨げる異物がないこと等の塗膜形成用樹脂としての基本的な性質が求められている。この樹脂組成物に含まれる樹脂に、未反応モノマー、重合開始剤及び連鎖移動剤や、これらのカップリング生成物等、重合反応時に添加又は生成される不純物が残存していると、リソグラフィーにおいて揮発して露光装置を傷めたり、樹脂若しくはリソグラフィー用樹脂組成物として保存中に重合が進行する等してパターン欠陥の原因となる物質が生成したりする可能性がある。
従って、前記樹脂を製造する際には、これらの不純物を除去する精製工程が必要であり、従来より、再沈殿による樹脂の精製工程を備える樹脂の製造方法や精製方法が各種知られている(例えば、特許文献1〜3等参照)。
The resin contained in the resin composition used for photolithography includes physical properties such as optical properties, chemical properties, coating properties, and adhesion to the substrate or lower layer film required for resist films and antireflection films. In addition to these properties, there is a demand for basic properties as a resin for forming a coating film, such as the absence of foreign matter that prevents fine pattern formation. If impurities added or generated during the polymerization reaction, such as unreacted monomers, polymerization initiators and chain transfer agents, and their coupling products remain in the resin contained in this resin composition, they will volatilize in lithography. As a result, the exposure apparatus may be damaged, or a substance that causes pattern defects may be generated by polymerization during storage as a resin or a resin composition for lithography.
Accordingly, when the resin is produced, a purification step for removing these impurities is required, and conventionally, various methods for producing and purifying a resin including a resin purification step by reprecipitation are known ( For example, see Patent Documents 1 to 3).

特開2002−201210号公報JP 2002-201210 A 特開2002−229220号公報JP 2002-229220 A 特開2005−132974号公報JP 2005-132974 A

しかしながら、従来の樹脂の製造方法においては、樹脂を分離する際における濾過効率が十分であるとは言えず、生産性を向上させるために、濾過速度の向上、濾過装置の小型化等による濾過効率の更なる向上が求められているのが現状である。   However, in the conventional resin production method, it cannot be said that the filtration efficiency in separating the resin is sufficient, and in order to improve productivity, the filtration efficiency is improved by increasing the filtration speed, downsizing the filtration device, etc. The current situation is that further improvement is required.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、フォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液を冷却する工程を濾過工程前に設けることにより、従来よりも濾過速度を向上させることができ、フォトレジスト用樹脂を含むスラリー溶液からフォトレジスト用樹脂を効率的に分離することができるフォトレジスト用樹脂の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by providing a step of cooling a slurry solution containing a photoresist resin before the filtration step, the filtration rate can be improved as compared with the prior art. It is an object of the present invention to provide a method for producing a photoresist resin capable of efficiently separating a photoresist resin from a slurry solution containing the resist resin.

本発明は、以下のとおりである。
[1]溶剤の存在下で重合性化合物を重合させることにより、フォトレジスト用樹脂を製造するフォトレジスト用樹脂の製造方法であって、(1)フォトレジスト用樹脂を含有する樹脂溶液を調製する樹脂溶液調製工程と、(2)加温することなく、前記樹脂溶液と貧溶媒とを接触させて、再沈殿によりフォトレジスト用樹脂を精製する精製工程と、(3)精製後のフォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液を冷却する冷却工程と、(4)冷却された前記スラリー溶液を濾過することにより、フォトレジスト用樹脂を分離する濾過工程と、を備えることを特徴とするフォトレジスト用樹脂の製造方法。
[2]前記冷却工程における前記スラリー溶液の冷却前後の温度差が、5〜20℃である前記[1]に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。
[3]前記冷却工程における前記スラリー溶液の冷却後の温度が、−10〜30℃である前記[1]又は[2]に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。
[4]前記精製工程において用いられる貧溶媒が、アルコール系溶媒及び炭化水素系溶媒のうちの少なくとも一方である前記[1]乃至[3]のいずれかに記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A method for producing a photoresist resin by polymerizing a polymerizable compound in the presence of a solvent, wherein (1) a resin solution containing the photoresist resin is prepared. A resin solution preparation step, (2) a purification step in which the resin solution and a poor solvent are brought into contact with each other without heating, and a photoresist resin is purified by reprecipitation; and (3) a photoresist after purification. A photoresist resin comprising: a cooling step of cooling a slurry solution containing a resin; and (4) a filtration step of separating the photoresist resin by filtering the cooled slurry solution. Manufacturing method.
[2] The method for producing a photoresist resin according to [1], wherein a temperature difference between before and after cooling the slurry solution in the cooling step is 5 to 20 ° C.
[3] The method for producing a photoresist resin according to [1] or [2], wherein the temperature of the slurry solution after cooling in the cooling step is −10 to 30 ° C.
[4] The method for producing a photoresist resin according to any one of [1] to [3], wherein the poor solvent used in the purification step is at least one of an alcohol solvent and a hydrocarbon solvent.

本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法によれば、再沈殿による精製工程と、スラリー溶液から樹脂(共重合体)を分離する濾過工程との間に、精製後の樹脂を含有するスラリー溶液を冷却する冷却工程を備えているため、濾過によって樹脂を分離する際における濾過速度を従来よりも大幅に向上させることができる。そのため、濾過時間の短縮や濾過装置の小型化を図ることができ、フォトレジスト用樹脂の生産性を向上させることができる。   According to the method for producing a resin for photoresist of the present invention, a slurry solution containing a purified resin is provided between a purification step by reprecipitation and a filtration step of separating the resin (copolymer) from the slurry solution. Since a cooling step for cooling is provided, the filtration rate when separating the resin by filtration can be significantly improved as compared with the conventional method. Therefore, the filtration time can be shortened and the size of the filtration device can be reduced, and the productivity of the photoresist resin can be improved.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、溶剤の存在下で重合性化合物を重合させることにより、フォトレジスト用樹脂を製造する方法であって、(1)フォトレジスト用樹脂を含有する樹脂溶液を調製する樹脂溶液調製工程と、(2)加温することなく、前記樹脂溶液と貧溶媒とを接触させて、再沈殿によりフォトレジスト用樹脂を精製する精製工程と、(3)精製後のフォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液を冷却する冷却工程と、(4)冷却された前記スラリー溶液を濾過することにより、フォトレジスト用樹脂を分離する濾過工程と、を備えることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing a photoresist resin according to the present invention is a method for producing a photoresist resin by polymerizing a polymerizable compound in the presence of a solvent, and (1) a resin solution containing a photoresist resin. And (2) a purification step for refining the photoresist resin by reprecipitation by bringing the resin solution into contact with the poor solvent without heating , and (3) after purification. A cooling step for cooling the slurry solution containing the photoresist resin; and (4) a filtration step for separating the photoresist resin by filtering the cooled slurry solution.

[1]樹脂溶液調製工程
前記樹脂溶液調製工程では、重合性化合物を溶剤の存在下で重合させることによりフォトレジスト用樹脂を含有する樹脂溶液が調製される。
前記重合性化合物としては、通常、レジスト形成用の感放射線性樹脂組成物、多層レジストにおける上層膜や下層膜(反射防止膜等)を形成するための樹脂組成物等のフォトリソグラフィーに使用される樹脂組成物に含まれるフォトレジスト用樹脂の製造に用いられるエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物(単量体)を挙げることができる。
[1] Resin Solution Preparation Step In the resin solution preparation step, a resin solution containing a photoresist resin is prepared by polymerizing a polymerizable compound in the presence of a solvent.
The polymerizable compound is usually used for photolithography of a radiation-sensitive resin composition for resist formation, a resin composition for forming an upper layer film or a lower layer film (antireflection film, etc.) in a multilayer resist. The polymeric compound (monomer) which has an ethylenically unsaturated bond used for manufacture of the resin for photoresists contained in a resin composition can be mentioned.

ここで、例えば、レジスト形成用のポジ型感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂は、少なくとも、酸によって分解してアルカリ現像液に可溶となる化学構造を有する繰り返し単位、より具体的には、非極性置換基が酸によって解離してアルカリ現像液に可溶な極性基が発現する化学構造を有する繰り返し単位(1)と、半導体基板等の基板に対する密着性を高めるための極性基を有する繰り返し単位(2)とを必須成分としており、必要に応じて、溶剤やアルカリ現像液への溶解性を調節するための非極性の置換基を有する繰り返し単位(3)を含んで構成されている。   Here, for example, the resin contained in the positive-type radiation-sensitive resin composition for resist formation is at least a repeating unit having a chemical structure that is decomposed by an acid and becomes soluble in an alkali developer, more specifically, And a repeating unit (1) having a chemical structure in which a non-polar substituent is dissociated by an acid and a polar group soluble in an alkali developer is expressed, and a polar group for enhancing adhesion to a substrate such as a semiconductor substrate The repeating unit (2) is an essential component, and includes a repeating unit (3) having a non-polar substituent for adjusting the solubility in a solvent or an alkali developer as necessary. .

前記酸によって分解してアルカリ可溶性となる繰り返し単位(1)は、従来レジストとして一般的に用いられている化学構造を意味し、酸によって分解してアルカリ可溶性になる化学構造を有する単量体を重合させるか、或いは、アルカリ可溶性の化学構造を有する単量体を重合させた後、アルカリ可溶性の化学構造におけるアルカリ可溶性基を有する置換基(アルカリ可溶性基)を、アルカリに溶解せず酸によって解離する基(酸解離性保護基)で保護することにより得ることができる。   The repeating unit (1) that is decomposed by an acid and becomes alkali-soluble means a chemical structure generally used as a conventional resist, and a monomer having a chemical structure that is decomposed by an acid and becomes alkali-soluble. After polymerizing or polymerizing a monomer having an alkali-soluble chemical structure, the substituent having an alkali-soluble group (alkali-soluble group) in the alkali-soluble chemical structure is dissociated by an acid without being dissolved in the alkali. It can be obtained by protecting with a group (acid-dissociable protecting group).

酸によって分解してアルカリ可溶性になる化学構造を有する単量体としては、アルカリ可溶性置換基を含有する重合性化合物に、酸解離性保護基が結合した化合物を挙げることができ、例えば、非極性の酸解離性保護基で保護されたフェノール性水酸基、カルボキシル基やヒドロキシフルオロアルキル基を有する化合物等が挙げられる。具体的には、例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン等のヒドロキシスチレン類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、2−トリフルオロメチル−5−ノルボルネン−2−カルボン酸、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメタクリレート等のエチレン性二重結合を有するカルボン酸類;p−(2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル)スチレン、2−(4−(2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル)シクロヘキシル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルアクリレート、2−(4−(2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル)シクロヘキシル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルトリフルオロメチルアクリレート、5−(2−ヒドロキシ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル)メチル−2−ノルボルネン等のヒドロキシフルオロアルキル基を有する重合性化合物等が挙げられる。 Examples of the monomer having a chemical structure that becomes alkali-soluble when decomposed by an acid include compounds in which an acid-dissociable protecting group is bonded to a polymerizable compound containing an alkali-soluble substituent. And compounds having a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group or a hydroxyfluoroalkyl group protected with an acid dissociable protecting group. Specifically, for example, hydroxystyrenes such as p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxy-α-methylstyrene; acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, α-trifluoromethylacrylic acid , 5-norbornene-2-carboxylic acid, 2-trifluoromethyl-5-norbornene-2-carboxylic acid, carboxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] carboxylic acids having an ethylenic double bond such as dodecyl methacrylate; p- (2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl) styrene, 2- ( 4- (2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl) cyclohexyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl acrylate, 2- (4 -(2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl) cyclohexyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyltrifluoromethyl acrylate, 5- Polymerizable compounds having a hydroxyfluoroalkyl group such as (2-hydroxy-1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl) methyl-2-norbornene That.

また、前記酸解離性の保護基としては、例えば、tert−ブチル基、tert−アミル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、2−プロピル−2−アダマンチル基、2−(1−アダマンチル)−2−プロピル基、8−メチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、8−エチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、8−メチル−8−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル基、8−エチル−8−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカニル基等の飽和炭化水素基;1−メトキシエチル基、2−エトキシエチル基、1−iso−プロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、1−シクロペンチルオキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチル基、1−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルオキシエチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、iso−プロポキシメチル基、n−ブトキシメチル基、tert−ブトキシメチル基、シクロペンチルオキシメチル基、シクロヘキシルオキシメチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルオキシメチル基、tert−ブトキシカルボニル基等の含酸素炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the acid dissociable protecting group include a tert-butyl group, a tert-amyl group, a 1-methyl-1-cyclopentyl group, a 1-ethyl-1-cyclopentyl group, and a 1-methyl-1-cyclohexyl group. 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 2-propyl-2-adamantyl group, 2- (1-adamantyl) -2-propyl group, 8-methyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl group, 8-ethyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl group, 8-methyl-8- Tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecanyl group, 8-ethyl-8-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 ] saturated hydrocarbon group such as dodecanyl group; 1-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group, 1-iso-propoxyethyl group, 1-n-butoxyethyl group, 1-tert-butoxyethyl group, 1-cyclopentyloxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, 1-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyloxyethyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, iso-propoxymethyl group, n Oxygenated carbon such as -butoxymethyl group, tert-butoxymethyl group, cyclopentyloxymethyl group, cyclohexyloxymethyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyloxymethyl group, tert-butoxycarbonyl group A hydrogen group etc. are mentioned.

アルカリ可溶性の化学構造を有する単量体を重合させた後、アルカリ可溶性の化学構造におけるアルカリ可溶性基を、酸解離性保護基で保護する場合は、前記のアルカリ可溶性基を有する化合物をそのまま重合反応に用い、その後、酸触媒のもとでビニルエーテルやハロゲン化アルキルエーテル等のアルカリに溶解しない置換基を与える化合物と反応させることにより、酸解離性保護基を導入することができる。反応に用いる酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、強酸性イオン交換樹脂等が挙げられる。   After polymerizing a monomer having an alkali-soluble chemical structure and then protecting the alkali-soluble group in the alkali-soluble chemical structure with an acid-dissociable protecting group, the compound having the alkali-soluble group is directly polymerized. Then, an acid-dissociable protecting group can be introduced by reacting with a compound that gives a substituent that does not dissolve in an alkali such as vinyl ether or halogenated alkyl ether under an acid catalyst. Examples of the acid catalyst used in the reaction include p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and strongly acidic ion exchange resin.

また、基板に対する密着性を高めるための極性基を有する繰り返し単位(2)を与える単量体としては、例えば、極性基としてフェノール性水酸基、カルボキシル基やヒドロキシフルオロアルキル基を有する化合物等を挙げることができ、具体的には、例えば、アルカリ可溶性基を含有する重合性化合物として前記説明したヒドロキシスチレン類やエチレン性二重結合を有するカルボン酸類、ヒドロキシフルオロアルキル基を有する重合性化合物、及び、これらに更に極性基が置換した単量体のほか、ノルボルネン環、テトラシクロドデセン環等の脂環構造に極性基が結合した単量体等を挙げることができる。   Examples of the monomer that gives the repeating unit (2) having a polar group for improving adhesion to the substrate include compounds having a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, or a hydroxyfluoroalkyl group as the polar group. Specifically, for example, as the polymerizable compound containing an alkali-soluble group, hydroxystyrenes described above, carboxylic acids having an ethylenic double bond, polymerizable compounds having a hydroxyfluoroalkyl group, and these In addition to the monomer further substituted with a polar group, a monomer having a polar group bonded to an alicyclic structure such as a norbornene ring or a tetracyclododecene ring can be used.

置換基として繰り返し単位(2)に導入される前記極性基としては、ラクトン構造を含むものが特に好ましく、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、1,3−シクロヘキサンカルボラクトン、2,6−ノルボルナンカルボラクトン、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン、メバロン酸δ−ラクトン等のラクトン構造を含む置換基が挙げられる。
また、ラクトン構造以外の極性基としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル基等のヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
The polar group introduced into the repeating unit (2) as a substituent is particularly preferably one containing a lactone structure, such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, 1,3-cyclohexanecarbolactone. , 2,6-norbornanecarbolactone, 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one, and a substituent containing a lactone structure such as mevalonic acid δ-lactone.
Examples of polar groups other than the lactone structure include hydroxyalkyl groups such as a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and a 3-hydroxy-1-adamantyl group.

更に、必要に応じて含有される、レジスト溶剤やアルカリ現像液への溶解性を調節するための非極性の置換基を有する繰り返し単位(3)を与える単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、インデン等のエチレン性二重結合を有する芳香族化合物;アクリル酸、メタクリル酸、トリフルオロメチルアクリル酸、ノルボルネンカルボン酸、2−トリフルオロメチルノルボルネンカルボン酸、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメタクリレート等のエチレン性二重結合を有するカルボン酸に酸安定性非極性基が置換したエステル化合物;ノルボルネン、テトラシクロドデセン等のエチレン性二重結合を有する脂環式炭化水素化合物等が挙げられる。
また、前記カルボン酸にエステル置換する酸安定性非極性置換基の例としては、メチル基、エチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、イソボルニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、2−アダマンチル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基等が挙げられる。
Furthermore, as a monomer which gives the repeating unit (3) having a nonpolar substituent for adjusting the solubility in a resist solvent or an alkali developer, which is contained as necessary, styrene, α-methyl Aromatic compounds having an ethylenic double bond such as styrene, p-methylstyrene, and indene; acrylic acid, methacrylic acid, trifluoromethyl acrylic acid, norbornene carboxylic acid, 2-trifluoromethyl norbornene carboxylic acid, carboxytetracyclo [ 4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] ester compound in which acid-stable nonpolar group is substituted for carboxylic acid having ethylenic double bond such as dodecyl methacrylate; alicyclic carbonization having ethylenic double bond such as norbornene and tetracyclododecene A hydrogen compound etc. are mentioned.
Examples of acid-stable nonpolar substituents that are ester-substituted for the carboxylic acid include methyl, ethyl, cyclopentyl, cyclohexyl, isobornyl, and tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl. Group, 2-adamantyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecyl group and the like.

これらの単量体は、繰り返し単位(1)、(2)及び(3)のそれぞれにおいて、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト形成用のポジ型感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂中の各繰り返し単位の組成比は、レジストとしての基本性能を損なわない範囲で選択することができる。即ち、一般に、繰り返し単位(1)は10〜70モル%であることが好ましく、より好ましくは10〜60モル%である。また、繰り返し単位(2)の組成比は30〜90モル%であることが好ましく、より好ましくは40〜90モル%であるが、同一の極性基を有する単量体単位については、70モル%以下とすることが好ましい。更に、繰り返し単位(3)の組成比は、50モル%以下であることが好ましく、より好ましくは40モル%以下である。
These monomers may be used individually by 1 type in each of repeating unit (1), (2), and (3), and may be used in combination of 2 or more type.
The composition ratio of each repeating unit in the resin contained in the positive-type radiation-sensitive resin composition for resist formation can be selected within a range that does not impair the basic performance as a resist. That is, in general, the repeating unit (1) is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 10 to 60 mol%. The composition ratio of the repeating unit (2) is preferably 30 to 90 mol%, more preferably 40 to 90 mol%, but for the monomer unit having the same polar group, 70 mol% The following is preferable. Furthermore, the composition ratio of the repeating unit (3) is preferably 50 mol% or less, more preferably 40 mol% or less.

一方、多層レジストにおける上層膜や下層膜(反射防止膜等)を形成するための樹脂組成物に含まれる樹脂は、前述のレジスト形成用のポジ型感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂の化学構造から、酸で分解してアルカリ可溶性になる繰り返し単位(1)を除いた化学構造のポリマーが使用される。樹脂中の各繰り返し単位の組成比は特に限定されず、塗膜の使用目的により適宜調整される。一般には、繰り返し単位(2)の組成比は10〜100モル%の範囲から選択され、繰り返し単位(3)の組成比は0〜90モル%の範囲から選択される。   On the other hand, the resin contained in the resin composition for forming the upper layer film and the lower layer film (antireflection film, etc.) in the multilayer resist is the same as the chemistry of the resin contained in the positive type radiation sensitive resin composition for resist formation described above. A polymer having a chemical structure in which the repeating unit (1) which is decomposed with an acid and becomes alkali-soluble is removed from the structure. The composition ratio of each repeating unit in the resin is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the intended use of the coating film. Generally, the composition ratio of the repeating unit (2) is selected from the range of 10 to 100 mol%, and the composition ratio of the repeating unit (3) is selected from the range of 0 to 90 mol%.

更に、前記多層レジストにおける上層膜や下層膜を反射防止膜として使用する場合には、前記樹脂は、架橋点と、フォトリソグラフィーにおいて照射される放射線を吸収する化学構造とを含む必要があり、架橋点としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基等の、エステル結合やウレタン結合等により架橋可能な反応性の置換基が挙げられる。架橋点となる反応性置換基を含有する単量体としては、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシスチレン類の他、これまで例示してきた重合性化合物に前記水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基等の反応性置換基が置換した単量体を適宜用いることができる。   Furthermore, when the upper layer film or the lower layer film in the multilayer resist is used as an antireflection film, the resin needs to include a crosslinking point and a chemical structure that absorbs radiation irradiated in photolithography. The point includes reactive substituents that can be cross-linked by an ester bond, a urethane bond, or the like, such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, or an epoxy group. Examples of the monomer containing a reactive substituent serving as a crosslinking point include hydroxystyrenes such as p-hydroxystyrene and m-hydroxystyrene, and the above-described polymerizable compounds such as the hydroxyl group, amino group, and carboxyl. A monomer substituted with a reactive substituent such as a group or an epoxy group can be appropriately used.

放射線を吸収する化学構造は、使用する放射線の波長により異なるが、例えばArFエキシマレーザー光に対しては、ベンゼン環及びその類縁体を含む化学構造が好適に用いられる。この様な化学構造を含む単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン等のスチレン類及びその誘導体;置換又は非置換のフェニル(メタ)アクリレート、置換又は非置換のナフタレン(メタ)アクリレート、置換又は非置換のアントラセンメチル(メタ)アクリレート等のエチレン性二重結合を有する芳香族含有エステル類等が挙げられる。この放射線を吸収する化学構造を有する単量体は、極性基の有無により前記繰り返し単位(2)又は(3)のどちらとして導入されてもよいが、放射線を吸収する化学構造を有する単量体としての組成比は10〜100モル%の範囲から選択されることが好ましい。尚、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。   The chemical structure that absorbs radiation varies depending on the wavelength of the radiation used. For example, for ArF excimer laser light, a chemical structure containing a benzene ring and its analogs is preferably used. Examples of the monomer having such a chemical structure include styrenes such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and derivatives thereof; substituted or unsubstituted phenyl (meta And aromatic-containing esters having an ethylenic double bond such as acrylate, substituted or unsubstituted naphthalene (meth) acrylate, substituted or unsubstituted anthracenemethyl (meth) acrylate, and the like. The monomer having a chemical structure that absorbs radiation may be introduced as either the repeating unit (2) or (3) depending on the presence or absence of a polar group, but the monomer having a chemical structure that absorbs radiation. Is preferably selected from the range of 10 to 100 mol%. In the present specification, “(meth) acrylate” means acrylate and methacrylate.

また、前記重合性化合物の重合方法は特に限定されず、溶液重合等の公知の方法を用いることができる。
前記フォトレジスト用樹脂を含有する樹脂溶液は、例えば、重合開始剤を使用し、更には必要に応じて連鎖移動剤を使用し、前述の重合性化合物(即ち、重合性不飽和単量体)を適当な溶媒中で重合させることにより得ることができる。
Moreover, the polymerization method of the said polymeric compound is not specifically limited, Well-known methods, such as solution polymerization, can be used.
The resin solution containing the photoresist resin uses, for example, a polymerization initiator, and further uses a chain transfer agent as necessary, and the above-described polymerizable compound (that is, polymerizable unsaturated monomer). Can be obtained by polymerizing in a suitable solvent.

前記重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサノエート等の有機過酸化物等のラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′- Azo compounds such as azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, bis (3,5,5-trimethyl) Hexanoyl) peroxide, succinic acid peroxide, radical polymerization initiators such as organic peroxides such as tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate. These polymerization initiators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記連鎖移動剤としては、例えば、ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、4,4−ビス(トリフルオロメチル)−4−ヒドロキシ−1−メルカプトブタン等のチオール化合物を挙げることができる。これらの連鎖移動剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the chain transfer agent include thiol compounds such as dodecyl mercaptan, mercaptoethanol, mercaptopropanol, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, and 4,4-bis (trifluoromethyl) -4-hydroxy-1-mercaptobutane. be able to. These chain transfer agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記重合開始剤及び連鎖移動剤の使用量は、重合反応に用いる原料モノマー(重合性化合物)や重合開始剤、連鎖移動剤の種類、重合温度、重合溶剤、重合方法、精製条件等の製造条件により適宜調整することができる。
一般に、樹脂の重量平均分子量が高すぎると、塗膜形成時に使用される溶媒やアルカリ現像液への溶解性が低くなる傾向にある。一方、重量平均分子量が低すぎると、塗膜性能が悪くなる傾向にある。そのため、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう。)は、2000〜40000の範囲になるよう調整することが好ましく、より好ましくは3000〜30000である。
The amount of the polymerization initiator and chain transfer agent used is a raw material monomer (polymerizable compound) used in the polymerization reaction, a polymerization initiator, the type of chain transfer agent, a polymerization temperature, a polymerization solvent, a polymerization method, purification conditions, and other production conditions. Can be adjusted as appropriate.
In general, if the weight average molecular weight of the resin is too high, the solubility in a solvent or an alkali developer used for forming a coating film tends to be low. On the other hand, when the weight average molecular weight is too low, the coating film performance tends to deteriorate. Therefore, the polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) by gel permeation chromatography (GPC) is preferably adjusted to be in the range of 2000 to 40000, more preferably 3000 to 30000.

また、重合反応に用いられる前記溶剤(重合溶剤)としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、グライム、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the solvent (polymerization solvent) used in the polymerization reaction include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, and cyclohexanone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, glyme, and propylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate, Examples include esters such as ethyl lactate; ether esters such as propylene glycol methyl ether acetate, and lactones such as γ-butyrolactone. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記溶剤の使用量は特に限定されないが、通常、単量体1質量部に対して0.5〜20質量部、好ましくは1〜10質量部である。溶剤の使用量が少なすぎる場合には、単量体が析出したり高粘度になりすぎて重合系を均一に保てなくなったりするおそれがある。一方、溶剤の使用量が多すぎる場合には、原料モノマーの転化率が不十分であったり、得られる樹脂の分子量を所望の値まで高めることができないおそれがある。   Although the usage-amount of the said solvent is not specifically limited, Usually, it is 0.5-20 mass parts with respect to 1 mass part of monomers, Preferably it is 1-10 mass parts. If the amount of the solvent used is too small, the monomer may precipitate or become too viscous to keep the polymerization system uniform. On the other hand, when the amount of the solvent used is too large, the conversion rate of the raw material monomers may be insufficient, or the molecular weight of the resulting resin may not be increased to a desired value.

また、前記重合における反応条件は特に限定されないが、反応温度は、通常40〜120℃、好ましくは50〜100℃である。また、反応時間は、通常1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。   Moreover, the reaction conditions in the said polymerization are not specifically limited, However, Reaction temperature is 40-120 degreeC normally, Preferably it is 50-100 degreeC. The reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.

また、この樹脂溶液調製工程において得られる樹脂溶液の樹脂濃度(固形分濃度)は、1〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは10〜50質量%である。   Moreover, it is preferable that the resin concentration (solid content concentration) of the resin solution obtained in this resin solution preparation process is 1-80 mass%, More preferably, it is 5-50 mass%, More preferably, it is 10-50 mass%. It is.

[2]精製工程
前記精製工程では、再沈殿により、不純物(特に、残存モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー等の低分子成分)が除去されて、共重合体(フォトレジスト用樹脂)の精製が行われる。尚、前記低分子成分の分析は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行うことができる。
[2] Purification step In the purification step, impurities (particularly low molecular components such as residual monomers, dimers, trimers, oligomers, etc.) are removed by reprecipitation, and the copolymer (resin for photoresist) is purified. Is called. The analysis of the low molecular component can be performed by high performance liquid chromatography (HPLC).

再沈殿による精製方法は特に限定されず、従来の方法に従って行うことができる。具体的には、例えば、貧溶媒中に、前記樹脂溶液調製工程で得られた樹脂溶液を滴下することにより精製を行うことができる。尚、前記樹脂溶液は、必要に応じて良溶媒を用いることにより所定の樹脂濃度に希釈されていてもよい。また、この再沈殿による精製は、1回のみ行ってもよいし、良溶媒を再沈殿溶媒として用いて2回以上行ってもよい。   The purification method by reprecipitation is not particularly limited, and can be performed according to a conventional method. Specifically, for example, purification can be performed by dropping the resin solution obtained in the resin solution preparation step into a poor solvent. The resin solution may be diluted to a predetermined resin concentration by using a good solvent as necessary. The purification by reprecipitation may be performed only once, or may be performed twice or more using a good solvent as the reprecipitation solvent.

前記良溶媒としては、前述の重合溶剤と同様のものが挙げられる。この良溶媒は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。尚、この精製工程で用いられる良溶媒は、樹脂溶液調製工程で用いられる重合溶剤と同一のものであってもよいし、異なっていてもよい。   Examples of the good solvent include the same solvents as those described above. This good solvent may be used alone or in combination of two or more. The good solvent used in this purification step may be the same as or different from the polymerization solvent used in the resin solution preparation step.

また、前記貧溶媒は、共重合体を析出させるものであれば特に限定されないが、例えば、アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、水、及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。これらのなかでも、アルコール系溶媒及び炭化水素系溶媒のうちの少なくとも一方であることが好ましい。
前記アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等が挙げられる。これらのアルコール系溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記炭化水素系溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素系溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The poor solvent is not particularly limited as long as the copolymer is precipitated, and examples thereof include alcohol solvents, hydrocarbon solvents, ether solvents, water, and mixed solvents thereof. Among these, at least one of an alcohol solvent and a hydrocarbon solvent is preferable.
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like. These alcohol solvents may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and octane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. It is done. These hydrocarbon solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記貧溶媒の使用量は特に限定されず、貧溶媒の種類、樹脂溶液中における溶媒の種類やその含有量によって適宜調整される。具体的には、例えば、貧溶媒と接触させる樹脂溶液の全量に対して、質量換算で、0.5〜50倍であることが好ましく、より好ましくは1〜30倍、更に好ましくは2〜20倍である。   The usage-amount of the said poor solvent is not specifically limited, It adjusts suitably with the kind of poor solvent, the kind of solvent in a resin solution, and its content. Specifically, for example, it is preferably 0.5 to 50 times, more preferably 1 to 30 times, still more preferably 2 to 20 times in terms of mass with respect to the total amount of the resin solution to be contacted with the poor solvent. Is double.

また、前記精製工程により得られるフォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液の温度は、10〜35℃であることが好ましく、より好ましくは15〜35℃、更に好ましくは20〜35℃である。尚、このスラリー溶液の温度は、精製装置に備えられた温度制御装置、使用する貧溶媒の温度等により制御することができる。   Moreover, it is preferable that the temperature of the slurry solution containing the resin for photoresists obtained by the said refinement | purification process is 10-35 degreeC, More preferably, it is 15-35 degreeC, More preferably, it is 20-35 degreeC. The temperature of the slurry solution can be controlled by a temperature control device provided in the purification device, the temperature of the poor solvent used, and the like.

[3]冷却工程
前記冷却工程では、精製処理されたフォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液が冷却される。
この冷却工程においては、前記スラリー溶液の冷却前後の温度差が5〜20℃(より好ましくは8〜15℃、更に好ましくは10〜15℃)となるように冷却することが好ましい。この冷却前後の温度差が5〜20℃である場合には、後述の濾過工程における濾過速度を十分に向上させることができる。尚、この温度差が5℃未満の場合には、濾過速度を十分に向上させることができないおそれがある。一方、20℃を超える場合には、冷却に要する時間が長くなり工程時間短縮を達成できないおそれがある。更に、精製工程において分離した不純物が析出することにより、精製が不十分になるおそれがある。
[3] Cooling Step In the cooling step, the slurry solution containing the purified photoresist resin is cooled.
In this cooling step, it is preferable to cool the slurry solution so that the temperature difference before and after cooling is 5 to 20 ° C. (more preferably 8 to 15 ° C., still more preferably 10 to 15 ° C.). When the temperature difference before and after cooling is 5 to 20 ° C., the filtration rate in the filtration step described later can be sufficiently improved. In addition, when this temperature difference is less than 5 degreeC, there exists a possibility that a filtration rate cannot fully be improved. On the other hand, when it exceeds 20 ° C., the time required for cooling becomes long, and there is a possibility that the process time cannot be reduced. Furthermore, the impurities separated in the purification step are precipitated, and thus the purification may be insufficient.

また、冷却後の前記スラリー溶液の温度は、−10〜30℃であることが好ましく、より好ましくは0〜27℃、更に好ましくは5〜25℃である。
尚、前記スラリー溶液を冷却するための冷却手段は特に限定されないが、例えば、容器の外部及び/又は内部に、温度制御用ジャケット等の温度制御が可能な設備が配設された容器等を用いたり、外部の冷却装置にスラリー溶液を送り、循環させることにより、スラリー溶液を冷却することができる。
Moreover, it is preferable that the temperature of the said slurry solution after cooling is -10-30 degreeC, More preferably, it is 0-27 degreeC, More preferably, it is 5-25 degreeC.
The cooling means for cooling the slurry solution is not particularly limited. For example, a container or the like in which equipment capable of temperature control such as a temperature control jacket is disposed outside and / or inside the container is used. Alternatively, the slurry solution can be cooled by sending and circulating the slurry solution to an external cooling device.

[4]濾過工程
前記濾過工程では、冷却処理されたスラリー溶液が濾過され、フォトレジスト用樹脂が分離される。
この濾過工程における濾過方法は特に限定されず、従来の樹脂の製造方法において、樹脂を含有するスラリー溶液を固液分離する際に用いられている濾過装置等により濾過を行うことができる。尚、この濾過工程は、大気圧下で行ってもよいし、窒素ガス等を用いて加圧下若しくは減圧下で行ってもよい。
[4] Filtration step In the filtration step, the cooled slurry solution is filtered to separate the photoresist resin.
The filtration method in this filtration process is not specifically limited, In the conventional resin manufacturing method, it can filter with the filtration apparatus etc. which are used when carrying out solid-liquid separation of the slurry solution containing resin. This filtration step may be performed under atmospheric pressure, or may be performed under pressure or reduced pressure using nitrogen gas or the like.

前記濾過工程に用いる濾過フィルターとしては、例えば、ポリエステル、ポリエステル、ナイロン(登録商標)、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、アラミド、アクリル、テフロン(登録商標)、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド等の合成繊維若しくはガラス繊維からなるろ布や、焼結金属等が好ましく用いられる。   Examples of the filtration filter used in the filtration step include polyolefins such as polyester, polyester, nylon (registered trademark), polyethylene, and polypropylene, synthetic fibers such as aramid, acrylic, Teflon (registered trademark), polyphenylene sulfide, and polyimide, or glass fibers. A filter cloth made of, sintered metal or the like is preferably used.

前記濾過フィルターの通気量は、所望の固形分が分離可能な限り特に限定されないが、例えば、0.1〜300cm/cm・secであることが好ましく、より好ましくは0.5〜100cm/cm・secである。 Aeration rate of the filtration filter is desired solids are not particularly limited as far as possible separation, for example, is preferably 0.1~300cm 3 / cm 2 · sec, more preferably 0.5~100Cm 3 / Cm 2 · sec.

また、本発明においては、前記濾過工程後に、得られた濾上物を貧溶媒等により洗浄することで、フォトレジスト用樹脂の更なる精製を行ってもよい。更には、樹脂分を粉体として得るための乾燥工程を設けてもよい。   Moreover, in this invention, you may perform further refinement | purification of the resin for photoresists by wash | cleaning the obtained filter top thing with a poor solvent etc. after the said filtration process. Furthermore, you may provide the drying process for obtaining resin content as a powder.

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
500mLのジムロート管のある三口フラスコに、重合溶剤としてメチルエチルケトン(MEK)86.5gをいれて十分に窒素置換した後、スリーワンモーターで攪拌しながら80℃まで昇温した。その後、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン(NLM)35.5g、及び2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート(MAdMA)47gをMEK168gに溶かした溶液と、アゾビスイソブチロニトリル1.48gをMEK7.4gに溶かした溶液と、をそれぞれ滴下漏斗により3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間熟成した後、室温まで冷却して樹脂溶液を調製した。尚、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、モノマーの転化率は90%であり、樹脂100質量%に対する残存モノマー量は約11質量%であった。また、得られた樹脂について、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した結果、分子量分布(分散度Mw/Mn)は1.73であった。
Example 1
Into a three-necked flask having a 500 mL Dimroth tube, 86.5 g of methyl ethyl ketone (MEK) as a polymerization solvent was placed and sufficiently purged with nitrogen, and then heated to 80 ° C. while stirring with a three-one motor. Thereafter, a solution of 35.5 g of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone (NLM) and 47 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (MAdMA) in 168 g of MEK, and azobisisobutyronitrile A solution prepared by dissolving 48 g of MEK in 7.4 g was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further aged for 3 hours, and then cooled to room temperature to prepare a resin solution. As a result of measurement using high performance liquid chromatography, the monomer conversion was 90%, and the amount of residual monomer relative to 100% by mass of the resin was about 11% by mass. Moreover, as a result of measuring a weight average molecular weight (Mw) and a number average molecular weight (Mn) about the obtained resin, molecular weight distribution (dispersion degree Mw / Mn) was 1.73.

その後、得られた樹脂溶液(樹脂濃度:約25質量%)100gを25℃に設定された500gのメタノール液中に12.5g/minの滴下速度で滴下し、再沈殿を実施することにより白色のスラリー溶液(溶液温度;25.7℃)を得た。
次いで、得られたスラリー溶液を、温度制御可能なタンクに移し、溶液温度が15℃となるまで冷却した。
その後、容器底部にテフロン製のろ布(通気量;3.0cm/cm・sec、濾過面積:9.62cm)を張った加圧濾過器を用い、0.2MPaで窒素加圧された条件にて、冷却されたスラリー溶液(600g)を濾過することで白色固体を得た。尚、この際の濾過時間は12分であった。
次いで、得られた白色固体を100gのメタノールを用いて洗浄する作業を2回繰り返すことで樹脂溶液の更なる精製を行った。そして、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、樹脂100質量%に対する残存モノマー量は0.08質量%であった。更に、分子量分布は1.47であった。
Thereafter, 100 g of the obtained resin solution (resin concentration: about 25% by mass) was dropped into a 500 g methanol solution set at 25 ° C. at a dropping rate of 12.5 g / min, and reprecipitation was performed to obtain white. Slurry solution (solution temperature; 25.7 ° C.) was obtained.
Next, the obtained slurry solution was transferred to a temperature-controllable tank and cooled until the solution temperature reached 15 ° C.
Then, nitrogen pressure was applied at 0.2 MPa using a pressure filter with a Teflon filter cloth (aeration rate: 3.0 cm 3 / cm 2 · sec, filtration area: 9.62 cm 2 ) on the bottom of the container. Under such conditions, the cooled slurry solution (600 g) was filtered to obtain a white solid. The filtration time at this time was 12 minutes.
Next, the resin solution was further purified by repeating the operation of washing the obtained white solid with 100 g of methanol twice. And as a result of measuring using a high performance liquid chromatography, the amount of residual monomers with respect to 100 mass% of resin was 0.08 mass%. Furthermore, the molecular weight distribution was 1.47.

尚、前記Mw及びMnは、以下のように測定した値である。
東ソー(株)製のGPCカラム(商品名「G2000HXL」2本、商品名「G3000HXL」1本、商品名「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0ml/分、溶出溶剤:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。
The Mw and Mn are values measured as follows.
Using Tosoh Co., Ltd. GPC columns (trade name “G2000HXL”, product name “G3000HXL”, product name “G4000HXL” 1), flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, Column temperature: Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of 40 ° C.

(実施例2)
実施例1と同様にして樹脂溶液(樹脂濃度;約25質量%)を調製し、得られた樹脂溶液100gを25℃に設定された500gのメタノール液中に12.5g/minの滴下速度で滴下し、再沈殿を実施することにより白色のスラリー溶液(溶液温度;25.5℃)を得た。
次いで、得られたスラリー溶液を、温度制御可能なタンクに移し、溶液温度が15℃となるまで冷却した。
その後、容器底部にテフロン製のろ布(通気量;1.0cm/cm・sec、濾過面積:9.62cm)を張った加圧濾過器を用い、0.2MPaで窒素加圧された条件にて、冷却されたスラリー溶液(600g)を濾過することで白色固体を得た。尚、この際の濾過時間は13分であった。
次いで、得られた白色固体を100gのメタノールを用いて洗浄する作業を2回繰り返すことで樹脂溶液の更なる精製を行った。そして、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、樹脂100質量%に対する残存モノマー量は0.09質量%であった。更に、分子量分布は1.49であった。
(Example 2)
A resin solution (resin concentration; about 25% by mass) was prepared in the same manner as in Example 1, and 100 g of the obtained resin solution was added at a dropping rate of 12.5 g / min into 500 g of methanol solution set at 25 ° C. The solution was added dropwise and reprecipitation was performed to obtain a white slurry solution (solution temperature: 25.5 ° C.).
Next, the obtained slurry solution was transferred to a temperature-controllable tank and cooled until the solution temperature reached 15 ° C.
Then, nitrogen pressure was applied at 0.2 MPa using a pressure filter with a Teflon filter cloth (aeration rate: 1.0 cm 3 / cm 2 · sec, filtration area: 9.62 cm 2 ) on the bottom of the container. Under such conditions, the cooled slurry solution (600 g) was filtered to obtain a white solid. The filtration time at this time was 13 minutes.
Next, the resin solution was further purified by repeating the operation of washing the obtained white solid with 100 g of methanol twice. And as a result of measuring using high performance liquid chromatography, the amount of residual monomers with respect to 100 mass% of resin was 0.09 mass%. Furthermore, the molecular weight distribution was 1.49.

(比較例1)
実施例1と同様にして樹脂溶液(樹脂濃度;約25質量%)を調製し、得られた樹脂溶液100gを25℃に設定された500gのメタノール液中に12.5g/minの滴下速度で滴下し、再沈殿を実施することにより白色のスラリー溶液(溶液温度;25.3℃)を得た。
その後、得られたスラリー溶液(600g)を冷却せず、容器底部にテフロン製のろ布(通気量;3.0cm/cm・sec、濾過面積:9.62cm)を張った加圧濾過器を用い、0.2MPaで窒素加圧された条件にて濾過することで白色固体を得た。尚、この際の濾過時間は30分であった。
次いで、得られた白色固体を100gのメタノールを用いて洗浄する作業を2回繰り返すことで樹脂溶液の更なる精製を行った。そして、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、樹脂100質量%に対する残存モノマー量は0.08質量%であった。更に、分子量分布は1.48であった。
(Comparative Example 1)
A resin solution (resin concentration; about 25% by mass) was prepared in the same manner as in Example 1, and 100 g of the obtained resin solution was added at a dropping rate of 12.5 g / min into 500 g of methanol solution set at 25 ° C. The solution was added dropwise and reprecipitation was performed to obtain a white slurry solution (solution temperature: 25.3 ° C.).
Then, without cooling the resulting slurry solution (600 g), Teflon filter cloth to the container bottom (aeration rate; 3.0cm 3 / cm 2 · sec , filtration area: 9.62cm 2) stretched pressurized A white solid was obtained by filtering under the condition of nitrogen pressurization at 0.2 MPa using a filter. The filtration time at this time was 30 minutes.
Next, the resin solution was further purified by repeating the operation of washing the obtained white solid with 100 g of methanol twice. And as a result of measuring using a high performance liquid chromatography, the amount of residual monomers with respect to 100 mass% of resin was 0.08 mass%. Furthermore, the molecular weight distribution was 1.48.

(比較例2)
実施例1と同様にして樹脂溶液(樹脂濃度;約25質量%)を調製し、得られた樹脂溶液100gを25℃に設定された500gのメタノール液中に12.5g/minの滴下速度で滴下し、再沈殿を実施することにより白色のスラリー溶液(溶液温度;25.6℃)を得た。
その後、得られたスラリー溶液(600g)を冷却せず、容器底部にテフロン製のろ布(通気量;1.0cm/cm・sec、濾過面積:9.62cm)を張った加圧濾過器を用い、0.2MPaで窒素加圧された条件にて濾過することで白色固体を得た。尚、この際の濾過時間は32分であった。
次いで、得られた白色固体を100gのメタノールを用いて洗浄する作業を2回繰り返すことで樹脂溶液の更なる精製を行った。そして、高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した結果、樹脂100質量%に対する残存モノマー量は0.09質量%であった。更に、分子量分布は1.49であった。
(Comparative Example 2)
A resin solution (resin concentration; about 25% by mass) was prepared in the same manner as in Example 1, and 100 g of the obtained resin solution was added at a dropping rate of 12.5 g / min into 500 g of methanol solution set at 25 ° C. The solution was added dropwise and reprecipitation was performed to obtain a white slurry solution (solution temperature: 25.6 ° C.).
Then, without cooling the resulting slurry solution (600 g), Teflon filter cloth to the container bottom (aeration rate; 1.0cm 3 / cm 2 · sec , filtration area: 9.62cm 2) stretched pressurized A white solid was obtained by filtering under the condition of nitrogen pressurization at 0.2 MPa using a filter. The filtration time at this time was 32 minutes.
Next, the resin solution was further purified by repeating the operation of washing the obtained white solid with 100 g of methanol twice. And as a result of measuring using high performance liquid chromatography, the amount of residual monomers with respect to 100 mass% of resin was 0.09 mass%. Furthermore, the molecular weight distribution was 1.49.

以上の結果から、再沈殿による精製工程と、樹脂を分離する濾過工程との間に、スラリー溶液を冷却する冷却工程を設けることで、濾過速度を十分に向上させられることが分かった。更に、濾過工程における濾過速度への影響は、ろ布の通気量変化よりも、冷却工程の有無の方が大幅に大きいことが分かった。   From the above results, it was found that the filtration rate can be sufficiently improved by providing a cooling step for cooling the slurry solution between the purification step by reprecipitation and the filtration step for separating the resin. Furthermore, it has been found that the influence on the filtration rate in the filtration step is significantly greater in the presence or absence of the cooling step than in the change in the air flow rate of the filter cloth.

Claims (4)

溶剤の存在下で重合性化合物を重合させることにより、フォトレジスト用樹脂を製造するフォトレジスト用樹脂の製造方法であって、
(1)フォトレジスト用樹脂を含有する樹脂溶液を調製する樹脂溶液調製工程と、
(2)加温することなく、前記樹脂溶液と貧溶媒とを接触させて、再沈殿によりフォトレジスト用樹脂を精製する精製工程と、
(3)精製後のフォトレジスト用樹脂を含有するスラリー溶液を冷却する冷却工程と、
(4)冷却された前記スラリー溶液を濾過することにより、フォトレジスト用樹脂を分離する濾過工程と、を備えることを特徴とするフォトレジスト用樹脂の製造方法。
A method for producing a photoresist resin, which comprises producing a photoresist resin by polymerizing a polymerizable compound in the presence of a solvent,
(1) a resin solution preparation step of preparing a resin solution containing a photoresist resin;
(2) a purification step in which the resin solution and a poor solvent are brought into contact without heating, and a photoresist resin is purified by reprecipitation;
(3) a cooling step of cooling the slurry solution containing the purified photoresist resin;
(4) A method of producing a photoresist resin, comprising: a filtration step of separating the photoresist resin by filtering the cooled slurry solution.
前記冷却工程における前記スラリー溶液の冷却前後の温度差が、5〜20℃である請求項1に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。   2. The method for producing a photoresist resin according to claim 1, wherein a temperature difference between before and after cooling the slurry solution in the cooling step is 5 to 20 ° C. 3. 前記冷却工程における前記スラリー溶液の冷却後の温度が、−10〜30℃である請求項1又は2に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。   The method for producing a photoresist resin according to claim 1 or 2, wherein a temperature after cooling of the slurry solution in the cooling step is -10 to 30 ° C. 前記精製工程において用いられる貧溶媒が、アルコール系溶媒及び炭化水素系溶媒のうちの少なくとも一方である請求項1乃至3のいずれかに記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。   The method for producing a photoresist resin according to claim 1, wherein the poor solvent used in the purification step is at least one of an alcohol solvent and a hydrocarbon solvent.
JP2007315213A 2007-12-05 2007-12-05 Manufacturing method of resin for photoresist Expired - Fee Related JP5092721B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007315213A JP5092721B2 (en) 2007-12-05 2007-12-05 Manufacturing method of resin for photoresist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007315213A JP5092721B2 (en) 2007-12-05 2007-12-05 Manufacturing method of resin for photoresist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009138083A JP2009138083A (en) 2009-06-25
JP5092721B2 true JP5092721B2 (en) 2012-12-05

Family

ID=40869022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007315213A Expired - Fee Related JP5092721B2 (en) 2007-12-05 2007-12-05 Manufacturing method of resin for photoresist

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5092721B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011252074A (en) * 2010-06-02 2011-12-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd Purification method of polymer for semiconductor photolithography
JP6369156B2 (en) * 2013-08-09 2018-08-08 三菱ケミカル株式会社 Lithographic polymer manufacturing method, resist composition manufacturing method, and pattern-formed substrate manufacturing method
JP6314786B2 (en) * 2014-10-20 2018-04-25 三菱ケミカル株式会社 Method for producing polymer, method for producing resist composition, and method for producing substrate on which pattern is formed
JP6795884B2 (en) 2015-11-10 2020-12-02 東京応化工業株式会社 A purification method using a liquid as an object to be purified, a purification method using a silicon compound-containing solution as an object to be purified, a silylating agent solution, a method for producing a film-forming material or a diffusing agent composition, a filter media, and a filter device.

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4929552B2 (en) * 2000-10-30 2012-05-09 住友化学株式会社 Method for producing solid resin
JP4697827B2 (en) * 2001-01-30 2011-06-08 三菱レイヨン株式会社 Method for purifying chemically amplified resist resin and chemically amplified resist resin
JP3759526B2 (en) * 2003-10-30 2006-03-29 丸善石油化学株式会社 Method for producing copolymer for semiconductor lithography

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009138083A (en) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4881566B2 (en) POSITIVE PHOTOSENSITIVE RESIN, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND RESIST COMPOSITION CONTAINING POSITIVE PHOTOSENSITIVE RESIN
JP3720827B2 (en) Method for producing resist polymer
KR101124184B1 (en) A preparation process of copolymer for semiconductor lithography and a copolymer for semiconductor lithography available by this process
JP3759526B2 (en) Method for producing copolymer for semiconductor lithography
JP5905207B2 (en) Method for producing a copolymer for semiconductor lithography with a small amount of metal impurities, and a method for purifying a polymerization initiator for producing the copolymer
JP5092721B2 (en) Manufacturing method of resin for photoresist
JP4808485B2 (en) Manufacturing method of resin for photoresist
JP5192120B2 (en) Method for preventing increase of particles in copolymer for semiconductor resist
JPWO2009063726A1 (en) Manufacturing method of resin for photoresist
JP5024203B2 (en) Method for producing resin solution for photoresist
JP5504572B2 (en) Method for producing polymer for photoresist
JP3694685B2 (en) Resist polymer and radiation-sensitive resist composition
JP5206065B2 (en) Method for producing photoresist polymer and distillation can used therefor
JP5298549B2 (en) Method for producing polymer for photoresist
JP2010013531A (en) Method of purifying photoresist resin
JP6051651B2 (en) Method for producing resin solution for photoresist
JP2010204306A (en) Method for producing resin solution for photoresist
US9023982B2 (en) Method for purifying resin for photolithography
JP5298550B2 (en) Method for producing polymer for photoresist
JP5309660B2 (en) Method for producing polymer for photoresist
JP5433999B2 (en) Manufacturing method of resin for photoresist
JP2006124716A (en) Preparation process of copolymer for semiconductor lithography

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111213

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20111213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120821

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120903

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5092721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees