JP5138199B2 - Resist polymer, resist composition, and method for producing substrate with pattern - Google Patents

Resist polymer, resist composition, and method for producing substrate with pattern Download PDF

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Description

本発明は、レジスト用重合体、それを含むレジスト組成物およびパターンが形成された基板の製造方法に関し、特に、エキシマレーザーおよび電子線リソグラフィーを使用する微細加工に好適なレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a resist polymer, a resist composition containing the same, and a method for producing a substrate on which a pattern is formed, and more particularly to a resist composition suitable for fine processing using excimer laser and electron beam lithography.

近年、半導体素子や液晶素子の製造における微細加工の分野においては、リソグラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んでいる。その微細化の手法としては、一般に、照射光の短波長化が図られており、具体的には、従来のg線(波長:438nm)、i線(波長:365nm)に代表される紫外線から、より短波長のDUV(Deep Ultra Violet)へと照射光が変化してきている。
現在では、KrFエキシマレーザー(波長:248nm)リソグラフィー技術が市場に導入され、さらなる短波長化を図ったArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィー技術およびEUVエキシマレーザー(波長:13nm)リソグラフィー技術が研究されている。さらに、最近はこれらの液浸リソグラフィー技術も研究されている。また、これらとは異なるタイプのリソグラフィー技術として、電子線リソグラフィー技術についても精力的に研究されている。
In recent years, in the field of microfabrication in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal elements, miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. As a method for miniaturization, generally, the irradiation light has a shorter wavelength, and specifically, from conventional ultraviolet rays typified by g-line (wavelength: 438 nm) and i-line (wavelength: 365 nm). The irradiation light is changing to a shorter wavelength DUV (Deep Ultra Violet).
At present, KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) lithography technology has been introduced to the market, and ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography technology and EUV excimer laser (wavelength: 13 nm) lithography technology for further shortening the wavelength have been studied. ing. Recently, these immersion lithography techniques have also been studied. Also, as a different type of lithography technology, electron beam lithography technology has been energetically studied.

このような短波長の照射光あるいは電子線を用いた高解像度のレジストとして、光酸発生剤を含有する「化学増幅型レジスト」が提唱され、現在、この化学増幅型レジストの改良および開発が進められている。
例えば、ArFエキシマレーザーリソグラフィーにおいて使用される化学増幅型レジスト樹脂として、波長193nmの光に対して透明なアクリル系樹脂が注目されている。このようなアクリル系樹脂としては、例えば、エステル部にアダマンタン骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルとエステル部にラクトン骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルの重合体が特許文献1、特許文献2等に開示されている。
As a high-resolution resist using such short-wavelength irradiation light or electron beam, a “chemically amplified resist” containing a photoacid generator has been proposed, and improvement and development of this chemically amplified resist are currently underway. It has been.
For example, as a chemically amplified resist resin used in ArF excimer laser lithography, an acrylic resin that is transparent with respect to light having a wavelength of 193 nm has attracted attention. As such an acrylic resin, for example, a polymer of (meth) acrylic acid ester having an adamantane skeleton in the ester portion and a polymer of (meth) acrylic acid ester having a lactone skeleton in the ester portion is disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like. Is disclosed.

しかしながら、これらのアクリル系樹脂は、レジスト組成物として使用した場合、レジストパターンを製造するためのアルカリ現像液による現像処理の際に、ディフェクトと呼ばれる現像欠陥が生じることがある。そして、このディフェクトにより、レジストパターンに抜けが発生することにより、回路の断線や欠陥などを生じ、半導体製造工程での歩留まりの低下を招く恐れがある。
また、レジストパターンの側壁荒れ(ラインエッジラフネスとも言う)も大きいことがあり、ディフェクトと同様に、回路の断線や欠陥などを生じ、半導体製造工程での歩留まりの低下を招く恐れがある。
さらに、レジスト膜厚の薄膜化により、ドライエッチング耐性が不足することも懸念される。
However, when these acrylic resins are used as a resist composition, a development defect called a defect may occur during development with an alkaline developer for producing a resist pattern. Then, due to this defect, the resist pattern may be missing, causing circuit disconnection, defects, and the like, which may lead to a decrease in yield in the semiconductor manufacturing process.
In addition, the sidewall roughness (also referred to as line edge roughness) of the resist pattern may be large, and as with defects, circuit breaks or defects may occur, leading to a decrease in yield in the semiconductor manufacturing process.
Furthermore, there is a concern that the dry etching resistance is insufficient due to the thin film thickness of the resist.

そして、これらのアクリル系樹脂を液浸用レジスト組成物として使用した場合、レジスト組成物の屈折率が浸漬液のそれよりも低くなる恐れがあり、エキシマレーザー光がレジスト組成物で全反射するので、レジストパターン自体が形成できない可能性がある。また、浸漬液が純水の時には、純水とレジスト組成物が接触することで、ドライ環境でのリソグラフィーと比較して、よりディフェクトが発生しやすくなる恐れもある。
一方で、特許文献3、特許文献4などに複素芳香族環を有する重合体が開示されている。
しかしながら、これらの樹脂はドライエッチング耐性には優れるものの、特にArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィーの場合、露光波長における重合体の光線透過率が十分でない場合や、他の単量体との共重合性が十分でない場合が多く、感度や解像度へ悪影響を及ぼす可能性がある。
特開平10−319595号公報 特開平10−274852号公報 特開2005−114968号公報 特開2004−163877号公報
When these acrylic resins are used as a resist composition for immersion, the refractive index of the resist composition may be lower than that of the immersion liquid, and excimer laser light is totally reflected by the resist composition. There is a possibility that the resist pattern itself cannot be formed. In addition, when the immersion liquid is pure water, the contact between the pure water and the resist composition may cause defects more easily than in lithography in a dry environment.
On the other hand, a polymer having a heteroaromatic ring is disclosed in Patent Document 3, Patent Document 4, and the like.
However, although these resins are excellent in dry etching resistance, especially in the case of ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography, the light transmittance of the polymer at the exposure wavelength is not sufficient, or the coexistence with other monomers. In many cases, the polymerizability is not sufficient, which may adversely affect sensitivity and resolution.
JP 10-319595 A JP-A-10-274852 JP 2005-114968 A JP 2004-163877 A

本発明は、DUVエキシマレーザーリソグラフィー等においてレジスト組成物に用いた場合に、高感度、高解像度であり、光線透過率が高く、現像時のディフェクトが少なく、レジスト膜の薄膜化に耐え得るドライエッチング耐性を有し、加えて液浸用レジスト組成物に用いた場合に、浸漬液よりも高い屈折率となり、他の単量体との共重合性に優れたレジスト用重合体、レジスト用重合体を含むレジスト組成物、および、このレジスト組成物を用いたパターンが形成された基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention is a dry etching that has high sensitivity, high resolution, high light transmittance, few defects during development, and can resist resist film thinning when used as a resist composition in DUV excimer laser lithography and the like. Resist polymer, resist polymer having resistance, higher refractive index than immersion liquid, and excellent copolymerizability with other monomers when used in immersion resist composition It is an object of the present invention to provide a resist composition containing a substrate and a method for producing a substrate on which a pattern using the resist composition is formed.


本発明は、下記式(1−3)に示すナフタレン骨格を有する構成単位(ただし、下記式(A)〜()の構造を除く)を含有する、酸の作用により分解するレジスト用重合体からなるレジスト材料に関するものであり、このレジスト材料を含むレジスト組成物に関するものであり、このレジスト組成物を用いたパターンが形成された基板の製造方法に関するものである。

Figure 0005138199

The present invention is a resist polymer that contains a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-3) (excluding the structures of the following formulas (A) to ( D )) and decomposes by the action of an acid. In particular, the present invention relates to a resist composition containing the resist material, and a method for manufacturing a substrate on which a pattern using the resist composition is formed.
Figure 0005138199

(式(1−3)中、R10は水素原子またはメチル基を表し、Gは−C(=O)−O−、−O−、または−O−C(=O)−のいずれかを表す。g3は0または1である。Yは、−C(=O)−OH、−OH、−C(=O)−OR 13 、または、−OR 13 を表し、R 13 は炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。また、L 1 ’は、炭素数1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、この2価の炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。)

Figure 0005138199
(式(A)〜(D)中、Rは水素原子又は酸不安定基を表す。)

(In the formula (1-3), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, G is -C (= O) -O -, - O-, was or -O-C (= O) - either G3 is 0 or 1. Y represents —C (═O) —OH, —OH, —C (═O) —OR 13 , or —OR 13 , and R 13 represents the number of carbon atoms. 1 to 20 represents a straight-chain, branched or cyclic hydrocarbon group, and this hydrocarbon group may have a hetero atom, and L 1 ′ is a straight-chain or branched chain having 1 to 20 carbon atoms . Or represents a cyclic divalent hydrocarbon group, and this divalent hydrocarbon group may have a hetero atom.)
Figure 0005138199
(In formulas (A) to (D), R represents a hydrogen atom or an acid labile group.)

本発明のレジスト用重合体を含有するレジスト組成物は、高感度、高解像度であり、エキシマレーザー光に対する光線透過率が高く、現像時のディフェクトが少なく、レジスト膜の薄膜化に耐え得るドライエッチング耐性が高い。   The resist composition containing the resist polymer of the present invention has high sensitivity, high resolution, high light transmittance to excimer laser light, few defects during development, and dry etching that can withstand thinning of the resist film High tolerance.

加えて、本発明のレジスト用重合体を液浸用レジスト組成物として使用した場合は、浸漬液よりも高い屈折率となるため、エキシマレーザー光が全反射せずに、高い解像度でレジストパターンを形成することができる。そのため、本発明のレジスト用重合体およびレジスト組成物は、DUVエキシマレーザーリソグラフィー、これらの液浸リソグラフィーおよび電子線リソグラフィー、特にArFエキシマレーザーリソグラフィーおよびこの液浸リソグラフィーに好適に用いることができる。
さらに、本発明の製造方法により高精度の微細なパターンが形成された基板を製造することができる。
In addition, when the resist polymer of the present invention is used as a resist composition for immersion, the refractive index is higher than that of the immersion liquid, so that excimer laser light is not totally reflected, and a resist pattern can be formed with high resolution. Can be formed. Therefore, the resist polymer and resist composition of the present invention can be suitably used for DUV excimer laser lithography, these immersion lithography and electron beam lithography, particularly ArF excimer laser lithography and this immersion lithography.
Furthermore, a substrate on which a highly accurate fine pattern is formed can be manufactured by the manufacturing method of the present invention.

本発明のレジスト用重合体について説明する。
本発明のレジスト用重合体は、下記式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)を含有する。

Figure 0005138199
The resist polymer of the present invention will be described.
The resist polymer of the present invention contains a structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-1).
Figure 0005138199

式(1−1)中のh1は、0または1である。解像性の点からは、h1は0が好ましく、ディフェクトやレジスト感度の点からは、h1は1が好ましい。
式(1−1)中のh2は、1〜4の整数を表す。解像性の点からは、h2は1が好ましく、ディフェクトやレジスト感度の点からは、h2は2〜4が好ましい。
式(1−1)中のg1は0または1であり、g2は0〜20の整数である。
また、h1=1の場合、解像性の点から、g2は1〜4が好ましい。
式(1−1)中のg3は、0または1である。
式(1−1)中のR10は、水素原子またはメチル基を表す。
式(1−1)中のGは、Gは−C(=O)−O−、−O−、または−O−C(=O)−のいずれかを表す。中でも、重合性の点から、−C(=O)−O−、または−O−C(=O)−が好ましい。
H1 in the formula (1-1) is 0 or 1. From the viewpoint of resolution, h1 is preferably 0, and from the viewpoint of defect or resist sensitivity, h1 is preferably 1.
H2 in Formula (1-1) represents an integer of 1 to 4. From the viewpoint of resolution, h2 is preferably 1, and from the viewpoint of defect and resist sensitivity, h2 is preferably from 2 to 4.
G1 in Formula (1-1) is 0 or 1, and g2 is an integer of 0-20.
When h1 = 1, g2 is preferably 1 to 4 from the viewpoint of resolution.
G3 in the formula (1-1) is 0 or 1.
R 10 in the formula (1-1) represents a hydrogen atom or a methyl group.
G in the formula (1-1) represents one of —C (═O) —O—, —O—, and —O—C (═O) —. Among these, —C (═O) —O— or —O—C (═O) — is preferable from the viewpoint of polymerizability.

式(1−1)中のL1は、単結合、または炭素数1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、この2価の炭化水素基は置換基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。
ヘテロ原子としては、特に制限されないが、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の2価の炭化水素基としては、特に制限されないが、例えば下記式(2−1)〜(2−33)が例示できる。なお、本発明はこれらの例示に限定されない。
L 1 in Formula (1-1) represents a single bond or a linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group includes a substituent and It may have a hetero atom.
Although it does not restrict | limit especially as a hetero atom, For example, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, etc. are mentioned.
Although it does not restrict | limit especially as a C1-C20 linear, branched, or cyclic | annular bivalent hydrocarbon group, For example, following formula (2-1)-(2-33) can be illustrated. Note that the present invention is not limited to these examples.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(1−1)中のL1は、有機溶剤への溶解性の点から、炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐の2価の炭化水素基、−(CH2CH2O)g21−、または−(CH2CH(CH3)O)g22−が好ましい。ここで、g21、g22はそれぞれ1〜5の整数を表し、解像性の点から、g21、g22は1または2が好ましい。
また、式(1−1)中のL1は、ドライエッチング耐性の点から、下記式(1−11)〜(1−14)から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
L 1 in the formula (1-1) is a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, — (CH 2 CH 2 O) g21 − from the viewpoint of solubility in an organic solvent. , or - (CH 2 CH (CH 3 ) O) g22 - are preferred. Here, g21 and g22 each represent an integer of 1 to 5, and from the viewpoint of resolution, g21 and g22 are preferably 1 or 2.
In addition, L 1 in formula (1-1) is preferably at least one selected from the following formulas (1-11) to (1-14) from the viewpoint of dry etching resistance.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(1−11)中、R111は、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Zは、L1中で環式炭化水素を構成する原子団である。
式(1−12)中、R112、R113はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Zは、L1中で環式炭化水素を構成する原子団である。
In formula (1-11), R 111 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon in L 1 .
In formula (1-12), R 112 and R 113 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon in L 1 .

式(1−13)中、R114は、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Zは、L1中で環式炭化水素を構成する原子団である。
式(1−14)中、R115、R116は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Zは、L1中で環式炭化水素を構成する原子団である。
なお、式(1−11)〜(1−14)中、左上の結合手はGへ、右下の結合手は酸素原子またはナフタレン環へそれぞれ結合する。
In formula (1-13), R 114 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon in L 1 .
In formula (1-14), R 115 and R 116 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon in L 1. .
In the formulas (1-11) to (1-14), the upper left bond is bonded to G, and the lower right bond is bonded to an oxygen atom or a naphthalene ring.

さらに、Gが−C(=O)−O−の場合、レジスト感度の点から、式(1−1)中のL1は、−C(CH3)2−、−C(CH3)2−CH2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、前記式(1−11)、および前記式(1−12)の中から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
また、h1=1の場合、レジスト感度の点から、式(1−1)中のL1は、−C(CH3)2−、−CH2−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、前記式(1−13)、および前記式(1−14)の中から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
Furthermore, when G is -C (= O) of -O-, in terms of resist sensitivity, L 1 in the formula (1-1), -C (CH 3) 2 - , - C (CH 3) 2 At least one selected from —CH 2 —, —C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 ) —, the formula (1-11), and the formula (1-12) is more preferable.
When h1 = 1, from the viewpoint of resist sensitivity, L 1 in the formula (1-1) is —C (CH 3 ) 2 —, —CH 2 —C (CH 3 ) 2 —, —C ( CH 3 ) (CH 2 CH 3 ) —, at least one selected from the above formula (1-13) and the above formula (1-14) is more preferable.

式(1−1)のR11、R12はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、R11とR12とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖を表す。
h1=1の場合、エキシマレーザー光に対する透明性や解像性の点から、式(1−1)中のR11、R12は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐アルキル基が好ましい。
R 11 and R 12 in formula (1-1) are each independently esterified with a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Or R 11 and R 12 together represent —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6.
In the case of h1 = 1, R 11 and R 12 in the formula (1-1) are each independently a hydrogen atom or a straight chain having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of transparency and resolution with respect to excimer laser light. Or a branched alkyl group is preferable.

式(1−1)中のYは、−C(=O)−OH、−OH、−C(=O)−OR13、または、−OR13を表し、R13は炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。
193nm透過率の点から、Yは−OH、−OR13が好ましく、−OHが特に好ましい。R13は炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。
13としては、特に制限されないが、例えば、下記の式(3−1)〜(3−27)が例示できる。なお、本発明はこれらの例示に限定されない。
Y in Formula (1-1) represents —C (═O) —OH, —OH, —C (═O) —OR 13 , or —OR 13 , and R 13 has 1 to 20 carbon atoms. A linear, branched, or cyclic hydrocarbon group is represented, and this hydrocarbon group may have a hetero atom.
From the viewpoint of 193 nm transmittance, Y is preferably —OH or —OR 13 , particularly preferably —OH. R 13 represents a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and this hydrocarbon group may have a hetero atom.
The R 13, is not particularly limited, for example, the following formula (3-1) to (3-27) can be mentioned. Note that the present invention is not limited to these examples.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

Figure 0005138199
Figure 0005138199

また、式(1−1)中のYは、ディフェクト、ラインエッジラフネス、およびレジスト感度の点からは、−C(=O)−OHまたは−OHが好ましく、レジスト組成物の保存安定性の点からは、下記式(1−21)〜(1−24)で表される酸脱離性基が好ましい。
本発明において、「酸脱離性基」とは、酸の作用により分解または脱離する基をいう。
Y in formula (1-1) is preferably —C (═O) —OH or —OH from the viewpoints of defect, line edge roughness, and resist sensitivity, and the storage stability of the resist composition. Are preferably acid leaving groups represented by the following formulas (1-21) to (1-24).
In the present invention, the “acid leaving group” means a group that decomposes or leaves by the action of an acid.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

(式(1−21)中、R121、R122、R123は、(i)それぞれ独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体、または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、かつR121、R122、R123のうち少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいは(ii)R121、R122、R123のうち何れか2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R121、R122、R123のうち結合に関与しなかった残りの1つは炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を表す。 (In Formula (1-21), R 121 , R 122 , and R 123 are each independently (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or 1 to 4 or a straight chain or branched alkyl group, and at least one of R 121 , R 122 and R 123 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof; or (ii) R 121 , R 122 , Any two of R 123 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atoms to which each is bonded, and R 121 , R 122 , And the remaining one of R 123 that did not participate in the bond represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof. .

式(1−22)中、R133は、(i)炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、R131、R132は、それぞれ独立に水素原子あるいは炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表すか、あるいは(ii)R131とR133またはR132とR133の2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R131、R132のうち結合に関与しなかった残りの1つは水素原子を表す。 In formula (1-22), R133 represents (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 131 and R 132 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or (ii) two of R 131 and R 133 or R 132 and R 133 are bonded to each other. Then, together with the carbon atom to which each is bonded, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof is formed, and the remaining ones of R 131 and R 132 that are not involved in the bond One represents a hydrogen atom.

式(1−23)中、R141、R142、R143は、(i)それぞれ独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体、または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、かつR141、R142、R143のうち少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいは(ii)R141、R142、R143のうち何れか2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R141、R142、R143のうち結合に関与しなかった残りの1つは炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を表す。 In formula (1-23), R 141 , R 142 and R 143 are each independently (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or having 1 to 4 carbon atoms. Represents a linear or branched alkyl group, and at least one of R 141 , R 142 , and R 143 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof; or (ii) R 141 , R 142 , R 143 Any two of them are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atoms to which each is bonded, and R 141 , R 142 , R The remaining one of 143 not involved in the bond represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof.

式(1−24)中、R153は、(i)炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、R151、R152はそれぞれ独立に水素原子あるいは炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表すか、あるいは(ii)R151とR153またはR152とR153の2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R151、R152のうち結合に関与しなかった残りの1つは水素原子を表す。) In the formula (1-24), R 153 represents (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 151 and R 152 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or (ii) R 151 and R 153 or R 152 and R 153 are bonded to each other. Then, together with the carbon atom to which each is bonded, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof is formed, and the remaining 1 of R 151 and R 152 not participating in the bond One represents a hydrogen atom. )

式(1−1)中のg4は、Yが前記式(1−21)〜(1−23)のいずれか1種の場合、エキシマレーザー光に対する透明性やレジスト感度の点から1が好ましく、Yが前記式(1−24)の場合、エキシマレーザー光に対する透明性やレジスト感度の点から0が好ましい。
式(1−1)中のL2は、単結合、または炭素数1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、この2価の炭化水素基は置換基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。
式(1−1)中のL2は、g4=1の場合、有機溶剤への溶解性の点から、炭素数1〜4の直鎖または分岐の2価の炭化水素基、−(OCH2CH2)g31−、または−(OCH2CH(CH3))g32−が好ましい。ここで、g31、g32はそれぞれ1〜5の整数を表し、解像性の点から、g31、g32は1または2が好ましい。
G4 in the formula (1-1) is preferably 1 in terms of transparency to excimer laser light and resist sensitivity when Y is any one of the formulas (1-21) to (1-23), When Y is the formula (1-24), 0 is preferable from the viewpoint of transparency to excimer laser light and resist sensitivity.
L 2 in the formula (1-1) represents a single bond or a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group includes a substituent and It may have a hetero atom.
In formula (1-1), when g4 = 1, L 2 is a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, — (OCH 2) , from the viewpoint of solubility in an organic solvent. CH 2) g31 -, or - (OCH 2 CH (CH 3 )) g32 - it is preferred. Here, g31 and g32 each represent an integer of 1 to 5, and from the viewpoint of resolution, g31 and g32 are preferably 1 or 2.

1は、レジスト組成物のディフェクト低減、パターン矩形性の改善の点から、ヒドロキシ基、置換基としてヒドロキシ基あるいはシアノ基を有する炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基が好ましい。
h11は、解像度の点から、0が好ましい。
X 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a hydroxy group or a hydroxy group or a cyano group as a substituent from the viewpoint of reducing defects in the resist composition and improving pattern rectangularity.
h11 is preferably 0 from the viewpoint of resolution.

式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)は、1種でも2種以上でも構わない。
式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)は、193nmエキシマレーザー光に対する透明性の点から、下記式(7−1)であることが好ましい。

Figure 0005138199
The structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) may be one type or two or more types.
The structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) is preferably the following formula (7-1) from the viewpoint of transparency to 193 nm excimer laser light.
Figure 0005138199

式(7−1)中、R10、R11、R12、G、L1、L2、X1、Y、h1、h2、h11、g1、g2、g3、g4は、それぞれ式(1−1)と同義である。
式(7−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)は、1種、あるいは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
In formula (7-1), R 10 , R 11 , R 12 , G, L 1 , L 2 , X 1 , Y, h1, h2, h11, g1, g2, g3, and g4 are each represented by formula (1- It is synonymous with 1).
The structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (7-1) can be used alone or in combination of two or more as necessary.

式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)の含有量は、特に制限されないが、ドライエッチング耐性や屈折率の点から、レジスト用重合体の構成単位中、3モル%以上が好ましく、5モル%以上がより好ましい。また、感度および解像度の点から、50モル%以下が好ましく、40モル%以下がより好ましく、30モル%以下がさらに好ましい。   The content of the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) is not particularly limited, but is 3 mol in the structural unit of the resist polymer from the viewpoint of dry etching resistance and refractive index. % Or more is preferable, and 5 mol% or more is more preferable. Further, in terms of sensitivity and resolution, 50 mol% or less is preferable, 40 mol% or less is more preferable, and 30 mol% or less is more preferable.

式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)を含有する重合体は、ナフタレン骨格を有する構成単位(A)を与える、下記式(1−6)で表される単量体(a)を含む単量体を重合することによって製造することができる。   The polymer containing the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) gives a structural unit (A) having a naphthalene skeleton, and is a single unit represented by the following formula (1-6). It can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (a).

Figure 0005138199
(式(1−6)中、R10、R11、R12、G、L1、L2、X1、Y、g1、g2、g3、g4、h1、h2、およびh11は、式(1−1)と同義である。)
Figure 0005138199
(In the formula (1-6), R 10 , R 11 , R 12 , G, L 1 , L 2 , X 1 , Y, g 1 , g 2, g 3, g 4, h 1, h 2, and h 11 are represented by the formula (1 -1).

式(1−6)で表される単量体(a)は、特に制限されないが、例えば、下記式(8−1)〜(8−78)で表される単量体が挙げられる。式(8−1)〜(8−78)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。   The monomer (a) represented by the formula (1-6) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (8-1) to (8-78). In formulas (8-1) to (8-78), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199
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Figure 0005138199
Figure 0005138199
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Figure 0005138199
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Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199

Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199

中でも、ディフェクトやラインエッジラフネスの点から、上記式(8−1)〜(8−30)、上記式(8−38)〜(8−52)、上記式(8−60)〜(8−70)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましく、これらの中でも、レジスト感度の点から、上記式(8−11)〜(8−12)、上記式(8−15)〜(8−20)、上記式(8−23)〜(8−28)、上記式(8−46)〜(8−47)、上記式(8−49)〜(8−52)、上記式(8−69)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体がさらに好ましい。
また、レジスト組成物の保存安定性の点から、上記式(8−31)〜(8−37)、上記式(8−53)〜(8−59)、上記式(8−71)〜(8−78)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましい。
Among these, from the viewpoint of defects and line edge roughness, the above formulas (8-1) to (8-30), the above formulas (8-38) to (8-52), and the above formulas (8-60) to (8- 70), and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable. Among these, from the viewpoint of resist sensitivity, the above formulas (8-11) to (8-12), and the above formulas are preferred. (8-15) to (8-20), formulas (8-23) to (8-28), formulas (8-46) to (8-47), formulas (8-49) to (8) -52), monomers represented by the above formula (8-69), and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable.
From the viewpoint of the storage stability of the resist composition, the above formulas (8-31) to (8-37), the above formulas (8-53) to (8-59), and the above formulas (8-71) to ( The monomers represented by 8-78) and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable.

式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位の中でも、193nmエキシマレーザー光に対する透明性、ディフェクト、あるいはラインエッジラフネスの点から、下記式(1−2)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位が好ましく、下記式(1−3)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位がより好ましく、下記式(1−4)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位がさらに好ましく、下記式(1−5)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位が特に好ましい。   Among the structural units having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1), a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-2) from the viewpoint of transparency to 193 nm excimer laser light, defects, or line edge roughness A structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-3) is more preferred, a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-4) is more preferred, A structural unit having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-5) is particularly preferable.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(1−2)〜(1−5)中、R10、G、L1、Y、g3、およびh2は、式(1−1)と同義である。
式(1−3)中、L1’は炭素数1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、この2価の炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。
式(1−4)および(1−5)中、L1”は炭素数1〜4の直鎖炭化水素基を表す。
In formulas (1-2) to (1-5), R 10 , G, L 1 , Y, g3, and h2 have the same meaning as in formula (1-1).
In formula (1-3), L 1 ′ represents a linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group has a hetero atom. Also good.
In formulas (1-4) and (1-5), L 1 ″ represents a linear hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.

本発明のレジスト用重合体は、式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)を含有することにより、レジスト組成物の屈折率を高くすることができ、特に浸漬液が純水の場合はレジスト組成物のディフェクトを低減するという作用を奏する。   The resist polymer of the present invention can increase the refractive index of the resist composition by containing the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1). However, when pure water is used, the effect of reducing defects in the resist composition is obtained.

構成単位(A)を含むレジスト用重合体は、構成単位(A)が酸脱離性基を有している場合(Yが酸脱離性基である場合)は、酸脱離性基が脱離することによってアルカリに可溶となり、レジストパターン形成を可能とする。また、構成単位(A)が酸脱離性基を有していない場合(Yが−C(=O)−OHまたは−OHである場合)には、構成単位(A)自体が酸性であるため、構成単位(A)を含むレジスト用重合体は、アルカリに可溶となり、レジストパターン形成を可能とする。   In the resist polymer containing the structural unit (A), when the structural unit (A) has an acid leaving group (when Y is an acid leaving group), the acid leaving group is By desorption, it becomes soluble in alkali, and a resist pattern can be formed. In the case where the structural unit (A) does not have an acid leaving group (when Y is —C (═O) —OH or —OH), the structural unit (A) itself is acidic. For this reason, the resist polymer containing the structural unit (A) becomes soluble in alkali and enables formation of a resist pattern.

なお、構成単位(A)が酸脱離性基を有している場合には、構成単位(A)は、後述する構成単位(C)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(A)であるとみなす。
また、構成単位(A)が親水性基を有している場合、レジストパターン矩形性が良好となる傾向にある。なお、この場合、構成単位(A)は、後述する構成単位(D)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(A)であるとみなす。
In the case where the structural unit (A) has an acid leaving group, the structural unit (A) corresponds to the structural unit (C) described later. Such a structural unit is regarded as the structural unit (A).
Further, when the structural unit (A) has a hydrophilic group, the resist pattern rectangularity tends to be good. In this case, the structural unit (A) corresponds to a structural unit (D) to be described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (A).

本発明のレジスト用重合体は、式(1−1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)を含有するものであるが、必要に応じて、ラクトン骨格を有する構成単位(B)、酸脱離性基を有する構成単位(C)、親水性基を有する構成単位(D)等の他の構成単位を含有してもよい。   The resist polymer of the present invention contains the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1), and if necessary, the structural unit (B) having a lactone skeleton. Other structural units such as a structural unit (C) having an acid leaving group and a structural unit (D) having a hydrophilic group may be contained.

ラクトン骨格を有する構成単位(B)について説明する。
ラクトン骨格を有する構成単位(B)は、レジスト組成物の基板への密着性を発現させる作用を奏することから、レジスト用重合体の構成成分として用いることが好ましい。
構成単位(B)の含有量は、特に制限されないが、基板への密着性の点から、レジスト用重合体の構成単位中、30モル%以上が好ましく、35モル%以上がより好ましい。また、レジストの感度および解像度の点から、60モル%以下が好ましく、55モル%以下がより好ましく、50モル%以下がさらに好ましい。
The structural unit (B) having a lactone skeleton will be described.
The structural unit (B) having a lactone skeleton is preferably used as a structural component of the resist polymer because it exerts the effect of developing the adhesion of the resist composition to the substrate.
The content of the structural unit (B) is not particularly limited, but is preferably 30 mol% or more, more preferably 35 mol% or more, in the structural unit of the resist polymer, from the viewpoint of adhesion to the substrate. Further, in terms of resist sensitivity and resolution, it is preferably 60 mol% or less, more preferably 55 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less.

また、構成単位(B)が酸の作用により分解または脱離する基を有する場合、より優れた感度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位(B)は、後述する構成単位(C)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(B)であるとみなす。
また、構成単位(B)が親水性基を有している場合、レジストパターン矩形性が良好となる傾向にある。なお、この場合、構成単位(B)は、後述する構成単位(D)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(B)であるとみなす。
Further, when the structural unit (B) has a group that is decomposed or eliminated by the action of an acid, it tends to have better sensitivity. In this case, the structural unit (B) corresponds to a structural unit (C) described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
Further, when the structural unit (B) has a hydrophilic group, the resist pattern rectangularity tends to be good. In this case, the structural unit (B) corresponds to a structural unit (D) to be described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).

ラクトン骨格を有する構成単位(B)としては、特に制限されないが、感度あるいはドライエッチング耐性の点から、下記式(4−1)〜(4−6)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。

Figure 0005138199
The structural unit (B) having a lactone skeleton is not particularly limited, but is at least one selected from the group consisting of the following formulas (4-1) to (4-6) from the viewpoint of sensitivity or dry etching resistance. It is preferable.
Figure 0005138199

式(4−1)中、R41は水素原子またはメチル基を表し、R401、R402はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、R401とR402とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)j−(jは1〜6の整数を表す)]を表す。 In formula (4-1), R 41 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 401 and R 402 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, or a carboxy group. Or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or R 401 and R 402 together represent —O—, —S—, —NH—, or a chain length of 1 to 6 Methylene chain [— (CH 2 ) j — (j represents an integer of 1 to 6)].

iは0または1を表し、X5は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。
n5は0〜4の整数を表し、mは1または2を表す。なお、n5が2以上の場合にはX5として複数の異なる基を有することも含む。
i represents 0 or 1, X 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, carbon A carboxy group esterified with an alcohol having a number of 1 to 6 or an amino group is represented. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms as a substituent. It may have at least one group selected from the group consisting of esterified carboxy group, cyano group, and amino group.
n5 represents an integer of 0 to 4, and m represents 1 or 2. In addition, when n5 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 5 .

式(4−2)中、R42は水素原子またはメチル基を表し、R201、R202はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す。
1、A2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、A1とA2とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)k−(kは1〜6の整数を表す)]を表す。
Wherein (4-2), R 42 represents a hydrogen atom or a methyl group, each R 201, R 202 is independently hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, hydroxy group, carboxy group Or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
Each of A 1 and A 2 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms Or A 1 and A 2 are taken together to form —O—, —S—, —NH—, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) k — (k is an integer of 1 to 6 Represents)].

6は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。
n6は0〜4の整数を表す。なお、n6が2以上の場合にはX6として複数の異なる基を有することも含む。
X 6 is an ester of a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a carboxy group, a cyano group or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group. And at least one group selected from the group consisting of amino groups.
n6 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n6 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 6 .

式(4−3)中、R43は水素原子またはメチル基を表し、R203、R204はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す。
3、A4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、A3とA4とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)l−(lは1〜6の整数を表す)]を表す。
In formula (4-3), R 43 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 203 and R 204 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, or a carboxy group. Or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
Each of A 3 and A 4 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms Or A 3 and A 4 are taken together to form —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) 1 — (l is an integer of 1 to 6 Represents)].

7は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。
n7は0〜4の整数を表す。なお、n7が2以上の場合にはX7として複数の異なる基を有することも含む。
X 7 is an ester of a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a carboxy group, a cyano group, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group. And at least one group selected from the group consisting of amino groups.
n7 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n7 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 7 .

式(4−4)中、R44は水素原子またはメチル基を表し、R205、R206、R207はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表す。Y11、Y12、Y13はそれぞれ独立に−CH2−または−C(=O)−O−を表し、そのうち少なくとも一つは−C(=O)−O−を表す。 Wherein (4-4), R 44 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 205, R 206, R 207 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. Y 11 , Y 12 and Y 13 each independently represent —CH 2 — or —C (═O) —O—, and at least one of them represents —C (═O) —O—.

8は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。
n8は0〜4の整数を表す。なお、n8が2以上の場合にはX8として複数の異なる基を有することも含む。
X 8 is an ester of a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a carboxy group, a cyano group, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group. And at least one group selected from the group consisting of amino groups.
n8 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 8 in the case of n8 is 2 or more.

式(4−5)中、R91、R92、R93、R94はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、R91とR92とが一緒になって−O−、−S−、−NH−、または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)t−(tは1〜6の整数を表す)]を表し、m1は1または2を表す。) In formula (4-5), R 91 , R 92 , R 93 and R 94 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or 1 carbon atom. Represents a carboxy group esterified with ˜6 alcohols, or R 91 and R 92 together represent —O—, —S—, —NH—, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [ — (CH 2 ) t — (t represents an integer of 1 to 6)], and m1 represents 1 or 2. )

式(4−6)中、R45は水素原子またはメチル基を表し、R208、R209はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す。
210、R211はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表す。A5、A6はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、A5とA6とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)k1−(k1は1〜6の整数を表す)]を表す。Y21、Y22はそれぞれ独立に−CH2−または−C(=O)−を表し、そのうち少なくとも一つは−C(=O)−を表す。
Wherein (4-6), R45 represents a hydrogen atom or a methyl group, each R 208, R 209 is independently hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, hydroxy group, carboxy group, Alternatively, it represents a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
R 210 and R 211 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Each of A 5 and A 6 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms; Or A 5 and A 6 are combined together to form —O—, —S—, —NH—, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) k1 — (k1 is an integer of 1 to 6) Represents)]. Y 21 and Y 22 each independently represent —CH 2 — or —C (═O) —, and at least one of them represents —C (═O) —.

9は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シアノ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n9は0〜4の整数を表す。なお、n9が2以上の場合にはX9として複数の異なる基を有することも含む。 X 9 is an ester of a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a carboxy group, a cyano group, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyano group. And at least one group selected from the group consisting of amino groups. n9 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n9 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 9 .

式(4−1)中のn5は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
式(4−1)中のmは、感度および解像度の点からは、1であることが好ましい。
N5 in the formula (4-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
M in the formula (4-1) is preferably 1 in terms of sensitivity and resolution.

式(4−2)中のA1、A2は、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒になって−CH2−、−CH2CH2−となることが好ましく、有機溶媒への溶解性が高い点からは、一緒になって−O−となることが好ましい。
式(4−2)中のR201およびR202としては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(4−2)中のn6は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
In terms of high dry etching resistance, A 1 and A 2 in formula (4-2) are preferably combined together to form —CH 2 — and —CH 2 CH 2 — and dissolved in an organic solvent. From the standpoint of high properties, it is preferable to form —O— together.
R 201 and R 202 in formula (4-2) are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
N6 in the formula (4-2) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(4−3)中のA3およびA4としては、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒になって−CH2−または−CH2CH2−となることが好ましく、有機溶媒への溶解性が高い点からは、一緒になって−O−となることが好ましい。
式(4−3)中のR203およびR204としては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であること好ましい。
式(4−3)中のn7は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
As A 3 and A 4 in the formula (4-3), from the viewpoint of high dry etching resistance, it is preferable that they together form —CH 2 — or —CH 2 CH 2 —. From the viewpoint of high solubility, it is preferable that they are taken together as -O-.
R 203 and R 204 in formula (4-3) are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
N7 in Formula (4-3) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(4−4)中のR205、R206、およびR207は、有機溶媒への溶解性が高い点から、水素原子であることが好ましい。
式(4−4)中のY11、Y12、Y13は、基板表面等への密着性が高い点から、一つが−C(=O)−O−であり、残りの二つが−CH2−であることが好ましい。
式(4−4)中のn8は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
R 205 , R 206 , and R 207 in formula (4-4) are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
Y 11 , Y 12 and Y 13 in the formula (4-4) are one of —C (═O) —O— and the other two are —CH—from the viewpoint of high adhesion to the substrate surface and the like. 2- is preferred.
N8 in Formula (4-4) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(4−5)中、R91、R92、R93、およびR94としては、有機溶媒への溶解性が高い点からそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であることが好ましい。
式(4−5)中のm1は、感度および解像度の点から、1であることが好ましい。
In formula (4-5), R 91 , R 92 , R 93 , and R 94 are each independently preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
M1 in Formula (4-5) is preferably 1 from the viewpoint of sensitivity and resolution.

式(4−6)中のA5およびA6としては、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒になって−CH2−または−CH2CH2−となることが好ましく、有機溶媒への溶解性が高い点からは、一緒になって−O−となることが好ましい。
式(4−6)中のR208およびR209としては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
As A 5 and A 6 in the formula (4-6), from the viewpoint of high dry etching resistance, it is preferable that they together form —CH 2 — or —CH 2 CH 2 —. From the viewpoint of high solubility, it is preferable that they are taken together as -O-.
R 208 and R 209 in formula (4-6) are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.

式(4−6)中のR210およびR211としては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(4−6)中のY21、Y22は、基板表面等への密着性が高い点から、1つが−C(=O)−であり、残りの1つが−CH2−であることが好ましい。
式(4−6)中のn9は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
R 210 and R 211 in formula (4-6) are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
In formula (4-6), Y 21 and Y 22 are each one of —C (═O) — and the other one of —CH 2 — from the viewpoint of high adhesion to the substrate surface and the like. Is preferred.
N9 in Formula (4-6) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

ラクトン骨格を有する構成単位(B)は、1種、あるいは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
ラクトン骨格を有する構成単位(B)を有する重合体は、ラクトン骨格を有する構成単位(B)を与える単量体(b)を含む単量体を重合することによって製造することができる。
この単量体(b)は、特に制限されないが、例えば、下記式(10−1)〜(10−29)で表される単量体が挙げられる。式(10−1)〜(10−29)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
The structural unit (B) having a lactone skeleton can be used alone or in combination of two or more as necessary.
The polymer having the structural unit (B) having a lactone skeleton can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (b) that gives the structural unit (B) having a lactone skeleton.
The monomer (b) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (10-1) to (10-29). In formulas (10-1) to (10-29), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199
Figure 0005138199

中でも、感度の点から、上記式(10−1)〜(10−3)、および上記式(10−5)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましく、ドライエッチング耐性の点から、上記式(10−7)、(10−9)、(10−10)、(10−12)、(10−14)、(10−24)〜(10−26)、および(10−29)で表される単量体、ならびに、これらの幾何異性体、および光学異性体がより好ましく、レジスト溶媒への溶解性の点から、上記式(10−8)、(10−13)、(10−16)〜(10−23)、および(10−28)で表される単量体、ならびに、これらの幾何異性体、および光学異性体がより好ましい。   Among these, from the viewpoint of sensitivity, the monomers represented by the above formulas (10-1) to (10-3) and the above formula (10-5), and geometric isomers and optical isomers thereof are more preferable. From the point of dry etching resistance, the above formulas (10-7), (10-9), (10-10), (10-12), (10-14), (10-24) to (10-26) ) And (10-29), and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable. From the viewpoint of solubility in a resist solvent, the above formula (10-8), Monomers represented by (10-13), (10-16) to (10-23), and (10-28), and geometric isomers and optical isomers thereof are more preferable.

酸脱離性基を有する構成単位(C)について説明する。
ここで、「酸脱離性基」とは、酸の作用により分解または脱離する基をいう。
酸脱離性基を有する構成単位(C)は、酸によってアルカリに可溶となる成分であり、レジストパターン形成を可能とする作用を奏するため、レジスト用重合体の構成成分として用いることが好ましい。
構成単位(C)の含有量は、特に制限されないが、感度および解像度の点から、レジスト用重合体の構成単位中、20モル%以上が好ましく、25モル%以上がより好ましい。また、基板表面等への密着性の点から、60モル%以下が好ましく、55モル%以下がより好ましく、50モル%以下がさらに好ましい。
The structural unit (C) having an acid leaving group will be described.
Here, the “acid-leaving group” refers to a group that decomposes or leaves by the action of an acid.
The structural unit (C) having an acid-eliminable group is a component that is soluble in an alkali by an acid, and has an effect of enabling the formation of a resist pattern. .
The content of the structural unit (C) is not particularly limited, but is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more in the structural unit of the resist polymer from the viewpoint of sensitivity and resolution. Moreover, 60 mol% or less is preferable from the point of the adhesiveness to a substrate surface etc., 55 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is more preferable.

構成単位(C)がラクトン骨格を有する場合、基板密着性が良好となる傾向にある。なお、この場合、構成単位(C)は、構成単位(B)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(B)であるとみなす。
また、構成単位(C)が親水性基を有する場合、より優れた感度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位(C)は、後述する構成単位(D)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(C)であるとみなす。
When the structural unit (C) has a lactone skeleton, the substrate adhesion tends to be good. In this case, the structural unit (C) also corresponds to the structural unit (B). However, in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
In addition, when the structural unit (C) has a hydrophilic group, it tends to have more excellent sensitivity. In this case, the structural unit (C) corresponds to a structural unit (D) to be described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (C).

酸脱離性基を有する構成単位(C)としては、特に制限されないが、レジストに必要とされるドライエッチング耐性が高い点から、下記式(3−1−1)、(3−2−1)、(3−3−1)、(3−4−1)、(3−5−1)、(3−6−1)、(3−7−1)および(3−8−1)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The structural unit (C) having an acid-eliminable group is not particularly limited, but has the following formulas (3-1-1) and (3-2-1) because the dry etching resistance required for the resist is high. ), (3-3-1), (3-4-1), (3-5-1), (3-6-1), (3-7-1) and (3-8-1) It is preferably at least one selected from the group consisting of

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(3−1−1)中、R31は水素原子またはメチル基を表し、R1は炭素数1〜3のアルキル基を表し、X1は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n1は0〜4の整数を表す。なお、n1が2以上の場合にはX1として複数の異なる基を有することも含む。
式(3−2−1)中、R32は水素原子またはメチル基を表し、R2、R3はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、X2は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n2は0〜4の整数を表す。なお、n2が2以上の場合にはX2として複数の異なる基を有することも含む。
In formula (3-1-1), R 31 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. N1 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n1 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 1 .
In formula (3-2-1), R 32 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 2 represents 1 to 6 carbon atoms. N2 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 2 in the case of n2 is 2 or more.

式(3−3−1)中、R33は水素原子またはメチル基を表し、R4は炭素数1〜3のアルキル基を表し、R331、R332、R333、R334はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、V1、V2はそれぞれ独立に−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)u1−(u1は1〜6の整数を表す)]を表し、X3は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n3は0〜4の整数を表し、qは0または1を表す。なお、n3が2以上の場合にはX3として複数の異なる基を有することも含む。 In formula (3-3-1), R 33 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 331 , R 332 , R 333 , and R 334 are each independently A hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and V 1 and V 2 are each independently —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— ( CH 2 ) u1 — (u1 represents an integer of 1 to 6)], X 3 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n3 represents an integer of 0 to 4, q Represents 0 or 1. In addition, when n3 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 3 .

式(3−4−1)中、R34は水素原子またはメチル基を表し、R5は炭素数1〜3のアルキル基を表し、X4は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n4は0〜4の整数を表し、rは0〜2の整数を表す。なお、n4が2以上の場合にはX4として複数の異なる基を有することも含む。 In formula (3-4-1), R 34 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 4 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Represents a group, n4 represents an integer of 0 to 4, and r represents an integer of 0 to 2. In addition, when n4 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 4 .

式(3−5−1)中、R35は水素原子またはメチル基を表し、R351、R352、R353、R354はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、V3、V4はそれぞれ独立に−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)u11−(u11は1〜6の整数を表す)]を表し、X51は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n51は0〜4の整数を表し、q3は0または1を表す。 In formula (3-5-1), R 35 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 351 , R 352 , R 353 , and R 354 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl having 1 to 6 carbon atoms. V 3 and V 4 each independently represents —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) u11 — (u11 represents an integer of 1 to 6; represents represents)], X 51 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n51 represents an integer of 0 to 4, q3 is 0 or 1.

355、R356、R357はそれぞれ独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、かつR355、R356、R357のうち少なくとも1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体であるか、あるいはR355、R356、R357のうち何れか2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R355、R356、R357のうち結合に関与しなかった残りの1つは炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を表す。なお、n51が2以上の場合にはX51として複数の異なる基を有することも含む。 R 355 , R 356 and R 357 each independently represent a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and At least one of R 355 , R 356 , and R 357 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or any two of R 355 , R 356 , and R 357 are bonded to each other, and each is bonded Together with the carbon atom forming a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, the remaining one of R 355 , R 356 and R 357 not participating in the bond is A linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof is represented. In addition, when n51 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 51 .

式(3−6−1)中、R36は水素原子またはメチル基を表し、R361、R362、R363、R364はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、V5、V6はそれぞれ独立に−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)u12−(u12は1〜6の整数を表す)]を表し、X61は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n61は0〜4の整数を表し、q4は0または1を表す。 In formula (3-6-1), R 36 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 361 , R 362 , R 363 , and R 364 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl having 1 to 6 carbon atoms. V 5 and V 6 each independently represent —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) u12 — (u12 represents an integer of 1 to 6). represents represents)], X 61 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n61 represents an integer of 0 to 4, q4 is 0 or 1.

367は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、R365、R366はそれぞれ独立に水素原子あるいは炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表すか、あるいはR365とR367またはR366とR367の2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R365、R366のうち結合に関与しなかった残りの1つは水素原子を表す。なお、n61が2以上の場合にはX61として複数の異なる基を有することも含む。 R 367 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group or its derivative, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having 4 to 20 carbon atoms, R 365, R 366 are each independently hydrogen Represents an atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or R 365 and R 367 or R 366 and R 367 are bonded to each other, together with the carbon atom to which each is bonded , A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, and the remaining one of R 365 and R 366 not participating in the bond represents a hydrogen atom. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 61 in the case of n61 is 2 or more.

式(3−7−1)中、R37は水素原子またはメチル基を表す。R373は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、R371、R372はそれぞれ独立に水素原子あるいは炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表すか、あるいはR371とR373またはR372とR373の2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、R371、R372のうち結合に関与しなかった残りの1つは水素原子を表す。
式(3−8−1)中、R38は水素原子またはメチル基を表す。R381、R382、R383はそれぞれ独立に炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。)
In formula (3-7-1), R 37 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 373 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 371 and R 372 are each independently hydrogen. Represents an atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or R 371 and R 373 or R 372 and R 373 are bonded to each other, together with the carbon atom to which each is bonded , A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, and the remaining one of R 371 and R 372 not participating in the bond represents a hydrogen atom.
In formula (3-8-1), R 38 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 381 , R 382 and R 383 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. )

式(3−1−1)中のR1は、感度および解像度の点からは、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−1−1)中のn1は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
R 1 in formula (3-1-1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
N1 in Formula (3-1-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(3−2−1)中のR2およびR3は、感度および解像度の点から、それぞれ独立にメチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−2−1)中のn2は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
In the formula (3-2-1), R 2 and R 3 are preferably each independently a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
N2 in Formula (3-2-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(3−3−1)中のR4は、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−3−1)中のV1およびV2は、ドライエッチング耐性が高い点から、それぞれ独立に−CH2−または−CH2CH2−であることが好ましい。
式(3−3−1)中のR331、R332、R333、およびR334は、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−3−1)中のn3は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
式(3−3−1)中のqは、ドライエッチング耐性が高い点では、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点では、0であることが好ましい。
R 4 in formula (3-3-1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
V 1 and V 2 in Formula (3-3-1) are each preferably —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — independently from the viewpoint of high dry etching resistance.
R 331 , R 332 , R 333 , and R 334 in formula (3-3-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent. It is preferable that
N3 in Formula (3-3-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
Q in Formula (3-3-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(3−4−1)中のR5としては、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−4−1)中のn4は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
式(3−4−1)中のrは、ドライエッチング耐性が高い点では、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点では、0であることが好ましい。
R 5 in formula (3-4-1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
N4 in the formula (3-4-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
R in the formula (3-4-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(3−5−1)中のV3およびV4は、ドライエッチング耐性が高い点から、それぞれ独立に−CH2−または−CH2CH2−であることが好ましい。
式(3−5−1)中のR351、R352、R353、およびR354は、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−5−1)中のn51は、ドライエッチング耐性が高い点からは、0であることが好ましい。
V 3 and V 4 in formula (3-5-1) are each preferably —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — independently from the viewpoint of high dry etching resistance.
R 351 , R 352 , R 353 , and R 354 in formula (3-5-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent. It is preferable that
N51 in Formula (3-5-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.

式(3−5−1)中のq3は、ドライエッチング耐性が高い点では、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点では、0であることが好ましい。
式(3−5−1)中の−C(R355)(R356)(R357)は、ラインエッジラフネスに優れている点では、下記式(K−1)〜(K−6)で表される構造が好ましく、ドライエッチング耐性が高い点では、下記式(K−7)〜(K−17)で表される構造が好ましい。
Q3 in the formula (3-5-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.
-C (R 355 ) (R 356 ) (R 357 ) in the formula (3-5-1) is represented by the following formulas (K-1) to (K-6) in that the line edge roughness is excellent. The structure represented is preferable, and the structure represented by the following formulas (K-7) to (K-17) is preferable in that the dry etching resistance is high.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(3−6−1)中のV5およびV6は、ドライエッチング耐性が高い点から、それぞれ独立に−CH2−または−CH2CH2−であることが好ましい。
式(3−6−1)中のR361、R362、R363、およびR364は、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3−6−1)中のn61は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
式(3−6−1)中のq4は、ドライエッチング耐性が高い点では、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点では、0であることが好ましい。
V 5 and V 6 in formula (3-6-1) are each preferably —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — independently from the viewpoint of high dry etching resistance.
R 361 , R 362 , R 363 and R 364 in formula (3-6-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent. It is preferable that
N61 in Formula (3-6-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
Q4 in the formula (3-6-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(3−6−1)中の−C(R365)(R366)−O−R367は、ラインエッジラフネスに優れている点では、下記式(J−1)〜(J−24)で表される構造が好ましく、ドライエッチング耐性が高い点では、下記式(J−25)〜(J−52)で表される構造が好ましい。 -C (R 365 ) (R 366 ) -O-R 367 in the formula (3-6-1) is the following formula (J-1) to (J-24) in that it is excellent in line edge roughness. In terms of high dry etching resistance, structures represented by the following formulas (J-25) to (J-52) are preferable.

Figure 0005138199
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式(3−7−1)中の−C(R371)(R372)−O−R373は、ラインエッジラフネスに優れている点では、上記式(J−1)〜(J−24)で表される構造が好ましく、ドライエッチング耐性が高い点では、上記式(J−25)〜(J−52)で表される構造が好ましい。
酸脱離性基を有する構成単位(C)は、1種、あるいは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
-C (R 371 ) (R 372 ) -O-R 373 in the formula (3-7-1) is the above formula (J-1) to (J-24) in that the line edge roughness is excellent. In terms of high dry etching resistance, the structures represented by the above formulas (J-25) to (J-52) are preferable.
The structural unit (C) having an acid leaving group can be used alone or in combination of two or more as necessary.

酸脱離性基を有する構成単位(C)を有する重合体は、酸脱離性基を有する構成単位(C)を与える単量体(c)を含む単量体を重合することによって製造することができる。
この単量体(c)は、特に制限されないが、例えば、下記式(9−1)〜(9−224)で表される単量体が挙げられる。式(9−1)〜(9−224)中、RおよびR’は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。
The polymer having the structural unit (C) having an acid leaving group is produced by polymerizing a monomer containing the monomer (c) that gives the structural unit (C) having an acid leaving group. be able to.
The monomer (c) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (9-1) to (9-224). In formulas (9-1) to (9-224), R and R ′ each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0005138199
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中でも、感度および解像度の点から、上記式(9−1)〜(9−3)、上記式(9−5)、上記式(9−16)、上記式(9−19)、上記式(9−20)、上記式(9−22)、上記式(9−23)、上記式(9−25)〜(9−28)、上記式(9−30)、上記式(9−31)、上記式(9−33)、上記式(9−34)および上記式(9−102)〜(9−129)で表される単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましく、上記式(9−1)、上記式(9−2)、上記式(9−16)、上記式(9−20)、上記式(9−23)、上記式(9−28)、上記式(9−31)、上記式(9−34)、上記式(9−109)、上記式(9−111)、上記式(9−114)〜(9−117)、上記式(9−125)、上記式(9−128)および上記式(9−129)で表される単量体が特に好ましい。   Among these, from the points of sensitivity and resolution, the above formulas (9-1) to (9-3), the above formula (9-5), the above formula (9-16), the above formula (9-19), the above formula ( 9-20), the above formula (9-22), the above formula (9-23), the above formulas (9-25) to (9-28), the above formula (9-30), and the above formula (9-31). The monomers represented by the above formula (9-33), the above formula (9-34) and the above formulas (9-102) to (9-129), and their geometrical isomers and optical isomers. Preferably, the formula (9-1), the formula (9-2), the formula (9-16), the formula (9-20), the formula (9-23), the formula (9-28), Formula (9-31), Formula (9-34), Formula (9-109), Formula (9-111), Formula (9-114) to (9-117), Formula (9) -125 A monomer represented by the formula (9-128) and the formula (9-129) is particularly preferred.

また、ラインエッジラフネスに優れている点から、上記式(9−35)〜(9−40)で表される単量体、上記式(9−52)〜(9−62)で表される単量体、上記式(9−76)〜(9−88)で表される単量体、上記式(9−130)〜(9−135)で表される単量体、上記式(9−147)〜(9−157)で表される単量体、上記式(9−171)〜(9−183)で表される単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましい。   Moreover, from the point which is excellent in line edge roughness, it represents with the monomer represented by said Formula (9-35)-(9-40), said Formula (9-52)-(9-62). Monomer, monomers represented by the above formulas (9-76) to (9-88), monomers represented by the above formulas (9-130) to (9-135), the above formula (9 -147) to (9-157), monomers represented by the above formulas (9-171) to (9-183), and their geometrical isomers and optical isomers. preferable.

また、ドライエッチング耐性に優れている点から、上記式(9−41)〜(9−51)で表される単量体、上記式(9−63)〜(9−75)で表される単量体、上記式(9−89)〜(9−101)で表される単量体、上記式(9−136)〜(9−146)で表される単量体、上記式(9−158)〜(9−170)で表される単量体、上記式(9−184)〜(9−196)で表される単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましい。
また、パターン矩形性が良好な点から、上記式(9−197)〜(9−224)で表される単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましい。
Moreover, from the point which is excellent in dry etching tolerance, it represents with the monomer represented by said Formula (9-41)-(9-51), said Formula (9-63)-(9-75). A monomer, a monomer represented by the above formulas (9-89) to (9-101), a monomer represented by the above formulas (9-136) to (9-146), the above formula (9 -158) to (9-170), monomers represented by the above formulas (9-184) to (9-196), and geometric isomers and optical isomers thereof. preferable.
In addition, from the viewpoint of good pattern rectangularity, monomers represented by the above formulas (9-197) to (9-224), and geometric isomers and optical isomers thereof are more preferable.

親水性基を有する構成単位(D)について説明する。
ここで「親水性基」とは、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基、カルボキシ基およびアミノ基の少なくとも1種である。
親水性基を有する構成単位(D)は、レジスト組成物のディフェクト低減、パターン矩形性の改善に効果を奏するため、レジスト用重合体の構成単位として用いることが好ましい。
構成単位(D)の含有量は、パターン矩形性の点から、レジスト用重合体の構成単位中、5〜30モル%が好ましく、10〜25モル%がより好ましい。
The structural unit (D) having a hydrophilic group will be described.
Here, the “hydrophilic group” is at least one of —C (CF 3 ) 2 —OH, hydroxy group, cyano group, methoxy group, carboxy group, and amino group.
The structural unit (D) having a hydrophilic group is preferably used as a structural unit of a resist polymer because it has an effect of reducing defects in the resist composition and improving pattern rectangularity.
The content of the structural unit (D) is preferably 5 to 30 mol%, more preferably 10 to 25 mol%, in the structural unit of the resist polymer, from the viewpoint of pattern rectangularity.

構成単位(D)が酸の作用により分解または脱離する基を有する場合、より優れた感度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位(D)は、構成単位(C)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(C)であるとみなす。
また、構成単位(D)がラクトン骨格を有する場合、より優れた感度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位(D)は、構成単位(B)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位(B)であるとみなす。
When the structural unit (D) has a group that decomposes or leaves by the action of an acid, it tends to have better sensitivity. In this case, the structural unit (D) corresponds to the structural unit (C), but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (C).
Moreover, when the structural unit (D) has a lactone skeleton, it tends to have more excellent sensitivity. In this case, the structural unit (D) corresponds to the structural unit (B), but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).

親水性基を有する構成単位(D)は、特に制限されないが、レジストに必要とされるドライエッチング耐性が高い点から、下記式(5−1)〜(5−7)からなる群より選ばれる少なくとも1種であるものが好ましい。

Figure 0005138199
The structural unit (D) having a hydrophilic group is not particularly limited, but is selected from the group consisting of the following formulas (5-1) to (5-7) from the viewpoint of high dry etching resistance required for a resist. What is at least 1 type is preferable.
Figure 0005138199

式(5−1)中、R51は水素原子またはメチル基を表し、R501は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、X51は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。
前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n51は1〜4の整数を表す。なお、n51が2以上の場合にはX51として複数の異なる基を有することも含む。
In formula (5-1), R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 501 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 51 represents a straight or branched chain having 1 to 6 carbon atoms. Esterification with alkyl group, —C (CF 3 ) 2 —OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, C 1-6 acyl group, C 1-6 alkoxy group, C 1-6 alcohol Represents a carboxy group or an amino group.
The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group esterified with 6 alcohols and an amino group. n51 represents an integer of 1 to 4. In addition, when n51 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 51 .

式(5−2)中、R52は水素原子またはメチル基を表し、X52は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n52は1〜4の整数を表す。なお、n52が2以上の場合にはX52として複数の異なる基を有することも含む。 In the formula (5-2), R 52 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 52 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, cyano A group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group esterified with 6 alcohols and an amino group. n52 represents an integer of 1 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 52 in the case of n52 is 2 or more.

式(5−3)中、R53は水素原子またはメチル基を表し、R502は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、R531〜R534はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、W1、W2はそれぞれ独立に−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)u2−(u2は1〜6の整数を表す)]を表す。
53は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、n53は1〜4の整数を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。q1は0または1を表す。なお、n53が2以上の場合にはX53として複数の異なる基を有することも含む。
In formula (5-3), R 53 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 502 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 531 to R 534 independently represent a hydrogen atom, carbon Represents a linear or branched alkyl group of 1 to 6, W 1 and W 2 are each independently —O—, —S—, —NH— or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) u2 -(U2 represents an integer of 1 to 6)].
X 53 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3 ) 2 —OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms or an amino group, and n53 represents an integer of 1 to 4. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group esterified with 6 alcohols and an amino group. q1 represents 0 or 1. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 53 in the case of n53 is 2 or more.

式(5−4)中、R54は水素原子またはメチル基を表し、R503は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、X54は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。
前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n54は1〜4の整数を表し、r1は0〜2の整数を表す。なお、n54が2以上の場合にはX54として複数の異なる基を有することも含む。
In the formula (5-4), R 54 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 503 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 54 is a linear or branched group having 1 to 6 carbon atoms. Esterification with alkyl group, —C (CF 3 ) 2 —OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, C 1-6 acyl group, C 1-6 alkoxy group, C 1-6 alcohol Represents a carboxy group or an amino group.
The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group esterified with 6 alcohols and an amino group. n54 represents an integer of 1 to 4, and r1 represents an integer of 0 to 2. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 54 in the case of n54 is 2 or more.

式(5−5)中、R55は水素原子またはメチル基を表し、R504、R505はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、X55は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n55は1〜4の整数を表す。なお、n55が2以上の場合にはX55として複数の異なる基を有することも含む。 Wherein (5-5), R 55 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 504, R 505 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X 55 represents a linear 1 to 6 carbon atoms chain or branched alkyl group, -C (CF 3) 2 -OH , hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, alcohols having 1 to 6 carbon atoms Represents a carboxy group esterified with or an amino group. As the linear or branched alkyl group substituent having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group esterified with an alcohol and an amino group. n55 represents an integer of 1 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 55 in the case of n55 is 2 or more.

式(5−6)中、R56は水素原子またはメチル基を表し、R506は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、R535〜R536はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、W3は−O−、−S−、−NH−または鎖長1〜6のメチレン鎖[−(CH2)u3−(u3は1〜6の整数を表す)]を表す。
56は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。n56は1〜4の整数を表し、q2は0または1を表す。なお、n56が2以上の場合にはX56として複数の異なる基を有することも含む。
In Formula (5-6), R 56 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 506 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 535 to R 536 independently represent a hydrogen atom or a carbon number. 1 to 6 linear or branched alkyl groups, W 3 represents —O—, —S—, —NH—, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 2 ) u3 — (u3 represents 1 to 6 Represents an integer of
X 56 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -C (CF 3) 2 -OH , hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms An alkoxy group, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group and an amino group esterified with 6 alcohols. n56 represents an integer of 1 to 4, and q2 represents 0 or 1. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 56 in the case of n56 is 2 or more.

式(5−7)中、R57は水素原子またはメチル基を表し、R571は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数4〜16の橋かけ環式炭化水素基、または炭素数4〜16の橋かけ環式炭化水素基を有する炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を示し、R572は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を示すか、あるいはR571とR572とが一緒になって、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜16の橋かけ環式炭化水素基を形成していてもよい。
ここで前記アルキル基は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜6のアシル基、または炭素数1〜6のアルコールとエステル化されたカルボキシ基を有していても良い。また、前期橋かけ環式炭化水素基は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を有していてもよく、該アルキル基はヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜6のアシル基、または炭素数1〜6のアルコールとエステル化されたカルボキシ基を有していてもよい。
In the formula (5-7), R 57 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 571 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a bridged cyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms, or Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a bridged cyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms, R 572 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Alternatively, R 571 and R 572 may be combined to form a bridged cyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms with the carbon atom to which each is bonded.
Here, the alkyl group may have a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. The pre-bridged cyclic hydrocarbon group may have a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group is a hydroxy group, a carboxy group, or an acyl group having 2 to 6 carbon atoms. Or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.

57は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 X 57 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3 ) 2 —OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or 1 to 6 carbon atoms. An alkoxy group, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or an amino group. The linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, It may have at least one group selected from the group consisting of a carboxy group esterified with 6 alcohols and an amino group.

式(5−1)中のR501は、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であることが好ましい。
式(5−1)中のn51は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−1)中のX51は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
R 501 in formula (5-1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of good solubility in an organic solvent. preferable.
N51 in Formula (5-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 51 in formula (5-1) is preferably —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.

式(5−2)中のn52は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−2)中のX52は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
N52 in Formula (5-2) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 52 in formula (5-2) is preferably —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.

式(5−3)中のR502は、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であることが好ましい。
式(5−3)中のW1、W2は、ドライエッチング耐性が高い点から、−CH2−、−CH2CH2−であることが好ましい。
式(5−3)中のR531、R532、R533、およびR534は、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞれ独立して水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
R 502 in formula (5-3) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of good solubility in an organic solvent. preferable.
W 1 and W 2 in Formula (5-3) are preferably —CH 2 — and —CH 2 CH 2 — from the viewpoint of high dry etching resistance.
R 531 , R 532 , R 533 , and R 534 in formula (5-3) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents. Preferably there is.

式(5−3)中のn53は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−3)中のX53は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5−3)中のq1は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、0であることが好ましい。
N53 in Formula (5-3) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 53 in formula (5-3) is preferably —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.
Q1 in the formula (5-3) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(5−4)中のR503は、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であることが好ましい。
式(5−4)中のn54は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−4)中のX54は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5−4)中のr1は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、0であることが好ましい。
R 503 in formula (5-4) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of good solubility in an organic solvent. preferable.
N54 in Formula (5-4) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 54 in formula (5-4) is preferably —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.
R1 in formula (5-4) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(5−5)中のR504およびR505は、感度および解像度の点から、それぞれ独立にメチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(5−5)中のn55は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−5)中のX55は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
In formula (5-5), R 504 and R 505 are preferably each independently a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
N55 in Formula (5-5) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 55 in formula (5-5) is preferably —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.

式(5−6)中のR506は、感度および解像度の点から、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であることが好ましい。
式(5−6)中のW3は、ドライエッチング耐性が高い点から、−CH2−、−CH2CH2−であることが好ましい。
式(5−6)中のR535およびR536は、有機溶媒への溶解性が高い点から、水素原子、メチル基、エチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
R 506 in formula (5-6) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of good solubility in an organic solvent. preferable.
W 3 in formula (5-6) is preferably —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — from the viewpoint of high dry etching resistance.
R 535 and R 5 36 in formula (5-6) are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.

式(5−6)中のn56は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(5−6)中のX56は、パターン形状が良好な点から、−C(CF3)2−OH、ヒドロキシ基、シアノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5−6)中のq2は、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましく、有機溶媒への溶解性が良い点から、0であることが好ましい。
N56 in Formula (5-6) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
X 56 in formula (5-6) is preferably —C (CF 3) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, or a methoxy group from the viewpoint of good pattern shape.
Q2 in Formula (5-6) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.

式(5−7)中のR571およびR572は、ドライエッチング耐性が高い点から、R571とR572とが一緒になって、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜16の橋かけ環式炭化水素基を形成している構造が好ましい。また、耐熱性、安定性に優れる点から、R571とR572とが一緒になって、それぞれが結合している炭素原子とともに形成する橋かけ環式炭化水素基に含まれる環が、ショウノウ環、アダマンタン環、ノルボルナン環、ピナン環、ビシクロ[2.2.2]オクタン環、テトラシクロドデカン環、トリシクロデカン環、デカヒドロナフタレン環を有していることが好ましい。 R 571 and R 572 in formula (5-7) have a high dry etching resistance, so that R 571 and R 572 together have 4 to 16 carbon atoms together with the carbon atoms to which they are bonded. A structure forming a bridged cyclic hydrocarbon group is preferred. In addition, from the viewpoint of excellent heat resistance and stability, the ring contained in the bridged cyclic hydrocarbon group formed together with the carbon atom to which R 571 and R 572 are bonded together is a camphor ring. , An adamantane ring, a norbornane ring, a pinane ring, a bicyclo [2.2.2] octane ring, a tetracyclododecane ring, a tricyclodecane ring, or a decahydronaphthalene ring.

式(5−7)中のX57は、パターン形状が良好な点から、−CH2−C(CF3)2−OH、−CH2−OH基、−CH2−CN基、−CH2−O−CH3基、−(CH2)2−O−CH3基であることが好ましい。
なお、式(5−1)〜(5−7)において、X51、X52、X53、X54、X55、X56およびX57で置換される位置は、環状構造のどの位置であってもよい。
親水性基を有する構成単位(D)は、1種、あるいは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
X 57 in formula (5-7) represents —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH, —CH 2 —OH group, —CH 2 —CN group, —CH 2 from the viewpoint of good pattern shape. It is preferably a —O—CH 3 group or a — (CH 2 ) 2 —O—CH 3 group.
In the formulas (5-1) to (5-7), the position substituted with X 51 , X 52 , X 53 , X 54 , X 55 , X 56 and X 57 is any position in the cyclic structure. May be.
The structural unit (D) having a hydrophilic group can be used alone or in combination of two or more as necessary.

親水性基を有する構成単位(D)を有する重合体は、親水性基を有する構成単位(D)を与える単量体(d)を含む単量体を重合することによって製造することができる。
この単量体(d)は、特に制限されないが、例えば、下記式(13−1)〜(13−79)で表される単量体が挙げられる。式(13−1)〜(13−79)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
The polymer having the structural unit (D) having a hydrophilic group can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (d) that gives the structural unit (D) having a hydrophilic group.
The monomer (d) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (13-1) to (13-79). In formulas (13-1) to (13-79), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0005138199
Figure 0005138199
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Figure 0005138199
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中でも、レジスト溶媒への溶解性が良好な点から、上記式(13−1)〜(13−9)、上記式(13−13)〜(13−16)、上記式(13−21)〜(13−24)、上記式(13−30)〜(13−34)、上記式(13−37)〜(13−43)、上記式(13−56)〜(13−59)、上記式(13−62)〜(13−63)、上記式(13−66)〜(13−69)、上記式(13−72)、上記式(13−76)〜(13−79)で表される単量体、およびこれらの幾何異性体、ならびに、これらの光学異性体がより好ましい。   Among these, from the viewpoint of good solubility in a resist solvent, the above formulas (13-1) to (13-9), the above formulas (13-13) to (13-16), and the above formulas (13-21) to (13-24), the above formulas (13-30) to (13-34), the above formulas (13-37) to (13-43), the above formulas (13-56) to (13-59), the above formulas (13-62) to (13-63), the above formulas (13-66) to (13-69), the above formula (13-72), and the above formulas (13-76) to (13-79). Monomers, and geometric isomers thereof, and optical isomers thereof are more preferable.

また、ドライエッチング耐性が高い点から、上記式(13−25)〜(13−30)、上記式(13−44)〜(13−55)、上記式(13−60)〜(13−61)、上記式(13−64)〜(13−65)、上記式(13−71)、上記式(13−73)〜(13−75)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体およびこれらの光学異性体がより好ましい。   Further, from the viewpoint of high dry etching resistance, the above formulas (13-25) to (13-30), the above formulas (13-44) to (13-55), and the above formulas (13-60) to (13-61). ), Monomers represented by the above formulas (13-64) to (13-65), the above formula (13-71), the above formulas (13-73) to (13-75), and geometrical isomerism thereof. And their optical isomers are more preferred.

本発明のレジスト用重合体は、上述の構成単位(B)〜(D)以外にも、必要に応じてこれらの構成単位以外の構成単位(E)を含有してもよい。
このような構成単位(E)としては、例えば、酸脱離性基および親水性基を有しない脂環式骨格(非極性脂環式骨格)を有する構成単位(E1)を含有することができる。ここで脂環式骨格とは、環状の飽和炭化水素基を1個以上有する骨格である。構成単位(E1)は、1種、あるいは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用することができる。
The resist polymer of the present invention may contain a constituent unit (E) other than these constituent units as necessary in addition to the constituent units (B) to (D).
As such a structural unit (E), for example, a structural unit (E1) having an alicyclic skeleton (nonpolar alicyclic skeleton) having no acid-eliminable group and hydrophilic group can be contained. . Here, the alicyclic skeleton is a skeleton having one or more cyclic saturated hydrocarbon groups. The structural unit (E1) can be used alone or in combination of two or more as necessary.

構成単位(E1)は、レジスト組成物のドライエッチング耐性を発現する作用を奏する傾向にある。
構成単位(E1)としては、特に制限されないが、レジストに必要とされるドライエッチング耐性が高い点から、下記式(11−1)〜(11−4)で表される構成単位が好ましい。
The structural unit (E1) tends to exhibit an effect of expressing the dry etching resistance of the resist composition.
The structural unit (E1) is not particularly limited, but structural units represented by the following formulas (11-1) to (11-4) are preferable from the viewpoint of high dry etching resistance required for the resist.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

式(11−1)中、R301は水素原子またはメチル基を表し、X301は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n301は0〜4の整数を表す。なお、n301が2以上の場合にはX301として複数の異なる基を有することも含む。
式(11−2)中、R302は水素原子またはメチル基を表し、X302は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n302は0〜4の整数を表す。なお、n302が2以上の場合にはX302として複数の異なる基を有することも含む。
In formula (11-1), R 301 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 301 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n301 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 301 in the case of n301 is 2 or more.
Wherein (11-2), R 302 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 302 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n302 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 302 in the case of n302 is 2 or more.

式(11−3)中、R303は水素原子またはメチル基を表し、X303は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n303は0〜4の整数を表す。なお、n303が2以上の場合にはX303として複数の異なる基を有することも含む。また、pは0〜2の整数を表す。
式(11−4)中、R304は水素原子またはメチル基を表し、X304は、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、n304は0〜4の整数を表す。なお、n304が2以上の場合にはX304として複数の異なる基を有することも含む。また、p1は0〜2の整数を表す。)
なお、式(11−1)〜(11−4)において、X301、X302、X303およびX304が結合する位置は、環状構造のどこであってもよい。
In formula (11-3), R 303 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 303 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n303 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 303 in the case of n303 is 2 or more. Moreover, p represents the integer of 0-2.
In formula (11-4), R 304 represents a hydrogen atom or a methyl group, X 304 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n304 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 304 in the case of n304 is 2 or more. Moreover, p1 represents the integer of 0-2. )
In the formulas (11-1) to (11-4), the position where X 301 , X 302 , X 303 and X 304 are bonded may be anywhere in the cyclic structure.

式(11−1)中のn301は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
式(11−2)中のn302は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
式(11−3)中のn303は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
式(11−3)中のpは、有機溶媒への溶解性が高い点から、0であることが好ましく、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
式(11−4)中のn304は、ドライエッチング耐性が高い点から、0であることが好ましい。
式(11−4)中のp1は、有機溶媒への溶解性が高い点から、0であることが好ましく、ドライエッチング耐性が高い点から、1であることが好ましい。
N301 in Formula (11-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
N302 in Formula (11-2) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
N303 in Formula (11-3) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
P in Formula (11-3) is preferably 0 from the viewpoint of high solubility in an organic solvent, and is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
N304 in Formula (11-4) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
P1 in formula (11-4) is preferably 0 from the viewpoint of high solubility in an organic solvent, and is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.

非極性脂環式骨格を有する構成単位(E1)を含有する重合体は、非極性脂環式骨格を有する単量体(e1)を含む単量体を重合することによって製造することができる。
非極性脂環式骨格を有する単量体(e1)としては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、および、これらの化合物の脂環式骨格上に炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を有する誘導体が好ましい。
具体的には、下記式(14−1)〜(14−5)で表される単量体が挙げられる。式(14−1)〜(14−5)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
The polymer containing the structural unit (E1) having a nonpolar alicyclic skeleton can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (e1) having a nonpolar alicyclic skeleton.
The monomer (e1) having a nonpolar alicyclic skeleton is not particularly limited, and examples thereof include cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Adamantyl, tricyclodecanyl (meth) acrylate, dicyclopentadienyl (meth) acrylate, and derivatives having a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms on the alicyclic skeleton of these compounds Is preferred.
Specific examples include monomers represented by the following formulas (14-1) to (14-5). In formulas (14-1) to (14-5), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0005138199
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レジスト用重合体は、さらに、上記以外の構成単位(E2)を含有してもよい。
構成単位(E2)を含有する重合体は、単量体(e2)を含む単量体を重合することによって製造することができる。
The resist polymer may further contain a structural unit (E2) other than the above.
The polymer containing the structural unit (E2) can be produced by polymerizing a monomer including the monomer (e2).

単量体(e2)としては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸n−プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸iso−プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸n−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸iso−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸tert−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシ−n−プロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシ−n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸1−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸メチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸エチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸2−エチルヘキシル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸n−プロピル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸iso−プロピル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸n−ブチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸iso−ブチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸tert−ブチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸メトキシメチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸エトキシエチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸n−プロポキシエチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸iso−プロポキシエチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸n−ブトキシエチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸iso−ブトキシエチル、α−(トリ)フルオロメチルアクリル酸tert−ブトキシエチル等の直鎖もしくは分岐構造を持つ(メタ)アクリル酸エステル;
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−ヒドロキシスチレン、p−tert−ブトキシカルボニルヒドロキシスチレン、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシスチレン、3,5−ジメチル−4−ヒドロキシスチレン、p−tert−ぺルフルオロブチルスチレン、p−(2−ヒドロキシ−iso−プロピル)スチレン等の芳香族アルケニル化合物;
(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸およびカルボン酸無水物;
エチレン、プロピレン、ノルボルネン、テトラフルオロエチレン、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、塩化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ビニルピロリドン等が挙げられる。
The monomer (e2) is not particularly limited. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, (meth ) Isopropyl acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, methoxymethyl (meth) acrylate, n-propoxyethyl (meth) acrylate, iso-propoxyethyl (meth) acrylate, (meth) N-butoxyethyl acrylate, iso-butoxyethyl (meth) acrylate, tert-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) 2-hydroxy-n-propyl acrylate, 4-hydroxy (meth) acrylate n-butyl, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3, (meth) acrylic acid 3-tetrafluoro-n-propyl, (meth) acrylic acid 2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl, methyl α- (tri) fluoromethylacrylate, α- (tri) fluoromethylacrylic Ethyl acetate, 2-ethylhexyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, n-propyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, iso-propyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, α- (tri) fluoromethyl acrylic N-butyl acid, iso-butyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, tert-butyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, α- (tri Methoxymethyl fluoromethyl acrylate, ethoxyethyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, n-propoxyethyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, iso-propoxyethyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, α- ( (Meth) having a linear or branched structure such as n-butoxyethyl tri) fluoromethyl acrylate, iso-butoxyethyl α- (tri) fluoromethyl acrylate, tert-butoxyethyl α- (tri) fluoromethyl acrylate Acrylic ester;
Styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-hydroxystyrene, p-tert-butoxycarbonylhydroxystyrene, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxystyrene, 3,5-dimethyl-4-hydroxystyrene, aromatic alkenyl compounds such as p-tert-perfluorobutylstyrene and p- (2-hydroxy-iso-propyl) styrene;
Unsaturated carboxylic acids and carboxylic anhydrides such as (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride;
Examples thereof include ethylene, propylene, norbornene, tetrafluoroethylene, acrylamide, N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and vinylpyrrolidone.

構成単位(E1)および構成単位(E2)の含有量は、特に制限されないが、レジスト用重合体の構成単位中、20モル%以下の範囲が好ましい。
レジスト用重合体中の構成単位(B)と構成単位(C)の好ましい組み合わせを表1〜4に列挙する。
The content of the structural unit (E1) and the structural unit (E2) is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 mol% or less in the structural unit of the resist polymer.
Preferred combinations of the structural unit (B) and the structural unit (C) in the resist polymer are listed in Tables 1 to 4.

Figure 0005138199
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Figure 0005138199
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Figure 0005138199
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Figure 0005138199
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また、構成単位(B)は、前記式(10−1)および前記式(10−3)からなる群より選ばれる1種以上と、前記式(10−7)、(10−8)、(10−10)、(10−12)、(10−17)および前記式(10−19)からなる群より選ばれる1種以上とを併用してもよい。さらに、表1に列挙した組み合わせに加えて、構成単位(D)として、前記式(13−1)、前記式(13−26)、前記式(13−27)、前記式(13−30)、前記式(13−31)、および前記式(13−68)からなる群より選ばれる1つの単量体を加えた組み合わせ(以下、「組み合わせA」と言う。)も好ましい。そして、表1に列挙した組み合わせ、または組み合わせAに対して、構成単位(E1)として、前記式(14−1)、および前記式(14−3)からなる群より選ばれる1種以上の単量体を加えた組み合わせも好ましい。   In addition, the structural unit (B) includes at least one selected from the group consisting of the formula (10-1) and the formula (10-3), the formula (10-7), (10-8), ( 10-10), (10-12), (10-17) and one or more selected from the group consisting of the formula (10-19) may be used in combination. Furthermore, in addition to the combinations listed in Table 1, as the structural unit (D), the formula (13-1), the formula (13-26), the formula (13-27), and the formula (13-30) In addition, a combination obtained by adding one monomer selected from the group consisting of the formula (13-31) and the formula (13-68) (hereinafter referred to as “combination A”) is also preferable. Then, with respect to the combinations listed in Table 1 or combination A, as the structural unit (E1), at least one unit selected from the group consisting of the formula (14-1) and the formula (14-3) is used. A combination to which a monomer is added is also preferable.

本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量は、特に限定されないが、ドライエッチング耐性およびレジストパターン形状の点から、2,000以上であることが好ましく、3,000以上であることがより好ましく、4,000以上であることが特に好ましく、5,000以上であることが更に好ましい。また、本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量は、レジスト溶液に対する溶解性および解像度の点から、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましく、30,000以下である
ことが特に好ましく、20,000以下が更に好ましい。
本発明のレジスト用重合体の分子量分布は、特に限定されないが、レジスト溶液に対する溶解性および解像度の点から、2.5以下であることが好ましく、2.0以下であることがより好ましく、1.8以下であることが特に好ましい。
The weight average molecular weight of the resist polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2,000 or more, more preferably 3,000 or more, from the viewpoint of dry etching resistance and resist pattern shape, It is particularly preferably 4,000 or more, more preferably 5,000 or more. Further, the mass average molecular weight of the resist polymer of the present invention is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, and more preferably 30,000, from the viewpoints of solubility in a resist solution and resolution. The following is particularly preferable, and 20,000 or less is more preferable.
The molecular weight distribution of the resist polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less, from the viewpoint of solubility in a resist solution and resolution. .8 or less is particularly preferable.

次に、本発明のレジスト用重合体の製造方法について説明する。
本発明のレジスト用重合体を製造する方法は、溶液重合で行われれば特に限定されない。また、溶液重合の重合方法については、特に制限されず、一括重合でも滴下重合でもよい。中でも、組成分布および/または分子量分布の狭い重合体が簡便に得られる点から、単量体を重合容器中に滴下する滴下重合と呼ばれる重合方法が好ましい。滴下する単量体は、単量体のみであっても、単量体を有機溶媒に溶解させた溶液であってもよい。
Next, a method for producing the resist polymer of the present invention will be described.
The method for producing the resist polymer of the present invention is not particularly limited as long as it is performed by solution polymerization. The polymerization method for solution polymerization is not particularly limited, and may be batch polymerization or dropping polymerization. Among these, a polymerization method called dropping polymerization in which a monomer is dropped into a polymerization vessel is preferable from the viewpoint that a polymer having a narrow composition distribution and / or molecular weight distribution can be easily obtained. The monomer to be dropped may be a monomer alone or a solution in which the monomer is dissolved in an organic solvent.

滴下重合法においては、例えば、有機溶媒をあらかじめ重合容器に仕込み(この有機溶媒を「仕込み溶媒」ともいう)、所定の重合温度まで加熱した後、単量体や重合開始剤を、それぞれ独立または任意の組み合わせで、有機溶媒に溶解させた溶液(この有機溶媒を「滴下溶媒」とも言う。)を、仕込み溶媒中に滴下する。単量体は滴下溶媒に溶解させずに滴下してもよく、その場合、重合開始剤は、単量体に溶解させてもよいし、重合開始剤だけを有機溶媒へ溶解させた溶液を有機溶媒中に滴下してもよい。また、仕込み溶媒が重合容器内にない状態で単量体あるいは重合開始剤を重合容器中に滴下してもよい。
単量体と重合開始剤は、それぞれ独立した貯槽から所定の重合温度まで加熱された仕込み溶媒へ直接滴下してもよいし、それぞれ独立した貯槽から所定の重合温度まで加熱された仕込み溶媒へ滴下する直前で混合し、前記仕込み溶媒へ滴下してもよい。
In the drop polymerization method, for example, an organic solvent is charged in a polymerization vessel in advance (this organic solvent is also referred to as a “charged solvent”), heated to a predetermined polymerization temperature, and then a monomer and a polymerization initiator are each independently or A solution dissolved in an organic solvent in an arbitrary combination (this organic solvent is also referred to as “dropping solvent”) is dropped into the charged solvent. The monomer may be dropped without being dissolved in the dropping solvent. In that case, the polymerization initiator may be dissolved in the monomer, or a solution in which only the polymerization initiator is dissolved in the organic solvent is organic. It may be dropped into a solvent. Further, the monomer or the polymerization initiator may be dropped into the polymerization vessel in a state where the charged solvent is not in the polymerization vessel.
The monomer and the polymerization initiator may be directly dropped from an independent storage tank to a charged solvent heated to a predetermined polymerization temperature, or dropped from an independent storage tank to a charged solvent heated to a predetermined polymerization temperature. They may be mixed immediately before the addition and dropped into the charged solvent.

さらに、単量体あるいは重合開始剤を、前記仕込み溶媒へ滴下するタイミングは、単量体を先に滴下した後、遅れて重合開始剤を滴下してもよいし、重合開始剤を先に滴下した後、遅れて単量体を滴下してもよいし、単量体と重合開始剤を同じタイミングで滴下してもよい。また、これらの滴下速度は、滴下終了まで一定の速度であってもよいし、単量体や重合開始剤の消費速度に応じて、多段階に速度を変化させてもよいし、あるいは間欠的に滴下を停止させたり、開始してもよい。
滴下重合法における重合温度は特に限定されないが、通常、50〜150℃の範囲内であることが好ましい。
Furthermore, the timing at which the monomer or the polymerization initiator is dropped into the charging solvent may be dropped after the monomer has been dropped first, or the polymerization initiator may be dropped after the monomer has been dropped. Then, the monomer may be dropped with a delay, or the monomer and the polymerization initiator may be dropped at the same timing. These dropping speeds may be constant until the dropping is completed, or may be changed in multiple stages according to the consumption speed of the monomer or polymerization initiator, or intermittently. The dripping may be stopped or started.
Although the polymerization temperature in the dropping polymerization method is not particularly limited, it is usually preferably in the range of 50 to 150 ° C.

滴下重合法において用いられる有機溶剤としては、重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、例えば、エーテル(ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下「PGME」とも言う。)等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン(以下「THF」とも言う。)、1,4−ジオキサン等の環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」とも言う。)など)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン(以下「MEK」とも言う。)、メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」とも言う。)など)、アミド(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシドなど)、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、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など)、これらの混合溶剤などが挙げられる。
また、これらの溶媒は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。
As an organic solvent used in the dropping polymerization method, a known solvent can be used as a polymerization solvent. For example, a chain ether such as ether (diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether (hereinafter also referred to as “PGME”), tetrahydrofuran ( (Hereinafter also referred to as “THF”), cyclic ethers such as 1,4-dioxane), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as “PGMEA”). ), Ketone (acetone, methyl ethyl ketone (hereinafter also referred to as “MEK”), methyl isobutyl ketone (hereinafter also referred to as “MIBK”), amide (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide). ), Sulfoxide Such as dimethyl sulfoxide), hydrocarbons (benzene, toluene, xylene and like aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane), and mixtures of these solvents.
These solvents may be used alone or in combination of two or more.

重合溶媒の使用量は特に限定されず、適宜決めればよい。通常は、共重合に使用する単量体全量100質量部に対して30〜700質量部の範囲内で使用することが好ましい。
滴下重合法においては、重合溶媒を2種以上使用する場合、滴下溶媒と仕込み溶媒における重合溶媒の混合比は任意の割合で設定することができる。
The amount of the polymerization solvent used is not particularly limited and may be determined as appropriate. Usually, it is preferable to use within the range of 30-700 mass parts with respect to 100 mass parts of monomer whole quantity used for copolymerization.
In the dropping polymerization method, when two or more polymerization solvents are used, the mixing ratio of the polymerization solvent in the dropping solvent and the charged solvent can be set at an arbitrary ratio.

有機溶媒中に滴下する単量体溶液の単量体濃度は特に限定されないが、5〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
なお、仕込み溶媒の量は特に限定されず、適宜決めればよい。通常は、共重合に使用する単量体全量100質量部に対して30〜700質量部の範囲内で使用することが好ましい。
The monomer concentration of the monomer solution dropped into the organic solvent is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 50% by mass.
In addition, the amount of the charged solvent is not particularly limited and may be determined as appropriate. Usually, it is preferable to use within the range of 30-700 mass parts with respect to 100 mass parts of monomer whole quantity used for copolymerization.

本発明のレジスト用重合体は、通常、重合開始剤の存在下で、前記式(1)で現されるナフタレン骨格を有する単量体の1種以上を含む単量体組成物を重合して得られる。重合開始剤は、熱により効率的にラジカルを発生するものが好ましい。このような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(以下、AIBNとも言う。)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(以下、DAIBとも言う。)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等のアゾ化合物;2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物などが挙げられる。   The resist polymer of the present invention is usually obtained by polymerizing a monomer composition containing one or more monomers having a naphthalene skeleton represented by the formula (1) in the presence of a polymerization initiator. can get. The polymerization initiator is preferably one that generates radicals efficiently by heat. Examples of such polymerization initiators include 2,2′-azobisisobutyronitrile (hereinafter also referred to as AIBN) and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (hereinafter also referred to as DAIB). ) Azo compounds such as 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane]; 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane, di (4 -Tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate and other organic peroxides.

また、ArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィーにおいて使用されるレジスト用重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透過率(波長193nmの光に対する透過率)をできるだけ低下させない点から、重合開始剤は、分子構造中に芳香環を有しないものが好ましい。さらに、重合時の安全性等を考慮すると、重合開始剤は、10時間半減期温度が60℃以上のものが好ましい。
重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、共重合体の収率を高くさせる点から、共重合に使用する単量体全量100モル部に対して0.3モル部以上が好ましく、1モル部以上がより好ましく、共重合体の分子量分布を狭くさせる点から、共重合に使用する単量体全量100モル部に対して30モル部以下が好ましい。
In addition, when producing a resist polymer used in ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography, the light transmittance of the resulting resist polymer (transmittance for light with a wavelength of 193 nm) is not reduced as much as possible. The polymerization initiator preferably has no aromatic ring in the molecular structure. Furthermore, in consideration of safety during polymerization, the polymerization initiator preferably has a 10-hour half-life temperature of 60 ° C. or higher.
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol parts or more with respect to 100 mol parts of the total amount of monomers used for copolymerization, from the viewpoint of increasing the yield of the copolymer. More than the molar part is more preferable, and from the point of narrowing the molecular weight distribution of the copolymer, the molar amount is preferably 30 parts by mole or less with respect to 100 parts by mole of the total amount of monomers used for copolymerization.

本発明のレジスト用重合体を製造する際には、レジスト組成物の保存安定性を妨げない範囲で連鎖移動剤(以下、連鎖移動剤という)を使用してもよい。このような連鎖移動剤としては、例えば、1−ブタンチオール、2−ブタンチオール、1−オクタンチオール、1−デカンチオール、1−テトラデカンチオール、シクロヘキサンチオール、2−メチル−1−プロパンチオール、2−ヒドロキシエチルメルカプタンなどが挙げられる。
ArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィーにおいて使用されるレジスト用重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透過率(波長193nmの光に対する透過率)をできるだけ低下させない点から、連鎖移動剤は、芳香環を有しないものが好ましい。
When producing the resist polymer of the present invention, a chain transfer agent (hereinafter referred to as a chain transfer agent) may be used as long as the storage stability of the resist composition is not impaired. Examples of such chain transfer agents include 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-octanethiol, 1-decanethiol, 1-tetradecanethiol, cyclohexanethiol, 2-methyl-1-propanethiol, 2- Examples include hydroxyethyl mercaptan.
ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) When producing a resist polymer used in lithography, chain transfer from the point that the light transmittance (transmittance to light with a wavelength of 193 nm) of the resulting resist polymer is not lowered as much as possible. The agent preferably has no aromatic ring.

溶液重合によって製造された重合体溶液は、必要に応じて、1,4−ジオキサン、アセトン、THF、MEK、MIBK、γ−ブチロラクトン、PGMEA、PGME等の良溶媒で適当な溶液粘度に希釈した後、メタノール、水、ヘキサン、ヘプタン等の多量の貧溶媒中に滴下して重合体を析出させる。この工程は一般に再沈殿と呼ばれ、重合溶液中に残存する未反応の単量体や重合開始剤等を取り除くために非常に有効である。これらの未反応物は、そのまま残存しているとレジスト性能に悪影響を及ぼす可能性があるので、できるだけ取り除くことが好ましい。再沈殿工程は、場合により不要となることもある。その後、その析出物を濾別し、十分に乾燥して本発明の重合体を得る。また、濾別した後、乾燥せずに湿粉のまま使用することもできる。
また、製造された重合体溶液はそのまま、または適当な溶媒で希釈してレジスト組成物として使うこともできる。その際、保存安定剤などの添加剤を適宜添加してもよい。
The polymer solution produced by solution polymerization is diluted to a suitable solution viscosity with a good solvent such as 1,4-dioxane, acetone, THF, MEK, MIBK, γ-butyrolactone, PGMEA, and PGME as necessary. Then, it is dropped into a large amount of poor solvent such as methanol, water, hexane, heptane, etc. to precipitate the polymer. This process is generally called reprecipitation and is very effective for removing unreacted monomers, polymerization initiators, and the like remaining in the polymerization solution. If these unreacted substances remain as they are, there is a possibility of adversely affecting the resist performance. Therefore, it is preferable to remove them as much as possible. The reprecipitation process may be unnecessary depending on circumstances. Thereafter, the precipitate is filtered off and sufficiently dried to obtain the polymer of the present invention. Moreover, after filtering off, it can also be used with a wet powder, without drying.
The produced polymer solution can be used as a resist composition as it is or after diluting with an appropriate solvent. At that time, additives such as a storage stabilizer may be appropriately added.

次に、本発明のレジスト組成物について説明する。
本発明のレジスト組成物は、本発明のレジスト用重合体を溶媒に溶解したものである。また、本発明の化学増幅型レジスト組成物は、本発明のレジスト用重合体および光酸発生剤を溶媒に溶解したものである。本発明のレジスト用重合体は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。なお、溶液重合等によって得られた重合体溶液から重合体を分離することなく、この重合体溶液をそのままレジスト組成物に使用し、または、この重合体溶液を適当な溶媒で希釈して、または濃縮してレジスト組成物に使用することもできる。
Next, the resist composition of the present invention will be described.
The resist composition of the present invention is obtained by dissolving the resist polymer of the present invention in a solvent. The chemically amplified resist composition of the present invention is obtained by dissolving the resist polymer of the present invention and a photoacid generator in a solvent. The resist polymer of the present invention may be used alone or in combination of two or more. In addition, without separating the polymer from the polymer solution obtained by solution polymerization or the like, the polymer solution is used as it is for the resist composition, or the polymer solution is diluted with an appropriate solvent, or It can also be concentrated and used in a resist composition.

溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン等の直鎖もしくは分岐鎖ケトン類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状ケトン類;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等のプロピレングリコールモノアルキルアセテート類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピ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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;エチ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エチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチ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モノメチルエーテル等のジエチレングリコールアルキルエーテル類;酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類;n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、1−オクタノール等のアルコール類;1,4−ジオキサン、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent include linear or branched ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-pentanone and 2-hexanone; cyclic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl Propylene glycol monoalkyl acetates such as ether acetate; Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate; Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether Class: ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoe Ethylene glycol monoalkyl ethers such as ether; diethylene glycol alkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether; esters such as ethyl acetate and ethyl lactate; n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, cyclohexanol, 1 -Alcohols such as octanol; 1,4-dioxane, ethylene carbonate, γ-butyrolactone and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

溶媒の含有量は、通常、レジスト用重合体100質量部に対して、200〜5000質量部であり、300〜2000質量部であることがより好ましい。
本発明のレジスト用重合体を化学増幅型レジストに使用する場合は、光酸発生剤を用いることが必要である。
本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有される光酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物の酸発生剤として使用可能なものの中から任意に選択することができる。光酸発生剤は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。
The content of the solvent is usually 200 to 5000 parts by mass and more preferably 300 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist polymer.
When the resist polymer of the present invention is used for a chemically amplified resist, it is necessary to use a photoacid generator.
The photoacid generator contained in the chemically amplified resist composition of the present invention can be arbitrarily selected from those that can be used as the acid generator of the chemically amplified resist composition. A photo-acid generator may use 1 type or may use 2 or more types together.

このような光酸発生剤としては、例えば、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物、ジアゾメタン化合物等が挙げられる。光酸発生剤としては、中でも、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩化合物が好ましく、具体的には、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウムトルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−メチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、トリ(tert−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of such a photoacid generator include onium salt compounds, sulfonimide compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, quinonediazide compounds, diazomethane compounds, and the like. As the photoacid generator, among them, onium salt compounds such as sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts are preferable, specifically, triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, Triphenylsulfonium naphthalenesulfonate, (hydroxyphenyl) benzylmethylsulfonium toluenesulfonate, diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium pyrenesulfonate, diphenyliodonium dodecylbenzenesulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, p-methylphenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, Tri (tert-butylphenyl) sulfonium trifluor B methanesulfonate, and the like.

光酸発生剤の含有量は、選択された光酸発生剤の種類により適宜決められるが、通常、レジスト用重合体100質量部に対して0.1質量部以上であり、0.5質量部以上であることがより好ましい。光酸発生剤の含有量をこの範囲にすることにより、露光により発生した酸の触媒作用による化学反応を十分に生起させることができる。また、光酸発生剤の含有量は、通常、レジスト用重合体100質量部に対して20質量部以下であり、10質量部以下であることがより好ましい。光酸発生剤の含有量をこの範囲にすることにより、レジスト組成物の安定性が向上し、組成物を塗布する際の塗布むらや現像時のスカム等の発生が十分に少なくなる。   The content of the photoacid generator is appropriately determined depending on the type of the photoacid generator selected, but is usually 0.1 parts by mass or more and 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. More preferably. By setting the content of the photoacid generator within this range, a chemical reaction due to the catalytic action of the acid generated by exposure can be sufficiently caused. Moreover, content of a photo-acid generator is 20 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of resist polymers, and it is more preferable that it is 10 mass parts or less. By setting the content of the photoacid generator within this range, the stability of the resist composition is improved, and the occurrence of uneven coating during application of the composition and scum during development is sufficiently reduced.

さらに、本発明の化学増幅型レジスト組成物には、含窒素化合物を配合することもできる。含窒素化合物を含有させることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などがさらに向上する。つまり、レジストパターンの断面形状が矩形により近くなり、また、レジスト膜を露光し、露光後ベーク(PEB)して、次の現像処理までの間に数時間放置されることが半導体の量産ラインではあるが、そのような放置(経時)したときにレジストパターンの断面形状の劣化の発生がより抑制される。   Furthermore, a nitrogen-containing compound can also be mix | blended with the chemically amplified resist composition of this invention. By containing a nitrogen-containing compound, the resist pattern shape, the stability over time, and the like are further improved. In other words, the cross-sectional shape of the resist pattern is closer to a rectangle, and the resist film is exposed, post-exposure baked (PEB), and left for several hours before the next development process. However, the deterioration of the cross-sectional shape of the resist pattern is further suppressed when such leaving (aging) is performed.

含窒素化合物は、公知のものいずれも使用可能であるが、アミンが好ましく、中でも、第2級低級脂肪族アミン、第3級低級脂肪族アミンがより好ましい。
ここで「低級脂肪族アミン」とは、炭素数5以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミンのことをいう。
第2級低級脂肪族アミン、第3級低級脂肪族アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。含窒素化合物としては、中でも、トリエタノールアミンなどの第3級アルカノールアミンがより好ましい。
As the nitrogen-containing compound, any known compounds can be used, but amines are preferable, and among them, secondary lower aliphatic amines and tertiary lower aliphatic amines are more preferable.
Here, the “lower aliphatic amine” refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 5 or less carbon atoms.
Examples of the secondary lower aliphatic amine and tertiary lower aliphatic amine include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, tripentylamine, diethanolamine, triethanolamine and the like. Is mentioned. Among these nitrogen-containing compounds, tertiary alkanolamines such as triethanolamine are more preferable.

含窒素化合物は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。
含窒素化合物の含有量は、選択された含窒素化合物の種類などにより適宜決められるが、通常、レジスト用重合体100質量部に対して0.01質量部以上であることが好ましい。含窒素化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターン形状をより矩形にすることができる。また、含窒素化合物の含有量は、通常、レジスト用重合体100質量部に対して2質量部以下であることが好ましい。含窒素化合物の含有量をこの範囲にすることにより、感度の劣化を小さくすることができる。
The nitrogen-containing compound may be used alone or in combination of two or more.
The content of the nitrogen-containing compound is appropriately determined depending on the type of the selected nitrogen-containing compound, but is usually preferably 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. By setting the content of the nitrogen-containing compound within this range, the resist pattern shape can be made more rectangular. Moreover, it is preferable that content of a nitrogen-containing compound is 2 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of resist polymers. By setting the content of the nitrogen-containing compound within this range, it is possible to reduce the sensitivity deterioration.

また、本発明の化学増幅型レジスト組成物には、有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体を配合することもできる。これらの化合物を含有させることにより、含窒素化合物の配合による感度劣化を防止することができ、また、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などがさらに向上する。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好ましい。
In addition, the chemically amplified resist composition of the present invention may contain an organic carboxylic acid, a phosphorus oxo acid, or a derivative thereof. By containing these compounds, it is possible to prevent sensitivity deterioration due to the compounding of the nitrogen-containing compound, and further improve the resist pattern shape, the stability with time of standing, and the like.
As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are preferable.

リンのオキソ酸、または、その誘導体としては、例えば、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸およびそれらのエステルのような誘導体;ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸およびそれらのエステルのような誘導体;ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸およびそれらのエステルのような誘導体などが挙げられ、中でも、ホスホン酸が好ましい。
これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。
Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include, for example, phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid and derivatives thereof; phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester Phosphonic acids such as phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester, etc. and derivatives thereof; phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their Examples thereof include derivatives such as esters, and among them, phosphonic acid is preferable.
These compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid, or derivatives thereof) may be used alone or in combination of two or more.

これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)の含有量は、選択された化合物の種類などにより適宜決められるが、通常、レジスト用重合体100質量部に対して0.01質量部以上であることが好ましい。これらの化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターン形状をより矩形にすることができる。また、これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)の含有量は、通常、レジスト用重合体100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。これらの化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターンの膜減りを小さくすることができる。
なお、含窒素化合物と有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体との両方を本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有させることもできるし、いずれか片方のみを含有させることもできる。
The content of these compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid, or derivative thereof) is appropriately determined depending on the type of the selected compound and the like. It is preferably 01 parts by mass or more. By setting the content of these compounds within this range, the resist pattern shape can be made more rectangular. Further, the content of these compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid, or a derivative thereof) is usually preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. By reducing the content of these compounds within this range, the film loss of the resist pattern can be reduced.
Note that both the nitrogen-containing compound and the organic carboxylic acid, phosphorus oxoacid, or a derivative thereof can be contained in the chemically amplified resist composition of the present invention, or only one of them can be contained. .

さらに、本発明のレジスト組成物には、必要に応じて、界面活性剤、その他のクエンチャー、増感剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤等の各種添加剤を配合することもできる。これらの添加剤は、当該分野で公知のものであればいずれも使用可能である。また、これらの添加剤の配合量は特に限定されず、適宜決めればよい。
本発明のレジスト用重合体は、金属エッチング用、フォトファブリケーション用、製版用、ホログラム用、カラーフィルター用、位相差フィルム用等のレジスト組成物として使用してもよい。
Furthermore, the resist composition of the present invention may contain various additives such as surfactants, other quenchers, sensitizers, antihalation agents, storage stabilizers, and antifoaming agents as necessary. it can. Any of these additives can be used as long as it is known in the art. Moreover, the compounding quantity of these additives is not specifically limited, What is necessary is just to determine suitably.
The resist polymer of the present invention may be used as a resist composition for metal etching, photofabrication, plate making, hologram, color filter, retardation film and the like.

次に、本発明のパターンが形成された基板の製造方法の一例について説明する。
最初に、パターンを形成するシリコンウエハー等の被加工基板の表面に、本発明のレジスト組成物をスピンコート等により塗布する。そして、このレジスト組成物が塗布された被加工基板は、ベーキング処理(プリベーク)等で乾燥し、基板上にレジスト膜を製造する。
Next, an example of the manufacturing method of the board | substrate with which the pattern of this invention was formed is demonstrated.
First, the resist composition of the present invention is applied to the surface of a substrate to be processed such as a silicon wafer on which a pattern is formed by spin coating or the like. And the to-be-processed board | substrate with which this resist composition was apply | coated is dried by baking processing (prebaking) etc., and a resist film is manufactured on a board | substrate.

次いで、このようにして得られたレジスト膜に、フォトマスクを介して、光を照射する(露光)。露光に用いる光は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、またはEUVエキシマレーザーであることが好ましく、特にArFエキシマレーザーであることが好ましい。また、電子線で露光することも好ましい。
一方で、該レジスト膜と露光装置の最終レンズとの間に、純水やパーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフランやパーフルオロトリアルキルアミンなどの高屈折率液体を介在させた状態で露光する液浸露光を行ってもよい。
Next, the resist film thus obtained is irradiated with light through a photomask (exposure). The light used for exposure is preferably a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an F 2 excimer laser, or an EUV excimer laser, and particularly preferably an ArF excimer laser. It is also preferable to expose with an electron beam.
On the other hand, immersion exposure in which exposure is performed with a high refractive index liquid such as pure water, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, or perfluorotrialkylamine interposed between the resist film and the final lens of the exposure apparatus. May be performed.

露光後、適宜熱処理(露光後ベーク、PEB)し、基板をアルカリ現像液に浸漬し、露光部分を現像液に溶解除去する(現像)。アルカリ現像液は公知のものいずれを用いてもよい。そして、現像後、基板を純水等で適宜リンス処理する。このようにして被加工基板上にレジストパターンが製造される。
そして、レジストパターンが製造された被加工基板は、適宜熱処理(ポストベーク)してレジストを強化し、レジストのない部分を選択的にエッチングする。エッチングを行った後、レジストを剥離剤によって除去することによって、パターンが形成された基板が得られる。
After the exposure, heat treatment is appropriately performed (post-exposure baking, PEB), the substrate is immersed in an alkaline developer, and the exposed portion is dissolved and removed in the developer (development). Any known alkaline developer may be used. Then, after development, the substrate is appropriately rinsed with pure water or the like. In this way, a resist pattern is manufactured on the substrate to be processed.
Then, the processed substrate on which the resist pattern has been manufactured is appropriately heat-treated (post-baked) to strengthen the resist and selectively etch the portion without the resist. After the etching, the resist is removed with a release agent to obtain a substrate on which a pattern is formed.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、各実施例、比較例中「部」とあるのは、特に断りのない限り「質量部」を示す。
また、以下のようにして、レジスト用重合体の共重合性、レジスト用重合体およびレジスト組成物を評価した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, “part” in each example and comparative example means “part by mass” unless otherwise specified.
Moreover, the copolymerizability of the resist polymer, the resist polymer, and the resist composition were evaluated as follows.

1.レジスト用重合体の共重合性評価
<重合時間に対する各構成単位の含有量>
レジスト用重合体の共重合性評価は、各々の重合時間における仕込み単量体量に対する重合溶液中に存在する未反応単量体量を、それぞれの単量体について求め、単量体ごとの消費割合を比較した。
重合溶液中に残存する単量体量は次の方法で求めた。まず、各々の重合時間において、重合反応器から0.5g採取した重合溶液をアセトニトリルで希釈し、メスフラスコを用いて全量を50mLとした。この希釈液を0.2μmのメンブレンフィルターで濾過し、東ソー製高速液体クロマトグラフHPLC−8020(製品名)を用いて、それぞれの未反応単量体量を求めた。
1. Evaluation of copolymerizability of resist polymer <content of each structural unit with respect to polymerization time>
The copolymerization evaluation of the resist polymer is carried out by determining the amount of unreacted monomer present in the polymerization solution with respect to the amount of monomer charged for each polymerization time, and determining the consumption for each monomer. The ratio was compared.
The amount of monomer remaining in the polymerization solution was determined by the following method. First, in each polymerization time, 0.5 g of the polymerization solution collected from the polymerization reactor was diluted with acetonitrile, and the total volume was adjusted to 50 mL using a volumetric flask. This diluted solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the amount of each unreacted monomer was determined using a high performance liquid chromatograph HPLC-8020 (product name) manufactured by Tosoh Corporation.

この測定は、分離カラムはジーエルサイエンス製Inertsil ODS−2(商品名)を1本使用し、移動相は水/アセトニトリルのグラジエント系、流量0.8mL/min、検出器は東ソー製紫外・可視吸光光度計UV−8020(商品名)、検出波長220nm、測定温度40℃、注入量4μLで測定した。なお、分離カラムであるInertsil ODS−2(商品名)は、シリカゲル粒径5μm、カラム内径4.6mm×カラム長さ450mmのものを使用した。また、移動相のグラジエント条件は、A液を水、B液をアセトニトリルとし、下記の通りとした。また、未反応単量体量を定量するために、濃度の異なる3種類の各単量体溶液を標準液として用いた。   In this measurement, a separation column uses one Inertsil ODS-2 (trade name) manufactured by GL Sciences, the mobile phase is a water / acetonitrile gradient system, the flow rate is 0.8 mL / min, and the detector is UV / visible absorption by Tosoh. Measurement was performed with a photometer UV-8020 (trade name), a detection wavelength of 220 nm, a measurement temperature of 40 ° C., and an injection volume of 4 μL. The separation column Inertsil ODS-2 (trade name) used was a silica gel particle diameter of 5 μm, a column inner diameter of 4.6 mm × column length of 450 mm. The gradient conditions of the mobile phase were as follows, with the liquid A being water and the liquid B being acetonitrile. In order to quantify the amount of unreacted monomer, three types of monomer solutions having different concentrations were used as standard solutions.

測定時間0〜3分:A液/B液=90体積%/10体積%
測定時間3〜24分:A液/B液=90体積%/10体積%→50体積%/50体積%
測定時間24〜36.5分:A液/B液=50体積%/50体積%→0体積%/100体積%
測定時間36.5〜44分:A液/B液=0体積%/100体積%
それぞれの単量体について、各重合時間における消費割合が一致するほど共重合性がよいと言える。一方で、単量体の消費割合が、単量体の種類によって大きく異なる場合は、偏った共重合組成比の重合体が生成していると言え、共重合性が悪いと言える。
Measurement time 0 to 3 minutes: A liquid / B liquid = 90 vol% / 10 vol%
Measurement time 3 to 24 minutes: Liquid A / liquid B = 90% by volume / 10% by volume → 50% by volume / 50% by volume
Measurement time: 24 to 36.5 minutes: A liquid / B liquid = 50 vol% / 50 vol% → 0 vol% / 100 vol%
Measurement time: 36.5 to 44 minutes: Liquid A / liquid B = 0 volume% / 100 volume%
About each monomer, it can be said that copolymerization is so good that the consumption ratio in each polymerization time corresponds. On the other hand, when the consumption ratio of the monomer greatly varies depending on the type of the monomer, it can be said that a polymer having a biased copolymer composition ratio is generated, and the copolymerizability is poor.

2.レジスト用重合体の評価
<各構成単位の含有量>
レジスト用重合体の各構成単位の含有量は、1H−NMR測定で求めることができる場合には1H−NMR測定により求め、プロトンピークの重なり等により1H−NMR測定で求めることができない場合には、13C−NMR測定により求めた。
2. Evaluation of resist polymer <content of each structural unit>
If the content of each constituent unit of the resist polymer can be determined by 1 H-NMR measurement, it can be determined by 1 H-NMR measurement, and cannot be determined by 1 H-NMR measurement due to proton peak overlap, etc. Was determined by 13 C-NMR measurement.

1H−NMRの測定は、日本電子(株)製、JNM−GX270型FT−NMR(商品名)を用いて、約5質量%のレジスト用重合体試料の溶液(重水素化クロロホルム溶液または重水素化ジメチルスルホキシド溶液)を直径5mmφの試験管に入れ、観測周波数270MHz、シングルパルスモードにて、64回の積算で行った。なお、測定温度は、重水素化クロロホルムを溶媒とした場合は40℃、重水素化ジメチルスルホキシドを溶媒とした場合は60℃で行った。
13C−NMR測定の場合は、バリアンテクノロジーズ社製、UNITY−INOVA型FT−NMR(商品名)を用いて、約20質量%のレジスト用重合体試料の重水素化ジメチルスルホキシドの溶液を直径5mmφの試験管に入れ、測定温度60℃、観測周波数125MHz、核オーバーハウザー効果(NOE)が除去されたプロトン完全デカップリング法にて、50000回の積算を行う。
The measurement of 1 H-NMR was carried out using JNM-GX270 type FT-NMR (trade name) manufactured by JEOL Ltd., and a resist polymer sample solution (deuterated chloroform solution or deuterium) of about 5% by mass. Hydrogenated dimethyl sulfoxide solution) was put in a test tube having a diameter of 5 mmφ, and the measurement was performed at an observation frequency of 270 MHz and a single pulse mode with 64 integrations. The measurement temperature was 40 ° C. when deuterated chloroform was used as the solvent, and 60 ° C. when deuterated dimethyl sulfoxide was used as the solvent.
In the case of 13 C-NMR measurement, using a UNITY-INOVA type FT-NMR (trade name) manufactured by Varian Technologies, an approximately 20% by mass resist polymer sample solution of deuterated dimethyl sulfoxide has a diameter of 5 mmφ. And 50000 times of integration using a proton complete decoupling method in which the measurement temperature is 60 ° C., the observation frequency is 125 MHz, and the nuclear overhauser effect (NOE) is removed.

<質量平均分子量>
約20mgのレジスト用重合体を5mLのTHFに溶解し、0.5μmメンブレンフィルターで濾過して試料溶液を調製し、この試料溶液を東ソー製ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。この測定は、分離カラムは昭和電工製、Shodex GPC K−805L(商品名)を3本直列にしたものを用い、溶媒はTHF、流量1.0mL/min、検出器は示差屈折計、測定温度40℃、注入量0.1mLで、標準ポリマーとしてポリスチレンを使用して測定した。
<Mass average molecular weight>
About 20 mg of the resist polymer is dissolved in 5 mL of THF, filtered through a 0.5 μm membrane filter to prepare a sample solution, and this sample solution is measured using Tosoh gel permeation chromatography (GPC). did. In this measurement, a separation column is manufactured by Showa Denko, Shodex GPC K-805L (trade name) in series, the solvent is THF, the flow rate is 1.0 mL / min, the detector is a differential refractometer, the measurement temperature Measurements were made using polystyrene as the standard polymer at 40 ° C. and an injection volume of 0.1 mL.

<光線透過率>
製造したレジスト用重合体5部と、溶媒であるPGMEA45部とを混合して均一溶液とした後、孔径0.1μmのメンブレンフィルターで濾過し、重合体組成物溶液を調製した。
調製した重合体組成物溶液を石英ウエハー上にスピンコートし、ホットプレートを用いて120℃、60秒間プリベークを行い、膜厚1μmのレジスト膜を製造した。
石英ウエハー上に製造された重合体薄膜を試料側に、未処理の石英ウエハーを参照側にそれぞれ設置し、島津製作所製紫外・可視吸光光度計UV−3100(商品名)を用いて、波長範囲を192〜194nm、スキャンスピードを中速、サンプリングピッチを自動、スリット幅を2.0にそれぞれ設定して測定を行い、193nmにおける光線透過率を求めた。
<Light transmittance>
5 parts of the produced resist polymer and 45 parts of PGMEA as a solvent were mixed to obtain a uniform solution, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a polymer composition solution.
The prepared polymer composition solution was spin-coated on a quartz wafer and prebaked at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate to produce a resist film having a thickness of 1 μm.
A polymer thin film produced on a quartz wafer is placed on the sample side, and an untreated quartz wafer is placed on the reference side, and a wavelength range using an ultraviolet / visible absorptiometer UV-3100 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. Was measured at 192 to 194 nm, the scan speed was set to medium speed, the sampling pitch was automatically set, and the slit width was set to 2.0, and the light transmittance at 193 nm was obtained.

3.レジスト組成物の評価
製造した重合体を用い、以下のようにしてレジスト組成物を調製して、その性能を評価した。
<レジスト組成物の調製>
製造したレジスト用重合体100部と、光酸発生剤であるトリフェニルスルホニウムトリフレート2部と、溶媒であるPGMEA720部および乳酸エチル180部を混合して均一溶液とした後、孔径0.1μmのメンブレンフィルターで濾過し、レジスト組成物溶液を調製した。
3. Evaluation of Resist Composition Using the produced polymer, a resist composition was prepared as follows, and its performance was evaluated.
<Preparation of resist composition>
100 parts of the prepared resist polymer, 2 parts of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator, 720 parts of PGMEA as a solvent and 180 parts of ethyl lactate were mixed to obtain a uniform solution, and then the pore size was 0.1 μm. It filtered with the membrane filter and prepared the resist composition solution.

<感度>
調製したレジスト組成物溶液をシリコンウエハー上にスピンコートし、ホットプレートを用いて120℃、60秒間プリベークを行い、膜厚0.3μmのレジスト膜を製造した。次いで、ニコン製ArFエキシマレーザー露光機SP−193(製品名)を使用して、露光量を1〜50mJ/cm2の間で18点変化させて露光した後、ホットプレートを用いて110℃、60秒間露光後ベークを行った。
次いで、リソテックジャパン製現像速度アナライザーRDA−790EB(製品名)を用いて、23.5℃に保たれた2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液へ、露光された上記ウエハーを投入し、65秒間保持した。
上記測定にて得られたデータから、抜け始め露光量(Eth)(mJ/cm2)を感度とした。
<Sensitivity>
The prepared resist composition solution was spin-coated on a silicon wafer and prebaked at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate to produce a resist film having a thickness of 0.3 μm. Next, using a Nikon ArF excimer laser exposure machine SP-193 (product name), the exposure was changed by changing 18 points between 1 to 50 mJ / cm 2 and then 110 ° C. using a hot plate. After exposure for 60 seconds, baking was performed.
Next, using the development speed analyzer RDA-790EB (product name) manufactured by Risotech Japan, the exposed wafer was put into a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution kept at 23.5 ° C., Hold for 65 seconds.
From the data obtained by the above measurement, the exposure amount (Eth) (mJ / cm 2 ) at the beginning of loss was defined as the sensitivity.

<実施例1>
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、乳酸エチルを58.2部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
下記式(51)で表されるα−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(以下、GBLMAと言う。)27.20部、
下記式(52)で表される2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(以下、MAdMAと言う。)26.21部、
下記式(53)で表される単量体(以下、BOCNMAと言う。)16.42部、
<Example 1>
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, and a thermometer, 58.2 parts of ethyl lactate was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring.
27.20 parts of α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone (hereinafter referred to as GBLMA) represented by the following formula (51);
26.21 parts of 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane (hereinafter referred to as MAdMA) represented by the following formula (52);
16.42 parts of a monomer represented by the following formula (53) (hereinafter referred to as BOCNMA),

Figure 0005138199
乳酸エチル104.7部、およびジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(以下、DAIBと言う。)2.355部を混合した単量体溶液の入った滴下装置から、該単量体溶液を一定速度で4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、80℃の温度を3時間保持した。
Figure 0005138199
From the dropping apparatus containing a monomer solution in which 104.7 parts of ethyl lactate and 2.355 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (hereinafter referred to as DAIB) were mixed, The solution was dropped into the flask at a constant rate over 4 hours. Then, the temperature of 80 degreeC was hold | maintained for 3 hours.

次いで、得られた反応溶液を1.6Lのメタノール/水=85容量%/15容量%中に攪拌しながら滴下し、淡黄色の析出物(レジスト用重合体Y−1)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、再度、前記反応溶液に対して1.6Lのメタノール/水=90容量%/10容量%へ投入し、撹拌しながら沈殿の洗浄を行った。そして、洗浄後の沈殿を濾別し、減圧下60℃で約40時間乾燥した。得られたレジスト用重合体Y−1の各物性を測定した結果を表5に示した。
また、重合開始後1時間あるいは1.5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表6に示した。
Subsequently, the obtained reaction solution was added dropwise to 1.6 L of methanol / water = 85% by volume / 15% by volume with stirring to obtain a precipitate of a pale yellow precipitate (resist polymer Y-1). . The obtained precipitate was separated by filtration, and again poured into 1.6 L of methanol / water = 90 vol% / 10 vol% with respect to the reaction solution, and the precipitate was washed with stirring. The washed precipitate was filtered off and dried under reduced pressure at 60 ° C. for about 40 hours. Table 5 shows a result obtained by measuring properties of the obtained resist polymer Y-1.
In addition, the polymerization reaction solution was sampled every 1 hour or 1.5 hours after the start of polymerization, and the amount of unreacted monomer was determined to determine the consumption ratio of each monomer. The results are shown in Table 6.

<実施例2>
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、乳酸エチルを50.8部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
GBLMA25.50部、MAdMA24.57部、
下記式(54)で表される単量体(以下、HNMMAと言う。)10.89部、
<Example 2>
A flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, and a thermometer was charged with 50.8 parts of ethyl lactate under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring.
GBLMA 25.50 parts, MAdMA 24.57 parts,
10.89 parts of a monomer represented by the following formula (54) (hereinafter referred to as HNMMA),

Figure 0005138199
乳酸エチル91.4部、およびDAIB2.070部を混合した単量体溶液の入った滴下装置から、該単量体溶液を一定速度で4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、80℃の温度を3時間保持した。
Figure 0005138199
From a dropping device containing a monomer solution in which 91.4 parts of ethyl lactate and 2.070 parts of DAIB were mixed, the monomer solution was dropped into the flask at a constant rate over 4 hours. Then, the temperature of 80 degreeC was hold | maintained for 3 hours.

次いで、得られた反応溶液を1.4Lのメタノール中に攪拌しながら滴下し、淡黄色の析出物(レジスト用重合体Y−2)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、再度、前記反応溶液に対して1.4Lのメタノールへ投入し、撹拌しながら沈殿の洗浄を行った。そして、洗浄後の沈殿を濾別し、減圧下60℃で約40時間乾燥した。得られたレジスト用重合体Y−2の各物性を測定した結果を表5に示した。
また、重合開始後1時間あるいは1.5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表6に示した。
Next, the obtained reaction solution was dropped into 1.4 L of methanol while stirring to obtain a pale yellow precipitate (resist polymer Y-2). The resulting precipitate was separated by filtration, and again poured into 1.4 L of methanol with respect to the reaction solution, and the precipitate was washed while stirring. The washed precipitate was filtered off and dried under reduced pressure at 60 ° C. for about 40 hours. Table 5 shows a result obtained by measuring properties of the obtained resist polymer Y-2.
In addition, the polymerization reaction solution was sampled every 1 hour or 1.5 hours after the start of polymerization, and the amount of unreacted monomer was determined to determine the consumption ratio of each monomer. The results are shown in Table 6.

<比較例1>
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、乳酸エチルを52.9部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
GBLMAを28.05部、MAdMAを27.03部、
下記式(55)で表される単量体(以下、HVNと言う。)8.415部、
<Comparative Example 1>
A flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, and a thermometer was charged with 52.9 parts of ethyl lactate under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring.
GBLMA 28.05 parts, MAdMA 27.03 parts,
8.415 parts of a monomer represented by the following formula (55) (hereinafter referred to as HVN),

Figure 0005138199
乳酸エチルを95.2部、およびDAIBを2.277部を混合した単量体溶液の入った滴下装置から、一定速度で4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、80℃の温度を3時間保持した。
Figure 0005138199
From a dropping device containing a monomer solution in which 95.2 parts of ethyl lactate and 2.277 parts of DAIB were mixed, it was dropped into the flask at a constant rate over 4 hours. Then, the temperature of 80 degreeC was hold | maintained for 3 hours.

以降の操作は、実施例2と同様の操作で、レジスト用重合体B−2を得た。得られたレジスト用重合体B−2の各物性を測定した結果を表5に示した。
また、重合開始後1時間あるいは1.5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表7に示した。
Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 2 to obtain a resist polymer B-2. Table 5 shows a result obtained by measuring properties of the obtained resist polymer B-2.
In addition, the polymerization reaction solution was sampled every 1 hour or 1.5 hours after the start of polymerization, and the amount of unreacted monomer was determined to determine the consumption ratio of each monomer. The results are shown in Table 7.

Figure 0005138199
Figure 0005138199

Figure 0005138199
Figure 0005138199

Figure 0005138199
Figure 0005138199

本発明のレジスト用重合体(実施例1および2)は、共重合性や露光波長における光線透過率に優れていた。また、本発明のレジスト用重合体を用いたレジスト組成物(実施例1および2)は、十分な感度を備えていた。
一方、構成単位(A)を含有しない比較例1のレジスト用重合体は露光波長における光線透過率が劣っていた。
The resist polymer of the present invention (Examples 1 and 2) was excellent in copolymerizability and light transmittance at the exposure wavelength. Moreover, the resist composition (Examples 1 and 2) using the resist polymer of the present invention had sufficient sensitivity.
On the other hand, the resist polymer of Comparative Example 1 containing no structural unit (A) was inferior in light transmittance at the exposure wavelength.

<実施例3>
実施例2で製造したレジスト用重合体Y−2について、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性を評価するために、レジスト組成物が溶解した現像液の粒径分布(水で希釈する前の現像液の粒径分布)およびレジスト組成物が溶解した現像液を水で希釈した溶液の粒径分布(水で希釈する後の現像液の粒径分布)を求めた。
装置は大塚電子製濃厚系粒径アナラーザーFPAR−1000(高感度タイプ)(商品名)を用いた。測定温度を25℃、測定時間を120秒とした。
また、データ処理方法は、粒子径10nm〜100000nm(=100μm)の範囲で、マルカッド法を用いて行った。
<Example 3>
For the resist polymer Y-2 produced in Example 2, in order to evaluate the solubility of the exposed resist polymer in the developer, the particle size distribution of the developer in which the resist composition was dissolved (with water) The particle size distribution of the developer before dilution) and the particle size distribution of a solution obtained by diluting the developer in which the resist composition was dissolved with water (particle size distribution of the developer after dilution with water) were determined.
The apparatus used was a dense particle size analyzer FPAR-1000 (high sensitivity type) (trade name) manufactured by Otsuka Electronics. The measurement temperature was 25 ° C. and the measurement time was 120 seconds.
Moreover, the data processing method was performed using the Marquad method in the range of a particle diameter of 10 nm to 100,000 nm (= 100 μm).

水で希釈する前の現像液の粒径分布と、水で希釈した後の現像液の粒径分布が、同じような分布である場合は、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性が良好であることを表しており、これまでの検討から、このような場合には、ディフェクトなどの現像欠陥が少ないことを見出している。
一方、水で希釈する前の現像液の粒径分布と比較して、水で希釈した後の現像液の粒径分布が、大粒径側にピークが出現したり、あるいは大粒径側のピーク面積の割合が相対的に大きくなったりした場合は、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性が悪いことを表しており、これまでの検討から、このような場合には、ディフェクトなどの現像欠陥が多いことを見出している。
したがって、水で希釈する前の現像液の粒径分布と水で現像した後の粒径分布を比較することによって、ディフェクトなどの現像欠陥を予想することができる。
If the particle size distribution of the developer before diluting with water is the same as the particle size distribution of the developer after diluting with water, dissolve the exposed resist polymer in the developer. In this case, it has been found that there are few development defects such as defects.
On the other hand, compared to the particle size distribution of the developer before diluting with water, the particle size distribution of the developer after diluting with water shows a peak on the large particle size side or When the ratio of the peak area is relatively large, it means that the solubility of the exposed resist polymer in the developer is poor, and from the above examination, in such a case, It has been found that there are many development defects such as defects.
Therefore, development defects such as defects can be predicted by comparing the particle size distribution of the developer before diluting with water and the particle size distribution after developing with water.

具体的な測定方法は、実施例2で調製したレジスト組成物溶液を6インチのシリコンウエハー上にスピンコートし、ホットプレートを用いて120℃、60秒間プリベークを行い、膜厚0.3μmのレジスト膜を製造した。
次いで、アズワン製ハンディーUVランプSUV−4(商品名)(波長254nm)を用いて、照射面とウエハーの間隔を5cmに設定し、20秒間露光した後、ホットプレートを用いて110℃、60秒間露光後ベークを行った。
そして、23℃に保たれた2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液100部の入ったガラスシャーレの中へ、レジスト膜が製膜されたシリコンウエハーを60秒間浸漬し、現像処理した。
上記の現像液を用いて、上記と同じ条件でレジスト膜の製膜、加熱処理、露光、現像を繰り返し、15枚のレジスト膜が製膜されたシリコンウエハーを現像し、重合体Y−2が溶解した現像液G−1を調製した。
Specifically, the resist composition solution prepared in Example 2 was spin-coated on a 6-inch silicon wafer, pre-baked at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate, and a 0.3 μm-thick resist. A membrane was produced.
Next, using an as-one handy UV lamp SUV-4 (trade name) (wavelength 254 nm), the distance between the irradiated surface and the wafer was set to 5 cm, exposed for 20 seconds, and then heated at 110 ° C. for 60 seconds using a hot plate. Post-exposure baking was performed.
Then, the silicon wafer on which the resist film was formed was immersed for 60 seconds in a glass petri dish containing 100 parts of an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide kept at 23 ° C., and developed.
Using the above developer, resist film formation, heat treatment, exposure, and development are repeated under the same conditions as described above to develop a silicon wafer on which 15 resist films have been formed. A dissolved developer G-1 was prepared.

上記操作で調製した現像液G−1と、現像液G−1の10質量%水溶液の粒径分布測定を実施した結果を図1に示す。
レジスト用重合体Y−2を用いたレジスト組成物を露光することで得られた現像液は、水で希釈する前の粒径分布と水で希釈した後の粒径分布とで、ほぼ同じような分布であった。そのため、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性が良好であり、ディフェクトなどの現像欠陥が少ないことが予想される。
FIG. 1 shows the results of particle size distribution measurement of the developer G-1 prepared by the above operation and a 10% by mass aqueous solution of the developer G-1.
The developer obtained by exposing the resist composition using the resist polymer Y-2 is almost the same in the particle size distribution before dilution with water and the particle size distribution after dilution with water. Distribution. Therefore, it is expected that the exposed resist polymer has good solubility in a developing solution, and there are few development defects such as defects.

<比較例2>
レジスト用重合体を比較例1で製造したもの(重合体B−2)へ変更した以外は、実施例3と同様にして現像液F−1を調製した。
そして、現像液F−1と、現像液F−1の10質量%水溶液の粒径分布測定を実施した結果を図2に示す。
<Comparative example 2>
A developer F-1 was prepared in the same manner as in Example 3 except that the resist polymer was changed to that produced in Comparative Example 1 (Polymer B-2).
And the result of having implemented the particle size distribution measurement of the developing solution F-1 and the 10 mass% aqueous solution of the developing solution F-1 is shown in FIG.

<参考例1>
下記式(61)の化合物(式(55)の単量体を用いて重合して得られる構成単位のモデル構造)のモル吸光定数(1/モル・cm)を富士通製計算化学ソフトCAChe(製品名)を用いて計算した。
<Reference Example 1>
The molar absorption constant (1 / mol · cm) of the compound of the following formula (61) (model structure of the structural unit obtained by polymerization using the monomer of formula (55)) is calculated by Fujitsu's computational chemistry software CAChe (product) Name).

Figure 0005138199
Figure 0005138199

具体的には、式(61)のモル吸光定数は、式(61)を構成する原子および原子間の結合種(単結合、二重結合、三重結合等の結合の種類)を二次元情報として入力するモデリングを行い、その二次元情報から、PM3法により、原子間のポテンシャルエネルギーが最小になるように原子および結合種を三次元的に配置する構造最適化を行う。そして、ZINDO−CI PM3法により、構造最適化された各原子間の紫外−可視領域のモル吸光定数を計算し、全波長領域で総和することで、任意の波長におけるモル吸光定数を求めることができる。モル吸光定数が小さいほど、その波長における光線透過率が良好であることを示す。   Specifically, the molar absorption constant of the formula (61) is obtained by using the atoms constituting the formula (61) and the bond type (a bond type such as a single bond, a double bond, and a triple bond) as a two-dimensional information. The input modeling is performed, and the structure optimization is performed based on the two-dimensional information by arranging the atoms and bond species in three dimensions so that the potential energy between atoms is minimized by the PM3 method. Then, by calculating the molar absorption constant in the ultraviolet-visible region between each atom whose structure is optimized by the ZINDO-CI PM3 method and summing up in all wavelength regions, the molar absorption constant at an arbitrary wavelength can be obtained. it can. The smaller the molar absorption constant, the better the light transmittance at that wavelength.

富士通製計算化学ソフトCAChe(製品名)によるPM3法の構造最適化の具体的な操作方法は、富士通製計算化学ソフトCAChe(製品名)のWorkspace画面上で構成単位のモデリングを行った後、「Experiment」のプルダウンメニューから「New」を選択し、新たに現れた画面において、「Proparty of:」の項目は「chemical sample」を、「Proparty:」の項目は「optimized geometry」を、「Using:」の項目は「PM3 geometry」をそれぞれ選択した後、「Start」を選択することであり、この操作によって構造最適化をすることができる。   The specific operation method of the structure optimization of the PM3 method by the Fujitsu computational chemistry software CAChe (product name) is as follows. After modeling the structural unit on the Workspace screen of the Fujitsu computational chemistry software CAChe (product name), Select “New” from the pull-down menu of “Experiment”, and in the newly appearing screen, the item “Profession of ::” is “chemical sample”, the item “Property:” is “optimized geometry”, and “Usage: The item “” is to select “Start” after selecting “PM3 geometry”, and the structure can be optimized by this operation.

そして、ZINDO−CI PM3法によるモル吸光定数を求めるための具体的な操作方法は、上記PM3による構造最適化をした状態で、「Experiment」のプルダウンメニューから「New」を選択し、新たに現れた画面において、「Proparty of:」の項目は「chemical sample」を、「Proparty:」の項目は「UV−visible transitions」を、「Using:」の項目は「ZINDO−CI at PM3 geometry」をそれぞれ選択した後、「Start」を選択することであり、さらに計算終了後、「Analize」のプルダウンメニューから「UV−visible transitions」を選択することで表示される紫外−可視吸収スペクトルにおいて、193nmでのモル吸光定数を求めることができる。
上記操作の結果、式(61)の化合物の193nmにおけるモル吸光定数は、600(1/モル・cm)であった。
A specific operation method for obtaining the molar extinction constant according to the ZINDO-CI PM3 method is to appear newly by selecting “New” from the pull-down menu of “Experiment” with the structure optimized by the PM3. In the screen, the item “Profession of:” is “chemical sample”, the item “Property:” is “UV-visible transitions”, and the item “Using:” is “ZINDO-CI at PM3 geometry”. In the ultraviolet-visible absorption spectrum displayed by selecting “Start” after selecting, and selecting “UV-visible transitions” from the “Analyze” pull-down menu after completing the calculation. It can be determined molar extinction constant at 193 nm.
As a result of the above operation, the molar absorption constant at 193 nm of the compound of the formula (61) was 600 (1 / mol · cm).

<参考例2>
下記式(62)の化合物(式(8−1)の単量体を用いて重合して得られる構成単位のモデル構造)の、193nmにおけるモル吸光定数(1/モル・cm)を、実施例3と同様に、富士通製計算化学ソフトCAChe(製品名)を用いて計算した結果、800(1/モル・cm)であった。
<Reference Example 2>
The molar absorption constant (1 / mol · cm) at 193 nm of the compound of the following formula (62) (model structure of the structural unit obtained by polymerization using the monomer of the formula (8-1)) As in the case of No. 3, the result of calculation using Fujitsu's computational chemistry software CAChe (product name) was 800 (1 / mol · cm).

Figure 0005138199
Figure 0005138199

前記式(61)で表されるモデル化合物の193nmにおけるモル吸光係数(600(1/モル・cm))と、このモデル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体Y−2(実施例2)の193nm光線透過率の結果を勘案すると、前記式(62)で表されるモデル化合物(193nmにおけるモル吸光係数=800(1/モル・cm))に対応する構成単位を有する重合体も、193nmにおける光線透過率が良好であると予想され、レジスト組成物として用いた場合の感度あるいは解像度が良好であることが予想される。   Polymer for resist Y-2 having a molar absorption coefficient (600 (1 / mol · cm)) at 193 nm of the model compound represented by the formula (61) and a structural unit corresponding to this model compound (Example 2) ), The polymer having a structural unit corresponding to the model compound represented by the formula (62) (molar extinction coefficient at 193 nm = 800 (1 / mol · cm)) The light transmittance at 193 nm is expected to be good, and the sensitivity or resolution when used as a resist composition is expected to be good.

しかし、前記式(62)で表されるモデル化合物のモル吸光係数は、前記式(61)で表されるモデル化合物のモル吸光係数よりも大きいため、前記式(61)で表されるモデル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体Y−2(実施例2)と、前記式(62)で表されるモデル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体を比較すると、レジスト用重合体Y−2の方が、レジスト組成物として用いた場合の感度あるいは解像度がより優れていると予想される。   However, since the molar extinction coefficient of the model compound represented by the formula (62) is larger than the molar extinction coefficient of the model compound represented by the formula (61), the model compound represented by the formula (61) When the resist polymer Y-2 (Example 2) having a structural unit corresponding to is compared with the resist polymer having a structural unit corresponding to the model compound represented by the formula (62), the resist weight The combined Y-2 is expected to have better sensitivity or resolution when used as a resist composition.

現像液G−1の粒径分布(実施例3)Particle size distribution of developer G-1 (Example 3) 現像液F−1の粒径分布(比較例2)Particle size distribution of developer F-1 (Comparative Example 2)

Claims (5)

下記式(1−3)に示すナフタレン骨格を有する構成単位(ただし、下記式(A)〜()の構造を除く)を含有する、酸の作用により分解するレジスト用重合体からなるレジスト材料。
Figure 0005138199
(式(1−3)中、R10は水素原子またはメチル基を表し、Gは−C(=O)−O−、−O−、または−O−C(=O)−のいずれかを表す。g3は0または1である。Yは、−C(=O)−OH、−OH、−C(=O)−OR13、または、−OR13を表し、R13は炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。また、L1’は、炭素数1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、この2価の炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。)
Figure 0005138199
(式(A)〜(D)中、Rは水素原子又は酸不安定基を表す。)
Resist material comprising a resist polymer that decomposes by the action of an acid, containing a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-3) (excluding the structures of the following formulas (A) to ( D )) .
Figure 0005138199
(In the formula (1-3), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, and G represents either —C (═O) —O—, —O—, or —O—C (═O) —. G3 represents 0 or 1. Y represents —C (═O) —OH, —OH, —C (═O) —OR 13 , or —OR 13 , and R 13 represents 1 to 1 carbon atoms. 20 represents a straight-chain, branched or cyclic hydrocarbon group, and this hydrocarbon group may have a hetero atom, and L 1 ′ is a straight-chain, branched or Represents a cyclic divalent hydrocarbon group, and this divalent hydrocarbon group may have a hetero atom.)
Figure 0005138199
(In formulas (A) to (D), R represents a hydrogen atom or an acid labile group.)
前記式(1−3)中、Gが−C(=O)−O−であり、g3が0であり、L1’がL1”であり、したがってレジスト用重合体が下記式(1−4)に示すナフタレン骨格を有する構成単位(ただし、下記式(A)〜()の構造を除く)を含有する、請求項1記載の酸の作用により分解するレジスト用重合体からなるレジスト材料。
Figure 0005138199
(式(1−4)中、R10は水素原子またはメチル基を表す。Yは、−C(=O)−OH、−OH、−C(=O)−OR13、または、−OR13を表し、R13は炭素数1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はヘテロ原子を有していてもよい。また、L1”は炭素数1〜4の直鎖炭化水素基を表す。)
Figure 0005138199
(式(A)〜(D)中、Rは水素原子又は酸不安定基を表す。)
In the formula (1-3), G is —C (═O) —O—, g3 is 0, and L 1 ′ is L 1 ″. Therefore, the resist polymer is represented by the following formula (1- 4. A resist material comprising a resist polymer that decomposes by the action of an acid according to claim 1, comprising a structural unit having a naphthalene skeleton shown in 4) (excluding the structures of the following formulas (A) to ( D )): .
Figure 0005138199
(In Formula (1-4), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group. Y represents —C (═O) —OH, —OH, —C (═O) —OR 13 , or —OR 13. R 13 represents a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and this hydrocarbon group may have a hetero atom. L 1 ″ represents 1 carbon atom. Represents a linear hydrocarbon group of ˜4.)
Figure 0005138199
(In formulas (A) to (D), R represents a hydrogen atom or an acid labile group.)
前記式(1−4)中、Yがヒドロキシル基であり、したがってレジスト用重合体が下記式(1−5)に示すナフタレン骨格を有する構成単位(ただし、下記式(A)〜()の構造を除く)を含有する、請求項2記載の酸の作用により分解するレジスト用重合体からなるレジスト材料。
Figure 0005138199
(式(1−5)中、R10は水素原子またはメチル基を表し、L1”は炭素数1〜4の直鎖炭化水素基を表す。)
Figure 0005138199
(式(A)〜(D)中、Rは水素原子又は酸不安定基を表す。)
In the formula (1-4), Y is a hydroxyl group, and therefore the resist polymer has a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-5) (however, the following formulas (A) to ( D )): A resist material comprising a resist polymer that decomposes by the action of an acid according to claim 2, which contains a structure).
Figure 0005138199
(In formula (1-5), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, and L 1 ″ represents a straight-chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.)
Figure 0005138199
(In formulas (A) to (D), R represents a hydrogen atom or an acid labile group.)
請求項1〜3のいずれかに記載のレジスト材料を含有するレジスト組成物。   The resist composition containing the resist material in any one of Claims 1-3. 請求項4に記載のレジスト組成物を被加工基板上に塗布する工程と、250nm以下の波長の光で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを含むパターンが形成された基板の製造方法。   A substrate on which a pattern including a step of applying the resist composition according to claim 4 on a substrate to be processed, a step of exposing with light having a wavelength of 250 nm or less, and a step of developing using a developer is formed. Production method.
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