JP5707699B2 - Method for producing polymer, method for producing resist composition, and method for producing substrate - Google Patents

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Description

本発明は重合体の製造方法、該製造方法により得られるリソグラフィー用重合体、該リソグラフィー用重合体を用いたレジスト組成物、および該レジスト組成物を用いて、パターンが形成された基板を製造する方法に関する。   The present invention provides a method for producing a polymer, a polymer for lithography obtained by the production method, a resist composition using the polymer for lithography, and a substrate on which a pattern is formed using the resist composition. Regarding the method.

半導体素子、液晶素子等の製造工程においては、近年、リソグラフィーによるパターン形成の微細化が急速に進んでいる。微細化の手法としては、照射光の短波長化がある。
最近では、KrFエキシマレーザー(波長:248nm)リソグラフィー技術が導入され、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及びEUV(波長:13.5nm)リソグラフィー技術が研究されている。
また、例えば、照射光の短波長化およびパターンの微細化に好適に対応できるレジスト組成物として、酸の作用により酸脱離性基が脱離してアルカリ可溶性となる重合体と、光酸発生剤とを含有する、いわゆる化学増幅型レジスト組成物が提唱され、その開発および改良が進められている。
In the manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal elements, etc., in recent years, pattern formation by lithography has been rapidly miniaturized. As a technique for miniaturization, there is a reduction in wavelength of irradiation light.
Recently, KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) lithography technology has been introduced, and ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography technology and EUV (wavelength: 13.5 nm) lithography technology for further shortening the wavelength have been studied. .
Further, for example, as a resist composition that can suitably cope with a shorter wavelength of irradiation light and a finer pattern, a polymer in which an acid-eliminable group is eliminated by the action of an acid and becomes alkali-soluble, and a photoacid generator A so-called chemically amplified resist composition containing the above has been proposed, and its development and improvement are underway.

ArFエキシマレーザーリソグラフィーにおいて用いられる化学増幅型レジスト用重合体としては、波長193nmの光に対して透明なアクリル系重合体が注目されている。
例えば下記特許文献1には、単量体として、(A)ラクトン環を有する脂環式炭化水素基がエステル結合している(メタ)アクリル酸エステル、(B)酸の作用により脱離可能な基がエステル結合している(メタ)アクリル酸エステル、および(C)極性の置換基を有する炭化水素基または酸素原子含有複素環基がエステル結合している(メタ)アクリル酸エステルを用いてなるリソグラフィー用の共重合体が記載されている。
As a chemically amplified resist polymer used in ArF excimer laser lithography, an acrylic polymer that is transparent to light having a wavelength of 193 nm has attracted attention.
For example, in the following Patent Document 1, (A) (meth) acrylic acid ester in which an alicyclic hydrocarbon group having a lactone ring is ester-bonded and (B) an acid can be eliminated as a monomer. (Meth) acrylic acid ester having an ester bond, and (C) a (meth) acrylic acid ester having a polar substituent and a hydrocarbon group or oxygen atom-containing heterocyclic group bonded to each other. Copolymers for lithography are described.

レジストパターンの微細化に伴って、リソグラフィー用重合体の品質への要求も厳しくなっている。例えば、重合過程で生成する微量の高分子量成分(ハイポリマー)は、リソグラフィー用重合体のレジスト用溶媒への溶解性やアルカリ現像液への溶解性の低下の原因となり、その結果レジスト組成物の感度が低下する。
下記特許文献2では、かかるハイポリマーの生成を抑える方法として、重合性モノマーを含有する溶液と、重合開始剤を含有する溶液とを、各々独立した貯槽に保持し、重合開始剤を、重合性モノマーよりも先に重合系内に供給する方法が提案されている。
With the miniaturization of resist patterns, the demands on the quality of lithography polymers are becoming stricter. For example, a very small amount of high molecular weight component (high polymer) produced in the polymerization process causes a decrease in the solubility of the lithography polymer in the resist solvent and the solubility in the alkali developer, and as a result, the resist composition Sensitivity decreases.
In the following Patent Document 2, as a method of suppressing the formation of such a high polymer, a solution containing a polymerizable monomer and a solution containing a polymerization initiator are held in independent storage tanks, and the polymerization initiator is polymerized. A method has been proposed in which the monomer is supplied into the polymerization system before the monomer.

特開2002−145955号公報JP 2002-145955 A 特開2004−269855号公報JP 2004-269855 A

しかしながら、上記特許文献2に記載されている方法では、リソグラフィー用重合体の溶解性、またはレジスト組成物の感度が充分に改善されない場合がある。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、共重合体における分子量のばらつきを改善でき、溶媒への溶解性、およびレジスト組成物に用いたときの感度を向上できる重合体の製造方法、該製造方法により得らリソグラフィー用重合体、該リソグラフィー用重合体を用いたレジスト組成物、および該レジスト組成物を用いて、パターンが形成された基板を製造する方法を提供することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 2 may not sufficiently improve the solubility of the polymer for lithography or the sensitivity of the resist composition.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can improve the dispersion of the molecular weight in the copolymer, improve the solubility in a solvent and the sensitivity when used in a resist composition, An object of the present invention is to provide a lithographic polymer obtained by the production method, a resist composition using the lithographic polymer, and a method for producing a substrate on which a pattern is formed using the resist composition.

前記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、反応器内に単量体および重合開始剤を滴下しながら、該反応器内で2種以上の単量体α〜α(ただし、nは2以上の整数を表す。)を重合して、構成単位α’〜α’(ただし、α’〜α’は単量体α〜αからそれぞれ導かれる構成単位を表す。)からなる重合体(P)を得る重合工程を有し、前記単量体が(メタ)アクリル酸エステルであり、前記重合開始剤が、アゾ化合物であるラジカル重合開始剤であり、前記反応器内に、前記重合開始剤を滴下する前または該重合開始剤の滴下開始と同時に、該反応器内に、前記単量体α〜αを含有する単量体溶液を供給開始し、前記重合開始剤の滴下開始から前記単量体溶液の滴下終了までを基準時間とするとき、該基準時間が2時間以上であり、前記重合開始剤の全供給量を前記基準時間で除した値を平均供給速度Vjとするとき、前記基準時間の0%からj%(jは5〜20)までの期間を、前記平均供給速度Vjよりも高速で重合開始剤を滴下する重合開始剤の高速供給期間とし、前記単量体の全供給量を前記基準時間で除した値を平均供給速度Vkとするとき、前記基準時間の0%からk%(kは0〜20)までの期間を、前記平均供給速度Vkよりも高速で前記単量体α〜αを供給する単量体の高速供給期間とし、前記重合開始剤の滴下開始から30分後、1時間後、および2時間後における、反応器内の重合体の重量平均分子量の値が、いずれも反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量の80〜120%となるように、前記重合開始剤の高速供給期間に、前記重合開始剤の全供給量のうちの30〜90質量%を前記反応器内に供給し、前記単量体の高速供給期間に前記単量体の全供給量のうちの2〜50質量%を前記反応器内に供給する重合体の製造方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the first aspect of the present invention is the addition of two or more monomers α 1 to α n in the reactor while dropping the monomer and the polymerization initiator in the reactor. (Wherein n represents an integer of 2 or more) is polymerized to form structural units α ′ 1 to α ′ n (where α ′ 1 to α ′ n are derived from monomers α 1 to α n , respectively). A radical polymerization initiator comprising a polymerization step of obtaining a polymer (P) comprising a structural unit), wherein the monomer is a (meth) acrylic acid ester , and the polymerization initiator is an azo compound. A monomer solution containing the monomers α 1 to α n in the reactor before the polymerization initiator is dropped into the reactor or simultaneously with the start of dropping of the polymerization initiator. When the reference time starts from the start of dropping the polymerization initiator to the end of the dropping of the monomer solution, the reference time Is a value obtained by dividing the total supply amount of the polymerization initiator by the reference time as an average supply rate Vj, from 0% to j% (j is 5 to 20) of the reference time The period is a high-speed supply period of the polymerization initiator in which the polymerization initiator is dropped at a speed higher than the average supply speed Vj, and a value obtained by dividing the total supply amount of the monomer by the reference time is the average supply speed Vk. In the period from 0% to k% (k is 0 to 20) of the reference time, the monomer α 1 to α n is supplied at a higher speed than the average supply speed Vk. The weight average molecular weight value of the polymer in the reactor at 30 minutes, 1 hour, and 2 hours after the start of dropping of the polymerization initiator is the polymer (P ) Of the polymerization initiator so as to be 80 to 120% of the weight average molecular weight of 30 to 90% by mass of the total supply amount of the polymerization initiator is supplied into the reactor during the fast supply period, and the total supply amount of the monomer is supplied during the high-speed supply period of the monomer. It is a manufacturing method of the polymer which supplies 2-50 mass% in the said reactor.

発明の第の態様は、第1の態様において、前記重合開始剤の高速供給期間の終了後は、重合開始剤を一定速度で滴下し、かつ前記単量体の高速供給期間の終了後は、前記単量体を一定速度で滴下する重合体の製造方法である。
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様において、前記重合体(P)がリソグラフィー用重合体である、重合体の製造方法である。

According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, after the completion of the high-speed supply period of the polymerization initiator, the polymerization initiator is dropped at a constant rate, and after the completion of the high-speed supply period of the monomer. Is a method for producing a polymer in which the monomer is dropped at a constant rate.
A third aspect of the present invention is a method for producing a polymer according to the first or second aspect, wherein the polymer (P) is a polymer for lithography.

本発明の第4の態様は、本発明の製造方法でリソグラフィー用重合体を製造する工程と、得られたリソグラフィー用重合体、レジスト溶媒、および活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を混合する工程を有するレジスト組成物の製造方法である。
本発明の第の態様は、本発明の製造方法でレジスト組成物を製造する工程と得られたレジスト組成物を基板の被加工面上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、該レジスト膜に対して、露光する工程と、露光されたレジスト膜を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である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a step of producing a lithographic polymer by the production method of the present invention, and the obtained lithographic polymer, a resist solvent, and a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. It is a manufacturing method of the resist composition which has the process to mix .
A fifth aspect of the present invention includes a step of producing a resist composition by the production method of the present invention, a step of coating the obtained resist composition on a work surface of a substrate to form a resist film, It is a method for manufacturing a substrate on which a pattern is formed, which includes a step of exposing a resist film and a step of developing the exposed resist film using a developer.

本発明の重合体の製造方法によれば、分子量のばらつきを改善でき、溶媒への溶解性、およびレジスト組成物に用いたときの感度を向上できる、重合体が得られる。
本発明のリソグラフィー用重合体は、分子量のばらつきが改善され、溶媒への溶解性が良好であり、レジスト組成物に用いたときに高い感度が得られる。
本発明のレジスト組成物は、化学増幅型であり、レジスト溶媒への溶解性が優れ、感度に優れる。
本発明の基板の製造方法によれば、高精度の微細なレジストパターンを安定して形成できる。
According to the method for producing a polymer of the present invention, it is possible to obtain a polymer that can improve variation in molecular weight, improve solubility in a solvent, and sensitivity when used in a resist composition.
The lithographic polymer of the present invention has improved molecular weight variation, good solubility in a solvent, and high sensitivity when used in a resist composition.
The resist composition of the present invention is a chemically amplified type, has excellent solubility in a resist solvent, and is excellent in sensitivity.
According to the substrate manufacturing method of the present invention, a highly accurate fine resist pattern can be stably formed.

参考例1の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of Reference Example 1. 参考例1の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of Reference Example 1. 実施例1の結果を示すグラフである。3 is a graph showing the results of Example 1. 実施例1の結果を示すグラフである。3 is a graph showing the results of Example 1. 実施例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 2. 実施例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 2. 参考例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Reference Example 2. 参考例2の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Reference Example 2. 実施例3の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 3. 実施例3の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 3.

本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリロイルオキシ」は、アクリロイルオキシまたはメタクリロイルオキシを意味する。
本発明における重合体の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより、ポリスチレン換算で求めた値である。
In the present specification, “(meth) acrylic acid” means acrylic acid or methacrylic acid, and “(meth) acryloyloxy” means acryloyloxy or methacryloyloxy.
The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer in the present invention are values obtained by gel permeation chromatography in terms of polystyrene.

<重合体(P)>
本発明の重合体(P)は構成単位α’〜α’(ただし、α’〜α’は単量体α〜αからそれぞれ導かれる構成単位を表す。nは2以上の整数を表す。)からなる。nの上限は、本発明による効果が得られやすい点で6以下が好ましい。特に重合体(P)がレジスト用重合体である場合には、5以下がより好ましく、4以下がさらに好ましい。
例えば、n=3である場合は、重合体(P)は構成単位α’、α’、α’からなる三元系重合体P(α’/α’/α’)であり、n=4の場合は、構成単位α’、α’、α’、α’からなる四元系重合体P(α’/α’/α’/α’)である。
<Polymer (P)>
The polymer (P) of the present invention is a structural unit α ′ 1 to α ′ n (where α ′ 1 to α ′ n represent structural units derived from the monomers α 1 to α n , respectively, where n is 2 or more. Represents an integer of. The upper limit of n is preferably 6 or less in that the effect of the present invention can be easily obtained. In particular, when the polymer (P) is a resist polymer, 5 or less is more preferable, and 4 or less is more preferable.
For example, when n = 3, the polymer (P) is a ternary polymer P (α ′ 1 / α ′ 2 / α ′ 3 ) composed of structural units α ′ 1 , α ′ 2 and α ′ 3. And when n = 4, the quaternary polymer P (α ′ 1 / α ′ 2 / α ′ 3 / α ′ consisting of structural units α ′ 1 , α ′ 2 , α ′ 3 , α ′ 4) 4 ).

重合体(P)の用途は特に限定されない。例えば、リソグラフィー工程に用いられるリソグラフィー用重合体が好ましい。リソグラフィー用重合体としては、レジスト膜の形成に用いられるレジスト用重合体、レジスト膜の上層に形成される反射防止膜(TARC)、またはレジスト膜の下層に形成される反射防止膜(BARC)の形成に用いられる反射防止膜用重合体、ギャップフィル膜の形成に用いられるギャップフィル膜用重合体、トップコート膜の形成に用いられるトップコート膜用重合体が挙げられる。
リソグラフィー用重合体の重量平均分子量(Mw)は1,000〜200,000が好ましく、2,000〜40,000がより好ましい。分子量分布(Mw/Mn)は1.0〜10.0が好ましく、1.1〜4.0がより好ましい。
The application of the polymer (P) is not particularly limited. For example, a polymer for lithography used in the lithography process is preferable. As a polymer for lithography, a resist polymer used for forming a resist film, an antireflection film (TARC) formed on the upper layer of the resist film, or an antireflection film (BARC) formed on the lower layer of the resist film. Examples thereof include a polymer for antireflection film used for forming, a polymer for gap fill film used for forming a gap fill film, and a polymer for top coat film used for forming a top coat film.
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer for lithography is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 2,000 to 40,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 10.0, and more preferably 1.1 to 4.0.

重合体(P)の構成単位は、特に限定されず、用途および要求特性に応じて適宜選択される。
レジスト用重合体は、酸脱離性基を有する構成単位および極性基を有する構成単位を有することが好ましく、この他に、必要に応じて公知の構成単位を有していてもよい。
レジスト用重合体の重量平均分子量(Mw)は1,000〜100,000が好ましく、3,000〜30,000がより好ましい。分子量分布(Mw/Mn)は1.0〜3.0が好ましく、1.1〜2.5がより好ましい。
The structural unit of the polymer (P) is not particularly limited, and is appropriately selected according to the use and required characteristics.
The resist polymer preferably has a structural unit having an acid-eliminable group and a structural unit having a polar group. In addition, the resist polymer may have a known structural unit if necessary.
The weight average molecular weight (Mw) of the resist polymer is preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 3,000 to 30,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably from 1.0 to 3.0, more preferably from 1.1 to 2.5.

反射防止膜用重合体は、例えば、吸光性基を有する構成単位を有するとともに、レジスト膜との混合を避けるため、硬化剤などと反応して硬化可能なアミノ基、アミド基、ヒドロキシル基、エポキシ基等の反応性官能基を有する構成単位を含むことが好ましい。
吸光性基とは、レジスト組成物中の感光成分が感度を有する波長領域の光に対して、高い吸収性能を有する基であり、具体例としては、アントラセン環、ナフタレン環、ベンゼン環、キノリン環、キノキサリン環、チアゾール環等の環構造(任意の置換基を有していてもよい。)を有する基が挙げられる。特に、照射光として、KrFレーザ光が用いられる場合には、アントラセン環又は任意の置換基を有するアントラセン環が好ましく、ArFレーザ光が用いられる場合には、ベンゼン環又は任意の置換基を有するベンゼン環が好ましい。
上記任意の置換基としては、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシ基、カルボニル基、エステル基、アミノ基、又はアミド基等が挙げられる。
特に、吸光性基として、保護された又は保護されていないフェノール性水酸基を有する反射防止膜用重合体が、良好な現像性・高解像性の観点から好ましい。
上記吸光性基を有する構成単位・単量体として、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、p−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
The polymer for an antireflection film has, for example, a structural unit having a light absorbing group and an amino group, an amide group, a hydroxyl group, an epoxy that can be cured by reacting with a curing agent in order to avoid mixing with a resist film. It is preferable to include a structural unit having a reactive functional group such as a group.
The light-absorbing group is a group having high absorption performance with respect to light in a wavelength region where the photosensitive component in the resist composition is sensitive. Specific examples include an anthracene ring, naphthalene ring, benzene ring, quinoline ring. , A group having a ring structure (optionally substituted) such as a quinoxaline ring and a thiazole ring. In particular, when KrF laser light is used as irradiation light, an anthracene ring or an anthracene ring having an arbitrary substituent is preferable, and when ArF laser light is used, a benzene ring or a benzene having an arbitrary substituent A ring is preferred.
Examples of the optional substituent include a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a carboxy group, a carbonyl group, an ester group, an amino group, and an amide group.
In particular, a polymer for an antireflection film having a protected or unprotected phenolic hydroxyl group as a light-absorbing group is preferable from the viewpoint of good developability and high resolution.
Examples of the structural unit / monomer having the light-absorbing group include benzyl (meth) acrylate and p-hydroxyphenyl (meth) acrylate.

ギャップフィル膜用重合体は、例えば、狭いギャップに流れ込むための適度な粘度を有するとともに、レジスト膜や反射防止膜との混合を避けるため、硬化剤などと反応して硬化可能な反応性官能基を有する構成単位を含むことが好ましい。
具体的にはヒドロキシスチレンと、スチレン、アルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の単量体との共重合体が挙げられる。
液浸リソグラフィーに用いられるトップコート膜用重合体の例としては、カルボキシル基を有する構成単位を含む共重合体、水酸基が置換したフッ素含有基を有する構成単位を含む共重合体等が挙げられる。
The polymer for gap fill film has, for example, a reactive functional group that has an appropriate viscosity for flowing into a narrow gap and can be cured by reacting with a curing agent to avoid mixing with a resist film or an antireflection film. It is preferable to include a structural unit having
Specific examples include copolymers of hydroxystyrene and monomers such as styrene, alkyl (meth) acrylate, and hydroxyalkyl (meth) acrylate.
Examples of the polymer for the topcoat film used in immersion lithography include a copolymer containing a structural unit having a carboxyl group, a copolymer containing a structural unit having a fluorine-containing group substituted with a hydroxyl group, and the like.

<構成単位・単量体>
重合体(P)は、その構成単位α’〜α’にそれぞれ対応する単量体α〜αを重合させて得られる。単量体はビニル基を有する化合物が好ましく、ラジカル重合しやすいものが好ましい。特に(メタ)アクリル酸エステルは波長250nm以下の露光光に対する透明性が高い。
以下、重合体(P)がレジスト用重合体である場合に、好適に用いられる構成単位およびそれに対応する単量体について説明する。
<Constitutional unit / monomer>
The polymer (P) is obtained by polymerizing monomers α 1 to α n corresponding to the structural units α ′ 1 to α ′ n , respectively. The monomer is preferably a compound having a vinyl group, and is preferably a monomer that easily undergoes radical polymerization. In particular, (meth) acrylic acid ester is highly transparent to exposure light having a wavelength of 250 nm or less.
Hereinafter, when the polymer (P) is a resist polymer, a structural unit and a monomer corresponding to it will be described.

[酸脱離性基を有する構成単位・単量体]
レジスト用重合体は、酸脱離性基を有することが好ましい。「酸脱離性基」とは、酸により開裂する結合を有する基であり、該結合の開裂により酸脱離性基の一部または全部が重合体の主鎖から脱離する基である。
レジスト用組成物において、酸脱離性基を有する構成単位を有する重合体は、酸成分と反応してアルカリ性溶液に可溶となり、レジストパターン形成を可能とする作用を奏する。
酸脱離性基を有する構成単位の割合は、感度および解像度の点から、重合体を構成する全構成単位(100モル%)のうち、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。
[Structural Unit / Monomer Having Acid Leaving Group]
The resist polymer preferably has an acid leaving group. The “acid leaving group” is a group having a bond that is cleaved by an acid, and a part or all of the acid leaving group is removed from the main chain of the polymer by cleavage of the bond.
In the resist composition, a polymer having a structural unit having an acid-eliminable group reacts with an acid component to become soluble in an alkaline solution, and has an effect of enabling resist pattern formation.
The proportion of the structural unit having an acid leaving group is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, out of all the structural units (100 mol%) constituting the polymer from the viewpoint of sensitivity and resolution. . Moreover, 60 mol% or less is preferable from the point of the adhesiveness to a board | substrate etc., 55 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is further more preferable.

酸脱離性基を有する単量体は、酸脱離性基および重合性多重結合を有する化合物であればよく、公知のものを使用できる。重合性多重結合とは重合反応時に開裂して共重合鎖を形成する多重結合であり、エチレン性二重結合が好ましい。
酸脱離性基を有する単量体の具体例として、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有し、かつ酸脱離性基を有している(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。該脂環式炭化水素基は、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子と直接結合していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。
該(メタ)アクリル酸エステルには、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有するとともに、(メタ)アクリル酸エステルのエステル結合を構成する酸素原子との結合部位に第3級炭素原子を有する(メタ)アクリル酸エステル、または、炭素数6〜20の脂環式炭化水素基を有するとともに、該脂環式炭化水素基に−COOR基(Rは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、またはオキセパニル基を表す。)が直接または連結基を介して結合している(メタ)アクリル酸エステルが含まれる。
The monomer having an acid leaving group may be any compound having an acid leaving group and a polymerizable multiple bond, and known ones can be used. The polymerizable multiple bond is a multiple bond that is cleaved during the polymerization reaction to form a copolymer chain, and an ethylenic double bond is preferable.
Specific examples of the monomer having an acid leaving group include (meth) acrylic acid esters having an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and having an acid leaving group. It is done. The alicyclic hydrocarbon group may be directly bonded to an oxygen atom constituting an ester bond of (meth) acrylic acid ester, or may be bonded via a linking group such as an alkylene group.
The (meth) acrylic acid ester has an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and a tertiary carbon atom at the bonding site with the oxygen atom constituting the ester bond of the (meth) acrylic acid ester. A (meth) acrylic acid ester having an alicyclic group or an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and a -COOR group (R may have a substituent) on the alicyclic hydrocarbon group. (Meth) acrylic acid ester in which a tertiary hydrocarbon group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydropyranyl group, or an oxepanyl group is bonded directly or via a linking group is included.

特に、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレジスト組成物を製造する場合には、酸脱離性基を有する単量体の好ましい例として、例えば、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、1−(1’−アダマンチル)−1−メチルエチル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、イソプロピルアダマンチル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロオクチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、1−エチルシクロヘキシルメタクリレート(実施例のm2)、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート(実施例のm5)、1−エチルシクロペンチルメタクリレート、イソプロピルアダマンチルメタクリレートがより好ましい。
酸脱離性基を有する単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In particular, in the case of producing a resist composition that is applied to a pattern forming method that is exposed to light having a wavelength of 250 nm or less, as a preferred example of a monomer having an acid leaving group, for example, 2-methyl-2- Adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1- (1′-adamantyl) -1-methylethyl (meth) acrylate, 1-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexyl ( Examples include meth) acrylate, 1-methylcyclopentyl (meth) acrylate, 1-ethylcyclopentyl (meth) acrylate, isopropyl adamantyl (meth) acrylate, 1-ethylcyclooctyl (meth) acrylate, and the like.
Among these, 1-ethylcyclohexyl methacrylate (m2 in Examples), 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (m5 in Examples), 1-ethylcyclopentyl methacrylate, and isopropyl adamantyl methacrylate are more preferable.
As the monomer having an acid leaving group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

[極性基を有する構成単位・単量体]
「極性基」とは、極性を持つ官能基または極性を持つ原子団を有する基であり、具体例としては、ヒドロキシ基、シアノ基、アルコキシ基、カルボキシ基、アミノ基、カルボニル基、フッ素原子を含む基、硫黄原子を含む基、ラクトン骨格を含む基、アセタール構造を含む基、エーテル結合を含む基などが挙げられる。
これらのうちで、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレジスト用重合体は、極性基を有する構成単位として、ラクトン骨格を有する構成単位を有することが好ましく、さらに後述の親水性基を有する構成単位を有することが好ましい。
[Constitutional unit / monomer having a polar group]
The “polar group” is a group having a polar functional group or a polar atomic group. Specific examples include a hydroxy group, a cyano group, an alkoxy group, a carboxy group, an amino group, a carbonyl group, and a fluorine atom. A group containing a sulfur atom, a group containing a lactone skeleton, a group containing an acetal structure, a group containing an ether bond, and the like.
Among these, the resist polymer applied to the pattern forming method that is exposed to light having a wavelength of 250 nm or less preferably has a structural unit having a lactone skeleton as the structural unit having a polar group, It is preferable to have a structural unit having a functional group.

(ラクトン骨格を有する構成単位・単量体)
ラクトン骨格としては、例えば、4〜20員環程度のラクトン骨格が挙げられる。ラクトン骨格は、ラクトン環のみの単環であってもよく、ラクトン環に脂肪族または芳香族の炭素環または複素環が縮合していてもよい。
共重合体がラクトン骨格を有する構成単位を含む場合、その含有量は、基板等への密着性の点から、全構成単位(100モル%)のうち、20モル%以上が好ましく、35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、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。
(Constitutional unit / monomer having a lactone skeleton)
Examples of the lactone skeleton include a lactone skeleton having about 4 to 20 members. The lactone skeleton may be a monocycle having only a lactone ring, or an aliphatic or aromatic carbocyclic or heterocyclic ring may be condensed with the lactone ring.
When the copolymer includes a structural unit having a lactone skeleton, the content thereof is preferably 20 mol% or more of all structural units (100 mol%) from the viewpoint of adhesion to a substrate and the like, and 35 mol%. The above is more preferable. Moreover, from the point of a sensitivity and resolution, 60 mol% or less is preferable, 55 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is further more preferable.

ラクトン骨格を有する単量体としては、基板等への密着性に優れる点から、置換あるいは無置換のδ−バレロラクトン環を有する(メタ)アクリル酸エステル、置換あるいは無置換のγ−ブチロラクトン環を有する単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、無置換のγ−ブチロラクトン環を有する単量体が特に好ましい。   As a monomer having a lactone skeleton, a (meth) acrylic acid ester having a substituted or unsubstituted δ-valerolactone ring, a substituted or unsubstituted γ-butyrolactone ring is used because of its excellent adhesion to a substrate or the like. Preferably, at least one selected from the group consisting of monomers having it is preferred, and monomers having an unsubstituted γ-butyrolactone ring are particularly preferred.

ラクトン骨格を有する単量体の具体例としては、β−(メタ)アクリロイルオキシ−β−メチル−δ−バレロラクトン、4,4−ジメチル−2−メチレン−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−β−メチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、2−(1−(メタ)アクリロイルオキシ)エチル−4−ブタノリド、(メタ)アクリル酸パントイルラクトン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、8−メタクリロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−3−オン、9−メタクリロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−3−オン等が挙げられる。また、類似構造を持つ単量体として、メタクリロイルオキシこはく酸無水物等も挙げられる。
これらの中でも、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(実施例のm1)、α−アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(実施例のm4)、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、8−メタクリロキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−3−オンがより好ましい。
ラクトン骨格を有する単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the monomer having a lactone skeleton include β- (meth) acryloyloxy-β-methyl-δ-valerolactone, 4,4-dimethyl-2-methylene-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyl. Oxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-β-methyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, 2- (1- (meth) acryloyloxy) ethyl-4-butanolide , (Meth) acrylic acid pantoyl lactone, 5- (meth) acryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone, 8-methacryloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3 -One, 9-methacryloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one and the like. Examples of the monomer having a similar structure include methacryloyloxysuccinic anhydride.
Among these, α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone (Example m1), α-acryloyloxy-γ-butyrolactone (Example m4), 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone, 8-methacryloxy -4-Oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one is more preferred.
Monomers having a lactone skeleton may be used alone or in combination of two or more.

(親水性基を有する構成単位・単量体)
本明細書における「親水性基」とは、−C(CF−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。
これらのうちで、波長250nm以下の光で露光するパターン形成方法に適用されるレジスト用重合体は、親水性基としてヒドロキシ基またはシアノ基を有することが好ましい。
共重合体における親水性基を有する構成単位の含有量は、レジストパターン矩形性の点から、全構成単位(100モル%)のうち、5〜30モル%が好ましく、10〜25モル%がより好ましい。
(Structural unit / monomer having a hydrophilic group)
The “hydrophilic group” in the present specification is at least one of —C (CF 3 ) 2 —OH, a hydroxy group, a cyano group, a methoxy group, a carboxy group, and an amino group.
Among these, it is preferable that the resist polymer applied to the pattern forming method exposed to light having a wavelength of 250 nm or less has a hydroxy group or a cyano group as a hydrophilic group.
The content of the structural unit having a hydrophilic group in the copolymer is preferably 5 to 30 mol%, more preferably 10 to 25 mol%, of the total structural units (100 mol%) from the viewpoint of resist pattern rectangularity. preferable.

親水性基を有する単量体としては、例えば、末端ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリ酸エステル;単量体の親水性基上にアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基等の置換基を有する誘導体;環式炭化水素基を有する単量体(例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸1−イソボルニル、(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チル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル等。)が置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基等の親水性基を有するもの;が挙げられる。   Examples of the monomer having a hydrophilic group include a (meth) acrylic acid ester having a terminal hydroxy group; a derivative having a substituent such as an alkyl group, a hydroxy group, or a carboxy group on the hydrophilic group of the monomer; Monomers having a cyclic hydrocarbon group (for example, cyclohexyl (meth) acrylate, 1-isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid) Dicyclopentyl, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, etc.) having a hydrophilic group such as a hydroxy group or a carboxy group as a substituent; Can be mentioned.

親水性基を有する単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸、(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−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンチル、2−または3−シアノ−5−ノルボルニル(メタ)アクリレート、2−シアノメチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。基板等に対する密着性の点から、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンチル、2−または3−シアノ−5−ノルボルニル(メタ)アクリレート、2−シアノメチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等が好ましい。
これらの中でも、メタクリル酸3−ヒドロキシアダマンチル(実施例のm3)、2−シアノメチル−2−アダマンチルメタクリレート(実施例のm6)がより好ましい。
親水性基を有する単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the monomer having a hydrophilic group include (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy- (meth) acrylate. -Propyl, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate, 2- or 3-cyano-5-norbornyl (meth) acrylate, 2-cyanomethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, etc. Is mentioned. From the viewpoint of adhesion to a substrate or the like, 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate, 2- or 3-cyano-5-norbornyl (meth) acrylate, 2-cyanomethyl-2-adamantyl (meth) acrylate and the like are preferable.
Among these, 3-hydroxyadamantyl methacrylate (m3 in Examples) and 2-cyanomethyl-2-adamantyl methacrylate (m6 in Examples) are more preferable.
The monomer which has a hydrophilic group may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

<重合開始剤>
重合開始剤は、熱により分解して効率的にラジカルを発生するものが好ましく、10時間半減期温度が重合温度条以下であるものを用いることが好ましい。例えばリソグラフィー用重合体を製造する場合の、好ましい重合温度は50〜150℃であり、重合開始剤としては10時間半減期温度が50〜70℃のものを用いることが好ましい。また重合開始剤が効率的に分解するためには、重合開始剤の10時間半減期温度と重合温度との差が10℃以上であることが好ましい。
重合開始剤の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、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;が挙げられる。アゾ化合物がより好ましい。
これらは市販品から入手可能である。例えばジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(和光純薬工業社製、V601(商品名)、10時間半減期温度66℃)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、V65(商品名)、10時間半減期温度51℃)等を好適に用いることができる。
<Polymerization initiator>
The polymerization initiator is preferably one that decomposes by heat and efficiently generates radicals, and one having a 10-hour half-life temperature of not more than the polymerization temperature is preferably used. For example, when producing a polymer for lithography, a preferable polymerization temperature is 50 to 150 ° C., and a polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 50 to 70 ° C. is preferably used. In order for the polymerization initiator to be efficiently decomposed, the difference between the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator and the polymerization temperature is preferably 10 ° C. or more.
Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2 , 2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] and other azo compounds, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane, di (4-tert- And organic peroxides such as butylcyclohexyl) peroxydicarbonate. An azo compound is more preferable.
These are available from commercial products. For example, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, V601 (trade name), 10 hour half-life temperature 66 ° C.), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) ) (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., V65 (trade name), 10 hour half-life temperature 51 ° C.) and the like can be suitably used.

<溶媒>
本発明の重合体の製造方法においては重合溶媒を用いてもよい。重合溶媒としては、例えば、下記のものが挙げられる。
エーテル類:鎖状エーテル(例えばジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等。)、環状エーテル(例えばテトラヒドロフラン(以下、「THF」と記すこともある。)、1,4−ジオキサン等。)等。
エステル類: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」と記すこともある。)、γ−ブチロラクトン等。
ケトン類:アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等。
アミド類:N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等。
スルホキシド類:ジメチルスルホキシド等。
芳香族炭化水素:ベンゼン、トルエン、キシレン等。
脂肪族炭化水素:ヘキサン等。
脂環式炭化水素:シクロヘキサン等。
重合溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合溶媒の使用量は特に限定されないが、例えば、重合反応終了時の反応器内の液(重合反応溶液)の固形分濃度が20〜40質量%程度となる量が好ましい。
<Solvent>
In the method for producing the polymer of the present invention, a polymerization solvent may be used. Examples of the polymerization solvent include the following.
Ethers: chain ethers (eg, diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether), cyclic ethers (eg, tetrahydrofuran (hereinafter sometimes referred to as “THF”), 1,4-dioxane, etc.).
Esters: methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter sometimes referred to as “PGMEA”), γ-butyrolactone, and the like.
Ketones: acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like.
Amides: N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.
Sulfoxides: dimethyl sulfoxide and the like.
Aromatic hydrocarbons: benzene, toluene, xylene and the like.
Aliphatic hydrocarbon: hexane and the like.
Alicyclic hydrocarbons: cyclohexane and the like.
A polymerization solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Although the usage-amount of a polymerization solvent is not specifically limited, For example, the quantity from which the solid content concentration of the liquid (polymerization reaction solution) in the reactor at the time of completion | finish of polymerization reaction will be about 20-40 mass% is preferable.

<重合体の製造方法>
本発明の重合体の製造方法は、反応器内に単量体および重合開始剤を滴下しながら、該反応器内で2種以上の単量体α〜αを重合して、構成単位α’〜α’からなる重合体(P)を得る重合工程を有する。
該重合工程はラジカル重合法で行われ、本発明では、単量体および重合開始剤を反応器内に滴下しながら、該反応器内で重合を行う滴下重合法を用いる。
<Method for producing polymer>
In the method for producing a polymer of the present invention, two or more types of monomers α 1 to α n are polymerized in the reactor while dropping the monomer and the polymerization initiator in the reactor, and the structural unit is obtained. a polymerization step for obtaining a polymer (P) composed of α ′ 1 to α ′ n .
The polymerization step is performed by a radical polymerization method. In the present invention, a dropping polymerization method is used in which polymerization is performed in the reactor while the monomer and the polymerization initiator are dropped in the reactor.

重合に使用される単量体の合計量(単量体の全供給量)は、得ようとする重合体(P)の量に応じて設定される。
重合開始剤の使用量(全供給量)は、重合開始剤の種類に応じて、また得ようとする重合体(P)の重量平均分子量の目標値に応じて設定される。
例えば、本発明における重合体(P)がリソグラフィー用重合体である場合、反応器に供給される単量体の合計(全供給量)の100モル%に対して、重合開始剤の使用量(全供給量)は1〜25モル%の範囲が好ましく、1.5〜20モル%の範囲がより好ましい。
The total amount of monomers used for the polymerization (total monomer supply amount) is set according to the amount of the polymer (P) to be obtained.
The amount (total supply amount) of the polymerization initiator is set according to the type of the polymerization initiator and according to the target value of the weight average molecular weight of the polymer (P) to be obtained.
For example, when the polymer (P) in the present invention is a lithography polymer, the amount of polymerization initiator used (100 mol% of the total amount of monomers supplied to the reactor (total supply amount) ( The total supply amount) is preferably in the range of 1 to 25 mol%, more preferably in the range of 1.5 to 20 mol%.

本発明においては、後述するように、反応器内への単量体の供給速度は2段階以上変化し、重合開始剤の供給速度も2段階以上変化する。すなわち重合工程の初期に単量体の高速供給期間および重合開始剤の高速供給期間をそれぞれ設ける。
単量体の高速供給期間は、例えば単量体α〜αを含有する1種類の単量体溶液を用意し、該単量体溶液の供給速度を変化させることによって実現してもよく、単量体α〜αを含有し、互いに供給される期間が異なる2種以上の単量体溶液を用いて実現してもよい。
製造時の条件を固定し、重合反応の再現性を得やすい点で、2種以上の単量体溶液を用いる方法が好ましい。
In the present invention, as described later, the monomer supply rate into the reactor changes in two or more stages, and the polymerization initiator supply rate also changes in two or more stages. That is, a high-speed monomer supply period and a high-polymerization initiator supply period are provided at the beginning of the polymerization step.
The high-speed monomer supply period may be realized, for example, by preparing a single monomer solution containing the monomers α 1 to α n and changing the supply rate of the monomer solution. Alternatively, it may be realized by using two or more types of monomer solutions containing the monomers α 1 to α n and having different supply periods.
A method using two or more monomer solutions is preferable in that the conditions during production are fixed and the reproducibility of the polymerization reaction is easily obtained.

2種以上の単量体溶液を用いる場合、各液に含まれる単量体の含有比率(組成)は同じであっても、異なっていてもよい。いずれの場合も、重合体(P)の分子量のばらつきを低減させる効果が得られる。
特に、単量体を含有する液として、単量体α〜αを後述する第1の組成で含有する第1の溶液と、単量体α〜αを後述する第2の組成で含有する第2の溶液を用いると、重合体(P)の分子量のばらつきを低減させると同時に、重合体(P)における構成単位の含有比率のばらつきを低減させることができるため、好ましい。第1の溶液および第2の溶液は溶媒を含有することが好ましい。
When using 2 or more types of monomer solutions, the content ratio (composition) of the monomers contained in each solution may be the same or different. In either case, the effect of reducing the variation in the molecular weight of the polymer (P) can be obtained.
In particular, as a liquid containing the monomer, a first solution containing the monomers α 1 to α n in a first composition described later and a second composition including the monomers α 1 to α n described later. When the second solution contained in is used, it is preferable because the variation in the molecular weight of the polymer (P) can be reduced and the variation in the content ratio of the structural units in the polymer (P) can be reduced. The first solution and the second solution preferably contain a solvent.

[第2の溶液]
第2の溶液における単量体の含有比率(第2の組成)は、得ようとする重合体(P)における構成単位α’〜α’の含有比率を表す目標組成と同じである。
例えば、重合体(P)が、単量体x、y、zを共重合させて得られる3元系の重合体であって、目標組成(モル%、以下同様)がx’:y’:z’であるとき、第2の組成(モル%、以下同様。)x:y:zはx’:y’:z’と同じにする。
第2の溶液は滴下により反応器に供給する。
[Second solution]
The monomer content ratio (second composition) in the second solution is the same as the target composition representing the content ratio of the structural units α ′ 1 to α ′ n in the polymer (P) to be obtained.
For example, the polymer (P) is a ternary polymer obtained by copolymerizing the monomers x, y, and z, and the target composition (mol%, the same applies hereinafter) is x ′: y ′: When z ′, the second composition (mol%, the same shall apply hereinafter) x: y: z is the same as x ′: y ′: z ′.
The second solution is fed dropwise to the reactor.

[第1の溶液]
第1の溶液における単量体の含有比率(第1の組成)は、重合体(P)における目標組成と、重合に用いられる各単量体の反応性とを加味して予め求められた組成である。
具体的に第1の組成は、反応器内に存在する単量体の含有比率が第1の組成であるとき、該反応器内に上記第2の溶液が滴下されると、滴下直後に生成される重合体分子の構成単位の含有比率が目標組成と同じになるように、設計された組成である。この場合、滴下直後に生成される重合体分子の構成単位の含有比率が、滴下された第2の溶液の単量体の含有比率(目標組成)と同じであるから、滴下直後に反応器内に残存する単量体の含有比率は常に一定(第1の組成)となる。したがって、かかる反応器内に第2の溶液の滴下を継続して行うと、常に目標組成の重合体分子が生成し続けるという定常状態が得られる。
かかる定常状態が得られるような第1の組成が存在することは、本発明より前には知られておらず、本発明者等によって初めて得られた知見である。第1の組成の設計方法の具体例は後述する。
第1の溶液は、予め反応器内に仕込んでおいてもよく、滴下等により反応器に徐々に供給してもよく、これらを組み合わせてもよい。
[First solution]
The content ratio (first composition) of the monomer in the first solution is a composition obtained in advance by taking into account the target composition in the polymer (P) and the reactivity of each monomer used in the polymerization. It is.
Specifically, the first composition is formed immediately after the dropping, when the content ratio of the monomer present in the reactor is the first composition, and the second solution is dropped into the reactor. The composition ratio is designed so that the content ratio of the constituent units of the polymer molecules to be obtained is the same as the target composition. In this case, since the content ratio of the constituent units of the polymer molecules produced immediately after the dropping is the same as the monomer content ratio (target composition) of the dropped second solution, the inside of the reactor immediately after the dropping. The content ratio of the remaining monomer is always constant (first composition). Therefore, when the second solution is continuously dropped into the reactor, a steady state in which polymer molecules having a target composition are always generated can be obtained.
The existence of the first composition capable of obtaining such a steady state has not been known prior to the present invention, and is a knowledge obtained for the first time by the present inventors. A specific example of the design method of the first composition will be described later.
The first solution may be charged in the reactor in advance, gradually supplied to the reactor by dropping or the like, or a combination thereof.

[重合開始剤]
重合開始剤は滴下により反応器に供給する。重合開始剤は、滴下される単量体溶液に含有させてもよく、単量体溶液とは別に、重合開始剤を含有する溶液(重合開始剤溶液)を滴下してもよい。これらを組み合わせてもよい。
前記第1の溶液と第2の溶液を用いる場合は、第2の溶液に重合開始剤を含有させてもよい。第1の溶液を滴下する場合は、該第1の溶液に重合開始剤を含有させてもよい。
[Polymerization initiator]
The polymerization initiator is supplied dropwise to the reactor. The polymerization initiator may be contained in the monomer solution to be dropped, or a solution containing a polymerization initiator (polymerization initiator solution) may be dropped separately from the monomer solution. These may be combined.
When using the first solution and the second solution, the second solution may contain a polymerization initiator. When the first solution is dropped, a polymerization initiator may be contained in the first solution.

[重合工程]
重合工程において、反応器に重合開始剤を滴下したときに、該反応器内に単量体α〜αが存在していることが必要である。したがって、反応器内に重合開始剤を滴下する前または重合開始剤の滴下開始と同時に、該反応器内に単量体溶液を供給開始する。
重合開始剤の滴下終了と単量体溶液の供給終了は同時であることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で、若干前後してもよい。
[Polymerization process]
In the polymerization step, it is necessary that the monomers α 1 to α n exist in the reactor when the polymerization initiator is dropped into the reactor. Therefore, before the polymerization initiator is dropped into the reactor or simultaneously with the start of dropping of the polymerization initiator, the supply of the monomer solution into the reactor is started.
The end of dropping of the polymerization initiator and the end of supply of the monomer solution are preferably simultaneous, but may be slightly changed as long as the effects of the present invention are not hindered.

また、重合開始剤の滴下開始から単量体溶液の滴下終了までを基準時間とするとき、単量体の全供給量を基準時間で除した値を平均供給速度Vkとするとき、基準時間の0%からk%(kは0〜20)までの期間を、平均供給速度Vkよりも高速で単量体α〜αを供給する単量体の高速供給期間とする。
本発明において基準時間は2時間以上である。基準時間の上限は特に限定されないが、生産性の点からは20時間以下が好ましく、15時間以下がより好ましい。
単量体の高速供給期間は基準時間のゼロ%であってもよい。すなわち重合開始剤の滴下開始前に、高速供給期間内に供給される単量体の全量を反応器内に供給しておいてもよい。
単量体の高速供給期間の終了時点は、基準時間のk%が経過した時点である。kは20以下であり、15以下が好ましく、10以下がより好ましい。
単量体の高速供給期間中の単量体の供給速度は、前記平均供給速度より高い状態が保たれていればよく、途中で供給速度を変更してもよい。
単量体の高速供給期間の終了後の単量体の供給速度は、前記平均供給速度よりも低速であればよく、途中で供給下速度を変更してもよいが、均一な重合体を安定して得るためには、一定速度で滴下することが好ましい。
Further, when the reference time is from the start of dropping of the polymerization initiator to the end of dropping of the monomer solution, the value obtained by dividing the total supply amount of the monomer by the reference time is defined as the average supply rate Vk. A period from 0% to k% (k is 0 to 20) is a high-speed supply period of the monomer that supplies the monomers α 1 to α n at a speed higher than the average supply speed Vk.
In the present invention, the reference time is 2 hours or more. The upper limit of the reference time is not particularly limited, but is preferably 20 hours or less and more preferably 15 hours or less from the viewpoint of productivity.
The high-speed monomer supply period may be zero percent of the reference time. That is, before starting the dropping of the polymerization initiator, the entire amount of the monomer supplied within the high-speed supply period may be supplied into the reactor.
The end point of the high-speed monomer supply period is the point when k% of the reference time has elapsed. k is 20 or less, preferably 15 or less, and more preferably 10 or less.
The monomer supply rate during the high-speed monomer supply period may be higher than the average supply rate, and the supply rate may be changed in the middle.
The monomer supply rate after the end of the high-speed monomer supply period may be lower than the average supply rate, and the supply rate may be changed in the middle, but the uniform polymer is stabilized. Therefore, it is preferable to drop at a constant rate.

前記第1の溶液と第2の溶液を用いる場合は、反応器に重合開始剤を滴下したときに、該反応器内に第1の溶液が存在していることが必要である。したがって、反応器内に重合開始剤を滴下する前または重合開始剤の滴下開始と同時に、該反応器内に第1の溶液を供給開始する。
また反応器に第2の溶液を滴下したときに、該反応器内に第1の溶液が存在していることが必要である。したがって、反応器内に第1の溶液を供給開始した後または第1の溶液の供給開始と同時に、該反応器内に第2の溶液を滴下開始する。
重合開始剤の滴下開始と第2の溶液の滴下開始は同時であることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で、若干前後してもよい。
第2の溶液の滴下は、連続的でもよく、断続的でもよく、滴下速度が変化してもよい。生成される重合体の組成および分子量をより安定させるためには、連続的に、一定速度で滴下することが好ましい。
第1の溶液を滴下により供給する場合、連続的でもよく、断続的でもよく、滴下速度が変化してもよい。生成される重合体の組成および分子量をより安定させるためには、連続的に、一定速度で滴下することが好ましい。
When the first solution and the second solution are used, it is necessary that the first solution be present in the reactor when the polymerization initiator is dropped into the reactor. Therefore, before the polymerization initiator is dropped into the reactor or simultaneously with the start of dropping of the polymerization initiator, the supply of the first solution into the reactor is started.
In addition, when the second solution is dropped into the reactor, the first solution needs to be present in the reactor. Therefore, after starting the supply of the first solution into the reactor or simultaneously with the start of the supply of the first solution, the dropping of the second solution into the reactor is started.
Although it is preferable that the start of dropping of the polymerization initiator and the start of dropping of the second solution are simultaneous, they may be slightly changed as long as the effects of the present invention are not hindered.
The dropping of the second solution may be continuous or intermittent, and the dropping speed may be changed. In order to further stabilize the composition and molecular weight of the polymer produced, it is preferable to continuously drop the polymer at a constant rate.
When supplying a 1st solution by dripping, it may be continuous and may be intermittent, and dripping speed may change. In order to further stabilize the composition and molecular weight of the polymer produced, it is preferable to continuously drop the polymer at a constant rate.

前記第1の溶液と第2の溶液を用いる場合、反応器内への第1の溶液の供給開始から供給終了までが、単量体の高速供給期間である。したがって、基準時間の20%が経過する以前に、第1の溶液の供給を終了する。例えば基準時間が4時間である場合は、重合開始剤の滴下開始から48分経過する以前に、第1の溶液の全量を反応器内に供給する。
また基準時間の0%の時点で第1の溶液の全量が供給されていてもよい。すなわち重合開始剤の滴下開始前に、反応器内に第1の溶液の全量を仕込んでおいてもよい。
重合開始剤の滴下終了と第2の溶液の滴下終了は同時であることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で、若干前後してもよい。
When the first solution and the second solution are used, the period from the start of supply of the first solution into the reactor to the end of supply is a high-speed supply period of the monomer. Therefore, the supply of the first solution is terminated before 20% of the reference time has elapsed. For example, when the reference time is 4 hours, the entire amount of the first solution is fed into the reactor before 48 minutes have elapsed from the start of the addition of the polymerization initiator.
Further, the entire amount of the first solution may be supplied at the time of 0% of the reference time. That is, the entire amount of the first solution may be charged in the reactor before the start of dropping of the polymerization initiator.
The end of dropping of the polymerization initiator and the end of dropping of the second solution are preferably simultaneous, but may be slightly changed as long as the effects of the present invention are not hindered.

また、重合開始剤の全供給量を基準時間で除した値を平均供給速度Vjとするとき、基準時間の0%からj%(jは5〜20)までの期間を、平均供給速度Vjよりも高速で重合開始剤を滴下する重合開始剤の高速供給期間とする。
重合開始剤の高速供給期間の開始時点は基準時間の開始時であり、基準時間の0%である。重合開始剤の高速供給期間の終了時点は基準時間のj%が経過した時点であり、該j%は、5〜20%であり、5.5〜17.5%が好ましく、6〜15%がより好ましい。
重合開始剤の高速供給期間の終了と、単量体の高速供給期間の終了とは、どちらが先でもよく、同時でもよい。
重合開始剤の高速供給期間中の重合開始剤の滴下速度は、前記平均供給速度より高い状態が保たれていればよく、途中で滴下速度を変更してもよい。
重合開始剤の高速供給期間の終了後の重合開始剤の滴下速度は、前記平均供給速度よりも低速であればよく、途中で滴下速度を変更してもよいが、均一な重合体を安定して得るためには、一定速度で滴下することが好ましい。
Further, when a value obtained by dividing the total supply amount of the polymerization initiator by the reference time is defined as an average supply rate Vj, a period from 0% to j% (j is 5 to 20) of the reference time is determined from the average supply rate Vj. Is a high-speed supply period of the polymerization initiator in which the polymerization initiator is dropped at a high speed.
The starting point of the high-speed supply period of the polymerization initiator is the start of the reference time, which is 0% of the reference time. The end point of the high-speed supply period of the polymerization initiator is a point when j% of the reference time has elapsed, and the j% is 5 to 20%, preferably 5.5 to 17.5%, and 6 to 15%. Is more preferable.
Either the end of the high-speed supply period of the polymerization initiator or the end of the high-speed supply period of the monomer may be first or simultaneously.
The dropping rate of the polymerization initiator during the high-speed supply period of the polymerization initiator may be higher than the average supply rate, and the dropping rate may be changed midway.
The dropping rate of the polymerization initiator after the end of the high-speed supply period of the polymerization initiator may be lower than the average supply rate, and the dropping rate may be changed in the middle, but the uniform polymer is stabilized. In order to obtain it, it is preferable to drop at a constant rate.

重合開始剤の高速供給期間中に反応器内に供給される重合開始剤の量と、単量体の高速供給期間中に反応器内に供給される単量体の量によって、重合工程の初期において生成される重合体の重量平均分子量を制御できる。
本発明では、重合開始剤の滴下開始(基準時間の開始時)から30分後、1時間後、および2時間後における、反応器内の重合体の重量平均分子量の値が、いずれも反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量の80〜120%となるように制御する。
反応終了時とは、反応器内の重合反応溶液を冷却して反応を停止させた時点である。
The initial stage of the polymerization process depends on the amount of polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator and the amount of monomer supplied into the reactor during the high-speed supply period of the monomer. The weight average molecular weight of the polymer produced in can be controlled.
In the present invention, the values of the weight average molecular weight of the polymer in the reactor after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours from the start of dropping of the polymerization initiator (at the start of the reference time) are all finished. It controls so that it may become 80 to 120% of the weight average molecular weight of the polymer (P) at the time.
The end of the reaction is the time when the reaction is stopped by cooling the polymerization reaction solution in the reactor.

すなわち、重合開始剤の滴下開始から30分後、1時間後、2時間後、および反応終了時に反応器内の重合体の重量平均分子量をそれぞれ測定し、30分後、1時間後または2時間後の測定値が、反応終了時の重量平均分子量の120%より大きい場合は、該測定時までに反応器内に供給される重合開始剤の量が多くなるように条件を変更する。一方、反応終了時の重量平均分子量の80%よりも小さい場合は、該測定時までに反応器内に供給される、重合開始剤の量が少なくなるように、および/または単量体の量が多くなるように、条件を変更する。
重合開始剤の高速供給期間中における重合開始剤の最適な供給量は、単量体の種類、単量体の供給速度、重合開始剤の種類、重合条件等によっても異なるが、例えば重合開始剤の全供給量の30〜90質量%が好ましく、35〜85質量%がより好ましい。
また、単量体の高速供給期間中における単量体の最適な供給量は、単量体の種類、重合開始剤の種類、重合開始剤の供給速度、重合条件等によっても異なるが、例えば単量体の全供給量の2〜50質量%が好ましく、3〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%がさらに好ましい。
That is, after 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and at the end of the reaction, the weight average molecular weight of the polymer in the reactor was measured, and after 30 minutes, 1 hour, or 2 hours. When the later measured value is larger than 120% of the weight average molecular weight at the end of the reaction, the conditions are changed so that the amount of the polymerization initiator supplied into the reactor is increased by the time of the measurement. On the other hand, if it is smaller than 80% of the weight average molecular weight at the end of the reaction, the amount of the polymerization initiator supplied into the reactor by the time of the measurement is reduced and / or the amount of the monomer Change the conditions so that there are more.
The optimum supply amount of the polymerization initiator during the high-speed supply period of the polymerization initiator varies depending on the type of monomer, the supply rate of the monomer, the type of polymerization initiator, the polymerization conditions, etc. 30 to 90 mass% of the total supply amount is preferable, and 35 to 85 mass% is more preferable.
In addition, the optimum monomer supply amount during the high-speed monomer supply period varies depending on the type of monomer, the type of polymerization initiator, the supply rate of the polymerization initiator, the polymerization conditions, etc. 2-50 mass% of the total supply amount of a monomer is preferable, 3-40 mass% is more preferable, and 5-30 mass% is further more preferable.

前記第1の溶液と第2の溶液を用いる場合の重合工程の好ましい態様としては、以下の(a)、(b)が挙げられる。
(a)予め反応器内に、単量体α〜αを第1の組成で含有する第1の溶液を仕込んでおき、反応器内を所定の重合温度まで加熱した後、該反応器内に、重合開始剤の一部を含む重合開始剤溶液と、単量体α〜αを第2の組成で含有するとともに、重合開始剤の残部を含む第2の溶液をそれぞれ滴下する。重合開始剤溶液と第2の溶液のいずれかを先に滴下開始してもよいが、両液を同時に滴下開始することが好ましい。重合開始剤溶液の滴下開始と第2の溶液の滴下開始との間隔は0〜10分が好ましい。
滴下速度はそれぞれ一定であることが好ましい。重合開始剤溶液は第2の溶液よりも先に滴下を終了する。
本態様において、基準時間の開始、すなわち重合開始剤の滴下開始は、重合開始剤溶液および第2の溶液のうち先に滴下開始された方の滴下開始時である。基準時間の終了は第2の溶液の滴下終了時である。重合開始剤の滴下終了も、第2の溶液の滴下終了時である。
本態様では、重合開始剤の滴下開始前に第1の溶液の全量が反応器内に供給される。すなわち第1の溶液の供給終了は基準時間の0%であり、単量体の高速供給期間は0%から0%までである。重合開始剤の高速供給期間は重合開始剤溶液が滴下されている期間である。
単量体の高速供給期間に反応器内に供給される単量体の量は、第1の溶液に含まれる単量体の合計量である。
重合開始剤の高速供給期間に反応器内に供給される重合開始剤の量は、重合開始剤溶液に含まれる重合開始剤の量と、重合開始剤溶液が滴下されている期間に滴下される第2の溶液に含まれる重合開始剤の量の合計である。
The following (a) and (b) are mentioned as a preferable aspect of the polymerization process in the case of using the first solution and the second solution.
(A) A reactor is charged with a first solution containing monomers α 1 to α n in a first composition in advance, and the reactor is heated to a predetermined polymerization temperature. Inside, a polymerization initiator solution containing a part of the polymerization initiator and the monomers α 1 to α n in the second composition and a second solution containing the remainder of the polymerization initiator are dropped. . Although either the polymerization initiator solution or the second solution may start dropping first, it is preferable to start dropping both solutions simultaneously. The interval between the start of dropping of the polymerization initiator solution and the start of dropping of the second solution is preferably 0 to 10 minutes.
The dropping speed is preferably constant. The polymerization initiator solution finishes dropping before the second solution.
In this embodiment, the start of the reference time, that is, the start of dropping of the polymerization initiator is at the start of dropping of the polymerization initiator solution and the second solution which has started to be dropped first. The end of the reference time is when the second solution is dropped. The end of dropping of the polymerization initiator is also at the end of dropping of the second solution.
In this embodiment, the entire amount of the first solution is supplied into the reactor before the start of dropping of the polymerization initiator. That is, the completion of the supply of the first solution is 0% of the reference time, and the high-speed supply period of the monomer is from 0% to 0%. The high-speed supply period of the polymerization initiator is a period during which the polymerization initiator solution is dripped.
The amount of monomer supplied into the reactor during the high-speed monomer supply period is the total amount of monomers contained in the first solution.
The amount of the polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator is dropped during the period when the polymerization initiator solution is dropped and the amount of the polymerization initiator contained in the polymerization initiator solution. This is the total amount of the polymerization initiator contained in the second solution.

(b)反応器内に溶媒のみを仕込み、所定の重合温度まで加熱した後、単量体α〜αを第1の組成で含有するとともに、重合開始剤の一部を含む第1の溶液と、単量体α〜αを第2の組成で含有するとともに、重合開始剤の残部を含む第2の溶液をそれぞれ滴下する。両液は同時に滴下開始するか、または第1の溶液を先に滴下開始する。第1の溶液の滴下開始と第2の溶液の滴下開始との間隔は0〜10分が好ましい。
滴下速度はそれぞれ一定であることが好ましい。第2の溶液よりも第1の溶液の方が先に滴下を終了する。
本態様において、基準時間の開始、すなわち重合開始剤の滴下開始は、第1の溶液の滴下開始時である。基準時間の終了は第2の溶液の滴下終了時である。重合開始剤の滴下終了も、第2の溶液の滴下終了時である。
単量体の高速供給期間および重合開始剤の高速供給期間は、いずれも第1の溶液が滴下されている期間である。
単量体の高速供給期間に反応器内に供給される単量体の量は、第1の溶液に含まれる単量体の量と、第1の溶液が滴下されている期間に滴下される第2の溶液に含まれる単量体の量の合計である。
重合開始剤の高速供給期間に反応器内に供給される重合開始剤の量は、第1の溶液に含まれる重合開始剤の量と、第1の溶液が滴下されている期間に滴下される第2の溶液に含まれる重合開始剤の量の合計である。
(B) After charging only the solvent into the reactor and heating it to a predetermined polymerization temperature, the monomer α 1 to α n are contained in the first composition, and the first containing a part of the polymerization initiator a solution, as well as containing monomer alpha 1 to? n in the second composition, is dropped respective second solution containing the remainder of the polymerization initiator. Both liquids start dropping simultaneously, or the first solution starts dropping first. The interval between the start of dropping of the first solution and the start of dropping of the second solution is preferably 0 to 10 minutes.
The dropping speed is preferably constant. The first solution finishes dropping before the second solution.
In this embodiment, the start of the reference time, that is, the dropping start of the polymerization initiator is at the start of dropping of the first solution. The end of the reference time is when the second solution is dropped. The end of dropping of the polymerization initiator is also at the end of dropping of the second solution.
The monomer high-speed supply period and the polymerization initiator high-speed supply period are both periods during which the first solution is dropped.
The amount of monomer supplied into the reactor during the high-speed monomer supply period is dropped during the period when the first solution and the amount of monomer contained in the first solution are dropped. This is the total amount of monomers contained in the second solution.
The amount of the polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator is dropped during the period when the amount of the polymerization initiator contained in the first solution and the first solution are dropped. This is the total amount of the polymerization initiator contained in the second solution.

本発明の方法によれば、後述の実施例、比較例に示されるように、重合開始剤の滴下開始から30分後、1時間後、および2時間後における、反応器内の重合体の重量平均分子量の値を、反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量に近くなるように制御することができ、これにより重合反応の開始直後から反応終了時まで、重量平均分子量のばらつきが小さい重合体を得ることができる。
具体的には、30分後、1時間後、および2時間後における、反応器内の重合体の重量平均分子量の値を、反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量の80〜120%、好ましくは90〜110%に制御することができ、これにより、重合反応の開始直後から反応終了時までの重量平均分子量を、反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量の80〜120%、好ましくは90〜110%とすることができる。
したがって分子量のばらつきが改善され、溶媒への溶解性が向上し、レジスト組成物に用いた際の感度が向上する。
これは、重合工程の初期に単量体の高速供給期間および重合開始剤の高速供給期間を設けたことにより、重量平均分子量が高すぎる重合体分子の生成が抑えられたためと考えられる。
したがって、本発明によれば、溶媒への溶解性が良好であり、レジスト組成物に用いた際には高い感度を有する重合体(P)を再現性良く得ることができる。
According to the method of the present invention, the weight of the polymer in the reactor after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours after the start of dropping of the polymerization initiator, as shown in Examples and Comparative Examples described later. The value of the average molecular weight can be controlled so as to be close to the weight average molecular weight of the polymer (P) at the end of the reaction, whereby the variation in the weight average molecular weight from immediately after the start of the polymerization reaction to the end of the reaction. Small polymers can be obtained.
Specifically, the value of the weight average molecular weight of the polymer in the reactor after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours is 80 to 80% of the weight average molecular weight of the polymer (P) at the end of the reaction. It can be controlled to 120%, preferably 90 to 110%, whereby the weight average molecular weight from immediately after the start of the polymerization reaction to the end of the reaction is calculated as the weight average molecular weight of the polymer (P) at the end of the reaction. It can be 80 to 120%, preferably 90 to 110%.
Accordingly, variation in molecular weight is improved, solubility in a solvent is improved, and sensitivity when used in a resist composition is improved.
This is presumably because the formation of polymer molecules having an excessively high weight average molecular weight was suppressed by providing a monomer high-speed supply period and a polymerization initiator high-speed supply period early in the polymerization process.
Therefore, according to the present invention, the solubility in a solvent is good, and a polymer (P) having high sensitivity when used in a resist composition can be obtained with good reproducibility.

また単量体溶液として、前記定常状態が得られるように単量体の含有比率が設計された第1の溶液と第2の溶液を用いることにより、重合反応の開始直後から目標組成とほぼ同じ組成の重合体分子が生成され、その状態が継続される。
したがって、重合工程後に得られる重合体(P)における構成単位の含有比率のばらつきが小さくなる。このことも、溶媒への溶解性が向上、およびレジスト組成物に用いた際の感度向上に寄与する。
なお、本発明の重合体はレジスト用途以外の用途にも適用可能であり、溶解性の向上効果が得られるほか、各種性能の向上が期待できる。
In addition, by using the first solution and the second solution in which the monomer content ratio is designed so as to obtain the steady state as the monomer solution, the target composition is almost the same as immediately after the start of the polymerization reaction. Polymer molecules of composition are produced and the state continues.
Therefore, the dispersion | variation in the content rate of the structural unit in the polymer (P) obtained after a superposition | polymerization process becomes small. This also contributes to improvement in solubility in a solvent and improvement in sensitivity when used in a resist composition.
In addition, the polymer of the present invention can be applied to uses other than resist applications, and an effect of improving solubility can be obtained, and improvement of various performances can be expected.

<第1の組成の設計方法>
以下、第1の組成の設計方法の具体例を説明する。
得ようとする重合体(P)における構成単位の含有比率(目標組成、単位:モル%)が、α’:α’:…:α’であるとき、第1の組成(単位:モル%)をα:α:…:αで表わし、下記(1)〜(3)の方法で求められるファクターをF、F、…Fで表わすと、α=α’/F、α=α’/F、…α=α’/Fとすることが好ましい。
(1)まず単量体組成が目標組成α’:α’:…:α’と同じである単量体混合物100質量部と重合開始剤と溶媒を含有する滴下溶液を、溶媒のみを入れた反応器内に一定の滴下速度で滴下し、滴下開始からの経過時間がt、t、t…のときに、それぞれ反応器内に残存している単量体α〜αの組成(単位:モル%)M:M:…:Mと、tからtまでの間、tからtまでの間、…にそれぞれ生成した重合体における構成単位α’〜α’の比率(単位:モル%)P:P:…:Pを求める。
(2)前記P:P:…:Pが、目標組成α’:α’:…:α’に最も近い時間帯「tからtm+1までの間(mは1以上の整数。)」を見つける。
(3)該「tからtm+1までの間」におけるP:P:…:Pの値と、経過時間tにおけるM:M:…:Mの値とから、下記式により、ファクターF、F、…Fを求める。F=P/M、F=P/M、…F=P/M
<Design method of first composition>
Hereinafter, a specific example of the design method of the first composition will be described.
When the content ratio (target composition, unit: mol%) of the structural unit in the polymer (P) to be obtained is α ′ 1 : α ′ 2 :...: Α ′ n , the first composition (unit: Mol%) is represented by α 1 : α 2 :...: Α n , and the factors determined by the following methods (1) to (3) are represented by F 1 , F 2 ,... F n , α 1 = α ′ 1 / F 1 , α 2 = α ′ 2 / F 2 ,... Α n = α ′ n / F n are preferable.
(1) First monomer composition target composition α '1: α' 2: ...: α ' dropping a solution containing the monomer mixture 100 parts by weight of the same as the polymerization initiator solvent is n, a solvent alone Are added at a constant dropping rate, and when the elapsed time from the start of dropping is t 1 , t 2 , t 3 ..., The monomers α 1 to. Composition of α n (unit: mol%) M 1 : M 2 :...: M n and a structural unit in the polymer formed between t 1 and t 2 , between t 2 and t 3 ,. The ratio of α ′ 1 to α ′ n (unit: mol%) P 1 : P 2 :...: P n is determined.
(2) the P 1: P 2: ...: P n is, target composition α '1: α' 2: ...: α ' between the closest time zone n from "t m to t m + 1 (m is 1 or more Find an integer.)
(3) From the value of P 1 : P 2 :...: P n in “between t m and t m + 1 ” and the value of M 1 : M 2 :...: M n at the elapsed time t m , Factors F 1 , F 2 ,... F n are obtained from the equations. F 1 = P 1 / M 1 , F 2 = P 2 / M 2 ,... F n = P n / M n .

より具体的に説明すると、例えば、重合体(P)が、単量体x、y、zを共重合させて得られる3元系の重合体であって、目標組成がx’:y’:z’であるとき、第1の組成(モル%、以下同様。)x:y:zは、下記の方法で求められるファクターFx、Fy、Fzを用いて、x=x’/Fx、y=y’/Fy、z=z’/Fzにより算出される値とする。 More specifically, for example, the polymer (P) is a ternary polymer obtained by copolymerizing the monomers x, y, and z, and the target composition is x ′: y ′: When z ′, the first composition (mol%, the same shall apply hereinafter) x 0 : y 0 : z 0 is obtained by using the factors Fx, Fy and Fz obtained by the following method, and x 0 = x ′ / It is assumed that Fx, y 0 = y ′ / Fy, z 0 = z ′ / Fz.

[ファクターFx、Fy、Fzの求め方]
以下、重合体(P)が3元系の重合体である場合を例に挙げて説明するが、2元系または4元系以上でも同様にしてファクターを求めることができる。
(1)まず、単量体組成が目標組成x’:y’:z’と同じである単量体混合物と溶媒と重合開始剤を含有する滴下溶液を、反応器内に一定の滴下速度vで滴下する。反応器内には、予め溶媒のみを入れておく。
滴下開始からの経過時間がt、t、t…のときに、それぞれ反応器内に残存している単量体x、y、zの組成(モル%)Mx:My:Mzと、tからtまでの間、tからtまでの間…にそれぞれ生成した重合体における構成単位の比率(モル%)Px:Py:Pzを求める。
(2)Px:Py:Pzが、目標組成x’:y’:z’に最も近い時間帯「tからtm+1までの間(mは1以上の整数。)」を見つける。
(3)その「tからtm+1までの間」におけるPx:Py:Pzの値と、経過時間tにおけるMx:My:Mzの値とから、下記式により、ファクターFx、Fy、Fzを求める。
Fx=Px/Mx、Fy=Py/My、Fz=Pz/Mz。
ファクターFx、Fy、Fzは、各単量体の相対的な反応性を反映する値であり、重合に用いられる単量体の組み合わせまたは目標組成が変わると変化する。
[How to find factors Fx, Fy, Fz]
Hereinafter, the case where the polymer (P) is a ternary polymer will be described as an example, but the factor can be obtained in the same manner for a binary system or a quaternary system or more.
(1) First, a dropping solution containing a monomer mixture having the same monomer composition as the target composition x ′: y ′: z ′, a solvent, and a polymerization initiator is placed in a reactor at a constant dropping rate v. Add dropwise. Only the solvent is put in the reactor in advance.
When the elapsed time from the start of dropping is t 1 , t 2 , t 3 ..., The composition (mol%) Mx: My: Mz of the monomers x, y, z remaining in the reactor, between t 1 to t 2, the ratio of the structural unit in the polymer produced respectively between ... to from t 2 to t 3 (mol%) Px: Py: Request Pz.
(2) Find the time zone “between t m and t m + 1 (m is an integer of 1 or more)” where Px: Py: Pz is closest to the target composition x ′: y ′: z ′.
(3) From the value of Px: Py: Pz in “between t m and t m + 1 ” and the value of Mx: My: Mz at the elapsed time t m , the factors Fx, Fy, and Fz are calculated by the following equation. Ask.
Fx = Px / Mx, Fy = Py / My, Fz = Pz / Mz.
The factors Fx, Fy, and Fz are values that reflect the relative reactivity of each monomer, and change when the combination of monomers used for polymerization or the target composition changes.

(4)また、好ましくは、最初の滴下溶液に含まれていた単量体混合物100質量%のうち、上記経過時間tにおいて、反応器内に存在する単量体の合計質量が占める割合(W質量%)を求める。
単量体溶液として、前記第1の溶液と第2の溶液を用いる場合、単量体の全供給量のうち、第1の溶液に含まれる単量体の合計量が占める割合をW質量%とすると、重合反応の開始直後から目標組成とほぼ同じ組成の重合体分子が生成されやすい。
(4) Preferably, the proportion of the total mass of the monomers present in the reactor in the elapsed time t m out of 100% by mass of the monomer mixture contained in the first dropping solution ( (W 0 % by mass).
When the first solution and the second solution are used as the monomer solution, the ratio of the total amount of monomers contained in the first solution to the total supply amount of the monomers is represented by W 0 mass. %, Polymer molecules having the same composition as the target composition are likely to be generated immediately after the start of the polymerization reaction.

<レジスト組成物>
本発明のレジスト組成物は、本発明のリソグラフィー用重合体をレジスト溶媒に溶解して調製される。レジスト溶媒としては、重合体の製造に用いた上記重合溶媒と同様のものが挙げられる。
本発明のレジスト組成物が化学増幅型レジスト組成物である場合は、さらに活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、光酸発生剤という。)を含有させる。
<Resist composition>
The resist composition of the present invention is prepared by dissolving the lithographic polymer of the present invention in a resist solvent. Examples of the resist solvent include the same solvents as those used for the production of the polymer.
When the resist composition of the present invention is a chemically amplified resist composition, a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter referred to as a photoacid generator) is further contained.

(光酸発生剤)
光酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物において公知の光酸発生剤の中から任意に選択できる。光酸発生剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
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。
レジスト組成物における光酸発生剤の含有量は、重合体100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。
(Photoacid generator)
The photoacid generator can be arbitrarily selected from known photoacid generators in the chemically amplified resist composition. A photo-acid generator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of the photoacid generator include onium salt compounds, sulfonimide compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, quinone diazide compounds, diazomethane compounds, and the like.
0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymers, and, as for content of the photo-acid generator in a resist composition, 0.5-10 mass parts is more preferable.

(含窒素化合物)
化学増幅型レジスト組成物は、含窒素化合物を含んでいてもよい。含窒素化合物を含むことにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等がさらに向上する。すなわち、レジストパターンの断面形状が矩形により近くなる。また半導体素子の量産ライン等では、レジスト膜に光を照射し、次いでベーク(PEB)した後、次の現像処理までの間に数時間放置されることがあるが、そのような放置(経時)による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。
含窒素化合物としては、アミンが好ましく、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。
レジスト組成物における含窒素化合物の含有量は、重合体100質量部に対して、0.01〜2質量部が好ましい。
(Nitrogen-containing compounds)
The chemically amplified resist composition may contain a nitrogen-containing compound. By including the nitrogen-containing compound, the resist pattern shape, the stability over time, and the like are further improved. That is, the cross-sectional shape of the resist pattern becomes closer to a rectangle. In a mass production line for semiconductor elements, the resist film is irradiated with light, then baked (PEB), and then left for several hours before the next development process. Occurrence of deterioration of the cross-sectional shape of the resist pattern due to is further suppressed.
The nitrogen-containing compound is preferably an amine, more preferably a secondary lower aliphatic amine or a tertiary lower aliphatic amine.
As for content of the nitrogen-containing compound in a resist composition, 0.01-2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymers.

(有機カルボン酸、リンのオキソ酸またはその誘導体)
化学増幅型レジスト組成物は、有機カルボン酸、リンのオキソ酸またはその誘導体(以下、これらをまとめて酸化合物と記す。)を含んでいてもよい。酸化合物を含むことにより、含窒素化合物の配合による感度劣化を抑えることができ、また、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等がさらに向上する。
有機カルボン酸としては、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
リンのオキソ酸またはその誘導体としては、リン酸またはその誘導体、ホスホン酸またはその誘導体、ホスフィン酸またはその誘導体等が挙げられる。
レジスト組成物における酸化合物の含有量は、重合体100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。
(Organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid or its derivative)
The chemically amplified resist composition may contain an organic carboxylic acid, an oxo acid of phosphorus, or a derivative thereof (hereinafter collectively referred to as an acid compound). By including an acid compound, it is possible to suppress deterioration in sensitivity due to the blending of the nitrogen-containing compound, and further improve the resist pattern shape, stability with time of leaving, and the like.
Examples of the organic carboxylic acid include malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, and salicylic acid.
Examples of phosphorus oxo acids or derivatives thereof include phosphoric acid or derivatives thereof, phosphonic acid or derivatives thereof, phosphinic acid or derivatives thereof, and the like.
The content of the acid compound in the resist composition is preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer.

(添加剤)
本発明のレジスト組成物は、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含んでいてもよい。該添加剤は、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、これら添加剤の量は、特に限定されず、適宜決めればよい。
(Additive)
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. Any additive can be used as long as it is known in the art. Further, the amount of these additives is not particularly limited, and may be determined as appropriate.

<パターンが形成された基板の製造方法>
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。
まず、所望の微細パターンを形成しようとするシリコンウエハー等の基板の被加工面上に、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、該レジスト組成物が塗布された基板を、ベーキング処理(プリベーク)等で乾燥することにより、基板上にレジスト膜を形成する。
ついで、レジスト膜に対して、フォトマスクを介して露光を行い潜像を形成する。露光光としては、250nm以下の波長の光が好ましい。例えばKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV光が好ましく、ArFエキシマレーザーが特に好ましい。また、電子線を照射してもよい。
また、該レジスト膜と露光装置の最終レンズとの間に、純水、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロトリアルキルアミン等の高屈折率液体を介在させた状態で光を照射する液浸露光を行ってもよい。
<Manufacturing method of substrate on which pattern is formed>
An example of the manufacturing method of the board | substrate with which the pattern was formed of this invention is demonstrated.
First, the resist composition of the present invention is applied by spin coating or the like on a processed surface of a substrate such as a silicon wafer on which a desired fine pattern is to be formed. And the resist film is formed on a board | substrate by drying the board | substrate with which this resist composition was apply | coated by baking process (prebaking) etc.
Next, the resist film is exposed through a photomask to form a latent image. The exposure light is preferably light having a wavelength of 250 nm or less. For example, KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser and EUV light are preferable, and ArF excimer laser is particularly preferable. Moreover, you may irradiate an electron beam.
In addition, immersion in which light is irradiated 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. Exposure may be performed.

露光後、適宜熱処理(露光後ベーク、PEB)し、レジスト膜にアルカリ現像液を接触させ、露光部分を現像液に溶解させ、除去する(現像)。アルカリ現像液としては、公知のものが挙げられる。
現像後、基板を純水等で適宜リンス処理する。このようにして基板上にレジストパターンが形成される。
レジストパターンが形成された基板は、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。
エッチング後、レジストを剥離剤によって除去することによって、微細パターンが形成された基板が得られる。
After exposure, heat treatment is appropriately performed (post-exposure baking, PEB), an alkali developer is brought into contact with the resist film, and the exposed portion is dissolved in the developer and removed (development). Examples of the alkaline developer include known ones.
After development, the substrate is appropriately rinsed with pure water or the like. In this way, a resist pattern is formed on the substrate.
The substrate on which the resist pattern is formed 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 fine pattern is formed.

本発明の製造方法により得られるリソグラフィー用重合体は、溶媒への溶解性に優れるとともに、高い感度のレジスト膜を形成できる。
したがって、レジスト組成物を調製する際のレジスト溶媒への重合体の溶解を容易にかつ良好に行うことができる。またレジスト組成物はアルカリ現像液に対する優れた溶解性が得られ、感度の向上に寄与する。またレジスト組成物中の不溶分が少ないため、パターン形成において、該不溶分に起因する欠陥が生じにくい。
したがって本発明の基板の製造方法によれば、本発明のレジスト組成物を用いることによって、基板上に欠陥の少ない、高精度の微細なレジストパターンを安定して形成できる。また、高感度および高解像度のレジスト組成物の使用が要求される、波長250nm以下の露光光を用いるフォトリソグラフィーまたは電子線リソグラフィー、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を使用するリソグラフィーによる、パターン形成にも好適に用いることができる。
なお、波長250nm以下の露光光を用いるフォトリソグラフィーに用いられるレジスト組成物を製造する場合には、重合体が該露光光の波長において透明であるように、単量体を適宜選択して用いることが好ましい。
The polymer for lithography obtained by the production method of the present invention is excellent in solubility in a solvent and can form a highly sensitive resist film.
Therefore, it is possible to easily and satisfactorily dissolve the polymer in the resist solvent when preparing the resist composition. In addition, the resist composition has excellent solubility in an alkali developer and contributes to an improvement in sensitivity. In addition, since the insoluble content in the resist composition is small, defects due to the insoluble content are less likely to occur during pattern formation.
Therefore, according to the method for producing a substrate of the present invention, by using the resist composition of the present invention, a highly accurate fine resist pattern with few defects can be stably formed on the substrate. In addition, pattern formation by photolithography using an exposure light having a wavelength of 250 nm or less or lithography using an electron beam lithography such as ArF excimer laser (193 nm), which requires the use of a resist composition with high sensitivity and high resolution, is also required. It can be used suitably.
In the case of producing a resist composition used for photolithography using exposure light having a wavelength of 250 nm or less, a monomer is appropriately selected and used so that the polymer is transparent at the wavelength of the exposure light. Is preferred.

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。測定方法および評価方法は以下の方法を用いた。   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. The measurement method and evaluation method used the following methods.

(重量平均分子量の測定)
重合体の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)は、下記の条件(GPC条件)でゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより、ポリスチレン換算で求めた。
[GPC条件]
装置:東ソー社製、東ソー高速GPC装置 HLC−8220GPC(商品名)、
分離カラム:昭和電工社製、Shodex GPC K−805L(商品名)を3本直列に連結したもの、
測定温度:40℃、
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、
試料(重合体の場合):重合体の約20mgを5mLのTHFに溶解し、0.5μmメンブレンフィルターで濾過した溶液、
試料(重合反応溶液の場合):サンプリングした重合反応溶液の約30mgを5mLのTHFに溶解し、0.5μmメンブレンフィルターで濾過した溶液
流量:1mL/分、
注入量:0.1mL、
検出器:示差屈折計。
(Measurement of weight average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer were determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography under the following conditions (GPC conditions).
[GPC conditions]
Equipment: Tosoh Corporation, Tosoh High Speed GPC Equipment HLC-8220GPC (trade name),
Separation column: manufactured by Showa Denko, Shodex GPC K-805L (trade name) connected in series,
Measurement temperature: 40 ° C.
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Sample (in the case of a polymer): a solution in which about 20 mg of a polymer is dissolved in 5 mL of THF and filtered through a 0.5 μm membrane filter,
Sample (in the case of polymerization reaction solution): A solution in which about 30 mg of the sampled polymerization reaction solution was dissolved in 5 mL of THF and filtered through a 0.5 μm membrane filter. Flow rate: 1 mL / min.
Injection volume: 0.1 mL,
Detector: differential refractometer.

検量線I:標準ポリスチレンの約20mgを5mLのTHFに溶解し、0.5μmメンブレンフィルターで濾過した溶液を用いて、上記の条件で分離カラムに注入し、溶出時間と分子量の関係を求めた。標準ポリスチレンは、下記の東ソー社製の標準ポリスチレン(いずれも商品名)を用いた。
F−80(Mw=706,000)、
F−20(Mw=190,000)、
F−4(Mw=37,900)、
F−1(Mw=10,200)、
A−2500(Mw=2,630)、
A−500(Mw=682、578、474、370、260の混合物)。
Calibration curve I: About 20 mg of standard polystyrene was dissolved in 5 mL of THF, and the solution was filtered through a 0.5 μm membrane filter and injected into a separation column under the above conditions, and the relationship between elution time and molecular weight was determined. As the standard polystyrene, the following standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation (both trade names) were used.
F-80 (Mw = 706,000),
F-20 (Mw = 190,000),
F-4 (Mw = 37,900),
F-1 (Mw = 10,200),
A-2500 (Mw = 2,630),
A-500 (mixture of Mw = 682, 578, 474, 370, 260).

(単量体の定量)
重合反応溶液中に残存する単量体量は次の方法で求めた。
反応器内の重合反応溶液を0.5g採取し、これ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、東ソー社製、高速液体クロマトグラフHPLC−8020(製品名)を用いて、該希釈液中の未反応単量体量を、単量体ごとに求めた。
(Quantification of monomer)
The amount of monomer remaining in the polymerization reaction solution was determined by the following method.
0.5 g of the polymerization reaction solution in the reactor was collected, diluted with acetonitrile, and the total volume was adjusted to 50 mL using a volumetric flask. The diluted solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the amount of unreacted monomer in the diluted solution was determined for each monomer using a high performance liquid chromatograph HPLC-8020 (product name) manufactured by Tosoh Corporation. Asked.

この測定において、分離カラムはジーエルサイエンス社製、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、検出器は東ソー社製、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 is manufactured by GL Sciences, and one Inertsil ODS-2 (trade name) is used. The mobile phase is a water / acetonitrile gradient system, the flow rate is 0.8 mL / min, and the detector is manufactured by Tosoh Corporation. Ultraviolet / visible absorptiometer UV-8020 (trade name), detection wavelength 220 nm, measurement temperature 40 ° C., injection amount 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%から、50体積%/50体積%まで。
測定時間24〜36.5分:A液/B液=50体積%/50体積%から、0体積%/100体積%まで。
測定時間36.5〜44分:A液/B液=0体積%/100体積%。
Measurement time 0 to 3 minutes: A liquid / B liquid = 90 vol% / 10 vol%.
Measurement time: 3 to 24 minutes: A liquid / B liquid = 90 volume% / 10 volume% to 50 volume% / 50 volume%.
Measurement time: 24 to 36.5 minutes: A liquid / B liquid = 50 volume% / 50 volume% to 0 volume% / 100 volume%.
Measurement time: 36.5 to 44 minutes: Liquid A / liquid B = 0 volume% / 100 volume%.

(重合体の溶解性の評価)
重合体の20部とPGMEAの80部とを混合し、25℃に保ちながら撹拌を行い、目視で完全溶解を判断し、完全溶解するまでの時間を計測した。
(Evaluation of polymer solubility)
20 parts of the polymer and 80 parts of PGMEA were mixed and stirred while maintaining at 25 ° C., and complete dissolution was judged visually, and the time until complete dissolution was measured.

(レジスト組成物の感度の評価)
レジスト組成物を6インチシリコンウエハー上に回転塗布し、ホットプレート上で120℃、60秒間のプリベーク(PAB)を行い、厚さ300nmのレジスト膜を形成した。ArFエキシマレーザー露光装置(リソテックジャパン社製、製品名:VUVES−4500)を用い、露光量を変えながら10mm×10mmの面積の18ショットを露光した。次いで110℃、60秒間のポストベーク(PEB)を行った後、レジスト現像アナライザー(リソテックジャパン社製、製品名:RDA−806)を用い、23.5℃にて2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で65秒間現像した。各露光量のレジスト膜それぞれについて、現像中のレジスト膜厚の経時変化を測定した。
得られたレジスト膜厚の経時変化のデータを基に、露光量(単位:mJ/cm)の対数と、初期膜厚に対する30秒間現像した時点での残存膜厚の割合率(単位:%、以下残膜率という。)との関係をプロットして、露光量−残膜率曲線作成した。この曲線に基づいて、残膜率0%とするための必要露光量(Eth)の値を求めた。すなわち、露光量−残膜率曲線が、残膜率0%の直線と交わる点における露光量(mJ/cm)をEthとして求めた。このEthの値は感度を表し、この値が小さいほど、感度が高いことを示す。
(Evaluation of resist composition sensitivity)
The resist composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer and pre-baked (PAB) at 120 ° C. for 60 seconds on a hot plate to form a resist film having a thickness of 300 nm. Using an ArF excimer laser exposure apparatus (product name: VUVES-4500, manufactured by RISOTEC JAPAN), 18 shots having an area of 10 mm × 10 mm were exposed while changing the exposure amount. Next, after post-baking (PEB) at 110 ° C. for 60 seconds, 2.38% tetrahydroxide at 23.5 ° C. using a resist development analyzer (product name: RDA-806, manufactured by RISOTEC JAPAN). Developed with aqueous methylammonium solution for 65 seconds. For each exposure amount of the resist film, the change with time in the resist film thickness during development was measured.
Based on the data of change in resist film thickness over time, the logarithm of the exposure amount (unit: mJ / cm 2 ) and the ratio of the remaining film thickness at the time of development for 30 seconds with respect to the initial film thickness (unit:%). , Hereinafter referred to as the residual film ratio) was plotted, and an exposure amount-residual film ratio curve was prepared. Based on this curve, the value of the necessary exposure amount (Eth) for obtaining a remaining film rate of 0% was determined. That is, the exposure amount (mJ / cm 2 ) at the point where the exposure amount-residual film rate curve intersects a straight line with a residual film rate of 0% was determined as Eth. The value of Eth represents sensitivity, and the smaller the value, the higher the sensitivity.

<参考例1:第1の組成の設計>
本例は、下記式(m−1)、(m−2)、(m−3)で表される単量体m−1、m−2、m−3を重合して、目標組成がm−1:m−2:m−3=40:40:20(モル%)、重量平均分子量の目標値が10,000の重合体を製造する場合の、第1の組成を求めた例である。
本例で使用した重合開始剤はジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(前記V601(商品名))である。重合温度は80℃とした。
<Reference Example 1: Design of first composition>
In this example, monomers m-1, m-2 and m-3 represented by the following formulas (m-1), (m-2) and (m-3) are polymerized, and the target composition is m. −1: m−2: m−3 = 40: 40: 20 (mol%), an example in which the first composition was obtained in the case of producing a polymer having a weight average molecular weight target value of 10,000. .
The polymerization initiator used in this example is dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (V601 (trade name)). The polymerization temperature was 80 ° C.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

窒素導入口、撹拌機、コンデンサー、滴下漏斗、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67.8部入れた。フラスコを湯浴に入れ、フラスコ内を撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
その後、下記の単量体混合物、溶媒、および重合開始剤を含む滴下溶液(全量は205.725g)を調製し、これを滴下漏斗より4時間かけて一定の滴下速度でフラスコ内に滴下し、さらに80℃の温度を3時間保持した。滴下溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応を停止させた。
単量体m−1を28.56部(40モル%)、
単量体m−2を32.93部(40モル%)、
単量体m−3を19.82部(20モル%)、
乳酸エチルを122.0部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを2.415部(単量体の全供給量に対して2.5モル%)。
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, a dropping funnel, and a thermometer, 67.8 parts of ethyl lactate was placed under a nitrogen atmosphere. The flask was placed in a hot water bath, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring the flask.
Thereafter, a dropping solution (total amount: 205.725 g) containing the following monomer mixture, solvent, and polymerization initiator was prepared, and this was dropped into the flask at a constant dropping rate over 4 hours from the dropping funnel. Furthermore, the temperature of 80 degreeC was hold | maintained for 3 hours. Seven hours after the start of dropping of the dropping solution, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
28.56 parts (40 mol%) of monomer m-1;
32.93 parts (40 mol%) of monomer m-2,
19.82 parts (20 mol%) of monomer m-3,
122.0 parts ethyl lactate,
2.415 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (2.5 mol% with respect to the total monomer feed).

上記滴下溶液の滴下開始から0.5,1,2,3,4,5,6,7時間後に、それぞれフラスコ内の重合反応溶液を0.5gサンプリングし、単量体m−1〜m−3の定量をそれぞれ行った。これにより各サンプリング時において反応器内に残存している各単量体の質量がわかる。その結果、例えば滴下開始から2時間後と3時間後の結果は表1の通りであった。   After 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 hours from the start of the dropping of the dropping solution, 0.5 g of the polymerization reaction solution in each flask was sampled, and monomers m-1 to m- Three quantifications were performed respectively. Thereby, the mass of each monomer remaining in the reactor at the time of each sampling is known. As a result, for example, the results after 2 hours and 3 hours after the start of dropping were as shown in Table 1.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

次いで、各単量体の分子量を用いて、各サンプリング時において反応器内に残存している各単量体のモル分率(Mx:My:Mzに該当する。)に換算した。
その結果、例えば滴下開始から2時間後と3時間後の結果は表2の通りであった。
Next, the molecular weight of each monomer was used to convert the molar fraction of each monomer remaining in the reactor at each sampling time (corresponding to Mx: My: Mz).
As a result, for example, the results 2 hours and 3 hours after the start of dropping were as shown in Table 2.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

一方、4時間一定速度で反応器に供給された各単量体の質量(全供給量)から、各サンプリング時までに供給された各単量体の合計質量を求め、これから各サンプリング時において反応器内に残存している各単量体の質量を引くことで、各サンプリング時において、それまでに供給された単量体のうち重合体へ転化したものの質量を、各単量体について計算した。
次いで差分データをとることによって、サンプリング時とサンプリング時の間に重合体へ転化したもの質量を、各単量体について求め、モル分率に換算した。このモル分率の値は、各サンプリング時とサンプリング時の間に生成した重合体、すなわち滴下からの経過時間(反応時間)がtからtまでの間、tからtまでの間…にそれぞれ生成した重合体における構成単位の含有比率(以下、重合体組成比ということもある。)Px:Py:Pzに該当する。
得られた結果を図1に示す。図1の横軸は、各反応時間帯(サンプリング時とサンプリング時の間)の終了側の反応時間を示している。すなわち、図1において、横軸の反応時間が3時間のときのデータは、滴下開始から2時間後〜3時間後に生成した重合体のデータに該当する(以下、同様)。
On the other hand, the total mass of each monomer supplied by each sampling is obtained from the mass (total supply amount) of each monomer supplied to the reactor at a constant rate for 4 hours. By subtracting the mass of each monomer remaining in the vessel, the mass of each monomer that had been converted to a polymer was calculated for each monomer at the time of each sampling. .
Subsequently, by taking the difference data, the mass converted to the polymer between the sampling time and the sampling time was determined for each monomer, and converted into a mole fraction. The value of this mole fraction is the polymer produced during each sampling, that is, the elapsed time from the dropping (reaction time) from t 1 to t 2 , from t 2 to t 3 , and so on. The content ratio of structural units in each polymer produced (hereinafter sometimes referred to as polymer composition ratio) corresponds to Px: Py: Pz.
The obtained results are shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 1 shows the reaction time on the end side of each reaction time zone (between sampling and sampling). That is, in FIG. 1, the data when the reaction time on the horizontal axis is 3 hours corresponds to the data of the polymer produced 2 to 3 hours after the start of dropping (the same applies hereinafter).

また、各反応時間にサンプリングした重合反応溶液について、GPC測定により重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。結果を表3および図2に示す。また表3には、反応終了時点(反応開始から7時間後)での重量平均分子量(Mw)のを100%としたときの、各反応時間におけるMwの測定値の割合(単位:%)を示す(以下同様。)。
表3および図2における反応時間は、各反応時間帯(サンプリング時とサンプリング時の間)の終了側の反応時間を示している。すなわち、反応時間が3時間のときのデータは、滴下開始から2時間後〜3時間後に生成した重合体のデータに該当する(以下、同様)。
Moreover, about the polymerization reaction solution sampled at each reaction time, the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated | required by GPC measurement. The results are shown in Table 3 and FIG. Table 3 shows the ratio (unit:%) of the measured value of Mw in each reaction time when the weight average molecular weight (Mw) at the end of the reaction (7 hours after the start of the reaction) is 100%. Shown (the same applies hereinafter).
The reaction time in Table 3 and FIG. 2 indicates the reaction time on the end side of each reaction time zone (between sampling and sampling). That is, the data when the reaction time is 3 hours corresponds to the data of the polymer produced 2 to 3 hours after the start of dropping (hereinafter the same).

Figure 0005707699
Figure 0005707699

図1の結果に示されるように、重合体組成比(Px:Py:Pz)が、目標組成である40:40:20に最も近いのは、滴下開始から2時間後〜3時間後に生成した重合体であり、Px:Py:Pz=41.05:38.47:20.48であった。
この値と、滴下開始からの経過時間が2時間後におけるMx:My:Mzの値(表2)を用い、Fx=Px/Mx、Fy=Py/My、Fz=Pz/Mzより、ファクターFx、Fy、Fzを求めると、Fx=1.27、Fy=0.76、Fz=1.22となる。
該ファクターの値と、目標組成を用いて第1の組成x:y:zを求めた。
=40/Fx=40/1.27=31.3モル%。
=40/Fy=40/0.76=52.4モル%。
=20/Fz=20/1.22=16.3モル%。
As shown in the results of FIG. 1, the polymer composition ratio (Px: Py: Pz) is closest to the target composition of 40:40:20, which is generated 2 hours to 3 hours after the start of dropping. It was a polymer, and Px: Py: Pz = 41.05: 38.47: 20.48.
Using this value and the value of Mx: My: Mz after 2 hours from the start of dropping (Table 2), Fx = Px / Mx, Fy = Py / My, Fz = Pz / Mz, factor Fx , Fy, and Fz are obtained as Fx = 1.27, Fy = 0.76, and Fz = 1.22.
The first composition x 0 : y 0 : z 0 was determined using the factor value and the target composition.
x 0 = 40 / Fx = 40 / 1.27 = 31.3 mole%.
y 0 = 40 / Fy = 40 / 0.76 = 52.4 mole%.
z 0 = 20 / Fz = 20 / 1.22 = 16.3 mole%.

[Wの算出]
最初の滴下溶液に含まれていた単量体混合物(合計81.31部)を100質量%とすると、滴下開始からの経過時間が2時間後において反応器内に存在する単量体の合計質量(表1より14.13部)が占める割合(W)は17.4質量%となる。
[Calculation of W 0 ]
When the monomer mixture (total 81.31 parts) contained in the first dropping solution is 100% by mass, the total mass of the monomers present in the reactor after 2 hours from the start of dropping. The ratio (W 0 ) occupied by (14.13 parts from Table 1) is 17.4% by mass.

<実施例1>
本例では、参考例1で求めた第1の組成を用い、本発明に係る前記(a)の方法で重合体を製造した。使用する単量体の種類、重合開始剤の種類、重合温度、重合体の目標組成、および重量平均分子量の目標値は参考例1と同じである。
窒素導入口、撹拌機、コンデンサー、滴下漏斗2個、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、下記の第1の溶液を入れた。フラスコを湯浴に入れ、フラスコ内を撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
その後、下記の第2の溶液を滴下漏斗より4時間かけてフラスコ内に滴下し、さらに80℃の温度を3時間保持し、第2の溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応を停止させた。また、第2の溶液の滴下開始と同時に、下記の重合開始剤溶液を別の滴下漏斗より0.25時間かけてフラスコ内に滴下した。
単量体の全供給量のうち、第1の溶液に含有させる単量体の量は、参考例1のWより17.4質量%とした。
本例において、基準時間は4時間であり、重合開始剤溶液が滴下されている期間(0.25時間)が重合開始剤の高速供給期間である。すなわち、重合開始剤の高速供給期間(0〜j%)は基準時間の0〜6.25%(j=6.25%)である。重合開始剤の高速供給期間中に反応器内に供給される重合開始剤は、重合開始剤の全供給量のうちの約65質量%である。
また単量体の高速供給期間(0〜k%)は基準時間の0〜0%(k=0%)である。単量体の高速供給期間中に反応器内に供給される単量体の量は、単量体の全供給量のうちの17.4質量%(=W)である。
<Example 1>
In this example, using the first composition obtained in Reference Example 1, a polymer was produced by the method (a) according to the present invention. The type of monomer used, the type of polymerization initiator, the polymerization temperature, the target composition of the polymer, and the target value of the weight average molecular weight are the same as in Reference Example 1.
The following 1st solution was put into the flask provided with the nitrogen inlet, the stirrer, the condenser, the two dropping funnels, and the thermometer under nitrogen atmosphere. The flask was placed in a hot water bath, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring the flask.
Then, the following 2nd solution is dripped in a flask over 4 hours from a dropping funnel, the temperature of 80 degreeC is hold | maintained for 3 hours, and it cools to room temperature 7 hours after the dripping start of a 2nd solution. The reaction was stopped. Simultaneously with the start of dropping of the second solution, the following polymerization initiator solution was dropped into the flask from another dropping funnel over 0.25 hours.
Of the total supply amount of the monomers, the amount of monomers to be contained in the first solution was 17.4 wt% from W 0 of Reference Example 1.
In this example, the reference time is 4 hours, and the period during which the polymerization initiator solution is dropped (0.25 hour) is the high-speed supply period of the polymerization initiator. That is, the high-speed supply period (0 to j%) of the polymerization initiator is 0 to 6.25% (j = 6.25%) of the reference time. The polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator is about 65% by mass of the total supply amount of the polymerization initiator.
The high-speed monomer supply period (0 to k%) is 0 to 0% (k = 0%) of the reference time. The amount of monomer supplied into the reactor during the high-speed monomer supply period is 17.4% by mass (= W 0 ) of the total monomer supply amount.

(第1の溶液)
単量体m−1を3.87部(31.3モル%)、
単量体m−2を7.46部(52.4モル%)、
単量体m−3を2.80部(16.3モル%)、
乳酸エチルを96.5部。
(第2の溶液)
単量体m−1を23.34部(40モル%)、
単量体m−2を26.91部(40モル%)、
単量体m−3を16.20部(20モル%)、
乳酸エチルを98.9部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを0.670部(単量体の全供給量に対して0.7モル%)。
(重合開始剤溶液)
乳酸エチルを1.9部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを1.243部(単量体の全供給量に対して1.3モル%)。
(First solution)
3.87 parts (31.3 mol%) of monomer m-1
7.46 parts (52.4 mol%) of monomer m-2,
2.80 parts (16.3 mol%) of monomer m-3,
96.5 parts ethyl lactate.
(Second solution)
23.34 parts (40 mol%) of monomer m-1;
26.91 parts (40 mol%) of monomer m-2,
16.20 parts (20 mol%) of monomer m-3,
98.9 parts ethyl lactate,
0.670 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (0.7 mol% based on the total amount of monomers supplied).
(Polymerization initiator solution)
1.9 parts of ethyl lactate,
1.243 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (1.3 mol% based on the total amount of monomers supplied).

参考例1と同様の手順で、各反応時間に生成した重合体における構成単位の含有比率(重合体組成比)を求めた。その結果を図3に示す。
また参考例1と同様にして、各反応時間にサンプリングした重合反応溶液について、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。結果を表4および図4に示す。
In the same procedure as in Reference Example 1, the content ratio (polymer composition ratio) of the constituent units in the polymer produced during each reaction time was determined. The result is shown in FIG.
Moreover, the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated | required about the polymerization reaction solution sampled at each reaction time like the reference example 1. FIG. The results are shown in Table 4 and FIG.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

図1と図3の結果を比べると、参考例1(図1)は滴下開始直後に生成された重合体の重合体組成比は目標組成から大きく外れており、また反応時間によって重合体組成のばらつきが大きい。
これに対して、予め、フラスコ内に第1の溶液を仕込んだ実施例1(図3)は、滴下開始直後から、重合体組成比が目標組成とほぼ同じになり、反応時間による組成比のばらつきも改善された。特に、滴下を継続した反応時間4時間までに得られる重合体の重合体組成比は、目標組成との差が小さい。
Comparing the results of FIG. 1 and FIG. 3, in Reference Example 1 (FIG. 1), the polymer composition ratio of the polymer produced immediately after the start of dripping is significantly different from the target composition, and the polymer composition depends on the reaction time. Variation is large.
On the other hand, in Example 1 (FIG. 3) in which the first solution was previously charged in the flask, the polymer composition ratio was almost the same as the target composition immediately after the start of dropping, and the composition ratio of the reaction time was Variability was also improved. In particular, the polymer composition ratio of the polymer obtained by the reaction time of 4 hours in which the dropping was continued is small from the target composition.

また図2と図4の結果を比べると、参考例1(図2)においては、特に滴下開始から3時間までの重量平均分子量は、その後の重量平均分子量との差が大きく、反応時間によるばらつきも大きい。
これに対して、実施例1(図4)では、滴下開始直後から反応終了時まで、反応時間による重量平均分子量および分子量分布のばらつきが小さい。
Further, comparing the results of FIG. 2 and FIG. 4, in Reference Example 1 (FIG. 2), especially the weight average molecular weight from the start of dropping to 3 hours is greatly different from the subsequent weight average molecular weight, and it varies depending on the reaction time. Is also big.
On the other hand, in Example 1 (FIG. 4), the dispersion of the weight average molecular weight and molecular weight distribution depending on the reaction time is small from immediately after the start of dropping until the end of the reaction.

[重合体の精製]
反応時間7時間が経過した後に、室温まで冷却して反応を停止させ、フラスコ内の重合反応溶液を、約10倍量のメタノールおよび水の混合溶媒(メタノール/水=80/20容量比)に撹拌しながら滴下し、白色の析出物(重合体P1)の沈殿を得た。沈殿を濾別し、再度、前記と同じ量のメタノールおよび水の混合溶媒(メタノール/水=90/10容量比)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、重合体湿粉160gを得た。この重合体湿粉のうち10gを減圧下40℃で約40時間乾燥した。得られた重合体P1について、Mw、Mw/Mnを求め、溶解性の評価を行った。結果を表10に示す。
[Purification of polymer]
After 7 hours of reaction time, the reaction was stopped by cooling to room temperature, and the polymerization reaction solution in the flask was mixed with about 10 times the amount of methanol and water mixed solvent (methanol / water = 80/20 volume ratio). The solution was added dropwise with stirring to obtain a white precipitate (polymer P1). The precipitate was filtered off and again poured into a mixed solvent of methanol and water in the same amount as above (methanol / water = 90/10 volume ratio), and the precipitate was washed with stirring. And the precipitate after washing | cleaning was separated by filtration, and 160 g of polymer wet powder was obtained. 10 g of the polymer wet powder was dried at 40 ° C. under reduced pressure for about 40 hours. About the obtained polymer P1, Mw and Mw / Mn were calculated | required and solubility was evaluated. The results are shown in Table 10.

[レジスト組成物の製造]
上記重合体湿粉の残りを、PGMEAの880gへ投入し、完全に溶解させて重合体溶液とした後、孔径0.04μmのナイロン製フィルター(日本ポール社製、P−NYLON N66FILTER0.04M(商品名))へ通液して、重合体溶液を濾過した。
得られた重合体溶液を減圧下で加熱してメタノールおよび水を留去し、さらにPGMEAを留去し、重合体の濃度が25質量%の重合体P1溶液を得た。この際、最高到達真空度は0.7kPa、最高溶液温度は65℃、留去時間は8時間であった。
[Production of resist composition]
The rest of the polymer wet powder is put into 880 g of PGMEA and completely dissolved to obtain a polymer solution, and then a nylon filter having a pore size of 0.04 μm (P-NYLON N66FILTER 0.04M manufactured by Nippon Pole Co., Ltd. (product) The polymer solution was filtered.
The obtained polymer solution was heated under reduced pressure to distill off methanol and water, and further PGMEA was distilled off to obtain a polymer P1 solution having a polymer concentration of 25% by mass. At this time, the maximum ultimate vacuum was 0.7 kPa, the maximum solution temperature was 65 ° C., and the distillation time was 8 hours.

得られた重合体P1溶液の400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の2部と、溶媒であるPGMEAとを、重合体濃度が12.5質量%になるように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、レジスト組成物を得た。得られたレジスト組成物について上記の方法で感度を評価した。結果を表10に示す。   400 parts of the obtained polymer P1 solution, 2 parts of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator, and PGMEA as a solvent were mixed so that the polymer concentration was 12.5% by mass. After preparing a uniform solution, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a resist composition. The sensitivity of the obtained resist composition was evaluated by the above method. The results are shown in Table 10.

<実施例2>
本例では、参考例1で求めた第1の組成を用い、本発明に係る前記(b)の方法で重合体を製造した。使用する単量体の種類、重合開始剤の種類、重合温度、重合体の目標組成、および重量平均分子量の目標値は参考例1と同じである。
窒素導入口、撹拌機、コンデンサー、滴下漏斗2個、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86.5部を入れた。フラスコを湯浴に入れ、フラスコ内を撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
その後、下記の第2の溶液を滴下漏斗より4時間かけてフラスコ内に滴下し、さらに80℃の温度を3時間保持し、第2の溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応を停止させた。また、第2の溶液の滴下開始と同時に、下記第1の溶液を別の滴下漏斗より0.25時間かけてフラスコ内に滴下した。
単量体の全供給量のうち、第1の溶液に含有させる単量体の量は、参考例1のWより17.4質量%とした。
本例において、基準時間は4時間であり、第1の溶液が滴下されている期間(0.25時間)が単量体および重合開始剤の高速供給期間である。すなわち、重合開始剤の高速供給期間(0〜j%)は基準時間の0〜6.25%(j=6.25%)であり、単量体の高速供給期間(0〜k%)も基準時間の0〜6.25%(k=6.25%)である。重合開始剤の高速供給期間中に反応器内に供給される重合開始剤は、実施例1と同じであり、重合開始剤の全供給量のうちの約65質量%である。また単量体の高速供給期間中に反応器内に供給される単量体の量は、単量体の全供給量のうちの22.7質量%である。
<Example 2>
In this example, a polymer was produced by the method (b) according to the present invention using the first composition obtained in Reference Example 1. The type of monomer used, the type of polymerization initiator, the polymerization temperature, the target composition of the polymer, and the target value of the weight average molecular weight are the same as in Reference Example 1.
A flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, two dropping funnels, and a thermometer was charged with 86.5 parts of ethyl lactate under a nitrogen atmosphere. The flask was placed in a hot water bath, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring the flask.
Then, the following 2nd solution is dripped in a flask over 4 hours from a dropping funnel, the temperature of 80 degreeC is hold | maintained for 3 hours, and it cools to room temperature 7 hours after the dripping start of a 2nd solution. The reaction was stopped. Simultaneously with the start of dropping of the second solution, the following first solution was dropped into the flask from another dropping funnel over 0.25 hours.
Of the total supply amount of the monomers, the amount of monomers to be contained in the first solution was 17.4 wt% from W 0 of Reference Example 1.
In this example, the reference time is 4 hours, and the period during which the first solution is dropped (0.25 hour) is the high-speed supply period of the monomer and the polymerization initiator. That is, the high-speed supply period (0 to j%) of the polymerization initiator is 0 to 6.25% (j = 6.25%) of the reference time, and the high-speed supply period (0 to k%) of the monomer is also used. It is 0 to 6.25% of the reference time (k = 6.25%). The polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator is the same as in Example 1, and is about 65% by mass of the total supply amount of the polymerization initiator. Further, the amount of the monomer supplied into the reactor during the high-speed monomer supply period is 22.7% by mass of the total monomer supply amount.

(第1の溶液)
単量体m−1を3.87部(31.3モル%)、
単量体m−2を7.46部(52.4モル%)、
単量体m−3を2.80部(16.3モル%)、
乳酸エチルを11.9部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを1.243部(単量体の全供給量に対して1.3モル%)。
(第2の溶液)
単量体m−1を23.34部(40モル%)、
単量体m−2を26.91部(40モル%)、
単量体m−3を16.20部(20モル%)、
乳酸エチルを98.9部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを0.670部(単量体の全供給量に対して0.7モル%)。
(First solution)
3.87 parts (31.3 mol%) of monomer m-1
7.46 parts (52.4 mol%) of monomer m-2,
2.80 parts (16.3 mol%) of monomer m-3,
11.9 parts of ethyl lactate,
1.243 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (1.3 mol% based on the total amount of monomers supplied).
(Second solution)
23.34 parts (40 mol%) of monomer m-1;
26.91 parts (40 mol%) of monomer m-2,
16.20 parts (20 mol%) of monomer m-3,
98.9 parts ethyl lactate,
0.670 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (0.7 mol% based on the total amount of monomers supplied).

参考例1と同様の手順で、各反応時間に生成した重合体における構成単位の組成比(重合体組成比)を求めた。その結果を図5に示す。
また参考例1と同様にして、各反応時間にサンプリングした重合反応溶液について、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。結果を表5および図6に示す。
In the same procedure as in Reference Example 1, the composition ratio (polymer composition ratio) of the constituent units in the polymer produced during each reaction time was determined. The result is shown in FIG.
Moreover, the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were calculated | required about the polymerization reaction solution sampled at each reaction time like the reference example 1. FIG. The results are shown in Table 5 and FIG.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

図5の結果に示されるように、本例でも、実施例1と同様に、滴下開始後すぐに重合体組成比が目標組成とほぼ同じとなり、反応時間による組成比のばらつきも改善された。特に、滴下を継続した反応時間4時間までに得られる重合体の組成比は、目標組成との差が小さい。
また図6の結果に示されるように、本例でも、実施例1と同様に、滴下開始直後から反応終了時まで、反応時間による重量平均分子量および分子量分布のばらつきが小さい。
As shown in the results of FIG. 5, in this example as well as in Example 1, the polymer composition ratio was almost the same as the target composition immediately after the start of dropping, and the variation in the composition ratio due to the reaction time was also improved. In particular, the composition ratio of the polymer obtained by the reaction time of 4 hours in which the dropping was continued is small from the target composition.
Also, as shown in the results of FIG. 6, in this example as well as in Example 1, the variation in the weight average molecular weight and molecular weight distribution depending on the reaction time is small from immediately after the start of dropping until the end of the reaction.

[重合体の精製]
実施例1と同様にして、反応時間7時間が経過したフラスコ内の重合反応溶液から、重合体P2を得た。重合体P2のMw、Mw/Mn、溶解性評価の結果を表10に示す。
[レジスト組成物の製造]
実施例1と同様にして、重合体P2を含有するレジスト組成物を調製し、感度を評価した。結果を表10に示す。
[Purification of polymer]
In the same manner as in Example 1, polymer P2 was obtained from the polymerization reaction solution in the flask after 7 hours of reaction time. Table 10 shows the results of Mw, Mw / Mn, and solubility evaluation of the polymer P2.
[Production of resist composition]
In the same manner as in Example 1, a resist composition containing the polymer P2 was prepared, and the sensitivity was evaluated. The results are shown in Table 10.

<参考例2:第1の組成の設計>
本例は、下記式(m−4)、(m−5)、(m−6)で表される単量体m−4、m−5、m−6を重合して、目標組成がm−4:m−5:m−6=40:40:20(モル%)、重量平均分子量の目標値が10,000の重合体を製造する場合の、第1の組成を求めた例である。
重合開始剤は参考例1と同じジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを用い、重合温度は80℃とした。
<Reference Example 2: Design of first composition>
In this example, monomers m-4, m-5, and m-6 represented by the following formulas (m-4), (m-5), and (m-6) are polymerized, and the target composition is m. -4: m-5: m-6 = 40: 40: 20 (% by mole) This is an example in which the first composition is obtained when a polymer having a weight average molecular weight target value of 10,000 is produced. .
The same dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate as in Reference Example 1 was used as the polymerization initiator, and the polymerization temperature was 80 ° C.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

窒素導入口、撹拌機、コンデンサー、滴下漏斗、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を70.6部入れた。フラスコを湯浴に入れ、フラスコ内を撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
その後、下記の単量体混合物、溶媒、および重合開始剤を含む滴下溶液(全量は220.612g)を調製し、これを滴下漏斗より4時間かけて一定の滴下速度でフラスコ内に滴下し、さらに80℃の温度を3時間保持した。滴下溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応を停止させた。
単量体m−4を26.83部(40モル%)、
単量体m−5を40.25部(40モル%)、
単量体m−6を17.63部(20モル%)、
PGMEAを127.1部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを8.802部(単量体の全供給量に対して8.9モル%)。
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser, a dropping funnel, and a thermometer, 70.6 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was placed under a nitrogen atmosphere. The flask was placed in a hot water bath, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring the flask.
Thereafter, a dropping solution (total amount 220.612 g) containing the following monomer mixture, solvent, and polymerization initiator was prepared, and this was dropped into the flask at a constant dropping rate over 4 hours from the dropping funnel. Furthermore, the temperature of 80 degreeC was hold | maintained for 3 hours. Seven hours after the start of dropping of the dropping solution, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
26.83 parts (40 mol%) of monomer m-4,
40.25 parts (40 mol%) of monomer m-5,
17.63 parts (20 mol%) of monomer m-6,
127.1 parts of PGMEA,
8.802 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (8.9 mol% with respect to the total monomer feed).

上記滴下溶液の滴下開始から0.5,1,2,3,4,5,6,7時間後に、それぞれフラスコ内の重合反応溶液を0.5gサンプリングし、単量体m−4〜m−6の定量をそれぞれ行った。これにより各サンプリング時において反応器内に残存している各単量体の質量がわかる。その結果、例えば滴下開始から1時間後と2時間後の結果は表6の通りであった。   After 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 hours from the start of the dropping of the dropping solution, 0.5 g of the polymerization reaction solution in each flask was sampled, and monomers m-4 to m- Each of the 6 quantifications was performed. Thereby, the mass of each monomer remaining in the reactor at the time of each sampling is known. As a result, for example, the results after 1 hour and 2 hours after the start of dropping were as shown in Table 6.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

次いで、各単量体の分子量を用いて、各サンプリング時において反応器内に残存している各単量体のモル分率(Mx:My:Mzに該当する。)に換算した。
その結果、例えば滴下開始から1時間後と2時間後の結果は表7の通りであった。
Next, the molecular weight of each monomer was used to convert the molar fraction of each monomer remaining in the reactor at each sampling time (corresponding to Mx: My: Mz).
As a result, for example, the results after 1 hour and 2 hours after the start of dropping were as shown in Table 7.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

一方、参考例1と同様にして、各反応時間にそれぞれ生成した重合体における構成単位の含有比率(重合体組成比、Px:Py:Pz)を求めた。得られた結果を図7に示す。
また、各反応時間にサンプリングした重合反応溶液について、MwおよびMw/Mnを求めた。結果を表8および図8に示す。
On the other hand, in the same manner as in Reference Example 1, the content ratio of the constituent units (polymer composition ratio, Px: Py: Pz) in the polymer produced during each reaction time was determined. The obtained results are shown in FIG.
Moreover, Mw and Mw / Mn were calculated | required about the polymerization reaction solution sampled at each reaction time. The results are shown in Table 8 and FIG.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

図7の結果に示されるように、重合体組成比(Px:Py:Pz)が、目標組成である40:40:20に最も近いのは、滴下開始から1時間後〜2時間後に生成した重合体であり、Px:Py:Pz=40.07:39.95:19.99であった。
この値と、滴下開始からの経過時間が2時間後におけるMx:My:Mzの値(表7)を用い、Fx=Px/Mx、Fy=Py/My、Fz=Pz/Mzより、ファクターFx、Fy、Fzを求めると、Fx=0.80、Fy=1.10、Fz=1.42となる。
該ファクターの値と、目標組成を用いて第1の組成x:y:zを求めた。
=40/Fx=40/0.80=49.8モル%。
=40/Fy=40/1.10=36.2モル%。
=20/Fz=20/1.42=14.0モル%。
As shown in the results of FIG. 7, the polymer composition ratio (Px: Py: Pz) is closest to the target composition of 40:40:20, which is generated 1 hour to 2 hours after the start of dropping. The polymer was Px: Py: Pz = 40.07: 39.95: 19.99.
Using this value and the value of Mx: My: Mz (Table 7) after 2 hours from the start of dropping, Fx = Px / Mx, Fy = Py / My, Fz = Pz / Mz, and factor Fx , Fy, and Fz are obtained as Fx = 0.80, Fy = 1.10, and Fz = 1.42.
The first composition x 0 : y 0 : z 0 was determined using the factor value and the target composition.
x 0 = 40 / Fx = 40 / 0.80 = 49.8 mol%.
y 0 = 40 / Fy = 40 / 1.10 = 36.2 mole%.
z 0 = 20 / Fz = 20 / 1.42 = 14.0 mole%.

[Wの算出]
最初の滴下溶液に含まれていた単量体混合物(合計84.71部)を100質量%とすると、滴下開始からの経過時間が1時間後において反応器内に存在する単量体の合計質量(表6より6.40部)が占める割合(W)は7.6質量%となる。
[Calculation of W 0 ]
Assuming that the monomer mixture (total 84.71 parts) contained in the first dropping solution is 100% by mass, the total mass of monomers present in the reactor after 1 hour has elapsed since the start of dropping. The ratio (W 0 ) occupied by (6.40 parts from Table 6) is 7.6% by mass.

<実施例3>
本例では、参考例2で求めた第1の組成を用い、本発明に係る前記(a)の方法で重合体を製造した。使用する単量体の種類、重合開始剤の種類、重合温度、重合体の目標組成、および目標の重量平均分子量は参考例2と同じである。
窒素導入口、撹拌機、コンデンサー、滴下漏斗2個、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲気下で、下記の第1の溶液を入れた。フラスコを湯浴に入れ、フラスコ内を撹拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。
その後、下記の第2の溶液を滴下漏斗より4時間かけてフラスコ内に滴下し、さらに80℃の温度を3時間保持し、第2の溶液の滴下開始から7時間後に、室温まで冷却して反応を停止させた。また、第2の溶液の滴下開始と同時に、下記の重合開始剤溶液を別の滴下漏斗より0.25時間かけてフラスコ内に滴下した。
単量体の全供給量のうち、第1の溶液に含有させる単量体の量は、参考例2のWより7.6質量%とした。
本例において、基準時間は4時間であり、重合開始剤溶液が滴下されている期間(0.25時間)が重合開始剤の高速供給期間である。すなわち、重合開始剤の高速供給期間(0〜j%)は基準時間の0〜6.25%(j=6.25%)である。重合開始剤の高速供給期間中に反応器内に供給される重合開始剤は、重合開始剤の全供給量のうちの約55質量%である。
また単量体の高速供給期間(0〜k%)は基準時間の0〜0%(k=0%)である。単量体の高速供給期間中に反応器内に供給される単量体の量は、単量体の全供給量のうちの7.6質量%(=W)である。
<Example 3>
In this example, a polymer was produced by the method (a) according to the present invention using the first composition obtained in Reference Example 2. The type of monomer used, the type of polymerization initiator, the polymerization temperature, the target composition of the polymer, and the target weight average molecular weight are the same as in Reference Example 2.
The following 1st solution was put into the flask provided with the nitrogen inlet, the stirrer, the condenser, the two dropping funnels, and the thermometer under nitrogen atmosphere. The flask was placed in a hot water bath, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring the flask.
Then, the following 2nd solution is dripped in a flask over 4 hours from a dropping funnel, the temperature of 80 degreeC is hold | maintained for 3 hours, and it cools to room temperature 7 hours after the dripping start of a 2nd solution. The reaction was stopped. Simultaneously with the start of dropping of the second solution, the following polymerization initiator solution was dropped into the flask from another dropping funnel over 0.25 hours.
Of the total supply amount of monomers, the amount of monomers to be contained in the first solution was 7.6% by mass from W 0 of Reference Example 2.
In this example, the reference time is 4 hours, and the period during which the polymerization initiator solution is dropped (0.25 hour) is the high-speed supply period of the polymerization initiator. That is, the high-speed supply period (0 to j%) of the polymerization initiator is 0 to 6.25% (j = 6.25%) of the reference time. The polymerization initiator supplied into the reactor during the high-speed supply period of the polymerization initiator is about 55% by mass of the total supply amount of the polymerization initiator.
The high-speed monomer supply period (0 to k%) is 0 to 0% (k = 0%) of the reference time. The amount of monomer supplied into the reactor during the high-speed monomer supply period is 7.6% by mass (= W 0 ) of the total monomer supply amount.

(第1の溶液)
単量体m−4を2.60部(49.8モル%)、
単量体m−5を2.84部(36.2モル%)、
単量体m−6を0.96部(14.0モル%)。
PGMEAを80.2部。
(第2の溶液)
単量体m−4を24.80部(40モル%)、
単量体m−5を37.21部(40モル%)、
単量体m−6を16.30部(20モル%)、
PGMEAを110.0部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを3.456部(単量体の全供給量に対して3.49モル%)。
(重合開始剤溶液)
PGMEAを7.5部、
ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートを4.2224部(単量体の全供給量に対して4.26モル%)。
(First solution)
2.60 parts (49.8 mol%) of monomer m-4,
2.84 parts (36.2 mol%) of monomer m-5,
0.96 part (14.0 mol%) of monomer m-6.
80.2 parts PGMEA.
(Second solution)
Monomer m-4 24.80 parts (40 mol%),
37.21 parts (40 mol%) of monomer m-5,
16.30 parts (20 mol%) of monomer m-6,
110.0 parts of PGMEA,
3.456 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (3.49 mol% with respect to the total monomer feed).
(Polymerization initiator solution)
7.5 parts of PGMEA,
4.2224 parts of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (4.26 mol% with respect to the total monomer feed).

参考例2と同様の手順で、各反応時間に生成した重合体における構成単位の含有比率(重合体組成比)を求めた。その結果を図9に示す。
また参考例2と同様にして、各反応時間にサンプリングした重合反応溶液について、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。結果を表9および図10に示す。
In the same procedure as in Reference Example 2, the content ratio (polymer composition ratio) of the constituent units in the polymer produced during each reaction time was determined. The result is shown in FIG.
In the same manner as in Reference Example 2, the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were determined for the polymerization reaction solution sampled at each reaction time. The results are shown in Table 9 and FIG.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

図7と図9の結果を比べると、参考例2(図7)は滴下開始直後に生成された重合体の重合体組成比は目標組成から大きく外れており、また反応時間によって重合体組成のばらつきが大きい。
これに対して、予め、フラスコ内に第1の溶液を仕込んだ実施例3(図8)は、滴下開始直後から、重合体組成比が目標組成とほぼ同じになり、組反応時間による組成比のばらつきも改善された。特に、滴下を継続した反応時間4時間までに得られる重合体の重合体組成比は、目標組成との差が小さい。
Comparing the results of FIG. 7 and FIG. 9, in Reference Example 2 (FIG. 7), the polymer composition ratio of the polymer produced immediately after the start of dripping is significantly different from the target composition, and the polymer composition depends on the reaction time. Variation is large.
On the other hand, in Example 3 (FIG. 8) in which the first solution was previously charged in the flask, the polymer composition ratio was almost the same as the target composition immediately after the start of dropping, and the composition ratio by the combination reaction time. Variability was also improved. In particular, the polymer composition ratio of the polymer obtained by the reaction time of 4 hours in which the dropping was continued is small from the target composition.

また図8と図10の結果を比べると、参考例2(図8)においては、特に滴下開始から3時間までの重量平均分子量は、その後の重量平均分子量との差が大きく、反応時間によるばらつきも大きい。
これに対して、実施例3(図10)では、滴下開始直後から反応終了時まで、反応時間による重量平均分子量および分子量分布のばらつきが小さい。
Further, comparing the results of FIG. 8 and FIG. 10, in Reference Example 2 (FIG. 8), the difference in weight average molecular weight from the start of dripping to 3 hours, in particular, is large due to the reaction time. Is also big.
On the other hand, in Example 3 (FIG. 10), the variation in the weight average molecular weight and molecular weight distribution due to the reaction time is small from immediately after the start of dropping until the end of the reaction.

[重合体の精製]
実施例1の重合体の精製工程において使用した、メタノールおよび水の混合溶媒(メタノール/水=80/20容量比)と(メタノール/水=90/10容量比)を、それぞれメタノールおよび水の混合溶媒(メタノール/水=90/10容量比)と(メタノール/水=95/5容量比)に変更したほかは、実施例1と同様にして、反応時間7時間が経過したフラスコ内の重合反応溶液から、重合体P3を得た。重合体P3のMw、Mw/Mn、溶解性評価の結果を表10に示す。
[レジスト組成物の製造]
実施例1と同様にして、重合体P3を含有するレジスト組成物を調製し、感度を評価した。結果を表10に示す。
[Purification of polymer]
A mixed solvent of methanol and water (methanol / water = 80/20 volume ratio) and (methanol / water = 90/10 volume ratio) used in the purification process of the polymer of Example 1 were mixed with methanol and water, respectively. Polymerization reaction in the flask after a reaction time of 7 hours in the same manner as in Example 1 except that the solvent (methanol / water = 90/10 volume ratio) and (methanol / water = 95/5 volume ratio) were changed. From the solution, a polymer P3 was obtained. Table 10 shows the results of Mw, Mw / Mn, and solubility evaluation of the polymer P3.
[Production of resist composition]
In the same manner as in Example 1, a resist composition containing the polymer P3 was prepared, and the sensitivity was evaluated. The results are shown in Table 10.

<比較例1>
参考例1において、反応時間7時間が経過した後に、室温まで冷却して反応を停止させて得られるフラスコ内の重合反応溶液を用い、実施例1の重合体の精製工程と同様にして比較重合体1を得た。得られた比較重合体1について、実施例1と同様にしてMw、Mw/Mnを求め、溶解性評価を行った。
また、比較重合体1を用い、実施例1と同様にしてレジスト組成物を調製し、感度を評価した。結果を表10に示す。
<Comparative Example 1>
In Reference Example 1, after the reaction time of 7 hours had elapsed, the polymerization reaction solution in the flask obtained by cooling to room temperature to stop the reaction was used, and the comparative weight was determined in the same manner as in the polymer purification step of Example 1. Combined 1 was obtained. About the obtained comparative polymer 1, Mw and Mw / Mn were calculated | required similarly to Example 1, and solubility evaluation was performed.
Moreover, using the comparative polymer 1, a resist composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the sensitivity was evaluated. The results are shown in Table 10.

<比較例2>
参考例2において、反応時間7時間が経過した後に、室温まで冷却して反応を停止させて得られるフラスコ内の重合反応溶液を用い、実施例3の重合体の精製工程と同様にして比較重合体2を得た。得られた比較重合体2について、実施例3と同様にしてMw、Mw/Mnを求め、溶解性評価を行った。
また、比較重合体2を用い、実施例3と同様にしてレジスト組成物を調製し、感度を評価した。結果を表10に示す。
<Comparative Example 2>
In Reference Example 2, after the reaction time of 7 hours had elapsed, the polymerization reaction solution in the flask obtained by cooling to room temperature to stop the reaction was used, and the comparative weight was determined in the same manner as in the polymer purification step of Example 3. Combined 2 was obtained. About the obtained comparative polymer 2, it carried out similarly to Example 3, calculated | required Mw and Mw / Mn, and performed solubility evaluation.
Further, using the comparative polymer 2, a resist composition was prepared in the same manner as in Example 3, and the sensitivity was evaluated. The results are shown in Table 10.

Figure 0005707699
Figure 0005707699

表10の結果より、実施例1、2、3で得た重合体は、比較例1、2で得た重合体とそれぞれ比べて、溶解性が顕著に向上し、レジスト組成物にしたときの感度が向上した。   From the results of Table 10, the polymers obtained in Examples 1, 2, and 3 have significantly improved solubility as compared with the polymers obtained in Comparative Examples 1 and 2, respectively, and when the resist composition was obtained. Sensitivity improved.

Claims (5)

反応器内に単量体および重合開始剤を滴下しながら、該反応器内で2種以上の単量体α〜α(ただし、nは2以上の整数を表す。)を重合して、構成単位α’〜α’(ただし、α’〜α’は単量体α〜αからそれぞれ導かれる構成単位を表す。)からなる重合体(P)を得る重合工程を有し、
前記単量体が(メタ)アクリル酸エステルであり、前記重合開始剤が、アゾ化合物であるラジカル重合開始剤であり、
前記反応器内に、前記重合開始剤を滴下する前または該重合開始剤の滴下開始と同時に、該反応器内に、前記単量体α〜αを含有する単量体溶液を供給開始し、
前記重合開始剤の滴下開始から前記単量体溶液の滴下終了までを基準時間とするとき、該基準時間が2時間以上であり、
前記重合開始剤の全供給量を前記基準時間で除した値を平均供給速度Vjとするとき、前記基準時間の0%からj%(jは5〜20)までの期間を、前記平均供給速度Vjよりも高速で重合開始剤を滴下する重合開始剤の高速供給期間とし、
前記単量体の全供給量を前記基準時間で除した値を平均供給速度Vkとするとき、前記基準時間の0%からk%(kは0〜20)までの期間を、前記平均供給速度Vkよりも高速で前記単量体α〜αを供給する単量体の高速供給期間とし、
前記重合開始剤の滴下開始から30分後、1時間後、および2時間後における、反応器内の重合体の重量平均分子量の値が、いずれも反応終了時点での重合体(P)の重量平均分子量の80〜120%となるように、
前記重合開始剤の高速供給期間に、前記重合開始剤の全供給量のうちの30〜90質量%を前記反応器内に供給し、前記単量体の高速供給期間に前記単量体の全供給量のうちの2〜50質量%を前記反応器内に供給する重合体の製造方法。
While dropping a monomer and a polymerization initiator in the reactor, two or more monomers α 1 to α n (where n represents an integer of 2 or more) are polymerized in the reactor. And a polymerization step for obtaining a polymer (P) comprising the structural units α ′ 1 to α ′ n (where α ′ 1 to α ′ n represent structural units derived from the monomers α 1 to α n , respectively). Have
The monomer is a (meth) acrylic acid ester, and the polymerization initiator is a radical polymerization initiator that is an azo compound,
Start supplying the monomer solution containing the monomers α 1 to α n into the reactor before dropping the polymerization initiator into the reactor or simultaneously with the dropping of the polymerization initiator. And
When the reference time is from the start of dropping of the polymerization initiator to the end of dropping of the monomer solution, the reference time is 2 hours or more,
When a value obtained by dividing the total supply amount of the polymerization initiator by the reference time is defined as an average supply rate Vj, a period from 0% to j% (j is 5 to 20) of the reference time is defined as the average supply rate. A high-speed supply period of the polymerization initiator that drops the polymerization initiator at a higher speed than Vj,
When the average supply rate Vk is a value obtained by dividing the total supply amount of the monomer by the reference time, the average supply rate is a period from 0% to k% (k is 0 to 20) of the reference time. A high-speed supply period of the monomer that supplies the monomers α 1 to α n at a speed higher than Vk;
The value of the weight average molecular weight of the polymer in the reactor at 30 minutes, 1 hour, and 2 hours after the start of dropping of the polymerization initiator is the weight of the polymer (P) at the end of the reaction. To be 80-120% of the average molecular weight,
During the high-speed supply period of the polymerization initiator, 30 to 90% by mass of the total supply amount of the polymerization initiator is supplied into the reactor, and all of the monomer is supplied during the high-speed supply period of the monomer. The manufacturing method of the polymer which supplies 2-50 mass% of supply_amount | feed_rate in the said reactor.
前記重合開始剤の高速供給期間の終了後は、重合開始剤を一定速度で滴下し、かつ前記単量体の高速供給期間の終了後は、前記単量体を一定速度で滴下する、請求項1に記載の重合体の製造方法。   The polymerization initiator is dropped at a constant rate after the end of the high-speed supply period of the polymerization initiator, and the monomer is dropped at a constant rate after the end of the high-speed supply period of the monomer. A method for producing the polymer according to 1. 前記重合体(P)がリソグラフィー用重合体である、請求項1または2に記載の重合体の製造方法。   The method for producing a polymer according to claim 1 or 2, wherein the polymer (P) is a polymer for lithography. 請求項3に記載の製造方法でリソグラフィー用重合体を製造する工程と、得られたリソグラフィー用重合体、レジスト溶媒、および活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を混合する工程を有するレジスト組成物の製造方法 A resist comprising a step of producing a polymer for lithography by the production method according to claim 3 and a step of mixing the obtained polymer for lithography, a resist solvent, and a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. A method for producing the composition. 請求項に記載の製造方法でレジスト組成物を製造する工程と得られたレジスト組成物を基板の被加工面上に塗布してレジスト膜を形成する工程と、該レジスト膜に対して、露光する工程と、露光されたレジスト膜を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 step of producing a resist composition by the production method according to claim 4 , a step of applying the obtained resist composition on a work surface of a substrate to form a resist film, and the resist film, A method for producing a substrate on which a pattern is formed, comprising a step of exposing and a step of developing the exposed resist film using a developer.
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JP6488596B2 (en) * 2013-09-03 2019-03-27 三菱ケミカル株式会社 Lithographic copolymer manufacturing method, resist composition manufacturing method, and pattern-formed substrate manufacturing method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4000295B2 (en) * 2001-12-21 2007-10-31 三菱レイヨン株式会社 Copolymer for resist, method for producing the same, and resist composition
JP4945160B2 (en) * 2006-03-30 2012-06-06 三菱レイヨン株式会社 Method for producing polymer, resist composition, and method for producing substrate on which pattern is formed
JP2008045042A (en) * 2006-08-17 2008-02-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production process of polymer powder and resist composition
JP2008056810A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Fujifilm Corp Method for producing polymer, positive type resist composition comprising polymer produced by the method and pattern forming method using the composition
JP2008239889A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Fujifilm Corp Resin, method of manufacturing the same, positive photosensitive composition employing it, and pattern forming method
JP5394119B2 (en) * 2009-04-24 2014-01-22 三菱レイヨン株式会社 Method for producing polymer, method for producing resist composition, and method for producing substrate
TWI455948B (en) * 2009-07-07 2014-10-11 Mitsubishi Rayon Co Method for producing polymer, polymer for lithography, composition for resist and method for producing substrate

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