JP7047834B2 - 重合体およびポジ型レジスト組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、重合体およびポジ型レジスト組成物に関し、特には、ポジ型レジストとして好適に使用し得る重合体および当該重合体を含むポジ型レジスト組成物に関するものである。
従来、半導体製造等の分野において、電子線などの電離放射線や紫外線(極端紫外線(EUV)を含む)などの短波長の光(以下、電離放射線と短波長の光とを合わせて「電離放射線等」と称することがある。)の照射により主鎖が切断されて低分子量化する重合体が、主鎖切断型のポジ型レジストとして使用されている。
そして、例えば特許文献1では、α-メチルスチレン単位とα-クロロアクリル酸メチル単位とを所定の比率で含有するα-メチルスチレン・α-クロロアクリル酸メチル共重合体よりなるポジ型レジストを用いることで、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能であるとの報告がされている。
特公平8-3636号公報
しかしながら、特許文献1に記載のα-メチルスチレン・α-クロロアクリル酸メチル共重合体よりなるポジ型レジストには、レジストパターンの耐ドライエッチング性を一層高めることが求められていた。
そこで、本発明は、主鎖切断型のポジ型レジストとして使用した際に、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能な重合体、および、該重合体を含むポジ型レジスト組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、所定の単量体を用いて形成した所定の重合体を主鎖切断型のポジ型レジストとして用いれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能であることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の重合体は、下記式(I):
Figure 0007047834000001
〔式(I)中、Bは、置換基を有していてもよい架橋環式飽和炭化水素環基であり、nは0または1である。〕
で表される単量体単位(A)と、下記式(II):
Figure 0007047834000002
〔式(II)中、Rは、アルキル基であり、pは、0以上5以下の整数であり、Rが複数存在する場合、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。〕
で表される単量体単位(B)とを有することを特徴とする。
上記単量体単位(A)および単量体単位(B)を有する重合体を用いれば、得られるレジストパターンに優れた耐ドライエッチング性を発揮させることができる。
ここで、本発明の重合体は、前記nが0であることが好ましい。nが0であり、架橋環式飽和炭化水素環基がエステル結合の非カルボニル性酸素原子に直接結合している重合体は、電離放射線等を照射した際に主鎖が切断され易い(即ち、電離放射線等に対する感度が高い)。そして、当該重合体を用いれば、効率良くレジストパターンを形成することができる。また、nが0であり、架橋環式飽和炭化水素環基がエステル結合の非カルボニル性酸素原子に直接結合している重合体は、ガラス転移温度(Tg)が高い。そして、ガラス転移温度が高い重合体を用いれば、レジストパターンの耐熱性を向上させることができる。
さらに、本発明の重合体は、前記Bが、置換基を有していてもよいアダマンチル基であることが好ましい。Bが置換基を有していてもよいアダマンチル基である重合体は、電離放射線等に対する感度が高い。そして、当該重合体を用いれば、効率良くレジストパターンを形成することができる。
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のポジ型レジスト組成物は、上述した重合体の何れかと、溶剤とを含むことを特徴とする。上述した重合体を含むポジ型レジスト組成物を用いれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成することができる。
本発明によれば、主鎖切断型のポジ型レジストとして使用した際に、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能な重合体を提供することができる。
また、本発明によれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能なポジ型レジスト組成物を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、本発明において、「置換基を有していてもよい」とは、「無置換の、または、置換基を有する」を意味する。
ここで、本発明の重合体は、電子線などの電離放射線や紫外線などの短波長の光の照射により主鎖が切断されて低分子量化する、主鎖切断型のポジ型レジストとして良好に使用することができる。また、本発明のポジ型レジスト組成物は、ポジ型レジストとして本発明の重合体を含むものであり、例えば、半導体、フォトマスク、モールドなどの製造プロセスにおいてレジストパターンを形成する際に用いることができる。
(重合体)
本発明の重合体は、下記式(I):
Figure 0007047834000003
〔式(I)中、Bは、置換基を有していてもよい架橋環式飽和炭化水素環基であり、nは0または1である。〕
で表される単量体単位(A)と、
下記式(II):
Figure 0007047834000004
〔式(II)中、Rは、アルキル基であり、pは、0以上5以下の整数であり、Rが複数存在する場合、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。〕
で表される単量体単位(B)と、を有することを特徴とする。
なお、本発明の重合体は、単量体単位(A)および単量体単位(B)以外の任意の単量体単位を含んでいてもよいが、重合体を構成する全単量体単位中で単量体単位(A)および単量体単位(B)が占める割合は、合計で90mol%以上であることが好ましく、100mol%である(即ち、重合体は単量体単位(A)および単量体単位(B)のみを含む)ことがより好ましい。
そして、本発明の重合体は、所定の単量体単位(A)および単量体単位(B)を含んでいるので、電離放射線等(例えば、電子線、KrFレーザー、ArFレーザー、EUVレーザーなど)が照射されると、主鎖が切断されて低分子量化する。また、本発明の重合体は、単量体単位(A)中に架橋環式飽和炭化水素環基が含まれている。このような架橋環式飽和炭化水素環基を有する重合体は、架橋環式飽和炭化水素環の嵩高く且つ剛直な構造の寄与によるものと推察されるが、ドライエッチングに使用される、イオン、高速中性粒子、ラジカル等により分解され難い。したがって、本発明の重合体を主鎖切断型のポジ型レジストとして使用すれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを良好に形成することができる。
<単量体単位(A)>
ここで、単量体単位(A)は、下記式(III):
Figure 0007047834000005
〔式(III)中、Bおよびnは、式(I)と同様である。〕で表される単量体(a)に由来する構造単位である。
そして、重合体を構成する全単量体単位中の単量体単位(A)の割合は、特に限定されることなく、例えば30mol%以上70mol%以下とすることができる。
ここで、式(I)および(III)中のBを構成し得る「架橋環式飽和炭化水素環基」とは、当該基中に存在する最も炭素数が多い飽和炭化水素環(最大飽和炭化水素環)の、互いに隣接しない2以上の原子を連結する架橋基を1つ以上有する環構造からなる基をいう。
最大飽和炭化水素環としては、シクロヘキサン、シクロオクタンが挙げられる。
そして、最大飽和炭化水素環の互いに隣接しない2以上の原子を連結する架橋基としては、2価の基であれば特に限定されないが、アルキレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。
具体的な架橋環式飽和炭化水素環基としては、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基が挙げられ、重合体の電離放射線等に対する感度を向上させる観点からは、アダマンチル基が好ましい。
また、式(I)および(III)中のBを構成し得る架橋環式飽和炭化水素環基は、置換基を有していてもよい。架橋環式飽和炭化水素環基が有し得る置換基としては、特に限定されることなく、メチル基、エチル基などのアルキル基や、水酸基などが挙げられる。架橋環式飽和炭化水素環基が、置換基を複数有する場合、それらの置換基は、同一であっても、異なっていてもよい。また、架橋環式飽和炭化水素環基が、置換基を複数有する場合、2つの置換基が一緒になって結合して、ラクトン環(例えば、γ-ブチロラクトン環)、ラクタム環等の複素環を形成していてもよい。
さらに、式(I)および式(III)中のnは、重合体の電離放射線等に対する感度を向上させつつ、ガラス転移温度を高めてレジストパターンの耐熱性を向上させる観点から、0であることが好ましい。
そして、上述した式(I)で表される単量体単位(A)を形成し得る、上述した式(III)で表される単量体(a)としては、特に限定されることなく、例えば、以下の(a-1)~(a-14)等の、架橋環式飽和炭化水素環基を有するα-クロロアクリル酸エステルが挙げられる。
Figure 0007047834000006
これらの中でも、レジストパターンの耐ドライエッチング性を向上させる観点から、(a-1)~(a-5)がより好ましく、(a-1)、(a-2)がさらに好ましい。
<単量体単位(B)>
また、単量体単位(B)は、下記式(IV):
Figure 0007047834000007
〔式(IV)中、Rおよびpは、式(II)と同様である。〕で表される単量体(b)に由来する構造単位である。
そして、重合体を構成する全単量体単位中の単量体単位(B)の割合は、特に限定されることなく、例えば30mol%以上70mol%以下とすることができる。
ここで、式(II)および式(IV)中のRを構成し得るアルキル基としては、特に限定されることなく、例えば非置換の炭素数1~5のアルキル基が挙げられる。中でも、R~Rを構成し得るアルキル基としては、メチル基またはエチル基が好ましい。
また、重合体の調製の容易性および電離放射線等に対する感度を向上させる観点からは、式(II)および式(IV)中のpは、0であることが好ましい。即ち、単量体単位(B)は、α-メチルスチレンに由来する構造単位(α-メチルスチレン単位)であることが好ましい。
(重合体の調製方法)
そして、上述した単量体単位(A)および単量体単位(B)を有する重合体は、例えば、単量体(a)と単量体(b)とを含む単量体組成物を重合させた後、任意に得られた重合物を精製することにより調製することができる。
<単量体組成物の重合>
ここで、本発明の重合体の調製に用いる単量体組成物としては、単量体(a)および単量体(b)を含む単量体成分と、任意の溶媒と、重合開始剤と、任意に添加される添加剤との混合物を用いることができる。そして、単量体組成物の重合は、既知の方法を用いて行うことができる。中でも、溶媒としては、シクロペンタノンなどを用いることが好ましく、重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリルなどのラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。
また、単量体組成物を重合して得られた重合物は、特に限定されることなく、重合物を含む溶液にテトラヒドロフラン等の良溶媒を添加した後、良溶媒を添加した溶液をメタノール等の貧溶媒中に滴下して重合物を凝固させることにより回収することができる。
<重合物の精製>
なお、得られた重合物を精製する場合に用いる精製方法としては、特に限定されることなく、再沈殿法やカラムクロマトグラフィー法などの既知の精製方法が挙げられる。中でも、精製方法としては、再沈殿法を用いることが好ましい。
なお、重合物の精製は、複数回繰り返して実施してもよい。
そして、再沈殿法による重合物の精製は、例えば、得られた重合物をテトラヒドロフラン等の良溶媒に溶解した後、得られた溶液を、テトラヒドロフラン等の良溶媒とメタノール等の貧溶媒との混合溶媒に滴下し、重合物の一部を析出させることにより行うことが好ましい。
なお、再沈殿法により重合物を精製する場合、本発明の重合体としては、良溶媒と貧溶媒との混合溶媒中で析出した重合物を用いてもよいし、混合溶媒中で析出しなかった重合物(即ち、混合溶媒中に溶解している重合物)を用いてもよい。ここで、混合溶媒中で析出しなかった重合物は、濃縮乾固などの既知の手法を用いて混合溶媒中から回収することができる。
(ポジ型レジスト組成物)
本発明のポジ型レジスト組成物は、上述した重合体と、溶剤とを含み、任意に、レジスト溶液に配合され得る既知の添加剤をさらに含有する。そして、本発明のポジ型レジスト組成物は、上述した重合体をポジ型レジストとして含有しているので、本発明のポジ型レジスト組成物をレジストパターンの形成に用いれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成することができる。
<溶剤>
なお、溶剤としては、上述した重合体を溶解可能な溶剤であれば特に限定されることはなく、例えば特許第5938536号公報に記載の溶剤などの既知の溶剤を用いることができる。中でも、適度な粘度のポジ型レジスト組成物を得てポジ型レジスト組成物の塗工性を向上させる観点からは、溶剤としてはアニソール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、 シクロペンタノン、シクロヘキサノンまたは3-メトキシプロピオン酸メチルを用いることが好ましい。
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
そして、実施例および比較例において、重合体のガラス転移温度および感度、並びに、レジストパターンの耐ドライエッチング性は、下記の方法で測定および評価した。
<ガラス転移温度>
得られた重合体約25mgを、示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製、DSC7000)を用いて、窒素ガス気流中、40℃から240℃の範囲で昇温速度10℃/分で2回の測定を行った。2回目の測定におけるDSC曲線のベースラインと、変曲点での接線の交点をガラス転移温度(℃)とし、以下の基準に従って評価した。重合体のガラス転移温度が高いほど、得られるレジストパターンの耐熱性が高いことを示す。
A:ガラス転移温度が150℃超
B:ガラス転移温度が130℃以上150℃以下
C:ガラス転移温度が130℃未満
<感度>
まず、得られた重合体の数平均分子量(Mn0)を測定した。また、得られた重合体から採取した重合体試料0.5gを、窒素ガス気流中において、ガラス製サンプル管に密封した。更に、重合体試料に対してγ線(60Co源)を4水準の強度(40kGy、80kGy、120kGy、160kGy)で照射し、γ線照射後の重合体試料をテトラヒドロフランまたはジメチルホルムアミドに溶解させてγ線照射後の数平均分子量(Mn)を測定した。
なお、数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフ(東ソー製、HLC-8220)にカラムとしてTSKgel G4000HXL、TSKgel G2000HXL、TSKgel G1000HXL(何れも東ソー製)を連結したものを使用し、展開溶媒としてテトラヒドロフランまたはジメチルホルムアミドを用いて、標準ポリスチレン換算値として求めた。
そして、各測定値(Mn0,Mn)と、下記式(1)とから「Gs(100eVのエネルギーが吸収された際に切断される結合の数)」を算出した。具体的には、縦軸を「重合体の数平均分子量の逆数(1/Mn)」とし、横軸を「γ線吸収線量(Gy)としたグラフをプロットし、「重合体の数平均分子量の逆数(1/Mn)」の傾きから「Gs」を算出し、以下の基準に従って感度を評価した。Gsの値が大きいほど、感度が高いことを示す。
A:Gsが4.5超
B:Gsが3.5以上4.5以下
C:Gsが3.5未満
Figure 0007047834000008
Mn:γ線照射後の数平均分子量
Mn0:γ線照射前の数平均分子量
D:γ線吸収線量(Gy)
<耐ドライエッチング性>
重合体をシクロペンタノンに溶解させて、0.25μmのポリエチレンフィルターでろ過することで、ポジ型レジスト組成物(重合体の濃度:2.5質量%)を得た。得られたポジ型レジスト組成物を直径4インチシリコンウェハ上にスピンコーターで塗布した後、温度180℃のホットプレートで3分間加熱して、厚さ約150nmのレジスト膜を形成した。このレジスト膜の厚みT0(nm)を測定した。次いで、レジスト膜付きのシリコンウェハをスパッタ装置に導入し、酸素プラズマで逆スパッタリングを1分間行った。逆スパッタリング後のレジスト膜の厚みT1(nm)を測定した。そして、減膜レート=T0-T1(1分間当たりの減膜量、単位:nm/分)を算出し、以下の基準に従って耐ドライエッチング性を評価した。減膜レートの値が小さいほど、耐ドライエッチング性が高いことを示す。
A:減膜レートが23nm/分未満
B:減膜レートが23nm/分以上26nm/分未満
C:減膜レートが26nm/分以上
(実施例1)
<単量体(a-1)の合成>
ディーンスターク装置を取り付けた3つ口フラスコに窒素気流下、2,3-ジクロロプロピオン酸56.3g、1-アダマンタノール50.0g、ジメシチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート1.9g、トルエン200mlを加えた後、昇温し、80℃で12時間、110℃で5時間、生成する水を留去しながら、17時間反応を行った。
反応液を室温まで冷却後、ヘキサン300mlを加えて0℃に冷却した。次いで、トリエチルアミン50gをゆっくり滴下し、室温まで昇温して5時間反応を行った。析出した塩を桐山ロートでろ過し、塩をヘキサン50mlで2回洗浄した。ろ液および洗浄液に対し、1M塩酸で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で2回、分液操作を行った。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えた後にろ過を行い、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物にヘキサンを加えて、60℃に加温して溶解させた後に0℃に冷却することで、結晶を析出させた。結晶を桐山ロートでろ過し、室温で24時間減圧乾燥することで、下記式の構造を有する単量体(a-1)を得た。
Figure 0007047834000009
(a-1)

<重合体1の合成>
撹拌子を入れたガラス製のアンプルに、単量体(a-1)5.00gと、単量体(b)としてのα-メチルスチレン5.75gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.0008gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.69gとを加えて密封し、窒素ガスで加圧、脱圧を10回繰り返して系内の酸素を除去した。
そして、系内を78℃に加温し、6時間反応を行った。次に、系内にテトラヒドロフラン10gを加え、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下して重合物を析出させた。その後、析出した重合物をろ過で回収した後、テトラヒドロフラン10gに溶解させ、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下し、生成した沈殿物をろ過により回収して50℃で24時間乾燥させることにより、以下の2種の単量体単位を50モル%ずつ含む重合体1を得た。
Figure 0007047834000010
そして得られた重合体1を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例2)
<単量体(a-2)の合成>
ディーンスターク装置を取り付けた3つ口フラスコに窒素気流下、2,3-ジクロロプロピオン酸56.3g、2-アダマンタノール50.0g、ジメシチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート1.9g、トルエン200mlを加えた後、120℃まで昇温し、生成する水を留去しながら、24時間反応を行った。
反応液を室温まで冷却後、ヘキサン300mlを加えて0℃に冷却した。次いで、トリエチルアミン50gをゆっくり滴下し、室温まで昇温して5時間反応を行った。析出した塩を桐山ロートでろ過し、塩をヘキサン50mlで2回洗浄した。ろ液および洗浄液に対し、1M塩酸で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で2回、分液操作を行った。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えた後にろ過を行い、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物にヘキサンを加えて60℃に加温して溶解させたのちに0℃に冷却することで、結晶を析出させた。結晶を桐山ロートでろ過し、室温で24時間減圧乾燥することで、下記式の構造を有する単量体(a-2)を得た。
Figure 0007047834000011
(a-2)

<重合体2の合成>
撹拌子を入れたガラス製のアンプルに、単量体(a-2)5.00gと、単量体(b)としてのα-メチルスチレン5.75gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.0008gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.69gとを加えて密封し、窒素ガスで加圧、脱圧を10回繰り返して系内の酸素を除去した。
そして、系内を78℃に加温し、6時間反応を行った。次に、系内にテトラヒドロフラン10gを加え、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下して重合物を析出させた。その後、析出した重合物をろ過で回収した後、テトラヒドロフラン10gに溶解させ、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下し、生成した沈殿物をろ過により回収して50℃で24時間乾燥させることにより、以下の2種の単量体単位を50モル%ずつ含む重合体2を得た。
Figure 0007047834000012
そして得られた重合体2を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例3)
<単量体(a-3)の合成>
ディーンスターク装置を取り付けた3つ口フラスコに窒素気流下、2,3-ジクロロプロピオン酸25.3g、1-アダマンタンメタノール24.5g、ジメシチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート0.7g、トルエン100mlを加えた後、昇温し、80℃で12時間、130℃で4時間、生成する水を留去しながら、16時間反応を行った。
反応液を室温まで冷却後、ヘキサン150mlを加えて0℃に冷却した。次いで、トリエチルアミン22.5gをゆっくり滴下し、室温まで昇温して5時間反応を行った。析出した塩を桐山ロートでろ過し、塩をヘキサン25mlで2回洗浄した。ろ液および洗浄液に対し、1M塩酸で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で2回、分液操作を行った。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えた後にろ過を行い、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物に少量のヘキサンを加えて桐山ロートでろ過し、室温で24時間減圧乾燥することで、下記式の構造を有する単量体(a-3)を得た。
Figure 0007047834000013
(a-3)

<重合体3の合成>
撹拌子を入れたガラス製のアンプルに、単量体(a-3)5.00gと、単量体(b)としてのα-メチルスチレン5.43gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.00075gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.60gを加えて密封し、窒素ガスで加圧、脱圧を10回繰り返して系内の酸素を除去した。
そして、系内を78℃に加温し、6時間反応を行った。次に、系内にテトラヒドロフラン10gを加え、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下して重合物を析出させた。その後、析出した重合物をろ過で回収した後、テトラヒドロフラン10gに溶解させ、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下し、生成した沈殿物をろ過により回収して50℃で24時間乾燥させることにより、以下の2種の単量体単位を50モル%ずつ含む重合体3を得た。
Figure 0007047834000014
そして得られた重合体3を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例4)
<単量体(a-4)の合成>
ディーンスターク装置を取り付けた3つ口フラスコに窒素気流下、2,3-ジクロロプロピオン酸38.6g、イソボルネオール50.0g、ジメシチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート1.4g、トルエン200mlを加えた後、昇温し、110℃から130℃で12時間、生成する水を留去しながら反応を行った。
反応液を室温まで冷却後、ヘキサン300mlを加えて0℃に冷却した。次いで、トリエチルアミン50gをゆっくり滴下し、室温まで昇温して5時間反応を行った。析出した塩を桐山ロートでろ過し、塩をヘキサン50mlで2回洗浄した。ろ液および洗浄液に対し、1M塩酸で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で2回、分液操作を行った。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えた後にろ過を行い、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物を減圧蒸留することで、下記式の構造を有する単量体(a-4)を得た。
Figure 0007047834000015
(a-4)

<重合体4の合成>
撹拌子を入れたガラス製のアンプルに、単量体(a-4)5.00gと、単量体(b)としてのα-メチルスチレン5.69gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.0004gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.67gを加えて密封し、窒素ガスで加圧、脱圧を10回繰り返して系内の酸素を除去した。
そして、系内を78℃に加温し、6時間反応を行った。次に、系内にテトラヒドロフラン10gを加え、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下して重合物を析出させた。その後、析出した重合物をろ過で回収した後、テトラヒドロフラン10gに溶解させ、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下し、生成した沈殿物をろ過により回収して50℃で24時間乾燥させることにより、以下の2種の単量体単位を50モル%ずつ含む重合体4を得た。
Figure 0007047834000016
そして得られた重合体4を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す.
(実施例5)
<単量体(a-5)の合成>
ディーンスターク装置を取り付けた3つ口フラスコに窒素気流下、2,3-ジクロロプロピオン酸27.8g、ヒドロキシノルボルナラクトン25.0g、ジメシチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート1.0g、トルエン150mlを加えた後、130℃まで昇温し、生成する水を留去しながら、24時間反応を行った。
反応液を室温まで冷却後、ジエチルエーテル150mlを加えて0℃に冷却した。次いで、トリエチルアミン24.6gをゆっくり滴下し、室温まで昇温して5時間反応を行った。析出した塩を桐山ロートでろ過し、塩をジエチルエーテル25mlで2回洗浄した。ろ液および洗浄液に対し、1M塩酸で2回、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、飽和食塩水で2回、分液操作を行った。有機層に無水硫酸マグネシウムを加えた後にろ過を行い、ろ液をエバポレーターで濃縮した。濃縮物を少量のテトラヒドロフランに溶解させ、多量のヘキサンに投入することで、析出物を得た。析出物をろ過により回収して、室温で24時間減圧乾燥することで、下記式の構造を有する単量体(a-5)を得た。
Figure 0007047834000017
(a-5)

<重合体5の合成>
撹拌子を入れたガラス製のアンプルに、単量体(a-5)5.00gと、単量体(b)としてのα-メチルスチレン5.70gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.0008gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.67gを加えて密封し、窒素ガスで加圧、脱圧を10回繰り返して系内の酸素を除去した。
そして、系内を78℃に加温し、6時間反応を行った。次に、系内にテトラヒドロフラン10gを加え、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下して重合物を析出させた。その後、析出した重合物をろ過で回収した後、テトラヒドロフラン10gに溶解させ、得られた溶液をメタノール1.5L中に滴下し、生成した沈殿物をろ過により回収して50℃で24時間乾燥させることにより、以下の2種の単量体単位を50モル%ずつ含む重合体5を得た。
Figure 0007047834000018
そして得られた重合体5を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す。
(比較例1)
<重合体6の合成>
単量体としてのα-クロロアクリル酸メチル3.0gおよびα-メチルスチレン6.88gと、溶媒としてのシクロペンタノン2.47gと、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル0.01091gとを含む単量体組成物をガラス容器に入れ、ガラス容器を密閉および窒素置換して、窒素雰囲気下、78℃の恒温槽内で6.5時間撹拌した。その後、室温に戻し、ガラス容器内を大気解放した後、得られた溶液にテトラヒドロフラン30gを加えた。そして、テトラヒドロフランを加えた溶液をメタノール300g中に滴下し、重合物を析出させた。その後、析出した重合物を含む溶液をキリヤマ漏斗によりろ過し、白色の凝固物(重合体6)を得た。得られた重合体6は、α-メチルスチレン単位とα-クロロアクリル酸メチル単位とを50mol%ずつ含んでいた。
そして得られた重合体6を用いてガラス転移温度、感度、および耐ドライエッチング性を評価した。結果を表1に示す。
Figure 0007047834000019
表1より、単量体単位(A)および単量体単位(B)を有する実施例1~5の重合体は、単量体単位(A)を有さない比較例1の重合体に比して、レジストパターンの耐ドライエッチング性を、より向上させうることが分かる。
本発明によれば、主鎖切断型のポジ型レジストとして使用した際に、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能な重合体を提供することができる。
また、本発明によれば、耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンを形成可能なポジ型レジスト組成物を提供することができる。

Claims (3)

  1. 下記式(I):
    Figure 0007047834000020
    〔式(I)中、Bは、置換基を有していてもよいアダマンチル基であり、nは0または1である。〕
    で表される単量体単位(A)と、
    下記式(II):
    Figure 0007047834000021
    〔式(II)中、Rは、アルキル基であり、pは、0以上5以下の整数であり、Rが複数存在する場合、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。〕
    で表される単量体単位(B)と、
    を有する合体であって、
    前記重合体を構成する全単量体単位中で前記単量体単位(A)および前記単量体単位(B)が占める割合が、合計で100mol%である、重合体
  2. 前記nが0である、請求項1に記載の重合体。
  3. 請求項1または2に記載の重合体と、溶剤とを含む、ポジ型レジスト組成物。
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