WO2007049593A1 - レジスト用重合体、レジスト組成物、パターンが形成された基板の製造方法、重合性モノマー、および重合性モノマーの製造方法 - Google Patents

レジスト用重合体、レジスト組成物、パターンが形成された基板の製造方法、重合性モノマー、および重合性モノマーの製造方法 Download PDF

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WO2007049593A1
WO2007049593A1 PCT/JP2006/321125 JP2006321125W WO2007049593A1 WO 2007049593 A1 WO2007049593 A1 WO 2007049593A1 JP 2006321125 W JP2006321125 W JP 2006321125W WO 2007049593 A1 WO2007049593 A1 WO 2007049593A1
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WO
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formula
group
carbon atoms
hydrocarbon group
resist
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Application number
PCT/JP2006/321125
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Inventor
Hikaru Momose
Tadashi Nakamura
Osamu Kato
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/20Esters of polyhydric alcohols or phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means

Definitions

  • the present invention relates to a resist polymer, a resist composition containing the same, and a method for producing a substrate on which a pattern is formed, and in particular, a resist composition suitable for fine processing using an excimer laser and electron beam lithography. About.
  • the present invention also relates to a polymerizable monomer useful for a (meth) acrylic polymer and a method for producing the same. Background art
  • the irradiation light has a shorter wavelength. Specifically, from conventional ultraviolet rays typified by g-line (wavelength: 438 nm) and i-line (wavelength: 365 nm). The irradiation light changes to a shorter wavelength DUV (Deep Ultra Violet).
  • DUV Deep Ultra Violet
  • KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) lithography technology has been introduced to the field, and ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography technology and EUV excimer laser (wavelength: 13 nm) lithography technology aiming for further shortening of wavelength are being studied. Be done! Recently, these immersion lithography techniques have also been studied. In addition, as a different type of lithography technology, electron beam lithography technology is also being actively researched.
  • an acrylic resin that is transparent to light having a wavelength of 193 nm has attracted attention.
  • an acrylic resin for example, a (meth) acrylic acid ester having an adamantane skeleton in the ester part and a (meth) acrylic acid ester having a rataton skeleton in the ester part.
  • Patent Document 1 Patent Document 2, etc. disclose a polymer of
  • resist pattern side wall roughness (also referred to as line edge roughness) may be large, and as with differentials, circuit breaks and defects may occur, leading to a decrease in yield in the semiconductor manufacturing process. .
  • the refractive index of the resist composition may be lower than that of the immersion liquid, and excimer laser light is emitted from the resist composition. Since the light is totally reflected, the resist pattern itself cannot be formed.
  • the immersion liquid is pure water
  • the pure water and the resist composition are in contact with each other, so that there is a risk that the diffetat is more likely to occur than in the case of lithography in a dry environment.
  • Patent Document 3, Patent Document 4, and the like disclose polymers having a heteroaromatic ring.
  • Patent Document 1 JP-A-10-319595
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-274852
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-114968
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-163877
  • the present invention is a resist film thin film that has high sensitivity, high resolution, high light transmittance, and low diffetat during development when used as a resist yarn in DUV excimer laser lithography and the like.
  • Resist with dry etching resistance that can withstand ⁇ , and higher refractive index than immersion liquid when used in an immersion resist composition, and excellent copolymerizability with other monomers It is an object of the present invention to provide a monomer and a method for producing the same, a resist polymer, a resist composition containing the resist polymer, and a method for producing a substrate on which a pattern using the resist composition is formed.
  • the present invention relates to a resist polymer containing a structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-1), and relates to a resist composition containing the resist polymer.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a substrate on which a pattern using the resist composition is formed.
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group
  • L 2 each independently represents a single bond or a linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group includes a substituent and Z or He You may have a terror atom.
  • R U and R 12 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, Alternatively, R 11 and R 12 are joined together as O, 1 S, 1 NH or a chain. Represents a long 1-6 methylene chain.
  • X 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a carboxy group esterified with or an amino group.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of X 1 is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carbon number of 1 as a substituent.
  • hi 1 represents an integer of 0-4.
  • X 1 includes a plurality of different groups.
  • h2 represents an integer of 1 to 4.
  • h2 when h2 is 2 or more, it includes-[(L 2 ) Y] and g4 having a plurality of different groups.
  • hl, gl, g3, and g4 are each independently 0 or 1, and g2 is an integer from 0 to 20.
  • the present invention also relates to a polymerizable monomer having a naphthalene skeleton represented by the following formula (1-6).
  • R 10 , R u , R 12 , G, ⁇ L 2 , Y, gl, g2, g3, g4, hl, h2, and h 11 are synonymous with the formula (1 1).
  • the present invention also provides a polymerizable monomer represented by the following formula (19) by reacting the following formula (1-11) and the following formula (1-12) at a temperature of 0 to 50 ° C. It relates to a manufacturing method. [Chemical 3]
  • L 1 ′′ represents a straight-chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group
  • L 1 " Represents a straight-chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the polymerizable monomer of the present invention is a copolymer having a good composition and a uniform composition when copolymerized with a polymerizable monomer such as (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid ester. Obtainable.
  • the resist composition containing the resist polymer of the present invention has a high sensitivity and a high resolution, has a high light transmittance with respect to excimer laser light, and a thin film of a resist film that has a small diffusivity during development. High resistance to dry etching.
  • the resist polymer of the present invention When the resist polymer of the present invention is used as a resist composition for immersion, the refractive index is higher than that of the immersion liquid, so that excimer laser light is not totally reflected and high resolution is achieved.
  • the resist pattern can be formed at a degree. Therefore, the resist polymer and resist composition of the present invention are preferably used for DUV excimer laser lithography, these immersion lithography and electron beam lithography, particularly ArF excimer laser lithography and this immersion lithography. it can.
  • a substrate on which a highly accurate fine pattern is formed can be produced by the production method of the present invention.
  • FIG. 1 Particle size distribution of developer G-1 (Example 3)
  • FIG. 5 NMR chart of methacrylic acid 6 tert-butyloxycarboxoxynaphthalene 2-ylmethyl ester (Example 5)
  • FIG. 6 IR chart of methacrylic acid 6-t-butyloxycarbo-loxyxynaphthalene 2-ylmethyl ester (Example 5)
  • the resist polymer of the present invention contains a structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the following formula 1).
  • Hi in the formula (1-1) is 0 or 1. From the viewpoint of resolution, hi is 0, and from the viewpoint of differential and resist sensitivity, hi is 1!
  • H2 in the formula (1-1) represents an integer of 1 to 4. From the viewpoint of resolution, h2 is preferred to 1. From the viewpoint of differential and resist sensitivity, h2 is preferred between 2 and 4!
  • gl is 0 or 1
  • g2 is an integer from 0 to 20.
  • hi 1, g2 is preferably 1 to 4 from the viewpoint of resolution.
  • G3 in the formula (1-1) is 0 or 1.
  • R 1Q in formula (1 1) represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • L 1 in the formula (1-1) represents a single bond or a linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group is It may have a substituent and Z or a hetero atom.
  • hetero atom For example, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, etc. are mentioned.
  • the linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include the following formulas (2-1) to (2-33).
  • the present invention is not limited to these examples.
  • L 1 is a linear or branched divalent having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of solubility in organic solvents.
  • g21 and g22 each represent an integer of 1 to 5, and from the viewpoint of resolution, g21 and g22 are preferably 1 or 2.
  • L 1 in formula (1-1) is preferably at least one selected from the following formulas (1-111) to (1-114) from the viewpoint of dry etching resistance.
  • R m represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • T is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon group in L 1 .
  • R m and R 113 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and T is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon group in L 1. is there.
  • R 114 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • T is an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon group in L 1 .
  • R U5 and R 116 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and T represents an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon group in L 1 It is.
  • the upper left bond is bonded to G
  • the lower right bond is bonded to an oxygen atom or a naphthalene ring.
  • At least one selected from the medium force of formula (1-112) is more preferred.
  • L 1 in the formula (1-1) is C (CH)-
  • R u and R 12 in formula (1-1) are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carbon atom having 1 to 6 carbon atoms.
  • a force representing a carboxy group esterified with an alcohol, or R 11 and R 12 together represent one O, one S, one NH— or a methylene chain having a chain length of 1-6.
  • R u R 12 in formula (1-1) is independently a hydrogen atom or a straight or branched chain having 14 carbon atoms from the viewpoint of transparency and resolution with respect to excimer laser light. Alkyl groups are preferred.
  • Y is preferably —OH —OR 13 —OH is particularly preferable.
  • R 13 represents a straight-chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 120 carbon atoms, and this hydrocarbon group may have a hetero atom!
  • R 13 is not particularly limited, and examples thereof include the following formulas (3-1) to (3-27). The present invention is not limited to these examples.
  • the “acid leaving group” means a group that decomposes or leaves by the action of an acid.
  • R 1 , W, and R 13 are each independently (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a carbon number 1 to 4 linear or branched alkyl groups, and at least one of 21 , R m , and R 123 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or (ii) R m , R m , and R m are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atom to which each is bonded,
  • the remaining one of R m , R 122 , and R 123 that did not participate in the bond is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. Or its derivative
  • guide_body is represented.
  • R 133 is, (i) 1 monovalent alicyclic hydrocarbon group or its derivative, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having 4 to 20 carbon atoms
  • R m and R 132 each independently represent a hydrogen atom or a force representing a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or
  • R m and R or R 132 and R Two of them are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atom, and R m and R 132 are bonded to the bond.
  • R 141 , R 142 , and R 143 are each independently (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a carbon number of 1 Represents a linear or branched alkyl group of ⁇ 4, and “, at least one of R 142 and R 143 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof; or (ii) R 141 , R 142 Any two of R 143 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atoms to which each is bonded, and R 141 , R W2, 1 monovalent fat remaining one 4-20 alkyl group carbon atoms or a straight-chain or branched having 1 to 4 carbon atoms not involved in binding of R 143 Represents a cyclic hydrocarbon group or a derivative thereof;
  • R 153 is (i) a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 151 and R 152 each independently represents a hydrogen atom or a force representing a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or
  • R 151 and R 153 or R 152 and R 153 2 Are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or its derivative together with the carbon atoms, and R 151 and R 152 are involved in the bond. The remaining one is a hydrogen atom.
  • g4 in the formula (1 1) is 1 in terms of transparency to the excimer laser beam and resist sensitivity when Y is one of the formulas (121) to (123).
  • Y is the above formula (1-24)
  • transparency to excimer laser light and resist sensitivity of 0 are preferred.
  • L 2 in the formula (1 1) represents a single bond or a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group includes a substituent and Z Or it may have a hetero atom.
  • L 2 is a linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of solubility in an organic solvent, (OCH 2 CH 3) Or (OCH CH (
  • g31 and g32 each represent an integer of 1 to 5
  • g31 and g32 are preferably 1 or 2.
  • X 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a hydroxy group or a hydroxy group or a cyano group as a substituent, from the viewpoint of reducing diffetats of the resist composition and improving pattern rectangularity. I like it!
  • hl l is preferably 0 from the viewpoint of resolution.
  • the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) may be one type or two or more types.
  • the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (1-1) is preferably represented by the following formula (7-1) from the viewpoint of transparency to 193 nm excimer light.
  • R 10 , R u , R 12 , G, L 1 , L 2 , Y, hl, h2, hl l, gl, g2, g3, and g4 are respectively synonymous with the formula (1-1).
  • the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (7-1) can be used alone or in combination of two or more as required.
  • the content of the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (11) is not particularly limited, but from the viewpoint of dry etching resistance and refractive index, among the structural units of the resist polymer, 3 mol% or more is preferred 5 mol% or more is more preferred. Further, from the viewpoint of sensitivity and resolution, 50 mol% or less is preferable, 40 mol% or less is more preferable, and 30 mol% or less is more preferable.
  • the polymer containing the structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (11) is represented by the following formula (1-6) which gives the structural unit (A) having a naphthalene skeleton. It can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (a).
  • the monomer (a) represented by the formula (1-6) is not particularly limited.
  • the monomer represented by the following formula (8-1) is not particularly limited.
  • the monomer represented by the following formula (8-1) is not particularly limited.
  • the monomer represented by the following formula (8-1) is not particularly limited.
  • the monomer represented by the following formula (8-1) is not particularly limited.
  • the monomer represented by the following formula (8-1) is not particularly limited.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the above formulas (8-1) to (8-30), the above formulas (8-38) to (8-52), the above formulas (8-60) to Among the monomers represented by (8-70) and these geometric isomers and optical isomers are more preferable, from the viewpoint of resist sensitivity, the above formulas (8-11) to (8 — 12), formulas (8-15) to (8-20), formulas (8 23) to (8-28), formulas (8-46) to (8-47), formula (8— 49) to (8-52), monomers represented by the above formula (8-69), and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable.
  • the above formulas (8-31) to (8-37), the above formulas (8-53) to (8-59), the above formulas (8-71) to ( Monomers represented by 8-78) and geometrical isomers and optical isomers thereof are more preferable.
  • naphthalene skeleton represented by formula (1-1) from the viewpoint of transparency to 193 nm excimer laser light, differential, or line edge roughness, the following formula (12) is used.
  • a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (14) is preferred, and a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (13) is more preferred.
  • a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the following formula (15) is particularly preferred.
  • L 1 ′ represents a linear, branched, or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group has a hetero atom.
  • L 1 ′′ represents a straight-chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a polymer containing a structural unit having a naphthalene skeleton represented by the formula (11) polymerizes a monomer represented by the formula (16) that gives a structural unit having a naphthalene skeleton. Can be manufactured. Therefore, in the form corresponding to the above formulas (1-1) to (1-5), among the monomers represented by formula (16), transparency to 193 nm excimer laser light, differential, or line edge From the viewpoint of roughness, the monomer represented by the following formula (1-7) is preferred and the monomer represented by the following formula (18) is more preferred and represented by the following formula (19). A polymerizable monomer represented by the following formula (110) is more preferable.
  • L 1 ′ is synonymous with the formula (1-3).
  • L 1 ′′ has the same meaning as the formula (14).
  • Examples of the monomer represented by formula (17) or (18) include, for example, formula (8-7), formula (8-9), formula (8-11), formula (8- 13), Formula (8-15), Formula (8-19), Formula (8-38), Formula (8-41), Formula (8-44), Formula (8-46), Formula (8-48) ), Formula (8-50) to (8-55), formula (8-63), formula (8 64), formula (8-66), formula (8-70) to (8-73), formula (8-76), formula (8-78), and the like.
  • Examples of the monomer represented by the formula (19) include, for example, the formula (8-5), the formula (8-23), the formula (8-25), the formula (8-27), the formula ( 8-29), formulas (8-31) to (8-33), formulas (8-77), and the like.
  • Examples of the monomer represented by formula (4) include formula (8-4), formula (8-17), formula (8-21), and the like.
  • the resist polymer of the present invention can increase the refractive index of the resist composition.
  • the immersion liquid is pure water, there is an effect that the diffetat of the resist composition is reduced.
  • the structural unit (A) has an acid-eliminable group
  • the structural unit (A) corresponds to the structural unit (C) described later.
  • such a structural unit is regarded as the structural unit (A).
  • the structural unit (A) has a hydrophilic group, the resist pattern rectangularity tends to be good.
  • the structural unit (A) corresponds to the structural unit (D) described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (A).
  • the resist polymer of the present invention contains a structural unit (A) having a naphthalene skeleton represented by the formula (11). If necessary, a structural unit (B ), A structural unit (C) having an acid leaving group, a structural unit (D) having a hydrophilic group, and the like.
  • the structural unit (B) having a rataton skeleton exhibits the adhesion of the resist composition to the substrate.
  • the content of the structural unit (B) is not particularly limited, but from the viewpoint of adhesion to the substrate, the composition of the resist polymer is preferably used as a constituent component of the resist polymer. In the unit, 30 mol% or more is preferable, and 35 mol% or more is more preferable. In view of the resist sensitivity and resolution, more preferably 60 mol 0/0 less preferably fixture 55 mole 0/0 or less and more preferably tool 50 mol% or less.
  • the structural unit (B) when the structural unit (B) has a group that decomposes or leaves by the action of an acid, it tends to have better sensitivity.
  • the structural unit (B) corresponds to the structural unit (C) described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
  • the structural unit (B) has a hydrophilic group, the resist pattern rectangularity tends to be good.
  • the structural unit (B) corresponds to the structural unit (D) described later, but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
  • the structural unit (B) having a rataton skeleton is not particularly limited, but is selected from the following formulas (4-1) to (4-6) from the viewpoint of sensitivity or dry etching resistance. At least one type is preferred.
  • R 41 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms.
  • the straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms includes a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • n5 represents an integer of 0 to 4, and m represents 1 or 2.
  • X5 includes a plurality of different groups.
  • R 42 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2Q1 and R 2Q2 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group , A carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • Each AA 2 independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or A 1 and A 2 together represent one O, one S—, —NH or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 ((CH 3) (wherein k represents an integer of 1 to 6)].
  • X 6 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyan group as a substituent.
  • n6 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n6 is 2 or more, X 6 includes a plurality of different groups.
  • R 43 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R ⁇ and R 2M each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group , A carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • a 3 and A 4 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Or A 3 and A 4 together to form one O, one S-, -NH or a methylene chain having a chain length of 1-6 [(CH) 1 (1 represents an integer of 1-6)] To express.
  • X 7 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, or a carbon number 1 as a substituent.
  • n7 represents an integer of 0-4.
  • X 7 includes a plurality of different groups.
  • R 44 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 ° 5 , R ⁇ , and R 2 ° 7 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group
  • Y U , ⁇ 12 and ⁇ 13 are each independently CH
  • X 8 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Represents a sterilized carboxy group, cyano group, or amino group.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyan group as a substituent.
  • n8 represents an integer of 0 to 4. In addition, when n8 is 2 or more, it includes that X 8 has a plurality of different groups.
  • R 91 , R 92 , R 93 , and R 94 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or A force representing a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or R 91 and R 92 together with —O, S—, —NH—, or a chain length of 1 to 6 Methylene chain [ ⁇ (CH)-(t is 1-6
  • R45 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • the R 2Q8, R 2M is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, hydroxy group having 1 to 6 carbon atoms, A carboxy group or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms is represented.
  • R 21 ° and R m each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • a 5 and A 6 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • a 5 and A 6 together — O, — S—, NH or a methylene chain with a chain length of 1-6 [(CH) — (kl represents an integer of 1-6)]
  • X 9 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or a cyan group as a substituent.
  • n 9 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes have a plurality of different groups as X 9 in the case of n9 is 2 or more.
  • n5 is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • M in formula (4-1) is 1 from the viewpoint of sensitivity and resolution. Preferably there is.
  • a 2 is highly soluble in organic solvents, which is preferred to be combined with CH — and CH — from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R 2Q1 and R 2Q2 are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
  • N6 in (4-2) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • V From the point of view, it is preferable to be one O- together.
  • R 2Q3 and R 2M in formula (4-3) are each independently preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
  • N7 in the formula (4-3) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • Formula (4-4) in the R 2Q5, R 2Q6, and R OT from the viewpoint of high solubility in organic solvents, and is preferably a hydrogen atom.
  • ⁇ 8 is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R 91 , R 92 , R 93 and R 94 are each independently preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent. .
  • Ml in the formula (4-5) is preferably 1 from the viewpoint of sensitivity and resolution.
  • a 5 and A 6 in the formula (4-6) from the viewpoint of high dry etching resistance, it is preferable to combine them together with CH or CH CH to have high solubility in organic solvents.
  • V From the point of view, it is preferable to be one O- together.
  • R 2Q8 and R 2M in formula ( 4-6 ) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents.
  • R 21Q and R m in formula (4-6) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents.
  • N9 in the formula (4-6) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • the structural unit (B) having a rataton skeleton may be used alone or in combination of two or more as necessary.
  • the polymer having the structural unit (B) having an outer skeleton is produced by polymerizing a monomer including the monomer (b) that gives the structural unit (B) having the outer skeleton. You can.
  • the monomer (b) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (10-1) to (: L0-29).
  • R is a hydrogen atom or methyl Represents a ru group.
  • the monomers represented by the above formulas (10-1) to (: LO-3) and the above formula (10-5), and geometric isomers and optical isomers thereof From the point of dry etching resistance that the body prefers, the above formulas (10-7), (10-9), (10-10), (10-12), (1014), (10-24) ⁇ From the viewpoint of solubility in the resist solvent in which the monomers represented by (10-26) and (10-29), and their geometrical isomers and optical isomers are more preferable. Monomers represented by formulas (10-8), (10-13), (10-16) to (10-23), and (10-28), and geometric isomers and optical isomers thereof The body is more preferred.
  • the “acid-leaving group” refers to a group that decomposes or leaves by the action of an acid.
  • the structural unit (C) having an acid-eliminable group is a component that is soluble in an alkali by an acid, and has the effect of enabling the formation of a resist pattern. Therefore, it can be used as a structural component of a resist polymer. I like it.
  • the content of the structural unit (C) is not particularly limited, but from the viewpoint of sensitivity and resolution, the content of the structural unit of the polymer for resist is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more. Further, from the viewpoint of adhesion to the substrate surface or the like, 60 mol% or less is preferable, 55 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is more preferable. [0079] When the structural unit (C) has a rataton skeleton, the substrate adhesion tends to be good. In this case, the structural unit (C) also corresponds to the structural unit), but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
  • the structural unit (C) when the structural unit (C) has a hydrophilic group, it tends to have a higher sensitivity.
  • the structural unit) also corresponds to the structural unit (D) described later.
  • such a structural unit is regarded as the structural unit (C).
  • the structural unit (C) having an acid leaving group is not particularly limited, but from the viewpoint of high dry etching resistance required for a resist, the following formulas (3-1-1) and (3— 2—1), (3- 3 — 1), (3— 4—1), (3— 5— 1), (3— 6— 1), (3— 7—1) and (3— 8— 1) It is preferably at least one selected from the group that can help.
  • R 31 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X 1 represents 1 to 3 carbon atoms
  • 6 represents a linear or branched alkyl group
  • nl represents an integer of 0 to 4.
  • nl is 2 or more, it includes that X 1 has a plurality of different groups.
  • R 32 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X 2 represents 1 to 6 carbon atoms.
  • N2 represents an integer of 0 to 4.
  • n2 is 2 or more, it includes that X 2 has a plurality of different groups.
  • R 33 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 331 , R 332 , R 333 , R 334 Each independently represents a hydrogen atom, a straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • V 1 and V 2 are each independently —O—, —S—, —NH, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [(CH) 1 (ul represents an integer of 1 to 6)],
  • X represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 331 , R 332 , R 333 , R 334 Each independently represents a hydrogen atom, a straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • V 1 and V 2 are each independently —O—, —S—, —NH, or a methylene chain having a
  • n3 represents an integer of 0 to 4
  • q represents 0 or 1.
  • X 3 includes a plurality of different groups.
  • R 34 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X 4 represents a straight chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • n4 represents an integer of 0 to 4
  • r represents an integer of 0 to 2.
  • n4 is 2 or more, it includes that X 4 has a plurality of different groups.
  • R 35 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 351 , R 352 , R 353 , and R 354 are each independently a hydrogen atom, having 1 to 6 carbon atoms.
  • V 3 and V 4 are each independently —O—, —S—, —NH or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [— (CH 3)
  • X 51 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • n51 represents an integer of 0 to 4
  • q3 represents 0 or 1.
  • R 355 , R 356 and R 357 are each independently a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 355 , R 356 and R 357 is the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or any two of R 355 , R 356 and R 357 are bonded to each other , Together with the carbon atoms to which they are bonded, form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, and R 355 , R 356 , R 357 The remaining one represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof.
  • X 51 includes a plurality of different groups.
  • R 36 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 361 , R ⁇ and R 364 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • V 5 and V 6 are each independently —O—, —S—, —NH or Methylene chain with chain length of 1-6 [ ⁇ (CH) 1 (ul2 represents an integer of 1 to 6)]
  • X 61 represents a straight or branched chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • n61 represents an integer of 0 to 4
  • q4 represents 0 or 1.
  • R 367 1 Number monovalent alicyclic hydrocarbon group or its derivative, or carbon having 4 to 20 carbon atoms
  • R 365, R 366 are each independently a hydrogen atom or a Metropolitan force or 6 5 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or Are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atom, and R 3 65 , R 366 The remaining one of them that did not participate in the bond represents a hydrogen atom.
  • n61 is 2 or more, it includes that X 61 has a plurality of different groups.
  • R 37 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 373 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R and R 372 are each independently hydrogen. Represents an atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or is!
  • R 371 and R 373 or R 372 and R 37 3 are bonded to each other, and Together with a carbon atom, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, and the remaining one of R and R 372 that has not been involved in the bond is a hydrogen atom.
  • R 38 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 381 , R 382 and R 383 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R1 in the formula (3-1 1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution!
  • Nl in formula (3-1-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R 2 and R 3 are preferably each independently a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
  • N2 in the formula (3-2-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R 4 in formula (3-3-1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
  • V 1 and V 2 are each independently preferably CH 2 — or CH 2 CH 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R 331 , R 332 , R 333 , and R 334 in formula (3-3-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents. It is preferable that
  • N3 in formula (3-3-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • Q in the formula (3-3-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.
  • R 5 in formula (3-4 1) is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution! /.
  • N4 in formula (3-4-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • R in the formula (3-4-1) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.
  • V 3 and V 4 in the formula (3-5-1) have high dry etching resistance, and are preferably each independently CH or CH 2 CH.
  • R 352 , R 353 , and R 354 in formula (3-5-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents. It is preferable that it exists.
  • N51 in the formula (3-5-1) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • q3 in the formula (3-5-1) is preferably 0 in view of high dry etching resistance, and is preferably 0 in view of good solubility in an organic solvent.
  • One C (R 355 ) (R 356 ) (R 357 ) in the formula (3-5-1) is excellent in line edge roughness, and the following formulas (K-1) to (K-6)
  • the structure represented by the formula ( ⁇ —7) to ( ⁇ —17) is preferred in terms of the high dry etching resistance V, which is preferable.
  • V 5 and V 6 in the formula (3-6-1) have high dry etching resistance, and are preferably each independently CH or CH 2 CH.
  • R 362 , R ⁇ , and R 364 in formula (3-6-1) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents. It is preferable that it exists.
  • N61 in Formula (3-6-1) is preferably 0 because of its high resistance to dry etching.
  • Q4 in the formula (3-6-1) is preferably 0 in view of high dry etching resistance, and is preferably 0 in view of good solubility in an organic solvent.
  • One C (R 365 ) (R 366 ) —O—R 367 in the formula (3-6-1) is excellent in line edge roughness, and the following formulas CF-l) to Ci 24)
  • the structure represented by the formula (1) has a high dry etching resistance, and the structure represented by the following formulas CF 25) to CF 52) is preferred.
  • the structural unit (C) having an acid leaving group can be used singly or in combination of two or more as necessary.
  • the polymer having the structural unit (C) having an acid leaving group is obtained by polymerizing a monomer containing the monomer (c) that gives the structural unit (C) having an acid leaving group. Can be manufactured.
  • the monomer (c) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (91) to (9224).
  • R and R ′ each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the monomer represented by 9-170), the monomer represented by the above formulas (9184) to (9-196), and geometrical and optical isomers thereof are more preferable.
  • monomers represented by the above formulas (9-197) to (9-224), and geometric isomers and optical isomers thereof are more preferable.
  • hydrophilic group means C (CF 3) 2 -OH, hydroxy group, cyano group, methoxy group,
  • At least one of a boxy group and an amino group At least one of a boxy group and an amino group.
  • the structural unit (D) having a hydrophilic group is preferably used as a structural unit of a resist polymer because it has the effect of reducing the diffetat of the resist composition and improving the pattern rectangularity.
  • the structural unit (D) When the structural unit (D) has a group that is decomposed or eliminated by the action of an acid, it tends to have better sensitivity.
  • the structural unit (D) corresponds to the structural unit (C), but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (C).
  • the structural unit (D) has a rataton skeleton, it tends to have better sensitivity.
  • the structural unit (D) also corresponds to the structural unit), but in the present invention, such a structural unit is regarded as the structural unit (B).
  • structural unit having a hydrophilic group (D) is not particularly limited, from the viewpoint de dry etching resistance is high which is required to resist the following formula (5 one: L) ⁇ (5- 7) force also Those which are at least one selected from the group consisting of
  • R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 (n represents a hydrogen atom or a carbon number)
  • X 51 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3) —OH, hydroxy group, cyan group, carboxy group, or acyl group having 1 to 6 carbon atoms Group, carbon
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3) —OH
  • n51 represents an integer of 1 to 4.
  • X includes a plurality of different groups.
  • R 52 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X 52 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF) -OH, hydroxy Group, cyano group, carboxy group, charcoal It represents an acyl group having 1 to 6 prime numbers, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or an amino group.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 4) —OH, hydroxy group, cyan group, carbon group.
  • n52 represents an integer of 1 to 4.
  • X 52 includes a plurality of different groups.
  • R 53 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5Q2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 531 to R 534 are each independently hydrogen.
  • W 2 each independently represents —O—, —S—, —NH or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [(CH 2) — (u2 represents an integer of 1 to 6)]
  • X 53 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3) —OH, hydroxy
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is a C (CF) -OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, or 1 to 6 carbon atoms as a substituent.
  • X 53 may have at least one group selected from the group consisting of an acyl group, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group.
  • ql represents 0 or 1;
  • X 53 includes a plurality of different groups.
  • R 54 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5Q3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X 54 represents a straight chain having 1 to 6 carbon atoms. Chain or branched alkyl group, —C (CF) —OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, acyl group having 1 to 6 carbon atoms, carbon
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is C (CF 3) 2 -OH as a substituent.
  • n54 represents an integer of 1 to 4, and rl represents an integer of 0 to 2.
  • X 54 includes a plurality of different groups.
  • R 55 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 ° 4 and R 5 ° 5 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • X 55 represents Straight or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, C (CF) -OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, acyl having 1 to 6 carbon atoms
  • an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxyl group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or an amino group.
  • the linear or branched alkyl group substituent having 1 to 6 carbon atoms 1 C (CF 3) 2 -OH, hydroxy group, cyano group, carboxy group, 1 to 6 carbon atoms
  • n55 represents an integer of 1 to 4.
  • X 55 includes a plurality of different groups.
  • R 56 represents a hydrogen atom or a methyl group, represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 535 to R 536 independently represent a hydrogen atom or a carbon atom.
  • R 535 to R 536 independently represent a hydrogen atom or a carbon atom.
  • W 3 represents —O—, —S—, —NH—, or a methylene chain having a chain length of 1 to 6 [(CH 3) — (u3 is an integer of 1 to 6 Represents))].
  • X 56 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, C (CF) -OH, hydroxy
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with C (CF 3) —OH,
  • n56 represents an integer of 1 to 4, and q2 represents 0 or 1.
  • X 56 includes a plurality of different groups.
  • R 57 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 571 is a straight-chain if Ku branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, bridged cyclic C4-16 hydrocarbon group, or indicates a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a bridged cyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms
  • R 572 is a straight-chain or branched having 1 to 6 carbon atoms
  • the alkyl group has a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • the pre-bridged cyclic hydrocarbon group may have a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may be a hydroxy group, a carboxy group, or a 2 to 6 carbon group. Or a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • X 57 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —C (CF 3) —OH, hydroxy
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with —C (CF 3) 2 —OH.
  • R 5Q1 in formula ( 5-1 ) is a hydrogen atom because of its good solubility in an organic solvent, which is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group, from the viewpoint of sensitivity and resolution. It is preferably an atom.
  • R 5Q2 in formula ( 5-3 ) is a hydrogen atom because of its good solubility in organic solvents, which is preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group, from the viewpoint of sensitivity and resolution. This is an atom And are preferred.
  • H is preferably one.
  • R 531 , R 532 , R 533 , and R 534 in formula (5-3) are each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group because of their high solubility in organic solvents. Preferably it is.
  • Ql in the formula (5-3) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and is preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.
  • R 5Q3 in formula ( 5-4 ) is a hydrogen atom because of its good solubility in organic solvents, preferably a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group, from the viewpoint of sensitivity and resolution. It is preferably an atom.
  • rl is preferably 1 because of its high resistance to dry etching, and it is preferably 0 because of its good solubility in organic solvents.
  • R 5M and R 5Q5 are each independently preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of sensitivity and resolution.
  • R 5Q6 in the formula (5-6) is a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group in terms of sensitivity and resolution. From the viewpoint of good solubility in an organic solvent that is preferably a pill group, it is preferably a hydrogen atom.
  • W 3 in formula (5-6) is highly resistant to dry etching.
  • 2 2 2 is preferably one.
  • R 535 and R5 36 in formula (5-6) are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of high solubility in an organic solvent.
  • Formula (56) n56 in the terms high dry etching resistance, 1 X 56 that is preferably the formula (56) in a from the pattern shape good points, - C (CF3) 2-OH, a hydroxy group, a cyano group, and a methoxy group are preferable.
  • Q2 in the formula (5-6) is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance, and is preferably 0 from the viewpoint of good solubility in an organic solvent.
  • R 571 and R 572 in formula (5-7) have high dry etching resistance, so R 571 and R 572 are joined together to form a carbon atom with 4 carbon atoms bonded to each other. Structures forming ⁇ 16 bridged cyclic hydrocarbon groups are preferred. In addition, because of the excellent heat resistance and stability, R 571 and R 572 are combined together, and the cyclic force contained in the bridged cyclic hydrocarbon group formed together with the carbon atom to which each is bonded.
  • It preferably has a ring, an adamantane ring, a norbornane ring, a pinane ring, a bicyclo [2.2.2] octane ring, a tetracyclododecane ring, a tricyclodecane ring, or a decahydronaphthalene ring.
  • X 57 in formula (5-7) is -CH- C (CF)-OH,-
  • the position substituted with X 51 , X 52 , X 53 , X 54 , X 55 , X 56 and X 57 is any position in the cyclic structure. May be.
  • the structural unit (D) having a hydrophilic group can be used alone or in combination of two or more as necessary.
  • the polymer having the structural unit (D) having a hydrophilic group is produced by polymerizing a monomer containing the monomer (d) that gives the structural unit (D) having a hydrophilic group. Can do.
  • the monomer (d) is not particularly limited, and examples thereof include monomers represented by the following formulas (13-1) to (13-79). In the formulas (13-1) to (13-79), R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the resist polymer of the present invention can be used as necessary. Containing structural units (E) other than these structural units may be included! /.
  • Such a structural unit (E) can contain, for example, a structural unit (E1) having an alicyclic skeleton (nonpolar alicyclic skeleton) that does not have an acid leaving group and a hydrophilic group.
  • the alicyclic skeleton is a skeleton having at least one cyclic saturated hydrocarbon group.
  • the structural unit (E1) can be used alone or in combination of two or more as necessary.
  • the structural unit (E1) tends to exhibit an effect of developing the dry etching resistance of the resist composition.
  • the structural unit (E1) is not particularly limited, but the dry etching resistance required for resist is high! Like ⁇
  • X U1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • n301 represents an integer of 0 to 4.
  • X 3Q1 includes a plurality of different groups.
  • R 3Q2 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X 3Q2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • n302 represents an integer of 0 to 4.
  • n302 when n302 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 3 ° 2 .
  • X 31 ′′ represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • n303 represents an integer of 0 to 4.
  • X ⁇ includes a plurality of different groups
  • p represents an integer of 0 to 2.
  • R 3M represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X 3M represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • n304 represents an integer of 0 to 4.
  • n304 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 3 ° 4 .
  • Pi represents an integer from 0 to 2.
  • the position where X 3M , X 3 ° 2 , X 3 ° 3 and X 3 ° 4 are bonded may be anywhere in the ring structure.
  • n301 is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • N302 in the formula (11-2) is preferably 0 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • N303 in the formula (11-3) is preferably 0 because of its high resistance to dry etching.
  • p is preferably 0 from the viewpoint of high solubility in an organic solvent, and is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • N304 in the formula (11-4) is preferably 0 because of its high dry etching resistance.
  • pi is preferably 0 from the viewpoint of high solubility in an organic solvent, and is preferably 1 from the viewpoint of high dry etching resistance.
  • the polymer containing the structural unit (E1) having a nonpolar alicyclic skeleton is produced by polymerizing a monomer containing the monomer (el) having a nonpolar alicyclic skeleton.
  • the monomer (el) having a nonpolar alicyclic skeleton is not particularly limited, but examples thereof include cyclohexyl (meth) acrylate, isoborn (meth) acrylate, and norbornyl (meth) acrylate.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the resist polymer may further contain a structural unit (E2) other than those described above.
  • the polymer containing the structural unit (E2) can be produced by polymerizing a monomer containing the monomer (e2).
  • the monomer (e2) is not particularly limited !, but, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) N-propyl acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, methoxymethyl (meth) acrylate, n-propoxychetyl (meth) acrylate, (meta ) Acrylic acid iso-propoxychetyl, n-butoxychetyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid iso butoxychyl, (meth) acrylic acid tert Butoxychetyl, (meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid 3-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid 2-hydroxy-n-propyl, (meth) acrylic acid 4-hydroxy-n-
  • Unsaturated carboxylic acids and carboxylic acid anhydrides such as (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride;
  • Examples include ethylene, propylene, norbornene, tetrafluoroethylene, acrylamide, N-methyl acrylamide, ⁇ , ⁇ -dimethyl acrylamide, butyl chloride, butyl fluoride, vinylidene fluoride, butylpyrrolidone, and the like.
  • the content of the structural unit (E1) and the structural unit ( ⁇ 2) is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 mol% or less in the structural unit of the resist polymer.
  • Tables 1 to 4 show preferred combinations of the structural unit ( ⁇ ⁇ ) and the structural unit (C) in the resist polymer.
  • ArF-60 Formula (10-7) Formula (9-16)
  • ArF-88 Formula (10-8) Formula (9-16)
  • ArF-68 Formula (10-7) Formula (9-65)
  • ArF-96 Formula (10-8) Formula (9-65)
  • ArF-72 Formula (10-7) Formula (9-11 1)
  • ArF-100 Formula (10-8) Formula (9-1 1 1)
  • ArF-76 Formula (10-7) Formula (9-130)
  • ArF-104 Formula (10-8) Formula (9-130)
  • ArF-128 Formula (10-10) Formula (9-1 1 1)
  • ArF-156 Formula (10-12) Formula (9-1 1 1)
  • Structural unit Structural unit
  • Structural unit Structural unit
  • Structural unit Structural unit
  • the structural unit (B) is represented by the formula (10-1) and the formula (10). 10-3) One or more kinds selected from the group consisting of forces, and the above formulas (10-7), (10-8), (10-10), (10-12), (10-17) and the above formulas One or more selected from the group consisting of (10-19) may be used in combination. Further, in addition to the combinations listed in Table 1, as the structural unit (D), the formula (13-1), the formula (13-26), the formula (13-27), the formula (13-30) Also preferred is a combination (hereinafter referred to as “combination A”) in which one monomer selected from the group consisting of formula (13-31) and formula (13-68) is added.
  • the mass average molecular weight of the resist polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2,000 or more from the viewpoint of dry etching resistance and resist pattern shape. Force S is more preferable, and is 4,000 or more. Force S is particularly preferable, and 5,000 or more is more preferable. Further, the mass average molecular weight of the resist polymer of the present invention is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less from the viewpoint of solubility in resist solution and resolution. 30 , 000 or less
  • Particularly preferred is 20,000 or less.
  • the molecular weight distribution of the resist polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less, from the viewpoint of solubility in resist solution and resolution. Preferably, it is particularly preferably 1.8 or less.
  • the method for producing the resist polymer of the present invention is not particularly limited as long as it is performed by solution polymerization.
  • the polymerization method for solution polymerization is not particularly limited, and may be batch polymerization or drop polymerization.
  • a polymerization method called dropping polymerization in which a monomer is dropped into a polymerization vessel is preferable because a polymer having a narrow composition distribution and Z or molecular weight distribution can be easily obtained.
  • the monomer to be dropped may be a monomer alone or a solution in which the monomer is dissolved in an organic solvent.
  • an organic solvent is prepared and charged into a polymerization vessel (this organic solvent is also referred to as a "prepared solvent”), heated to a predetermined polymerization temperature, and then a monomer or a polymer.
  • a solution in which initiators are dissolved in an organic solvent independently or in any combination (this organic solvent is also referred to as “dropping solvent”) is dropped into the charged solvent.
  • the monomer may be added dropwise without dissolving it in the dropping solvent.
  • the polymerization initiator may be dissolved in the monomer, and a solution in which only the polymerization initiator is dissolved in the organic solvent. It may be dropped into an organic solvent.
  • a monomer or a polymerization initiator may be dropped into the polymerization vessel in a state where the charged solvent is not in the polymerization vessel.
  • the monomer and the polymerization initiator may be dropped directly into a charged solvent heated to a predetermined polymerization temperature from an independent storage tank, or heated to a predetermined polymerization temperature from an independent storage tank. Mix immediately before dropping into the prepared solvent, and drop into the prepared solvent. A little.
  • the timing at which the monomer or the polymerization initiator is dropped into the charging solvent is such that after the monomer is dropped first, the polymerization initiator may be dropped after a delay, or the polymerization initiator may be dropped. After the dropwise addition, the monomer may be dropped with a delay, or the monomer and the polymerization initiator may be dropped at the same timing. Further, these dropping speeds may be constant until the dropping is completed, or may be changed in multiple stages according to the consumption speed of the monomer and the polymerization initiator, or intermittently. The dripping may be stopped or started.
  • the polymerization temperature in the drop polymerization method is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 50 to 150 ° C.
  • a known solvent can be used as the polymerization solvent.
  • a chain such as ether (jetyl ether, propylene glycol monomethyl ether (hereinafter also referred to as "PGME”) is used.
  • Ether tetrahydrofuran
  • cyclic ethers such as 1, 4 dioxane, etc.
  • esters methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate
  • PGMEA methyl ethyl ketone
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • amides N, N dimethyl) Acetoamide, N, N dimethylformamide, etc.
  • sulfoxide dimethyl sulfoxide, etc.
  • hydrocarbons aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbons such as hexan
  • solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization solvent used is not particularly limited, and may be determined as appropriate. Usually, it is preferable to use within a range of 30 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used for copolymerization.
  • the mixing ratio of the dropping solvent and the polymerization solvent in the charged solvent can be set at an arbitrary ratio.
  • the monomer concentration of the monomer solution dropped into the organic solvent is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 50% by mass.
  • the amount of the charged solvent is not particularly limited and may be determined as appropriate. Usually, it is preferably used in the range of 30 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used for copolymerization.
  • the resist polymer of the present invention usually comprises a monomer composition containing one or more monomers having a naphthalene skeleton represented by the above formula (1) in the presence of a polymerization initiator. Obtained by polymerization.
  • the polymerization initiator is preferably one that generates radicals efficiently by heat. Examples of such a polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyric-tolyl (hereinafter also referred to as AIBN) and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (hereinafter also referred to as DAIB).
  • 2,2'-azobis [2- (2 imidazoline 2-yl) propane] and other azo compounds; 2,5 dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane, di (4-tert- (Butylcyclohexyl) Organic peroxides such as peroxydicarbonate.
  • the light transmittance (transmittance to light having a wavelength of 193 ⁇ m) of the resulting resist polymer is determined.
  • the polymerization initiator preferably has no aromatic ring in the molecular structure.
  • the polymerization initiator preferably has a 10-hour half-life temperature of 60 ° C or higher.
  • the amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol part or more with respect to 100 mol parts of the total amount of monomers used for the copolymerization in order to increase the yield of the copolymer. From the point of narrowing the molecular weight distribution of the copolymer in which more than 1 mole part is more preferred, 30 mole parts or less is preferred with respect to 100 mole parts of the total amount of monomers used for copolymerization.
  • a chain transfer agent (hereinafter referred to as a chain transfer agent) may be used as long as the storage stability of the resist composition is not impaired.
  • chain transfer agents include 1 butanethiol, 2-butanethiol, 1 octanethiol, 1 decanethiol, 1-tetradecanethiol, cyclohexanethiol, 2-methyl-1 propanethiol, 2-hydroxyethyl.
  • chain transfer agents include mercaptans.
  • ArF excimer laser (wavelength: 193nm)
  • the light transmittance of the resulting resist polymer (light with a wavelength of 193nm)
  • the chain transfer agent preferably does not have an aromatic ring from the viewpoint of reducing as much as possible the transmittance of the chain transfer agent.
  • the polymer solution produced by solution polymerization is a suitable solution with a good solvent such as 1, 4 dioxane, acetone, THF, MEK, MIBK, y-butarate ratataton, PGMEA, PGME, as necessary.
  • a good solvent such as 1, 4 dioxane, acetone, THF, MEK, MIBK, y-butarate ratataton, PGMEA, PGME, as necessary.
  • the polymer is precipitated by dripping into a large amount of poor solvent such as methanol, water, hexane, heptane and the like. This process is generally called reprecipitation and is very effective for removing unreacted monomers and polymerization initiators remaining in the polymerization solution. If these unreacted substances remain as they are, there is a possibility of adversely affecting the resist performance.
  • the precipitate is filtered off and sufficiently dried to obtain the polymer of the present invention. Moreover, after filtering off, it can also be used with a wet powder, without drying.
  • the produced polymer solution can be used as a resist composition as it is or after diluting with an appropriate solvent. At that time, an additive such as a storage stabilizer may be appropriately added.
  • the resist composition of the present invention is obtained by dissolving the resist polymer of the present invention in a solvent.
  • the chemically amplified resist composition of the present invention is obtained by dissolving the resist polymer of the present invention and a photoacid generator in a solvent.
  • the resist polymer of the present invention may be used alone or in combination of two or more. This polymer solution without separating the polymer from the polymer solution obtained by solution polymerization or the like is used as it is for the resist composition, or the polymer solution is diluted with an appropriate solvent. Alternatively, it can be concentrated and used in resist compositions.
  • Examples of the solvent include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and 2 pentanone.
  • Linear or branched ketones such as 2-hexanone; cyclic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone; propylene glycol monoalkyl acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate
  • Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethenoate etherate acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate
  • Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethino ethenore and propylene glycol monomethino enoate
  • ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether
  • diethylene glycol Diethylene glycol alkyl ethers such as dimethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether
  • esters such as ethyl
  • the content of the solvent is usually 200 to 5000 parts by mass and more preferably 300 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist polymer.
  • the resist polymer of the present invention When the resist polymer of the present invention is used for a chemical amplification resist, it is necessary to use a photoacid generator.
  • the photoacid generator contained in the chemically amplified resist composition of the present invention can be arbitrarily selected from those that can be used as the acid generator of the chemically amplified resist composition.
  • the photoacid generator may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of such a photoacid generator include form salt compounds, sulfonimide compounds, sulfone compounds, sulfonate ester compounds, quinonediazide compounds, diazomethane compounds, and the like. It is done.
  • sulfo-salts, ododonium salts, phospho-salts, diazo-salts, pyridi-salts, etc. are preferred.
  • trisulfol sulfomumutriflate trisulfol hexahexafluoroantimonate, triphenylsulfo-unnaphthalene sulfonate, (hydroxyphenol) benzenoremethinolesnoremol.
  • Tonorensnorephonate Dipheo-Norode-Mutriflate, Dipheo-Rhodenium Pyrenesulfonate, Dipheo-Rhodo-Nomdodecyl Benzene Sulfonate, Diphlo-Rhodo-Humhexaphnoroleum Antimonate, ⁇ — Methylphenol disulfol-sulfonumonafluorobutanesulfonate, tri (tert-butylsulfol) sulfo-trifluoromethyl Sulfonate, and the like.
  • the content of the photoacid generator is appropriately determined depending on the type of the photoacid generator selected. Usually, it is 0.1 parts by mass or more and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. By setting the content of the photoacid generator within this range, a chemical reaction due to the catalytic action of the acid generated by exposure can be sufficiently caused. In addition, the content of the photoacid generator is usually 20 parts by mass or less and more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. By making the content of the photoacid generator within this range, the stability of the resist composition is improved, and if the composition is applied, the occurrence of scum and the like during development is sufficiently reduced.
  • a nitrogen-containing compound can be blended in the chemically amplified resist composition of the present invention.
  • Inclusion of a nitrogen-containing compound further improves the resist pattern shape, stability over time, and the like.
  • the cross-sectional shape of the resist pattern is closer to a rectangle, and the resist film is exposed, beta (PEB) after exposure, and left for several hours before the next development process.
  • the deterioration of the cross-sectional shape of the resist pattern is further suppressed when such leaving (aging) occurs.
  • the nitrogen-containing compound is preferably a strong amine capable of using any known compound, and among them, a secondary lower aliphatic amine and a tertiary lower aliphatic amine are more preferable.
  • lower aliphatic amine refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 5 or less carbon atoms.
  • tertiary lower aliphatic Amin for example, trimethylamine emissions, Jechiruamin, Toryechiruamin, di n - Puropiruamin, Tory n- Puropiruami down, tripentyl Rua Min, diethanol ⁇ Min, triethanol Amamine etc. are mentioned.
  • tertiary alkanolamines such as triethanolamine are more preferred.
  • the nitrogen-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the nitrogen-containing compound is appropriately determined depending on the type of the selected nitrogen-containing compound, but is usually preferably 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. By making the content of the nitrogen-containing compound within this range, the resist pattern shape can be made more rectangular.
  • the content of the nitrogen-containing compound is usually preferably 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer. Contain nitrogen-containing compounds By setting the amount within this range, deterioration in sensitivity can be reduced.
  • the chemically amplified resist composition of the present invention may also contain an organic carboxylic acid, phosphorus oxoacid, or a derivative thereof. By containing these compounds, it is possible to prevent sensitivity deterioration due to the compounding of the nitrogen-containing compound, and further improve the resist pattern shape, stability with time, and the like.
  • organic carboxylic acid for example, malonic acid, succinic acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are preferable.
  • Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include, for example, phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester, and other phosphoric acid and derivatives such as esters thereof; phosphonic acid, Derivatives such as phosphonic acid and esters thereof such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di-n-butyl ester, phenenophosphonic acid, phosphonic acid diphenole lesole, phosphonic acid dibenzenol ester; phosphinic acid, phenol Examples thereof include phosphinic acids such as sulphinic acid and derivatives such as esters thereof. Among these, phosphonic acid is preferable.
  • the content of these compounds is appropriately determined depending on the kind of the selected compound, but is usually a resist polymer.
  • the amount is preferably 0.01 parts by mass or more with respect to parts by mass.
  • the resist pattern shape can be made more rectangular.
  • the content of these compounds is usually preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer.
  • Both the nitrogen-containing compound and the organic carboxylic acid, phosphorus oxoacid, or a derivative thereof may be contained in the chemically amplified resist composition of the present invention, or only one of them may be contained. it can.
  • the resist composition of the present invention may include a surfactant and other quenching agents as necessary.
  • Various additives such as cheers, sensitizers, antihalation agents, storage stabilizers and antifoaming agents can be added. Any of these additives can be used as long as it is known in the art. Moreover, the compounding quantity of these additives is not specifically limited, What is necessary is just to determine suitably.
  • the resist polymer of the present invention can be used as a resist composition for metal etching, photofitting applications, plate making, holograms, color filters, retardation films and the like.
  • the resist composition of the present invention is applied to the surface of a substrate to be processed such as a silicon wafer on which a pattern is formed by spin coating or the like. Then, the substrate to be processed coated with the resist composition is dried by baking (pre-beta) or the like to produce a resist film on the substrate.
  • the resist film thus obtained is irradiated with light through a photomask (exposure).
  • Light used for exposure is KrF excimer laser, ArF excimer laser, F excimer laser
  • a sima laser or EUV excimer laser is preferred, and an ArF excimer laser is particularly preferred. It is also preferable to expose with an electron beam. On the other hand, immersion exposure is performed in a state where a high refractive index liquid such as pure water, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran or perfluorotrialkylamine is interposed between the resist film and the final lens of the exposure apparatus. Go ⁇ .
  • a high refractive index liquid such as pure water, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran or perfluorotrialkylamine
  • PEB post-exposure beta, PEB
  • the substrate is immersed in an alkaline developer, and the exposed portion is dissolved and removed in the developer (development).
  • a known alkali developer may be used.
  • the substrate is appropriately rinsed with pure water or the like. In this way, a resist pattern is manufactured on the substrate to be processed.
  • the processed substrate on which the resist pattern has been manufactured is appropriately heat-treated (post-beta) to strengthen the resist and selectively etch portions without the resist.
  • the resist is removed with a release agent to obtain a substrate on which a pattern is formed.
  • the production method of the polymerizable monomer represented by the formula (1-9) of the present invention will be described by taking the formula (8-4) and the formula (8-33) as examples.
  • a method for producing a polymerizable monomer represented by the formula (16) of the present invention will be described with reference to the formula (81).
  • the polymerizable monomer represented by the formula (8-1) can be obtained by esterifying one alcohol of 2, 6 dihydroxynaphthalene (the following formula (9 1)) with (meth) ataryloxy. .
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the method for esterification is not particularly limited, but an example is a method in which (meth) acrylic acid anhydride or (meth) acrylic acid chloride is reacted with 2,6-dihydroxynaphthalene in the presence of an acid catalyst or a base. it can.
  • the acid catalyst examples include, but are not limited to, acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, methanesulfonic acid, tosylic acid, and acetic acid, and Lewis acids containing atoms such as hafnium, zirconium, yttrium, and ytterbium.
  • the amount of the acid catalyst to be used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 mol parts with respect to 100 mol parts of 2,6 dihydroxynaphthalene. When the amount of the acid catalyst used is 0.1 mol part or more, the reaction rate tends to be increased, and when it is 10 mol part or less, the formation of by-products tends to be suppressed.
  • the lower limit of the amount of the acid catalyst used is more preferably 0.5 mol parts or more, and the upper limit is more preferably 3 mol parts or less.
  • the base is not particularly limited, but includes alkali metals such as potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium (meth) acrylate, and potassium (meth) acrylate. And organic bases such as triethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine.
  • the amount of the base used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 10 mol parts per 100 mol parts of 2,6 dihydroxynaphthalene.
  • the lower limit of the amount of base used is more preferably in the range of 1 to 8 mole parts from the viewpoint of by-products.
  • the amount of (meth) acrylic anhydride or (meth) acrylic chloride used is not particularly limited, but a range of 50 to 500 parts by mole with respect to 100 parts by mole of 2,6 dihydroxynaphthalene is preferred. ! / When the amount of (meth) acrylic anhydride or (meth) acrylic acid chloride used is 50 mol parts or more, the polymerizable monomer of formula (8-1) tends to be obtained in good yield. Further, when the amount of (meth) acrylic acid anhydride or (meth) acrylic acid chloride is 500 mol parts or less used, the production of dimethatalylate as a by-product tends to be suppressed.
  • the amount of water-free (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid chloride used is particularly preferably in the range of 95 to 150 mole parts.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of -20 ° C to 100 ° C. When the reaction temperature is 20 ° C or higher, a polymerizable monomer tends to be obtained with good yield. In addition, when the reaction temperature is 100 ° C. or lower, the production of dimethatalylate as a by-product tends to be suppressed.
  • the reaction temperature is particularly preferably in the range of 0-60 ° C.
  • Examples of this reaction may include toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dichloromethane, chloroform, benzene and the like, which may be reacted using a solvent. From the viewpoint of the solubility of 2,6 dihydroxynaphthalene, toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile are more preferable.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (8-1) can be produced by other methods besides the above-described method.
  • 2-bromo-6-t-butoxycarboxoxynaphthalene of the following formula (9-2), or 2-chlorobutoxycarbonyloxynaphthalene of the following formula (9-3) and (meth) acrylic acid The metal salt is esterified in the presence of an intercalation catalyst to obtain 2- (meth) atalylooxy-6-t-butoxycarboxoxynaphthalene of the following formula (10-1).
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the (meth) acrylic acid metal salt used for the esterification reaction is not particularly limited.
  • the amount of (meth) acrylic acid metal salt used is not particularly limited, but 2-bromo 6-butoxycarbo-loxynaphthalene of formula (92) or 2-chloro-6-t butoxycarbo- of formula (93)
  • the range of 80 to 500 mole parts is preferred with respect to 100 mole parts of luoxynaphthalene.
  • the amount of the (meth) acrylic acid metal salt used is 80 mol parts or more, the polymerizable monomer of the formula (8-1) tends to be obtained with good yield.
  • the lower limit of the amount of the (meth) acrylic acid metal salt used is more preferably 100 mol parts or more, particularly preferably 120 mol parts or more.
  • the upper limit of the amount of the (meth) acrylic acid metal salt is more preferably 300 mol parts or less, and particularly preferably 250 mol parts or less.
  • the intercalation catalyst is not particularly limited, and examples thereof include tetramethylammonium-umbromide, tetramethylammo-muchloride, tetraethylammo-mubromide, tetraethylammo-muchloride, tri-n-octylmethylammo-mubromide, tri-n Quaternary ammonium salts such as octyl methylammonium chloride, triethylbenzylammonium bromide, triethyl benzylammonium chloride, tetra-n-butylammo-umbromide, tetra-n-butylammonium chloride; tetraethylphosphonium Bromide, tetra-n-butylphospho-mubromide, tetraphenylphospho-mubromide, triphenol-norebenzinorephospho-mubromide, trip
  • the amount of the interlayer catalyst used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.0001-1 mole part with respect to 1 mole part of the alkali metal (meth) acrylate.
  • the amount of interlayer catalyst used is 0.00 001 mol part or more, the yield tends to be improved.
  • the amount of interlayer catalyst used is 1 mol part or less, the formation of by-products tends to be suppressed.
  • the reaction temperature of this esterification reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of -20 ° C to 100 ° C! /.
  • the reaction temperature is 20 ° C or higher, there is a tendency that a polymerizable monomer can be obtained with good yield, and when the reaction temperature is 100 ° C or lower, generation of dimethacrylate as a by-product can be suppressed. There is a tendency.
  • the reaction temperature is particularly preferably in the range of 0 to 50 ° C.
  • the acid that can be used for the deprotection reaction is not particularly limited, but hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, methanesulfonic acid, pyridinium Ptoluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, acetic acid, ion exchange resin, etc. Can be illustrated. Of these, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, methanesulfonic acid, and camphorsulfonic acid are preferred in terms of yield improvement.
  • the amount of the acid used for the deprotection reaction is not particularly limited, but it is 0.001 to LO mol per 1 mol of 2- (meth) atalylooxy-6-t-butoxycarbo-loxynaphthalene. A range of parts is preferred. When the amount of acid used is 0.001 mol part or more, the reaction time tends to be short, and when it is 10 mol part or less, the formation of by-products tends to be suppressed.
  • the amount of acid used is particularly preferably in the range of 0.01 to 2 mole parts.
  • the reaction temperature for the deprotection reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 20 to 100 ° C. When the reaction temperature is 20 ° C or higher, the reaction time tends to be shortened, and when it is 100 ° C or lower, the formation of by-products tends to be suppressed.
  • the reaction temperature is particularly preferably in the range of 0 to 70 ° C.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (1-9) is produced by reacting the compound represented by the formula (1-11) with the compound represented by the formula (1-12). be able to.
  • a polymerizable monomer represented by the formula (19) the production method will be described using the polymerizable monomer represented by the formula (8-4) as an example.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (8-4) is obtained by esterifying the hydroxymethyl group alcohol of 2-hydroxy-16-hydroxymethylnaphthalene represented by the following formula (9-4) to (meth) ataryloxy. It is done.
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the method of the ester candy is not particularly limited! ⁇ is in the presence of an acid, a Lewis acid catalyst or a base, with (meth) acrylic acid, anhydrous (meth) A method of reacting acrylic acid or (meth) acrylic acid chloride can be exemplified.
  • an acid catalyst When (meth) acrylic acid is used, it is preferable to use an acid catalyst.
  • the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, methanesulfonic acid, tosylic acid, acetic acid, and Lewis acids containing atoms such as hafnium, zirconium, yttrium, and ytterbium.
  • the amount of the acid catalyst used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mole with respect to 100 parts by mole of 2hydroxy-6-hydroxymethylnaphthalene.
  • the amount of the acid catalyst used is 0.1 mol part or more, the reaction rate tends to be increased, and when it is 10 mol part or less, the formation of by-products tends to be suppressed.
  • the lower limit of the amount of acid catalyst used is more preferably 0.5 mol parts or more, and the upper limit is more preferably 3 mol parts or less.
  • the base is not particularly limited, but includes bases containing alkali metals such as potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium (meth) acrylate, potassium (meth) acrylate, tritylamine, pyridine. And organic bases such as dimethylaminopyridine.
  • the amount of the base used in this case is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 10 mol parts per 100 mol parts of 2-hydroxy-6-hydroxymethylnaphthalene.
  • the lower limit of the amount of base used is more preferably in the range of 1 to 8 mole parts from the viewpoint of by-products.
  • the amount of (meth) acrylic acid and anhydrous (meth) acrylic acid used is not particularly limited, but 2 Koxy-6-hydroxymethylnaphthalene A range of 50 to 500 parts by mole per 100 parts by mole is preferred.
  • the amount of (meth) acrylic acid or anhydrous (meth) acrylic acid used is 50 mol parts or more, the polymerizable monomer of formula (8-4) tends to be obtained in good yield.
  • the amount used is 500 mol parts or less, it is possible to suppress the formation of a by-product dimetatalylate.
  • the amount used is particularly preferably in the range of 95 to 150 mole parts.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 ° C to 50 ° C.
  • the reaction temperature is 0 ° C. or higher, the polymerizable monomer tends to be obtained with good yield.
  • the reaction temperature is 50 ° C or lower, the (meth) acrylation reaction tends to proceed with good reaction selectivity.
  • the lower limit of the reaction temperature is preferably 10 ° C or higher, more preferably 40 ° C or lower.
  • this reaction may be carried out using a solvent, such as toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Examples include acetonitrile, dichloromethane, chloroform, benzene and the like. In view of the solubility of 2-hydroxy-6-hydroxymethylnaphthalene, toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile are more preferable.
  • the amount of (meth) acrylic acid chloride to be used is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 500 mol parts per 100 mol parts of 2-hydroxy-6-hydroxymethylnaphthalene.
  • the amount of (meth) acrylic acid chloride used is 50 mol parts or more, the polymerizable monomer of formula (8-4) tends to be obtained in good yield.
  • the amount of (meth) acrylic acid chloride used is 500 mol parts or less, the production of dimethatalylate tends to be suppressed.
  • the amount of (meth) acrylic acid chloride used is 95 to 150 mole parts.
  • a base is preferably used.
  • the base is not particularly limited, and examples thereof include organic bases such as triethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine.
  • the amount of base used in this case is not particularly limited, but is preferably in the range of 75 to 300 parts by mole with respect to 100 parts by mole of (meth) acrylic acid chloride.
  • the amount of base used is 75 mol parts or more, the yield and reaction rate tend to be improved. Further, when the amount of base used is 300 mol parts or less, there is a tendency that impurities after purification can be reduced.
  • the amount of base used is particularly preferably 100 to 150 parts.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but when a base is used, a range of 0 ° C to 50 ° C is preferable. When the reaction temperature is 0 ° C. or higher, the polymerizable monomer tends to be obtained with good yield. In addition, when the reaction temperature is 50 ° C. or lower, the production of dimethatalylate as a by-product tends to be suppressed.
  • Examples of this reaction may include toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dichloromethane, chloroform, benzene and the like, which may be reacted using a solvent.
  • a solvent for example, 2,6 dihydroxynaphthalene, toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile are more preferable.
  • a production method thereof will be described by taking a polymerizable monomer represented by the formula (8-33) as an example.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (8-33) is obtained by esterifying a hydroxymethyl group alcohol of 2 t-butoxycarbo-loxy-6 hydroxymethylnaphthalene represented by the following formula (95) into (meth) ataryloxy. You can get it by doing this.
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the method for esterification is not particularly limited, but is a method in which (t) butoxycarbo-loxy-6-hydroxymethylnaphthalene is reacted with (meth) acrylic acid anhydride or (meth) acrylic acid chloride in the presence of a base. Can be illustrated.
  • the base is not particularly limited, but when anhydrous (meth) acrylic acid is used, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium (meth) acrylate, potassium (meth) acrylate, etc.
  • An organic base such as minopyridine can be used.
  • the amount of base used in the case of using (meth) acrylic anhydride is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 200 parts by mole with respect to 100 parts by mole of 2 t-butoxycarbonyloxy-6-hydroxymethylnaphthalene.
  • the amount of base used is more preferably in the range of 105 to 150 mole parts in terms of yield and by-products.
  • the amount of (meth) acrylic anhydride used is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 500 mole parts per 100 mole parts of 2-t-butoxycarboxoxy-6 hydroxymethylnaphthalene.
  • the amount of (meth) acrylic anhydride used is 50 mol parts or more, the polymerizable monomer of the formula (8-33) tends to be obtained with good yield.
  • this usage-amount is 500 mol part or less, the production
  • This dosage is particularly preferably in the range of 95 to 150 mole parts.
  • the reaction temperature is not particularly limited but is preferably in the range of 0 ° C to 50 ° C.
  • the reaction temperature is 0 ° C. or higher, there is a tendency that a polymerizable monomer preferred in terms of the raw material conversion rate can be obtained with good yield.
  • the reaction temperature is 50 ° C or lower, the (meth) acrylation reaction tends to proceed with good reaction selectivity.
  • the lower limit of the reaction temperature is more preferably 10 ° C or more, more preferably 40 ° C or less.
  • Examples of this reaction may include toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dichloromethane, chloroform, benzene and the like, which may be reacted using a solvent.
  • a solvent In view of the solubility of 2-hydroxy-16-hydroxymethylnaphthalene, toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile are more preferable.
  • the base in the case of using (meth) acrylic acid chloride is not particularly limited, but organic bases such as triethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine can be used.
  • the amount of the base used when (meth) acrylic acid chloride is used is not particularly limited, but is preferably in the range of 75 to 300 mol parts with respect to 100 mol parts of (meth) acrylic acid chloride. When the amount of base used is 75 mol parts or more, the yield and reaction rate tend to be improved. In addition, when the amount of base used is 300 mol parts or less, there is a tendency that impurities after purification can be reduced.
  • the amount of base used is particularly preferably 100 to 150 parts.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (16) of the present invention will be described using the polymerizable monomer represented by the formula (8-76) as an example.
  • the polymerizable monomer represented by the formula (8-76) is, for example, 2 bromo-6 t-butoxycarboxoxynaphthalene represented by the formula (92) or the 2-chloro 6-tert-butoxycarbonyloxina represented by the formula (93). It can be obtained by reacting phthalene with sodium (meth) acrylate ethyloxide of the following formula (11-1) or potassium (meth) acrylate ethyloxide of the following formula (11-2).
  • R 1Q represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the amount of sodium (meth) acrylate ethyloxide or potassium (meth) acrylate ethyloxide is not particularly limited. 3) 2 black mouth 6 t-Butoxycarbonyoxynaphthalene
  • the range force is 70 to 500 mole parts per 100 mole parts.
  • the amount used is 70 mol parts or more, the polymerizable monomer of the formula (8-5) tends to be obtained with good yield.
  • the amount used is 500 mol parts or less, there is a tendency that by-product formation can be suppressed.
  • the amount used is particularly preferably in the range of 100 to 200 mole parts.
  • the reaction temperature is not particularly limited !, but the range of -20 ° C to 100 ° C is preferred. When the reaction temperature is -20 ° C or higher, a polymerizable monomer tends to be obtained with good yield. In addition, when the reaction temperature is 100 ° C or lower, the production of dimethatalylate as a by-product tends to be suppressed.
  • the reaction temperature is particularly preferably in the range of 0 to 50 ° C. This reaction can be exemplified by toluene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dichloromethane, chloroform, benzene, etc., which may be reacted using a solvent.
  • the copolymerizability of the resist polymer, the resist polymer, and the resist composition were evaluated as follows.
  • the evaluation of the copolymerizability of the resist polymer was carried out by determining the amount of unreacted monomer present in the polymerization solution with respect to the amount of monomer charged for each polymerization time. The consumption ratio for each mass was compared.
  • the amount of monomer remaining in the polymerization solution was determined by the following method. First, at each polymerization time, 0.5 g of the polymerization solution collected from the polymerization reactor was diluted with acetonitrile, and the total volume was adjusted to 50 mL using a mesflask. This diluted solution was filtered through a 0.2 m membrane filter, and the amount of each unreacted monomer was determined using a high performance liquid chromatograph HPLC-8020 (product name) manufactured by Tosoh Corporation.
  • HPLC-8020 product name
  • Inertsil 003-2 (trade name), manufactured by GL Sciences, was used, the mobile phase was water Z-acetonitrile gradient system, the flow rate was 0.8 mLZmin, and the detector was manufactured by Tosoh UV. Visible absorption photometer UV-8020 (trade name), detection wavelength 220 nm, measurement temperature 40 ° C, injection volume 4 ⁇ L. Inertsil ODS 2 (trade name), which is a separation column, had a silica gel particle size of 5 ⁇ m, a column inner diameter of 4.6 mm, and a column length of 450 mm.
  • the gradient conditions of the mobile phase are as follows: liquid A is water and liquid B is acetonitrile. It was as follows. To quantify the amount of unreacted monomer, three types of monomer solutions with different concentrations were used as standard solutions.
  • a solution ZB solution 90 vol% Z10 vol% ⁇ 50 vol% Z50 volume 0/0 measuring time 24-36 5 minutes:.
  • a solution ZB solution 50 vol% Z50 vol% ⁇ 0 volume % Z 100 body product 0/0
  • each constituent unit of the resist polymer can be determined by iH-NMR measurement, it can be determined by 1 H-NMR measurement, and when it cannot be determined by 1H-NMR measurement due to proton peak overlap, etc. was determined by 13 C-NMR measurement.
  • NMR measurement was performed using JNM-GX270 type FT-NMR (trade name) manufactured by JEOL Ltd., and a solution of about 5% by mass of a resist polymer sample (deuterated black mouth form solution). Or, a deuterated dimethyl sulfoxide solution) was put in a test tube with a diameter of 5 mm ⁇ , and the observation frequency was 270 MHz and single pulse mode was performed 64 times.
  • the measurement temperature was 40 ° C when deuterated chloroform was used as a solvent, and 60 ° C when deuterated dimethyl sulfoxide was used as a solvent.
  • the prepared polymer composition solution was spin-coated on a quartz wafer, and pre-beta was performed at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate to produce a resist film having a thickness of 1 ⁇ m.
  • a polymer thin film produced on a quartz wafer is placed on the sample side, and an untreated quartz wafer is placed on the reference side.
  • UV-3100 trade name made by Shimadzu Corporation
  • the prepared resist composition solution was spin-coated on a silicon wafer, and pre-beta was performed at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate to produce a resist film having a thickness of 0.3 m.
  • the exposure was changed by changing 18 points between 1 and 50 mjZcm 2 and then using a hot plate at 110 ° C, 60 A beta was performed after a second exposure.
  • the exposure amount (Eth) (mjZcm 2 ) at the beginning of missing was defined as the sensitivity.
  • the structure of the polymerizable monomer was evaluated by 1 H-NMR measurement and IR measurement. Structure evaluation by Ku 1 H- NMR measurement>
  • JNM-GX270 FT-NMR (trade name) manufactured by JEOL Ltd., put a deuterated dimethyl sulfoxide solution of about 5% by mass of polymerizable monomer into a test tube with a diameter of 5 mm and observe the frequency. In 270MHz, single pulse mode, 16 times of integration was performed. The measurement temperature was 24 ° C.
  • Sample preparation 1.00 g of the reaction solution was precisely weighed in a 25 mL eggplant flask and diluted to 25 mL with acetonitrile.
  • Moving layer water Z-acetonitrile (30Z70, volume ratio), Detection: RI,
  • dMA 2-methacryloyloxy 2-methyladamantane
  • GBLMA25 50 parts, MAdMA24. 57 parts,
  • HNMMA Monomer represented by the following formula (54) (hereinafter referred to as HNMMA) 10. 89 parts
  • the monomer solution was dropped into the flask at a constant rate for 4 hours from a dropping device containing a monomer solution in which 91.4 parts of ethyl lactate and 070 parts of DAIB were mixed. Thereafter, a temperature of 80 ° C. was maintained for 3 hours.
  • the obtained reaction solution was dropped into 1.4 L of methanol while stirring to obtain a pale yellow precipitate (resist polymer Y-2).
  • the resulting precipitate was filtered off and again poured into 1.4 L of methanol with respect to the reaction solution, and the precipitate was washed while stirring.
  • the washed precipitate was filtered off and dried under reduced pressure at 60 ° C. for about 40 hours.
  • Table 5 shows the results of measurement of physical properties of the resulting resist polymer Y-2.
  • the resist polymer of the present invention (Examples 1 and 2) was excellent in copolymerizability and light transmittance at the exposure wavelength.
  • the resist compositions (Examples 1 and 2) using the resist polymer of the present invention had sufficient sensitivity.
  • the resist polymer of Comparative Example 1 containing no structural unit (A) was inferior in light transmittance at the exposure wavelength.
  • the particle size of the developer in which the resist composition was dissolved was evaluated. Obtain the particle size distribution of the developer (particle size distribution of the developer before diluting with water) and the solution obtained by diluting the developer with the resist composition dissolved in water (particle size distribution of the developer after diluting with water). It was.
  • the equipment used was Otsuka Electronics' dense particle size analyzer, FPAR-1000 (high sensitivity type) (trade name). The measurement temperature was 25 ° C and the measurement time was 120 seconds.
  • the particle size distribution of the developer after diluting with water shows a peak on the large particle size side, or on the large particle size side. If the ratio of the peak area is relatively large, the exposed resist polymer developer In this case, it has been found that there are many development defects such as diffetats.
  • the resist composition solution prepared in Example 2 was spin-coated on a 6-inch silicon wafer, and pre-beta was performed at 120 ° C for 60 seconds using a hot plate. A 0.3 m resist film was produced.
  • the distance between the irradiated surface and the wafer was set to 5 cm, and after exposure for 20 seconds, using a hot plate at 110 ° C, 60 A beta was performed after a second exposure.
  • the silicon wafer on which the resist film was formed was immersed for 60 seconds in a glass petri dish containing 100 parts of a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide maintained at 23 ° C. Crushed and developed.
  • resist film formation, heat treatment, exposure, and image formation were repeated under the same conditions as described above to develop a silicon wafer on which 15 resist films were formed, and polymer Y-2 A developer G-1 having dissolved therein was prepared.
  • Fig. 1 shows the results of measurement of the particle size distribution of Developer G-1 prepared by the above operation and a 10 mass% aqueous solution of Developer G-1.
  • the developer obtained by exposing the resist composition using the resist polymer Y-2 is almost the same in the particle size distribution before dilution with water and the particle size distribution after dilution with water. Distribution. Therefore, it is expected that the exposed resist polymer has good solubility in a developing solution, and there are few development defects such as differential.
  • a developer F-1 was prepared in the same manner as in Example 3 except that the resist polymer was changed to that produced in Comparative Example 1 (Polymer B-2).
  • Figure 2 shows the results of particle size distribution measurements of Developer F-1 and a 10% by weight aqueous solution of Developer F-1.
  • the molar extinction constant of the formula (61) indicates the atom constituting the formula (61) and the bond type between the atoms (the type of bond such as a single bond, a double bond, and a triple bond).
  • Modeling is input as dimensional information, and from the two-dimensional information, the PM3 method is used to optimize the structure in which atoms and bond species are arranged three-dimensionally so that the potential energy between atoms is minimized.
  • the ZINDO-CI PM3 method the molar extinction constant in the UV-visible region between each atom whose structure has been optimized is calculated, and the molar extinction constant at an arbitrary wavelength is obtained by summing up all the wavelength regions. Can do. The smaller the molar extinction constant, the better the light transmittance at that wavelength.
  • the specific operation method for obtaining the molar extinction constant by the ZINDO-CI PM3 method is the “Experiment” pull-down menu after the structure optimization by PM3. Select “New” from the menu and select “Proparty of:” in the newly appearing screen [or “cnemicai samplej,“ Proparty: ”items i3 ⁇ 4“ UV—visible transkionsj, “Using:” items are “ After selecting each of “ZINDO—CI at PM3 geometry”, select “Start”. After the calculation is completed, select “Analize” pull-down menu. In the absorption spectrum, the molar absorption constant at 193 nm can be determined.
  • the molar absorption constant at 193 nm of the compound of the formula (61) was 600 (lZ mol′cm).
  • the molar absorption constant (1Z mol 'cm) at 193 nm of a compound of the following formula (62) (a model structure of a structural unit obtained by polymerization using a monomer of the formula (8-1)) is shown in Example 3.
  • the calculation result using the CAChe (product name) manufactured by Fujitsu was 800 (lZ mol-cm).
  • the polymer possessed is also expected to have good light transmittance at 193 nm, and is expected to have good sensitivity or resolution when used as a resist composition.
  • resist polymer Y-2 (Example 2) having a structural unit corresponding to the model compound represented by formula (62) and a resist polymer having a structural unit corresponding to the model compound represented by formula (62). Comparing the coalescence, resist polymer Y-2 is expected to have better sensitivity or resolution when used as a resist composition.
  • HMBAN 6- (1-butoxetoxy) -2-hydroxysinaphthalene
  • Ethyl acetate 330 ml and water 330 ml were added, and the ethyl acetate layer was separated with a separatory funnel.
  • the ethyl acetate layer was further washed with 330 ml of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and further washed twice with 330 ml of water.
  • Sodium sulfate is added to the ethyl acetate layer, dried, filtered, and evaporated using an evaporator at 35 ° C and 2660 Pa to distill off the ethyl acetate, 6- (1-butoxyethoxy) naphthalene-2-ylmethyl methacrylate.
  • a crude product (206. lg) of an ester hereinafter referred to as BANMA was obtained.
  • HNMMA methacrylic acid 6-hydroxynaphthalene 2-ylmethyl ester
  • Fig. 3 shows the N MR chart of the purified HNMMA obtained, and
  • Fig. 4 shows the IR chart.
  • the mixture was aged with stirring for 3.6 hours under the condition that the reaction temperature was 0 ° C to 25 ° C.
  • 465 ml of water was added dropwise under conditions such that the reaction temperature was 0 ° C to 30 ° C, and after stirring for 20 minutes, THF as a solvent was distilled off with an evaporator to obtain a white slurry. After centrifugal separation of this slurry, the obtained white powder was dried at 30 ° C and 1330-13300Pa for 5 hours to obtain a crude product of 6t butyroxycarboxoxy-2-naphthaldehyde (hereinafter referred to as BOCNAL!). (333. 44 g) was obtained.
  • Raw material conversion rate at this time was 99% and the reaction selectivity was 99%.
  • 180 ml of toluene and 180 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution were added, and the toluene layer was separated using a separatory funnel.
  • the toluene layer was further washed with 180 ml of a saturated saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and further washed twice with 180 ml of water.
  • Toluene layer was polymerized with 0.012 g of polymerization inhibitor p-methoxyphenol, and toluene was distilled off with an evaporator at 50 ° C and 2660 Pa, and methacrylic acid 6-tert-butyloxycarboxoxynaphthalene-2-ylmethyl ester ( Hereafter, BOCNMA and!, U) (53.67 g) of the formula (53) was obtained.
  • the crude product was recrystallized by dissolving in heptane at 50 ° C and cooling to 25 ° C. After filtering this under reduced pressure, it was dried at 40 ° C. and 1330 to 13300 Pa for 5 hours to obtain 106.6 g of purified BOCNMA.
  • the NMR chart of the purified BOCNMA obtained is shown in FIG. 5, and the IR chart is shown in FIG.
  • Example 5 the reaction temperature after completion of the dropwise addition of methacrylic anhydride was changed to 10 to 60 ° C., and the methacrylation reaction of purified HMBOCN was performed to obtain the reaction conversion rate and reaction selectivity at each temperature. It was. The results are shown in Table 8.

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Abstract

【課題】 高感度、高解像度であり、光線透過率が高く、現像時のディフェクトが少なく、レジスト膜の薄膜化に耐え得るドライエッチング耐性を有し、液浸用レジスト組成物に用いた場合に、浸漬液よりも高い屈折率となり、他の単量体との共重合性に優れたレジスト用重合体を提供する。 【解決手段】 下記式(1-1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位(A)を含有するレジスト用重合体。   化1 (R10は水素原子またはメチル基、Gは-C(=O)-O-、-O-、または-O-C(=O)-のいずれかを表す。L1およびL2は、それぞれ独立して、単結合、または炭素数1~20の直鎖、分岐、もしくは環状の2価の炭化水素基を表し、Yは-C(=O)-OH、-OH、-C(=O)-OR13、または-OR13を表す。)

Description

明 細 書
レジスト用重合体、レジスト組成物、パターンが形成された基板の製造方 法、重合性モノマー、および重合性モノマーの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、レジスト用重合体、それを含むレジスト組成物およびパターンが形成さ れた基板の製造方法に関し、特に、エキシマレーザーおよび電子線リソグラフィーを 使用する微細加工に好適なレジスト組成物に関する。また本発明は、(メタ)アクリル 重合体に有用な重合性モノマーおよびその製造方法に関する。 背景技術
[0002] 近年、半導体素子や液晶素子の製造における微細加工の分野においては、リソグ ラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んで 、る。その微細化の手法としては、 一般に、照射光の短波長化が図られており、具体的には、従来の g線 (波長: 438nm )、 i線(波長: 365nm)に代表される紫外線から、より短波長の DUV (Deep Ultra Vio let)へと照射光が変化してきて 、る。
現在では、 KrFエキシマレーザー(波長: 248nm)リソグラフィー技術が巿場に導入 され、さらなる短波長化を図った ArFエキシマレーザー(波長: 193nm)リソグラフィー 技術および EUVエキシマレーザー(波長: 13nm)リソグラフィー技術が研究されて!ヽ る。さらに、最近はこれらの液浸リソグラフィー技術も研究されている。また、これらとは 異なるタイプのリソグラフィー技術として、電子線リソグラフィー技術についても精力的 に研究されている。
[0003] このような短波長の照射光あるいは電子線を用いた高解像度のレジストとして、光 酸発生剤を含有する「化学増幅型レジスト」が提唱され、現在、この化学増幅型レジ ストの改良および開発が進められている。
例えば、 ArFエキシマレーザーリソグラフィ一において使用される化学増幅型レジ スト榭脂として、波長 193nmの光に対して透明なアクリル系榭脂が注目されている。 このようなアクリル系榭脂としては、例えば、エステル部にァダマンタン骨格を有する( メタ)アクリル酸エステルとエステル部にラタトン骨格を有する (メタ)アクリル酸エステ ルの重合体が特許文献 1、特許文献 2等に開示されている。
[0004] し力しながら、これらのアクリル系榭脂は、レジスト組成物として使用した場合、レジ ストパターンを製造するためのアルカリ現像液による現像処理の際に、ディフエタトと 呼ばれる現像欠陥が生じることがある。そして、このディフエタトにより、レジストパター ンに抜けが発生することにより、回路の断線や欠陥などを生じ、半導体製造工程での 歩留まりの低下を招く恐れがある。
また、レジストパターンの側壁荒れ (ラインエッジラフネスとも言う)も大きいことがあり 、ディフエタトと同様に、回路の断線や欠陥などを生じ、半導体製造工程での歩留ま りの低下を招く恐れがある。
さらに、レジスト膜厚の薄膜ィ匕により、ドライエッチング耐性が不足することも懸念さ れる。
[0005] そして、これらのアクリル系榭脂を液浸用レジスト組成物として使用した場合、レジス ト組成物の屈折率が浸漬液のそれよりも低くなる恐れがあり、エキシマレーザー光が レジスト組成物で全反射するので、レジストパターン自体が形成できな 、可能性があ る。また、浸漬液が純水の時には、純水とレジスト組成物が接触することで、ドライ環 境でのリソグラフィ一と比較して、よりディフエタトが発生しやすくなる恐れもある。 一方で、特許文献 3、特許文献 4などに複素芳香族環を有する重合体が開示され ている。
し力しながら、これらの榭脂はドライエッチング耐性には優れるものの、特に ArFェ キシマレーザー(波長: 193nm)リソグラフィ一の場合、露光波長における重合体の 光線透過率が十分でな 、場合や、他の単量体との共重合性が十分でな!、場合が多 ぐ感度や解像度へ悪影響を及ぼす可能性がある。
特許文献 1 :特開平 10— 319595号公報
特許文献 2:特開平 10— 274852号公報
特許文献 3:特開 2005 - 114968号公報
特許文献 4:特開 2004— 163877号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0006] 本発明は、 DUVエキシマレーザーリソグラフィ一等においてレジスト糸且成物に用い た場合に、高感度、高解像度であり、光線透過率が高ぐ現像時のディフエタトが少 なぐレジスト膜の薄膜ィ匕に耐え得るドライエッチング耐性を有し、加えて液浸用レジ スト組成物に用いた場合に、浸漬液よりも高い屈折率となり、他の単量体との共重合 性に優れたレジスト用モノマーおよびその製造方法、レジスト用重合体、レジスト用重 合体を含むレジスト組成物、並びに、このレジスト組成物を用いたパターンが形成さ れた基板の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、下記式(1— 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)を含有 するレジスト用重合体に関するものであり、このレジスト用重合体を含むレジスト組成 物に関するものであり、このレジスト組成物を用いたパターンが形成された基板の製 造方法に関するものである。
[化 1]
Figure imgf000005_0001
[0008] (式(1— 1)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O c(=o) のいずれかを表す。
Figure imgf000005_0002
L2は、それぞれ独立して、単結合、 または炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2 価の炭化水素基は置換基および Zまたはへテロ原子を有していてもよい。 RU、 R12は それぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ 基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ 基を表すか、あるいは、 R11と R12とが一緒になつて O 、 一 S 、 一 NH または鎖 長 1〜6のメチレン鎖を表す。 Yは一 C(=0)— OH、 -OH,— C(=0)— OR 、また は、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を 表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 X1は、炭素数 1〜6の直鎖も しくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素 数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基 、またはアミノ基を表す。前記 X1の炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置 換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアル コキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ基およ びアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有して 、てもよ 、。 hi 1は 0〜 4の整数を表す。なお、 hi 1が 2以上の場合には X1として複数の異なる基を有するこ とも含む。 h2は 1〜4の整数を表す。また、 h2が 2以上の場合には— [(L2) Y]とし g4 て複数の異なる基を有することも含む。 hl l +h2≤7である。 hl、 gl、 g3、 g4はそれ ぞれ独立して 0または 1であり、 g2は 0〜20の整数である。 )
また、本発明は、下記式(1— 6)で表されるナフタレン骨格を有する重合性モノマー に関するものである。
[化 2]
Figure imgf000006_0001
(式(1— 6)中、 R10、 Ru、 R12、 G、 ΐ L2、 Y、 gl、 g2、 g3、 g4、 hl、 h2、および h 11は、式(1 1)と同義である。 )
また、本発明は、下記式(1— 11)と下記式(1— 12)とを 0〜50°Cの温度で反応さ せて、下記式(1 9)で表される重合性モノマーの製造方法に関するものである。 [化 3]
Figure imgf000007_0001
(式(1— 11)中、 Yは、— C(=0)— OH、 -OH,— C(=0)— OR 、または、—OR を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭 化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 L1"は、は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素 基を表す。 )
[化 4]
Figure imgf000007_0002
(式(1— 12)中、 R1Qは、水素原子またはメチル基を表し、 Zは、ハロゲン原子、水酸 基、または— O— C ( = 0) C (CH )R1Qを表す。 )
2
Figure imgf000008_0001
(式(1— 9)中、 R1Uは水素原子またはメチル基を表す。 Yは、— C(=0)— OH、— O H、— C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、ま たは環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。ま た、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素基を表す。 )
発明の効果
[0010] 本発明の重合性モノマーは、(メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸エステル等の 重合性モノマーと共重合させた場合に共重合性が良好であり、組成の均一な重合体 を得ることができる。
また、本発明のレジスト用重合体を含有するレジスト組成物は、高感度、高解像度 であり、エキシマレーザー光に対する光線透過率が高ぐ現像時のディフ タトが少 なぐレジスト膜の薄膜ィ匕に耐え得るドライエッチング耐性が高い。
[0011] カロえて、本発明のレジスト用重合体を液浸用レジスト組成物として使用した場合は、 浸漬液よりも高い屈折率となるため、エキシマレーザー光が全反射せずに、高い解 像度でレジストパターンを形成することができる。そのため、本発明のレジスト用重合 体およびレジスト組成物は、 DUVエキシマレーザーリソグラフィー、これらの液浸リソ グラフィーおよび電子線リソグラフィー、特に ArFエキシマレーザーリソグラフィーおよ びこの液浸リソグラフィ一に好適に用いることができる。
さらに、本発明の製造方法により高精度の微細なパターンが形成された基板を製 造することができる。
図面の簡単な説明 [0012] [図 1]現像液 G— 1の粒径分布(実施例 3)
[図 2]現像液 F— 1の粒径分布 (比較例 2)
[図 3]メタクリル酸 6 ヒドロキシナフタレン 2—ィルメチル エステルの NMRチヤ一 ト (実施例 4)
[図 4]メタクリル酸 6—ヒドロキシナフタレン 2—ィルメチル エステルの IRチャート( 実施例 4)
[図 5]メタクリル酸 6 tーブチロキシカルボ-ルォキシキシナフタレン 2—ィルメチ ル エステルの NMRチャート(実施例 5)
[図 6]メタクリル酸 6—t—ブチロキシカルボ-ルォキシキシナフタレン 2—ィルメチ ル エステルの IRチャート(実施例 5)
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明のレジスト用重合体について説明する。
本発明のレジスト用重合体は、下記式 1)で表されるナフタレン骨格を有する 構成単位 (A)を含有する。
[化 6]
Figure imgf000009_0001
式(1— 1)中の hiは、 0または 1である。解像性の点からは、 hiは 0力 子ましく、ディ フエタトやレジスト感度の点からは、 hiは 1が好まし!/、。
式(1— 1)中の h2は、 1〜4の整数を表す。解像性の点からは、 h2は 1が好ましぐ ディフエタトやレジスト感度の点からは、 h2は 2〜4力好まし!/、。
式(1— 1)中の glは 0または 1であり、 g2は 0〜20の整数である。 また、 hi = 1の場合、解像性の点から、 g2は 1〜4が好ましい。
式(1— 1)中の g3は、 0または 1である。
式(1 1)中の R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。
式(1 1)中の Gは、 Gは C(=0)— O O—、または O C(=0)—のいず れかを表す。中でも、重合性の点から、 c(=o) O 、または— O c(=o) が 好ましい。
[0015] 式(1— 1)中の L1は、単結合、または炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2 価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基は置換基および Zまたはへテロ原子 を有していてもよい。
ヘテロ原子としては、特に制限されないが、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原 子、リン原子等が挙げられる。
炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の 2価の炭化水素基としては、特に制限さ れないが、例えば下記式(2— 1)〜(2— 33)が例示できる。なお、本発明はこれらの 例示に限定されない。
[0016] [化 7]
置 §s
Figure imgf000011_0001
H
\cl
Figure imgf000012_0001
2-18 (2-19)
Figure imgf000012_0002
(2-21) (2-22)
Figure imgf000012_0003
(2-26) -27)
Figure imgf000012_0004
(2-28) (2-29) (2-30)
Figure imgf000012_0005
(2- 31 ) (2-32) (2-33) 式(1— 1)中の L1は、有機溶剤への溶解性の点から、炭素数 1〜4の直鎖もしくは 分岐の 2価の炭化水素基、 (CH CH O) 一、または (CH CH(CH )0) 一が
2 2 g21 2 3 g22 好ましい。ここで、 g21、 g22はそれぞれ 1〜5の整数を表し、解像性の点から、 g21、 g22は 1または 2が好ましい。 また、式(1— 1)中の L1は、ドライエッチング耐性の点から、下記式(1— 111)〜(1 - 114)力も選ばれる少なくとも 1種が好ま 、。
[0019] [化 9]
Figure imgf000013_0001
(1-111) (1-112) (1-113) (1-114)
[0020] 式(1— 111)中、 Rmは、水素原子または炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 Tは、 L1中で環式炭化水素基を構成する原子団である。
式(1— 112)中、 Rm、 R113はそれぞれ独立に水素原子または炭素数 1〜3のアル キル基を表し、 Tは、 L1中で環式炭化水素基を構成する原子団である。
[0021] 式(1— 113)中、 R114は、水素原子または炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 Tは、 L1中で環式炭化水素基を構成する原子団である。
式(1— 114)中、 RU5、 R116は、それぞれ独立に水素原子または炭素数 1〜3のアル キル基を表し、 Tは、 L1中で環式炭化水素基を構成する原子団である。
なお、式(1 111)〜(1 114)中、左上の結合手は Gへ、右下の結合手は酸素 原子またはナフタレン環へそれぞれ結合する。
[0022] さらに、 Gが一 C(=0)— O の場合、レジスト感度の点から、式(1— 1)中の L1は、
-C(CH )―、 -C(CH ) -CH―、— C(CH )(CH CH )―、前記式(1— 111)、お
3 2 3 2 2 3 2 3
よび前記式(1― 112)の中力も選ばれる少なくとも 1種がより好ま 、。
また、 hi = 1の場合、レジスト感度の点から、式(1— 1)中の L1は、 C(CH )―、
3 2
-CH -C(CH ) 一、 C(CH )(CH CH )—、前記式(1 113)、および前記式(1
2 3 2 3 2 3
― 114)の中力 選ばれる少なくとも 1種がより好ましい。
[0023] 式(1— 1)の Ru、 R12はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分 岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエス テルイ匕されたカルボキシ基を表す力、あるいは、 R11と R12とが一緒になつて一 O 、 一 S 、 一 NH—または鎖長 1〜6のメチレン鎖を表す。 hi = 1の場合、エキシマレーザー光に対する透明性や解像性の点から、式(1— 1) 中の Ru R12は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数 1 4の直鎖もしくは分岐 アルキル基が好ましい。
[0024] 式(1— 1)中の Yは、一 C(=0)— OH、 一 OH、 一 C(=0)— OR13、または、一OR13 を表し、 R13は炭素数 1 20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭 化水素基はへテロ原子を有して 、てもよ 、。
193nm透過率の点から、 Yは— OH —OR13が好ましぐ—OHが特に好ましい。 R13は炭素数 1 20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素 基はへテロ原子を有して 、てもよ!/、。
R13としては、特に制限されないが、例えば、下記の式(3— 1)〜(3— 27)が例示で きる。なお、本発明はこれらの例示に限定されない。
[0025] [化 10]
Figure imgf000014_0001
(3- 1 ) (3-2) (3-3)
Figure imgf000014_0002
(3 -4) (3-5) (3-6)
Figure imgf000014_0003
(3-7) (3-8) (3-9)
Figure imgf000014_0004
[0026] [化 11]
Figure imgf000015_0001
(3— 13) 14) (3 15) (3-16)
Figure imgf000015_0002
(3-17) (3-18) (3-19) (3-20)
Figure imgf000015_0003
(3-25) (3-26) (3-27) また、式(1— 1)中の Yは、ディフエタト、ラインエッジラフネス、およびレジスト感度の 点力 は、 C(=0)— ΟΗまたは一 ΟΗが好ましぐレジスト組成物の保存安定性の 点からは、下記式( 1 21) ( 1 24)で表される酸脱離性基が好ま
本発明において、「酸脱離性基」とは、酸の作用により分解または脱離する基をいう [化 12]
Figure imgf000016_0001
(1 -21) (1 -22) (1 -23) (1 -24)
[0029] (式(1— 21)中、 R 、 W、 R1 3は、(i)それぞれ独立に、炭素数 4〜20の 1価の脂 環式炭化水素基もしくはその誘導体、または炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアル キル基を表し、かつ 21、 Rm、 R123のうち少なくとも 1つが該脂環式炭化水素基もしく はその誘導体である力、あるいは(ii)Rm、 Rm、 Rmのうち何れ力 2つが互いに結合し て、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水 素基もしくはその誘導体を形成し、 Rm、 R122、 R123のうち結合に関与しなかった残りの 1つは炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基または炭素数 4〜20の 1価の脂 環式炭化水素基もしくはその誘導体を表す。
[0030] 式(1— 22)中、 R133は、(i)炭素数 4〜20の 1価の脂環式炭化水素基もしくはその 誘導体または炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、 Rm、 R132は、そ れぞれ独立に水素原子あるいは炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表 す力 あるいは (ii)Rmと R または R132と R の 2つが互いに結合して、それぞれが結 合して 、る炭素原子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水素基もしくはその 誘導体を形成し、 Rm、 R132のうち結合に関与しな力つた残りの 1つは水素原子を表 す。
[0031] 式(1— 23)中、 R141、 R142、 R143は、(i)それぞれ独立に炭素数 4〜20の 1価の脂環 式炭化水素基もしくはその誘導体、または炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキ ル基を表し、かつ "、 R142、 R143のうち少なくとも 1つが該脂環式炭化水素基もしくは その誘導体であるか、あるいは (ii)R141、 R142、 R143のうち何れか 2つが互いに結合して 、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水素 基もしくはその誘導体を形成し、 R141、 RW2、 R143のうち結合に関与しなかった残りの 1 つは炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基または炭素数 4〜20の 1価の脂 環式炭化水素基もしくはその誘導体を表す。
[0032] 式(1— 24)中、 R153は、(i)炭素数 4〜20の 1価の脂環式炭化水素基もしくはその 誘導体または炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、 R151、 R152はそれ ぞれ独立に水素原子あるいは炭素数 1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す 力 あるいは (ii)R151と R153または R152と R153の 2つが互いに結合して、それぞれが結合 して 、る炭素原子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘 導体を形成し、 R151、 R152のうち結合に関与しな力つた残りの 1つは水素原子を表す。 )
[0033] 式(1 1)中の g4は、 Yが前記式(1 21)〜(1 23)の!、ずれか 1種の場合、ェ キシマレーザー光に対する透明性やレジスト感度の点から 1が好ましぐ Yが前記式( 1— 24)の場合、エキシマレーザー光に対する透明性やレジスト感度の点力 0が好 ましい。
式(1 1)中の L2は、単結合、または炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2 価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基は置換基および Zまたはへテロ原子 を有していてもよい。
式(1— 1)中の L2は、 g4= lの場合、有機溶剤への溶解性の点から、炭素数 1〜4 の直鎖または分岐の 2価の炭化水素基、 (OCH CH ) 一、または (OCH CH(
2 2 g31 2
CH》 —が好ましい。ここで、 g31、 g32はそれぞれ 1〜5の整数を表し、解像性の
3 g32
点から、 g31、 g32は 1または 2が好ましい。
[0034] X1は、レジスト組成物のディフエタト低減、パターン矩形性の改善の点から、ヒドロキ シ基、置換基としてヒドロキシ基あるいはシァノ基を有する炭素数 1〜6の直鎖もしくは 分岐アルキル基が好まし!/ヽ。
hl lは、解像度の点から、 0が好ましい。
[0035] 式(1— 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)は、 1種でも 2種以上で も構わない。
式(1— 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)は、 193nmエキシマレ 一ザ一光に対する透明性の点から、下記式 (7— 1)であることが好ましい。
[化 13]
Figure imgf000018_0001
[0036] 式(7—1)中、 R10、 Ru、 R12、 G、 L1, L2
Figure imgf000018_0002
Y、 hl、 h2、 hl l、 gl、 g2、 g3、 g4は 、それぞれ式(1— 1)と同義である。
式(7—1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)は、 1種、あるいは、必 要に応じて 2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0037] 式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)の含有量は、特に制限 されないが、ドライエッチング耐性や屈折率の点から、レジスト用重合体の構成単位 中、 3モル%以上が好ましぐ 5モル%以上がより好ましい。また、感度および解像度 の点から、 50モル%以下が好ましぐ 40モル%以下がより好ましぐ 30モル%以下が さらに好ましい。
[0038] 式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)を含有する重合体は、 ナフタレン骨格を有する構成単位 (A)を与える、下記式(1— 6)で表される単量体 (a )を含む単量体を重合することによって製造することができる。
[0039] [化 14]
Figure imgf000019_0001
(式(1— 6)中、 R 、 R 、 R 、 G、 L、 L、 X、 Y、 gl、 g2、 g3、 g4、 hl、 h2、および h
11は、式(1— 1)と同義である。 )
[0040] 式(1— 6)で表される単量体 (a)は、特に制限されないが、例えば、下記式 (8— 1)
〜(8— 78)で表される単量体が挙げられる。式(8— 1)〜(8— 78)中、 Rは水素原子 またはメチル基を表す。
[0041] [化 15]
Figure imgf000020_0001
Ĩ8-10)
Figure imgf000021_0001
(8-16)
[化 17]
[8ΐ^ ] β濯]
Figure imgf000022_0001
SZllZC/900Zdf/X3d 03 £6£6滅00 OAV (οε-8)
Figure imgf000023_0001
Slllie/900ldT/13d
Figure imgf000024_0001
(8-37)
[化 20]
Figure imgf000025_0001
£/900ZdT/IDd
霞 OOZ: OAV
(ZS-8)
Figure imgf000026_0001
SZllZC/900Zdf/X3d z £6£6滅00 OAV
Figure imgf000027_0001
(8-59)
Figure imgf000027_0002
(8-66) (8-67)
[化 23]
Figure imgf000028_0001
(8-75)
[化 24]
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0002
(8-78)
[0044] 中でも、ディフエタトやラインエッジラフネスの点から、上記式(8— 1)〜(8— 30)、 上記式(8— 38)〜(8— 52)、上記式(8— 60)〜(8— 70)で表される単量体、ならび にこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましぐこれらの中でも、レジスト感 度の点から、上記式(8— 11)〜(8— 12)、上記式(8— 15)〜(8— 20)、上記式(8 23)〜(8— 28)、上記式(8— 46)〜(8— 47)、上記式(8— 49)〜(8— 52)、上 記式 (8— 69)で表される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体が さらに好ましい。
また、レジスト組成物の保存安定性の点から、上記式(8— 31)〜(8— 37)、上記式 (8— 53)〜(8— 59)、上記式(8— 71)〜(8— 78)で表される単量体、ならびにこれ らの幾何異性体および光学異性体がより好ましい。
[0045] 式(1— 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位の中でも、 193nmエキシマ レーザー光に対する透明性、ディフエタト、あるいはラインエッジラフネスの点から、下 記式( 1 2)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位が好ましく、下記式( 1 3) で表されるナフタレン骨格を有する構成単位がより好ましぐ下記式(1 4)で表され るナフタレン骨格を有する構成単位がさらに好ましく、下記式(1 5)で表されるナフ タレン骨格を有する構成単位が特に好まし 、。
[0046] [化 25]
Figure imgf000030_0001
式(1 3)中、 L1'は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基 を表し、この 2価の炭化水素基はへテロ原子を有して 、てもよ 、。
式(1 4)および(1 5)中、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素基を表す。 [0048] 式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位を含有する重合体は、ナフ タレン骨格を有する構成単位を与える、式(1 6)で表される単量体を重合すること によって製造することができる。したがって、上記式(1— 1)〜(1— 5)に対応する形 で、式(1 6)で表される単量体の中でも、 193nmエキシマレーザー光に対する透 明性、ディフエタト、あるいはラインエッジラフネスの点から、下記式(1— 7)で表される 単量体が好ましぐ下記式(1 8)で表される単量体がより好ましぐ下記式(1 9) で表される重合性モノマーがさらに好ましぐ下記式(1 10)で表される重合性モノ マーが特に好ましい。
[0049] [化 26]
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0002
[0050] 式(1 7)〜(1 10)中、1^1()、 G、lA Y、 g3、および h2は、式(1— 1)と同義であ る。
式(1— 8)中、 L1'は式(1— 3)と同義である。
式( 1 9)および( 1 10)中、 L1"は式( 1 4)と同義である。
[0051] 式(1 7)あるいは(1 8)で表される単量体としては、例えば、式(8— 7)、式(8— 9)、式(8— 11)、式(8— 13)、式(8— 15)、式(8— 19)、式(8— 38)、式(8— 41)、 式(8— 44)、式(8— 46)、式(8— 48)、式(8— 50)〜(8— 55)、式(8— 63)、式(8 64)、式(8— 66)、式(8— 70)〜(8— 73)、式(8— 76)、式(8— 78)等が挙げら れる。
[0052] 式(1 9)で表される単量体としては、例えば、式(8— 5)、式(8— 23)、式(8— 25 )、式(8— 27)、式(8— 29)、式(8— 31)〜(8— 33)、式(8— 77)等が挙げられる。 式 (4)で表される単量体としては、例えば、式 (8— 4)、式 (8— 17)、式 (8— 21)等 が挙げられる。
[0053] 本発明のレジスト用重合体は、式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成 単位 (A)を含有することにより、レジスト組成物の屈折率を高くすることができ、特に 浸漬液が純水の場合はレジスト組成物のディフエタトを低減するという作用を奏する。
[0054] 構成単位 (A)を含むレジスト用重合体は、構成単位 (A)が酸脱離性基を有して!/ヽ る場合 (Yが酸脱離性基である場合)は、酸脱離性基が脱離することによってアルカリ に可溶となり、レジストパターン形成を可能とする。また、構成単位 (A)が酸脱離性基 を有していない場合 (Yが— C(=0)— OHまたは— OHである場合)には、構成単位 (A)自体が酸性であるため、構成単位 (A)を含むレジスト用重合体は、アルカリに可 溶となり、レジストパターン形成を可能とする。
[0055] なお、構成単位 (A)が酸脱離性基を有して 、る場合には、構成単位 (A)は、後述 する構成単位 (C)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単 位は構成単位 (A)であるとみなす。
また、構成単位 (A)が親水性基を有している場合、レジストパターン矩形性が良好 となる傾向にある。なお、この場合、構成単位 (A)は、後述する構成単位 (D)にも該 当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位 (A)である とみなす。
[0056] 本発明のレジスト用重合体は、式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成 単位 (A)を含有するものである力 必要に応じて、ラタトン骨格を有する構成単位 (B )、酸脱離性基を有する構成単位 (C)、親水性基を有する構成単位 (D)等の他の構 成単位を含有してもよい。
[0057] ラタトン骨格を有する構成単位 (B)につ 、て説明する。
ラタトン骨格を有する構成単位 (B)は、レジスト組成物の基板への密着性を発現さ せる作用を奏することから、レジスト用重合体の構成成分として用いることが好ましい 構成単位 (B)の含有量は、特に制限されないが、基板への密着性の点から、レジス ト用重合体の構成単位中、 30モル%以上が好ましぐ 35モル%以上がより好ましい 。また、レジストの感度および解像度の点から、 60モル0 /0以下が好ましぐ 55モル0 /0 以下がより好ましぐ 50モル%以下がさらに好ましい。
[0058] また、構成単位 (B)が酸の作用により分解または脱離する基を有する場合、より優 れた感度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位 (B)は、後述する構成単位 (C)にも該当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位( B)であるとみなす。
また、構成単位 (B)が親水性基を有している場合、レジストパターン矩形性が良好 となる傾向にある。なお、この場合、構成単位 (B)は、後述する構成単位 (D)にも該 当することになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位 (B)であると みなす。
[0059] ラタトン骨格を有する構成単位 (B)としては、特に制限されないが、感度あるいはド ライエッチング耐性の点から、下記式 (4— 1)〜 (4— 6)力らなる群より選ばれる少なく とも 1種であることが好ましい。
[化 27]
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0002
[0060] 式 (4— 1)中、 R41は水素原子またはメチル基を表し、 R4U1、 はそれぞれ独立に、 水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基 、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す力、ある いは、 R4Mと R4°2とが一緒になつて一 O 、 一 S 、 一 NH または鎖長 1〜6のメチレ ン鎖 [ (CH )— (jは 1〜6の整数を表す) ]を表す。
2 j
[0061] iは 0または 1を表し、 X5は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ 基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1 〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭 素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ 基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコー ルでエステルイ匕されたカルボキシ基、シァノ基、およびアミノ基力 なる群より選ばれ る少なくとも一つの基を有して 、てもよ 、。 n5は 0〜4の整数を表し、 mは 1または 2を表す。なお、 n5が 2以上の場合には X5と して複数の異なる基を有することも含む。
[0062] 式 (4— 2)中、 R42は水素原子またはメチル基を表し、 R2Q1、 R2Q2はそれぞれ独立に、 水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基 、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す。
A A2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基 、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化された カルボキシ基を表す力、あるいは、 A1と A2とが一緒になつて一 O 、 一 S—、 -NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [ (CH )一(kは 1〜6の整数を表す) ]を表す。
2 k
[0063] X6は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭 素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでェ ステルィヒされたカルボキシ基、シァノ基またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の直 鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜 6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ基 、およびアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 n6は 0〜4の整数を表す。なお、 n6が 2以上の場合には X6として複数の異なる基を 有することも含む。
[0064] 式 (4— 3)中、 R43は水素原子またはメチル基を表し、 R、 R2Mはそれぞれ独立に、 水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基 、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基を表す。
A3、 A4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基 、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化された カルボキシ基を表す力、あるいは、 A3と A4とが一緒になつて一 O 、 一 S―、 -NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [ (CH )一(1は 1〜6の整数を表す) ]を表す。
2 1
[0065] X7は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭 素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでェ ステルイ匕されたカルボキシ基、シァノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の 直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1 〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ 基およびアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 n7は 0〜4の整数を表す。なお、 n7が 2以上の場合には X7として複数の異なる基を 有することも含む。
[0066] 式 (4—4)中、 R44は水素原子またはメチル基を表し、 R2°5、 R、 R2°7はそれぞれ独 立に、水素原子またはメチル基を表す。 YU、 Υ12、 Υ13はそれぞれ独立に— CH—ま
2 たは— c ( = o)— O を表し、そのうち少なくとも一つは— c ( = o)— O を表す。
X8は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭 素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでェ ステルイ匕されたカルボキシ基、シァノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の 直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1 〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ 基、およびアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 n8は 0〜4の整数を表す。なお、 n8が 2以上の場合には X8として複数の異なる基を 有することも含む。
[0067] 式 (4— 5)中、 R91、 R92、 R93、 R94はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直 鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコ ールでエステルイ匕されたカルボキシ基を表す力、あるいは、 R91と R92とが一緒になつ て— O 、 S―、— NH―、または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [― (CH ) - (tは 1〜6の
2 t
整数を表す) ]を表し、 mlは 1または 2を表す。 )
[0068] 式 (4— 6)中、 R45は水素原子またはメチル基を表し、 R2Q8、 R2Mはそれぞれ独立に 、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ 基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基を表す。
R21°、 Rmはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル 基を表す。 A5、 A6はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐ァ ルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル 化されたカルボキシ基を表すか、あるいは、 A5と A6とが一緒になつて— O 、― S—、 NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [ (CH ) —(klは 1〜6の整数を表す)]を 表す。 Y21、 Υ22はそれぞれ独立に— CH—または— C(=0)—を表し、そのうち少なく
2
とも一つは C(= O) を表す。
[0069] X9は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭 素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでェ ステルイ匕されたカルボキシ基、シァノ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の 直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1 〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ 基、およびアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 n 9は 0〜4の整数を表す。なお、 n9が 2以上の場合には X9として複数の異なる基を有 することも含む。
[0070] 式 (4— 1)中の n5は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ましい 式 (4—1)中の mは、感度および解像度の点からは、 1であることが好ましい。
式 (4— 2)中の 、 A2は、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒になつて— C H —、 一CH CH—となることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が高い点からは、一
2 2 2
緒になって一 O となることが好ましい。
式 (4— 2)中の R2Q1および R2Q2としては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞ れ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい 式 (4— 2)中の n6は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ましい
[0071] 式 (4— 3)中の A3および A4としては、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒に なって CH または CH CH一となることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が高
2 2 2
V、点からは、一緒になつて一 O―となることが好まし 、。
式 (4— 3)中の R2Q3および R2Mとしては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞ れ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であること好ましい。 式 (4— 3)中の n7は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ましい [0072] 式 (4— 4)中の R2Q5、 R2Q6、および R2OTは、有機溶媒への溶解性が高い点から、水素 原子であることが好ましい。
式 (4— 4)中の Yu、 Υ12、 Υ13は、基板表面等への密着性が高い点から、一つが—C (=0)— 0 であり、残りの二つが CH—であることが好ましい。
2
式 (4— 4)中の η8は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好ましい。
[0073] 式 (4— 5)中、 R91、 R92、 R93、および R94としては、有機溶媒への溶解性が高い点か らそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であることが好ましい。
式 (4— 5)中の mlは、感度および解像度の点から、 1であることが好ましい。 式 (4— 6)中の A5および A6としては、ドライエッチング耐性が高い点からは、一緒に なって CH または CH CH一となることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が高
2 2 2
V、点からは、一緒になつて一 O―となることが好まし 、。
[0074] 式 (4— 6)中の R2Q8および R2Mとしては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞ れ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい 式 (4— 6)中の R21Qおよび Rmとしては、有機溶媒への溶解性が高い点から、それぞ れ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい 式 (4— 6)中の Y21、 Υ22は、基板表面等への密着性が高い点から、 1つが— C(=0) 一であり、残りの 1つが CH—であることが好ましい。
2
式 (4— 6)中の n9は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ましい
[0075] ラタトン骨格を有する構成単位 (B)は、 1種、ある 、は、必要に応じて 2種以上を組 み合わせて使用することができる。
ラ外ン骨格を有する構成単位 (B)を有する重合体は、ラ外ン骨格を有する構成単 位 (B)を与える単量体 (b)を含む単量体を重合することによって製造することができ る。
この単量体 (b)は、特に制限されないが、例えば、下記式(10— 1)〜(: L0— 29)で 表される単量体が挙げられる。式(10— 1)〜(: L0— 29)中、 Rは水素原子またはメチ ル基を表す。
[化 28]
Figure imgf000040_0001
(t0-i7) (10-18) (10—19)
[化 29]
Figure imgf000041_0001
[0077] 中でも、感度の点から、上記式(10— 1)〜(: LO— 3)、および上記式(10— 5)で表 される単量体、ならびにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましぐドライ エッチング耐性の点から、上記式(10— 7)、 (10— 9)、 (10— 10)、 (10—12)、 (10 14)、 (10— 24)〜( 10— 26)、および(10— 29)で表される単量体、ならびに、こ れらの幾何異性体、および光学異性体がより好ましぐレジスト溶媒への溶解性の点 から、上記式(10— 8)、 (10—13)、 (10— 16)〜(10— 23)、および(10— 28)で表 される単量体、ならびに、これらの幾何異性体、および光学異性体がより好ましい。
[0078] 酸脱離性基を有する構成単位 (C)につ 、て説明する。
ここで、「酸脱離性基」とは、酸の作用により分解または脱離する基をいう。 酸脱離性基を有する構成単位 (C)は、酸によってアルカリに可溶となる成分であり 、レジストパターン形成を可能とする作用を奏するため、レジスト用重合体の構成成 分として用いることが好まし 、。
構成単位 (C)の含有量は、特に制限されないが、感度および解像度の点から、レ ジスト用重合体の構成単位中、 20モル%以上が好ましぐ 25モル%以上がより好ま しい。また、基板表面等への密着性の点から、 60モル%以下が好ましぐ 55モル% 以下がより好ましぐ 50モル%以下がさらに好ましい。 [0079] 構成単位 (C)がラタトン骨格を有する場合、基板密着性が良好となる傾向にある。 なお、この場合、構成単位 (C)は、構成単位お)にも該当することになるが、本発明 にお 、ては、このような構成単位は構成単位 (B)であるとみなす。
また、構成単位 (C)が親水性基を有する場合、より優れた感度を有する傾向にある oなお、この場合、構成単位 )は、後述する構成単位 (D)にも該当することになる 力 本発明においては、このような構成単位は構成単位 (C)であるとみなす。
[0080] 酸脱離性基を有する構成単位 (C)としては、特に制限されないが、レジストに必要 とされるドライエッチング耐性が高い点から、下記式(3— 1— 1)、(3— 2—1)、 (3- 3 — 1)、 (3— 4—1)、 (3— 5— 1)、 (3— 6— 1)、 (3— 7—1)および(3— 8— 1)力らな る群より選ばれる少なくとも 1種であることが好ましい。
[0081] [化 30]
Figure imgf000043_0001
(3-8-1) 式(3— 1— 1)中、 R31は水素原子またはメチル基を表し、 R1は炭素数 1〜3のアル キル基を表し、 X1は炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 nlは 0〜4の 整数を表す。なお、 nlが 2以上の場合には X1として複数の異なる基を有することも含 む。
式(3— 2—1)中、 R32は水素原子またはメチル基を表し、 R2、 R3はそれぞれ独立に 炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 X2は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基 を表し、 n2は 0〜4の整数を表す。なお、 n2が 2以上の場合には X2として複数の異な る基を有することも含む。 [0083] 式(3— 3— 1)中、 R33は水素原子またはメチル基を表し、 R4は炭素数 1〜3のアル キル基を表し、 R331、 R332、 R333、 R334はそれぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直 鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 V1、 V2はそれぞれ独立に— O—、— S―、 -NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [ (CH ) 一(ulは 1〜6の整数を表す)]を表し、 X
2
3は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 n3は 0〜4の整数を表し、 q は 0または 1を表す。なお、 n3が 2以上の場合には X3として複数の異なる基を有する ことも含む。
[0084] 式(3— 4—1)中、 R34は水素原子またはメチル基を表し、 R5は炭素数 1〜3のアル キル基を表し、 X4は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 n4は 0〜4 の整数を表し、 rは 0〜2の整数を表す。なお、 n4が 2以上の場合には X4として複数の 異なる基を有することも含む。
[0085] 式(3— 5— 1)中、 R35は水素原子またはメチル基を表し、 R351、 R352、 R353、 R354はそ れぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 V3、 V4 はそれぞれ独立に— O—、— S―、— NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [― (CH )
2 一(ul lは 1〜6の整数を表す) ]を表し、 X51は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐ァ
11
ルキル基を表し、 n51は 0〜4の整数を表し、 q3は 0または 1を表す。
[0086] R355、 R356、 R357はそれぞれ独立に炭素数 4〜20の 1価の脂環式炭化水素基もしく はその誘導体または炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、かつ R355、 R356、 R357のうち少なくとも 1つが該脂環式炭化水素基もしくはその誘導体である 力 あるいは R355、 R356、 R357のうち何れか 2つが互いに結合して、それぞれが結合し ている炭素原子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導 体を形成し、 R355、 R356、 R357のうち結合に関与しな力つた残りの 1つは炭素数 1〜4の 直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数 4〜20の 1価の脂環式炭化水素基 もしくはその誘導体を表す。なお、 n51が 2以上の場合には X51として複数の異なる基 を有することも含む。
[0087] 式(3— 6— 1)中、 R36は水素原子またはメチル基を表し、 R361
Figure imgf000044_0001
R、 R364はそ れぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 V5、 V6 はそれぞれ独立に— O—、― S―、― NH または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [― (CH ) 一(ul2は 1〜6の整数を表す) ]を表し、 X61は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐ァ
12
ルキル基を表し、 n61は 0〜4の整数を表し、 q4は 0または 1を表す。
[0088] R367は炭素数 4〜20の 1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数 1
〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、 R365、 R366はそれぞれ独立に水素 原子あるいは炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す力 あるいは 65と または 66と の 2つが互いに結合して、それぞれが結合して 、る炭素原 子と共に、炭素数 4〜20の 2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、 R 365、 R366のうち結合に関与しな力つた残りの 1つは水素原子を表す。なお、 n61が 2以 上の場合には X61として複数の異なる基を有することも含む。
[0089] 式(3— 7—1)中、 R37は水素原子またはメチル基を表す。 R373は炭素数 4〜20の 1 価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体または炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分 岐状のアルキル基を表し、 R 、 R372はそれぞれ独立に水素原子あるいは炭素数 1〜 4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表すか、ある!/、は R371と R373または R372と R37 3の 2つが互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に、炭素数 4〜20 の 2価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、 R 、 R372のうち結合に関 与しな力つた残りの 1つは水素原子を表す。
式(3— 8— 1)中、 R38は水素原子またはメチル基を表す。 R381、 R382、 R383はそれぞ れ独立に炭素数 1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表す。)
[0090] 式(3— 1 1)中の R1は、感度および解像度の点からは、メチル基、ェチル基、ま たはイソプロピル基であることが好まし!/、。
式(3— 1— 1)中の nlは、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ま しい。
式(3— 2—1)中の R2および R3は、感度および解像度の点から、それぞれ独立にメ チル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(3— 2—1)中の n2は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ま しい。
[0091] 式(3— 3— 1)中の R4は、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、または イソプロピル基であることが好まし 、。 式(3— 3— 1)中の V1および V2は、ドライエッチング耐性が高い点から、それぞれ独 立に CH2—または CH CH一であることが好ましい。
2 2
式(3— 3— 1)中の R331、 R332、 R333、および R334は、有機溶媒への溶解性が高い点 から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であるこ とが好ましい。
式(3— 3— 1)中の n3は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ま しい。
式(3— 3— 1)中の qは、ドライエッチング耐性が高い点では、 1であることが好ましく 、有機溶媒への溶解性が良い点では、 0であることが好ましい。
[0092] 式(3— 4 1)中の R5としては、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、 またはイソプロピル基であることが好まし!/、。
式(3—4—1)中の n4は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好ま しい。
式(3—4— 1)中の rは、ドライエッチング耐性が高い点では、 1であることが好ましく 、有機溶媒への溶解性が良い点では、 0であることが好ましい。
[0093] 式(3— 5— 1)中の V3および V4は、ドライエッチング耐性が高 、点から、それぞれ独 立に CH または CH CH一であることが好ましい。
2 2 2
式 (3— 5— 1)中の 51、 R352、 R353、および R354は、有機溶媒への溶解性が高い点 から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であるこ とが好ましい。
式(3— 5— 1)中の n51は、ドライエッチング耐性が高い点からは、 0であることが好 ましい。
[0094] 式(3— 5— 1)中の q3は、ドライエッチング耐性が高い点では、 1であることが好まし ぐ有機溶媒への溶解性が良い点では、 0であることが好ましい。
式(3— 5— 1)中の一 C(R355)(R356)(R357)は、ラインエッジラフネスに優れている点で は、下記式 (K— 1)〜(K— 6)で表される構造が好ましぐドライエッチング耐性が高 V、点では、下記式 (Κ— 7)〜 (Κ— 17)で表される構造が好ま 、。
[0095] [化 31]
Figure imgf000047_0001
Figure imgf000047_0002
Figure imgf000047_0003
[0096] 式(3— 6— 1)中の V5および V6は、ドライエッチング耐性が高 、点から、それぞれ独 立に CH または CH CH一であることが好ましい。
2 2 2
式 (3— 6— 1)中の 61、 R362、 R、および R364は、有機溶媒への溶解性が高い点 から、それぞれ独立に水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であるこ とが好ましい。
式(3— 6— 1)中の n61は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好ま しい。
式(3— 6— 1)中の q4は、ドライエッチング耐性が高い点では、 1であることが好まし ぐ有機溶媒への溶解性が良い点では、 0であることが好ましい。
[0097] 式(3— 6— 1)中の一 C(R365)(R366)— O— R367は、ラインエッジラフネスに優れている 点では、下記式 CF— l)〜Ci 24)で表される構造が好ましぐドライエッチング耐性 が高 、点では、下記式 CF 25)〜 CF 52)で表される構造が好ま 、。
[化 32]
Figure imgf000048_0001
)ミ i
Figure imgf000049_0001
Figure imgf000050_0001
(J-45) (J-46) (J - 47) <J-48)
Figure imgf000050_0002
(J-49) (J-50) (J-51) (J-52)
[0098] 式(3— 7—1)中の一 C(R371)(R372)— O— R373は、ラインエッジラフネスに優れている 点では、上記式 CF— l)〜Ci 24)で表される構造が好ましぐドライエッチング耐性 が高 、点では、上記式 (J一 25)〜(!一 52)で表される構造が好ま 、。
酸脱離性基を有する構成単位 (C)は、 1種、あるいは、必要に応じて 2種以上を組 み合わせて使用することができる。
[0099] 酸脱離性基を有する構成単位 (C)を有する重合体は、酸脱離性基を有する構成 単位 (C)を与える単量体 (c)を含む単量体を重合することによって製造することがで きる。
この単量体 (c)は、特に制限されないが、例えば、下記式(9 1)〜(9 224)で表 される単量体が挙げられる。式(9— 1)〜(9 224)中、 Rおよび R'は、それぞれ独 立に水素原子またはメチル基を表す。
[0100] [化 35]
Figure imgf000051_0001
[化 36]
Figure imgf000052_0001
Figure imgf000053_0001
Figure imgf000054_0001
Figure imgf000055_0001
[化 40]
Figure imgf000056_0001
δΐi
Figure imgf000057_0001
(9-102) (9-103) (9-104) (9-105)
Figure imgf000057_0002
(9-112) (9-113) (9-114)
Figure imgf000057_0003
(9- )15) (9-116) (9-117)
Figure imgf000057_0004
(9-121) (9-122)
[化 42]
Figure imgf000058_0001
Figure imgf000058_0002
Figure imgf000058_0003
Figure imgf000058_0004
[化 43] [ ] [εοτο]
Figure imgf000059_0001
SZllZC/900Zdf/X3d 19 £6£6滅00 OAV
Figure imgf000060_0001
/v:/ O sins900ifcl£さ/ -OSAV 69
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s9
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〔6
Figure imgf000064_0001
Figure imgf000065_0001
[0105] 中でも、感度および解像度の点から、上記式(9 1)〜(9 3)、上記式(9 5)、 上記式(9 16)、上記式(9 19)、上記式(9 20)、上記式(9 22)、上記式(9 23)、上記式(9 25)〜(9 28)、上記式(9 30)、上記式(9 31)、上記式( 9- 33) ,上記式(9 34)および上記式(9 102)〜(9 129)で表される単量体、 並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ましぐ上記式(9 1)、上記 式(9 2)、上記式(9 16)、上記式(9 20)、上記式(9 23)、上記式(9 28) 、上記式(9 31)、上記式(9 34)、上記式(9 109)、上記式(9 111)、上記 式(9 114)〜(9 117)、上記式(9 125)、上記式(9 128)および上記式(9 129)で表される単量体が特に好ましい。
[0106] また、ラインエッジラフネスに優れている点から、上記式(9 35)〜(9 40)で表さ れる単量体、上記式(9 52)〜(9 62)で表される単量体、上記式(9 76)〜(9 88)で表される単量体、上記式(9 130)〜(9 135)で表される単量体、上記 式(9 147)〜(9 157)で表される単量体、上記式(9 171)〜(9 183)で表さ れる単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ま 、。 [0107] また、ドライエッチング耐性に優れている点から、上記式(9 41)〜(9 51)で表 される単量体、上記式(9 63)〜(9 75)で表される単量体、上記式(9 89)〜( 9 101)で表される単量体、上記式(9 136)〜(9 146)で表される単量体、上 記式(9 158)〜(9— 170)で表される単量体、上記式(9 184)〜(9— 196)で 表される単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ま U ヽ。 また、パターン矩形性が良好な点から、上記式(9— 197)〜(9— 224)で表される 単量体、並びにこれらの幾何異性体および光学異性体がより好ま 、。
[0108] 親水性基を有する構成単位 (D)につ 、て説明する。
ここで「親水性基」とは、 C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、メトキシ基、カル
3 2
ボキシ基およびアミノ基の少なくとも 1種である。
親水性基を有する構成単位 (D)は、レジスト組成物のディフエタト低減、パターン矩 形性の改善に効果を奏するため、レジスト用重合体の構成単位として用いることが好 ましい。
構成単位 (D)の含有量は、パターン矩形性の点から、レジスト用重合体の構成単 位中、 5〜30モル0 /0力 S好ましく、 10〜25モル0 /0がより好ましい。
[0109] 構成単位 (D)が酸の作用により分解または脱離する基を有する場合、より優れた感 度を有する傾向にある。なお、この場合、構成単位 (D)は、構成単位 (C)にも該当す ることになるが、本発明においては、このような構成単位は構成単位 (C)であるとみな す。
また、構成単位 (D)がラタトン骨格を有する場合、より優れた感度を有する傾向にあ る。なお、この場合、構成単位 (D)は、構成単位お)にも該当することになるが、本発 明にお ヽては、このような構成単位は構成単位 (B)であるとみなす。
[0110] 親水性基を有する構成単位 (D)は、特に制限されないが、レジストに必要とされるド ライエッチング耐性が高い点から、下記式(5一: L)〜(5— 7)力もなる群より選ばれる 少なくとも 1種であるものが好ましい。
[化 50]
Figure imgf000067_0001
(5-3)
Figure imgf000067_0002
(5-5) (5-6)
[0111] 式 (5— 1)中、 R51は水素原子またはメチル基を表し、 R5(nは水素原子または炭素数
1〜3のアルキル基を表し、 X51は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、— C (CF )— OH、ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素
3 2
数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基 、またはアミノ基を表す。
前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として— C(CF )— OH
3 2
、ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数:!〜 6のァ ルコールでエステルィヒされたカルボキシ基、およびアミノ基力 なる群より選ばれる少 なくとも一つの基を有していてもよい。 n51は 1〜4の整数を表す。なお、 n51が 2以 上の場合には X として複数の異なる基を有することも含む。
51
[0112] 式 (5— 2)中、 R52は水素原子またはメチル基を表し、 X52は、炭素数 1〜6の直鎖も しくは分岐アルキル基、— C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭 素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでェ ステルイ匕されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の直鎖もしく は分岐アルキル基は、置換基として— C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、カル
3 2
ボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化された力 ルポキシ基、およびアミノ基力 なる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していて もよい。 n52は 1〜4の整数を表す。なお、 n52が 2以上の場合には X52として複数の 異なる基を有することも含む。
[0113] 式 (5— 3)中、 R53は水素原子またはメチル基を表し、 R5Q2は水素原子または炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 R531〜R534はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜6の 直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、
Figure imgf000068_0001
W2はそれぞれ独立に— O—、— S―、— N H または鎖長 1〜6のメチレン鎖 [ (CH ) —(u2は 1〜6の整数を表す) ]を表す
2 U2
X53は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、—C(CF )—OH、ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基 、炭素数 1〜6のアルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、 n53は 1〜4の整数を表す。前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置 換基として一 C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6の
3 2
ァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびァミノ 基力もなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 qlは 0または 1を 表す。なお、 n53が 2以上の場合には X53として複数の異なる基を有することも含む。
[0114] 式 (5— 4)中、 R54は水素原子またはメチル基を表し、 R5Q3は水素原子または炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 X54は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、—C (CF )— OH、ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素
3 2
数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基 、またはアミノ基を表す。
前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として C(CF ) -OH
3 2
、ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のァ ルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基、およびアミノ基力 なる群より選ばれる少 なくとも一つの基を有していてもよい。 n54は 1〜4の整数を表し、 rlは 0〜2の整数を 表す。なお、 n54が 2以上の場合には X54として複数の異なる基を有することも含む。
[0115] 式(5— 5)中、 R55は水素原子またはメチル基を表し、 R5°4、 R5°5はそれぞれ独立に 炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 X55は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル 基、 C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル
3 2
基、炭素数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカル ボキシ基、またはアミノ基を表す。前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基置 換基として一 C(CF ) -OH,ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6の
3 2
ァシル基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、およびァミノ 基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい。 n55は 1〜4の整 数を表す。なお、 n55が 2以上の場合には X55として複数の異なる基を有することも含 む。
[0116] 式 (5— 6)中、 R56は水素原子またはメチル基を表し、 は水素原子または炭素数 1〜3のアルキル基を表し、 R535〜R536はそれぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の 直鎖もしくは分岐アルキル基を表し、 W3は—O—、—S—、—NH—または鎖長 1〜6 のメチレン鎖 [ (CH ) —(u3は 1〜6の整数を表す)]を表す。
2 U3
X56は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、 C(CF ) -OH,ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基 、炭素数 1〜6のアルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基またはアミノ基を表す。 前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として C(CF )—OH、
3 2 ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアル コールでエステルイ匕されたカルボキシ基およびアミノ基力 なる群より選ばれる少なく とも一つの基を有していてもよい。 n56は 1〜4の整数を表し、 q2は 0または 1を表す。 なお、 n56が 2以上の場合には X56として複数の異なる基を有することも含む。
[0117] 式 (5— 7)中、 R57は水素原子またはメチル基を表し、 R571は炭素数 1〜6の直鎖もし くは分岐アルキル基、炭素数 4〜16の橋かけ環式炭化水素基、または炭素数 4〜16 の橋かけ環式炭化水素基を有する炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を示 し、 R572は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を示すカゝ、あるいは R571と R572 とが一緒になつて、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数 4〜16の橋かけ 環式炭化水素基を形成して!/ヽてもよ ヽ。
ここで前記アルキル基は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 2〜6のァシル基、ま たは炭素数 1〜6のアルコールとエステル化されたカルボキシ基を有して!/、ても良!ヽ 。また、前期橋かけ環式炭化水素基は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基 を有していてもよぐ該アルキル基はヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 2〜6のァシ ル基、または炭素数 1〜6のアルコールとエステル化されたカルボキシ基を有して!/ヽ てもよい。
[0118] X57は、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、—C(CF )—OH、ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアルコキシ基 、炭素数 1〜6のアルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基、またはアミノ基を表す 。前記炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置換基として— C(CF ) -OH
3 2
、ヒドロキシ基、シァノ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のァ ルコールでエステルイ匕されたカルボキシ基、およびアミノ基力 なる群より選ばれる少 なくとも一つの基を有して 、てもよ 、。
[0119] 式(5— 1)中の R5Q1は、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、イソプロ ピル基であることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であるこ とが好ましい。
式(5— 1)中の n51は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5— 1)中の X51は、パターン形状が良好な点から、 -C(CF )—OH、ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
[0120] 式(5— 2)中の n52は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5— 2)中の X52は、パターン形状が良好な点から、 -C(CF ) -OH,ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
[0121] 式(5— 3)中の R5Q2は、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、イソプロ ピル基であることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であるこ とが好ましい。
式(5— 3) C
Figure imgf000071_0001
H一であることが好ましい。
2
式 (5— 3)中の R531、 R532、 R533、および R534は、有機溶媒への溶解性が高い点から、 それぞれ独立して水素原子、メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが 好ましい。
[0122] 式(5— 3)中の n53は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5— 3)中の X53は、パターン形状が良好な点から、 -C(CF ) -OH,ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5— 3)中の qlは、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましぐ 有機溶媒への溶解性が良 、点から、 0であることが好ま 、。
[0123] 式(5— 4)中の R5Q3は、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、イソプロ ピル基であることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であるこ とが好ましい。
式(5— 4)中の n54は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5—4)中の X54は、パターン形状が良好な点から、 -C(CF )—OH、ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5— 4)中の rlは、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましぐ 有機溶媒への溶解性が良 、点から、 0であることが好ま 、。
[0124] 式(5— 5)中の R5Mおよび R5Q5は、感度および解像度の点から、それぞれ独立にメ チル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
式(5— 5)中の n55は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5— 5)中の X55は、パターン形状が良好な点から、 -C(CF ) -OH,ヒドロキシ
3 2
基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
[0125] 式(5— 6)中の R5Q6は、感度および解像度の点から、メチル基、ェチル基、イソプロ ピル基であることが好ましぐ有機溶媒への溶解性が良い点から、水素原子であるこ とが好ましい。
式(5— 6)中の W3は、ドライエッチング耐性が高い点から、 -CH―、 -CH CH
2 2 2 一であることが好ましい。
式 (5— 6)中の R535および R536は、有機溶媒への溶解性が高い点から、水素原子、 メチル基、ェチル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。
[0126] 式(5— 6)中の n56は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい 式(5— 6)中の X56は、パターン形状が良好な点から、— C(CF3)2— OH、ヒドロキシ 基、シァノ基、メトキシ基であることが好ましい。
式(5— 6)中の q2は、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましぐ 有機溶媒への溶解性が良 、点から、 0であることが好ま 、。
[0127] 式(5— 7)中の R571および R572は、ドライエッチング耐性が高い点から、 R571と R572とが 一緒になつて、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数 4〜16の橋かけ環 式炭化水素基を形成している構造が好ましい。また、耐熱性、安定性に優れる点カゝら 、 R571と R572とが一緒になつて、それぞれが結合している炭素原子とともに形成する橋 かけ環式炭化水素基に含まれる環力 ショウノウ環、ァダマンタン環、ノルボルナン環 、ピナン環、ビシクロ [2.2.2]オクタン環、テトラシクロドデカン環、トリシクロデカン環、デ カヒドロナフタレン環を有して 、ることが好まし 、。
[0128] 式(5— 7)中の X57は、パターン形状が良好な点から、 -CH— C(CF )— OH、 -
2 3 2
CH—OH基、— CH— CN基、— CH— O— CH基、— (CH )— O— CH基である
2 2 2 3 2 2 3 ことが好ましい。
なお、式(5— 1)〜(5— 7)において、 X51、 X52、 X53、 X54、 X55、 X56および X57で置換 される位置は、環状構造のどの位置であってもよい。
親水性基を有する構成単位 (D)は、 1種、あるいは、必要に応じて 2種以上を組み 合わせて使用することができる。
[0129] 親水性基を有する構成単位 (D)を有する重合体は、親水性基を有する構成単位 ( D)を与える単量体 (d)を含む単量体を重合することによって製造することができる。 この単量体 (d)は、特に制限されないが、例えば、下記式(13— 1)〜(13— 79)で 表される単量体が挙げられる。式(13— 1)〜(13— 79)中、 Rは水素原子またはメチ ル基を表す。
[化 51]
Figure imgf000073_0001
[化 52]
Figure imgf000074_0001
Figure imgf000075_0001
[化 54]
Figure imgf000076_0001
Figure imgf000076_0002
(13-76) (13-77) (13-78) (1 Ϊ-79)
[0132] 中でも、レジスト溶媒への溶解性が良好な点から、上記式(13— 1)〜(13— 9)、上 記式(13— 13)〜(13— 16)、上記式(13— 21)〜(13— 24)、上記式(13— 30)〜 (13— 34)、上記式(13— 37)〜(13— 43)、上記式(13— 56)〜(13— 59)、上記 式(13— 62)〜(13— 63)、上記式(13— 66)〜(13— 69)、上記式(13— 72)、上 記式(13— 76)〜(13— 79)で表される単量体、およびこれらの幾何異性体、ならび に、これらの光学異性体がより好ましい。
[0133] また、ドライエッチング耐性が高い点から、上記式(13— 25)〜(13— 30)、上記式
(13— 44)〜(13— 55)、上記式(13— 60)〜(13— 61)、上記式(13— 64)〜(13 65)、上記式(13— 71)、上記式(13— 73)〜(13— 75)で表される単量体、なら びにこれらの幾何異性体およびこれらの光学異性体がより好ましい。
[0134] 本発明のレジスト用重合体は、上述の構成単位 (B)〜(D)以外にも、必要に応じて これらの構成単位以外の構成単位 (E)を含有してもよ!/、。
このような構成単位 (E)としては、例えば、酸脱離性基および親水性基を有しない 脂環式骨格 (非極性脂環式骨格)を有する構成単位 (E1)を含有することができる。 ここで脂環式骨格とは、環状の飽和炭化水素基を 1個以上有する骨格である。構成 単位 (E1)は、 1種、あるいは、必要に応じて 2種以上を組み合わせて使用することが できる。
[0135] 構成単位 (E1)は、レジスト組成物のドライエッチング耐性を発現する作用を奏する 傾向にある。
構成単位 (E1)としては、特に制限されないが、レジストに必要とされるドライエッチ ング耐性が高!、点から、下記式(11— 1)〜(11—4)で表される構成単位が好ま ヽ
[0136] [化 55]
Figure imgf000077_0001
(11-4)
[0137] 式(11— 1)中、 ま水素原子またはメチル基を表し、 X U1は、炭素数 1〜6の直鎖 もしくは分岐アルキル基を表し、 n301は 0〜4の整数を表す。なお、 n301が 2以上の 場合には X3Q1として複数の異なる基を有することも含む。
式(11— 2)中、 R3Q2は水素原子またはメチル基を表し、 X3Q2は、炭素数 1〜6の直鎖 もしくは分岐アルキル基を表し、 n302は 0〜4の整数を表す。なお、 n302が 2以上の 場合には X3°2として複数の異なる基を有することも含む。 [0138] 式(11— 3)中、 は水素原子またはメチル基を表し、 X31"は、炭素数 1〜6の直鎖 もしくは分岐アルキル基を表し、 n303は 0〜4の整数を表す。なお、 n303が 2以上の 場合には Xとして複数の異なる基を有することも含む。また、 pは 0〜2の整数を表 す。
式(11— 4)中、 R3Mは水素原子またはメチル基を表し、 X3Mは、炭素数 1〜6の直鎖 もしくは分岐アルキル基を表し、 n304は 0〜4の整数を表す。なお、 n304が 2以上の 場合には X3°4として複数の異なる基を有することも含む。また、 piは 0〜2の整数を表 す。)
なお、式(11 1)〜(11 4)において、 X3M、 X3°2、 X3°3および X3°4が結合する位置 は、環状構造のどこであってもよい。
[0139] 式(11— 1)中の n301は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好まし い。
式(11— 2)中の n302は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好まし い。
式(11— 3)中の n303は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好まし い。
式(11— 3)中の pは、有機溶媒への溶解性が高い点から、 0であることが好ましぐ ドライエッチング耐性が高 、点から、 1であることが好まし 、。
式(11— 4)中の n304は、ドライエッチング耐性が高い点から、 0であることが好まし い。
式(11— 4)中の piは、有機溶媒への溶解性が高い点から、 0であることが好ましく 、ドライエッチング耐性が高い点から、 1であることが好ましい。
[0140] 非極性脂環式骨格を有する構成単位 (E1)を含有する重合体は、非極性脂環式骨 格を有する単量体 (el)を含む単量体を重合することによって製造することができる。 非極性脂環式骨格を有する単量体 (el)としては、特に制限されないが、例えば、( メタ)アクリル酸シクロへキシル、(メタ)アクリル酸イソボル-ル、(メタ)アクリル酸ノル ボル-ル、(メタ)アクリル酸ァダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデ力-ル、(メタ) アクリル酸ジシクロペンタジェ -ル、および、これらの化合物の脂環式骨格上に炭素 数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を有する誘導体が好ましい。
具体的には、下記式(14 1)〜( 14 5)で表される単量体が挙げられる。式(14 1)〜(14 5)中、 Rは水素原子またはメチル基を表す。
[0141] [化 56]
Figure imgf000079_0001
(14-4) (14-5)
[0142] レジスト用重合体は、さらに、上記以外の構成単位 (E2)を含有してもよい。
構成単位 (E2)を含有する重合体は、単量体 (e2)を含む単量体を重合すること〖こ よって製造することができる。
[0143] 単量体 (e2)としては、特に制限されな!、が、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ )アクリル酸ェチル、(メタ)アクリル酸 2—ェチルへキシル、(メタ)アクリル酸 n—プロピ ル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチ ル、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸 n—プロポキシェチル、(メタ)ァ クリル酸 iso プロポキシェチル、(メタ)アクリル酸 n—ブトキシェチル、(メタ)アクリル 酸 iso ブトキシェチル、(メタ)アクリル酸 tert ブトキシェチル、(メタ)アクリル酸 2— ヒドロキシェチル、(メタ)アクリル酸 3 -ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸 2 -ヒドロ キシ— n—プロピル、(メタ)アクリル酸 4 ヒドロキシ— n—ブチル、(メタ)アクリル酸 2 —エトキシェチル、(メタ)アクリル酸 1—エトキシェチル、(メタ)アクリル酸 2,2,2—トリ フルォロェチル、(メタ)アクリル酸 2,2,3,3—テトラフルオロー n—プロピル、(メタ)ァク リル酸 2,2,3, 3, 3 ペンタフルオロー n—プロピル、 a (トリ)フルォロメチルアクリル 酸メチル、 α (トリ)フルォロメチルアクリル酸ェチル、 α (トリ)フルォロメチルァク リル酸 2—ェチルへキシル、 α—(トリ)フルォロメチルアクリル酸 η—プロピル、 α - ( トリ)フルォロメチルアクリル酸 iso プロピル、 a (トリ)フルォロメチルアクリル酸 n— ブチル、 α—(トリ)フルォロメチルアクリル酸 iso ブチル、 α—(トリ)フルォロメチル アクリル酸 tert ブチル、 α—(トリ)フルォロメチルアクリル酸メトキシメチル、 α—(ト リ)フルォロメチルアクリル酸エトキシェチル、 at (トリ)フルォロメチルアクリル酸 η— プロポキシェチル、 α—(トリ)フルォロメチルアクリル酸 iso プロポキシェチル、 α— (トリ)フルォロメチルアクリル酸 η ブトキシェチル、 at (トリ)フルォロメチルアクリル 酸 iso ブトキシェチル、 α (トリ)フルォロメチルアクリル酸 tert ブトキシェチル等 の直鎖もしくは分岐構造を持つ (メタ)アクリル酸エステル;
スチレン、 α—メチルスチレン、ビュルトルエン、 ρ ヒドロキシスチレン、 p— tert— ブトキシカルボニルヒドロキシスチレン、 3, 5—ジー tert ブチル 4 ヒドロキシスチ レン、 3, 5—ジメチルー 4ーヒドロキシスチレン、 p— tert ペルフルォロブチルスチレ ン、 p— (2—ヒドロキシ—iso プロピル)スチレン等の芳香族ァルケ-ル化合物;
(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、ィタコン酸、無水ィタコン酸等の不 飽和カルボン酸およびカルボン酸無水物;
エチレン、プロピレン、ノルボルネン、テトラフルォロエチレン、アクリルアミド、 N—メ チルアクリルアミド、 Ν,Ν—ジメチルアクリルアミド、塩化ビュル、フッ化ビュル、フッ化 ビ-リデン、ビュルピロリドン等が挙げられる。
構成単位 (E1)および構成単位 (Ε2)の含有量は、特に制限されないが、レジスト 用重合体の構成単位中、 20モル%以下の範囲が好ましい。
レジスト用重合体中の構成単位 (Β)と構成単位 (C)の好ま 、組み合わせを表 1〜 4に列挙する。
[表 1]
Figure imgf000081_0001
構成単位 構成単位
組合せ例
構成単位 (B)構成単位 (C) 構成単位 (B)構成単位 (C)
ArF-57 式(10- 7) 式 (9-1 ) ArF-85 式(10 - 8) 式(9-1 )
ArF-58 式(10-7) 式 (9-2) ArF-86 式(10 - 8) 式 (9-2)
ArF-59 式(10-7) 式(9-5) ArF-87 式(10-8) 式(9-5)
ArF-60 式(10-7) 式(9-16) ArF-88 式(10-8) 式(9-16)
ArF-61 式(10-7) 式(9-20) ArF-89 式(10-8) 式(9-20)
ArF-62 式(10 - 7) 式(9-23) ArF-90 式(10-8) 式(9-23)
ArF-63 式(10 - 7) 式(9-35) ArF-91 式(10- 8) 式(9-35)
ArF-64 式(10 - 7) 式(9-38) ArF-92 式(10-8) 式(9-38)
ArF-65 式(10-7) 式 (9-40) ArF-93 式(10-8) 式(9-40)
ArF-66 式(10-7) 式 (9-52) ArF-94 式(10-8) 式(9-52)
ArF-67 式(10-7) 式 (9-61 ) ArF-95 式(10-8) 式(9- 61 )
ArF-68 式(10-7) 式(9-65) ArF-96 式(10-8) 式(9- 65)
ArF-69 式(10-7) 式(9- 76) ArF-97 式(10-8) 式(9-76)
ArF-70 式(10- 7) 式(9-87) ArF-98 式(10-8) 式 (9-87)
ArF-71 式(10-7) 式(9-91 ) ArF-99 式(10-8) 式 (9- 91 )
ArF-72 式(10-7) 式(9-11 1 ) ArF-100 式(10-8) 式(9-1 1 1 )
ArF-73 式(10-7) 式(9-116) ArF-101 式(10-8) 式(9-1 16)
ArF-74 式(10-7) 式(9- 128) ArF-102 式(10 - 8) 式(9-128)
ArF-75 式(10-7) 式(9-129) ArF-103 式(10-8) 式(9- 129)
ArF-76 式(10-7) 式(9-130) ArF-104 式(10-8) 式(9-130)
ArF-77 式(10-7) 式(9- 133) ArF-105 式(10-8) 式(9-133)
ArF-78 式(10-7) 式(9- 135) ArF-106 式(10-8) 式(9-135)
ArF-79 式(10 - 7) 式(9- 147) ArF-107 式(10-8) 式(9- 147)
ArF-80 式(10-7) 式(9-156) ArF-108 式(10-8) 式(9- 156)
ArF-81 式(10 - 7) 式(9-160) ArF-109 式(10-8) 式(9-160)
ArF-82 式(10 - 7〉 式(9- 171 ) ArF-1 10 式(10- 8) 式(9-171 )
ArF-83 式(10 - 7) 式(9- 182) ArF-1 1 1 式(10 - 8) 式(9-182)
ArF-84 式(10-7) 式(9-186) ArF-1 12 式(10- 8) 式(9-186) ]
構成単位 構成単位 組合せ例 組合せ例
構成単位 (B)構成単位 (C) 構成単位 (B)構成単位 (C)
ArF-1 13 式(10 - 10) 式 (9-1 ) ArF-141 式(10-12) 式 (9-1 )
ArF-1 14 式(10-10) 式(9-2) ArF-142 式(10-12) 式(9-2)
ArF-1 15 式(10-10) 式(9-5) ArF-143 式(10-12) 式(9- 5)
ArF-1 16 式(10-10) 式(9- 16) ArF-144 式(10-12) 式(9-16)
ArF-1 17 式(10-10) 式(9- 20) ArF-145 式(10- 12) 式(9-20)
ArF-1 18 式(10-10) 式(9- 23) ArF-146 式(10-12) 式(9- 23)
ArF-119 式(10- 10) 式(9-35) ArF-147 式(10- 12) 式(9-35)
ArF-120 式(10-10) 式(9-38) ArF-148 式(10-12) 式(9-38)
ArF-121 式(10-10) 式(9-40) ArF-149 式(10-12) 式(9-40)
ArF-122 式(10-10) 式(9-52) ArF-150 式(10-12) 式(9-52)
ArF-123 式(10-10) 式(9-61 ) ArF-151 式(10-12) 式(9- 61 )
ArF-124 式(10-10) 式(9-65) ArF-152 式(10-12) 式(9-65)
ArF-125 式(10- 10) 式(9-76) ArF-153 式(10-12) 式(9 - 76)
ArF-126 式(10-10) 式(9-87) ArF-154 式(10- 12) 式(9-87)
ArF-127 式(10-10) 式(9-91 ) ArF-155 式(10-12) 式(9-91 )
ArF- 128 式(10-10) 式(9-1 1 1 ) ArF-156 式(10-12) 式(9-1 1 1 )
ArF-129 式(10- 10) 式(9-1 16) ArF-157 式(10-12) 式(9-1 16)
ArF-130 式(10-10) 式(9- 128) ArF-158 式(10-12) 式(9- 128)
ArF- 131 式(10-10) 式(9- 129) ArF-159 式(10-12) 式(9-129)
ArF- 132 式(10- 10) 式(9-130) ArF-160 式(10-12) 式(9-130)
ArF- 133 式(10-10) 式(9-133) ArF-161 式(10-12) 式(9-133)
ArF - 134 式(10-10) 式(9-135) ArF-162 式(10-12) 式(9-135)
ArF-135 式(10-10) 式 (9-147) ArF-163 式(10-12) 式(9-147)
ArF- 136 式(10- 10) 式(9-156) ArF-164 式(10-12) 式(9- 156)
ArF-137 式(10-10) 式(9-160) ArF-165 式(10-12) 式(9-160)
ArF-138 式(10-10) 式(9-171 ) ArF-166 式(10-12) 式(9-171 )
ArF-139 式(10-10) 式(9-182) ArF-167 式(10-12) 式(9-182)
ArF-140 式(10-10) 式(9— 186) ArF-168 式(10-12) 式(9-186) ]
構成単位 構成単位
組合せ例 組合せ例
構成単位 )構成単位 (X) 構成単位 )構成単位 (X)
ArF-168 式(10-17) 式 (9-1 ) ArF-196 式(10- 19) 式(9-1 )
ArF-169 式(10-17) 式 (9- 2) ArF-197 式(10-19) 式(9-2)
ArF-170 式(10-17) 式(9 5) ArF-198 式(10-19) 式(9-5)
ArF-171 式(10- 17) 式(9- 16) ArF-199 式(10-19) 式(9- 16)
ArF- 72 式(10-17) 式(9- 20) ArF-200 式(10 19) 式(9-20)
ArF-173 式(10-17) 式(9- 23) ArF-201 式(10-19) 式(9-23)
ArF-174 式(10-17) 式(9-35) ArF- 202 式(10-19) 式(9-35)
ArF-175 式(10-17) 式(9-38) ArF-203 式(10-19) 式(9-38)
ArF-176 式(10-17) 式(9- 40) ArF-204 式(10- 19) 式(9-40)
ArF-177 式(10- 17) 式(9-52) ArF- 205 式(10-19) 式(9-52)
ArF-178 式(10-17) 式(9- 61 ) ArF- 206 式(10- 19) 式(9-61 )
ArF-179 式(10-17) 式(9- 65) ArF- 207 式(10-19) 式(9-65)
ArF-180 式(10- 17) 式(9-76) ArF- 208 式(10-19) 式(9-76)
ArF-181 式(10 - 17) 式(9-87) ArF- 209 式(10-19) 式(9-87)
ArF-182 式(10- 17) 式(9- 91 ) ArF-210 式(10-19) 式(9-91 )
ArF-183 式(10- 17) 式 (9- 1 1 1 ) ArF-21 1 式(10-19) 式(9 - 1 1 1 )
ArF-184 式(10 - 17) 式 (9-1 16) ArF- 212 式(10- 19) 式(9- 1 16)
ArF-185 式(10- 17) 式(9-128) ArF-213 式(10-19) 式(9- 128)
ArF-186 式(10-17) 式(9- 129) ArF-214 式(10-19) 式(9-129)
ArF-187 式(10-17) 式(9- 130) ArF-215 式(10-19) 式(9- 130)
ArF-188 式(10- 17) 式(9-133) ArF-216 式(10- 19) 式(9- 133)
ArF-189 式(10-17) 式(9-135) ArF-217 式(10-19) 式(9- 135)
ArF-190 式(10-17) 式(9- 147) ArF-218 式(10-19) 式(9- 147)
ArF-191 式(10-17) 式(9-156) ArF-219 式(10-19) 式(9- 156)
ArF-192 式(10-17) 式(9-160) ArF-220 式(10- 19) 式(9- 160)
ArF-193 式(10-17) 式(9-171 ) ArF- 221 式(10-19) 式 (9- 171 )
ArF-194 式(10-17) 式(9-182) ArF-222 式(10- 19) 式(9- 182)
ArF-195 式(10-17) 式(9-186) ArF-223 式(10— 19) 式(9- 186) また、構成単位 (B)は、前記式(10—1)および前記式(10— 3)力 なる群より選ば れる 1種以上と、前記式(10— 7)、 (10— 8)、 (10— 10)、 (10— 12)、(10— 17)お よび前記式(10— 19)からなる群より選ばれる 1種以上とを併用してもよい。さらに、 表 1に列挙した組み合わせに加えて、構成単位 (D)として、前記式(13— 1)、前記 式(13— 26)、前記式(13— 27)、前記式(13— 30)、前記式(13— 31)、および前 記式(13— 68)力 なる群より選ばれる 1つの単量体を加えた組み合わせ (以下、「組 み合わせ A」と言う。)も好ましい。そして、表 1に列挙した組み合わせ、または組み合 わせ Aに対して、構成単位 (E1)として、前記式(14 1)、および前記式(14 3)か らなる群より選ばれる 1種以上の単量体をカ卩えた組み合わせも好ま ヽ。 [0149] 本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量は、特に限定されないが、ドライエツ チング耐性およびレジストパターン形状の点から、 2, 000以上であることが好ましぐ 3, 000以上であること力 Sより好ましく、 4, 000以上であること力 S特に好ましく、 5, 000 以上であることが更に好ましい。また、本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量 は、レジスト溶液に対する溶解性および解像度の点から、 100, 000以下であること が好ましぐ 50, 000以下であることがより好ましぐ 30, 000以下である
ことが特に好ましぐ 20, 000以下が更に好ましい。
本発明のレジスト用重合体の分子量分布は、特に限定されないが、レジスト溶液に 対する溶解性および解像度の点から、 2. 5以下であることが好ましぐ 2. 0以下であ ることがより好ましく、 1. 8以下であることが特に好ましい。
[0150] 次に、本発明のレジスト用重合体の製造方法について説明する。
本発明のレジスト用重合体を製造する方法は、溶液重合で行われれば特に限定さ れない。また、溶液重合の重合方法については、特に制限されず、一括重合でも滴 下重合でもよい。中でも、組成分布および Zまたは分子量分布の狭い重合体が簡便 に得られる点から、単量体を重合容器中に滴下する滴下重合と呼ばれる重合方法が 好ましい。滴下する単量体は、単量体のみであっても、単量体を有機溶媒に溶解さ せた溶液であってもよい。
[0151] 滴下重合法においては、例えば、有機溶媒をあら力じめ重合容器に仕込み (この 有機溶媒を「仕込み溶媒」ともいう)、所定の重合温度まで加熱した後、単量体や重 合開始剤を、それぞれ独立または任意の組み合わせで、有機溶媒に溶解させた溶 液 (この有機溶媒を「滴下溶媒」とも言う。)を、仕込み溶媒中に滴下する。単量体は 滴下溶媒に溶解させずに滴下してもよぐその場合、重合開始剤は、単量体に溶解 させてもょ 、し、重合開始剤だけを有機溶媒へ溶解させた溶液を有機溶媒中に滴下 してもよい。また、仕込み溶媒が重合容器内にない状態で単量体あるいは重合開始 剤を重合容器中に滴下してもよ ヽ。
単量体と重合開始剤は、それぞれ独立した貯槽カゝら所定の重合温度まで加熱され た仕込み溶媒へ直接滴下してもよ 、し、それぞれ独立した貯槽カゝら所定の重合温度 まで加熱された仕込み溶媒へ滴下する直前で混合し、前記仕込み溶媒へ滴下して ちょい。
[0152] さらに、単量体あるいは重合開始剤を、前記仕込み溶媒へ滴下するタイミングは、 単量体を先に滴下した後、遅れて重合開始剤を滴下してもよいし、重合開始剤を先 に滴下した後、遅れて単量体を滴下してもよいし、単量体と重合開始剤を同じタイミ ングで滴下してもよい。また、これらの滴下速度は、滴下終了まで一定の速度であつ てもよいし、単量体や重合開始剤の消費速度に応じて、多段階に速度を変化させて もよいし、あるいは間欠的に滴下を停止させたり、開始してもよい。
滴下重合法における重合温度は特に限定されないが、通常、 50〜150°Cの範囲 内であることが好ましい。
[0153] 滴下重合法において用いられる有機溶剤としては、重合溶媒としては公知の溶媒 を使用でき、例えば、エーテル(ジェチルエーテル、プロピレングリコールモノメチル エーテル(以下「PGME」とも言う。)等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン(以下「TH F」とも言う。)、 1, 4 ジォキサン等の環状エーテルなど)、エステル (酢酸メチル、酢 酸ェチル、酢酸ブチル、乳酸ェチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルェ 一テルアセテート(以下「PGMEA」とも言う。)など)、ケトン(アセトン、メチルェチル ケトン(以下「MEK」とも言う。)、メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」とも言う。)な ど)、アミド(N, N ジメチルァセトアミド、 N, N ジメチルホルムアミドなど)、スルホ キシド (ジメチルスルホキシドなど)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香 族炭化水素、へキサン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン等の脂環式炭化水素 など)、これらの混合溶剤などが挙げられる。
また、これらの溶媒は、 1種を用いても、 2種以上を併用してもよい。
[0154] 重合溶媒の使用量は特に限定されず、適宜決めればよい。通常は、共重合に使用 する単量体全量 100質量部に対して 30〜700質量部の範囲内で使用することが好 ましい。
滴下重合法においては、重合溶媒を 2種以上使用する場合、滴下溶媒と仕込み溶 媒における重合溶媒の混合比は任意の割合で設定することができる。
[0155] 有機溶媒中に滴下する単量体溶液の単量体濃度は特に限定されないが、 5〜50 質量%の範囲内であることが好ましい。 なお、仕込み溶媒の量は特に限定されず、適宜決めればよい。通常は、共重合に 使用する単量体全量 100質量部に対して 30〜700質量部の範囲内で使用すること が好ましい。
[0156] 本発明のレジスト用重合体は、通常、重合開始剤の存在下で、前記式(1)で現され るナフタレン骨格を有する単量体の 1種以上を含む単量体組成物を重合して得られ る。重合開始剤は、熱により効率的にラジカルを発生するものが好ましい。このような 重合開始剤としては、例えば、 2,2'—ァゾビスイソブチ口-トリル(以下、 AIBNとも言 う。)、ジメチルー 2,2'—ァゾビスイソブチレート(以下、 DAIBとも言う。)、 2,2'—ァゾ ビス [2—(2 イミダゾリン 2 ィル)プロパン]等のァゾ化合物; 2,5 ジメチルー 2, 5 -ビス(tert -ブチルパーォキシ)へキサン、ジ(4 - tert -ブチルシクロへキシル) パーォキシジカーボネート等の有機過酸ィ匕物などが挙げられる。
[0157] また、 ArFエキシマレーザー(波長: 193nm)リソグラフィ一において使用されるレジ スト用重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透過率 (波長 193η mの光に対する透過率)をできるだけ低下させない点から、重合開始剤は、分子構造 中に芳香環を有しないものが好ましい。さらに、重合時の安全性等を考慮すると、重 合開始剤は、 10時間半減期温度が 60°C以上のものが好ましい。
重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、共重合体の収率を高くさせる点か ら、共重合に使用する単量体全量 100モル部に対して 0. 3モル部以上が好ましぐ 1 モル部以上がより好ましぐ共重合体の分子量分布を狭くさせる点から、共重合に使 用する単量体全量 100モル部に対して 30モル部以下が好まし 、。
[0158] 本発明のレジスト用重合体を製造する際には、レジスト組成物の保存安定性を妨げ ない範囲で連鎖移動剤(以下、連鎖移動剤という)を使用してもよい。このような連鎖 移動剤としては、例えば、 1 ブタンチオール、 2—ブタンチオール、 1 オクタンチ オール、 1 デカンチオール、 1ーテトラデカンチオール、シクロへキサンチオール、 2—メチルー 1 プロパンチオール、 2—ヒドロキシェチルメルカプタンなどが挙げら れる。
ArFエキシマレーザー(波長: 193nm)リソグラフィーにお!/、て使用されるレジスト用 重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透過率 (波長 193nmの光 に対する透過率)をできるだけ低下させない点から、連鎖移動剤は、芳香環を有しな いものが好ましい。
[0159] 溶液重合によって製造された重合体溶液は、必要に応じて、 1, 4 ジォキサン、ァ セトン、 THF、 MEK、 MIBK, y—ブチ口ラタトン、 PGMEA、 PGME等の良溶媒で 適当な溶液粘度に希釈した後、メタノール、水、へキサン、ヘプタン等の多量の貧溶 媒中に滴下して重合体を析出させる。この工程は一般に再沈殿と呼ばれ、重合溶液 中に残存する未反応の単量体や重合開始剤等を取り除くために非常に有効である。 これらの未反応物は、そのまま残存して 、るとレジスト性能に悪影響を及ぼす可能性 があるので、できるだけ取り除くことが好ましい。再沈殿工程は、場合により不要となる こともある。その後、その析出物を濾別し、十分に乾燥して本発明の重合体を得る。 また、濾別した後、乾燥せずに湿粉のまま使用することもできる。
また、製造された重合体溶液はそのまま、または適当な溶媒で希釈してレジスト組 成物として使うこともできる。その際、保存安定剤などの添加剤を適宜添加してもよい
[0160] 次に、本発明のレジスト組成物について説明する。
本発明のレジスト組成物は、本発明のレジスト用重合体を溶媒に溶解したものであ る。また、本発明の化学増幅型レジスト組成物は、本発明のレジスト用重合体および 光酸発生剤を溶媒に溶解したものである。本発明のレジスト用重合体は、 1種を用い ても、 2種以上を併用してもよい。なお、溶液重合等によって得られた重合体溶液か ら重合体を分離することなぐこの重合体溶液をそのままレジスト組成物に使用し、ま たは、この重合体溶液を適当な溶媒で希釈して、または濃縮してレジスト組成物に使 用することちでさる。
[0161] 溶媒としては、例えば、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン、 2 ペンタノン
、 2—へキサノン等の直鎖もしくは分岐鎖ケトン類;シクロペンタノン、シクロへキサノン 等の環状ケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレング リコールモノェチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルァセテ ート類;エチレングリコーノレモノメチノレエーテノレアセテート、エチレングリコーノレモノェ チルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類; プロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、プロピレングリコーノレモノェチノレエーテノレ 等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルェ 一テル、エチレングリコールモノェチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキル エーテル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチ ルエーテル等のジエチレングリコールアルキルエーテル類;酢酸ェチル、乳酸ェチ ル等のエステル類; n—プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、 n—ブチルァ ルコール、シクロへキサノール、 1ーォクタノール等のアルコール類; 1,4ージォキサ ン、炭酸エチレン、 Ύ—プチ口ラタトン等が挙げられる。これらの溶媒は、 1種を用い ても、 2種以上を併用してもよい。
[0162] 溶媒の含有量は、通常、レジスト用重合体 100質量部に対して、 200〜5000質量 部であり、 300〜2000質量部であることがより好ましい。
本発明のレジスト用重合体をィ匕学増幅型レジストに使用する場合は、光酸発生剤 を用いることが必要である。
本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有される光酸発生剤は、化学増幅型レジ スト組成物の酸発生剤として使用可能なものの中から任意に選択することができる。 光酸発生剤は、 1種を用いても、 2種以上を併用してもよい。
[0163] このような光酸発生剤としては、例えば、ォ-ゥム塩ィ匕合物、スルホンイミドィ匕合物、 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、ジァゾメタンィ匕 合物等が挙げられる。光酸発生剤としては、中でも、スルホ -ゥム塩、ョードニゥム塩 、ホスホ-ゥム塩、ジァゾ -ゥム塩、ピリジ-ゥム塩等のォ-ゥム塩ィ匕合物が好ましぐ 具体的には、トリフエ-ルスルホ -ゥムトリフレート、トリフエ-ルスルホ-ゥムへキサフ ルォロアンチモネート、トリフエ-ルスルホ -ゥムナフタレンスルホネート、 (ヒドロキシフ ェ-ノレ)ベンジノレメチノレスノレホ -ゥムトノレエンスノレホネート、ジフエ-ノレョード -ゥムトリ フレート、ジフエ-ルョードニゥムピレンスルホネート、ジフエ-ルョードニゥムドデシル ベンゼンスノレホネート、ジフエ-ルョード-ゥムへキサフノレオ口アンチモネート、 ρ—メ チルフエ-ルジフエ-ルスルホ-ゥムノナフルォロブタンスルホネート、トリ(tert—ブ チルフエ-ル)スルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート等が挙げられる。
[0164] 光酸発生剤の含有量は、選択された光酸発生剤の種類により適宜決められるが、 通常、レジスト用重合体 100質量部に対して 0. 1質量部以上であり、 0. 5質量部以 上であることがより好ましい。光酸発生剤の含有量をこの範囲にすることにより、露光 により発生した酸の触媒作用による化学反応を十分に生起させることができる。また、 光酸発生剤の含有量は、通常、レジスト用重合体 100質量部に対して 20質量部以 下であり、 10質量部以下であることがより好ましい。光酸発生剤の含有量をこの範囲 にすることにより、レジスト組成物の安定性が向上し、組成物を塗布する際の塗布む らゃ現像時のスカム等の発生が十分に少なくなる。
[0165] さらに、本発明の化学増幅型レジスト組成物には、含窒素化合物を配合することも できる。含窒素化合物を含有させることにより、レジストパターン形状、引き置き経時 安定性などがさらに向上する。つまり、レジストパターンの断面形状が矩形により近く なり、また、レジスト膜を露光し、露光後ベータ (PEB)して、次の現像処理までの間に 数時間放置されることが半導体の量産ラインではあるが、そのような放置 (経時)した ときにレジストパターンの断面形状の劣化の発生がより抑制される。
[0166] 含窒素化合物は、公知のものいずれも使用可能である力 ァミンが好ましく、中でも 、第 2級低級脂肪族ァミン、第 3級低級脂肪族ァミンがより好ましい。
ここで「低級脂肪族ァミン」とは、炭素数 5以下のアルキルまたはアルキルアルコー ルのァミンのことをいう。
第 2級低級脂肪族ァミン、第 3級低級脂肪族ァミンとしては、例えば、トリメチルアミ ン、ジェチルァミン、トリェチルァミン、ジー n—プロピルァミン、トリー n—プロピルアミ ン、トリペンチルァミン、ジエタノールァミン、トリエタノールァミンなどが挙げられる。含 窒素化合物としては、中でも、トリエタノールァミンなどの第 3級アルカノールァミンが より好まし 、。
[0167] 含窒素化合物は、 1種を用いても、 2種以上を併用してもよい。
含窒素化合物の含有量は、選択された含窒素化合物の種類などにより適宜決めら れるが、通常、レジスト用重合体 100質量部に対して 0. 01質量部以上であることが 好ましい。含窒素化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターン形状 をより矩形にすることができる。また、含窒素化合物の含有量は、通常、レジスト用重 合体 100質量部に対して 2質量部以下であることが好ましい。含窒素化合物の含有 量をこの範囲にすることにより、感度の劣化を小さくすることができる。
[0168] また、本発明の化学増幅型レジスト組成物には、有機カルボン酸、リンのォキソ酸、 または、その誘導体を配合することもできる。これらの化合物を含有させることにより、 含窒素化合物の配合による感度劣化を防止することができ、また、レジストパターン 形状、引き置き経時安定性などがさらに向上する。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クェン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香 酸、サリチル酸などが好ましい。
[0169] リンのォキソ酸、または、その誘導体としては、例えば、リン酸、リン酸ジー n—ブチ ルエステル、リン酸ジフエ-ルエステル等のリン酸およびそれらのエステルのような誘 導体;ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジー n—ブチルエステル 、フエ二ノレホスホン酸、ホスホン酸ジフエ-ノレエステノレ、ホスホン酸ジベンジノレエステ ル等のホスホン酸およびそれらのエステルのような誘導体;ホスフィン酸、フエ-ルホ スフイン酸等のホスフィン酸およびそれらのエステルのような誘導体などが挙げられ、 中でも、ホスホン酸が好ましい。
これらの化合物(有機カルボン酸、リンのォキソ酸、または、その誘導体)は、 1種を 用いても、 2種以上を併用してもよい。
[0170] これらの化合物(有機カルボン酸、リンのォキソ酸、または、その誘導体)の含有量 は、選択されたィ匕合物の種類などにより適宜決められるが、通常、レジスト用重合体 1 00質量部に対して 0. 01質量部以上であることが好ましい。これらの化合物の含有 量をこの範囲にすることにより、レジストパターン形状をより矩形にすることができる。 また、これらの化合物(有機カルボン酸、リンのォキソ酸、または、その誘導体)の含 有量は、通常、レジスト用重合体 100質量部に対して 5質量部以下であることが好ま しい。これらの化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターンの膜減り を/ J、さくすることができる。
なお、含窒素化合物と有機カルボン酸、リンのォキソ酸、または、その誘導体との両 方を本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有させることもできるし、いずれか片方 のみを含有させることちできる。
[0171] さらに、本発明のレジスト組成物には、必要に応じて、界面活性剤、その他のクェン チヤ一、増感剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤等の各種添加剤を配合 することもできる。これらの添加剤は、当該分野で公知のものであればいずれも使用 可能である。また、これらの添加剤の配合量は特に限定されず、適宜決めればよい。 本発明のレジスト用重合体は、金属エッチング用、フォトフアプリケーション用、製版 用、ホログラム用、カラーフィルター用、位相差フィルム用等のレジスト組成物として使 用してちょい。
[0172] 次に、本発明のパターンが形成された基板の製造方法の一例について説明する。
最初に、パターンを形成するシリコンウェハー等の被加工基板の表面に、本発明の レジスト組成物をスピンコート等により塗布する。そして、このレジスト組成物が塗布さ れた被加工基板は、ベーキング処理 (プリベータ)等で乾燥し、基板上にレジスト膜を 製造する。
[0173] 次 、で、このようにして得られたレジスト膜に、フォトマスクを介して、光を照射する( 露光)。露光に用いる光は、 KrFエキシマレーザー、 ArFエキシマレーザー、 Fェキ
2 シマレーザー、または EUVエキシマレーザーであることが好ましぐ特に ArFエキシ マレーザーであることが好ましい。また、電子線で露光することも好ましい。 一方で、該レジスト膜と露光装置の最終レンズとの間に、純水やパーフルオロー 2 ーブチルテトラヒドロフランやパーフルォロトリアルキルァミンなどの高屈折率液体を 介在させた状態で露光する液浸露光を行ってもょ ヽ。
[0174] 露光後、適宜熱処理 (露光後ベータ、 PEB)し、基板をアルカリ現像液に浸漬し、露 光部分を現像液に溶解除去する(現像)。アルカリ現像液は公知のもの ヽずれを用 いてもよい。そして、現像後、基板を純水等で適宜リンス処理する。このようにして被 加工基板上にレジストパターンが製造される。
そして、レジストパターンが製造された被加工基板は、適宜熱処理 (ポストベータ)し てレジストを強化し、レジストのない部分を選択的にエッチングする。エッチングを行 つた後、レジストを剥離剤によって除去することによって、パターンが形成された基板 が得られる。
[0175] 最後に、本発明の重合性モノマーの製造方法について説明する。本発明の式(1
6)で表される重合性モノマーの製造方法を式 (8— 1)、式 (8— 4)、式 (8— 33)、 および式 (8— 76)を例にとって説明する。また、特に本発明の式(1— 9)で表される 重合性モノマーの製造方法を式 (8— 4)および式 (8— 33)を例にとって、説明する。 まず最初に、本発明の式( 1 6)で表される重合性モノマーの製造方法を式 (8 1 )を例にとって説明する。式 (8— 1)に示す重合性モノマーは、 2, 6 ジヒドロキシナ フタレン(下記式(9 1) )の一方のアルコールを (メタ)アタリロイルォキシでエステル ィ匕すること〖こよって得られる。
[化 57]
Figure imgf000093_0001
(R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。 )
[0176] エステルイ匕の方法は、特に限定されないが、酸触媒または塩基の存在下、 2, 6- ジヒドロキシナフタレンに対し、無水 (メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸クロリドを 反応させる方法が例示できる。
酸触媒としては、特に制限されないが、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、トシル酸、酢 酸等の酸や、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウム、イツテリビゥム等の原子を含むル イス酸等が例示できる。酸触媒の使用量としては、特に制限されないが、 2, 6 ジヒ ドロキシナフタレン 100モル部に対して 0. 1〜10モル部の範囲が好ましい。酸触媒 の使用量が 0. 1モル部以上の場合に反応速度をあげることができる傾向にあり、また 10モル部以下の場合に副生成物の生成を抑制することができる傾向にある。酸触媒 の使用量の下限値は 0. 5モル部以上であることがより好ましぐまた上限値は 3モル 部以下であることがより好ま 、。
[0177] また、塩基としては、特に制限されないが、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕 カリウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム等のアルカリ金属を含 む塩基や、トリェチルァミン、ピリジン、ジメチルァミノピリジンなどの有機塩基が上げ られる。塩基の使用量は、特に制限されないが、 2, 6 ジヒドロキシナフタレン 100モ ル部に対して 0. 5〜 10モル部の範囲が好ましい。塩基の使用量の下限値は、副生 成物の点から 1〜8モル部の範囲がより好ましい。
[0178] 無水 (メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸クロリドの使用量としては、特に制限さ れないが、 2, 6 ジヒドロキシナフタレン 100モル部に対して 50〜500モル部の範囲 が好まし!/、。無水 (メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸クロリドの使用量が 50モル 部以上の場合に、式 (8— 1)の重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にあ る。また、無水 (メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸クロリドの量が使用 500モル部 以下の場合に、副生成物であるジメタタリレート体の生成を抑制できる傾向にある。無 水 (メタ)アクリル酸または (メタ)アクリル酸クロリドの使用量は、 95〜150モル部の範 囲が特に好ましい。
[0179] 反応温度は、特に制限されないが、— 20°C〜100°Cの範囲が好ましい。反応温度 が 20°C以上の場合に重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にある。また 、反応温度が 100°C以下の場合副生成物であるジメタタリレート体の生成を抑制でき る傾向にある。反応温度は 0〜60°Cの範囲が特に好ま 、。
また、この反応は溶媒を用いて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロ口ホル ム、ベンゼン等が例示できる。 2, 6 ジヒドロキシナフタレンの溶解性の点で、トルェ ン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリルが さらに好ましい。
[0180] また、式 (8— 1)に示す重合性モノマーは、上記の方法以外にも、別の方法でも製 造することができる。例えば、下記式(9— 2)の 2 ブロモー 6—t—ブトキシカルボ- ルォキシナフタレン、または下記式(9— 3)の 2 クロ口一 6— t ブトキシカルボニル ォキシナフタレンと (メタ)アクリル酸金属塩とを層間触媒の存在下でエステル化反応 させ、下記式(10— 1)の 2— (メタ)アタリロイルォキシ— 6— t—ブトキシカルボ-ルォ キシナフタレンを得る。得られた 2— (メタ)アタリロイルォキシ— 6— t—ブトキシカルボ -ルォキシナフタレンに酸を作用させること (脱保護反応)で t—ブトキシカルボ-ル ォキシ基が脱保護され、式 (8— 1)に示す重合性モノマーを得ることができる。
[0181] [化 58]
Figure imgf000095_0001
(8 - 1 )
(R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。 )
[0182] エステルイ匕反応に使用する (メタ)アクリル酸金属塩としては、特に制限されないが、
(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウムが入手しやすさと!/、う面で好まし い。(メタ)アクリル酸金属塩の使用量は、特に制限されないが、式(9 2)の 2 ブロ モー 6 t ブトキシカルボ-ルォキシナフタレン、または式(9 3)の 2 クロロー 6 —t ブトキシカルボ-ルォキシナフタレン 100モル部に対して、 80〜500モル部の 範囲が好ましい。(メタ)アクリル酸金属塩の使用量が 80モル部以上の場合に、式 (8 —1)の重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にある。また、(メタ)アクリル 酸金属塩の使用量が 500モル部以下の場合に副生成物を抑制できる傾向にある。 ( メタ)アクリル酸金属塩の使用量の下限値は、 100モル部以上がより好ましぐ 120モ ル部以上が特に好ましい。また、(メタ)アクリル酸金属塩の使用量の上限値は、 300 モル部以下がより好ましぐ 250モル部以下が特に好ましい。
[0183] 層間触媒は、特に制限されないが、例えば、テトラメチルアンモ -ゥムブロマイド、テ トラメチルアンモ -ゥムクロライド、テトラエチルアンモ -ゥムブロマイド、テトラエチルァ ンモ -ゥムクロライド、トリ n—ォクチルメチルアンモ -ゥムブロマイド、トリ n—ォクチル メチルアンモ -ゥムクロライド、トリェチルベンジルアンモ-ゥムブロマイド、トリェチル ベンジルアンモ -ゥムクロライド、テトラ n—ブチルアンモ -ゥムブロマイド、テトラ n— ブチルアンモ -ゥムクロライドなどの第 4級アンモ-ゥム塩;テトラェチルホスホ-ゥム ブロマイド、テトラ n—ブチルホスホ-ゥムブロマイド、テトラフエ-ルホスホ-ゥムブロ マイド、トリフエ-ノレベンジノレホスホ -ゥムブロマイド、トリフエ-ノレメチノレホスホ -ゥム ブロマイド、テトラエチルホスホ-ゥムクロライド、テトラ n—ブチルホスホ-ゥムクロライ ド、テトラフエ二ノレホスホニゥムクロライド、トリフエ二ノレべンジノレホスホニゥムクロライド、 トリフエ-ルメチルホスホ-ゥムクロライドなどの第 4級ホスホ-ゥム塩; 18 クラウン 6 エーテル、ジベンゾ 18 クラウンー6 エーテル、ジベンゾ 24 クラウンー8 エーテル、ジシクロへキサノ 18 クラウン 6 エーテルなどのクラウンエーテル などが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは 2種以上を混合して用いることがで きる。
[0184] 層間触媒の使用量は、特に制限されないが、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩 1モ ル部に対して、 0. 00001〜1モル部の範囲が好ましい。層間触媒の使用量が 0. 00 001モル部以上の場合に、収率が向上する傾向にある。また、層間触媒の使用量が 1モル部以下の場合に副生成物の生成が抑制される傾向にある。層間触媒の使用 量 ίま、 0. 0005〜0. 05モノレ咅の範囲力より好まし!/ヽ。
このエステル化反応の反応温度は、特に制限されないが、—20°C〜100°Cの範囲 が好まし!/、。反応温度が 20°C以上の場合に重合性モノマーを収率良く得ることが できる傾向にあり、また反応温度が 100°C以下の場合に副生成物であるジメタクリレ ート体の生成を抑制できる傾向にある。反応温度は、 0〜50°Cの範囲が特に好まし い。 [0185] また、この反応は溶媒を用いて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロ口ホル ム、ベンゼン等を用いることができる。 2, 6 ジヒドロキシナフタレンの溶解性の点で、 トルエン、テトラヒドロフランが特に好ましい。
脱保護反応に使用できる酸は、特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、メタンス ルホン酸、ピリジ-ゥム Pトルエンスルホン酸、トリフルォロメタンスルホン酸、カンファ ースルホン酸、酢酸、イオン交換榭脂等を例示することができる。これらの中では、収 率向上の点で、塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸が好まし い。
[0186] 脱保護反応に使用する酸の量は、特に限定されないが、 2- (メタ)アタリロイルォキ シ— 6— t—ブトキシカルボ-ルォキシナフタレン 1モル部に対し、 0. 001〜: LOモル 部の範囲が好ましい。酸の使用量が 0. 001モル部以上の場合に、反応時間が短く なる傾向にあり、 10モル部以下の場合に、副生成物の生成が抑制できる傾向にある 。酸の使用量は、 0. 01〜2モル部の範囲が特に好ましい。
脱保護反応の反応温度は、特に限定されないが、— 20〜100°Cの範囲が好ましい 。反応温度が 20°C以上の場合に反応時間が短縮できる傾向にあり、 100°C以下 の場合に副生成物の生成が抑制できる傾向にある。反応温度は、 0〜70°Cの範囲 が特に好ましい。
[0187] 次に、本発明の式(1 9)で表される重合性モノマーの製造方法について説明す る。式(1— 9)で表される重合性モノマーは、前記式(1— 11)で表される化合物と前 記式(1— 12)で表される化合物とを反応させることによって、製造することができる。 式(1 9)で表される重合性モノマーとして、式 (8— 4)に示す重合性モノマーを例 にとつて、その製造法について説明する。式 (8— 4)に示す重合性モノマーは、下記 式(9—4)の 2 ヒドロキシ一 6 ヒドロキシメチルナフタレンの、ヒドロキシメチル基の アルコールを (メタ)アタリロイルォキシにエステル化することによって得られる。
[化 59]
Figure imgf000098_0001
(R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。 )
[0188] エステルイ匕の方法は、特に限定されな!ヽが、酸、ルイス酸触媒または塩基の存在下 、 2 ヒドロキシ一 6 ヒドロキシメチルナフタレンに対して、(メタ)アクリル酸、無水 (メ タ)アクリル酸、または (メタ)アクリル酸クロリドを反応させる方法が例示できる。
[0189] (メタ)アクリル酸を用いる場合には、酸触媒を用いることが好ましい。酸触媒として は、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、トシル酸、酢酸、また、ハフニウム、ジルコニウム、 イットリウム、イツテリビゥム等の原子を含むルイス酸等が例示できる。酸触媒の使用 量としては、特に制限されないが、 2 ヒドロキシー6 ヒドロキシメチルナフタレン 10 0モル部に対して、 0. 1〜 10モル部の範囲が好ましい。酸触媒の使用量が 0. 1モル 部以上の場合に反応速度をあげることができる傾向にあり、また 10モル部以下の場 合に副生成物の生成を抑制することができる傾向にある。酸触媒の使用量の下限値 は 0. 5モル部以上であることがより好ましぐまた上限値は 3モル部以下であることが より好まし 、。
[0190] また、無水 (メタ)アクリル酸を用いる場合には、塩基を用いることが好ま U、。塩基と しては、特に制限されないが、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウム、(メタ )アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム等のアルカリ金属を含む塩基や、トリ ェチルァミン、ピリジン、ジメチルァミノピリジンなどの有機塩基が上げられる。この場 合の塩基の使用量は、特に制限されないが、 2 ヒドロキシ 6 ヒドロキシメチルナ フタレン 100モル部に対して 0. 5〜10モル部の範囲が好ましい。塩基の使用量の下 限値は、副生成物の点から 1〜8モル部の範囲がより好ましい。
[0191] (メタ)アクリル酸、無水 (メタ)アクリル酸の使用量は、特に制限されないが、 2 ヒド 口キシ— 6—ヒドロキシメチルナフタレン 100モル部に対して 50〜500モル部の範囲 が好ましい。(メタ)アクリル酸、無水 (メタ)アクリル酸の使用量が 50モル部以上の場 合に、式 (8— 4)の重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にある。また、こ の使用量が 500モル部以下の場合に、副生成物であるジメタタリレート体の生成を抑 制できる。この使用量は、 95〜 150モル部の範囲が特に好ましい。
[0192] 反応温度は、特に制限されないが、 0°C〜50°Cの範囲が好ましい。反応温度が 0 °C以上である場合に、重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向がある。また 反応温度が 50°C以下である場合に反応選択率良く(メタ)アクリル化反応が進行する 傾向がある。反応温度の下限値は 10°C以上がより好ましぐ 40°C以下がより好ましい また、この反応は溶媒をもちいて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロ口ホル ム、ベンゼン等が例示できる。 2—ヒドロキシ一 6—ヒドロキシメチルナフタレンの溶解 性の点でトルエン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、 ァセトニトリルがさらに好ましい。
[0193] (メタ)アクリル酸クロリドの使用量は、特に制限されないが、 2—ヒドロキシー 6—ヒド ロキシメチルナフタレン 100モル部に対して 50〜500モル部の範囲が好ましい。(メ タ)アクリル酸クロリドの使用量が 50モル部以上の場合に、式 (8— 4)の重合性モノマ 一を収率良く得ることができる傾向にある。また、(メタ)アクリル酸クロリドの使用量が 5 00モル部以下の場合に、ジメタタリレート体の生成を抑制できる傾向にある。(メタ)ァ クリル酸クロリドの使用量は 95〜 150モル部である。
[0194] (メタ)アクリル酸クロリドを用いる場合には、塩基を用いることが好ましい。塩基とし ては、特に制限されないが、トリェチルァミン、ピリジン、ジメチルァミノピリジンなどの 有機塩基が挙げられる。この場合の塩基の使用量は、特に制限されないが、(メタ)ァ クリル酸クロリド 100モル部に対して、 75〜300モル部の範囲が好ましい。塩基の使 用量が、 75モル部以上の場合に、収率向上、反応速度を向上させることができる傾 向にある。また、塩基の使用量が 300モル部以下の場合に、精製後の不純物を少な くすることができる傾向にある。塩基の使用量は、 100〜150部が特に好ましい。 [0195] 反応温度は、特に制限されないが、塩基を用いた場合には 0°C〜50°Cの範囲が好 ましい。反応温度が 0°C以上の場合に、重合性モノマーを収率良く得ることができる 傾向にある。また、反応温度が 50°C以下の場合に、副生成物であるジメタタリレート 体の生成を抑制できる傾向にある。
また、この反応は溶媒をもちいて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロ口ホル ム、ベンゼン等が例示できる。 2, 6 ジヒドロキシナフタレンの溶解性の点でトルエン 、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリルがさ らに好ましい。
[0196] また、式(1 9)で表される重合性モノマーとして、式 (8— 33)に示す重合性モノマ 一を例にとって、その製造法について説明する。式 (8— 33)に示す重合性モノマー は、下記式(9 5)の 2 t—ブトキシカルボ-ルォキシ 6 ヒドロキシメチルナフタ レンの、ヒドロキシメチル基のアルコールを (メタ)アタリロイルォキシにエステル化する こと〖こよって得られる。
[化 60]
Figure imgf000100_0001
(R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。 )
エステルイ匕の方法は、特に限定されないが、塩基の存在下、 2— t ブトキシカルボ -ルォキシー6—ヒドロキシメチルナフタレンに対して、無水 (メタ)アクリル酸または (メ タ)アクリル酸クロリドを反応させる方法が例示できる。
塩基としては、特に制限されないが、無水 (メタ)アクリル酸を用いる場合には、炭酸 カリウム、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カリウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アタリ ル酸カリウム等のアルカリ金属を含む塩基や、トリェチルァミン、ピリジン、ジメチルァ ミノピリジンなどの有機塩基を用いることができる。無水 (メタ)アクリル酸を用いる場合 の塩基の使用量は、特に制限されないが、 2 t ブトキシカルボニルォキシー 6 ヒ ドロキシメチルナフタレン 100モル部に対して 100〜200モル部の範囲が好ましい。 塩基の使用量は、収率、副生成物の点から 105〜 150モル部の範囲がより好ましい
[0198] 無水 (メタ)アクリル酸の使用量は、特に制限されないが、 2—t—ブトキシカルボ- ルォキシ— 6 ヒドロキシメチルナフタレン 100モル部に対して 50〜500モル部の範 囲が好ましい。無水 (メタ)アクリル酸の使用量が 50モル部以上の場合に、式(8— 33 )の重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にある。また、この使用量が 500 モル部以下の場合に、副生成物であるジメタタリレート体の生成を抑制できる。この使 用量は、 95〜 150モル部の範囲が特に好ましい。
[0199] 反応温度は、特に制限されないが、 0°C〜50°Cの範囲が好ましい。反応温度が 0 °C以上である場合に原料変換率の点で好ましぐ重合性モノマーを収率良く得ること ができる傾向がある。また反応温度が 50°C以下である場合に反応選択率良く(メタ) アクリル化反応が進行する傾向がある。反応温度の下限値は 10°C以上がより好まし ぐ 40°C以下がより好ましい。
また、この反応は溶媒をもちいて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロ口ホル ム、ベンゼン等が例示できる。 2 ヒドロキシ一 6 ヒドロキシメチルナフタレンの溶解 性の点でトルエン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、 ァセトニトリルがさらに好ましい。
[0200] (メタ)アクリル酸クロリドを用いる場合の塩基としては、特に制限されないが、トリエ チルァミン、ピリジン、ジメチルァミノピリジンなどの有機塩基を用いることができる。(メ タ)アクリル酸クロリドを用いる場合の塩基の使用量は、特に制限されないが、(メタ) アクリル酸クロリド 100モル部に対して、 75〜300モル部の範囲が好ましい。塩基の 使用量が、 75モル部以上の場合に、収率向上、反応速度を向上させることができる 傾向にある。また、塩基の使用量が 300モル部以下の場合に、精製後の不純物を少 なくすることができる傾向にある。塩基の使用量は、 100〜150部が特に好ましい。 以上、式 (8— 4)と式 (8— 33)を例にとって、式(1 11)で表される化合物と式(1 12)で表される化合物とを反応させて式( 1 9)で表される重合性モノマーを製造 する方法を説明した力 この製造方法において、式(1— 12)中の Zはハロゲン原子ま たは一 O— C ( = 0) C (CH )R1Qであること力 好ましい。また、この場合には、塩基を
2
触媒として用い、塩基性条件下で反応を行うことが好ましい。さらに、 Zとしては、 -0 — C ( = 0) C (CH )R1Qであることが、収率、副生成物の点から、特に好ましい。
2
[0201] 最後に、本発明の式(1 6)で表される重合性モノマーについて、式 (8— 76)に示 す重合性モノマーを例にとって、その製造法について説明する。式 (8— 76)に示す 重合性モノマーは、例えば、式(9 2)の 2 ブロモー 6 t ブトキシカルボ-ルォ キシナフタレン、または式(9 3)の 2 クロ口 6 t—ブトキシカルボニルォキシナ フタレンと、下記式(11— 1)のナトリウム (メタ)アクリル酸ェチルォキシド、または下記 式(11— 2)のカリウム (メタ)アクリル酸ェチルォキシドとを反応させることによって得る ことができる。
[0202] [化 61]
Figure imgf000103_0001
(8-76)
(R1Qは、水素原子またはメチル基を表す。 )
[0203] ナトリウム (メタ)アクリル酸ェチルォキシドまたはカリウム (メタ)アクリル酸ェチルォキ シドの使用量は、特に制限されないが、式(9 2)の 2 ブロモー 6 t ブトキシカ ルボニルォキシナフタレン、または式 (9-3)の 2 クロ口 6 t—ブトキシカルボ二 ルォキシナフタレン 100モル部に対して、 70〜500モル部の範囲力 子ましい。この使 用量が 70モル部以上の場合に、式 (8— 5)の重合性モノマーを収率良く得ることが できる傾向にある。また、この使用量が 500モル部以下の場合に、副生成物生成を 抑制できる傾向にある。この使用量は、 100〜200モル部の範囲が特に好ましい。
[0204] 反応温度は、特に制限されな!、が、 - 20°C〜100°Cの範囲が好まし 、。反応温度 が— 20°C以上の場合に、重合性モノマーを収率良く得ることができる傾向にある。ま た、反応温度が 100°C以下の場合に、副生成物であるジメタタリレート体の生成を抑 制できる傾向にある。反応温度は 0〜50°Cの範囲が特に好ましい。 また、この反応は、溶媒をもちいて反応させてもよぐトルエン、テトラヒドロフラン、ジ メチルホルムアミド、ジメチルスルホォキシド、ァセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホ ルム、ベンゼン等が例示できる。式(9— 2)の 2 ブロモー 6—t—ブトキシカルボ-ル ォキシナフタレン、または式(9 3)の 2 クロロー 6 t ブトキシカルボ-ルォキシ ナフタレンの溶解性の点でトルエン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチ ルスルホォキシド、ァセトニトリルがさらに好ましい。
実施例
[0205] 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 Jを示す。
また、以下のようにして、レジスト用重合体の共重合性、レジスト用重合体およびレ ジスト組成物を評価した。
[0206] 1.レジスト用重合体の共重合性評価
<重合時間に対する各構成単位の含有量 >
レジスト用重合体の共重合性評価は、各々の重合時間における仕込み単量体量に 対する重合溶液中に存在する未反応単量体量を、それぞれの単量体につ!、て求め 、単量体ごとの消費割合を比較した。
重合溶液中に残存する単量体量は次の方法で求めた。まず、各々の重合時間に おいて、重合反応器から 0. 5g採取した重合溶液をァ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. 2 mのメンブレンフィルターで濾 過し、東ソー製高速液体クロマトグラフ HPLC— 8020 (製品名)を用いて、それぞれ の未反応単量体量を求めた。
[0207] この測定は、分離カラムはジーエルサイエンス製 Inertsil 003— 2 (商品名)を1 本使用し、移動相は水 Zァセトニトリルのグラジェント系、流量 0. 8mLZmin、検出 器は東ソー製紫外,可視吸光光度計 UV— 8020 (商品名)、検出波長 220nm、測 定温度 40°C、注入量 4 μ L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 5 μ m、カラム内径 4. 6mm Xカラム長さ 450mmのもの を使用した。また、移動相のグラジェント条件は、 A液を水、 B液をァセトニトリルとし、 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。
[0208] 測定時間 0〜3分: A液 ZB液 =90体積0 /oZlO体積0 /0
測定時間 3〜24分: A液 ZB液 =90体積%Z10体積%→50体積%Z50体積0 /0 測定時間 24〜36. 5分: A液 ZB液 = 50体積%Z50体積%→0体積%Z 100体 積0 /0
測定時間 36. 5〜44分: A液 ,Β液 = 0体積%, 100体積%
それぞれの単量体について、各重合時間における消費割合が一致するほど共重 合性がよいと言える。一方で、単量体の消費割合が、単量体の種類によって大きく異 なる場合は、偏った共重合組成比の重合体が生成していると言え、共重合性が悪い と言える。
[0209] 2. レジスト用重合体の評価
<各構成単位の含有量 >
レジスト用重合体の各構成単位の含有量は、 iH—NMR測定で求めることができる 場合には1 H— NMR測定により求め、プロトンピークの重なり等により 1H— NMR測 定で求めることができない場合には、13 C— NMR測定により求めた。
[0210] NMRの測定は、日本電子(株)製、 JNM— GX270型 FT— NMR (商品名) を用いて、約 5質量%のレジスト用重合体試料の溶液 (重水素化クロ口ホルム溶液ま たは重水素化ジメチルスルホキシド溶液)を直径 5mm φの試験管に入れ、観測周波 数 270MHz、シングルパルスモードにて、 64回の積算で行った。なお、測定温度は 、重水素化クロ口ホルムを溶媒とした場合は 40°C、重水素化ジメチルスルホキシドを 溶媒とした場合は 60°Cで行った。
13C— NMR測定の場合は、ノ リアンテクノロジーズ社製、 UNITY— INOVA型 FT NMR (商品名)を用いて、約 20質量%のレジスト用重合体試料の重水素化ジメチ ルスルホキシドの溶液を直径 5mm φの試験管に入れ、測定温度 60°C、観測周波数 125MHz,核オーバーハウザー効果 (NOE)が除去されたプロトン完全デカップリン グ法にて、 50000回の積算を行う。
[0211] <質量平均分子量 > 約 20mgのレジスト用重合体を 5mLの THFに溶解し、 0. 5 mメンブレンフィルタ 一で濾過して試料溶液を調製し、この試料溶液を東ソー製ゲル ·パーミエーシヨン'ク 口マトグラフィー (GPC)を用いて測定した。この測定は、分離カラムは昭和電工製、 S hodex GPC K—805L (商品名)を 3本直列にしたものを用い、溶媒は THF、流 量 1. OmL/min,検出器は示差屈折計、測定温度 40°C、注入量 0. ImLで、標準 ポリマーとしてポリスチレンを使用して測定した。
[0212] <光線透過率 >
製造したレジスト用重合体 5部と、溶媒である PGMEA45部とを混合して均一溶液 とした後、孔径 0.: L mのメンブレンフィルターで濾過し、重合体組成物溶液を調製 した。
調製した重合体組成物溶液を石英ウェハー上にスピンコートし、ホットプレートを用 いて 120°C、 60秒間プリベータを行い、膜厚 1 μ mのレジスト膜を製造した。
石英ウェハー上に製造された重合体薄膜を試料側に、未処理の石英ウェハーを 参照側にそれぞれ設置し、島津製作所製紫外 ·可視吸光光度計 UV— 3100 (商品 名)を用いて、波長範囲を 192〜194nm、スキャンスピードを中速、サンプリングピッ チを自動、スリット幅を 2. 0にそれぞれ設定して測定を行い、 193nmにおける光線透 過率を求めた。
[0213] 3. レジスト組成物の評価
製造した重合体を用い、以下のようにしてレジスト組成物を調製して、その性能を評 価し 7こ。
<レジスト組成物の調製 >
製造したレジスト用重合体 100部と、光酸発生剤であるトリフエニルスルホ -ゥムトリ フレート 2部と、溶媒である PGMEA720部および乳酸ェチル 180部を混合して均一 溶液とした後、孔径 0.: L mのメンブレンフィルターで濾過し、レジスト組成物溶液を 調製した。
[0214] <感度 >
調製したレジスト組成物溶液をシリコンウェハー上にスピンコートし、ホットプレートを 用いて 120°C、 60秒間プリベータを行い、膜厚 0. 3 mのレジスト膜を製造した。次 いで、ニコン製 ArFエキシマレーザー露光機 SP— 193 (製品名)を使用して、露光量 を l〜50mjZcm2の間で 18点変化させて露光した後、ホットプレートを用いて 110°C 、 60秒間露光後ベータを行った。
、 、で、リソテックジャパン製現像速度アナライザー RDA— 790EB (製品名)を用 いて、 23. 5°Cに保たれた 2. 38質量0 /0水酸ィ匕テトラメチルアンモ -ゥム水溶液へ、 露光された上記ウェハーを投入し、 65秒間保持した。
上記測定にて得られたデータから、抜け始め露光量 (Eth) (mjZcm2)を感度とし た。
[0215] 4.重合性モノマーの評価
重合性モノマーの構造を1 H— NMR測定および IR測定によって評価した。 く1 H— NMR測定による構造評価〉
日本電子 (株)製、 JNM— GX270型 FT— NMR (商品名)を用いて、約 5質量%の 重合性モノマーの重水素化ジメチルスルホキシド溶液を直径 5mm φの試験管に入 れ、観測周波数 270MHz、シングルパルスモードにて、 16回の積算で行った。なお 、測定温度は 24°Cで行った。
<IR測定による構造評価 >
Thermo Nicolet製、 Nexus 470FT— IR (商品名)を用いて、 KBr法により測定 した。
[0216] 5.重合性モノマー合成時の原料変換率及び反応選択率の算出
それぞれの数値は反応液中の原料アルコール残量と重合性モノマー生成量から 算出した。なお両ィ匕合物の検出には高速液体クロマトグラフィー (HPLC)を用いた。 <HPLC分析条件 >
試料調製:反応液 1. 00gを 25mLナスフラスコに精秤しァセトニトリルで 25mLにメス アップして調製した。
カラム:イナ一トシル ODS— 3V(4. 6 X 250mm) GLサイエンス社製、カラムオーブ ン温度 40°C、
移動層:水 Zァセトニトリル (30Z70、容積比)、 検出: RI、
サンプル注入量: 10 レ
[0217] 2—t ブチロキシカルボ-ルォキシー6 ヒドロキシナフタレンの保持時間:約 5. 0 分、
メタクリル酸 6 t ブチロキシカルボ二ルォキシキシナフタレン 2 ィルメチルエス テルの保持時間:約 13. 3分、
原料変換率 (%) = [(原料アルコール残量) X 100]Z (原料アルコール仕込量)、 反応選択率 (%) = [(重合性モノマー生成収率 (%;) ) X 100]Z ( (原料変換率 (%)
) o
[0218] <実施例 1 >
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲 気下で、乳酸ェチルを 58. 2部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を 80°Cに上げた。 下記式(51)で表される aーメタクリロイルォキシー γ—プチ口ラタトン (以下、 GBL ΜΑと言う。) 27. 20部、
下記式(52)で表される 2—メタクリロイルォキシ 2—メチルァダマンタン(以下、 ΜΑ dMAと言う。) 26. 21部、
下記式(53)で表される単量体(以下、 BOCNMAと言う。) 16. 42部、
[0219] [化 62]
Figure imgf000108_0001
乳酸ェチル 104. 7部、およびジメチルー 2, 2,ーァゾビスイソブチレート(以下、 DAI Bと言う。) 2. 355部を混合した単量体溶液の入った滴下装置から、該単量体溶液を 一定速度で 4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、 80°Cの温度を 3時間保持し た。
[0220] 次いで、得られた反応溶液を 1. 6Lのメタノール Z水 =85容量%Z15容量%中に 攪拌しながら滴下し、淡黄色の析出物 (レジスト用重合体 Y—1)の沈殿を得た。得ら れた沈殿を濾別し、再度、前記反応溶液に対して 1. 6Lのメタノール Z水 = 90容量 %Z10容量%へ投入し、撹拌しながら沈殿の洗浄を行った。そして、洗浄後の沈殿 を濾別し、減圧下 60°Cで約 40時間乾燥した。得られたレジスト用重合体 Y—1の各 物性を測定した結果を表 5に示した。
また、重合開始後 1時間あるいは 1. 5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未 反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表 6に示 した。
[0221] <実施例 2>
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲 気下で、乳酸ェチルを 50. 8部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を 80°Cに上げた。
GBLMA25. 50部、 MAdMA24. 57部、
下記式(54)で表される単量体(以下、 HNMMAと言う。) 10. 89部、
[0222] [化 63]
Figure imgf000109_0001
乳酸ェチル 91. 4部、および DAIB2. 070部を混合した単量体溶液の入った滴下装 置から、該単量体溶液を一定速度で 4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、 80 °Cの温度を 3時間保持した。 [0223] 次いで、得られた反応溶液を 1. 4Lのメタノール中に攪拌しながら滴下し、淡黄色 の析出物(レジスト用重合体 Y— 2)の沈殿を得た。得られた沈殿を濾別し、再度、前 記反応溶液に対して 1. 4Lのメタノールへ投入し、撹拌しながら沈殿の洗浄を行った 。そして、洗浄後の沈殿を濾別し、減圧下 60°Cで約 40時間乾燥した。得られたレジ スト用重合体 Y— 2の各物性を測定した結果を表 5に示した。
また、重合開始後 1時間あるいは 1. 5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未 反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表 6に示 した。
[0224] <比較例 1 >
窒素導入口、攪拌機、コンデンサー、および温度計を備えたフラスコに、窒素雰囲 気下で、乳酸ェチルを 52. 9部入れ、攪拌しながら湯浴の温度を 80°Cに上げた。
GBLMAを 28. 05部、 MAdMAを 27. 03部、
下記式(55)で表される単量体(以下、 HVNと言う。 ) 8. 415部、
[化 64]
Figure imgf000110_0001
乳酸ェチルを 95. 2部、および DAIBを 2. 277部を混合した単量体溶液の入った滴 下装置から、一定速度で 4時間かけてフラスコ中へ滴下した。その後、 80°Cの温度を 3時間保持した。
[0225] 以降の操作は、実施例 2と同様の操作で、レジスト用重合体 B— 2を得た。得られた レジスト用重合体 B— 2の各物性を測定した結果を表 5に示した。
また、重合開始後 1時間あるいは 1. 5時間ごとに重合反応液をサンプリングし、未 反応単量体量を求めることで、各単量体の消費割合を求めた。その結果を表 7に示 した。 [0226] [表 5]
Figure imgf000111_0001
[0227] [表 6]
Figure imgf000111_0002
[0228] [表 7] 比較例
1
共 重 合 体 B -1
重合時間 (時間) 1 2 3 4 5.5 7 単量体 (b)の消費割合 (%) GBLMA 8 33 58 81 96 97 単量体 (C)の消費割合 (%) MAdMA 5 25 47 70 86 89 他の単量体の消費割合 (%) HVN 17 47 72 96 99 100
[0229] 本発明のレジスト用重合体 (実施例 1および 2)は、共重合性や露光波長における 光線透過率に優れていた。また、本発明のレジスト用重合体を用いたレジスト組成物 (実施例 1および 2)は、十分な感度を備えていた。
一方、構成単位 (A)を含有しない比較例 1のレジスト用重合体は露光波長における 光線透過率が劣っていた。
[0230] <実施例 3 >
実施例 2で製造したレジスト用重合体 Y— 2につ ヽて、露光されたレジスト用重合体 の現像液への溶解性を評価するために、レジスト組成物が溶解した現像液の粒径分 布 (水で希釈する前の現像液の粒径分布)およびレジスト組成物が溶解した現像液 を水で希釈した溶液の粒径分布 (水で希釈する後の現像液の粒径分布)を求めた。 装置は大塚電子製濃厚系粒径アナラーザ一 FPAR— 1000 (高感度タイプ)(商品 名)を用いた。測定温度を 25°C、測定時間を 120秒とした。
また、データ処理方法は、粒子径 10nm〜100000nm ( = 100 μ m)の範囲で、マ ルカッド法を用いて行った。
[0231] 水で希釈する前の現像液の粒径分布と、水で希釈した後の現像液の粒径分布力 同じような分布である場合は、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性が 良好であることを表しており、これまでの検討から、このような場合には、ディフエタトな どの現像欠陥が少な 、ことを見出して 、る。
一方、水で希釈する前の現像液の粒径分布と比較して、水で希釈した後の現像液 の粒径分布が、大粒径側にピークが出現したり、あるいは大粒径側のピーク面積の 割合が相対的に大きくなつたりした場合は、露光されたレジスト用重合体の現像液へ の溶解性が悪いことを表しており、これまでの検討から、このような場合には、ディフエ タトなどの現像欠陥が多 、ことを見出して 、る。
したがって、水で希釈する前の現像液の粒径分布と水で現像した後の粒径分布を 比較することによって、ディフエタトなどの現像欠陥を予想することができる。
[0232] 具体的な測定方法は、実施例 2で調製したレジスト組成物溶液を 6インチのシリコン ウェハー上にスピンコートし、ホットプレートを用いて 120°C、 60秒間プリベータを行 い、膜厚 0. 3 mのレジスト膜を製造した。
次いで、ァズワン製ハンディー UVランプ SUV— 4 (商品名)(波長 254nm)を用い て、照射面とウェハーの間隔を 5cmに設定し、 20秒間露光した後、ホットプレートを 用いて 110°C、 60秒間露光後ベータを行った。
そして、 23°Cに保たれた 2. 38質量%水酸ィ匕テトラメチルアンモ -ゥム水溶液 100 部の入ったガラスシャーレの中へ、レジスト膜が製膜されたシリコンウェハーを 60秒 間浸潰し、現像処理した。
上記の現像液を用いて、上記と同じ条件でレジスト膜の製膜、加熱処理、露光、現 像を繰り返し、 15枚のレジスト膜が製膜されたシリコンウェハーを現像し、重合体 Y— 2が溶解した現像液 G— 1を調製した。
[0233] 上記操作で調製した現像液 G— 1と、現像液 G— 1の 10質量%水溶液の粒径分布 測定を実施した結果を図 1に示す。
レジスト用重合体 Y— 2を用いたレジスト組成物を露光することで得られた現像液は 、水で希釈する前の粒径分布と水で希釈した後の粒径分布とで、ほぼ同じような分布 であった。そのため、露光されたレジスト用重合体の現像液への溶解性が良好であり 、ディフエタトなどの現像欠陥が少な 、ことが予想される。
[0234] <比較例 2>
レジスト用重合体を比較例 1で製造したもの (重合体 B— 2)へ変更した以外は、実 施例 3と同様にして現像液 F— 1を調製した。
そして、現像液 F— 1と、現像液 F—1の 10質量%水溶液の粒径分布測定を実施し た結果を図 2に示す。
[0235] <参考例 1 > 下記式 (61)の化合物(式(55)の単量体を用いて重合して得られる構成単位のモ デル構造)のモル吸光定数( 1Zモル · cm)を富士通製計算化学ソフト CAChe (製品 名)を用いて計算した。
[化 65]
Figure imgf000114_0001
[0236] 具体的には、式 (61)のモル吸光定数は、式 (61)を構成する原子および原子間の 結合種 (単結合、二重結合、三重結合等の結合の種類)を二次元情報として入力す るモデリングを行い、その二次元情報から、 PM3法により、原子間のポテンシャルェ ネルギ一が最小になるように原子および結合種を三次元的に配置する構造最適化 を行う。そして、 ZINDO— CI PM3法により、構造最適化された各原子間の紫外 可視領域のモル吸光定数を計算し、全波長領域で総和することで、任意の波長にお けるモル吸光定数を求めることができる。モル吸光定数が小さいほど、その波長にお ける光線透過率が良好であることを示す。
[0237] 富士通製計算化学ソフト CAChe (製品名)による PM3法の構造最適化の具体的な 操作方法は、富士通製計算化学ソフト CAChe (製品名)の Workspace画面上で構 成単位のモデリングを行った後、「Experiment」のプルダウンメニューから「New」を 選択し、新たに現れた画面において、「Proparty of:」の項目は「chemical samp lejを、「Proparty:」の項目は「optimized geometry」を、「Using:」の項目は「P M3 geometry」をそれぞれ選択した後、「Start」を選択することであり、この操作に よって構造最適化をすることができる。
[0238] そして、 ZINDO— CI PM3法によるモル吸光定数を求めるための具体的な操作 方法は、上記 PM3による構造最適化をした状態で、「Experiment」のプルダウンメ ニューから「New」を選択し、新たに現れた画面において、「Proparty of:」の項目 【ま「cnemicai samplej 、 「Proparty:」の項目 i¾「UV— visible transkionsj 、「Using:」の項目は「ZINDO— CI at PM3 geometry」をそれぞれ選択した後 、「Start」を選択することであり、さらに計算終了後、「Analize」のプルダウンメニュー 力 「UV— visible transitionsjを選択することで表示される紫外 可視吸収スぺ タトルにおいて、 193nmでのモル吸光定数を求めることができる。
上記操作の結果、式 (61)の化合物の 193nmにおけるモル吸光定数は、 600 (lZ モル 'cm)であった。
[0239] <参考例 2>
下記式 (62)の化合物(式 (8— 1)の単量体を用いて重合して得られる構成単位の モデル構造)の、 193nmにおけるモル吸光定数(1Zモル 'cm)を、実施例 3と同様 に、富士通製計算化学ソフト CAChe (製品名)を用いて計算した結果、 800 (lZモ ル -cm)であった。
[化 66]
Figure imgf000115_0001
[0240] 前記式(61)で表されるモデルィ匕合物の 193nmにおけるモル吸光係数(600 (1Z モル 'cm) )と、このモデル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体 Y 2 (実施例 2)の 193nm光線透過率の結果を勘案すると、前記式 (62)で表される モデルィ匕合物(193nmにおけるモル吸光係数 =800 (1Zモル 'cm) )に対応する構 成単位を有する重合体も、 193nmにおける光線透過率が良好であると予想され、レ ジスト組成物として用いた場合の感度あるいは解像度が良好であることが予想される [0241] しかし、前記式 (62)で表されるモデルィ匕合物のモル吸光係数は、前記式 (61)で 表されるモデルィ匕合物のモル吸光係数よりも大きいため、前記式 (61)で表されるモ デル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体 Y— 2 (実施例 2)と、前記 式 (62)で表されるモデル化合物に対応する構成単位を有するレジスト用重合体を 比較すると、レジスト用重合体 Y— 2の方力 レジスト組成物として用いた場合の感度 あるいは解像度がより優れていると予想される。
[0242] <実施例 4:メタクリル酸 6 ヒドロキシナフタレン 2—ィルメチルエステル [式(54) ] の合成 >
2Lのフラスコ中に 6 ヒドロキシ一 2 ナフトアルデヒド(Aldrich社製、以下、 HNA Lと! /、う) 100. Og (580. 8mmol)を投入し、さらに醉酸ェチノレ 970mlをカロえ 25。Cで 攪拌した。これにピリジ-ゥム p トルエンスルホネート 13. 14g (52. 3mmol)を加え た後、 65°C〜75°Cとなるように反応温度を調節し、 n—プチルビ-ルエーテル(日本 カーバイド工業社製) 143. 12g (1428. 9mmol)を 65°C〜75°Cの間で滴下した後 、 16時間熟成した。反応液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 250mlを加え攪拌した 。酢酸ェチル層を分液した後、これを飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 250mlで洗浄し 、酢酸ェチル層を分液し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過により硫酸ナトリウムを取り 除いた後、エバポレーターを用いて、 35°C、 2660Paの条件で、ろ液から酢酸ェチ ルを留去し、 6—(1 ブトキシエトキシ )ー 2 ナフチルアルデヒド(以下、 BANALと いう)の粗体(219. Og)を得た。
[0243] 次に、 2Lのフラスコ中に水素化ホウ素ナトリウム 22. 25g (588. Ommol)およびェ タノール 445mlを投入し、攪拌して、エタノール中に水素化ホウ素ナトリウムを懸濁さ せた。この懸濁液に、 BANALの粗体 200. 17g (735mmol)をエタノール 98. 5ml に溶解させた溶液を、 500mlの滴下ロートを用いて、反応液の温度が 0〜10°Cとな るように 1. 75時間かけて滴下した。 0〜25°Cの間で 5時間熟成後、水 735mlをカロえ 攪拌した。エバポレーターを用いて、 25°C、 2660Paの条件でエタノールを留去した 後、酢酸ェチル 1470mlカ卩え、酢酸ェチル層と水槽を分液した。水層から酢酸ェチ ル 1470mlで再抽出を行い、先に分液した酢酸ェチル層と合わせて、硫酸ナトリウム で乾燥した。ろ過により硫酸ナトリウムを取り除いた後、エバポレーターを用いて、 35 °C、 2660Paの条件で酢酸ェチルを留去し、 6— (1—ブトキシェトキシ)— 2 ヒドロキ シナフタレン(以下、 HMBANという)の粗体(183. 28g)を得た。
[0244] 次に、 2Lのフラスコ中に HMBANの粗体 181. lg (660mmol)を投入し、 THF33 Omlをカ卩ぇ攪拌し、 0°Cで溶解させた。この THF溶液にトリェチルァミン 80. lg (792 mmol)を加え、ジメチルァミノピリジン 0. 969g (7. 9mmol)をカ卩えた。その後、 200 mlの滴下ロートを用いて、メタクリル酸無水物 111. 9g (726mmol)を反応液力 O°C 〜10°Cとなるように滴下した。敵下終了後、 25°Cに反応温度を昇温させ、 5.5時間 攪拌した。酢酸ェチル 330mlおよび水 330mlを加え、分液ロートで酢酸ェチル層を 分液した。酢酸ェチル層をさらに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 330mlで洗浄し、さ らに水 330mlで二度洗浄した。酢酸ェチル層に硫酸ナトリウムを加え乾燥後、ろ過し 、エバポレーターを用いて 35°C、 2660Paの条件で酢酸ェチルを留去し、メタクリル 酸 6— (1—ブトキシエトキシ)ナフタレン一 2—ィルメチルエステル(以下、 BANMAと いう)の粗体(206. lg)を得た。
[0245] 2Lのフラスコ中に、 BANMAの粗体 180. 8g(528. Ommol)を投入し、メタノール 180mlを加え攪拌し 25°Cで溶解させた。塩酸水溶液 (濃塩酸 15. 4gを水 540mlで 希釈したもの)を反応温度が 20°C〜25°Cの間になるように徐々に滴下した。 18. 5時 間熟成後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 100mlをカ卩えた。エバポレーターを用い て 25°C、 2660Paの条件でメタノールを留去し、酢酸ェチルを 250mlカ卩えた後、酢 酸ェチル層と水槽を分液した。水層力も酢酸ェチル 250mlを用いて再抽出を行い、 先に分液した酢酸ェチル層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過により硫 酸ナトリウムを取り除いた後、エバポレーターを用いて、 35°C、 2660Paの条件で酢 酸ェチルを留去し、メタクリル酸 6 ヒドロキシナフタレン 2—ィルメチルエステル( 以下、 HNMMAという)式(54)の粗体(117. 7g)を取得した。得られた HNMMA の粗体をカラムクロマトグラフィー (充填剤:シリカゲル、溶出液:へキサン:酢酸ェチル = 4: 1)で精製して、 60. Ogの精製 HNMMAを得た。得られた精製 HNMMAの N MRチャートを図 3に、 IRチャートを図 4に示す。
[0246] <実施例 5 :メタクリル酸 6 tブチロキシカルボ-ルォキシキシナフタレン 2—ィル メチルエステル [式(53) ]の合成 > 2Lのフラスコ中に HNAL (Aldrich社製) 201. 5g (1170mmol)を投入し、 THF7 02mlをカロえ 25°Cで攪拌した。これにピリジン 101. 8g (1300mmol)を加えた後、 0 °C〜5°Cとなるように反応温度を調節し、二酸ィ匕ジ—t—ブチルを 280. 9g (1290m mol)滴下した。反応温度を 0°C〜25°Cになるような条件下で 3. 6時間攪拌熟成した 。反応液に水 465mlを反応温度 0°C〜30°Cになるような条件下で滴下し、 20分攪拌 後、溶媒の THFをエバポレーターで留去し、白色のスラリーを得た。このスラリーを遠 心分離した後、得られた白色の湿粉を 30°C、 1330〜13300Paで 5時間乾燥させ、 6 tブチロキシカルボ-ルォキシ 2 ナフトアルデヒド(以下、 BOCNALと!、う)の 粗体(333. 44g)を得た。この粗体をアセトン Zへキサン = 1Z2 (容量比)の溶媒に 45°Cで溶解させた。完全に溶解した後、 10°Cに冷却することで、再結晶を行った。 減圧ろ過した後、 40°C、 1330〜13300Paで 5時間乾燥させ、精製 BOCNALを 29 7. 85g得た。
[0247] 次に、 2Lのフラスコ中に、水素化ホウ素ナトリウム 16. 3g (432mmol)およびェタノ ール 326mlを投入し、攪拌して、エタノール中に水素化ホウ素ナトリウムを懸濁させ た。この懸濁液に、精製 BOCNAL294. 1 (1080mmol)を THF667mlに溶解させ た溶液を、 1Lの滴下ロートを用いて、反応液の温度が 0〜10°Cの間になるように 3時 間かけて滴下した。 0. 5時間熟成後、酢酸ェチル 204mlを加え攪拌した。さらに水 3 80mlをカ卩ぇ攪拌し、有機層を分液した後、エバポレーターで 60°C、 2660Paでトル ェンを留去し、 2—t—ブチロキシカルボ-ルォキシー6 ヒドロキシナフタレン(以下 、 HMBOCNという)の粗体(295. 2g)を得た。この HMBOCNの粗体をへキサン Z エタノール = 1. 8Z1 (容量比)の溶媒に 60°Cで溶解させた。溶解させた後、 25°Cに 冷却し再結晶を行った。これを減圧ろ過した後、 40°C、 1330〜13300Paで 5時間 乾燥させ、精製 HMBOCNを 264. 2g得た。
[0248] 次に、 1Lのフラスコ中に精製 HMBOCN98. 75g (360mmol)を投入した後、 0°C で攪拌させながら THF296mlに溶解させた。この THF溶液にトリェチルァミン 43. 7 2g (432mmol)およびジメチルァミノピリジン 0. 5418g (4. 4mmol)を加えた後、メ タクリル酸無水物 61. 08g (396mmol)を反応液が 0°C〜10°Cとなるように滴下した 。滴下終了後、 25°Cに反応温度を昇温し、 7. 5時間攪拌した。この時の原料変換率 は 99%であり、反応選択率は 99%であった。トルエン 180mlおよび飽和炭酸水素ナ トリウム水溶液 180mlをカ卩え、分液ロートでトルエン層を分液した。トルエン層をさらに 飽和飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 180mlで洗浄し、さらに水 180mlで二度洗浄し た。トルエン層に重合防止剤 p—メトキシフエノールを 0. 012gカロえ、エバポレーター で 50°C、 2660Paでトルエンを留去し、メタクリル酸 6—t—ブチロキシカルボ-ルォ キシキシナフタレン— 2—ィルメチルエステル(以下、 BOCNMAと!、う)式(53)の粗 体(129. 67g)を得た。この粗体を 50°Cでヘプタンに溶解させ、 25°Cに冷却すること で、再結晶を行った。これを減圧ろ過した後、 40°C、 1330〜13300Paで 5時間乾燥 させ、精製 BOCNMAを 106. 6g得た。得られた精製 BOCNMAの NMRチャートを 図 5に、 IRチャートを図 6に示す。
<実施例 6〜9、参考例 3 >
実施例 5において、メタクリル酸無水物の滴下終了後の反応温度を 10〜60°Cに変 更し、精製 HMBOCNのメタクリル化反応を行い、それぞれの温度での反応変換率 と反応選択率を求めた。結果を表 8に示す。
[表 8]
'皿度 反応時間 原料変換率 反応選択率 実施例 6 1 o。c 1 1時間 9 8 % 9 9 . 5 % 実施例 7 3 0 °C 8時間 9 8 % 9 9 % 実施例 8 4 0 °C 6時間 9 9 % 9 9 % 実施例 9 5 O 6時間 9 9 % 9 8 % 参考例 3 6 0 °C 6時間 9 9 % 9 5 %

Claims

請求の範囲 下記式(1 1)で表されるナフタレン骨格を有する構成単位 (A)を含有するレジスト 用重合体。
[化 1]
Figure imgf000120_0001
(式(1— 1)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、 -0 - 、または— O c(=o) のいずれかを表す。
Figure imgf000120_0002
L2は、それぞれ独立して、単結合、 または炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2 価の炭化水素基は置換基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。 RU、 R12は それぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ 基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ 基を表すか、あるいは、 R11と R12とが一緒になつて O 、 一 S 、 一 NH または鎖 長 1〜6のメチレン鎖を表す。 Yは、 C(=0)— OH、 -OH,— C(=0)— OR13、ま たは、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を 表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 X1は、炭素数 1〜6の直鎖も しくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素 数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基 、またはアミノ基を表す。前記 X1の炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置 換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアル コキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ基およ びアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有して 、てもよ 、。 hi 1は 0〜 4の整数を表す。なお、 hi 1が 2以上の場合には X1として複数の異なる基を有するこ とも含む。 h2は 1〜4の整数を表す。また、 h2が 2以上の場合には— [(L2) Y]とし g4 て複数の異なる基を有することも含む。 hl l +h2≤7である。 hl、 gl、 g3、 g4はそれ ぞれ独立して 0または 1であり、 g2は 0〜20の整数である。 )
前記式(1 1)が、 hl、 hl l、および g4がいずれも 0であり、したがってレジスト用重 合体が下記式(1 2)に示すナフタレン骨格を有する構成単位を含有する、請求項 1記載のレジスト用重合体。
[化 2]
Figure imgf000121_0001
(式(1— 2)中、 R は水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O— C(=0)—のいずれかを表す。 L1は、単結合、または炭素数 1〜20の 直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基は置換 基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。 Yは、—C(=0)— OH、—OH、 — C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または 環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 g3は 0 または 1である。 h2は 1〜4の整数を表し、 h2が 2以上の場合には— [Y]として複数の 異なる基を有することも含む。 )
前記式(1— 2)中、 [L1 (O) ]—がナフタレン骨格の 2位に結合し、 L1が L1,であり g3
、 h2が 1でかつ、 [Y] がナフタレン骨格の 6位に結合し、したがってレジスト用重合 h2
体が下記式(1 3)に示すナフタレン骨格を有する構成単位を含有する、請求項 2 記載のレジスト用重合体。
[化 3]
Figure imgf000122_0001
(式(1— 3)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O— C(=0) のいずれかを表す。 g3は 0または 1である。 Yは、 C(=0) -OH, -OH,— C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直 鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有して いてもよい。 h2は 1〜4の整数を表し、 h2が 2以上の場合には— [Y]として複数の異 なる基を有することも含む。また、 L1'は、炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 ) 前記式(1— 3)中、 Gがー C(=0)— 0 であり、 g3が 0であり、 L1'が L1"であり、し たがってレジスト用重合体が下記式(1 4)に示すナフタレン骨格を有する構成単位 を含有する、請求項 3記載のレジスト用重合体。
[化 4]
(1-4)
Figure imgf000122_0002
(式(1—4)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表す。 Yは、 C(=0)— OH、— O H、— C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、ま たは環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。ま た、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素基を表す。 )
前記式(1 4)中、 Y力ヒドロキシル基であり、したがってレジスト用重合体が下記式 (1 - 5)に示すナフタレン骨格を有する構成単位を含有する、請求項 4記載のレジス ト用重合体。
[化 5]
Figure imgf000123_0001
(式(1— 5)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭化 水素基を表す。 )
[6] 請求項 1〜5の ヽずれかに記載のレジスト用重合体を含有するレジスト組成物。
[7] 請求項 6に記載のレジスト組成物を被カ卩ェ基板上に塗布する工程と、 250nm以下 の波長の光で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを含むパターンが形 成された基板の製造方法。
[8] 下記式(1— 6)で表されるナフタレン骨格を有する重合性モノマー。
[化 6]
Figure imgf000124_0001
(式(1— 6)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O— c(=o)—のいずれかを表す。
Figure imgf000124_0002
L2は、それぞれ独立して、単結合、 または炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2 価の炭化水素基は置換基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。 RU、 R12は それぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基、ヒドロキシ 基、カルボキシ基、または炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ 基を表すか、あるいは、 R11と R12とが一緒になつて一 O—、 一 S—、 一 NH—または鎖 長 1〜6のメチレン鎖を表す。 Yは、— C(=0)— OH、 -OH,— C(=0)— OR13、ま たは、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を 表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 X1は、炭素数 1〜6の直鎖も しくは分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素 数 1〜6のアルコキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基 、またはアミノ基を表す。前記 X1の炭素数 1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基は、置 換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数 1〜6のァシル基、炭素数 1〜6のアル コキシ基、炭素数 1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、シァノ基およ びアミノ基カもなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有して 、てもよ 、。 hi 1は 0〜 4の整数を表す。なお、 hi 1が 2以上の場合には X1として複数の異なる基を有するこ とも含む。 h2は 1〜4の整数を表す。また、 h2が 2以上の場合には— [(L2) — Y]とし g4 て複数の異なる基を有することも含む。 hl l +h2≤7である。 hl、 gl、 g2、 g3、 g4は それぞれ独立して 0または 1であり、 g2は 0〜20の整数である。 ) 前記式(1— 6)が、 hl、 hl l、および g4がいずれも 0であり、したがって重合性モノ マーが下記式(1 7)に示す構造を有する、請求項 8記載の重合性モノマー。
Figure imgf000125_0001
(式(1— 7)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O— C(=0) のいずれかを表す。 L1は、単結合、または炭素数 1〜20の 直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基は置換 基および/またはヘテロ原子を有していてもよい。 Yは、—C(=0)— OH、—OH、 — C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または 環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 g3は 0 または 1である。 h2は 1〜4の整数を表し、 h2が 2以上の場合には— [Y]として複数の 異なる基を有することも含む。 )
前記式(1— 7)中、 [L1 (O) ]—がナフタレン骨格の 2位に結合し、 L1が L1'であり g3
、 h2が 1でかつ、 [Y] がナフタレン骨格の 6位に結合し、したがって重合性モノマ h2
一が下記式(1 8)に示す構造を有する、請求項 9記載の重合性モノマー。
[化 8]
Figure imgf000126_0001
(式(1— 8)中、 R は水素原子またはメチル基を表し、 Gは— C(=0)— O—、— O— 、または— O— C(=0) のいずれかを表す。 g3は 0または 1である。 Yは、 C(=0) -OH, -OH,— C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直 鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有して いてもよい。 h2は 1〜4の整数を表し、 h2が 2以上の場合には— [Y]として複数の異 なる基を有することも含む。また、 L1'は、炭素数 1〜20の直鎖、分岐、もしくは環状の 2価の炭化水素基を表し、この 2価の炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 )
[11] 前記式(1— 8)中、 Gがー C(=0)_ O であり、 glが 0であり、 L1'が L1"であり、し たがって重合性モノマーが下記式(1 9)に示す構造を有する、請求項 10記載の重 合性モノマー。
[化 9]
Figure imgf000126_0002
(式(1— 9)中、 R1Uは水素原子またはメチル基を表す。 Yは、 C(=0)— OH、— O H、— C(=0)— OR13、または、—OR13を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、ま たは環状の炭化水素基を表し、この炭化水素基はへテロ原子を有していてもよい。ま た、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素基を表す。 )
[12] 前記式(1 9)中、 Y力ヒドロキシ基であり、したがって重合性モノマーが下記式(1
10)に示す構造を有する、請求項 11記載の重合性モノマー。
[化 10]
Figure imgf000127_0001
(式(1— 10)中、 R1Qは水素原子またはメチル基を表し、 L1"は炭素数 1〜4の直鎖炭 化水素基を表す)
下記式(1— 11)と下記式(1— 12)とを 0〜50°Cの温度で反応させる、請求項 11記 載の重合性モノマーの製造方法。
[化 11]
Figure imgf000127_0002
(式(1— 11)中、 Yは、 C(=0)— OH、 -OH,— C(=0)— OR 、または、—OR を表し、 R13は炭素数 1〜20の直鎖、分岐、または環状の炭化水素基を表し、この炭 化水素基はへテロ原子を有していてもよい。 L1"は、は炭素数 1〜4の直鎖炭化水素 基を表す。 )
[化 12]
Figure imgf000128_0001
(1— 12)中、 R1Uは、水素原子またはメチル基を表し、 Zは、ハロゲン原子、水酸 または— O— C( = 0)C(CH )R1()を表す。 )
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