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JP2003002883A - (Meth) acrylate compound having lactone structure, polymer thereof, resist material and pattern forming method - Google Patents

(Meth) acrylate compound having lactone structure, polymer thereof, resist material and pattern forming method

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Publication number
JP2003002883A
JP2003002883A JP2002081323A JP2002081323A JP2003002883A JP 2003002883 A JP2003002883 A JP 2003002883A JP 2002081323 A JP2002081323 A JP 2002081323A JP 2002081323 A JP2002081323 A JP 2002081323A JP 2003002883 A JP2003002883 A JP 2003002883A
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JP
Japan
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polymer
resist material
formula
meth
acid
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JP2002081323A
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Japanese (ja)
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Takeshi Watanabe
武 渡辺
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 300nm以下の波長、特にArFエキシマ
レーザー光を光源としたフォトリソグラフィーにおい
て、密着性、透明性及びエッチング耐性の全てに優れ
た、レジスト材料用の重合体の原料となるモノマー、そ
の重合体、その重合体をベース樹脂として含有するレジ
スト材料及びこのレジスト材料を用いたパターン形成方
法。 【解決手段】 下記一般式(1)で示される(メタ)ア
クリレート化合物。 【化1】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表す。)
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer material for a resist material excellent in all of adhesiveness, transparency and etching resistance in photolithography using a wavelength of 300 nm or less, particularly an ArF excimer laser beam as a light source. , A polymer thereof, a resist material containing the polymer as a base resin, and a pattern forming method using the resist material. SOLUTION: A (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1). Embedded image (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、(1)微細加工技
術に適したレジスト材料のベース樹脂用のモノマーとし
て有用且つ新規な(メタ)アクリレート化合物、(2)
それらを原料とした重合体、(3)その重合体を含有す
るレジスト材料及び(4)そのレジスト材料を用いたパ
ターン形成方法、に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to (1) a novel (meth) acrylate compound useful as a monomer for a base resin of a resist material suitable for microfabrication technology, and (2)
The present invention relates to polymers using them as raw materials, (3) a resist material containing the polymer, and (4) a pattern forming method using the resist material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIの高集積化と高速度化に伴
い、パターンルールの微細化が求められているなか、次
世代の微細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有
望視されている。中でもKrFエキシマレーザー光、A
rFエキシマレーザー光を光源としたフォトリソグラフ
ィーは、0.3μm以下の超微細加工に不可欠な技術と
してその実現が切望されている。エキシマレーザー光、
特に波長193nmのArFエキシマレーザー光を光源
としたフォトリソグラフィーで用いられるレジスト材料
に対しては、該波長における高い透明性を確保すること
は当然として、薄膜化に対応できる高いエッチング耐
性、高価な光学系材料に負担をかけない高い感度、そし
て何よりも、微細なパターンを正確に形成できる高い解
像性能を併せ持つことが求められている。これらの要求
を満たすためには、高透明性、高剛直性かつ高反応性の
ベース樹脂の開発が必要であるが、現在知られている高
分子化合物の中には、これらの特性を全て備えるものが
なく、未だ実用に足るレジスト材料が得られていないの
が現状である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration and high speed of LSIs, finer pattern rules are required, and far-ultraviolet lithography is regarded as a promising next-generation fine processing technique. Among them, KrF excimer laser light, A
Photolithography using rF excimer laser light as a light source is strongly desired to be realized as an indispensable technique for ultrafine processing of 0.3 μm or less. Excimer laser light,
Especially for resist materials used in photolithography using ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm as a light source, it is natural to ensure high transparency at the wavelength, high etching resistance that can correspond to thinning, and expensive optics. It is required to have high sensitivity that does not impose a burden on the system material and, above all, high resolution capable of accurately forming a fine pattern. In order to meet these requirements, it is necessary to develop a highly transparent, highly rigid and highly reactive base resin, but currently known polymer compounds have all of these properties. At present, there is no such thing, and a resist material suitable for practical use has not yet been obtained.

【0003】高透明性樹脂としては、アクリル酸または
メタクリル酸誘導体の共重合体、ノルボルネン誘導体由
来の脂肪族環状化合物を主鎖に含有する高分子化合物等
が知られているが、そのいずれもが満足のいくものでは
ない。例えば、アクリル酸またはメタクリル酸誘導体の
共重合体は、高反応性モノマーの導入や酸不安定単位の
増量が自由にできるので反応性を高めることは比較的容
易だが、主鎖の構造上剛直性を高めることは極めて難し
い。一方、脂肪族環状化合物を主鎖に含有する高分子化
合物については、剛直性は許容範囲内にあるものの、主
鎖の構造上ポリ(メタ)アクリレートよりも酸に対する
反応性が鈍く、また重合の自由度も低いことから、容易
には反応性を高められない。加えて、主鎖の疎水性が高
いために、基板に塗布した際に密着性が劣るという欠点
も有する。従って、これらの高分子化合物をベース樹脂
としてレジスト材料を調製した場合、感度と解像性は足
りていても、エッチングには耐えられない、あるいは許
容できるエッチング耐性を有していても低感度、低解像
性で実用的でないという結果に陥ってしまう。
As the highly transparent resin, a copolymer of acrylic acid or methacrylic acid derivative, a polymer compound containing an alicyclic compound derived from a norbornene derivative in its main chain, and the like are known. Not satisfactory. For example, a copolymer of acrylic acid or methacrylic acid derivative is relatively easy to increase the reactivity because it is possible to introduce highly reactive monomers and increase the amount of acid labile units, but it is structurally rigid due to the structure of the main chain. Is extremely difficult to raise. On the other hand, for a polymer compound containing an aliphatic cyclic compound in the main chain, although the rigidity is within the allowable range, the structure of the main chain is less reactive with acid than poly (meth) acrylate, and the polymerization Since the degree of freedom is low, the reactivity cannot be easily increased. In addition, since the main chain has a high hydrophobicity, it has a drawback that the adhesion is poor when it is applied to a substrate. Therefore, when a resist material is prepared by using these polymer compounds as a base resin, even if the sensitivity and resolution are sufficient, it cannot withstand etching, or has low sensitivity even if it has an acceptable etching resistance, It results in low resolution and impracticality.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、300nm以下の波長、特にArF
エキシマレーザー光を光源としたフォトリソグラフィー
において、密着性、透明性及びエッチング耐性の全てに
優れたレジスト材料用の重合体の原料となるモノマー、
その重合体、その重合体をベース樹脂として含有するレ
ジスト材料及びこのレジスト材料を用いたパターン形成
方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a wavelength of 300 nm or less, particularly ArF.
In photolithography using an excimer laser light as a light source, a monomer that is a raw material of a polymer for a resist material having excellent adhesion, transparency, and etching resistance,
An object of the present invention is to provide the polymer, a resist material containing the polymer as a base resin, and a pattern forming method using the resist material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】発明者は上記目的を達成
するため、鋭意検討を重ねた結果、後述の方法により、
下記一般式(1)で示されるラクトン構造を有する(メ
タ)アクリレート化合物が高収率且つ簡便に得られ、更
に、この(メタ)アクリレート化合物を重合して得られ
る樹脂が、エキシマレーザーの露光波長での透明性が高
く、これをベース樹脂として用いたレジスト材料が、基
板密着性及びエッチング耐性に優れることを見出した。
Means for Solving the Problems The inventor has conducted extensive studies in order to achieve the above object, and as a result, by the method described below,
A (meth) acrylate compound having a lactone structure represented by the following general formula (1) can be easily obtained in a high yield, and a resin obtained by polymerizing the (meth) acrylate compound has an exposure wavelength of an excimer laser. It was found that the resist material having a high transparency and a base material using the same has excellent substrate adhesion and etching resistance.

【0006】本発明は以下の(メタ)アクリレート化合
物、その重合体、レジスト材料及びパターン形成方法を
提供する。即ち、下記1〜6からなるものである。 1. 下記一般式(1)で示される(メタ)アクリレー
ト化合物。
The present invention provides the following (meth) acrylate compound, a polymer thereof, a resist material and a pattern forming method. That is, it is composed of the following 1 to 6. 1. A (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1).

【0007】[0007]

【化4】 (式中、R1は水素原子、またはメチル基を表す。)[Chemical 4] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

【0008】2. 一般式(1)で示される(メタ)ア
クリレート化合物の重合体であって、下記一般式(1
a)で示される繰り返し単位を含有し、重量平均分子量
2,000〜100,000であることを特徴とする重
合体。
2. A polymer of a (meth) acrylate compound represented by the general formula (1), which is represented by the following general formula (1
A polymer containing the repeating unit represented by a) and having a weight average molecular weight of 2,000 to 100,000.

【化5】 3. 更に、一般式(2a)で示される繰り返し単位を
含有することを特徴とする前項2の重合体。
[Chemical 5] 3. Further, the polymer according to item 2 above, which contains a repeating unit represented by the general formula (2a).

【0009】[0009]

【化6】 (式中、R1は水素原子、またはメチル基を、R2は炭素
数4〜20の3級アルキル基を表す。)
[Chemical 6] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms.)

【0010】4. 前項2又は3に記載の重合体を含有
することを特徴とするレジスト材料。 5. (A)前項2又は3に記載の重合体、(B)酸発
生剤、(C)有機溶剤を含有することを特徴とするレジ
スト材料。 6. (1)前項4又は5に記載のレジスト材料を基板
上に塗布する工程、(2)次いで、加熱処理後、フォト
マスクを介して波長300nm以下の高エネルギー線又
は電子線で露光する工程、(3)必要に応じて加熱処理
した後、現像液を用いて現像する工程、からなることを
特徴とするパターン形成方法。
4. A resist material comprising the polymer as described in 2 or 3 above. 5. A resist material containing (A) the polymer according to the above 2 or 3, (B) an acid generator, and (C) an organic solvent. 6. (1) A step of applying the resist material according to the above 4 or 5 on a substrate, (2) Then, after heat treatment, a step of exposing with a high energy beam or an electron beam having a wavelength of 300 nm or less through a photomask, ( 3) A pattern forming method, which comprises a step of performing a heat treatment if necessary and then developing with a developing solution.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のラクトン構造を有する(メタ)アクリレート化
合物は前記一般式(1)で表され、これは例えば、以下
に示す3段階の合成法で製造できるが、本発明において
はこの方法に限定されるものではない。以下、詳しく説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
The (meth) acrylate compound having a lactone structure of the present invention is represented by the above general formula (1), which can be produced, for example, by the following three-step synthetic method, but the present invention is not limited to this method. Not a thing. The details will be described below.

【0012】まず、第1段階の反応は下記(化7)で示
されるラクトン形成反応であって、式(3)で示される
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸または式
(4)で示される5−ノルボルネン−2,3−ジカルボ
ン酸無水物を溶媒中で酸触媒により反応させて式(5)
で示されるラクトン構造を有するカルボン酸を得る。
First, the first-step reaction is a lactone-forming reaction represented by the following (Chemical Formula 7), which is represented by the formula (3): 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid or the formula (4). 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride obtained by the reaction of the formula (5)
A carboxylic acid having a lactone structure represented by

【0013】[0013]

【化7】 [Chemical 7]

【0014】上記(化7)で示されるラクトン形成反応
に用いる酸触媒としては、硫酸、硝酸、塩酸などの無機
酸及びその塩類、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、p−
トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機酸及
びその塩類、陽イオン交換樹脂を例示できる。酸触媒の
使用量は、原料1モルに対し0.001モルから10モ
ル、特に0.01モルから2モルとすることが好まし
い。上記(化7)で示されるラクトン形成反応に用いら
れる溶媒としては酢酸などの有機酸類;トルエン、キシ
レン、ヘプタンなどの炭化水素類;ジブチルエーテル、
ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル
類;塩化メチレン、1、2−ジクロロエタンなどの塩素
系溶媒類;水の中から選択して単独あるいは2種類以上
を混合して用いることができる。
Examples of the acid catalyst used in the lactone forming reaction represented by the chemical formula (7) are inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and salts thereof, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, p-
Examples thereof include organic acids such as toluenesulfonic acid and methanesulfonic acid, salts thereof, and cation exchange resins. The amount of the acid catalyst used is preferably 0.001 to 10 mol, and more preferably 0.01 to 2 mol per mol of the raw material. As the solvent used in the lactone forming reaction represented by the above (Chemical formula 7), organic acids such as acetic acid; hydrocarbons such as toluene, xylene, heptane; dibutyl ether,
Ethers such as diethylene glycol diethyl ether; chlorine-based solvents such as methylene chloride and 1,2-dichloroethane; water can be used alone or in admixture of two or more.

【0015】上記ラクトン形成の反応温度は室温から溶
媒の沸点程度が好ましく、反応条件により適切な反応温
度を選べるが、例えば酸触媒として硫酸を用いた場合
は、80℃〜120℃が特に好ましい。上記ラクトン形
成の反応時間は収率向上のため薄層クロマトグラフィ
ー、ガスクロマトグラフィーなどにより反応の進行を追
跡して決定することが好ましいが、通常1〜20時間程
度である。なお、出発原料として5−ノルボルネン−
2,3−ジカルボン酸無水物(4)を用いた場合は酸無
水物の加水分解のために、反応の際に原料1モルに対し
て1モル以上の水を添加する必要がある。反応は窒素雰
囲気下、加熱攪拌して行われる。反応終了後は通常の水
系後処理(aqueous work-up)または反応中に析出した
式(5)で示される目的物を濾別、採取することにより
目的物(5)のカルボン酸を得る。目的物(5)は再結
晶、クロマトグラフィーなどの常法により精製すること
も可能であるが通常はそのまま次の反応を行なうのに充
分な純度を有している。
The reaction temperature for forming the lactone is preferably from room temperature to about the boiling point of the solvent, and an appropriate reaction temperature can be selected depending on the reaction conditions. For example, when sulfuric acid is used as the acid catalyst, 80 ° C to 120 ° C is particularly preferable. The reaction time of the lactone formation is preferably determined by tracking the progress of the reaction by thin layer chromatography, gas chromatography or the like for improving the yield, but it is usually about 1 to 20 hours. As a starting material, 5-norbornene-
When the 2,3-dicarboxylic acid anhydride (4) is used, it is necessary to add 1 mol or more of water to 1 mol of the raw material during the reaction because of hydrolysis of the acid anhydride. The reaction is carried out by heating and stirring under a nitrogen atmosphere. After the completion of the reaction, the carboxylic acid of the target product (5) is obtained by filtering and collecting the target product of the formula (5) precipitated during the usual aqueous work-up or during the reaction. The target product (5) can be purified by a conventional method such as recrystallization or chromatography, but usually has a sufficient purity for performing the next reaction as it is.

【0016】第2段階の下記(化8)で示される反応は
式(5)で示されるカルボン酸を式(6)で示されるア
ルコールに還元する反応であり、通常溶媒中で原料のカ
ルボン酸(5)に還元剤を作用させることにより行なう
ことができる。
The reaction represented by the following (Chemical formula 8) in the second step is a reaction of reducing the carboxylic acid represented by the formula (5) to the alcohol represented by the formula (6). It can be carried out by acting a reducing agent on (5).

【0017】[0017]

【化8】 [Chemical 8]

【0018】第2段階の反応に用いる還元剤としては、
水素化ジイソブチルアルミニウムなどの金属水素化物
類;水素化アルミニウムリチウム、テトラヒドロホウ酸
ナトリウムなどの金属水素錯化合物類;ボラン、ボラン
・テトラヒドロフラン錯体などのボラン試薬類などが好
ましく、収率の点から特にボラン試薬類が好ましい。還
元剤の使用量は使用する還元剤の種類により異なるが、
例えばボラン・テトラヒドロフラン錯体を用いた場合は
原料のカルボン酸1モルに対し0.5〜5.0モル、特
に1.0〜2.0モルとすることが好ましい。第2段階
の反応に用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジ
エチルエーテル、ジブチルエーテルなどのエーテル類;
ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレンなどの炭化水
素類を例示でき、これらの中から選択して単独または2
種以上を混合して用いることができる。第2段階の反応
温度は用いる還元剤により異なるが、−78℃〜100
℃、特に0℃〜60℃で行なうことが好ましい。第2段
階の反応時間は収率向上のため薄層クロマトグラフィ
ー、ガスクロマトグラフィーなどにより反応を追跡して
決定することが好ましいが、通常1〜20時間程度であ
る。反応終了後は通常の水系後処理(aqueous work-u
p)により目的物のアルコール(6)を取り出すことが
できる。得られたアルコール(6)は必要に応じてクロ
マトグラフィー、再結晶などの常法により精製すること
も可能である。
The reducing agent used in the second step reaction is
Metal hydrides such as diisobutylaluminum hydride; metal hydride complex compounds such as lithium aluminum hydride and sodium tetrahydroborate; borane, borane reagents such as borane-tetrahydrofuran complex, and the like are preferable, and particularly borane in terms of yield. Reagents are preferred. The amount of reducing agent used depends on the type of reducing agent used,
For example, when a borane-tetrahydrofuran complex is used, it is preferably used in an amount of 0.5 to 5.0 mol, particularly 1.0 to 2.0 mol, based on 1 mol of the carboxylic acid as a raw material. As the solvent used in the second step reaction, ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dibutyl ether;
Hydrocarbons such as hexane, heptane, toluene, xylene, etc. can be exemplified, and selected from these alone or 2
A mixture of two or more species can be used. The reaction temperature in the second step varies depending on the reducing agent used, but is -78 ° C to 100 ° C.
It is preferable to carry out at a temperature of 0 ° C, particularly 0 ° C to 60 ° C. The reaction time in the second step is preferably determined by tracking the reaction by thin layer chromatography, gas chromatography or the like in order to improve the yield, but it is usually about 1 to 20 hours. After completion of the reaction, normal aqueous work-up (aqueous work-u
The target alcohol (6) can be taken out by p). The obtained alcohol (6) can be purified by a conventional method such as chromatography or recrystallization, if necessary.

【0019】第3段階の反応は下記(化9)で示され、
アルコール(6)の(メタ)アクリル化反応であり、
(メタ)アクリル酸クロリドと塩基を用いる方法、(メ
タ)アクリル酸を用いた酸触媒エステル化反応、(メ
タ)アクリル酸とジシクロヘキシルカルボジイミドなど
の脱水縮合剤を用いたエステル化などの常法に従って行
なうことができる。必要があれば得られた(メタ)アク
リレート化合物(1)はクロマトグラフィー、蒸留、再
結晶などの常法により精製することが可能である。
The reaction of the third stage is shown below (Chemical Formula 9),
Is a (meth) acrylate reaction of alcohol (6),
Performed by a conventional method such as a method using (meth) acrylic acid chloride and a base, an acid-catalyzed esterification reaction using (meth) acrylic acid, and an esterification reaction using a dehydration condensation agent such as (meth) acrylic acid and dicyclohexylcarbodiimide. be able to. If necessary, the obtained (meth) acrylate compound (1) can be purified by a conventional method such as chromatography, distillation and recrystallization.

【0020】[0020]

【化9】 (式中R1は水素原子またはメチル基を示す。)[Chemical 9] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

【0021】本発明は前記一般式(1)で示されるエス
テル化合物を原料とし、前記一般式(1a)で示される
繰り返し単位を含有し、重量平均分子量2,000〜1
00,000であることを特徴とする重合体を提供す
る。更に、本発明の重合体即ちレジストベースポリマー
は前記一般式(2a)で示される繰り返しを含有するこ
とが好ましい。前記一般式(2a)において、R1は水
素原子またはメチル基である。R2は炭素数4〜20の
3級アルキル基である。R2の炭素数4〜20の3級ア
ルキル基として具体的には、t−ブチル基、t−ペンチ
ル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、トリエチル
カルビニル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチ
ルシクロペンチル基、1−シクロペンチルシクロペンチ
ル基、1−シクロヘキシルシクロペンチル基、1−メチ
ルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、1
−シクロペンチルシクロヘキシル基、1−シクロヘキシ
ルシクロヘキシル基、2−メチル−2−ノルボニル基、
2−エチル−2−ノルボニル基、8−メチル−8−トリ
シクロ[5.2.1.02,6]デシル基、8−エチル−8
−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、2−メチ
ル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチ
ル基、1−アダマンチル−1−メチルエチル基を例示で
きるが、これらに限定されない。前記一般式(2a)で
示される繰り返し単位を含有することにより酸で分解
し、アルカリで可溶性になるような重合体を与える。
The present invention uses the ester compound represented by the general formula (1) as a raw material, contains the repeating unit represented by the general formula (1a), and has a weight average molecular weight of 2,000 to 1.
There is provided a polymer characterized in that it is 0,000. Further, the polymer of the present invention, that is, the resist base polymer preferably contains the repeating unit represented by the general formula (2a). In the general formula (2a), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 is a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms. Specific examples of the tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms of R 2 include t-butyl group, t-pentyl group, 1-ethyl-1-methylpropyl group, triethylcarbinyl group, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-cyclopentylcyclopentyl group, 1-cyclohexylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1
-Cyclopentylcyclohexyl group, 1-cyclohexylcyclohexyl group, 2-methyl-2-norbornyl group,
2-ethyl-2-norbornyl group, 8-methyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, 8-ethyl-8
Examples include -tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, and 1-adamantyl-1-methylethyl group. Not limited to. By containing the repeating unit represented by the general formula (2a), a polymer which is decomposed by an acid and becomes soluble in an alkali is provided.

【0022】本発明の重合体としては前記(1a)、
(2a)の繰り返し単位に加え、更に、レジスト材料と
しての性能を向上させるために、下記のような重合性炭
素−炭素2重結合を有する各種の化合物から得られる繰
り返し単位を含有させることができる。これらを例示す
ると、(メタ)アクリル酸などのα,β−不飽和カルボ
ン酸類;(メタ)アクリル酸エステル、クロトン酸エス
テル、マレイン酸エステルなどのα,β−不飽和カルボ
ン酸エステル類;アクリロニトリルなどのα,β−不飽
和ニトリル類;5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−
オンなどのα,β−不飽和ラクトン類;無水マレイン
酸、無水イタコン酸、マレイミド類、ノルボルネン誘導
体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデ
セン誘導体、アリルエーテル類、ビニルエーテル類、ビ
ニルエステル類等である。本発明の重合体は、前記一般
式(1)に示される(メタ)アクリレートエステル化合
物と上記の他の重合性化合物とをラジカル重合、アニオ
ン重合、カチオン重合などの常法により重合させること
により製造することができる。本発明の重合体即ちレジ
ストベースポリマーの重量平均分子量は2,000〜1
00,000とすることが必要であり、2,000未満
では製膜性、解像性に劣る場合があり、100,000
を超えると解像性に劣る場合がある。
As the polymer of the present invention, the above-mentioned (1a),
In addition to the repeating unit (2a), in order to further improve the performance as a resist material, a repeating unit obtained from various compounds having a polymerizable carbon-carbon double bond as described below can be contained. . Examples of these are α, β-unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid; α, β-unsaturated carboxylic esters such as (meth) acrylic acid ester, crotonic acid ester, and maleic acid ester; acrylonitrile, etc. Α, β-unsaturated nitriles; 5,6-dihydro-2H-pyran-2-
Α, β-unsaturated lactones such as ones; maleic anhydride, itaconic anhydride, maleimides, norbornene derivatives, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecene derivative, allyl ethers, vinyl ethers, vinyl esters and the like. The polymer of the present invention is produced by polymerizing the (meth) acrylate ester compound represented by the general formula (1) and the above-mentioned other polymerizable compound by a conventional method such as radical polymerization, anion polymerization or cationic polymerization. can do. The weight average molecular weight of the polymer of the present invention, that is, the resist base polymer is 2,000 to 1
It is necessary to set it to 0,000, and if it is less than 2,000, film forming property and resolution may be inferior.
If it exceeds, the resolution may be poor.

【0023】本発明で使用される(B)成分の酸発生剤
は300nm以下の高エネルギー線又は電子線の照射に
より酸を発生する酸発生剤であり、且つ、この酸発生剤
と先に示した本発明の重合体と有機溶剤とよりなるレジ
スト組成物が均一溶液で、均一な塗布、製膜が可能であ
れば、いかなる酸発生剤でもよい。また、酸発生剤は単
独でも2種以上を混合して用いてもよい。
The component (B) acid generator used in the present invention is an acid generator capable of generating an acid upon irradiation with a high energy beam or electron beam of 300 nm or less, and the acid generator and the acid generators described above. Any acid generator may be used as long as the resist composition comprising the polymer of the present invention and an organic solvent is a uniform solution and can be uniformly coated and formed into a film. The acid generator may be used alone or in combination of two or more.

【0024】本発明で使用可能な酸発生剤の例として
は、例えばトリフルオロメタンスルホン酸トリフェニル
スルホニウムなどのトリフェニルスルホニウム塩誘導
体;トリフルオロメタンスルホン酸ジp−t−ブチルヨ
ードニウムなどのジフェニルヨードニウム塩誘導体;そ
の他各種オニウム塩類、アルキルスルホン酸類、ジアル
キルスルフォニルジアゾメタン類、ジスルホン類、スル
ホン酸イミド類などがある。酸発生剤の配合量は、全ベ
ースポリマー100部に対して、0.2〜50部、特に
0.5から40部とすることが好ましく、0.2部に満
たないと露光時の酸発生量が少なく、感度及び解像性が
劣る場合があり、50部を超えるとレジストの透過率が
低下し、解像性が劣る場合がある。
Examples of the acid generator which can be used in the present invention include, for example, triphenylsulfonium salt derivatives such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate; diphenyliodonium salt derivatives such as dipt-butyliodonium trifluoromethanesulfonate. And other various onium salts, alkyl sulfonic acids, dialkyl sulfonyl diazomethanes, disulfones, sulfonic acid imides and the like. The amount of the acid generator blended is preferably 0.2 to 50 parts, particularly 0.5 to 40 parts, based on 100 parts of the total base polymer. If the amount is too small, the sensitivity and resolution may be inferior, and if it exceeds 50 parts, the transmittance of the resist may be lowered and resolution may be inferior.

【0025】本発明で使用される(C)成分の有機溶剤
としては、酸発生剤、ベースポリマー等が溶解可能な有
機溶剤であれば何れでも良い。このような有機溶剤とし
ては、例えばシクロヘキサノン等のケトン類;1−メト
キシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノ
ール等のアルコール類;プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレング
リコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジ
メチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸ブチル、3−メト
キシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エ
チル等のエステル類;γ−ブチロラクトンなどのラクト
ン類が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を混合し
て使用することができるが、これらに限定されるもので
はない。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレジス
ト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレ
ングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ−2−プ
ロパノール、乳酸エチルの他、安全溶剤であるプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混
合溶剤が好ましく使用される。
The organic solvent of the component (C) used in the present invention may be any organic solvent in which the acid generator, the base polymer and the like can be dissolved. Examples of such organic solvents include ketones such as cyclohexanone; alcohols such as 1-methoxy-2-propanol and 1-ethoxy-2-propanol; propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether,
Ethers such as propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3 Examples include esters such as ethyl ethoxypropionate; lactones such as γ-butyrolactone, which may be used alone or in admixture of two or more, but are not limited thereto. In the present invention, among these organic solvents, the solubility of the acid generator in the resist component is the best, diethylene glycol dimethyl ether and 1-ethoxy-2-propanol, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate which is a safety solvent. And mixed solvents thereof are preferably used.

【0026】本発明のレジスト材料の基本的構成成分は
上記の重合体、酸発生剤及び有機溶剤であるが、必要に
応じて更に、溶解阻止剤、酸性化合物、塩基性化合物、
安定剤、色素、界面活性剤などの他の成分を添加しても
よい。
The basic constituents of the resist composition of the present invention are the above-mentioned polymer, acid generator and organic solvent. If necessary, a dissolution inhibitor, an acidic compound, a basic compound,
Other components such as stabilizers, dyes and surfactants may be added.

【0027】本発明のレジスト材料を使用してパターン
を形成するには、公知のリソグラフィー技術を採用して
行うことができ、例えば、シリコンウエハー等の基板上
にスピンコーティング等の手法で膜厚が0.3〜2.0
μmとなるように塗布し、これをホットプレート上で6
0〜150℃、1〜10分間、好ましくは80〜130
℃、1〜5分間プリベークする。次いで目的のパターン
を形成するためのマスクを上記のレジスト膜上にかざ
し、遠紫外線、エキシマレーザー、X線等の高エネルギ
ー線または電子線を露光量1〜200mJ/cm2、好まし
くは10〜100mJ/cm2となるように照射した後、ホ
ットプレート上で、60〜150℃、1〜5分間、好ま
しくは80〜130℃、1〜3分間ポストエクスポジャ
ーベーク(PEB)する。更に、0.1〜5%、好ましく
は、2〜3%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、0.1〜
3分間好ましくは0.5〜2分間、浸漬(dip)法、
パドル(puddle)法、スプレー(spray)法
等の常法により現像して、基板上に目的のパターンが形
成される。なお、本発明のレジスト材料は、特に高エネ
ルギー線の中でも248〜193nmの遠紫外線又はエキ
シマレーザー、X線及び電子線による微細パターニング
に最適である。また、上記範囲が上限又は下限から外れ
る場合は、目的のパターンを得ることができない場合が
ある。
A pattern can be formed by using the resist material of the present invention by employing a known lithography technique. For example, a film such as a silicon wafer can be formed by a method such as spin coating to form a film. 0.3-2.0
Apply so that it becomes μm, and apply this on a hot plate for 6
0 to 150 ° C., 1 to 10 minutes, preferably 80 to 130
Prebak at 1 ° C for 1 to 5 minutes. Then, a mask for forming a desired pattern is held over the resist film, and a high-energy ray such as deep ultraviolet ray, excimer laser, or X-ray or electron beam is exposed at an amount of 1 to 200 mJ / cm 2 , preferably 10 to 100 mJ. After irradiating so as to be / cm 2 , post exposure bake (PEB) is performed on a hot plate at 60 to 150 ° C for 1 to 5 minutes, preferably 80 to 130 ° C for 1 to 3 minutes. Further, 0.1 to 5%, preferably 2 to 3% of a developer of an aqueous alkali solution such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is used.
3 minutes, preferably 0.5-2 minutes, dipping method,
Development is performed by a conventional method such as a paddle method or a spray method to form a target pattern on the substrate. The resist material of the present invention is most suitable for fine patterning by deep ultraviolet rays of 248 to 193 nm or excimer laser, X-rays and electron beams, among high energy rays. If the above range is out of the upper limit or the lower limit, the desired pattern may not be obtained.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例及び参考例を示して、本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。 [実施例1] 3−メタクリロイルオキシメチル−2,
6−ノルボルナンカルボラクトン[一般式(1)におい
てR1=メチル基であるメタクリレート] の合成。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Reference Examples, but the present invention is not limited to these Examples. [Example 1] 3-methacryloyloxymethyl-2,
Synthesis of 6-norbornane carbolactone [methacrylate in which R 1 = methyl group in the general formula (1)].

【0029】[0029]

【化10】 [Chemical 10]

【0030】式(7)で示される5−ノルボルネン−
2,3−ジカルボン酸無水物50gと30%硫酸200
gの混合物を窒素雰囲気下に、120℃で2時間加熱攪
拌した。生成した固形物を濾別、分離、水洗後、減圧乾
燥し、式(8)で示される2、6−ノルボルナンカルボ
ラクトン−3−カルボン酸48gを得た。得られた2、
6−ノルボルナンカルボラクトン−3−カルボン酸48
gとテトラヒドロフラン200mLの混合物にボラン・
テトラヒドロフラン錯体(1モルのテトラヒドロフラン
溶液、400mL)を加え10時間攪拌した。飽和食塩
水を加えて反応を停止させ、分液後、有機層を無水硫酸
ナトリウムを用いて乾燥した。減圧濃縮により溶媒を留
去し、式(9)で示される3−ヒドロキシメチル−2,
6−ノルボルナンカルボラクトン44gを得た。得られ
た3−ヒドロキシメチル−2,6−ノルボルナンカルボ
ラクトン44g、トリエチルアミン38g、塩化メチレ
ン200mLの混合物に5〜10℃で、塩化メタクリロ
イル32gを加え2時間攪拌した。水を加えて反応を停
止後、酢酸エチルを用いて抽出、有機層を水洗後、減圧
濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより
精製を行ない、式(10)で示される3−メタクリロイ
ルオキシメチル−2,6−ノルボルナンカルボラクトン
50gを得た。式(10)で示される目的物の、5−ノ
ルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物基準の収率は
70%であった。
5-norbornene represented by the formula (7)
50 g of 2,3-dicarboxylic anhydride and 200% of 30% sulfuric acid
The mixture of g was heated and stirred at 120 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. The produced solid matter was separated by filtration, separated, washed with water and dried under reduced pressure to obtain 48 g of 2,6-norbornanecarbolactone-3-carboxylic acid represented by the formula (8). Obtained 2,
6-Norbornanecarbolactone-3-carboxylic acid 48
g in a mixture of 200 g of tetrahydrofuran and borane.
Tetrahydrofuran complex (1 molar tetrahydrofuran solution, 400 mL) was added and stirred for 10 hours. The reaction was stopped by adding saturated saline, the organic layer was separated, and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off by concentration under reduced pressure to give 3-hydroxymethyl-2 represented by the formula (9),
44 g of 6-norbornanecarbolactone was obtained. 32 g of methacryloyl chloride was added to a mixture of 44 g of the obtained 3-hydroxymethyl-2,6-norbornanecarbolactone, 38 g of triethylamine and 200 mL of methylene chloride at 5 to 10 ° C, and the mixture was stirred for 2 hours. After the reaction was stopped by adding water, the mixture was extracted with ethyl acetate, the organic layer was washed with water, and concentrated under reduced pressure. Purification was performed by silica gel column chromatography to obtain 50 g of 3-methacryloyloxymethyl-2,6-norbornanecarbolactone represented by the formula (10). The yield of the target compound represented by the formula (10) based on 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride was 70%.

【0031】(IR、NMR分析結果) IR (KBr):ν =2964,2883,1768,
1714,1637,1456,1354,1325,
1308,1173,1105,1051,1020,
995,976,947cm-1 1 H−NMR(270MHz in CDCl3) :δ=
1.55−1.75(3H,m),1.84(1H,d
d,J=14.6,3.0Hz),1.93(3H,b
r.s),2.40−2.55(2H,m),2.65
(1H,dd,J=14.3,4.9Hz),3.25
(1H,m),4.21(1H,dd,J=11.7,
8.8Hz),4.36(1H,dd,J=11.7,
6.3Hz),4.78(1H,dd,J=7.8,
4.9Hz),5.56(1H,m),6.11(1
H,br.s).
(Results of IR and NMR analysis) IR (KBr): ν = 2964, 2883, 1768,
1714, 1637, 1456, 1354, 1325,
1308, 1173, 1105, 1051, 1020,
995,976,947cm -1 1 H-NMR (270MHz in CDCl 3): δ =
1.55-1.75 (3H, m), 1.84 (1H, d
d, J = 14.6, 3.0 Hz), 1.93 (3H, b
r. s), 2.40-2.55 (2H, m), 2.65.
(1H, dd, J = 14.3, 4.9 Hz), 3.25
(1H, m), 4.21 (1H, dd, J = 11.7,
8.8 Hz), 4.36 (1H, dd, J = 11.7,
6.3 Hz), 4.78 (1H, dd, J = 7.8,
4.9 Hz), 5.56 (1 H, m), 6.11 (1
H, br. s).

【0032】[実施例2] 3−アクリロイルオキシメ
チル−2,6−ノルボルナンカルボラクトン[一般式
(1)においてR1=水素原子であるアクリレート] の
合成。
Example 2 Synthesis of 3-acryloyloxymethyl-2,6-norbornanecarbolactone [an acrylate in which R 1 = hydrogen atom in the general formula (1)].

【化11】 [Chemical 11]

【0033】塩化メタクリロイルの替わりに塩化アクリ
ロイル28gを用いた以外は実施例1と同様の3段階の
反応で式(11)で示される3−アクリロイルオキシメ
チル−2,6−ノルボルナンカルボラクトンを合成し
た。式(11)で示される化合物の5−ノルボルネン−
2,3−ジカルボン酸無水物基準の収率は66%であっ
た。
3-Acryloyloxymethyl-2,6-norbornanecarbolactone represented by the formula (11) was synthesized by the same three-step reaction as in Example 1 except that 28 g of acryloyl chloride was used instead of methacryloyl chloride. . 5-norbornene of the compound represented by the formula (11)
The yield based on 2,3-dicarboxylic acid anhydride was 66%.

【0034】[実施例3] 下記構造式(12)で示さ
れる重合体の合成(式中x=0.5、y=0.5)。
Example 3 Synthesis of a polymer represented by the following structural formula (12) (in the formula, x = 0.5, y = 0.5).

【化12】 [Chemical 12]

【0035】実施例1で得られたメタクリレート11.
8g、8−エチル−8−トリシクロ[5.2.1.
2,6]デシルメタクリレート12.4g、N,N’−ア
ゾビスイソブチロニトリル60mg、テトラヒドロフラ
ン100mLの混合物を窒素雰囲気下、60℃で20時
間加熱攪拌した。放冷後、激しく攪拌したメタノール2
L中に反応混合物を滴下し、析出した沈殿を濾別分離し
た。得られた固体をメタノール洗浄後、減圧乾燥し目的
の重合体を13.3g得た。収率55%。1H−NMR
スペクトルの積分比より共重合比は50:50であっ
た。GPC分析による重量平均分子量はポリスチレン換
算で10,200、分散度(Mw/Mn)は1.78で
あった。
Methacrylate obtained in Example 1 11.
8 g, 8-ethyl-8-tricyclo [5.2.1.
A mixture of 12.4 g of 0 2,6 ] decyl methacrylate, 60 mg of N, N′-azobisisobutyronitrile, and 100 mL of tetrahydrofuran was heated and stirred at 60 ° C. for 20 hours under a nitrogen atmosphere. After cooling down, vigorously stirred methanol 2
The reaction mixture was added dropwise to L, and the deposited precipitate was separated by filtration. The obtained solid was washed with methanol and dried under reduced pressure to obtain 13.3 g of a target polymer. Yield 55%. 1 H-NMR
The copolymerization ratio was 50:50 from the integral ratio of the spectrum. The weight average molecular weight by GPC analysis was 10,200 in terms of polystyrene, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.78.

【0036】[実施例4] 下記構造式(13)で示さ
れる重合体の合成(式中x=0.4、y=0.5、z=
0.1)。
Example 4 Synthesis of polymer represented by the following structural formula (13) (where x = 0.4, y = 0.5, z =
0.1).

【化13】 [Chemical 13]

【0037】原料モノマーとして、実施例1で得たメタ
クリレート9.5g、2−エチル−2−アダマンチルメ
タクリレート12.4g、2−ヒドロキシエチルメタク
リレート1.3gを用いた以外は、実施例3と同様にし
て上記重合体を得た。収率52%。Mw=11,00
0、Mw/Mn=1.85。
The same procedure as in Example 3 was repeated except that 9.5 g of the methacrylate obtained in Example 1, 12.4 g of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate and 1.3 g of 2-hydroxyethyl methacrylate were used as raw material monomers. The above polymer was obtained. Yield 52%. Mw = 11,000
0, Mw / Mn = 1.85.

【0038】[実施例5] 重合体を用いたレジストパ
ターンの形成 実施例3で得られた重合体を用いて、以下に示す組成で
レジスト組成物を調製した。 (A)ベースポリマー(実施例3で得られた重合体)8
0重量部、(B)酸発生剤としてトリフルオロメタンス
ルホン酸トリフェニルスルホニウム1.0重量部、
(C)溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート480重量部、(D)その他トリブチル
アミン0.08重量部。このレジスト組成物を0.2μ
mのテフロン(登録商標)フィルターを用いて濾別した
後、90℃、40秒間ヘキサメチルジシラザンを噴霧し
たシリコンウェハー上へ回転塗布し、110℃、90秒
間の熱処理を施して、厚さ500nmのレジスト膜を形
成した。これをArFエキシマレーザー光で露光し、1
10℃、90秒間の熱処理を施した後、23℃まで冷却
し、2.38%のテトラヒドロアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液を用いて、23℃、60秒間浸漬現像を行な
い、1:1のライン・アンド・スペース・パターンを形
成した。現像済ウェハーを上空SEMで観察したとこ
ろ、0.17μmのパターンまでパターン剥がれなく解
像していることが確認された。同様にして実施例4で得
られた重合体についてもレジスト性能を評価し、0.1
8μmのパターンまでパターン剥がれなく解像している
ことが確認された。このことから本発明のフォトレジス
ト組成物は優れた基板密着性及び解像性を有することが
分かった。
Example 5 Formation of Resist Pattern Using Polymer Using the polymer obtained in Example 3, a resist composition having the following composition was prepared. (A) Base polymer (polymer obtained in Example 3) 8
0 part by weight, (B) triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as an acid generator 1.0 part by weight,
(C) 480 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent, (D) 0.08 parts by weight of other tributylamine. 0.2 μm of this resist composition
m Teflon (registered trademark) filter, and then spin-coated on a silicon wafer sprayed with hexamethyldisilazane at 90 ° C. for 40 seconds, followed by heat treatment at 110 ° C. for 90 seconds to give a thickness of 500 nm. Was formed. This is exposed with ArF excimer laser light and 1
After heat treatment at 10 ° C. for 90 seconds, it was cooled to 23 ° C., and immersion development was performed for 60 seconds at 23 ° C. using a 2.38% tetrahydroammonium hydroxide aqueous solution. Space pattern formed. When the developed wafer was observed by an SEM in the air, it was confirmed that a pattern of 0.17 μm was resolved without pattern peeling. Similarly, the resist performance of the polymer obtained in Example 4 was evaluated.
It was confirmed that the pattern of 8 μm was resolved without peeling. From this, it was found that the photoresist composition of the present invention had excellent substrate adhesion and resolution.

【0039】[実施例6] 重合体の透明性の評価 実施例3で得た重合体1.0gをシクロヘキサノン6.
0gに溶解したのち、0.2μmのテフロン(登録商
標)フィルターを用いて濾過した。得られた溶液を石英
基板上に回転塗布し、90℃、60秒間の熱処理を施し
て、膜厚500nmの薄膜を形成した。この薄膜につい
て、紫外可視分光光度計を用いて193nmにおける透
過率を測定したところ、500nmあたり80%の透過
率であった。同様にして実施例4で得た重合体について
も測定を行ない、透過率は500nmあたり82%であ
った。この結果から本発明の重合体はエキシマレーザー
用フォトレジストベースポリマーとして充分な透明性を
有することが確認された。
Example 6 Evaluation of Transparency of Polymer 1.0 g of the polymer obtained in Example 3 was mixed with cyclohexanone 6.
After being dissolved in 0 g, it was filtered using a 0.2 μm Teflon (registered trademark) filter. The obtained solution was spin-coated on a quartz substrate and heat-treated at 90 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 500 nm. When the transmittance of this thin film at 193 nm was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer, the transmittance was 80% per 500 nm. Similarly, the polymer obtained in Example 4 was also measured, and the transmittance was 82% per 500 nm. From these results, it was confirmed that the polymer of the present invention has sufficient transparency as a photoresist base polymer for excimer laser.

【0040】[実施例7] 重合体のエッチング耐性の評
価 実施例3で得た重合体2gをシクロヘキサノン10gに
溶解したのち、0.2μmのテフロン(登録商標)フィ
ルターを用いて濾過した。得られた溶液をシリコンウェ
ハー上に回転塗布し、90℃、60秒間の熱処理を施し
て、膜厚700nmの薄膜を形成した。この薄膜につい
てリアクティブイオンエッチング装置を用いて、Pow
er100W、圧力5Pa、ガス流量30ml/minの
条件でCF4ガスに対するエッチング速度を測定した。
その結果、エッチング速度(ノボラックレジストを1.
00として規格化した値)は1.13であった。同様に
実施例4で得た重合体についても測定を行ない、エッチ
ング速度は1.05であった。一方、比較のためにKr
Fレジストのベースポリマーとして使用されているポリ
(p−ヒドロキシスチレン)についても測定を行ない、
エッチング速度は1.20であった。この結果から本発
明の重合体はCF4ガスに対するエッチング速度が遅
く、ドライエッチング耐性に優れていることが確認され
た。
Example 7 Evaluation of Etching Resistance of Polymer After dissolving 2 g of the polymer obtained in Example 3 in 10 g of cyclohexanone, it was filtered using a 0.2 μm Teflon (registered trademark) filter. The obtained solution was spin-coated on a silicon wafer and heat-treated at 90 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 700 nm. Using a reactive ion etching device for this thin film,
The etching rate for CF 4 gas was measured under the conditions of er 100 W, pressure 5 Pa, and gas flow rate 30 ml / min.
As a result, the etching rate (novolak resist 1.
The value normalized as 00) was 1.13. Similarly, the polymer obtained in Example 4 was also measured, and the etching rate was 1.05. On the other hand, for comparison, Kr
The measurement was also performed on poly (p-hydroxystyrene) used as a base polymer of F resist,
The etching rate was 1.20. From these results, it was confirmed that the polymer of the present invention has a slow etching rate with respect to CF 4 gas and is excellent in dry etching resistance.

【0041】[0041]

【発明の効果】上記の説明より明らかなように、本発明
の重合体は透明性、特にエキシマレーザー露光波長での
透明性及びドライエッチング耐性に優れ、更に、本発明
の重合体を用いて調製したレジスト材料は、高エネルギ
ー線によく感応し、解像性に優れ、電子線や遠紫外線に
よる微細加工に有用である。また基板密着性に優れるた
め、微細でしかも基板に対して垂直なパターンを容易に
形成でき、超LSI製造用の微細パターン形成材料とし
て好適である。従って、本発明のラクトン構造を有する
(メタ)アクリレート化合物はレジストの解像性とエッ
チング耐性をともに向上させる上で非常に有用である。
As is apparent from the above description, the polymer of the present invention is excellent in transparency, particularly in the excimer laser exposure wavelength and the dry etching resistance, and further prepared by using the polymer of the present invention. The resist material described above is well sensitive to high-energy rays, has excellent resolution, and is useful for fine processing with electron beams or deep ultraviolet rays. Further, since it has excellent substrate adhesion, it can easily form a fine pattern perpendicular to the substrate, and is suitable as a fine pattern forming material for VLSI production. Therefore, the (meth) acrylate compound having a lactone structure of the present invention is very useful in improving both the resolution and etching resistance of the resist.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA09 AA14 AB16 AC04 AC06 AC08 AD03 BC13 BC34 BE00 BE10 BG00 CB41 CB55 4C037 AA02 4J100 AL03Q AL04Q AL05Q AL08P AL08Q BA11P BC03Q BC04Q BC07Q BC08Q BC09Q BC53P CA01 CA03 CA04 DA01 JA38   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H025 AA09 AA14 AB16 AC04 AC06                       AC08 AD03 BC13 BC34 BE00                       BE10 BG00 CB41 CB55                 4C037 AA02                 4J100 AL03Q AL04Q AL05Q AL08P                       AL08Q BA11P BC03Q BC04Q                       BC07Q BC08Q BC09Q BC53P                       CA01 CA03 CA04 DA01 JA38

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される(メタ)ア
クリレート化合物。 【化1】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表す。)
1. A (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1). [Chemical 1] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
【請求項2】 下記一般式(1a)で示される繰り返し
単位を含有し、重量平均分子量2,000〜100,0
00であることを特徴とする重合体。 【化2】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表す。)
2. A weight average molecular weight of 2,000 to 100,0 containing a repeating unit represented by the following general formula (1a).
The polymer is 00. [Chemical 2] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
【請求項3】 更に、下記一般式(2a)で示される繰
り返し単位を含有することを特徴とする請求項2に記載
の重合体。 【化3】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2は炭素数
4〜20の3級アルキル基を表す。)
3. The polymer according to claim 2, further comprising a repeating unit represented by the following general formula (2a). [Chemical 3] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms.)
【請求項4】 一般式(1a)で示される繰り返し単位
のモル分率が少なくとも5%であることを特徴とする請
求項3に記載の重合体。
4. The polymer according to claim 3, wherein the repeating unit represented by the general formula (1a) has a mole fraction of at least 5%.
【請求項5】 請求項2乃至4の何れかl項に記載の重
合体を含有することを特徴とするレジスト材料。
5. A resist material comprising the polymer according to any one of claims 2 to 4.
【請求項6】 (A)請求項2乃至4の何れかl項に記
載の重合体、(B)酸発生剤、(C)有機溶剤を含有す
ることを特徴とするレジスト材料。
6. A resist material containing (A) the polymer according to any one of claims 2 to 4, (B) an acid generator, and (C) an organic solvent.
【請求項7】 (1)請求項5又は6に記載のレジスト
材料を基板上に塗布する工程、(2)次いで、加熱処理
後、フォトマスクを介して波長300nm以下の高エネ
ルギー線又は電子線で露光する工程、(3)必要に応じ
て加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程、から
なることを特徴とするパターン形成方法。
7. (1) A step of applying the resist material according to claim 5 or 6 onto a substrate, (2) Then, after heat treatment, a high energy beam or an electron beam having a wavelength of 300 nm or less through a photomask. And a step of (3) performing a heat treatment if necessary, and then developing with a developing solution.
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