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JP4332445B2 - Resist polymer - Google Patents

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JP4332445B2
JP4332445B2 JP2004049865A JP2004049865A JP4332445B2 JP 4332445 B2 JP4332445 B2 JP 4332445B2 JP 2004049865 A JP2004049865 A JP 2004049865A JP 2004049865 A JP2004049865 A JP 2004049865A JP 4332445 B2 JP4332445 B2 JP 4332445B2
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resist
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敦 大竹
陽 百瀬
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
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Description

本発明は、レジスト用重合体、レジスト組成物およびパターン製造方法に関し、特に、エキシマレーザー、電子線およびX線を使用する微細加工に好適な化学増幅型レジスト組成物に関する。   The present invention relates to a resist polymer, a resist composition, and a pattern manufacturing method, and more particularly to a chemically amplified resist composition suitable for fine processing using an excimer laser, an electron beam, and an X-ray.

近年、半導体素子や液晶素子の製造における微細加工の分野においては、リソグラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んでいる。その微細化の手法としては、一般に、照射光の短波長化が用いられ、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DUV(Deep Ultra Violet)へと照射光が変化してきている。   In recent years, in the field of microfabrication in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal elements, miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. As a method for miniaturization, generally, a shorter wavelength of irradiation light is used. Specifically, from conventional ultraviolet rays typified by g-line (wavelength: 438 nm) and i-line (wavelength: 365 nm) to DUV ( The irradiation light is changing to Deep Ultra Violet.

現在では、KrFエキシマレーザー(波長:248nm)リソグラフィー技術が市場に導入され、さらなる短波長化を図ったArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィー技術も導入されようとしている。さらに、次世代の技術として、F2エキシマレーザー(波長:157nm)リソグラフィー技術が研究されている。また、これらとは若干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、EUV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。 At present, KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) lithography technology is introduced into the market, and ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography technology for further shortening the wavelength is about to be introduced. Further, as a next-generation technique, an F 2 excimer laser (wavelength: 157 nm) lithography technique has been studied. In addition, as a slightly different type of lithography technology, an electron beam lithography technology and an EUV lithography technology have been energetically studied.

このような短波長の照射光あるいは電子線に対する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精力的に進められている。   As a high-resolution resist for such short-wavelength irradiation light or electron beam, a “chemically amplified resist” containing a photoacid generator has been proposed. At present, improvements and development of this chemically amplified resist are energetically active. It is being advanced.

ArFエキシマレーザーリソグラフィーにおいて使用されるレジスト樹脂として、波長193nmの光に対して透明なアクリル系樹脂が注目されている。このようなアクリル系樹脂としては、例えば、エステル部にアダマンタン骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルとエステル部にラクトン骨格を有する(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が特許文献1、特許文献2等に開示されている。   As a resist resin used in ArF excimer laser lithography, an acrylic resin that is transparent with respect to light having a wavelength of 193 nm has attracted attention. Examples of such acrylic resins include copolymers of (meth) acrylic acid ester having an adamantane skeleton in the ester portion and (meth) acrylic acid ester having a lactone skeleton in the ester portion. Etc. are disclosed.

しかしながら、これらのアクリル系樹脂は、レジスト樹脂として使用した場合、レジスト組成物中に含まれる樹脂が経時的に凝集してマイクロゲルと呼ばれる不溶分が発生し、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ることがある。また、現像中にディフェクトと呼ばれる不溶分が発生し、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ることもある。   However, when these acrylic resins are used as a resist resin, the resin contained in the resist composition aggregates with time to generate an insoluble matter called a microgel, and the resist pattern is missing. Circuit breaks or defects may occur. In addition, an insoluble matter called a defect is generated during development, and the resist pattern is lost, which may cause a circuit disconnection or a defect.

一方、シアノ基を有する構成単位を含有する樹脂を含有する化学増幅型レジスト組成物は、例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等に開示されている。特許文献3においては、樹脂中の酸により脱離する基(酸解離性基)に含まれる脂環式炭化水素基の置換基としてシアノ基が挙げられている。特許文献4には、シアノ基含有重合単位は、極性置換基であるシアノ基の存在により、基板との接着性を確保し、レジストのドライエッチング耐性の向上に寄与すると記載されている。特許文献5には、シアノ基を有する特定の構成単位を含有する樹脂を用いることにより、ラインエッジラフネスを改善で
きることが記載されている。特許文献6には、シアノ基を有する特定の構成単位する樹脂を用いることによりF2エキシマレーザー波長である157nmに対する透過性を向上できることが記載されている。
On the other hand, a chemically amplified resist composition containing a resin containing a structural unit having a cyano group is disclosed in, for example, Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, and the like. In Patent Document 3, a cyano group is mentioned as a substituent of an alicyclic hydrocarbon group contained in a group (acid dissociable group) that is eliminated by an acid in a resin. Patent Document 4 describes that a cyano group-containing polymer unit ensures adhesion to a substrate and contributes to improvement of resist dry etching resistance by the presence of a cyano group that is a polar substituent. Patent Document 5 describes that line edge roughness can be improved by using a resin containing a specific structural unit having a cyano group. Patent Document 6 describes that by using a resin as a specific structural unit having a cyano group, the transmittance with respect to 157 nm which is the wavelength of F 2 excimer laser can be improved.

また、特許文献7には、優れた光学的性質、低吸湿性および耐熱性を有する光学材料として有用な重合体の原料となるアクリル系単量体として、置換基としてシアノ基を有する脂環式骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル誘導体が開示されている。また、特許文献7には、この(メタ)アクリル酸エステル系誘導体は、単独で、もしくは、それと(メタ)アクリル酸やそのエステルなど他の不飽和化合物との共重合体とすることができると記載されている。   Patent Document 7 discloses an alicyclic compound having a cyano group as a substituent as an acrylic monomer that is a raw material of a polymer useful as an optical material having excellent optical properties, low hygroscopicity, and heat resistance. A (meth) acrylic acid ester derivative having a skeleton is disclosed. Patent Document 7 discloses that this (meth) acrylic acid ester-based derivative can be used alone or as a copolymer with it and other unsaturated compounds such as (meth) acrylic acid and its ester. Are listed.

さらに、特許文献8には、ArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィー等において使用される、感度および解像度に優れたレジスト組成物として、極性部分を含む基を有する構成単位と酸により脱離する基を有する構成単位とを含有する(メタ)アクリル系共重合体と、光酸発生剤とを含有するレジスト組成物が記載されており、極性部分(極性基)の1つとして、シアノ基、ラクトンが挙げられている。また、特許文献8の実施例には、5−(4−)シアノ−2−ノルボルニルメタクリレート、2’−アセトキシエチルメタクリレート、1−ブチルメタクリレートおよびメタクリル酸を重合した重合体(Example 4)と、5−(4−)シアノ−2−ノルボルニルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートおよびメタクリル酸を重合した重合体(Example 6)とが記載されている。しかしながら、これらの重合体をArFエキシマレーザーリソグラフィ用レジスト組成物に用いた場合には、レジスト溶剤および現像液への溶解性に問題があり、そのため、マイクロゲルやディフェクトが発生するという問題があった。
特開平10−319595号公報 特開平10−274852号公報 特開2002−244295号公報 特開2000−258915号公報 特開2002−268222号公報 特開2001−264982号公報 特開平1−100145号公報 米国特許第6,165,678号明細書
Furthermore, in Patent Document 8, as a resist composition excellent in sensitivity and resolution used in ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography, a structural unit having a group containing a polar moiety and a group capable of leaving by an acid. A resist composition containing a (meth) acrylic copolymer containing a structural unit having a photoacid generator and a cyano group, a lactone as one of the polar parts (polar groups) Are listed. Examples of Patent Document 8 include a polymer obtained by polymerizing 5- (4-) cyano-2-norbornyl methacrylate, 2′-acetoxyethyl methacrylate, 1-butyl methacrylate and methacrylic acid (Example 4) and , 5- (4-) cyano-2-norbornyl methacrylate, t-butyl methacrylate and a polymer obtained by polymerizing methacrylic acid (Example 6). However, when these polymers are used in a resist composition for ArF excimer laser lithography, there is a problem in solubility in a resist solvent and a developer, and thus there is a problem that microgels and defects occur. .
JP 10-319595 A JP-A-10-274852 JP 2002-244295 A JP 2000-258915 A JP 2002-268222 A JP 2001-264882 A Japanese Patent Laid-Open No. 1-110035 US Pat. No. 6,165,678

本発明は、DUVエキシマレーザーリソグラフィーあるいは電子線リソグラフィー等においてレジスト樹脂として用いた場合に、ラインエッジラフネスが小さく、マイクロゲル及びディフェクトの生成も少ないレジスト用重合体、レジスト組成物、および、このレジスト組成物を用いたパターン製造方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a resist polymer, a resist composition, and a resist composition, which have a small line edge roughness and little generation of microgel and defects when used as a resist resin in DUV excimer laser lithography or electron beam lithography. An object of the present invention is to provide a pattern manufacturing method using an object.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、DUVエキシマレーザーリソグラフィーあるいは電子線リソグラフィーにおいて、特定のシアノ基含有脂環式構造を有する構成単位および、エーテル構造もしくはアセタール構造を含有する構成単位を含む重合体をレジスト組成物に用いることにより、高感度、高解像度が損なわれることなく、溶解性が向上し、ディフェクトおよびマイクロゲルの生成も抑制され、さらにラインエッジラフネスも小さくなることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that in DUV excimer laser lithography or electron beam lithography, a structural unit having a specific cyano group-containing alicyclic structure and a structural unit containing an ether structure or an acetal structure It has been found that the use of a polymer containing a polymer in a resist composition improves the solubility without impairing high sensitivity and high resolution, suppresses the formation of defects and microgels, and reduces the line edge roughness. The present invention has been reached.

本発明の第一の要旨は、下記式(2)表されるシアノ基含有脂環式構造を有する構成単位と、下記式(1b´)、(1c)、および(1d)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位とを含含み、前記シアノ基含有脂環式構造を有する構成単位の比率が、全単量体合計に対して5モル%以上40モル%以下であり、前記式(1b´)(1c)および(1d)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位の比率が、全単量体合計に対して30モル%以上60モル%以下であり、質量平均分子量が1,000以上100,000以下であるレジスト用重合体である
The first gist of the present invention is represented by a structural unit having a cyano group-containing alicyclic structure represented by the following formula (2) , and the following formulas (1b ′), (1c), and (1d). And at least one structural unit selected from the group consisting of structural units, and the proportion of the structural units having the cyano group-containing alicyclic structure is 5 mol% or more and 40 mol% with respect to the total monomers. The ratio of at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the formulas (1b ′), (1c) and (1d) is 30 mol% based on the total amount of all monomers. It is a resist polymer having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 100,000 or less .

(式(2)中、R(In formula (2), R 0101 は水素原子またはメチル基を表す。)Represents a hydrogen atom or a methyl group. )

(式中、R(Wherein R 0808 は水素原子またはメチル基を表し、mは1または2を表す。)Represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents 1 or 2. )

(式(1c)中、R06は水素原子またはメチル基を表す。m1は0〜3の整数である。)
(In the formula (1c), R 06 represents a hydrogen atom or a methyl group. M1 is an integer of 0 to 3.)

(式(1d)中、R07は水素原子またはメチル基を表す。m2は0〜3の整数である。)
式(1b)中、炭素数1〜12のアルキル基は鎖状のものだけでなく、シクロヘキサン、シクロペンタン、アダマンタンのような環状のものも含む。また、前記の環とは、シクロヘキサン、シクロペンタン、アダマンタンのような環の1個の炭素原子を酸素原子と置き換えたものを意味する。
(In the formula (1d), R 07 represents a hydrogen atom or a methyl group. M2 is an integer of 0 to 3.)
In the formula (1b), the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms includes not only a chain group but also a cyclic group such as cyclohexane, cyclopentane, and adamantane. Moreover, the said ring means what substituted one carbon atom of the ring like oxygen, such as cyclohexane, cyclopentane, and adamantane.

本発明のレジスト用重合体は、DUVエキシマレーザーリソグラフィあるいは電子線リソグラフィ等においてレジスト樹脂として用いた場合に、従来のレジスト用重合体と比較して、高感度、高解像度が損なわれることなく、ディフェクトおよびマイクロゲルの生成も抑制され、ラインエッジラフネスも小さいという特長がある。
The resist polymer of the present invention has a high sensitivity and high resolution when used as a resist resin in DUV excimer laser lithography, electron beam lithography, etc., without impairing high sensitivity and high resolution. In addition, the production of microgel is also suppressed, and the line edge roughness is small.

1.本発明のレジスト用重合体の構成単位
本発明において脂環式骨格とは、環状の炭化水素基を1個以上有する構造を意味する。また、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸の総称である。
1. Structural Unit of Resist Polymer of the Present Invention In the present invention, the alicyclic skeleton means a structure having one or more cyclic hydrocarbon groups. “(Meth) acrylic acid” is a general term for acrylic acid and methacrylic acid.

上記式(1)で表される構成単位の中でも下記式(2)および下記式(1−1)で表される構成単位が好ましい。
Among the structural units represented by the above formula (1), structural units represented by the following formula (2) and the following formula (1-1) are preferable.

(式(2)中、R01は水素原子またはメチル基を表す。)
なお、この重合体において、式(2)で表される構成単位は、全て同じである必要はなく、2種以上が混在するものであってもよい。
(In the formula (2), R 01 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
In this polymer, the structural units represented by the formula (2) need not all be the same, and two or more types may be mixed.

(式(1−1)中、R01は水素原子またはメチル基を表し、R03は水素原子または炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表す。A01、A02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を表すか、あるいは、A01とA02とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または炭素数1〜6のアルキレン鎖を表す。)
なお、この重合体において、式(1−1)で表される構成単位は、全て同じである必要はなく、2種以上が混在するものであってもよい。
(In the formula (1-1), R 01 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 03 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A 01 and A 02 are each independently Represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or A 01 and A 02 are combined to form —O—, —S—, —NH—, or 1 to 6 carbon atoms; Represents an alkylene chain.)
In this polymer, all the structural units represented by the formula (1-1) do not have to be the same, and two or more types may be mixed.

本発明のレジスト用重合体の前記式(1)で表される構成単位は、下記式(5)で表される(メタ)アクリル酸エステル誘導体に由来する。下記式(5)で表される(メタ)アクリル酸エステル誘導体は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
The structural unit represented by the formula (1) of the resist polymer of the present invention is derived from a (meth) acrylic acid ester derivative represented by the following formula (5). The (meth) acrylic acid ester derivative represented by the following formula (5) may be one type or a mixture of two or more types.

(式(5)中、R01、R02、Z、およびpは式(1)と同義である。)
式(5)中、R02は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。アルキル基は、直鎖状であっても、分岐していてもよい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などが挙げられる。R02としては、中でも、有機溶媒への溶解性の点から、水素原子またはメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
(In the formula (5), R 01 , R 02 , Z, and p have the same meanings as in the formula (1).)
In the formula (5), R 02 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched. Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. R 02 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, from the viewpoint of solubility in an organic solvent.

式(5)中、Zは、エステル結合している炭素原子およびシアノ基の結合した炭素原子とともに、環式炭化水素基、好ましくは橋かけ環式炭化水素基を構成する原子団を表す。環式炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、7〜20が好ましい。この環式炭化水素基は、シアノ基以外に、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒ
ドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基、アミノ基などが挙げられる。
In the formula (5), Z represents an atomic group constituting a cyclic hydrocarbon group, preferably a bridged cyclic hydrocarbon group, together with a carbon atom having an ester bond and a carbon atom having a cyano group bonded thereto. Although carbon number of a cyclic hydrocarbon group is not specifically limited, 7-20 are preferable. This cyclic hydrocarbon group may have a substituent in addition to the cyano group. Examples of the substituent include 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 carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group. A linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have at least one group selected from the group, a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms Group, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, and the like.

式(5)中のZとしては、例えば、ノルボルナン環などの環式テルペン炭化水素、アダマンタン環、テトラシクロドデカン環、ジシクロペンタン環、トリシクロデカン環、デカヒドロナフタレン環、ポリヒドロアントラセン環、ショウノウ環、コレステリック環等を有する原子団が挙げられる。Zとしては、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、ノルボルナン環などの環式テルペン炭化水素、アダマンタン環、テトラシクロドデカン環、ジシクロペンタン環またはトリシクロデカン環を有する原子団が好ましく、下記式(11−1)で表されるノルボルナン環、下記式(11−2)で表されるテトラシクロドデカン環または下記式(11−3)で表されるアダマンタン環を有する原子団がより好ましい。中でも、他の単量体との共重合性に優れる点から、ノルボルナン環を有する原子団が特に好ましい。
Examples of Z in the formula (5) include cyclic terpene hydrocarbons such as norbornane ring, adamantane ring, tetracyclododecane ring, dicyclopentane ring, tricyclodecane ring, decahydronaphthalene ring, polyhydroanthracene ring, An atomic group having a camphor ring, a cholesteric ring, or the like can be given. Z is an atomic group having a cyclic terpene hydrocarbon such as a norbornane ring, an adamantane ring, a tetracyclododecane ring, a dicyclopentane ring or a tricyclodecane ring because it has a high dry etching resistance required for a resist. Preferably, an atomic group having a norbornane ring represented by the following formula (11-1), a tetracyclododecane ring represented by the following formula (11-2), or an adamantane ring represented by the following formula (11-3) More preferred. Among these, an atomic group having a norbornane ring is particularly preferable from the viewpoint of excellent copolymerizability with other monomers.

式(5)中、pは環式炭化水素基が有するシアノ基の数を表し、1〜4の整数である。pは、感度および解像度の点から、1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。   In formula (5), p represents the number of cyano groups that the cyclic hydrocarbon group has, and is an integer of 1 to 4. p is preferably 1 or 2 and more preferably 1 in terms of sensitivity and resolution.

pが2以上の場合、シアノ基は同一の炭素原子に結合していてもよく、異なる炭素原子に結合していてもよいが、金属表面等への密着性の点から、異なる炭素原子に結合していることが好ましい。   When p is 2 or more, the cyano group may be bonded to the same carbon atom, or may be bonded to different carbon atoms, but bonded to different carbon atoms from the viewpoint of adhesion to a metal surface or the like. It is preferable.

シアノ基の置換位置は特に限定されないが、例えば、Zがノルボルニル環の場合、5位が(メタ)アクリロイル基で置換されていれば、シアノ基の置換位置は2位および/または3位であることが好ましい。   The substitution position of the cyano group is not particularly limited. For example, when Z is a norbornyl ring, if the 5-position is substituted with a (meth) acryloyl group, the substitution position of the cyano group is the 2-position and / or 3-position. It is preferable.

上記式(5)で表される単量体として、具体的には、下記式(6−1)〜(6−16)で表される単量体が挙げられる。なお、式(6−1)〜(6−16)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
Specific examples of the monomer represented by the above formula (5) include monomers represented by the following formulas (6-1) to (6-16). In formulas (6-1) to (6-16), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(5)で表される単量体としては、中でも、ドライエッチング耐性の点から、上記式(6−1)で表される単量体、上記式(6−3)で表される単量体、上記式(6−4)で表される単量体、上記式(6−6)で表される単量体が好ましく、上記式(6−1)で表される単量体、上記式(6−4)で表される単量体、上記式(6−6)で表される単量体がより好ましく、他の単量体との共重合性に優れる点から、上記式(6−1)で表される単量体が特に好ましい。   As the monomer represented by the above formula (5), the monomer represented by the above formula (6-1) and the above formula (6-3) are particularly preferable from the viewpoint of dry etching resistance. A monomer, a monomer represented by the above formula (6-4), a monomer represented by the above formula (6-6) are preferable, and a monomer represented by the above formula (6-1) , The monomer represented by the above formula (6-4) and the monomer represented by the above formula (6-6) are more preferable, and from the viewpoint of excellent copolymerizability with other monomers, A monomer represented by the formula (6-1) is particularly preferable.

前記式(1−1)で表される構成単位は、下記式(5−1)で表されるシアノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル誘導体に由来する。つまり、本発明のレジスト用重合体は、下記式(5−1)で表されるシアノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル誘導体を含むモノマー組成物を共重合して得られるものである。下記式(5−1)で表される(メタ)アクリル酸エステル誘導体は、1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
The structural unit represented by the formula (1-1) is derived from a (meth) acrylic acid ester derivative having a cyano group represented by the following formula (5-1). That is, the resist polymer of the present invention is obtained by copolymerizing a monomer composition containing a (meth) acrylic acid ester derivative having a cyano group represented by the following formula (5-1). The (meth) acrylic acid ester derivative represented by the following formula (5-1) may be one type or a mixture of two or more types.

(式(5−1)中、R01、R03、A01、および、A02は式(5)と同義である。)
式(5−1)中、R03は水素原子または炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐アルキル基を表す。R03としては、他の単量体との共重合性に優れる点から、エチル基、メチル基、水素原子が好ましく、メチル基がより好ましい。
(In formula (5-1), R 01 , R 03 , A 01 , and A 02 have the same meanings as in formula (5).)
In formula (5-1), R 03 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 03 is preferably an ethyl group, a methyl group, or a hydrogen atom, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of excellent copolymerizability with other monomers.

式(5−1)中、A01、A02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を表すか、あるいは、A01とA02とが一緒になって−O−、−S−、−NH−または炭素数1〜6のアルキレン鎖を表す。A01とA02としては、溶剤への溶解性に優れる点から、A01とA02とがともに水素原子であることが好ましく、ドライエッチング耐性に優れる点から、A01とA02とが一緒になって−CH2−または−CH2−CH2−を形成していることが好ましい。 In formula (5-1), A 01 and A 02 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or A 01 and A 02 together O-, -S-, -NH- or an alkylene chain having 1 to 6 carbon atoms is represented. The A 01 and A 02, from the viewpoint of excellent solubility in solvents, it is preferred that the the A 01 and A 02 are both hydrogen atoms, from the viewpoint of excellent dry etching resistance, together with A 01 and A 02 To form —CH 2 — or —CH 2 —CH 2 —.

上記式(5−1)で表される単量体として、具体的には、下記式(6−17)〜(6−18)で表される単量体が挙げられる。なお、式(6−17)〜(6−18)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
Specific examples of the monomer represented by the above formula (5-1) include monomers represented by the following formulas (6-17) to (6-18). In formulas (6-17) to (6-18), R represents a hydrogen atom or a methyl group.

このような上記式(5)で表されるシアノ基含有(メタ)アクリル酸エステル誘導体は、例えば、下記の工程(I)あるいは(II)にて製造することができる。下記の工程(I)は、上記式(6−1)で表される単量体の製造工程を示し、下記の工程(II)は、上記式(6−17)で表される単量体の製造工程を示しているが、その他の上記式(5)で表される単量体も同様にして製造することができる。
Such a cyano group-containing (meth) acrylic acid ester derivative represented by the above formula (5) can be produced, for example, by the following step (I) or (II). The following step (I) shows a production process of the monomer represented by the above formula (6-1), and the following step (II) is a monomer represented by the above formula (6-17). However, other monomers represented by the above formula (5) can also be produced in the same manner.

原料である(メタ)アクリロニトリル、シクロペンタジエン、2−メトキシブタジエン、(メタ)アクリル酸およびその誘導体などは公知の方法で製造することができ、また、市販品を使用することもできる。   The raw materials (meth) acrylonitrile, cyclopentadiene, 2-methoxybutadiene, (meth) acrylic acid and derivatives thereof can be produced by known methods, and commercially available products can also be used.

(メタ)アクリロニトリルとシクロペンタジエンあるいは2−メトキシブタジエンとの環化付加反応は、公知の方法にて容易に進行するが、必要に応じてルイス酸などの触媒を使用し、無溶媒またはメタノールなどの溶媒中で行うことが好ましい。   Cycloaddition reaction of (meth) acrylonitrile and cyclopentadiene or 2-methoxybutadiene proceeds easily by a known method, but if necessary, a catalyst such as Lewis acid is used, and a solvent-free or methanol or the like is used. It is preferable to carry out in a solvent.

アクリル酸あるいはメタクリル酸の不飽和結合への付加反応は、好ましくは酸触媒を使用し、無溶媒またはトルエンなどの溶媒中で、過剰のアクリル酸あるいはメタクリル酸を使用して行うことが好ましい。この付加反応において使用される酸触媒は特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、p−トルエンスルホン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸などが挙げられる。酸触媒としては、中でも、反応速度の点から、硫酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸が好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸がより好ましい。   The addition reaction to the unsaturated bond of acrylic acid or methacrylic acid is preferably carried out using an excess of acrylic acid or methacrylic acid in the absence of a solvent or in a solvent such as toluene, preferably using an acid catalyst. The acid catalyst used in this addition reaction is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, p-toluenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like. Among them, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid are preferable, and trifluoromethanesulfonic acid is more preferable from the viewpoint of reaction rate.

上記反応の生成物は、いくつかの構造異性体、幾何異性体、光学異性体を含む場合があるが、本発明においては、2種以上の異性体の混合物を用いてもよいし、精製していずれかの異性体を単独で用いてもよい。本発明においては、異性体の混合物のまま重合反応に使用することができる。また、反応中間体を含んでいてもそのまま重合反応に使用することができる。上記反応の生成物は、必要に応じて、単蒸留、薄膜蒸留、再結晶あるいはカラムクロマトグラフィーなどによって精製してもよい。   The product of the above reaction may contain several structural isomers, geometric isomers, and optical isomers. In the present invention, a mixture of two or more isomers may be used or purified. Any of the isomers may be used alone. In the present invention, the mixture of isomers can be used in the polymerization reaction as it is. Even if a reaction intermediate is contained, it can be used in the polymerization reaction as it is. The product of the above reaction may be purified by simple distillation, thin film distillation, recrystallization, column chromatography or the like, if necessary.

2.本発明のレジスト用重合体
前記シアノ基含有脂環式構造を有する構成単位としては下記式(7−1)〜(7−6)で表される単量体に由来するものが好ましい。
2. Polymer for resist of the present invention The structural unit having a cyano group-containing alicyclic structure is preferably derived from monomers represented by the following formulas (7-1) to (7-6).

本発明の重合体は前記式(1b)、(1c)、および(1d)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を必須とする。   The polymer of the present invention essentially comprises at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the above formulas (1b), (1c), and (1d).

前記式(1b)で表される構成単位は、下記式(1b−m)で表される単量体単位を重合することで得られるものである。
The structural unit represented by the formula (1b) is obtained by polymerizing a monomer unit represented by the following formula (1b-m).

(式(1b−m)中、R03、R04およびR05は式(1b)と同義である。)
中でも、下記式で表される単量体単位がより好ましい。
(In formula (1b-m), R 03 , R 04 and R 05 have the same meanings as in formula (1b).)
Among these, a monomer unit represented by the following formula is more preferable.

(式中、R08は水素原子またはメチル基を表し、mは1または2を表す。)
これらの単量体単位の具体例として下記式(8−1)〜(8−14)で表されるものが挙げられる。

(Wherein R 08 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents 1 or 2).
Specific examples of these monomer units include those represented by the following formulas (8-1) to (8-14).


前記式(1c)で表される構成単位は下記式(1c−m)で表される単量体に由来する。

The structural unit represented by the formula (1c) is derived from a monomer represented by the following formula (1c-m).

(式(1c−m)中、R06およびm1は式(1c)と同義である。)
前記式(1c−m)中、酸脱離性が高い点でR06が水素原子であることが好ましい。
(In the formula (1c-m), R 06 and m1 have the same meanings as in the formula (1c).)
In the formula (1c-m), R 06 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of high acid detachability.

これらの単量体単位の具体例として下記式(1c−m−1)および(1c−m−2)で表されるものが挙げられる。Rは水素原子またはメチル基である。
Specific examples of these monomer units include those represented by the following formulas (1c-m-1) and (1c-m-2). R is a hydrogen atom or a methyl group.

(式(1d−m)中、R07およびm2は式(1d)と同義である。)
前記式(1d−m)中、酸脱離性が高い点でR07が水素原子であることが好ましい。
(In the formula (1d-m), R 07 and m2 have the same meaning as in the formula (1d).)
In the formula (1d-m), R 07 is preferably a hydrogen atom in terms of high acid detachability.

これらの単量体単位の具体例として下記式(1d−m−1)および(1d−m−2)で表されるものが挙げられる。
Specific examples of these monomer units include those represented by the following formulas (1d-m-1) and (1d-m-2).

本発明のレジスト用重合体は、構成単位が酸脱離性基を含有することが必要である。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の事を言う。酸脱離性基は、前記シアノ基含有脂環式構造を有する構成単位に含有されていてもよいし、下記式(10−1)、(10−2)、または(10−3)等で表される単量体を共重合することで含有されてもかまわない。前記式(1b)で表される構成単位は酸脱離性基を有するが、前記式(1c)および(1d)で表される構成単位は酸脱離性基を有さないため、酸脱離性基を有する他の構成単位が必要である。
(式(10−1)中、R10は水素原子またはメチル基を表し、R11は炭素数1〜3のアルキル基を表し、X1は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、n1は0〜4の整数を表す。なお、n1が2以
上の場合にはX1として複数の異なる基を有することも含む。
式(10−2)中、R12は水素原子またはメチル基を表し、R13、R14はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、X2は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、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。
式(10−3)中、R15は水素原子またはメチル基を表し、R16は炭素数1〜3のアルキル基を表し、X3は、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、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。式(10−4)中、R17は水素原子またはメチル基を表し、R18は炭素数1〜3のアルキル基を表し、Xは、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、n4は0〜4の整数を表す。なお、n4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。
式(10−5)中、R19は水素原子またはメチル基を表し、R20は炭素数1〜3のアルキル基を表し、Xは、置換基としてヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基およびアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐アルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルコールでエステル化されたカルボキシ基またはアミノ基を表し、n5は0〜4の整数を表す。なお、n5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。
In the resist polymer of the present invention, the structural unit needs to contain an acid leaving group. Here, the “acid-leaving group” refers to a group that decomposes or leaves by the action of an acid. The acid leaving group may be contained in the structural unit having the cyano group-containing alicyclic structure, and may be represented by the following formula (10-1), (10-2), or (10-3). It may be contained by copolymerizing the monomer represented. The structural unit represented by the formula (1b) has an acid leaving group, but the structural units represented by the formulas (1c) and (1d) have no acid leaving group. Other structural units having a leaving group are required.
(In Formula (10-1), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 11 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1 represents a hydroxy group, a carboxy group, or a carbon number 1 as a substituent. Carbon which may have at least one group selected from the group consisting of an acyl group having 6 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group 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 a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms. or an amino group, n1 also includes having a representative. Incidentally, n1 is 2 or more different groups as X 1 in the case an integer of 0 to 4.
In formula (10-2), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 13 and R 14 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 2 represents a hydroxy group, a carboxy group as a substituent. At least one group selected from the group consisting of a group, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group C1-6 linear or branched alkyl group, hydroxy group, carboxy group, C1-6 acyl group, C1-6 alkoxy group, C1-6 alcohol ester Represents a converted carboxy group or amino group, and n2 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 2 in the case of n2 is 2 or more.
In Formula (10-3), R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 16 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 3 represents a hydroxy group, a carboxy group, or 1 to 3 carbon atoms as a substituent. 6 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of an acyl group having 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group 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, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or Represents an amino group, n3 represents an integer of 0 to 4, and q represents 0 or 1; In addition, when n3 is 2 or more, it includes having a plurality of different groups as X 3 . In Formula (10-4), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 18 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 4 represents a hydroxy group, a carboxy group, or a carbon number 1 to 1 as a substituent. 6 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of an acyl group having 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group 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, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or Represents an amino group, and n4 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 4 in the case of n4 is 2 or more.
In formula (10-5), R 19 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 20 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 5 represents a hydroxy group, a carboxy group, or a carbon number 1 to 1 as a substituent. 6 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of an acyl group having 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and an amino group 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, a carboxy group esterified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, or Represents an amino group, and n5 represents an integer of 0 to 4. Incidentally, also includes having a plurality of different groups as X 5 in the case of n5 is 2 or more.

なお、式(10−1)〜(10−5)において、X1〜X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。 In the formulas (10-1) to (10-5), the position substituted with X 1 to X 5 may be any position in the cyclic structure.

なお、この重合体において、式(10−1)〜(10−5)で表される構成単位は、それぞれ、全て同じである必要はなく、2種以上が混在するものであってもよい。   In this polymer, the structural units represented by the formulas (10-1) to (10-5) do not have to be all the same, and two or more types may be mixed.

重合して酸脱離性基を有する構成単位となる単量体として、具体例を下記式(9−1)〜(9−27)に示す。式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
Specific examples of the monomer that is polymerized and becomes a structural unit having an acid leaving group are shown in the following formulas (9-1) to (9-27). In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group.


酸脱離性基を有する構成単位としては、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、脂環式骨格を有する構成単位であることが好ましい。脂環式骨格を有する構成単位とは、環状の炭化水素基を1個以上有する構造を有する構成単位である。このような構成単位は、通常、環状の炭化水素基が酸の作用により脱離する基である。

The structural unit having an acid leaving group is preferably a structural unit having an alicyclic skeleton from the viewpoint of high dry etching resistance required for a resist. The structural unit having an alicyclic skeleton is a structural unit having a structure having one or more cyclic hydrocarbon groups. Such a structural unit is usually a group in which a cyclic hydrocarbon group is eliminated by the action of an acid.

酸脱離性基を有する単量体は、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。 Monomers having an acid leaving group can be used alone or in combination of two or more as required.

酸脱離性基を有する単量体としては、中でも、感度および解像度の点から、上記式(9−1)で表される単量体、上記式(9−2)で表される単量体、上記式(9−5)で表される単量体、上記式(9−16)で表される単量体、上記式(9−23)で表される単量体あるいはこの幾何異性体、および、これらの光学異性体がより好ましく、上記式(9−1)で表される単量体、上記式(9−2)で表される単量体が特に好ましい。なお、上記式(9−23)で表される単量体は、脂環式骨格を有する構成単位ではないが、高い感度および解像度が得られる点から好ましい。   Among the monomers having an acid leaving group, in particular, from the viewpoint of sensitivity and resolution, the monomer represented by the above formula (9-1) and the single monomer represented by the above formula (9-2) Body, monomer represented by the above formula (9-5), monomer represented by the above formula (9-16), monomer represented by the above formula (9-23), or geometric isomerism thereof. And the optical isomers thereof are more preferable, and the monomer represented by the above formula (9-1) and the monomer represented by the above formula (9-2) are particularly preferable. The monomer represented by the above formula (9-23) is not a structural unit having an alicyclic skeleton, but is preferable from the viewpoint of obtaining high sensitivity and resolution.

また、レジスト溶剤への溶解性に優れる点から、前記式(9−24)、(9−25)(9−26)、(9−27)で表される単量体が好ましい。   Moreover, the monomer represented by the said Formula (9-24), (9-25) (9-26), (9-27) is preferable from the point which is excellent in the solubility to a resist solvent.

本発明のレジスト用重合体中のシアノ基含有脂環式構造を有する構成単位の比率は、レジストパターン形状の点から、合計で、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。また、本発明のレジスト用重合体中のシアノ基含有脂環式構造を有する構成単位の比率は、感度および解像度の点から、合計で、40モル%以下が好ましく、30モル%以下がより好ましい。   The ratio of the structural units having a cyano group-containing alicyclic structure in the resist polymer of the present invention is preferably 5 mol% or more in total, more preferably 10 mol% or more, from the viewpoint of the resist pattern shape. In addition, the ratio of the structural units having a cyano group-containing alicyclic structure in the resist polymer of the present invention is preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, in terms of sensitivity and resolution. .

本発明のレジスト用重合体中の前記式(1b)、(1c)、および(1d)で表される構成単位の比率は、金属表面等への密着性の点の点から、合計で、30モル%以上が好ましく、35モル%以上がより好ましい。また、本発明のレジスト用重合体中の酸脱離性基を有する構成単位の比率は、感度および解像度の点から、合計で、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。   The ratio of the structural units represented by the formulas (1b), (1c), and (1d) in the resist polymer of the present invention is 30 in total from the viewpoint of adhesion to a metal surface or the like. It is preferably at least mol%, more preferably at least 35 mol%. Further, the ratio of the structural units having an acid leaving group in the resist polymer of the present invention is preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less in total from the viewpoint of sensitivity and resolution.

本発明のレジスト用重合体に、基板との密着性等を付与できるラクトン骨格を有する構成単位を含有させることも可能である。   The resist polymer of the present invention may contain a structural unit having a lactone skeleton that can impart adhesion to the substrate.

ラクトン骨格を有する構成単位について説明する。   The structural unit having a lactone skeleton will be described.

ラクトン骨格を有する構成単位が酸により脱離する保護基を有している場合、より優れた感度を有する。また、ラクトン骨格を有する構成単位が高い炭素密度、つまり構成単位中の全原子数に対する炭素原子数の割合が高い場合、より優れたドライエッチング耐性を有する。Rは水素原子またはメチル基を表す。
When the structural unit having a lactone skeleton has a protecting group that is eliminated by an acid, it has better sensitivity. In addition, when the structural unit having a lactone skeleton has a high carbon density, that is, when the ratio of the number of carbon atoms to the total number of atoms in the structural unit is high, it has better dry etching resistance. R represents a hydrogen atom or a methyl group.

ラクトン骨格を有する単量体としては、中でも、感度の点から、上記式(10−1)で表される単量体、上記式(10−2)で表される単量体、上記式(10−41)で表される単量体、および、その光学異性体がより好ましく、ドライエッチング耐性の点から、上記式(10−6)で表される単量体、上記式(10−10)で表される単量体、上記式(10−14)で表される単量体、上記式(10−18)で表される単量体、上記式(10−21)で表される単量体、および、これらの幾何異性体、光学異性体がより好ましく、レジスト溶媒への溶解性の点から、上記式(10−7)で表される単量体、上記式(10−11)で表される単量体、上記式(10−15)で表される単量体、上記式(10−19)で表される単量体、および、これらの幾何異性体、光学異性体がより好ましい。   Among the monomers having a lactone skeleton, from the viewpoint of sensitivity, the monomer represented by the above formula (10-1), the monomer represented by the above formula (10-2), and the above formula ( The monomer represented by 10-41) and optical isomers thereof are more preferable. From the viewpoint of dry etching resistance, the monomer represented by the above formula (10-6), and the above formula (10-10) ), A monomer represented by the above formula (10-14), a monomer represented by the above formula (10-18), and the above formula (10-21). Monomers, and geometric isomers and optical isomers thereof are more preferable. From the viewpoint of solubility in a resist solvent, the monomer represented by the above formula (10-7), the above formula (10-11), ), A monomer represented by the above formula (10-15), a monomer represented by the above formula (10-19), and These geometric isomers, optical isomers are more preferred.

さらに、ラクトン骨格を有する単量体として、下記式(10−51)〜(10−60)で表される単量体も挙げられる。
Furthermore, monomers represented by the following formulas (10-51) to (10-60) are also exemplified as monomers having a lactone skeleton.

これらの中でも、有機溶媒への溶解性が高い点から、上記式(10−55)で表される単量体、上記式(10−56)で表される単量体、上記式(10−57)で表される単量体、および、上記式(10−58)で表される単量体が好ましく、上記式(10−58)で表される単量体がより好ましい。   Among these, from the viewpoint of high solubility in an organic solvent, the monomer represented by the above formula (10-55), the monomer represented by the above formula (10-56), the above formula (10− The monomer represented by 57) and the monomer represented by the above formula (10-58) are preferable, and the monomer represented by the above formula (10-58) is more preferable.

本発明のレジスト用重合体は、さらに、上記以外の構成単位を含有していてもよい。すなわち、本発明のレジスト用重合体は、上記式(5)で表されるシアノ基含有(メタ)アクリル酸エステル誘導体、酸脱離性基を有する単量体およびラクトン骨格を有する単量体以外の共重合可能な他の単量体を共重合したものであってもよい。   The resist polymer of the present invention may further contain structural units other than those described above. That is, the resist polymer of the present invention includes a cyano group-containing (meth) acrylic acid ester derivative represented by the above formula (5), a monomer having an acid leaving group, and a monomer having a lactone skeleton. Other copolymerizable monomers may be copolymerized.

本発明のレジスト用重合体は、例えば、酸脱離性基を有しない、脂環式骨格を有する構成単位を含有することができる。該構成単位は、1種としても、2種以上としてもよい。   The resist polymer of the present invention can contain, for example, a structural unit having an alicyclic skeleton that does not have an acid leaving group. The structural unit may be one type or two or more types.

該構成単位を含有するレジスト用重合体は、ドライエッチング耐性に優れている。さらには、これらの構成単位が水酸基を有している場合、より優れたレジストパターン形状が得られる。具体的には以下に示す単量体に由来する構成単位が挙げられる。
The resist polymer containing the structural unit is excellent in dry etching resistance. Furthermore, when these structural units have a hydroxyl group, a more excellent resist pattern shape can be obtained. Specifically, the structural unit derived from the monomer shown below is mentioned.

本発明のレジスト用重合体の好ましい構成単位の組み合わせを以下に列挙する。式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。

Preferred combinations of structural units of the resist polymer of the present invention are listed below. In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group.

中でも、マイクロゲルおよびディフェクトが少ないことから前記式(2)、(12−1)で表される構成単位を含む組成が好ましい。
Especially, since there are few microgels and defects, the composition containing the structural unit represented by said Formula (2) and (12-1) is preferable.

(式(12−1)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。)
また、感度および解像度が良好であることから下記式(12−2)、(12−3)で表される構成単位を含む組成が好ましい。
(In formula (12-1), R represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Moreover, since a sensitivity and resolution are favorable, the composition containing the structural unit represented by following formula (12-2) and (12-3) is preferable.

(式(12−2)〜(12−3)中、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。)
本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量は特に限定されないが、ドライエッチング耐性およびレジスト形状の点から、1,000以上であることが好ましく、2,000以上であることがより好ましく、4,000以上であることが特に好ましい。また、本発明のレジスト用重合体の質量平均分子量は、レジスト溶液に対する溶解性および解像度の点から、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましく、30,000以下であることが特に好ましい。
(In formulas (12-2) to (12-3), R each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)
The mass average molecular weight of the resist polymer of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, from the viewpoint of dry etching resistance and resist shape, It is especially preferable that it is 000 or more. Further, the mass average molecular weight of the resist polymer of the present invention is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, and more preferably 30,000, from the viewpoints of solubility in a resist solution and resolution. It is particularly preferred that


3.本発明のレジスト用重合体の製造方法
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、単量体組成物を共重合して得られる。前記式(5)で表されるような(メタ)アクリル酸エステルはラジカル重合によって重合させることが低コストで製造できることから好ましい。

3. Production Method of Resist Polymer of the Present Invention The resist polymer of the present invention is usually obtained by copolymerizing a monomer composition in the presence of a polymerization initiator. A (meth) acrylic acid ester represented by the above formula (5) is preferably polymerized by radical polymerization because it can be produced at low cost.

ラジカル重合では、まず熱等によって重合開始剤が分解してラジカル体が生じ、このラジカル体を起点として単量体の連鎖重合が進行する。   In radical polymerization, first, a polymerization initiator is decomposed by heat or the like to generate a radical, and monomer chain polymerization proceeds from this radical as a starting point.

本発明のレジスト用重合体の製造に用いられる重合開始剤としては、熱により効率的にラジカルを発生するものが好ましい。このような重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等のアゾ化合物;2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン等の有機過酸化物などが挙げられる。また、ArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィーにおいて使用されるレジスト用重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透
過率(波長193nmの光に対する透過率)をできるだけ低下させない点から、用いる重合開始剤としては、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、用いる重合開始剤としては、10時間半減期温度が60℃以上のものが好ましい。
As the polymerization initiator used in the production of the resist polymer of the present invention, those that generate radicals efficiently by heat are preferable. Examples of such a polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 2,2′-azobis [2- (2-imidazoline- Azo compounds such as 2-yl) propane; and organic peroxides such as 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) hexane. In addition, when producing a resist polymer used in ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography, the light transmittance of the resulting resist polymer (transmittance for light with a wavelength of 193 nm) is not reduced as much as possible. As the polymerization initiator to be used, those having no aromatic ring in the molecular structure are preferable. Furthermore, in consideration of safety during polymerization, the polymerization initiator used preferably has a 10-hour half-life temperature of 60 ° C. or higher.

本発明のレジスト用重合体を製造する際には、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用することにより、低分子量の重合体を製造する場合に重合開始剤の使用量を少なくすることができ、また、得られる重合体の分子量分布を小さくすることができる。分子量分布が狭くなることは、高分子量の重合体の生成が少なくなることに起因しており、レジストに用いた場合にレジスト溶媒への溶解性がさらに向上し、また、マイクロゲルやディフェクトの生成が減少するため好ましい。   In producing the resist polymer of the present invention, a chain transfer agent may be used. By using a chain transfer agent, when a low molecular weight polymer is produced, the amount of the polymerization initiator used can be reduced, and the molecular weight distribution of the resulting polymer can be reduced. The narrow molecular weight distribution is due to less high molecular weight polymer formation, which further improves solubility in resist solvents when used in resists, and the generation of microgels and defects. Is preferable because of a decrease.

好適な連鎖移動剤としては、例えば、1−ブタンチオール、2−ブタンチオール、1−オクタンチオール、1−デカンチオール、1−テトラデカンチオール、シクロヘキサンチオール、2−メチル−1−プロパンチオール、2−メルカプトエタノール、1−チオグリセロールなどが挙げられる。   Suitable chain transfer agents include, for example, 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-octanethiol, 1-decanethiol, 1-tetradecanethiol, cyclohexanethiol, 2-methyl-1-propanethiol, 2-mercapto Examples include ethanol and 1-thioglycerol.

重合反応においては成長末端にラジカルを持つ重合体が生じるが、連鎖移動剤を使用すると、この成長末端のラジカルが連鎖移動剤の水素を引き抜き、成長末端が失活した重合体になる。一方、水素を引き抜かれた連鎖移動剤はラジカルを持った構造、すなわちラジカル体になり、このラジカル体が起点となって再び単量体が連鎖重合していく。そのため、得られた重合体の末端には連鎖移動残基が存在する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)リソグラフィーにおいて使用されるレジスト用重合体を製造する場合、得られるレジスト用重合体の光線透過率(波長193nmの光に対する透過率)をできるだけ
低下させない点から、用いる連鎖移動剤としては、芳香環を有しないものが好ましい。
In the polymerization reaction, a polymer having a radical at the growth end is generated. However, when a chain transfer agent is used, the radical at the growth end pulls out hydrogen of the chain transfer agent, and the growth end becomes a deactivated polymer. On the other hand, the chain transfer agent from which hydrogen has been extracted becomes a structure having a radical, that is, a radical body, and the monomer is chain-polymerized again starting from this radical body. Therefore, a chain transfer residue exists at the terminal of the obtained polymer. When producing a resist polymer used in ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) lithography, the chain used is that the light transmittance (transmittance with respect to light having a wavelength of 193 nm) of the resulting resist polymer is not lowered as much as possible. As the transfer agent, those having no aromatic ring are preferable.

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に対して0.3モル%以上が好ましく、共重合体の分子量分布を狭くさせる点から、共重合に使用する単量体全量に対して30モル%以下が好ましい。さらに、重合開始剤の使用量は、共重合に使用する単量体全量に対して0.1モル%以上がより好ましく、1モル%以上が特に好ましい。   The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol% or more based on the total amount of monomers used for the copolymerization from the viewpoint of increasing the yield of the copolymer. From the viewpoint of narrowing the molecular weight distribution, it is preferably 30 mol% or less based on the total amount of monomers used for copolymerization. Furthermore, the amount of the polymerization initiator used is more preferably 0.1 mol% or more, particularly preferably 1 mol% or more, based on the total amount of monomers used for copolymerization.

連鎖移動剤の使用量は、特に限定されないが、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に対して0モル%以上が好ましく、共重合体をレジスト組成物として使用する際の感度および解像度や金属表面などへの密着性などのレジスト性能を低下させない点から、共重合に使用する単量体全量に対して30モル%以下が好ましい。また、本発明のレジスト用重合体を製造する際の連鎖移動剤の使用量は、共重合に使用する単量体全量に対して5モル%以下がより好ましく、2モル%以下が特に好ましい。   The amount of chain transfer agent used is not particularly limited, but it is preferably 0 mol% or more based on the total amount of monomers used for copolymerization from the viewpoint of narrowing the molecular weight distribution of the copolymer. From the viewpoint of not deteriorating resist performance such as sensitivity and resolution when used as a product, adhesion to a metal surface, etc., it is preferably 30 mol% or less based on the total amount of monomers used for copolymerization. The amount of the chain transfer agent used in the production of the resist polymer of the present invention is more preferably 5 mol% or less, particularly preferably 2 mol% or less, based on the total amount of monomers used for copolymerization.

本発明の重合体を製造する方法は特に限定されないが、一般に溶液重合で行われ、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。中でも、組成分布および/または分子量分布の狭い重合体が簡便に得られる点から、重合することにより目的とする重合体の構成単位となる単量体(単量体のみであっても、単量体を有機溶剤に溶解させた溶液であってもよい)を重合容器中に滴下しながら重合を行う滴下重合と呼ばれる重合方法により本発明の重合体を製造することが好ましい。   The method for producing the polymer of the present invention is not particularly limited, but a polymerization method called drop polymerization, which is generally performed by solution polymerization and a monomer is dropped into a polymerization vessel, is preferable. Among them, from the viewpoint that a polymer having a narrow composition distribution and / or molecular weight distribution can be easily obtained, a monomer that becomes a constituent unit of a target polymer by polymerization (even if only a monomer is used, The polymer of the present invention is preferably produced by a polymerization method called dropping polymerization in which the polymerization is carried out while dropping the solution in an organic solvent.

滴下重合法における重合温度は特に限定されないが、通常、50〜150℃の範囲内で
あることが好ましい。
Although the polymerization temperature in the dropping polymerization method is not particularly limited, it is usually preferably in the range of 50 to 150 ° C.

滴下重合法において用いられる有機溶剤としては、用いる単量体、重合開始剤および得られる重合体、さらに連鎖移動剤を使用する場合はその連鎖移動剤のいずれをも溶解できる溶剤が好ましい。このような有機溶媒としては、例えば、1,4−ジオキサン、イソプロピルアルコール、アセトン、テトラヒドロフラン(以下「THF」とも言う。)、メチルエチルケトン(以下「MEK」とも言う。)、メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」とも言う。)、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」とも言う。)、乳酸エチルなどが挙げられる。   As the organic solvent used in the dropping polymerization method, a monomer, a polymerization initiator, a polymer to be obtained, and a solvent capable of dissolving any of the chain transfer agent when a chain transfer agent is used are preferable. Examples of such an organic solvent include 1,4-dioxane, isopropyl alcohol, acetone, tetrahydrofuran (hereinafter also referred to as “THF”), methyl ethyl ketone (hereinafter also referred to as “MEK”), methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as “MIBK”). And γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as “PGMEA”), ethyl lactate, and the like.

有機溶剤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。   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.

なお、重合容器に仕込む有機溶剤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に対して30〜700質量%の範囲内で使用する。   The amount of the organic solvent charged into the polymerization vessel is not particularly limited and may be determined as appropriate. Usually, it uses within the range of 30-700 mass% with respect to the monomer whole quantity used for copolymerization.

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

また、製造された共重合体溶液はそのまま、または適当な溶剤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。   Further, the produced copolymer solution can be used as a resist composition as it is or after being diluted with an appropriate solvent. At that time, additives such as a storage stabilizer may be appropriately added.


4.本発明のレジスト組成物
本発明のレジスト組成物は、上記のような本発明のレジスト用重合体を溶剤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、上記のような本発明のレジスト用重合体および光酸発生剤を溶剤に溶解したものである。本発明のレジスト用重合体は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。なお、溶液重合等によって得られた重合体溶液から重合体を分離することなく、この重合体溶液をそのままレジスト組成物に使用すること、あるいは、この重合体溶液を適当な溶剤で希釈してレジスト組成物に使用することもできる。

4). Resist Composition of the Present Invention The resist composition of the present invention is obtained by dissolving the resist polymer of the present invention as described above 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 as described above in a solvent. The resist polymer of the present invention may be used alone or in combination of two or more. In addition, without separating the polymer from the polymer solution obtained by solution polymerization or the like, this polymer solution can be used as it is in the resist composition, or the polymer solution can be diluted with an appropriate solvent to form a resist. It can also be used in a composition.

本発明のレジスト組成物において、本発明のレジスト用重合体を溶解させる溶剤は目的に応じて任意に選択されるが、溶剤の選択は樹脂の溶解性以外の理由、例えば、塗膜の均一性、外観あるいは安全性などからも制約を受けることがある。   In the resist composition of the present invention, the solvent for dissolving the resist polymer of the present invention is arbitrarily selected according to the purpose, but the selection of the solvent is for reasons other than the solubility of the resin, for example, the uniformity of the coating film. In addition, there may be restrictions from the appearance or safety.

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

溶剤の含有量は、通常、レジスト用重合体(本発明の重合体)100質量部に対して200質量部以上であり、300質量部以上であることがより好ましい。また、溶剤の含有量は、通常、レジスト用重合体(本発明の重合体)100質量部に対して5000質量部以下であり、2000質量部以下であることがより好ましい。   The content of the solvent is usually 200 parts by mass or more and more preferably 300 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resist polymer (the polymer of the present invention). Further, the content of the solvent is usually 5000 parts by mass or less and more preferably 2000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer (the polymer of the present invention).

本発明のレジスト用重合体を化学増幅型レジストに使用する場合は、光酸発生剤を用いることが必要である。   When the resist polymer of the present invention is used for a chemically amplified resist, it is necessary to use a photoacid generator.

本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有される光酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物の酸発生剤として使用可能なものの中から任意に選択することができる。光酸発生剤は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。   The photoacid generator contained in the chemically amplified resist composition of the present invention can be arbitrarily selected from those that can be used as the acid generator of the chemically amplified resist composition. A photo-acid generator may use 1 type or may use 2 or more types together.

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

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

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

含窒素化合物は、公知のものいずれも使用可能であるが、アミンが好ましく、中でも、第2級低級脂肪族アミン、第3級低級脂肪族アミンがより好ましい。   As the nitrogen-containing compound, any known compounds can be used, but amines are preferable, and among them, secondary lower aliphatic amines and tertiary lower aliphatic amines are more preferable.

ここで「低級脂肪族アミン」とは、炭素数5以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミンのことをいう。   Here, the “lower aliphatic amine” refers to an alkyl or alkyl alcohol amine having 5 or less carbon atoms.

第2級低級脂肪族アミン、第3級低級脂肪族アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。含窒素化合物としては、中でも、トリエタノールアミンなどの第3級アルカノールアミンがより好ましい。   Examples of the secondary lower aliphatic amine and tertiary lower aliphatic amine include trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, tripentylamine, diethanolamine, triethanolamine and the like. Is mentioned. Among these nitrogen-containing compounds, tertiary alkanolamines such as triethanolamine are more preferable.

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

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

有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好ましい。   As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are preferable.

リンのオキソ酸、または、その誘導体としては、例えば、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸およびそれらのエステルのような誘導体;ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸およびそれらのエステルのような誘導体;ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸およびそれらのエステルのような誘導体などが挙げられ、中でも、ホスホン酸が好ましい。   Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include, for example, phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid and derivatives thereof; phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester Phosphonic acids such as phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester, etc. and derivatives thereof; phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their Examples thereof include derivatives such as esters, and among them, phosphonic acid is preferable.

これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)は、1種を用いても、2種以上を併用してもよい。   These compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid, or derivatives thereof) may be used alone or in combination of two or more.

これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)の含有量は、選択された化合物の種類などにより適宜決められるが、通常、レジスト用重合体(本発明の重合体)100質量部に対して0.01質量部以上であることが好ましい。これらの化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターン形状をより矩形にすることができる。また、これらの化合物(有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体)の含有量は、通常、レジスト用重合体(本発明の重合体)100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。これらの化合物の含有量をこの範囲にすることにより、レジストパターンの膜減りを小さくすることができる。   The content of these compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid, or derivative thereof) is appropriately determined depending on the type of the selected compound and the like, but is usually a resist polymer (the polymer of the present invention) 100. It is preferable that it is 0.01 mass part or more with respect to a mass part. By setting the content of these compounds within this range, the resist pattern shape can be made more rectangular. In addition, the content of these compounds (organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid or derivative thereof) is usually 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resist polymer (the polymer of the present invention). It is preferable. By reducing the content of these compounds within this range, the film loss of the resist pattern can be reduced.

なお、含窒素化合物と有機カルボン酸、リンのオキソ酸、または、その誘導体との両方を本発明の化学増幅型レジスト組成物に含有させることもできるし、いずれか片方のみを含有させることもできる。   Note that both the nitrogen-containing compound and the organic carboxylic acid, phosphorus oxoacid, or a derivative thereof can be contained in the chemically amplified resist composition of the present invention, or only one of them can be contained. .

さらに、本発明のレジスト組成物には、必要に応じて、界面活性剤、その他のクエンチャー、増感剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤等の各種添加剤を配合することもできる。これらの添加剤は、当該分野で公知のものであればいずれも使用可能である。また、これらの添加剤の配合量は特に限定されず、適宜決めればよい。   Furthermore, the resist composition of the present invention may contain various additives such as surfactants, other quenchers, sensitizers, antihalation agents, storage stabilizers, and antifoaming agents as necessary. it can. Any of these additives can be used as long as it is known in the art. Moreover, the compounding quantity of these additives is not specifically limited, What is necessary is just to determine suitably.

本発明のレジスト用共重合体は、金属エッチング用、フォトファブリケーション用、製版用、ホログラム用、カラーフィルター用、位相差フィルム用等のレジスト組成物として使用してもよい。   The resist copolymer of the present invention may be used as a resist composition for metal etching, photofabrication, plate making, hologram, color filter, retardation film and the like.


5.本発明のパターン製造方法
次に、本発明のパターン製造方法の一例について説明する。

5). The method of producing a pattern present invention will now be described an example of a method for producing a pattern of the present invention.

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

次いで、このようにして得られたレジスト膜に、フォトマスクを介して、250nm以下の波長の光を照射する(露光)。露光に用いる光は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザーまたはF2エキシマレーザーであることが好ましく、特にArFエキシマレーザーであることが好ましい。また、電子線で露光することも好ましい。 Next, the resist film thus obtained is irradiated with light having a wavelength of 250 nm or less through a photomask (exposure). The light used for exposure is preferably a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an F 2 excimer laser, and particularly preferably an ArF excimer laser. It is also preferable to expose with an electron beam.

露光後、適宜熱処理(露光後ベーク、PEB)し、基板をアルカリ現像液に浸漬し、露光部分を現像液に溶解除去する(現像)。アルカリ現像液は公知のものいずれを用いてもよい。そして、現像後、基板を純水等で適宜リンス処理する。このようにして被加工基板上にレジストパターンが形成される。   After exposure, heat treatment is appropriately performed (post-exposure baking, PEB), the substrate is immersed in an alkaline developer, and the exposed portion is dissolved and removed in the developer (development). Any known alkaline developer may be used. Then, after development, the substrate is appropriately rinsed with pure water or the like. In this way, a resist pattern is formed on the substrate to be processed.

通常、レジストパターンが形成された被加工基板は、適宜熱処理(ポストベーク)してレジストを強化し、レジストのない部分を選択的にエッチングする。エッチングを行った後、レジストは、通常、剥離剤を用いて除去される。   Usually, a substrate to be processed on which a resist pattern is formed is appropriately heat-treated (post-baked) to strengthen the resist, and a portion without the resist is selectively etched. After etching, the resist is usually removed using a release agent.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、各実施例、比較例中「部」とあるのは、特に断りのない限り「質量部」を示す。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, “part” in each example and comparative example means “part by mass” unless otherwise specified.

また、以下のようにして製造した重合体の物性等を測定した。   Moreover, the physical property etc. of the polymer manufactured as follows were measured.

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

<レジスト用重合体の平均共重合組成比(モル%)>
H−NMRの測定により求めた。この測定は、日本電子(株)製、GSX−400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重水素化クロロホルム、重水素化アセトンあるいは重水素化ジメチルスルホキシドの溶液を直径5mmφの試験管に入れ、測定温度40℃、観測周波数400MHz、シングルパルスモードにて、64回の積算で行った。
<Average copolymer composition ratio of resist polymer (mol%)>
It calculated | required by the measurement of < 1 > H-NMR. This measurement is performed using JSX Corporation GSX-400 type FT-NMR (trade name), deuterated chloroform, deuterated acetone or deuterated about 5 mass% resist polymer sample. The dimethyl sulfoxide solution was put in a test tube having a diameter of 5 mmφ, and the measurement was carried out 64 times in a single pulse mode at a measurement temperature of 40 ° C., an observation frequency of 400 MHz.

また、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、その物性等を測定した。   Moreover, using the produced polymer, a resist composition was prepared as follows, and its physical properties and the like were measured.

<レジスト組成物の調製>
製造したレジスト用重合体100部と、光酸発生剤であるトリフェニルスルホニウムトリフレート2部と、溶剤であるPGMEA700部とを混合して均一溶液とした後、孔径0.1μmのメンブランフィルターで濾過し、レジスト組成物溶液を調製した。
<Preparation of resist composition>
100 parts of the produced resist polymer, 2 parts of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator, and 700 parts of PGMEA as a solvent are mixed to obtain a uniform solution, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm. Then, a resist composition solution was prepared.

<レジストパターンの形成>
調製したレジスト組成物溶液をシリコンウエハー(直径:200mm)上にスピンコートし、ホットプレートを用いて120℃、60秒間プリベークを行い、膜厚0.4μmのレジスト膜を形成した。次いで、ArFエキシマレーザー露光機(波長:193nm)を使用して露光した後、ホットプレートを用いて120℃、60秒間露光後ベークを行った。次いで、2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて室温で現像し、純水で洗浄し、乾燥してレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern>
The prepared resist composition solution was spin coated on a silicon wafer (diameter: 200 mm), and prebaked at 120 ° C. for 60 seconds using a hot plate to form a resist film having a thickness of 0.4 μm. Next, after exposure using an ArF excimer laser exposure machine (wavelength: 193 nm), post-exposure baking was performed using a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds. Subsequently, development was performed at room temperature using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with pure water, and dried to form a resist pattern.

<感度>
0.16μmのライン・アンド・スペースパターンのマスクが0.16μmの線幅に転写される露光量(mJ/cm2)を感度として測定した。
<Sensitivity>
The exposure amount (mJ / cm 2 ) at which a 0.16 μm line-and-space pattern mask was transferred to a line width of 0.16 μm was measured as sensitivity.

<解像度>
前記露光量で露光したときに解像されるレジストパターンの最小寸法(μm)を解像度とした。
<Resolution>
The minimum dimension (μm) of the resist pattern resolved when exposed at the exposure amount was defined as the resolution.

<ディフェクト量>
上記のようにして得られたレジストパターンについて、KLAテンコール社製表面欠陥観察装置KLA2132により、現像欠陥数を測定した。
<Defect amount>
With respect to the resist pattern obtained as described above, the number of development defects was measured with a surface defect observation apparatus KLA2132 manufactured by KLA Tencor.

<マイクロゲル量>
調製したレジスト組成物溶液について、調液直後の溶液中のマイクロゲルの数(マイクロゲル初期値)と、4℃で1週間放置した後の溶液中のマイクロゲルの数(経時後のマイクロゲルの数)とをリオン製パーティクルカウンターにて測定した。そして、マイクロゲル初期値とともに、(経時後のマイクロゲルの数)−(マイクロゲル初期値)で計算されるマイクロゲル増加数を評価した。
<Amount of microgel>
For the prepared resist composition solution, the number of microgels in the solution immediately after preparation (initial value of microgel) and the number of microgels in the solution after standing at 4 ° C. for 1 week (the number of microgels after aging) The number was measured with a particle counter made by Rion. Then, together with the initial value of the microgel, the increase in the number of microgels calculated by (number of microgels after time) − (initial value of microgel) was evaluated.

なお、ここでは、レジスト組成物溶液1mL中に存在する0.25μm以上の粒径を有するマイクロゲルの数を測定した。   Here, the number of microgels having a particle diameter of 0.25 μm or more present in 1 mL of the resist composition solution was measured.

<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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAと言う。)168.9部を入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。2−または3−シアノ−5−ノルボルニルメタクリレート(以下、CNNMAと言う。)41.0部、2−テトラヒドロフルフリルメタクリレート(以下、THFMAと言う。)68.0部、2−メタクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン(以下、MAdMAと言う。)93.7部、PGMEA304.1部および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと言う。)16.4部を混合した単量体溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。次いで、得られた反応溶液を約30倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、白色の析出物の沈殿(共重合体A−1)を得た。沈殿物に残存する単量体を取り除くために、得られた沈殿を濾別し、重合に使用した単量体に対して約30倍量のメタノール中で沈殿を洗浄した。そして、この沈殿を濾別し、減圧下50℃で約40時間乾燥した。得られた共重合体A−1の各物性を測定した結果を表1に示す。
<Example 1>
In a flask equipped with a nitrogen inlet, a stirrer, a condenser and a thermometer, 168.9 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as PGMEA) is placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath is adjusted to 80 with stirring. Raised to ° C. 2- or 3-cyano-5-norbornyl methacrylate (hereinafter referred to as CNNMA) 41.0 parts, 2-tetrahydrofurfuryl methacrylate (hereinafter referred to as THFMA) 68.0 parts, 2-methacryloyloxy- A single amount of 93.7 parts of 2-methyladamantane (hereinafter referred to as MAdMA), 304.1 parts of PGMEA and 16.4 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN). The body solution was dropped into the flask over 6 hours at a constant rate using a dropping device, and then held at 80 ° C. for 1 hour. Subsequently, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer A-1). In order to remove the monomer remaining in the precipitate, the obtained precipitate was separated by filtration, and the precipitate was washed in about 30 times as much methanol as the monomer used for the polymerization. The precipitate was filtered off and dried at 50 ° C. under reduced pressure for about 40 hours. Table 1 shows the results of measurement of physical properties of the obtained copolymer A-1.

<実施例2>
実施例1と同様の装置に、窒素雰囲気下で、PGMEA138.2部を入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。以下、CNNMA41.0部、以下、THFMA68.0部、t−ブチルメタクリレート(以下、TBMAと言う。)56.8部、PGMEA248.8部およびAIBN16.4部を混合した単量体溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。次いで、得られた反応溶液を約30倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、白色の析出物の沈殿(共重合体A−2)を得た。以降の操作は実施例1と同様にして共重合体A−2を得た。得られた共重合体A−2の各物性を測定した結果を表1に示す。
<Example 2>
In a device similar to Example 1, 138.2 parts of PGMEA was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. Hereinafter, a monomer solution in which 41.0 parts of CNNNMA, 68.0 parts of THFMA, 56.8 parts of t-butyl methacrylate (hereinafter referred to as TBMA), 248.8 parts of PGMEA, and 16.4 parts of AIBN are added dropwise is added. Using the apparatus, it was dropped into the flask over 6 hours at a constant speed, and then kept at 80 ° C. for 1 hour. Next, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer A-2). Thereafter, the same operations as in Example 1 were carried out, so as to obtain a copolymer A-2. Table 1 shows the results obtained by measuring the physical properties of the obtained copolymer A-2.

<実施例3>
実施例1と同様の装置に、窒素雰囲気下で、PGMEA149.6部を入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。以下、CNNMA41.0部、以下、THFMA51.0部、MAdMA70.2部、メタクリル酸(以下、MAAと言う。)17.2部、PGMEA269.3部およびAIBN16.4部を混合した単量体溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。次いで、得られた反応溶液を約30倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、白色の析出物の沈殿(共重合体A−3)を得た。以降の操作は実施例1と同様にして共重合体A−3を得た。得られた共重合体A−3の各物性を測定した結果を表1に示す。
<Example 3>
In a device similar to Example 1, 149.6 parts of PGMEA was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. Hereinafter, a monomer solution in which 41.0 parts of CNNNMA, 51.0 parts of THFMA, 70.2 parts of MAdMA, 17.2 parts of methacrylic acid (hereinafter referred to as MAA), 269.3 parts of PGMEA and 16.4 parts of AIBN are mixed. Was dropped into the flask over 6 hours at a constant rate using a dropping device, and then kept at 80 ° C. for 1 hour. Next, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer A-3). Thereafter, the same operations as in Example 1 were carried out, so as to obtain a copolymer A-3. Table 1 shows the results obtained by measuring the physical properties of the obtained copolymer A-3.

<比較例1>
実施例1と同様の装置に、窒素雰囲気下で、PGMEA127.1部を入れ、攪拌しながら湯浴の温度を80℃に上げた。以下、CNNMA41.0部、以下、2‘−アセトキシエチルメタクリレート(以下、AEMAと言う。)51.6部、TBMA42.6部、MAA17.2部、PGMEA228.7部およびAIBN16.4部を混合した単量体溶液を、滴下装置を用い、一定速度で6時間かけてフラスコ中へ滴下し、その後、80℃で1時間保持した。次いで、得られた反応溶液を約30倍量のメタノール中に攪拌しながら滴下し、白色の析出物の沈殿(共重合体B−1)を得た。以降の操作は実施例1と同様にして共重合体B−1を得た。
<Comparative Example 1>
In a device similar to Example 1, 127.1 parts of PGMEA was placed under a nitrogen atmosphere, and the temperature of the hot water bath was raised to 80 ° C. while stirring. Hereinafter, 41.0 parts of CNNNMA, 51.6 parts of 2′-acetoxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as AEMA), 42.6 parts of TBMA, 17.2 parts of MAA, 228.7 parts of PGMEA, and 16.4 parts of AIBN were mixed. The monomer solution was dropped into the flask over 6 hours at a constant rate using a dropping device, and then held at 80 ° C. for 1 hour. Next, the obtained reaction solution was added dropwise to about 30 times amount of methanol with stirring to obtain a white precipitate (copolymer B-1). Thereafter, the same operations as in Example 1 were carried out, so as to obtain a copolymer B-1.

得られた共重合体B−1の各物性を測定した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of measuring the physical properties of the obtained copolymer B-1.

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1〜3)は、十分な感度および解像度を備えた上に、ディフェクトおよびレジスト溶液中でのマイクロゲルの生成も少なかった。ラインエッジラフネスも良好であった。   Resist compositions (Examples 1 to 3) using the resist polymer of the present invention had sufficient sensitivity and resolution, and produced fewer defects and microgels in the resist solution. Line edge roughness was also good.

一方、エーテル含有構成単位を含まない比較例1の重合体を用いたレジスト組成物は、ディフェクト及びレジスト溶液中でのマイクロゲル生成も多く確認された。ラインエッジラフネスも大きかった。


On the other hand, the resist composition using the polymer of Comparative Example 1 that does not contain an ether-containing structural unit was confirmed to have many defects and microgel formation in the resist solution. Line edge roughness was also great.


Claims (3)

下記式(2)表されるシアノ基含有脂環式構造を有する構成単位と、下記式(1b´)、(1c)、および(1d)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位とを含み、前記シアノ基含有脂環式構造を有する構成単位の比率が、全単量体合計に対して5モル%以上40モル%以下であり、前記式(1b´)、(1c)および(1d)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位の比率が、全単量体合計に対して30モル%以上60モル%以下であり、質量平均分子量が1,000以上100,000以下であるレジスト用重合体。
(式(2)中、R01は水素原子またはメチル基を表す。
(式中、R08は水素原子またはメチル基を表し、mは1または2を表す。)
(式(1c)中、R06は水素原子またはメチル基を表す。m1は0〜3の整数である。)
(式(1d)中、R07は水素原子またはメチル基を表す。m2は0〜3の整数である。)
A constitutional unit having a cyano group-containing alicyclic structure represented by the following formula (2), the following formula (1b '), at least selected from the group consisting of structural units represented by (1c), and (1d) And a proportion of the structural unit having the cyano group-containing alicyclic structure is 5 mol% or more and 40 mol% or less with respect to the total monomers, and the formula (1b ′) The ratio of at least one structural unit selected from the group consisting of the structural units represented by (1c) and (1d) is 30 mol% or more and 60 mol% or less with respect to the total of all monomers, and the mass Resist polymer having an average molecular weight of 1,000 or more and 100,000 or less.
(In the formula (2), R 01 represents a hydrogen atom or a methyl group. )
(Wherein R 08 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents 1 or 2).
(In the formula (1c), R 06 represents a hydrogen atom or a methyl group. M1 is an integer of 0 to 3.)
(In the formula (1d), R 07 represents a hydrogen atom or a methyl group. M2 is an integer of 0 to 3.)
請求項1に記載のレジスト用重合体を含有するレジスト組成物。   A resist composition comprising the resist polymer according to claim 1. 請求項2に記載のレジスト組成物と光酸発生剤とを含む組成物を被加工基板上に塗布する工程と、250nm以下の波長の光で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを有するパターン製造方法。   The process of apply | coating the composition containing the resist composition of Claim 2 and a photo-acid generator on a to-be-processed substrate, the process of exposing with the light of a wavelength of 250 nm or less, and the process of developing using a developing solution A pattern manufacturing method comprising:
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