JP2000267286A - Novel polymer and photoresist composition using it - Google Patents
Novel polymer and photoresist composition using itInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高性能な実用化においても問題なく適用でき
るような、カルボキシ基および/またはカルボキシルの
前駆体となる基を含む新規のポリマーを提供すること、
およびそのようなポリマーをフォトレジスト組成物とし
て使用すること。
【解決手段】 本発明のポリマーは、側基としてのカル
ボキシルもしくはカルボキシルの前駆体となる基を含
み、この基は、前記ポリマーの主鎖に直接結合せずに主
鎖との間に1つもしくはそれより多くのケト基以外の原
子を介する。(57) [Problem] To provide a novel polymer containing a carboxy group and / or a group serving as a carboxyl precursor, which can be applied without problems even in high-performance practical use,
And the use of such polymers as photoresist compositions. SOLUTION: The polymer of the present invention contains a carboxyl group or a carboxyl precursor group as a side group, and this group is not directly bonded to the main chain of the polymer but is attached to the main chain by one or more groups. Through more atoms than the keto group.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なポリマー、
および、そのようなポリマーのフォトレジスト組成物、
特に化学的に増幅されたポジ型レジストのための、樹脂
バインダー成分としての使用ことに関する。本発明のポ
リマーは、その主鎖に直接結合していない、カルボキシ
ルおよび/またはカルボキシルの前駆体となる基(この
基は−COOHおよび−COOHを生成可能な光酸−レ
ービル基(photoacid−labile gro
ups)を含む)を含む。The present invention relates to a novel polymer,
And a photoresist composition of such a polymer,
In particular, it relates to the use as a resin binder component for a chemically amplified positive resist. The polymer of the present invention comprises a carboxyl and / or a carboxyl precursor group which is not directly bonded to its main chain (this group is a photoacid-labile group capable of producing —COOH and —COOH).
ups).
【0002】[0002]
【従来の技術】フォトレジストは、イメージを基板に転
写するのに使用される感光性フィルムである。フォトレ
ジストの被覆層を基板の上に形成し、そのフォトレジス
ト層をフォトマスクを介して活性照射源にて露光する。
このフォトマスクは、活性照射(active rad
iation)に不透明な領域と他の透明な領域とを有
する。活性照射にて露光するのは、フォトレジストが光
より変化し、フォトレジストでコートした基板にフォト
マスクのパターンを転写するのに用いられる。露光に続
いて、このフォトレジストを現像して、レリーフイメー
ジを作り、基板の選択処理が可能となる。BACKGROUND OF THE INVENTION Photoresists are photosensitive films used to transfer images to a substrate. A photoresist coating layer is formed on a substrate, and the photoresist layer is exposed through a photomask with an active radiation source.
The photomask is activated radiated (active rad).
i.e., opaque areas and other transparent areas. Exposure by actinic radiation is used to transfer the pattern of the photomask to a substrate coated with the photoresist as the photoresist changes from light. Subsequent to exposure, the photoresist is developed to create a relief image, allowing the substrate to be selected.
【0003】フォトレジストはポジ型でもネガ型でもよ
い。多くのネガ型フォトレジストでは、活性照射に露光
された被覆層部分は、光活性化合物とフォトレジスト組
成物の重合試薬との間の反応において、重合もしくは架
橋する。この結果、露光皮膜部分は、露光されていない
部分に比べ、現像液中で溶解しにくくなる。ポジ型のフ
ォトレジストでは、露光部分は現像液に溶解しやすい
が、露光されていない部分は現像液に比較的溶解しにく
いままである。[0003] The photoresist may be positive or negative. In many negative-acting photoresists, portions of the coating layer exposed to actinic radiation polymerize or crosslink in the reaction between the photoactive compound and the polymerization reagents of the photoresist composition. As a result, the exposed film portion is less likely to be dissolved in the developer than the unexposed portion. In a positive photoresist, the exposed portions are easily dissolved in the developing solution, but the unexposed portions remain relatively hard to be dissolved in the developing solution.
【0004】さらに最近では、化学的に増幅されたタイ
プのレジストが、特に、ミクロン以下のイメージ形成や
他の高性能な実用化に、多く使われるようになってき
た。このようなフォトレジストは、ネガ型でもポジ型で
もよく、フォトジェネレート(photogenera
te)された酸の1単位ごとに多くの架橋現象(ネガ型
レジストの場合)、あるいは保護反応(ポジ型レジスト
の場合)を行うのが普通である。ポジ型の化学的に増幅
されたレジストの場合には、ある種の陽イオン系の感光
開始剤(Photoinitiator)が、フォトレ
ジスト・バインダーの側鎖である「ブロック」基の開裂
や、フォトレジスト結合剤の主鎖を構成する基の開裂を
ひきおこすのに使用されてきた。たとえば米国特許5,
075,199号;同4,968,581号;同4,8
83,740号;同4,810,613号;および同
4,491,628号そしてカナダ特許出願第2,00
1,384号を参照されたい。このようなレジストの被
覆層を露光させることによってブロック基の開裂を行う
と、たとえば、カルボキシルやイミドのような極性官能
基が形成され、これらは、レジスト被覆層の露光された
領域と露光されていない領域とでその溶解性を異なるも
のにする。アレン(R.D.Allen)らの「プロシ
ーディング オブ エス・ピー・アイ・イー(Proc
eeding of SPIE 2724:334−3
43(1996)」;およびトレフォナス(P.Tre
fonas)らの「プロシーディング オブ ザ イレ
ブンス インターナショナル カンファレンスオン フ
ォトポリマー(Proceedings of the
11th International Confe
rence on Photopolymers(So
c.of PlasticEngnieers)、44
−58(Oct.6, 1997)」を参照されたい。More recently, chemically amplified resists have become increasingly used, especially for submicron imaging and other high performance applications. Such photoresists may be negative or positive, and may be photogenerating (photogenera).
te) It is common to carry out many crosslinking phenomena (in the case of a negative resist) or a protective reaction (in the case of a positive resist) for each unit of the acid which has been subjected. In the case of positive-acting chemically amplified resists, certain cationic photoinitiators are used to cleave the "block" groups, which are the side chains of the photoresist binder, and to bind the photoresist. It has been used to cause cleavage of the groups that make up the backbone of the agent. For example, US Patent 5,
Nos. 075,199; 4,968,581; 4,8
Nos. 83,740; 4,810,613; and 4,491,628 and Canadian Patent Application No. 2,000.
See 1,384. Cleavage of the blocking groups by exposing the coating layer of such a resist results in the formation of polar functional groups, such as carboxyl or imide, which are exposed to the exposed areas of the resist coating layer. Different regions have different solubilities. Proceding of SPI (Proc) by RD Allen et al.
eating of SPIE 2724: 334-3
43 (1996) "; and Trefonas (P. Tre.
fonas) et al., "Proceedings of the Elevens International Conference on Photopolymer.
11th International Confession
rence on Photopolymers (So
c. of Plastic Engineers), 44
-58 (Oct. 6, 1997).
【0005】最近利用可能となっているフォトレジスト
は多くの実用化に適してはいるものの、特に0.5ミク
ロン以下もしくは0.25ミクロン以下といった高解像
度での高性能な実用化では、甚だしい欠陥を露呈すると
いう問題も有する。[0005] Although recently available photoresists are suitable for many practical applications, they suffer severe defects, especially in high-performance applications at high resolutions of 0.5 microns or less or 0.25 microns or less. Is also exposed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高解像度、
高性能な実用化においても問題なく適用できるような、
カルボキシ基および/または(カルボキシレートのよう
な)カルボキシ基の前駆体となるものを含む新規のポリ
マー、そして、フォトレジスト樹脂バインダー成分とし
てそのようなポリマーの使用を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a high resolution,
It can be applied without problems even in high-performance practical use,
Novel polymers, including carboxy groups and / or precursors of carboxy groups (such as carboxylate), and the use of such polymers as photoresist resin binder components are provided.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のポリマーは通
常、少なくとも1つのカルボン酸である繰り返し単位
(repeating unit)および/またはカル
ボン酸を生成しうる単位を含んでいて、それらはポリマ
ーの主鎖に直接結合していない。一般的に、少なくとも
1つの原子、好ましくは炭素原子もしくはヘテロ原子
が、ポリマーの主鎖とカルボキシ基もしくはカルボキシ
基の先駆となるものとの間に配されている。普通、この
間に配された炭素原子スペーサーもしくはヘテロ原子ス
ペーサーは飽和されており、あるいは少なくともケト
(C=0)基以外のものを含んでいる。The polymer of the present invention usually contains at least one repeating unit that is a carboxylic acid and / or a unit that can form a carboxylic acid, which is the main chain of the polymer. Not directly linked to Generally, at least one atom, preferably a carbon or heteroatom, is located between the polymer backbone and the carboxy group or precursor of the carboxy group. Usually, the carbon atom spacer or heteroatom spacer disposed therebetween is saturated or contains at least something other than a keto (C = 0) group.
【0008】本発明の樹脂を含有するレジストはすぐれ
た特性を示し、それによって解像度の高いレジストイメ
ージの形成も可能となることが分かった。溶解度の高す
ぎるレジストは相対的に低い解像度を示し、ミクロンも
しくはミクロン以下でプリンティングするときは特に低
い。特に、カルボキシルもしくはカルボキシルを生成す
る単位がポリマーの主鎖に直接結合していないことによ
って、そのポリマーを含有するレジスト被覆層の露光部
分と露光されていない部分との溶解度の違いに、実に好
適な影響を与えるということがわかった。たとえば、後
述する実施例に示された結果を参照されたい。特に、本
発明のポリマーを含有するフォトレジストの露光部分の
溶解度は、ポリマーの主鎖に直接結合している酸成分を
有する比較レジストと比べて、非常に好適に強化されて
いる。It has been found that a resist containing the resin of the present invention exhibits excellent characteristics, thereby making it possible to form a resist image with high resolution. Resists that are too soluble show relatively low resolution, especially when printing at micron or sub-micron. In particular, since the carboxyl or carboxyl-forming unit is not directly bonded to the main chain of the polymer, the difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion of the resist coating layer containing the polymer is actually suitable. Was found to have an effect. For example, see the results shown in the examples described below. In particular, the solubility of the exposed portions of the photoresist containing the polymer of the present invention is very favorably enhanced as compared to a comparative resist having an acid component directly attached to the polymer backbone.
【0009】一般的に、本発明の好ましいポリマーは、
1つもしくはそれより多くのアクリレートの重合によっ
て得られる単位を含んで、ポリマーの主鎖に直接結合し
ていないカルボキシルもしくはカルボキシルの前駆体と
なるもの(たとえばカルボキシレートまたはエステル
基)を提供している。たとえばポリマーの主鎖に直接結
合していないカルボキシルの前駆体となる基を提供しう
るアクリレート単位の好適なものとしては、アクリロキ
シ(C1−12アルキル)エステルおよびメタクリロキ
シ(C1−12アルキル)エステル基で、光生成(ph
otogenerate)された酸と反応してカルボキ
シ基を提供するものがあげられる。すなわち、アクリロ
キシ(C1−12アルキル)COOHおよびメタクリロ
キシ(C1−12アルキル)COOHなどである。In general, the preferred polymers of the present invention are
Providing a carboxyl or carboxyl precursor (eg, a carboxylate or ester group) that is not directly attached to the polymer backbone, including units obtained by polymerization of one or more acrylates. . Suitable acrylate units that can provide, for example, carboxyl precursor groups that are not directly attached to the polymer backbone include acryloxy (C 1-12 alkyl) esters and methacryloxy (C 1-12 alkyl) esters Group to generate light (ph
and those which react with an acid that has been generated to provide a carboxy group. That is, acryloxy (C 1-12 alkyl) COOH and methacryloxy (C 1-12 alkyl) COOH.
【0010】好ましいポリマーは、さらにまた、カルボ
キシルもしくはカルボキシルの前駆体となる基(これら
は、繰り返しになるが、光酸に露光されたときに−CO
OHを生成できるカルボキシレートもしくは他の基があ
げられる)が、ポリマーの主鎖に直接結合せずに、主鎖
との間に1からおよそ16もしくは20個の炭素あるい
はヘテロ原子を介して、より好ましくは1からおよそ
2、3、4、5、6、7、8、9、あるいは10個の炭
素を介する。炭素原子およびヘテロ原子が好適なスペー
サーとして主鎖との間に配されるが、カルボキシルもし
くは前駆体となる基がポリマーの主鎖に直接結合せず
に、Siのような他の多価原子を利用して、主鎖との間
に配されていてもよい。さらにまた、スペーサーのつな
がりには、ひとつもしくはそれより多くの不飽和基、た
とえば1つからおよそ3つの炭素−炭素二重結合のよう
な1つもしくはそれより多くの不飽和の炭素−炭素結合
が含まれていてもよいが、これは好ましくない場合もあ
ろう。一方で、なかには、不飽和でもよい、さらに不飽
和のほうが好ましいという場合さえある。たとえば、エ
チルスクシネートスペーサーおよび他のC1−8スクシ
ネート基のようなスクシネート基は(ケト炭素を有し
て)、好適なスペーサー基である。[0010] Preferred polymers further include carboxyl or carboxyl precursor groups (which, again, are -CO2 when exposed to a photoacid).
Carboxylate or other groups capable of forming OH) are not directly attached to the polymer backbone, but rather through 1 to about 16 or 20 carbon or heteroatoms with the backbone. Preferably via 1 to about 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 carbons. Carbon and heteroatoms are placed between the backbone as suitable spacers, but the carboxyl or precursor groups are not directly attached to the backbone of the polymer, but other polyvalent atoms such as Si. It may be used and disposed between the main chain. Still further, the spacer linkage may include one or more unsaturated groups, for example, one or more unsaturated carbon-carbon bonds, such as one to about three carbon-carbon double bonds. May be included, but this may not be preferred. On the other hand, in some cases, it may be unsaturated or even more preferred. For example, succinate groups such as ethyl succinate spacer and other C 1-8 succinate groups (with keto carbons) are suitable spacer groups.
【0011】本発明のポリマーは、他の単位を含んでい
てもよい。例をあげると、任意に置換されたフェニル基
(たとえばスチレン化合物の共重合によって得られ
る)、シアノ(アクリロニトリルもしくはメタクリロニ
トリルの共重合によって提供される)、任意に置換され
た脂環式(たとえばアダマンチル、ノルボルニル、イソ
ボルニル、シクロヘキシル)その他のような単位であ
る。[0011] The polymer of the present invention may contain other units. Examples include an optionally substituted phenyl group (eg, obtained by copolymerization of a styrene compound), cyano (provided by copolymerization of acrylonitrile or methacrylonitrile), an optionally substituted alicyclic (eg, Adamantyl, norbornyl, isobornyl, cyclohexyl) and other units.
【0012】本発明は、本発明によって得られる樹脂を
含むフォトレジスト組成物を提供する。本発明での好適
なフォトレジストには、化学的に増幅されたレジスト、
特にポジ型のレジスト組成物がある。それぞれのレジス
ト組成物の構成によって、I−ライン(365nm)、
ディープUV特に248nmのもの、193nmおよび
157nmといった200nm以下のもの、e−ビー
ム、EUV、イオンプロジェクションリソグラフィー
(ion projection lithograp
hy;IPL)、およびX線および他の20nm以下の
イメージングのような極めて短い波長の露光など、多様
な露光放射が利用できる。The present invention provides a photoresist composition containing the resin obtained according to the present invention. Preferred photoresists in the present invention include chemically amplified resists,
Particularly, there is a positive resist composition. Depending on the configuration of each resist composition, an I-line (365 nm),
Deep UV, especially at 248 nm, below 200 nm such as 193 nm and 157 nm, e-beam, EUV, ion projection lithography
hy; IPL) and a variety of exposure radiations are available, such as very short wavelength exposures such as X-rays and other sub-20 nm imaging.
【0013】本発明はまた、レリーフイメージを形成す
る方法も提供する。この方法には、たとえばラインのパ
ターンで、各ラインに垂直な側壁部が必ず設けられてお
り、ライン幅がおよそ0.40ミクロンもしくはそれよ
り小さい、さらにおよそ0.25ミクロンもしくはそれ
より小さい、高解像度レリーフイメージを形成するため
の方法が含まれている。本発明はさらにまた、本発明の
フォトレジストおよびレリーフイメージで被覆された、
マイクロエレクトロニックウエファーあるいは液晶ディ
スプレイのような基板や他のフラットなパネルディスプ
レイ基板を含む製造品も提供する。本発明を成す他の態
様は以下に開示される。The present invention also provides a method for forming a relief image. In this method, for example, in a line pattern, side walls perpendicular to each line are always provided, and the line width is about 0.40 μm or smaller, further about 0.25 μm or smaller, and high. A method for forming a resolution relief image is included. The present invention further provides a photoresist and relief image of the present invention,
Articles of manufacture are also provided that include substrates such as microelectronic wafers or liquid crystal displays and other flat panel display substrates. Other aspects of the invention are disclosed below.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】上述したように、本発明のポリマ
ーは、カルボキシルもしくはカルボキシルの先駆となる
基を含み、少なくともひとつの原子、好ましくはヘテロ
もしくは炭素原子が、このポリマーの主鎖と前記カルボ
キシルもしくはカルボキシルの先駆となる基との間に配
されて含まれる。本明細書における「ポリマーの主鎖」
とは、その広く認められた定義のとおり、少なくともふ
たつの結合によって他のポリマー反復単位につながって
いるポリマーの部分を定義したもので、つながりかたが
同様ではない側基と区別される。このように、下記に示
す化学式(I)でいえば、アルキレン単位(w、x、お
よびyのかっこの中)はポリマー主鎖の一部となってい
るものの、側鎖Wおよびフェニル基は主鎖には含まれて
いない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As mentioned above, the polymers of the present invention contain a carboxyl or carboxyl precursor group, wherein at least one atom, preferably a hetero or carbon atom, is attached to the backbone of the polymer and the carboxyl. Alternatively, it is contained between a group that is a precursor of carboxyl. "Polymer backbone" herein
By its widely accepted definition is defined a portion of a polymer that is linked to another polymer repeat unit by at least two bonds, and is distinguished from side groups that are connected but not similar. Thus, in the chemical formula (I) shown below, although the alkylene unit (in parentheses of w, x, and y) is a part of the polymer main chain, the side chain W and the phenyl group are the main components. Not included in the chain.
【0015】カルボキシルの前駆体となる基として好ま
しいものは、光酸すなわち光酸−レービル基の存在下
で、カルボキシルを生成する。ここで、光酸−レービル
基は、ポリマーの主鎖に直接結合せずに適当に、たとえ
ば、ポリマーの主鎖との間に1からおよそ20個の炭素
原子を介する。さらに典型的なものでは、ポリマーの主
鎖との間に、1からおよそ2、3、4、5、6、7、
8、9もしくは10個の炭素もしくはヘテロ(N,O、
またはS)原子を介している。Preferred carboxyl precursor groups generate carboxyls in the presence of photoacids, ie, photoacid-labile groups. Here, the photoacid-labile group is suitably not directly attached to the polymer backbone, for example, via 1 to about 20 carbon atoms between the polymer backbone. More typically, between 1 and approximately 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9 or 10 carbon or hetero (N, O,
Or S) via an atom.
【0016】上記のように、ポリマーの主鎖に直接結合
していない酸−レービル基として好適な例をあげれば、
アクリロキシ(C1−2アルキル)エステル、メタクリ
ロキシ(C1−12アルキル)エステル、アクリロキシ
(C1−12ヘテロアルキル)エステル、およびメタク
リロキシ(C1−12ヘテロアルキル)エステルで、フ
ォトジェネレーテッドアシッドと反応してカルボキシ基
を提供する、アクリレート基がある。すなわち、アクリ
ロキシ(C1−12アルキル)COOH、メタクリロキ
シ(C1−12アルキル)COOH、アクリロキシ(C
1−12ヘテロアルキル)COOH、およびメタクリロ
キシ(C1−12ヘテロアルキル)COOHである。よ
り典型的に利用されるのは、アクリロキシ(C1−8ア
ルキル)エステル、メタクリロキシ(C1−8アルキ
ル)エステル、アクリロキシ(C1−8ヘテロアルキ
ル)エステル、およびメタクリロキシ(C1−8ヘテロ
アルキル)エステルである。ヘテロアルキルのつながり
におけるヘテロ原子は、硫黄や酸素が普通である。窒素
のつながりも、少なくともいくつかの場合で使われてい
るが、フォトレジストの実用という面では、フォトジェ
ネレーテッドアシッドと望ましくない複合が起こりうる
ため、あまり好ましくない。「ヘテロアルキル」は、ア
ルキル(アルキレンも含む)鎖の認められた定義にした
がって用いられており、鎖を成すものとして1つもしく
はそれより多くのヘテロ(N、O、もしくはS)原子が
含まれる。1つもしくは2つのヘテロ原子を含有してい
るヘテロアルキル基が典型的なものである。As mentioned above, preferred examples of the acid-labile group not directly bonded to the main chain of the polymer include:
Acryloxy (C 1-2 alkyl) esters, methacryloxy (C 1-12 alkyl) ester, acryloxy (C 1-12 heteroalkyl) esters, and methacryloxy (C 1-12 heteroalkyl) esters, react with the photogenerated federated Acid There is an acrylate group that provides a carboxy group. That is, acryloxy (C 1-12 alkyl) COOH, methacryloxy (C 1-12 alkyl) COOH, acryloxy (C
1-12 heteroalkyl) COOH, and methacryloxy (C 1-12 heteroalkyl) COOH. More typically utilized are acryloxy (C 1-8 alkyl) esters, methacryloxy (C 1-8 alkyl) esters, acryloxy (C 1-8 heteroalkyl) esters, and methacryloxy (C 1-8 heteroalkyl) esters. ) Ester. The heteroatoms in the heteroalkyl chain are usually sulfur or oxygen. Nitrogen linkages are also used, at least in some cases, but are less preferred in terms of photoresist practicality, as undesirable combinations with photogenerated acid can occur. “Heteroalkyl” is used according to the accepted definition of an alkyl (including alkylene) chain and includes one or more hetero (N, O, or S) atoms as part of a chain. . Heteroalkyl groups containing one or two heteroatoms are typical.
【0017】本発明によるポリマーにおいて、その主鎖
に直接結合していないカルボキシ基およびカルボキシレ
ートアシッド−レービル基を反応形成するのに特に好ま
しいアクリレート化合物には以下のものが含まれる。t
−ブチルアクリロキシアセテート(すなわちCH2=C
HCOOCH2COO−t−ブチル);t−ブチルメタ
クリロキシアセテート(すなわちCH2=C(CH3)
COOCH2COO−t−ブチル);2−カルボキシメ
チルアクリレート(すなわちCH2=CHCOOCH2
COOH);2−カルボキシメチルメタタリレート(す
なわちCH2=C(CH3)COOCH2COOH);
アクリロキシプロピオン酸(すなわちCH2=CHCO
OCH2CH2COOH);t−ブチルアクリロキプロ
ピオネート(すなわちCH2=CHCOOCH2CH2
COO−t−ブチル);メチルアクリロキシプロピオン
酸(すなわちCH2=C(CH3)COOCH2CH2
COOH);t−ブチル(メチル)アクリロキプロピオ
ネート(すなわちCH2=C(CH3)COOCH2C
H2COO−t−ブチル);アクリロキシスクシネート
(すなわちCH2=CHCOOCH2CH2OOCCH
2CH2COOH);t−ブチルアクリロキシスクシネ
ート(すなわちCH2=CHCOOCH2CH2OOC
CH2CH2COO−t−ブチル);メチルアクリロキ
シスタシネート(すなわちCH2=C(CH3)COO
CH2CH2OOCCH2CH2COOH);およびt
−ブチル(メチル)アクリロキシスタシネート(すなわ
ちCH2=C(CH3)COOCH2CH2OOCCH
2CH2COO−t−ブチル)Particularly preferred acrylate compounds for reacting carboxy groups and carboxylate acid-labile groups which are not directly attached to the main chain in the polymers according to the invention include: t
-Butyl acryloxy acetate (ie CH 2 CHC
HCOOCH 2 COO-t-butyl); t-butyl-methacryloxypropyl acetate (i.e. CH 2 = C (CH 3)
COOCH 2 COO-t-butyl); 2- carboxymethyl acrylate (i.e. CH 2 = CHCOOCH 2
COOH); 2-carboxymethyl meth Tari rate (i.e. CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 COOH);
Acryloxypropionic acid (ie, CH 2 CHCHCO
OCH 2 CH 2 COOH); t- butyl acryloxy propionate (i.e. CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2
COO-t-butyl); methylacryloxypropionic acid (ie, CH 2 C (CH 3 ) COOCH 2 CH 2
COOH); t-butyl (methyl) acryloxypropionate (ie, CH 2 CC (CH 3 ) COOCH 2 C
H 2 COO-t-butyl); acryloxy cis succinate (i.e. CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 OOCCH
2 CH 2 COOH); t- butyl acrylate roxithromycin succinate (i.e. CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 OOC
CH 2 CH 2 COO-t- butyl); methyl acryloxy Kista glycinate (i.e. CH 2 = C (CH 3) COO
CH 2 CH 2 OOCCH 2 CH 2 COOH); and t
- butyl (methyl) acryloxy Kista glycinate (i.e. CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 OOCCH
2 CH 2 COO-t-butyl)
【0018】また、上記カルボキシレート光酸−レービ
ル基でt−ブチル以外の4級炭素原子で形成されたエス
テルを有するものも好ましい。たとえば、他の好適なポ
リマーの主鎖に直接結合していない光酸−レービルエス
テル基がシプレー社のトレフォナスらの発明者による1
998年8月28日に出願された米国特許出願第09/
143,462号に開示されている。このようなエステ
ルとしては、−C(=0)OC(CH3)2CH(CH
3)2、−C(=0)OC(CH3)2C(C
H3)3、および−C(=0)OC(CH3)2CH2
CH3がある。It is also preferred that the carboxylate photoacid-labile group has an ester formed with a quaternary carbon atom other than t-butyl. For example, a photoacid-labile ester group that is not directly attached to the backbone of another suitable polymer may be one of those described by the inventors of Trefnas et al.
U.S. Patent Application Serial No. 09/1998, filed August 28, 998;
No. 143,462. Examples of such an ester include —C (= 0) OC (CH 3 ) 2 CH (CH
3 ) 2 , —C (= 0) OC (CH 3 ) 2 C (C
H 3) 3, and -C (= 0) OC (CH 3) 2 CH 2
There is a CH 3.
【0019】上記したように、本発明のポリマーは、カ
ルボキシルおよびカルボキシレートもしくは他のカルボ
キシルの前駆体となるものに加えて、他のさまざまな単
位を含んでいてもよい。かくして、たとえば他の望まし
い基としては、ヒドロキシあるいはハロゲンやアルコキ
シ、ニトロ、その他の置換基によって任意に置換されて
いるフェニル基;ノルボルニル、アダマンティル、シク
ロヘキシルなどの脂環式の基;シアン基;その他があ
る。As noted above, the polymers of the present invention may contain various other units in addition to carboxyl and carboxylate or other precursors of carboxyl. Thus, for example, other desirable groups include phenyl groups optionally substituted with hydroxy or halogen, alkoxy, nitro, or other substituents; alicyclic groups such as norbornyl, adamantyl, cyclohexyl, etc .; There is.
【0020】添加される単位として好適なものに、置換
されたおよび置換されていないアリルおよび脂環式の基
がある。たとえば、置換されたもしくは置換されていな
いスチレン、ナフチレン、アセナフチレン、その他の縮
合によって提供される基のようなおよそ6から18の芳
香属炭素を有する基、さらに、置換されたもしくは置換
されていないビニルノルボニル、ビニルアダマンティ
ル、あるいはビニルシクロヘキサンのような5からおよ
そ18炭素原子を含む、置換されたおよび置換されてい
ないビニル脂環式の基である。シアン側基もまた添加さ
れる単位として好適である。非環式の置換されたおよび
置換されていないアルキル基もまた利用できる。たとえ
ば1からおよそ12炭素原子を有するものなどである
が、アリルもしくは脂環式の基に比べ、あまり好ましく
ない。置換された基における適切な置換基には、たとえ
ばC1−8アルコキシ、特にメトキシ、エトキシおよび
プロポキシ;シアノ;ニトロ;ハロゲン(F、Cl、B
rまたはI)、2からおよそ10炭素原子を有するアル
キニル;1からおよそ10炭素原子を有するアルキルテ
ィオ;その他が含まれる。Suitable added units include substituted and unsubstituted allyl and cycloaliphatic radicals. For example, groups having about 6 to 18 aromatic carbons, such as substituted or unsubstituted styrene, naphthylene, acenaphthylene, and other groups provided by condensation, as well as substituted or unsubstituted vinyl. Substituted and unsubstituted vinylalicyclic groups containing from 5 to about 18 carbon atoms, such as norbornyl, vinyladamantyl, or vinylcyclohexane. The cyan side groups are also suitable as a unit to be added. Acyclic substituted and unsubstituted alkyl groups can also be utilized. For example, those having from 1 to about 12 carbon atoms, but are less preferred than allyl or alicyclic groups. Suitable substituents on substituted groups include, for example, C 1-8 alkoxy, especially methoxy, ethoxy and propoxy; cyano; nitro; halogen (F, Cl, B
r or I) alkynyl having 2 to about 10 carbon atoms; alkylthio having 1 to about 10 carbon atoms; and the like.
【0021】およそ200nm以下でイメージ化された
レジストで使用する際には、ポリマーに実質的に芳香族
基がないほうが、つまり、ポリマーが、ポリマーの全部
の単位に対して、フェニルや他の芳香族単位がおよそ4
もしくは5モルパーセント以下となっていると好まし
い。ポリマーが、ポリマーの全部の単位に対して、フェ
ニルや他の芳香族単位がおよそ1もしくは2モルパーセ
ント以下となっているとより好ましい。そして、ポリマ
ーが、ポリマーの全部の単位に対して、芳香族単位が
0.5モルパーセント以下となっているか、あるいは完
全にいなかる芳香族単位もないとさらにより好ましい。
この程度の芳香族単位であれば、200nm以下のイメ
ージング照射を十分吸収する。For use in resists imaged below about 200 nm, it is better for the polymer to be substantially free of aromatic groups, ie, the polymer will be free of phenyl or other aromatic groups for all units of the polymer. About 4 tribal units
Alternatively, the content is preferably 5 mol% or less. More preferably, the polymer has less than about 1 or 2 mole percent of phenyl or other aromatic units, based on all units in the polymer. It is even more preferred that the polymer has no more than 0.5 mole percent of aromatic units, or no aromatic units, based on all units in the polymer.
Such an aromatic unit sufficiently absorbs imaging irradiation of 200 nm or less.
【0022】248nmおよび365nmのような、お
よそ200nm以上でイメージングをするのに使用する
際には、本発明のポリマーは、樹脂結合剤のようなポリ
マーを含んだフォトレジストの水性現像可能性に効用を
発揮しうるヒドロキシフェニル基を含んでいると好まし
い。このような単位は、たとえば任意に置換されたパラ
−ヒドロキシスチレン、パラ−ヒドロキシα−メチルス
チレン、メタ−ヒドロキシスチレン、メタ−ヒドロキシ
α−メチルスチレンのような適応した単量体を重合化す
ることによって得られる。When used to image above about 200 nm, such as 248 nm and 365 nm, the polymers of the present invention benefit the aqueous developability of photoresists containing polymers such as resin binders. It preferably contains a hydroxyphenyl group capable of exhibiting the following. Such units can be obtained by polymerizing an adapted monomer such as, for example, optionally substituted para-hydroxystyrene, para-hydroxy α-methylstyrene, meta-hydroxystyrene, meta-hydroxy α-methylstyrene. Obtained by
【0023】さらに、レジストの適用の際、ヒドロキシ
フェニル単位を含有する本発明のポリマーがカルボキシ
基がないかもしくは実質的になく、ポリマーの主鎖に直
接結合せずにカルボキシルの先駆となる基を含んでいる
と好ましい。このようなポリマーにおいては、ヒドロキ
シフェニル単位とカルボキシル単位の相乗効果によっ
て、レジスト被覆層の露光されている部分と露光されて
いない部分との間の溶解性の違いが、あまり大きな影響
をうけずにすむ。ポリマーが実質的にカルボキシ基がな
いということは、ポリマーの全単位に対して、ポリマー
に含まれるカルボキシ基はおよそ4もしくは5モルパー
セント以下であるということを意味する。ポリマーの全
単位に対してポリマーに含まれるカルボキシ基がおよそ
2、3、もしくは4モルパーセント以下であるとより好
ましく、そしてポリマーの全単位に対してポリマーに含
まれるカルボキシ基がおよそ1もしくは0.5モルパー
セント以下であるとさらにより好ましい。Furthermore, when the resist is applied, the polymer of the present invention containing a hydroxyphenyl unit has no or substantially no carboxy group, and a group which is not directly bonded to the main chain of the polymer but is a precursor of carboxyl. It is preferable to include. In such polymers, the difference in solubility between exposed and unexposed portions of the resist coating layer is not significantly affected by the synergistic effect of the hydroxyphenyl and carboxyl units. Yes. The fact that the polymer is substantially free of carboxy groups means that the polymer contains less than about 4 or 5 mole percent carboxy groups, based on total units of the polymer. More preferably, the carboxy groups contained in the polymer are less than about 2, 3, or 4 mole percent relative to all units of the polymer, and the carboxy groups contained in the polymer are less than about 1 or 0. Even more preferably, it is at most 5 mole percent.
【0024】上述したように、特にIラインもしくは2
48nmイメージングの際に、本発明の好ましいポリマ
ーは、次の化学式(I)のようなフェノール類の基を含
んだものである。As described above, in particular, the I line or 2
At the time of 48 nm imaging, the preferred polymer of the present invention contains a phenol group as shown in the following chemical formula (I).
【化1】(式中wは、ポリマーの主鎖に直接結合せずに
主鎖との間に1つもしくはそれ以上の原子を介する光酸
−レービル基(photoacid−labile g
roups);R1およびR2はそれぞれ同じもしくは
異なる非水素置換基;R3、R4およびR5はそれぞれ
独立して水素もしくは任意に置換されたアルキル;m
は、0から5の整数;nは、0から4の整数;wおよび
yは、それぞれ0より大きく、それぞれのポリマー単位
のモル分率もしくはパーセント;そして、xは、0もし
くはそれより大きく、この特定化されたフェニル単位の
モル分率もしくはパーセントである。)Wherein w is a photoacid-labile group that is not directly attached to the polymer backbone but is through one or more atoms between the backbone and the polymer.
R 1 and R 2 are the same or different non-hydrogen substituents; R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen or optionally substituted alkyl; m
Is an integer from 0 to 5; n is an integer from 0 to 4; w and y are each greater than 0; the mole fraction or percent of each polymer unit; and x is 0 or greater; It is the mole fraction or percent of the specified phenyl units. )
【0025】上述したように、好適なポリマーの主鎖に
直接結合していない光酸−レービル基は、次の化学式
(II)のポリマーにおける基のように、アクリロキシ
(アルキル)エステルやアクリロキシ(ヘテロアルキ
ル)エステル基を含んでいる。As mentioned above, the photoacid-labile groups not directly attached to the backbone of a suitable polymer can be acryloxy (alkyl) esters or acryloxy (hetero groups) as in the polymer of formula (II): Alkyl) ester groups.
【化2】式中Zは、任意に置換されたアルキルもしくは
任意に置換されたヘテロアルキル(アルキレンおよびヘ
テロアルキレンを含む)鎖で、1からおよそ16原子を
有していると好ましく、1からおよそ8原子を有してい
るとより好ましく、そして任意に1からおよそ3個の炭
素−炭素不飽和結合を有しており、また好適な態様によ
ればZはたとえば−CH2−、−CH2CH2−、−C
H2CH2CH2−、あるいは−CH2OOCCH2C
H2−;Rは任意に置換されたアルキルで、およそ4か
らおよそ16原子を有していると好ましく、t−ブチル
および他の4級炭素基のような非環式の基そしてアダマ
ンティルやノルボルニルのような脂環式の基が分岐され
ていると好ましい;そして R1、R2、R3、R4、
R5、m、n、w、x、およびyはそれぞれ化学式
(I)で定義したものと同じである。Wherein Z is an optionally substituted alkyl or optionally substituted heteroalkyl (including alkylene and heteroalkylene) chain, preferably having from 1 to about 16 atoms and preferably from 1 to about 16 more preferably as having an 8 atom, and carbon from one to about three optionally - has carbon unsaturated bond, and in accordance with a preferred embodiment Z is for example -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - C
H 2 CH 2 CH 2 — or —CH 2 OOCCH 2 C
H 2 —; R is optionally substituted alkyl, preferably having about 4 to about 16 atoms, acyclic groups such as t-butyl and other quaternary carbon groups and adamantyl or It is preferred that alicyclic groups such as norbornyl are branched; and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ,
R 5 , m, n, w, x, and y are the same as defined in the chemical formula (I).
【0026】上述したように、本発明の好適なポリマー
には、繰り返し単位をさらに含有しているものもあり、
特にその繰り返し単位は、アシッド(たとえばヒドロキ
シ、カルボキシ)基や反応性(たとえば光酸−レービル
成分)基を含まないものがよい。より詳細には、本発明
の好適なポリマーとして、次の化学式(III)で示さ
れるようなものがある。As mentioned above, some of the preferred polymers of the present invention further contain repeating units.
In particular, the repeating unit preferably does not contain an acid (for example, hydroxy, carboxy) group or a reactive (for example, photoacid-labile component) group. More specifically, suitable polymers of the present invention include those represented by the following chemical formula (III).
【化3】 (式中w、R1、R2、R3、R4、R5、m、および
nはそれぞれ上記の化学式(I)で定義したものと同
じ;R6は、化学式(I)におけるR3、R4、および
R5で定義したものと同じ;Sは、シアノ、脂環式を含
むアルキル、ヘテロ脂環式などのような、酸もしくは反
応性成分を含まない基;w’、y’、およびZ’は、そ
れぞれ0より大きく、各ポリマー単位のモル分率もしく
はパーセント;そして、x’は、0もしくは0より大き
く、この特定化された単位のモル分率もしくはパーセン
トである。)Embedded image (Wherein w, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , m, and n are each the same as defined in the above chemical formula (I); R 6 is R 3 in the chemical formula (I) S is the same as defined for R 4 and R 5 ; S is a group containing no acid or reactive component, such as cyano, alkyl including alicyclic, heteroalicyclic, etc .; w ′, y ′ , And Z ′ are each greater than 0 and the mole fraction or percent of each polymer unit; and x ′ is greater than 0 or 0 and is the mole fraction or percent of the specified unit.)
【0027】上記したように、193nmおよび157
nmのような、およそ200nm以下でイメージングを
するには、本発明のポリマーは、実質的にもしくは完全
にいかなるフェニルも他の芳香族基もないほうが好まし
い。したがって、短波長でのイメージングには、ポリマ
ーが、たとえば上記の化学式(III)で定義されたも
ので、モル分率x’y’がポリマーの全部の単位に対し
ておよそ2もしくは3パーセント以下となっているのが
好ましい。さらに、x’とy’の合計が0もしくはポリ
マーの全部の単位に対しておよそ1モルパーセント以下
であるとより好ましい。As noted above, 193 nm and 157
For imaging below about 200 nm, such as nm, it is preferred that the polymers of the present invention be substantially or completely free of any phenyl or other aromatic groups. Thus, for imaging at short wavelengths, the polymer may be, for example, as defined by formula (III) above, with a mole fraction x'y 'of less than about 2 or 3 percent relative to all units of the polymer. Preferably. More preferably, the sum of x 'and y' is 0 or less than about 1 mole percent based on all units of the polymer.
【0028】上記の化学式のポリマーは、たとえばポリ
マー合成中にさまざまなアクリロキシ(アルキル)エス
テルやアクリロキシ(ヘテロアルキル)エステル単量体
を使うことによって、wやR基として種々の混合物を含
んでいてもよい。Polymers of the above formula may contain various mixtures as w and R groups, for example by using various acryloxy (alkyl) esters or acryloxy (heteroalkyl) ester monomers during polymer synthesis. Good.
【0029】上記の化学式のヒドロキシフェニルに関し
ては、ヒドロキシ基の置換がフェニル環のメタもしくは
パラの位置でされていると好ましい。With respect to hydroxyphenyl of the above formula, it is preferred that the hydroxy group be substituted at the meta or para position of the phenyl ring.
【0030】上記の化学式のR1、R2は、普通、たと
えばハロゲン(特にF、ClもしくはBr);C1−8
アルキル;C1−8アルコキシ;C2−8アルケニル;
C2−8アルケニルもしくはアルキニル、フェニルのよ
うなアリル;アシルなどのC1−6アルカノイルのよう
なアルカノイル;その他である。一般的に、R1および
R2基は、たとえばヒドロキシ、カルボキシ、−COO
Hや他の基のような、アシッドレービルエステルのよう
なフォトアシッドと反応できるアシッドもしくは反応性
基でないほうがよい。R 1 and R 2 in the above formula are usually, for example, halogens (especially F, Cl or Br); C 1-8
Alkyl; C 1-8 alkoxy; C 2-8 alkenyl;
C 2-8 alkenyl or alkynyl, allyl such as phenyl; alkanoyl such as C 1-6 alkanoyl such as acyl; and the like. Generally, R 1 and R 2 groups are, for example, hydroxy, carboxy, —COO
It should not be an acid or reactive group that can react with a photoacid, such as an acid labile ester, such as H or other groups.
【0031】上記の化学式のR3、R4、R5、および
R6置換基は、C1−4アルキルや水素が典型的であ
り、メチルや水素がさらに典型的である。The R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 substituents in the above formula are typically C 1-4 alkyl and hydrogen, and more typically methyl and hydrogen.
【0032】上述の任意に置換された基(W、R、
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6)は、1カ
所もしくはそれより多くの置換可能位置で、1つもしく
はそれより多くの、ハロゲン(特にF、ClあるいはB
r);C1−8アルキル;C1−8アルコキシ;C
2−8アルケニル、つまりC2−8アルケニルもしくは
アルキニル、フェニルのようなアリル;アシルなどのC
1−6アルカノイルのようなアルカノイル;その他の適
切な基で置換されうる。置換される成分は1カ所、2カ
所、もしくは3カ所の置換可能位置で置換されるのが典
型的である。The above optionally substituted groups (W, R,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 ) can be substituted at one or more substitutable positions with one or more halogen (especially F, Cl or B).
r); C 1-8 alkyl; C 1-8 alkoxy; C
2-8 alkenyl, that is, C 2-8 alkenyl or alkynyl, allyl such as phenyl;
Alkanoyl, such as 1-6 alkanoyl; may be substituted with other suitable groups. The component to be replaced is typically substituted at one, two, or three substitutable positions.
【0033】上記の化学式において、それぞれの場合に
特定化された単位のモル分率やパーセントは、比較的広
い範囲内で適切な値を有する。たとえばそれぞれの化学
式において、wは1からおよそ90モルパーセントで適
切であり、より典型的にはおよそ5からおよそ80モル
パーセントで、さらにより典型的にはおよそ10からお
よそ30モルパーセント;x(化学式中で示されている
場合)およびyはそれぞれ別々におよそ5もしくは10
からおよそ50モルパーセントで適切であり、より典型
的にはおよそ15もしくは20から40モルパーセン
ト;そして化学式(III)においては、zはおよそ1
からおよそ70もしくは80モルパーセントで適切であ
り、より典型的にはおよそ5もしくは10モルパーセン
トからおよそ30、40、50、もしくは60モルパー
セントである。In the above formulas, the molar fractions and percentages of the units specified in each case have appropriate values within a relatively wide range. For example, in each formula, w is suitably from 1 to about 90 mole percent, more typically from about 5 to about 80 mole percent, and even more typically from about 10 to about 30 mole percent; x (formula And y are each independently about 5 or 10
From about 50 mole percent is more suitable, more typically about 15 or 20 to 40 mole percent; and in formula (III), z is about 1
From about 70 or 80 mole percent, more typically from about 5 or 10 mole percent to about 30, 40, 50, or 60 mole percent.
【0034】本発明の特に好適な態様では、上記の化学
式において、wはおよそ5からおよそ50モルパーセン
ト、より好適にはおよそ5もしくは10からおよそ30
もしくは35;x(化学式中で示されている場合)はお
よそ5からおよそ40モルパーセント、より好適にはお
よそ10からおよそ20もしくは25;yはおよそ40
からおよそ90、より好適にはおよそ55もしくは60
からおよそ80である。In a particularly preferred embodiment of the invention, in the above formula w is from about 5 to about 50 mole percent, more preferably from about 5 or 10 to about 30 mole percent.
Or 35; x (when indicated in the formula) is from about 5 to about 40 mole percent, more preferably from about 10 to about 20 or 25;
From about 90, more preferably about 55 or 60
From about 80.
【0035】上記化学式(I)、(II)、および(I
II)内で示された基は、共重合体の主部分を成す。よ
り特定的には、化学式(I)および(II)では、w、
x、およびyの好ましい合計は少なくともおよそ60パ
ーセント、より好適には少なくともおよそ70パーセン
ト、そしてさらにより好適なw、x、およびyの合計は
少なくともおよそ80、85、90もしくは95モルパ
ーセントである。多くの実例において、共重合体が、示
されたアシッドレービル基およびフェニル基、そしてパ
ラ−ヒドロキシフェニル単位を含有しているだけである
と特に好ましい。すなわち、化学式(I)および(I
I)のそれぞれで、w、x、およびyで100パーセン
トになるということである。同様に、化学式(III)
に関しても、w、x、yおよびzの好ましい合計は少な
くともおよそ60パーセント、より好適には少なくとも
およそ70パーセント、そしてさらにより好適なw、
x、yおよびzの合計は少なくともおよそ80、85、
90もしくは95モルパーセントである。再び、多くの
実例において、化学式(III)の共重合体が、ここで
示されたアシッドレービル基およびフェニル単位、そし
てパラ−ヒドロキシフェニル単位、および非アシッド/
非反応性基Sを含有しているだけであると特に好まし
い。すなわち、化学式(III)で、w’、x’y’お
よびz’で100パーセントになるということである。The chemical formulas (I), (II) and (I)
The groups indicated in II) form the main part of the copolymer. More specifically, in Formulas (I) and (II), w,
A preferred sum of x and y is at least about 60 percent, more preferably at least about 70 percent, and an even more preferred sum of w, x and y is at least about 80, 85, 90 or 95 mole percent. In many instances, it is particularly preferred that the copolymer only contain the indicated acid labile and phenyl groups, and para-hydroxyphenyl units. That is, chemical formulas (I) and (I)
Each of I) results in 100% in w, x, and y. Similarly, the chemical formula (III)
Also, the preferred sum of w, x, y and z is at least about 60 percent, more preferably at least about 70 percent, and even more preferably w,
The sum of x, y and z is at least about 80, 85,
90 or 95 mole percent. Again, in many instances, the copolymer of formula (III) may have an acid labile group and a phenyl unit, and a para-hydroxyphenyl unit, and a non-acid /
It is particularly preferred that they only contain a non-reactive group S. That is, in chemical formula (III), w ', x'y', and z 'are 100%.
【0036】本発明の特に好適なポリマーは次の化学式
(IV)の構造を有している。A particularly preferred polymer of the present invention has the structure of formula (IV):
【化4】(式中、R、R3、R4、R5、w、x、およ
びyは、それぞれ上記の化学式(II)で定義されたの
と同じである。そしてRがt−ブチルおよび他の4級炭
素基、およびアダマンティルおよびノルボルニルのよう
な脂環式の基であると好ましく、そしてR3、R4、R
5がそれぞれ別々にメチルもしくは水素であると好まし
く、フェノール性ヒドロキシル基がメタもしくはパラの
位置で置換されていると好ましい。パラの位置であれば
より好ましい。Wherein R, R 3 , R 4 , R 5 , w, x, and y are each as defined above in Formula (II), and R is t-butyl. And other quaternary carbon groups, and alicyclic groups such as adamantyl and norbornyl, and R 3 , R 4 , R
Preferably, each 5 is independently methyl or hydrogen, and preferably the phenolic hydroxyl group is substituted at the meta or para position. The position of para is more preferable.
【0037】化学式(IVA)と(IVB)のポリマー
も好適である。これらの化学式は、化学式(IVA)で
は側鎖の光酸−レービル基(モルパーセントwの反復単
位)が−C(=O)OCH2CH2C(=O)ORであ
り、化学式IVBでは−C(=O)OCH2CH2O
(=O)CCH2CH2C(=)ORであることを除い
て、上記の化学式(IV)と同じである。上記した化学
式(IV)の好適なR、R3、R4、R5基および置換
位置は、化学式(IVA)と(IVB)でも同様に好適
である。各化学式(IV)、(IVA)および(IV
B)のそれぞれにおいて、w、x、およびyの好ましい
合計は少なくともおよそ60パーセント、より好適には
少なくともおよそ70、80、もしくは90パーセン
ト、さらにより好適には少なくともおよそ95、98も
しくは100パーセントである。Polymers of formulas (IVA) and (IVB) are also suitable. These formulas has the formula (IVA) in the side chain photoacid - (repeating units of mole percent w) Rebiru group is the -C (= O) OCH 2 CH 2 C (= O) OR, in formula IVB - C (= O) OCH 2 CH 2 O
It is the same as the above formula (IV) except that (ORO) CCH 2 CH 2 C (=) OR. The preferred R, R 3 , R 4 , R 5 groups and substitution positions in the above formula (IV) are also preferable in the formulas (IVA) and (IVB). Formulas (IV), (IVA) and (IV)
In each of B), the preferred sum of w, x, and y is at least about 60 percent, more preferably at least about 70, 80, or 90 percent, and even more preferably at least about 95, 98, or 100 percent. .
【0038】本発明のポリマーは、たとえばラジカル重
合によって製造できる。また、ラジカル開始剤の存在
下、不活性雰囲気(たとえばN2やアルゴン)のもと
で、およそ70℃もしくはそれより高温といったような
高温度で、複数の単量体を反応させて上記したような種
々の単位を提供させることによって製造できる。ただし
この反応温度は、用いられる特定試薬の反応性や反応溶
剤(溶剤が用いられる場合)の沸点によって変動する。
どのような特別のシステムを用いたときにも、適切な反
応温度は、当業者であれば本明細書に基づいて経験的に
容易に決定できる。例示的な反応条件については、以下
の実施例2および3を参照されたい。また本発明のポリ
マーを製造するのに有用な単量体の合成については、実
施例1および7を参照されたい。The polymer of the present invention can be produced, for example, by radical polymerization. Alternatively, a plurality of monomers may be reacted at a high temperature, such as about 70 ° C. or higher, in an inert atmosphere (eg, N 2 or argon) in the presence of a radical initiator as described above. It can be produced by providing various different units. However, the reaction temperature varies depending on the reactivity of the specific reagent used and the boiling point of the reaction solvent (when a solvent is used).
Suitable reaction temperatures for any particular system can be readily determined empirically by those skilled in the art based on the present specification. See Examples 2 and 3 below for exemplary reaction conditions. See also Examples 1 and 7 for the synthesis of monomers useful for making the polymers of the present invention.
【0039】反応溶剤は必要に応じて使えばよい。適切
な溶剤としては、DEB、プロパンやブタノールのよう
なアルコール類、そしてベンゼン、クロロベンゼン、ト
ルエン、およびキシレンような芳香族溶剤などを含む。
ジメチルサルファイドおよびジメチルフォルムアミドで
も適切である。重合反応も確実に進むことになる。The reaction solvent may be used as needed. Suitable solvents include alcohols such as DEB, propane and butanol, and aromatic solvents such as benzene, chlorobenzene, toluene, and xylene.
Dimethyl sulfide and dimethyl formamide are also suitable. The polymerization reaction also proceeds reliably.
【0040】本発明の共重合体を作成するのに多様なラ
ジカル開始剤が使われる。たとえば、アゾ−ビス−2,
2’−イソブチロニトリル(AIBN)および1,1’
−アゾ−ビス(シクロヘキサンカルボニトリル)のよう
なアゾ化合物を使っても良い。過酸化物、過酸エステ
ル、過酸、過硫酸塩も使うことができる。Various radical initiators are used to make the copolymers of the present invention. For example, azo-bis-2,
2'-isobutyronitrile (AIBN) and 1,1 '
An azo compound such as azo-bis (cyclohexanecarbonitrile) may be used. Peroxides, peresters, peracids, and persulfates can also be used.
【0041】(パラ−ヒドロキシスチレンのような)ヒ
ドロキシや他の反応性成分を含有する単量体は、必要に
応じて「マスクされた」形態で縮合されて、ポリマー合
成を可能にする。たとえば、パラ−アセトキシスチレン
は、パラ−ヒドロキシスチレンの「マスクされた」形態
として使われる。他のヒドロキシマスキングや保護基で
もよい。たとえば、(CH3)3Si−、(CH3)2
(ブチル)Si−、((CH3)3C)3Si−、その
他といったアルキルシリル基(ヒドロキシ成分とでシリ
ルエーテルを形成する)や、CH3CH2C(=O)
−、その他といった他のアルキルエステルなどである。
反応終了後、マスキングの基を基本的条件のもとで取り
除ために、たとえば、形成ポリマーをNH4OHやNH
4OAcのような塩基の存在下で加熱する。例示的条件
に関しては以下の実施例3を参照されたい。Monomers containing hydroxy (such as para-hydroxystyrene) and other reactive components are optionally condensed in "masked" form to enable polymer synthesis. For example, para-acetoxystyrene is used as the "masked" form of para-hydroxystyrene. Other hydroxy masking or protecting groups may be used. For example, (CH 3 ) 3 Si—, (CH 3 ) 2
(Butyl) Si -, ((CH 3 ) 3 C) 3 Si-, ( to form the silyl ether with a hydroxy component) Others such as alkylsilyl group and, CH 3 CH 2 C (= O)
And other alkyl esters such as others.
After completion of the reaction, the formed polymer can be removed, for example, with NH 4 OH or NH 4 to remove the masking groups under basic conditions.
4 is heated in the presence of a base such as OAc. See Example 3 below for exemplary conditions.
【0042】一般的に本発明の共重合体の好適な量平均
分子量(weight average molecu
larweight;Mw)はおよそ1000からおよ
そ100000で、より好ましくはおよそ2000から
およそ30000である。また好適な分子量分布(mo
lecular weight distributi
on;Mw/Mn)はおよそ3もしくはそれ以下で、よ
り好ましくはおよそ2もしくはそれより小さい。本発明
のポリマーの分子量(MwでもMnでも)は、ゲル透過
クロマトグラフィで適切に決定できる。本発明の共重合
体の適切な分子量分布はおよそ1から5、より典型的に
はおよそ1から3もしくは4のなかに入る。In general, a suitable weight average molecular weight (weight average molecular weight) of the copolymer of the present invention is used.
(larweight; Mw) is from about 1000 to about 100,000, more preferably from about 2000 to about 30,000. In addition, a suitable molecular weight distribution (mo
rectangular weight distributi
on; Mw / Mn) is about 3 or less, more preferably about 2 or less. The molecular weight (Mw or Mn) of the polymer of the present invention can be appropriately determined by gel permeation chromatography. Suitable molecular weight distributions of the copolymers of the present invention fall in the range of about 1 to 5, more typically about 1 to 3 or 4.
【0043】上述したように、本発明のポリマーはフォ
トレジスト組成物の樹脂結合構成材料として高度に有用
である。本発明のフォトレジストは一般的に、フォトア
クティブな組成分と本発明のポリマーを含む樹脂結合組
成分とを含む。このフォトアクティブ組成分は、1つも
しくはそれより多くの光酸生成体(すなわちPAG)
で、十分な量使用されて活性照射に露光されてレジスト
の被覆層中に潜像(latent image)を生成
できるようになっているものである。As mentioned above, the polymers of the present invention are highly useful as resin-binding components of photoresist compositions. Photoresists of the invention generally comprise a photoactive composition and a resin-binding composition comprising a polymer of the invention. The photoactive component comprises one or more photoacid generators (ie, PAGs)
And used in sufficient amounts to be exposed to actinic radiation to produce a latent image in the coating of the resist.
【0044】本発明のレジストで使用するための好適な
PAGにおける一つの基には、下記の化学式(V)の化
合物のようなイミドスルホネートを含んでいる。One group in a preferred PAG for use in the resists of the present invention comprises an imidosulfonate such as a compound of formula (V):
【化5】 (式中Rは、樟脳、アダマンタン、アルキル(たとえば
C1−12アルキル)および、過フルオロ(C1−12
アルキル)、特に過フルオロクタンスルフォネート、過
フルオロノナンスルフォネートなどの過フルオロアニオ
ンのような過フルオロアルキルなどである。特に好まし
いPAGは、N−[(過フルオロクタンスルフォニル)
オキシ]−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシミ
ドである。)Embedded image (Where R is camphor, adamantane, alkyl (eg, C 1-12 alkyl) and perfluoro (C 1-12
Alkyl), especially perfluoroalkyl such as perfluoroanions such as perfluoroctansulfonate and perfluorononanesulfonate. A particularly preferred PAG is N-[(perfluoroctansulfonyl)
Oxy] -5-norbornene-2,3-dicarboximide. )
【0045】スルホネート塩のようなスルホネート化合
物も利用できる。ふたつの適切な薬剤PAG1およびP
AG2が次の化学式(VI)、(VII)のように表せ
る。Sulfonate compounds such as sulfonate salts can also be used. Two suitable drugs PAG1 and P
AG2 can be represented by the following chemical formulas (VI) and (VII).
【化6】 Embedded image
【化7】 Embedded image
【0046】このようなスルフォネート化合物の製造に
ついてヨーロッパ特許出願第96118111.2号
(発行番号第0783136号)に開示されている。The preparation of such sulfonate compounds is disclosed in European Patent Application No. 96118111.2 (Issue No. 078136).
【0047】すでに示した基以外のアニオンで複合され
た上記ふたつのヨードニウム化合物もまた適切である。
特に、好適なアニオンとして化学式RSO3 −のものが
ある。ここでRはアダマンタン、アルキル(たとえばC
1−12アルキル)、および、過フルオロ(C1−12
アルキル)のような過フルオロアルキル、特に過フルオ
ロクタンスルフォネート、過フルオロノナンスルフォネ
ートなどの過フルオロカウンターアニオンである。The above two iodonium compounds complexed with anions other than those already mentioned are also suitable.
In particular, the formula RSO 3 Suitable anion - are those of. Where R is adamantane, alkyl (eg, C
1-12 alkyl) and perfluoro (C 1-12)
Perfluoroalkyl such as alkyl), especially perfluorocounter anions such as perfluorooctanesulfonate, perfluorononanesulfonate.
【0048】他の公知のPAGも本発明のレジストに使
用できる。たとえば、国際出願WO94/10608号
で述べられているように、N−スルフォニルオキシイミ
ドも使用できる。あるいは、たとえばサッカレー(Th
ackeray)らによる米国特許第5,128,23
2号やヨーロッパ特許出願第0164248号および同
第0232972号で述べられているように、活性照射
に露光されると、ハロゲンアシッド(たとえばHBr)
を生成する、非イオン性ハロゲン化PAGも使用可能で
ある。[0048] Other known PAGs can also be used in the resists of the present invention. For example, N-sulfonyloxyimides can be used, as described in International Application WO 94/10608. Alternatively, for example, Thackeray (Th
U.S. Pat. No. 5,128,23 to Ackeray et al.
No. 2 and European Patent Application Nos. 0164248 and 0232972, when exposed to actinic radiation, halogen acid (eg HBr)
A non-ionic halogenated PAG, which produces the following, can also be used.
【0049】本発明のレジスト組成物の好適な成分材料
は、ダイ化合物である。好適なダイはパターン化された
レジストイメージの解像を促進する。これは普通、露光
照射のレジストイメージに対する影響と効果(たとえば
ノッチング)を減少させることによって可能となる。好
適なダイには、置換されたおよび置換されていないフェ
ノチアジン、フェノキサジン、アントラセンおよびアン
トラロビン化合物がある。置換されたフェノチアジン、
フェノキサジン、アントラセンおよびアントラロビンの
好適な置換基には、たとえば、ハロゲン、C1−12ア
ルキル、C1−12アルコキシ、C2−12アルケニ
ル、アセチルのようなC1−12アルカノイル、フェニ
ルのようなアリル、その他がある。このような化合物の
共重合体もまたダイとして使用できる。たとえばアント
ラセンアクリレートポリマーや共重合体である。A preferred component material of the resist composition of the present invention is a dye compound. Preferred dies facilitate the resolution of the patterned resist image. This is usually made possible by reducing the effects and effects (eg, notching) of the exposure radiation on the resist image. Suitable dies include substituted and unsubstituted phenothiazines, phenoxazines, anthracenes and anthalobin compounds. A substituted phenothiazine,
Suitable substituents on phenoxazine, anthracene and anthrarobin include, for example, halogen, C 1-12 alkyl, C 1-12 alkoxy, C 2-12 alkenyl, C 1-12 alkanoyl such as acetyl, phenyl and the like. Allyl and others. Copolymers of such compounds can also be used as dies. Examples are anthracene acrylate polymers and copolymers.
【0050】他に任意に添加させるもので好ましいの
は、添加塩基、特にテトラブチルアンモニウムヒドロキ
シド(TBAH)、またはTBAHの乳酸塩であり、こ
れらは現像されたレジストレリーフイメージの解像を促
進できる。添加塩は比較的少量の使用で、たとえば、フ
ォトアクティブ構成材料(PAG)に対しておよそ1か
ら20重量パーセントである。Other optional additions which are preferred are added bases, especially tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), or lactates of TBAH, which can enhance the resolution of the developed resist relief image. . Additive salts are used in relatively small amounts, for example, about 1 to 20 weight percent based on the photoactive component (PAG).
【0051】本発明のフォトレジストはまた、他の材質
を任意に含んでいる。たとえば、他の任意に添加させる
ものには、しわ防止剤、可塑剤、速度強化剤、その他が
ある。このような任意に添加させるものは、フォトレジ
スト体のなかでは低濃度で含有される。ただし、充填剤
とダイは比較的高濃度で、たとえばレジストの乾燥体の
総重量に対してたとえばおよそ5から30重量パーセン
トと濃度である。The photoresist of the present invention also optionally contains other materials. For example, other optional additions include anti-wrinkling agents, plasticizers, rate enhancers, and the like. Such optional addition is contained at a low concentration in the photoresist body. However, the filler and die are relatively high in concentration, for example, about 5 to 30 weight percent based on the total weight of the dried resist.
【0052】本発明のこれらの構成物は当業者にとって
は容易に製造できる。たとえば、本発明のフォトレジス
ト組成物は、フォトレジスト構成材料を適切な溶剤に添
加すればよい。溶剤には、たとえば乳酸エチル、2−メ
トキシエチルエーテル(diglyme)、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
ノメチルエーテルのようなグリコールエーテル;メチル
エチルケトンのようなセロソルブエステル;および3−
エトキシエチルプロピオネートがある。この組成物の固
体含有量は、フォトレジスト組成物の総重量に対してお
よそ5から35重量パーセントの間を変動するのが典型
的である。樹脂結合剤およPAG構成材料は、十分な量
で、フィルム被覆層および上質のラテントおよびレリー
フイメージが形成できるようになっていなければならな
い。例示として好適なレジスト構成材料の量を示した以
下の実施例8を参照されたい。These components of the present invention can be easily manufactured by those skilled in the art. For example, the photoresist composition of the present invention may be obtained by adding a photoresist constituent material to an appropriate solvent. Solvents include, for example, ethyl lactate, 2-methoxyethyl ether (diglyme), glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; cellosolve esters such as methyl ethyl ketone;
There is ethoxyethyl propionate. Typically, the solids content of the composition will vary between approximately 5 and 35 weight percent based on the total weight of the photoresist composition. The resin binder and the PAG component must be sufficient to form a film coating layer and a fine latent and relief image. See Example 8 below which shows suitable amounts of resist constituents by way of example.
【0053】本発明の組成物は、一般的に知られた処理
方法にしたがって使用される。本発明の液状皮膜組成物
は、スピニング、ディッピング、ローラー塗あるいは他
の従来からの被覆技術によって、基板に被覆される。ス
ピン被覆では、被覆溶液の固体含有量を調整することに
より、用いられている特定スピニング器具、溶液の粘
度、スピナーの速度およびスピニング可能時間に基づい
て、必要な厚みのフィルムができる。The compositions of the present invention are used according to generally known processing methods. The liquid coating composition of the present invention is applied to a substrate by spinning, dipping, roller coating or other conventional coating techniques. In spin coating, adjusting the solids content of the coating solution produces a film of the required thickness based on the particular spinning equipment used, viscosity of the solution, spinner speed and spinnable time.
【0054】本発明のレジスト組成物は、フォトレジス
トでの被覆を含むプロセスで従来どおりに使用されてい
る基板に適用できる。たとえば、レジスト組成物は、マ
イクロプロセッサーや他の集積回路成分材料用のケイ素
や二酸化ケイ素のウエファーに適用できる。アルミニウ
ム−アルミニウム酸化物、ガリウムヒ素、セラミック、
水晶もしくは銅の基板も適用される。液晶ディスプレイ
や他のフラットパネルディスプレイに使われる基板、た
とえば、ガラス基板、インジウムティンオキサイドで被
覆された基板などもまた適切に適用される。The resist composition of the present invention can be applied to substrates conventionally used in processes involving coating with a photoresist. For example, the resist composition can be applied to silicon or silicon dioxide wafers for microprocessors and other integrated circuit component materials. Aluminum-aluminum oxide, gallium arsenide, ceramic,
Quartz or copper substrates also apply. Substrates used in liquid crystal displays and other flat panel displays, such as glass substrates, substrates coated with indium tin oxide, etc., are also suitable.
【0055】フォトレジストの表面上に被覆したあと、
好ましくはフォトレジスト皮膜のしわがなくなるまで、
加熱して乾燥させ溶剤を取り除く。その後、従来のやり
かたどおりにマスクを介してイメージ化する。露光はこ
のフォトレジストシステムのフォトアクティブ構成材料
を効果的に活性化できるように十分おこなって、レジス
ト被覆層中にパターン化されたイメージを形成する。よ
り特定的には、この露光エネルギーが、露光用品および
フォトレジストの組成に応じて、普通、およそ1から3
00mJ/cm2の範囲で変わる。After coating on the surface of the photoresist,
Preferably, until the photoresist film has no wrinkles
Heat and dry to remove solvent. Thereafter, an image is formed through a mask as in the conventional manner. Exposure is sufficient to effectively activate the photoactive components of the photoresist system to form a patterned image in the resist overlayer. More specifically, this exposure energy typically ranges from about 1 to 3 depending on the composition of the exposure article and the photoresist.
It changes within the range of 00 mJ / cm 2 .
【0056】本発明のレジスト組成物の被覆層は、ディ
ープUV範囲の露光波長によってフォトアクティベート
されるのが好ましい。ディープUV範囲は、350nm
もしくはそれ以下、より好ましくはおよそ300nmも
しくはそれ以下の範囲、そしておよそ150から300
もしくは450nmというのが典型である。特に好まし
い露光波長はおよそ248nmである。その他の好適な
波長には、Iライン(365nm)、193nmおよび
157nmがある。他に、イオンプロジェクションリソ
グラフィー(ion projection lith
ography;IPL)、E−ビーム、EUV、X線
のような極端に短い波長イメージングなどのような線源
を使うことも可能である。The coating layer of the resist composition of the present invention is preferably photoactivated by an exposure wavelength in the deep UV range. Deep UV range is 350nm
Or less, more preferably in the range of about 300 nm or less, and about 150 to 300
Alternatively, it is typically 450 nm. A particularly preferred exposure wavelength is around 248 nm. Other suitable wavelengths include I-line (365 nm), 193 nm and 157 nm. In addition, ion projection lithography (ion projection lith)
It is also possible to use a source such as extremely short wavelength imaging such as O.G. (IPL), E-beam, EUV, X-ray.
【0057】露光のあと、レジスト組成物のフィルム層
をおよそ70℃からおよそ150℃の範囲内の温度で焼
き付けると好ましい。そのあと、このフィルムを現像す
る。露光されたレジストフィルムは、極性現像液を用い
てポジ型で現像する。無機アルカリのような水性現像液
を用いるのが好ましい。無機アルカリの例をあげれば、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸水素ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナ
トリウム、テトラアルキル水酸化アンモニウム溶液のよ
うな4級水酸化アンモニウム溶液;エチルアミン、n−
プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルア
ミン、トリエチルアミン、あるいはメチルヂエチルアミ
ンのような種々のアミン溶液;ジエタノールアミンやト
リエタノールアミンのようなアルコールアミン;ピロー
ル、ピリジン、その他のような環式のアミンなどがあ
る。現像は技術的に求められた処置にしたがって行われ
るのが一般的である。After exposure, it is preferred to bake the film layer of the resist composition at a temperature in the range of about 70 ° C. to about 150 ° C. Thereafter, the film is developed. The exposed resist film is developed in a positive mold using a polar developer. It is preferable to use an aqueous developer such as an inorganic alkali. To give an example of inorganic alkali,
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate,
Quaternary ammonium hydroxide solutions such as sodium bicarbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, tetraalkyl ammonium hydroxide solutions; ethylamine, n-
Various amine solutions such as propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine or methyldiethylamine; alcohol amines such as diethanolamine and triethanolamine; cyclic amines such as pyrrole, pyridine and others There is. Development is generally carried out according to technically required measures.
【0058】基板上のフォトレジスト被膜を現像したあ
と、現像基板はレジストが露出した部分で選択的に処理
される。たとえば、当該技術分野で知られた処置にした
がって、レジストが露出した基板部分を化学的にエッチ
ングしたりプレーティングしたりする。超小型電子基板
の製造、たとえば二酸化ケイ素ウエファーの製造では、
適切なエッチング剤には、ガスエッチング剤、たとえば
プラズマ流として適用されるCF4またはCF4/CH
F3のような塩素またはフッ素をベースにしたエッチン
グ剤がある。このような処理のあと、レジストは公知の
ストリッピング処置法を用いて、処理基板から取り除か
れる。After developing the photoresist coating on the substrate, the developed substrate is selectively treated where the resist is exposed. For example, portions of the substrate where the resist is exposed are chemically etched or plated according to procedures known in the art. In the production of microelectronic substrates, for example in the production of silicon dioxide wafers,
Suitable etchants include gaseous etchants, such as CF 4 or CF 4 / CH applied as a plasma stream.
There are etchant which is based on chlorine or fluorine, such as F 3. After such treatment, the resist is removed from the treated substrate using known stripping procedures.
【0059】本明細書で言及されたすべての書類は参照
された本願に添付されている。なお、以下の実施例は本
発明を限定するものではなく例示するためのものであ
る。All of the documents referred to herein are attached to the referenced application. The following examples are not intended to limit the present invention but to illustrate it.
【0060】実施例に関する共通のコメント メタクリル酸(methacrylic acid;M
AA)、アクリル酸(acrylic acid;A
A)、2−(メチルアクリロキシ)エチルスクシネート
(2−(methylacryloxy)ethyl
succinate;MES)、そしてスチレン(st
yrene;Sty)は、AldrichChemic
al社から購入した。アセトキシスチレン(aceto
xystyrene;AS)もまた購入し、購入後の精
製はせずに使用した。アクリロキシプロピオン酸(ac
ryloxypropionic acid;AOP
A)は、ポリサイエンス(Polyscience)社
から購入し、ふたつの減圧蒸留工程を含む精製処理を行
った。第1蒸留工程では、AOPA(40g)とハイド
ロキシテンポ(hydroxytempo)(70m
g)で、ショートパス用の高さの装置を用いた。原料A
OPA(〜9g)は95℃/1mmHgで沸騰させた。
第2蒸留工程では、原料AOPA(9g)とハイドロキ
シテンポ(hydroxytempo)(40mg)
で、低くて冷却筒付きの活発カラムを(jackete
d vigerous column)用いた。純粋A
OPA(〜8g)は85℃/1mmHgで沸騰した。重
合は、2,2’−アゾビス(2、4−ジメチルペンタン
ニトリル)(Vazo52)もしくは2,2’−アゾビ
スイソブチロニトリルで行った。Common Comments on the Examples Methacrylic acid (M)
AA), acrylic acid (A)
A), 2- (methylacryloxy) ethyl succinate (2- (methylacryloxy) ethyl)
succinate; MES) and styrene (st
yrene; Sty) is AldrichChemic
purchased from Al. Acetoxystyrene (aceto
xystyrene (AS) was also purchased and used without post-purification purification. Acryloxypropionic acid (ac
ryloxypropionic acid; AOP
A) was purchased from Polyscience and subjected to a purification treatment including two vacuum distillation steps. In the first distillation step, AOPA (40 g) and hydroxytempo (70 m
In g), a short path height device was used. Raw material A
OPA (〜9 g) was boiled at 95 ° C./1 mmHg.
In the second distillation step, raw material AOPA (9 g) and hydroxytempo (40 mg)
Then, use a low active column with a cooling cylinder (jackete
d bigerous column). Pure A
OPA (〜8 g) boiled at 85 ° C./1 mmHg. The polymerization was carried out with 2,2′-azobis (2,4-dimethylpentanenitrile) (Vazo52) or 2,2′-azobisisobutyronitrile.
【0061】実施例1〜6:本発明のポリマーの製造 実施例1:パラ−ヒドロキシフェニル(hydroxy
phenyl;HP)/フェニル/t−ブチルメタクリ
ロキシ−アセテート(tert−butylmetha
cryloxy−acetate;t−BMAOA)ポ
リマーの合成 パート1.t−ブチルアクリロキシアセテート(単量
体)Examples 1-6: Preparation of the Polymers of the Invention Example 1: para-hydroxyphenyl (hydroxy)
phenyl; HP) / phenyl / t-butyl methacryloxy-acetate (tert-butylmethyl)
Synthesis of cryoxy-acetate (t-BMAOA) polymer. t-butyl acryloxy acetate (monomer)
【化8】 Embedded image
【0062】500mLの丸底フラスコ内に、23.7
8g、0.22molのアクリル酸、30.12g.
0.2molのt−ブチルブロモアセテート、100m
LのDMFを入れた。その結果生ずる白色の懸濁物を攪
拌して100〜110℃で48時間加熱した。室温まで
冷却後、その懸濁物を濾過したところ、淡褐色の溶液が
得られた。これを3LのDI水と200mLのヘキサン
で抽出した。このヘキサン溶液を収集してMgSO4で
乾燥させた。溶剤を減圧下で取り除いた。In a 500 mL round bottom flask, 23.7
8 g, 0.22 mol of acrylic acid, 30.12 g.
0.2 mol of t-butyl bromoacetate, 100 m
L DMF was charged. The resulting white suspension was stirred and heated at 100-110 ° C for 48 hours. After cooling to room temperature, the suspension was filtered to obtain a light brown solution. This was extracted with 3 L of DI water and 200 mL of hexane. The hexane solution was dried over MgSO 4 and collect. The solvent was removed under reduced pressure.
【0063】t−ブチルメタクリロキシアセテートの合
成は、アクリル酸をメタクリル酸におきかえるだけであ
とは同じ処理で行う。単量体の純度は13Cおよび1H
NMRで確認された。The synthesis of t-butyl methacryloxy acetate is performed in the same manner as described above, except that acrylic acid is replaced with methacrylic acid. Monomer purity is 13 C and 1 H
Confirmed by NMR.
【0064】パート2:ポリマー合成Part 2: Polymer synthesis
【化9】 Embedded image
【0065】ジエチレングリコール中のパラ−ヒドロキ
シスチレン(hydroxystyrene;HS)7
5g(31%)(HSは、23.25g、194mmo
l)、スチレン(5.75g、55mmol)、および
tBMAOA(5.51g、26mmol)を、反応フ
ラスコに入れた。さらにDEG中のHS5.32g(H
Sは、1.65g、14mmol)を、AIBN(1.
42g、9mmol、3mol%)および120gのア
セトニトリルと共に添加した。その反応物を攪拌しなが
ら窒素で脱酸素し、14時間環流した。その結果生ずる
溶液を水中に沈殿させ、濾過および空気乾燥した。する
とポリマーは4時間でジクロロメタン(10x)中で懸
濁化した。そのポリマーを濾過して40℃で一晩減圧乾
燥させた。Para-hydroxystyrene (HS) 7 in diethylene glycol
5 g (31%) (HS is 23.25 g, 194 mmo
l), styrene (5.75 g, 55 mmol), and tBMAOA (5.51 g, 26 mmol) were placed in a reaction flask. Further, 5.32 g of HS in DEG (H
S is 1.65 g, 14 mmol) and AIBN (1.
42 g, 9 mmol, 3 mol%) and 120 g of acetonitrile. The reaction was deoxygenated with nitrogen while stirring and refluxed for 14 hours. The resulting solution was precipitated in water, filtered and air dried. The polymer was then suspended in dichloromethane (10x) for 4 hours. The polymer was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. overnight.
【0066】実施例2:パラ−ヒドロキシフェニル(h
ydroxyphenyl;HP)/フェニル/t−ブ
チルアクリロキシ−アセテート(tert−butyl
acryloxy−acetate;t−BAOA)ポ
リマーの合成Example 2 Para-hydroxyphenyl (h
hydroxyphenyl; HP) / phenyl / t-butylacryloxy-acetate (tert-butyl)
Synthesis of acryloxy-acetate (t-BAOA) polymer
【化10】 Embedded image
【0067】パート1.4−アセトキシスチレン(6
1.32g、420mmols)、スチレン(12.4
8g、120mmols)、およびt−ブチルアクリロ
キシ−アセテート(11.16g、60mmols)と
を、イソプロピルアルコール300mL中に溶解させ
た。この反応溶液を、20分間攪拌して窒素流を穏やか
に泡立てることによって脱酸素させた。それから、それ
を窒素ブランケットのもとに配した。ついでこの重合溶
液を穏やかに還流する。続いて、40mLのアセトニト
リルに溶解されたアゾ−ビス−2、2’−イソブチロニ
トリル(2,2’−azobisisobutyron
itrile;AIBN、3.94g、24mmol
s、4mol%)を、10〜15分間以上穏やかに還流
させた混合物に添加した。そしてこの重合体は18時間
の攪拌で還流された。Part 1.4 4-Acetoxystyrene (6
1.32 g, 420 mmols), styrene (12.4
8 g, 120 mmols) and t-butylacryloxy-acetate (11.16 g, 60 mmols) were dissolved in 300 mL of isopropyl alcohol. The reaction solution was deoxygenated by stirring for 20 minutes and gently bubbling a stream of nitrogen. It was then placed under a nitrogen blanket. The polymerization solution is then gently refluxed. Subsequently, azo-bis-2,2′-isobutyronitrile (2,2′-azobisisobutyron) dissolved in 40 mL of acetonitrile was used.
itrile; AIBN, 3.94 g, 24 mmol
s, 4 mol%) was added to the mixture that was gently refluxed for 10-15 minutes or more. The polymer was refluxed with stirring for 18 hours.
【0068】パート2.脱アセチル化。還流しているポ
リマー溶液を大体3時間冷却させた。それから水酸化ア
ンモニウム(14.7g、420mmols)を15分
間以上かけて添加した。この溶液を48時間還流させ
た。Part 2. Deacetylation. The refluxing polymer solution was allowed to cool for approximately 3 hours. Then ammonium hydroxide (14.7 g, 420 mmols) was added over 15 minutes. The solution was refluxed for 48 hours.
【0069】パート3.塩基の取り除き。室温のポリマ
ー溶液に、調整されたIRN−77ビーズ(強酸性、カ
チオン交換ビーズ;以下の調整を参照されたい)200
gを添加して、その混合物を穏やかに2時間攪拌した。
そしてこのポリマー溶液を濾過し、ポリマーは3Lの水
中への沈殿によって分別した。このポリマーをさらに濾
過して、水でよく洗浄し、乾燥させた。乾燥は40℃で
24時間減圧オーブンで行われた。Part 3. Base removal. In a room temperature polymer solution, conditioned IRN-77 beads (strongly acidic, cation exchange beads; see preparation below) 200
g was added and the mixture was gently stirred for 2 hours.
The polymer solution was filtered and the polymer was separated by precipitation into 3 L of water. The polymer was further filtered, washed well with water and dried. Drying was performed in a vacuum oven at 40 ° C. for 24 hours.
【0070】実施例3:ポリ(スチレン−CO−2−カ
ルボキシメチルメタクリル酸)の合成。Example 3 Synthesis of poly (styrene-CO-2-carboxymethylmethacrylic acid)
【化11】 Embedded image
【0071】t−ブチルメタクリロキシアセテート
(0.02mol)、0.06molのスチレン、およ
び32mLの1,4−ジオキサンとを、100mLの丸
底フラスコに入れた。その反応溶液を窒素で脱酸素して
から、0.53molのVazo52を添加した。この
反応溶液を24時間攪拌して還流させた。塩酸(8m
L)をその攪拌反応溶液に添加させ、その結果生じた混
合物を24時間還流させた。この共重合体は、3000
mLの水中への沈殿によって分別し、50°Cの減圧オ
ーブンで48時間乾燥させた。79/21ポリ(スチレ
ン−CO−2−カルボキシメチルメタクリル酸)で79
%の収率を得た。Tg=77℃、 Mw=16140A
MU、PD=3.85、Acid=0.22eq/mo
l、DR(0.26N)=1170A/s。T-Butyl methacryloxy acetate (0.02 mol), 0.06 mol of styrene, and 32 mL of 1,4-dioxane were placed in a 100 mL round bottom flask. After the reaction solution was deoxygenated with nitrogen, 0.53 mol of Vazo52 was added. The reaction solution was stirred and refluxed for 24 hours. Hydrochloric acid (8m
L) was added to the stirred reaction solution and the resulting mixture was refluxed for 24 hours. This copolymer is 3000
Fractionated by precipitation into mL of water and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 48 hours. 79/21 poly (styrene-CO-2-carboxymethylmethacrylic acid)
% Yield was obtained. Tg = 77 ° C., Mw = 16140A
MU, PD = 3.85, Acid = 0.22eq / mo
1, DR (0.26N) = 1170 A / s.
【0072】実施例4:ポリ(ヒドロキシスチレン−C
O−2−カルボキシメチルメタクリル酸)の合成。Example 4: Poly (hydroxystyrene-C
Synthesis of O-2-carboxymethyl methacrylic acid).
【化12】 Embedded image
【0073】t−ブチルメタクリロキシアセテート
(0.01mol)、0.115molのアセトキシス
チレン、および52mLの1,4ジオキサンとを、12
5mLの丸底フラスコに入れた。その反応溶液を窒素で
脱酸素してから、0.004molのVazo52を添
加した。この反応溶液を24時間攪拌して還流させた。
塩酸(10mL)をその攪拌反応溶液に添加させ、その
結果生じた混合物を24時間還流させた。この共重合体
は、4000mLの水中への沈殿によって分別し、80
℃の減圧オーブンで48時間乾燥させた。96/4ポリ
(ヒドロキシスチレン−CO−2−カルボキシメチルメ
タクリル酸)で62%の収率を得た。Tg=157℃、
DR(0.26N)=4000A/S。T-Butyl methacryloxy acetate (0.01 mol), 0.115 mol of acetoxystyrene, and 52 mL of 1,4-dioxane were added to 12
Placed in a 5 mL round bottom flask. After the reaction solution was deoxygenated with nitrogen, 0.004 mol of Vazo52 was added. The reaction solution was stirred and refluxed for 24 hours.
Hydrochloric acid (10 mL) was added to the stirred reaction solution and the resulting mixture was refluxed for 24 hours. The copolymer was separated by precipitation into 4000 mL of water,
It was dried in a vacuum oven at ℃ for 48 hours. 96/4 poly (hydroxystyrene-CO-2-carboxymethylmethacrylic acid) gave a 62% yield. Tg = 157 ° C.,
DR (0.26N) = 4000 A / S.
【0074】実施例5:ポリ(ヒドロキシスチレン−C
O−2−(メチルアクリロキシ)エチルスタシネート)
の合成。Example 5: Poly (hydroxystyrene-C
O-2- (methylacryloxy) ethyl stacinate
Synthesis of
【化13】 Embedded image
【0075】2−(メチルアクリロキシル)エチルスク
シネート(0.02mol)、0.14molのアセト
キシスチレン、および68mLのテトラヒドロフランと
を、100mLの丸底フラスコに入れた。その反応溶液
を窒素で脱酸素してから、0.008molのVazo
52を添加した。この反応溶液を24時間攪拌して還
流させた。この共重合体は、3000mLのヘキサン中
への沈殿によって分別し、40℃の減圧オーブンで24
時間乾燥させた。2- (methylacryloxyl) ethyl succinate (0.02 mol), 0.14 mol of acetoxystyrene, and 68 mL of tetrahydrofuran were placed in a 100 mL round bottom flask. After deoxidizing the reaction solution with nitrogen, 0.008 mol of Vazo
52 were added. The reaction solution was stirred and refluxed for 24 hours. The copolymer was fractionated by precipitation into 3000 mL of hexane and dried in a vacuum oven at 40 ° C. for 24 hours.
Let dry for hours.
【0076】20mLのTHFに溶解されたMES/A
S共重合体(5g)を、0.5時間穏やかに還流させ
た。次いで5mLの水に溶解された0.29molのア
ンモニウムアセテートを、攪拌溶液中に滴下させながら
添加した。この結果生じた混合物を24時間還流させ
た。MES/AS共重合体は、500mLの水中への沈
殿によって分別した。収率は70%であった。IR(H
Sピーク)=1720cm−1。MES / A dissolved in 20 mL of THF
The S copolymer (5 g) was gently refluxed for 0.5 hour. Next, 0.29 mol of ammonium acetate dissolved in 5 mL of water was added dropwise to the stirring solution. The resulting mixture was refluxed for 24 hours. The MES / AS copolymer was fractionated by precipitation into 500 mL of water. The yield was 70%. IR (H
(S peak) = 1720 cm < -1 >.
【0077】120mLのTHFに溶解されたMES/
HS共重合体(3.5g)を、室温で酸性にした。塩酸
(5mL)を、攪拌溶液中に滴下させながら添加した。
MES/HS共重合体は、500mLの水中への沈殿に
よって分別し、80°Cの減圧オーブンで48時間乾燥
させた。90/10ポリ(ヒドロキシスチレン−CO−
2−(メチルアクリロキシ)エチルスクシネート)で5
5%の収率を得た。Tg=130°C、Mw=8125
AMU、多分散性(polydispersity;P
D)=2.23、Acid=0.07eq/mol、溶
解速度(dissolution rate;DR)
(0.26N)=1170A/s。MES dissolved in 120 mL of THF /
The HS copolymer (3.5 g) was acidified at room temperature. Hydrochloric acid (5 mL) was added dropwise into the stirred solution.
The MES / HS copolymer was fractionated by precipitation into 500 mL of water and dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 48 hours. 90/10 poly (hydroxystyrene-CO-
5- (2- (methylacryloxy) ethyl succinate)
A yield of 5% was obtained. Tg = 130 ° C., Mw = 8125
AMU, polydispersity (P
D) = 2.23, Acid = 0.07 eq / mol, dissolution rate (DR)
(0.26N) = 1170A / s.
【0078】実施例6:ポリ(ヒドロキシスチレン−C
O−t−ブチルメタクリロキシアセテート)の合成。Example 6: Poly (hydroxystyrene-C
Synthesis of Ot-butyl methacryloxy acetate).
【化14】 Embedded image
【0079】t−ブチルメタクリロキシアセテート
(0.14mol)、0.25molのアセトキシスチ
レン、および175mLのテトラヒドロフランとを、2
50mLの丸底フラスコに入れた。その反応溶液を窒素
で脱酸素してから、0.01molのVazo52を添
加した。この反応溶液を24時間攪拌して還流させた。
この共重合体は、3000mLのヘキサン中への沈殿に
よって分別し、40°Cの減圧オーブンで24時間乾燥
させた。T-Butyl methacryloxy acetate (0.14 mol), 0.25 mol of acetoxystyrene, and 175 mL of tetrahydrofuran
Placed in a 50 mL round bottom flask. After the reaction solution was deoxygenated with nitrogen, 0.01 mol of Vazo52 was added. The reaction solution was stirred and refluxed for 24 hours.
The copolymer was fractionated by precipitation into 3000 mL of hexane and dried in a vacuum oven at 40 ° C. for 24 hours.
【0080】20mLのTHFに溶解されたBMS/A
S共重合体(5.4g)を、0.5時間穏やかに還流さ
せた。次いで28mLの水に溶解された0.51mol
のアンモニウムアセテートを、攪拌溶液中に滴下させな
がら添加した。この結果生じた混合物を24時間還流さ
せた。2種類の溶剤層、有機層と水溶液層とが形成され
た。この共重合体は、500mLの水中への2層の沈殿
によって分別し、80°Cの減圧オーブンで48時間乾
燥させた。BMS / A dissolved in 20 mL of THF
The S copolymer (5.4 g) was gently refluxed for 0.5 hours. Then 0.51 mol dissolved in 28 mL of water
Was added dropwise to the stirred solution. The resulting mixture was refluxed for 24 hours. Two types of solvent layers, an organic layer and an aqueous layer, were formed. The copolymer was fractionated by precipitation of two layers into 500 mL of water and dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 48 hours.
【0081】62/38ポリ(ヒドロキシスチレン−C
O−t−ブチルメタクリロキシアセテート)で68%の
収率を得た。Tg=173°C、Mw=12386AM
U、PD=1.98、Acid=0.01eq/mo
l、DR(0.26N)=8A/s(90℃で焼き付
け)。IRではBMAピークが重なっているためすべて
のアセトキシスチレンがヒドロキシスチレンに転換した
かどうかを確認できなかったが、C13NMRスペクト
ルでヒドロキシスチレンのピーク(155ppm)を明
確に実証した。62/38 poly (hydroxystyrene-C
(Ot-butyl methacryloxy acetate) gave a 68% yield. Tg = 173 ° C., Mw = 12386AM
U, PD = 1.98, Acid = 0.01eq / mo
1, DR (0.26N) = 8 A / s (baked at 90 ° C.). All acetoxystyrene for BMA peak in IR overlap can not confirm whether the converted hydroxystyrene, but clearly demonstrated hydroxystyrene peak (155 ppm) in C 13 NMR spectrum.
【0082】実施例7:本発明のポリマーを製造するの
に使う単量体の合成 1.t−ブチル−2−(methacryloylox
yethyl)スクシネートの製造。 丸底フラスコ内で、8.51グラムの2−(metha
cryloyloxyethyl)エチルスクシネート
を37mLの塩化メチレンに溶解させ、147mLのシ
クロヘキサンに溶解されたt−ブチルトリクロロアセト
イミデートを添加した。この混合物を窒素下で攪拌し
た。次いで750μLの3フッ化ホウ素ジエチルエーテ
ラートを添加して、その混合物を大体18時間攪拌し
た。そしてこの反応溶液を、シリカゲルとガラス漏斗を
介して濾過した。10gのNaHCO3をろ液に添加し
たあと、50mLの80/20シクロヘキサン/CH2
Cl2を、シリカを通してろ液中に注いだ。必要な製
品、t−ブチル−2−(メタクリロイルオキシエチル)
スクシネートは、roto−vapの下で分別し、減圧
オーブン中で乾燥させた。Example 7: Synthesis of monomers used to prepare the polymer of the present invention t-butyl-2- (methacryloylox
(ethyl) Preparation of succinate. In a round bottom flask, 8.51 grams of 2- (methha)
(Cryloyloxyethyl) ethyl succinate was dissolved in 37 mL of methylene chloride and t-butyl trichloroacetimidate dissolved in 147 mL of cyclohexane was added. The mixture was stirred under nitrogen. Then 750 μL of boron trifluoride diethyl etherate was added and the mixture was stirred for approximately 18 hours. The reaction solution was then filtered through silica gel and a glass funnel. After adding 10 g of NaHCO 3 to the filtrate, 50 mL of 80/20 cyclohexane / CH 2 was added.
Cl 2 was poured into the filtrate through silica. Required product, t-butyl-2- (methacryloyloxyethyl)
The succinate was fractionated under a roto-vap and dried in a vacuum oven.
【0083】2.t−ブチルアクリロキシプロピオネー
ト(CH2=CHC(=)OCH2CH2C(=)OC
(CH3))3の製造。 コンデンサー付きの500mLの3首フラスコに、t−
ブチルアルコールエチルアセテート(14.8grm
s;0.2moles)、アクリロキシプロピオネート
(39.6grams;0.275moles)、およ
びジメチルアミノピリジン(0.6grams)を添加
した。その結果生じた溶液を氷浴で5゜Cまで冷却し
た。そしてエチルアセテート中の1,3−ジクロヘキシ
ルカルボジイミド(dicyclohexylcarb
odiimide;DCC)溶液(45.4gram
s;0.22moles)を45分間以上かけてゆっく
り添加した。その間、反応温度は10°C以下におさえ
た。DCC添加の終了後、反応混合物をそれから48時
間攪拌した。次いで、反応混合物をcel;iteを介
して濾過し、ろ液をroto−vapeして標題の化合
物、t−ブチルアクリロキシプロピオネートを提供し
た。2. t- butyl acryloxypropionic propionate (CH 2 = CHC (=) OCH 2 CH 2 C (=) OC
(CH 3)) 3 manufacturing. In a 500 mL three-necked flask with a condenser, t-
Butyl alcohol ethyl acetate (14.8 grm
s; 0.2 moles), acryloxypropionate (39.6 grams; 0.275 moles), and dimethylaminopyridine (0.6 grams). The resulting solution was cooled in an ice bath to 5 ° C. And 1,3-diclohexylcarbodiimide (ethylcyclohexylcarb) in ethyl acetate.
odiimide (DCC) solution (45.4 grams)
s; 0.22 moles) was added slowly over 45 minutes. During that time, the reaction temperature was kept below 10 ° C. After the end of the DCC addition, the reaction mixture was then stirred for 48 hours. The reaction mixture was then filtered through cel; ite and the filtrate was roto-vapor provided the title compound, t-butylacryloxypropionate.
【0084】実施例8:フォトレジストの製造とリソグ
ラフィック処理 本発明のポリマーを、ポジ型のフォトレジスト組成物の
構成材料として配合し、リソグラフィック処理での価値
を検討した。Example 8 Production of Photoresist and Lithographic Processing The polymer of the present invention was blended as a constituent material of a positive photoresist composition, and the value of the lithographic processing was examined.
【0085】実施例1、2および6の各ポリマーを、本
明細書でそれぞれレジスト1から3と定義づけた、別々
のレジスト組成物に配合した。すなわち、実施例1のポ
リマーはレジスト1に配合し、実施例2のポリマーはレ
ジスト2に配合し、実施例6のポリマーはレジスト3に
配合したということである。これらのポリマーは、17
%固形量で配合した。ポリマーを乾燥し、PAG(ポリ
マーに対して5重量%の量)、塩基(水酸化テトラブチ
ルアンモニウムで、ポリマーに対して0.4重量%の
量)、および界面活性剤(全固形量に対して0.5重量
%の量)を、乳酸エチルの溶液として、添加した。この
PAGは、ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム
(+/−)−10−樟脳スルホネート(この合成は、ヨ
ーロッパ特許出願第783136号の実施例2に開示さ
れている)である。The polymers of Examples 1, 2 and 6 were formulated into separate resist compositions, defined herein as Resists 1 to 3, respectively. That is, the polymer of Example 1 was blended into the resist 1, the polymer of Example 2 was blended into the resist 2, and the polymer of Example 6 was blended into the resist 3. These polymers are 17
% Solids. The polymer is dried and the PAG (5% by weight based on polymer), base (tetrabutylammonium hydroxide, 0.4% by weight based on polymer), and surfactant (based on total solids) 0.5% by weight) as a solution in ethyl lactate. The PAG is di (4-t-butylphenyl) iodonium (+/-)-10-camphor sulfonate (the synthesis of which is disclosed in Example 2 of European Patent Application No. 78136).
【0086】各レジスト1、2、および3は、次のよう
にして処理した。レジストの表面上を、前もって600
オングストロームの反射防止組成物層で被覆されている
シリコンウエファー基板で被覆した。レジストフィルム
の厚さは7000オングストローム+/−25オングス
トロームであり、130℃で60秒間緩やかに焼き付け
た。次いで、このレジスト層をGCA XLS 780
0ステッパー(0.53N、0.74゜)を用いてパタ
ーン化された248nm照射に露光させた。そして露光
された被覆層は、130゜Cで90秒間露光後の焼き付
けを行い、0.26N水酸化テトラメチルアンモニウム
水溶液を用いて45秒のシングルパドル法で現像した。
0.25μmおよび0.25μm以下特性を始めとする
高解像度のレジストレリーフイメージが得られた。Each of the resists 1, 2, and 3 was processed as follows. 600 on the surface of the resist in advance
A silicon wafer substrate coated with an Angstrom antireflective composition layer. The resist film had a thickness of 7000 Å +/− 25 Å and was baked slowly at 130 ° C. for 60 seconds. Next, this resist layer is applied to GCA XLS 780
Exposure to patterned 248 nm radiation using a 0 stepper (0.53N, 0.74 °). The exposed coating layer was baked after exposure at 130 ° C. for 90 seconds, and developed by a single paddle method for 45 seconds using a 0.26 N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
A high-resolution resist relief image including characteristics of 0.25 μm and 0.25 μm or less was obtained.
【0087】本発明に関するこれまでの説明は、単に本
発明を例示したもので、これらの変形や変更が、特許請
求の範囲で示された本発明の本質や範囲を離れることな
く、可能であることが理解されるべきである。The foregoing description of the invention is merely illustrative of the invention, and modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. It should be understood that.
【0088】[0088]
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、高性能な実用化においても問題なく適用できるよう
な、カルボキシルおよび/または(カルボキシレートの
ような)カルボキシルの前駆体となる基を含む新規のポ
リマーが提供され、そのようなポリマーをフォトレジス
ト樹脂バインダー物質として有効に使用できるようにな
った。As is apparent from the above description, the present invention contains a group which is a carboxyl and / or a carboxyl precursor (such as carboxylate) which can be applied without problems even in high-performance practical use. New polymers have been provided, and such polymers have been effectively used as photoresist resin binder materials.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596156668 455 Forest Street,Ma rlborough,MA 01752 U. S.A (72)発明者 マシュー・エー・キング アメリカ合衆国02134マサチューセッツ州 ボストン アパート #1 ヒギンズ・ ストリート 26 (72)発明者 ジョージ・ジー・バークレー アメリカ合衆国01522マサチューセッツ州 ジェファーソン メイン・ストリート 1566 (72)発明者 エイミー・エム・クォック 6H8 K1C カナダ国 オンタリオ州 グローセスタープレイス デ ラビンス 1700 (72)発明者 ズィビアオ・マオ アメリカ合衆国 01545 マサチューセッ ツ州 シュルーズバリー グリーン・ドラ イブ シュルーズバリー 56K (72)発明者 ロジャー エフ・シンタ アメリカ合衆国01503 マサチューセッツ 州 ウォバーン アンナ・ロード 9 Fターム(参考) 2H025 AA02 AB16 AB17 AC01 AC03 AD03 BE00 BG00 CB14 CB17 CB41 CB43 FA03 FA12 FA17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 596156668 455 Forest Street, Marlborough, MA 01752 U.S.A. A (72) Inventor Matthew A. King, United States 02134 Massachusetts Boston Apartment # 1 Higgins Street 26 (72) Inventor George G. Berkeley United States 01522 Jefferson Main Street, Massachusetts 1566 (72) Inventor Amy M・ Kwok 6H8 K1C Grosseter Place de Labins, Ontario, Canada 1700 (72) Inventor Zibiao Mao United States 01545 Massachusetts Shrewsbury Green Draive Eve Shrewsbury 56K (72) Inventor Roger EF Sinta United States of America 01503 Woburn, MA, Anna Road 9F Term (Reference) 2H025 AA02 AB16 AB17 AC01 AC03 AD03 BE00 BG00 CB14 CB17 CB41 CB43 FA03 FA12 FA17
Claims (23)
スト組成物において、前記ポリマーが側基としてのカル
ボキシルもしくはカルボキシルの前駆体となる基を含
み、この基は、前記ポリマーの主鎖に直接結合せずに主
鎖との間に1つもしくはそれより多くのケト基以外の原
子を介することを含む、フォトレジスト組成物。1. A photoresist composition comprising a photoactive component and a polymer, wherein the polymer contains carboxyl or a carboxyl precursor group as a side group, and the group is directly bonded to the main chain of the polymer. A photoresist composition comprising one or more atoms other than a keto group between the main chain and the main chain.
ていない前記側基としての光酸−レービル基(phot
oacid−labile groups)を含む請求
項1に記載のフォトレジスト組成物。2. The polymer according to claim 1, wherein the polymer is a photoacid-labile group (photot) as the side group which is not directly bonded to its main chain.
The photoresist composition according to claim 1, wherein the photoresist composition comprises an acid-labile group.
ていない前記側基としての光酸−レービルエステル基
(photoacid−labile ester g
roups)を含む請求項1に記載のフォトレジスト組
成物。3. The polymer according to claim 1, wherein the polymer is a photoacid-labile ester group as the side group not directly bonded to its main chain.
2. The photoresist composition of claim 1, wherein the photoresist composition comprises:
カルボキシルの前駆体となる基が、前記ポリマーの主鎖
に直接結合せずに主鎖との間に1つもしくはそれより多
くの飽和炭素原子を介する請求項1に記載のフォトレジ
スト組成物。4. The carboxyl or a carboxyl precursor group as a side group is not directly bonded to the main chain of the polymer but has one or more saturated carbon atoms interposed between the main chain and the polymer. The photoresist composition according to claim 1.
む請求項1に記載のフォトレジスト組成物。5. The photoresist composition according to claim 1, wherein the polymer further contains a phenol group.
ない請求項1に記載のフォトレジスト組成物。6. The photoresist composition of claim 1, wherein said polymer is substantially free of aromatic groups.
い前記側基としての光酸−レービル基(photoac
id−labile groups)がアクリレート基
である請求項2に記載のフォトレジスト組成物。7. A photoacid-labile group (photoac) as the side group which is not directly bonded to the main chain of the polymer.
The photoresist composition of claim 2, wherein the (id-labile groups) is an acrylate group.
id−labilegroups)が、アクリロキシ
(C1−12アルキル)エステル、メタクリロキシ(C
1−12アルキル)エステル、アクリロキシ(C
1−12ヘテロアルキル)エステル、もしくはメタクリ
ロキシ(C1−12ヘテロアルキル)エステル基であ
る、請求項2に記載のフォトレジスト。8. The photoac-labile group (photoac)
id-labilegroups is acryloxy (C 1-12 alkyl) ester, methacryloxy (C
1-12 alkyl) ester, acryloxy (C
1-12 heteroalkyl) ester or methacryloxy (C 1-12 heteroalkyl) ester group, a photoresist of claim 2.
される請求項1に記載のフォトレジスト組成物。 【化1】 (式中wは、ポリマーの主鎖に直接結合せずに主鎖との
間に1つもしくはそれ以上の原子を介する光酸−レービ
ル基(photoacid−labile group
s);R1およびR2は、それぞれ同じもしくは異なる
非水素置換基;R3、R4およびR5は、それぞれ独立
して水素もしくは任意に置換されたアルキル;mは、0
から5の整数;nは、0から4の整数;wおよびyは、
それぞれ0より大きく、それぞれのポリマー単位のモル
分率もしくはパーセント;そして、 xは、0もしくはそれより大きく、この特定化されたフ
ェニル単位のモル分率もしくはパーセントである。)9. The photoresist composition according to claim 1, wherein the polymer is represented by the following chemical formula (I). Embedded image (Wherein w is a photoacid-labile group that is not directly attached to the polymer backbone but is through one or more atoms between the backbone and the polymer.
s); R 1 and R 2 are the same or different non-hydrogen substituents; R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen or optionally substituted alkyl; m is 0
N is an integer from 0 to 4; w and y are
X is greater than or equal to 0 and the mole fraction or percent of each polymer unit, respectively; and x is 0 or greater and is the mole fraction or percent of the specified phenyl unit. )
hotoacid−labile ester gro
ups)基を含む請求項9に記載のフォトレジスト組成
物。10. The method according to claim 10, wherein W is a photoacid-labile ester (p
photoacid-labile ester gro
10. The photoresist composition of claim 9, comprising an (ups) group.
くとも実質的に90パーセントである請求項9に記載の
フォトレジスト組成物。11. The photoresist composition of claim 9, wherein the sum of w, x, and y is at least substantially 90 percent.
で表される請求項1に記載のフォトレジスト組成物。 【化2】 (式中Zは、任意に置換されたアルキルもしくは任意に
置換されたヘテロアルキル;Rは、任意に置換されたア
ルキル;R1およびR2は、それぞれ同じもしくは異な
る非水素置換基;R3、R4およびR5は、それぞれ独
立して水素もしくは任意に置換されたアルキル;mは、
0から5の整数;nは、0から4の整数;wおよびy
は、それぞれ0より大きく、それぞれのポリマー単位の
モル分率もしくはパーセント;そして、 xは0もしくはそれより大きく、この特定化されたフェ
ニル単位のモル分率またはパーセントである。)12. The polymer of the following formula (II):
The photoresist composition according to claim 1, wherein Embedded image Wherein Z is optionally substituted alkyl or optionally substituted heteroalkyl; R is optionally substituted alkyl; R 1 and R 2 are each the same or different non-hydrogen substituents; R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen or optionally substituted alkyl; m is
An integer from 0 to 5; n is an integer from 0 to 4; w and y
Is greater than 0 each and the mole fraction or percent of each polymer unit; and x is 0 or greater and is the mole fraction or percent of the specified phenyl unit. )
とも実質的に90パーセントである、請求項12記載の
フォトレジスト組成物。13. The photoresist composition of claim 12, wherein the sum of w, x, and y is at least substantially 90 percent.
で表される、請求項1記載のフォトレジスト組成物。 【化4】 (式中、Rは、約4〜約18個の炭素原子を有する任意
に置換されたアルキルで、分岐状の非環式基または脂環
式基;R1およびR2は、それぞれ同じもしくは異なる
非水素置換基;R3、R4およびR5は、それぞれ独立
して水素もしくは任意に置換されたアルキル;mおよび
nは、それぞれ独立して0から5;wおよびyは、それ
ぞれ0より大きく、それぞれのポリマー単位のモルパー
セントで;そして、 xは、0もしくはそれより大きく、それぞれの単位のモ
ル分率である。)14. The polymer of the following formula (IV):
The photoresist composition according to claim 1, which is represented by the formula: Embedded image Wherein R is an optionally substituted alkyl having about 4 to about 18 carbon atoms, a branched acyclic or alicyclic group; R 1 and R 2 are each the same or different Non-hydrogen substituents; R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen or optionally substituted alkyl; m and n are each independently 0 to 5; w and y are each greater than 0 , In mole percent of each polymer unit; and x is 0 or greater, which is the mole fraction of each unit.)
くとも実質的に90パーセントである、請求項14記載
のフォトレジスト組成物。15. The photoresist composition of claim 14, wherein the sum of w, x, and y is at least substantially 90 percent.
上に塗布し;そして、 b)パターン化されたイメージで露光し、該基板上の該
フォトレジスト層を現像して、フォトレジストレリーフ
イメージを得る、ことを含む方法。16. A method of forming an article of manufacture, comprising: a) applying a layer of the photoresist composition of claim 1 on a substrate; and b) exposing with a patterned image, the method comprising the steps of: Developing said photoresist layer to obtain a photoresist relief image.
イ基板のマイクロエレクトロニクスウエファーである請
求項16記載の方法。17. The method of claim 16, wherein said substrate is a microelectronic wafer of a flat panel display substrate.
m、248nm、193nm、あるいは157nmの波
長を有する放射(radiation)で露光される請
求項16記載の方法。18. The method according to claim 1, wherein the photoresist layer has a thickness of about 365 n.
17. The method according to claim 16, wherein the exposure is performed with radiation having a wavelength of m, 248 nm, 193 nm or 157 nm.
ジストでコートされた基板を含む工業製品。19. An industrial product comprising a substrate coated with the photoresist of claim 1.
エファーもしくはフラットパネルディスプレイ基板であ
る、請求項19に記載の工業製品。20. An industrial product according to claim 19, wherein said substrate is a microelectronic wafer or a flat panel display substrate.
キシルもしくはカルボキシルの前駆体となる基を含み、
この基は、該ポリマーの主鎖に直接結合せずに主鎖との
間に1つもしくはそれ以上のケト基以外の原子を介する
ことを有する前記ポリマー。21. A polymer comprising a carboxyl or a carboxyl precursor group as a side group,
The above-mentioned polymer, wherein the group has one or more atoms other than a keto group interposed between the main chain and the main chain without directly bonding to the main chain of the polymer.
の前駆体となる基が、前記ポリマーの主鎖に直接結合せ
ずに主鎖との間に1つもしくはそれ以上の不飽和炭素原
子を介する請求項21に記載のポリマー。22. The method according to claim 21, wherein the carboxyl group or a group that is a precursor of carboxyl is not directly bonded to the main chain of the polymer but has one or more unsaturated carbon atoms between the main chain and the main chain. The polymer as described.
に記載のポリマー。 【化1】(式中wは、ポリマーの主鎖に直接結合せずに
主鎖との間に1つもしくはそれ以上の原子を介する光酸
−レービル基(photoacid−labile g
roups);R1およびR2はそれぞれ同じもしくは
異なる非水素置換基;R3、R4およびR5はそれぞれ
独立して水素もしくは任意に置換されたアルキル;m
は、0から5の整数;nは、0から4の整数;wおよび
yは、それぞれ0より大きく、それぞれのポリマー単位
のモル分率もしくはパーセント;そして、 xは、0もしくはそれより大きく、この特定化されたフ
ェニル単位のモル分率もしくはパーセントである。)23. The compound represented by the following chemical formula (I).
The polymer according to 1. Wherein w is a photoacid-labile group that is not directly attached to the polymer backbone but is through one or more atoms between the backbone and the polymer.
R 1 and R 2 are the same or different non-hydrogen substituents; R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen or optionally substituted alkyl; m
Is an integer from 0 to 5; n is an integer from 0 to 4; w and y are each greater than 0; the mole fraction or percent of each polymer unit; and x is 0 or greater; It is the mole fraction or percent of the specified phenyl units. )
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|---|---|---|---|
| JP11533299A JP2000267286A (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Novel polymer and photoresist composition using it |
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1999
- 1999-03-19 JP JP11533299A patent/JP2000267286A/en active Pending
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