JPH08337616A - Polymer compounds and chemically amplified positive resist materials - Google Patents

Polymer compounds and chemically amplified positive resist materials

Info

Publication number
JPH08337616A
JPH08337616A JP8090203A JP9020396A JPH08337616A JP H08337616 A JPH08337616 A JP H08337616A JP 8090203 A JP8090203 A JP 8090203A JP 9020396 A JP9020396 A JP 9020396A JP H08337616 A JPH08337616 A JP H08337616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
hydrogen atom
molecular weight
chemically amplified
acid labile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8090203A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3173368B2 (en
Inventor
Osamu Watanabe
修 渡辺
Yoshifumi Takeda
好文 竹田
Junji Tsuchiya
純司 土谷
Toshinobu Ishihara
俊信 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP09020396A priority Critical patent/JP3173368B2/en
Publication of JPH08337616A publication Critical patent/JPH08337616A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3173368B2 publication Critical patent/JP3173368B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下記一般式(1)で示される1種又は2
種以上の繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3,0
00〜300,000であることを特徴とする高分子化
合物。 【化1】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。) 【効果】 本発明の高分子化合物をベース樹脂として使
用した化学増幅ポジ型レジスト材料は、高エネルギー線
に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性に優
れ、しかもレジストパターンの耐熱性にも優れている。
また、パターンがオーバーハング状になりにくく、寸法
制御性に優れている。従って、本発明の化学増幅ポジ型
レジスト材料は、これらの特性より、特にKrFエキシ
マレーザーの露光波長での吸収が小さいレジスト材料と
なり得るもので、微細でしかも基板に対して垂直なパタ
ーンを容易に形成できるもので、超LSI製造用の微細
パターン形成材料として好適である。
(57) [Summary] [Solution] One or two represented by the following general formula (1).
Having at least one repeating unit and having a weight average molecular weight of 3,0
A high molecular compound, which is from 00 to 300,000. Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3 [Effect] The chemically amplified positive resist material using the polymer compound of the present invention as a base resin is sensitive to high energy rays, has excellent sensitivity, resolution, and plasma etching resistance, and has a high heat resistance of the resist pattern. It is also excellent in sex.
In addition, the pattern is unlikely to be overhanging and has excellent dimensional controllability. Therefore, the chemically amplified positive type resist material of the present invention can be a resist material having a small absorption particularly at the exposure wavelength of the KrF excimer laser due to these characteristics, and can easily form a fine pattern perpendicular to the substrate. It can be formed, and is suitable as a fine pattern forming material for VLSI manufacturing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ベース樹脂として
レジスト材料に配合すると、露光前後のアルカリ溶解速
度コントラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有
し、特に超LSI製造用の微細パターン形成材料として
好適な化学増幅ポジ型レジスト材料を与える高分子化合
物及びこの化合物を含有する化学増幅ポジ型レジスト材
料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention, when incorporated into a resist material as a base resin, has a significantly high alkali dissolution rate contrast before and after exposure, has high sensitivity and high resolution, and is particularly suitable for micro LSI manufacturing. The present invention relates to a polymer compound that provides a chemically amplified positive resist material suitable as a pattern forming material, and a chemically amplified positive resist material containing this compound.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
微細化が求められているなか、次世代の微細加工技術と
して遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫
外線リソグラフィーは、0.5μm以下の加工も可能で
あり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に
対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能にな
る。
2. Description of the Related Art In recent years,
Along with higher integration and higher speed of LSIs, finer pattern rules are required, and far-ultraviolet lithography is expected as a next-generation fine processing technology. Far-ultraviolet lithography can also be processed to a size of 0.5 μm or less, and when a resist material having low light absorption is used, it is possible to form a pattern having side walls that are nearly vertical to the substrate.

【0003】近年開発された酸を触媒とした化学増幅型
ポジ型レジスト材料(特公平2−27660号、特開昭
63−27829号公報等記載)は、遠紫外線の光源と
して高輝度なKrFエキシマレーザーを利用し、感度、
解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特徴を有
した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料
として期待されている。
A chemically amplified positive resist material using an acid catalyst developed in recent years (described in Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 2-27660 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-27829) discloses a KrF excimer having a high brightness as a light source of far ultraviolet rays. Using a laser, sensitivity,
It is expected as a particularly promising resist material for deep-UV lithography, which has excellent resolution and dry etching resistance and excellent characteristics.

【0004】このような化学増幅型ポジ型レジスト材料
としては、ベースポリマー、酸発生剤からなる二成分
系、ベースポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶
解制御剤からなる三成分系が知られている。
Examples of such a chemically amplified positive resist material include a two-component system comprising a base polymer and an acid generator, a three-component system comprising a base polymer, an acid generator and a dissolution control agent having an acid labile group. Are known.

【0005】例えば、特開昭62−115440号公報
にはポリ−4−tert−ブトキシスチレンと酸発生剤
からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似した
ものとして特開平3−223858号公報に分子内にt
ert−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からなる二
成分系レジスト材料、更には特開平4−211258号
公報にはメチル基、イソプロピル基、tert−ブチル
基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基含有
ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分系の
レジスト材料が提案されている。
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-115440 proposes a resist material comprising poly-4-tert-butoxystyrene and an acid generator, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-223858 discloses a resist material similar to this proposal. T in the molecule
A two-component resist material comprising an ert-butoxy group-containing resin and an acid generator, and further, JP-A-4-21158 discloses a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, and a trimethylsilyl group-containing poly. A two-component resist material composed of hydroxystyrene and an acid generator has been proposed.

【0006】更に、特開平6−100488号公報には
ポリ「3,4−ビス(2−テトラヒドロピラニルオキ
シ)スチレン」、ポリ「3,4−ビス(tert−ブト
キシカルボニルオキシ)スチレン」、ポリ「3,5−ビ
ス(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン」等の
ポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなるレ
ジスト材料が提案されている。
Further, JP-A-6-100488 discloses that poly "3,4-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene", poly "3,4-bis (tert-butoxycarbonyloxy) styrene", poly A resist material comprising a polydihydroxystyrene derivative such as "3,5-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene" and an acid generator has been proposed.

【0007】しかしながら、これらレジスト材料は、レ
ジスト膜の溶解速度のコントラストが十分でなく、感度
及び解像度が満足できるものでなかったり、プロセス適
応性が十分でないなど、いずれも問題を有しており、未
だ実用化に至っていないのが現状であり、これら問題の
改善が望まれる。
However, these resist materials have problems such as insufficient contrast of dissolution rate of the resist film, unsatisfactory sensitivity and resolution, and insufficient process adaptability. At present, it has not been put into practical use, and improvement of these problems is desired.

【0008】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ベース樹脂としてレジスト材料に配合した場合、従来の
レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕
度、プロセス適応性を有する化学増幅ポジ型レジスト材
料を与える高分子化合物及びこの高分子化合物をベース
樹脂として使用した化学増幅ポジ型レジスト材料を提供
することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances,
When compounded into a resist material as a base resin, a polymer compound that provides a chemically amplified positive resist material having higher sensitivity and resolution than conventional resist materials, exposure latitude, and process adaptability, and this polymer compound as a base resin The purpose of the present invention is to provide a chemically amplified positive type resist material used as above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、後述する方法により下記一般式で示される繰り返し
単位を有し、あるいは下記一般式(2)又は(3)で示
され、重量平均分子量が3,000〜300,000の
新規高分子化合物が得られると共に、これら高分子化合
物をベース樹脂として用い、これに酸発生剤等を添加し
た化学増幅ポジ型レジスト材料、特に酸発生剤に加え、
重量平均分子量が100〜1,000で、フェノール性
水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として平均1
0〜100%の割合で置換した化合物からなる溶解制御
剤或いは重量平均分子量が1,000を超え3,000
以下で、かつ分子内にフェノール性水酸基を有する化合
物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基によ
り全体として平均0%を超え60%以下の割合で部分置
換した化合物からなる溶解制御剤を含有してなる化学増
幅ポジ型レジスト材料やこれに塩基性化合物を更に配合
してなる化学増幅ポジ型レジスト材料が、高感度及び高
解像度で露光余裕度、プロセス適応性に優れ、実用性が
高く、精密な微細加工に有利であり、超LSI用などに
非常に有効なレジスト材料を与える化学増幅ポジ型レジ
スト材料が得られることを見出した。
Means for Solving the Problems and Modes for Carrying Out the Invention As a result of earnest studies to achieve the above object, the present inventor has a repeating unit represented by the following general formula by the method described below, or A novel polymer compound represented by the general formula (2) or (3) and having a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000 is obtained, and these polymer compounds are used as a base resin, and an acid generator, etc. In addition to the chemically amplified positive resist material, especially the acid generator,
The weight average molecular weight is 100 to 1,000, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is 1 on average as a whole due to the acid labile group.
A dissolution control agent composed of a compound substituted at a ratio of 0 to 100% or a weight average molecular weight exceeding 1,000 and 3,000
A dissolution control agent comprising the following compound, in which a hydrogen atom of a compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule is partially replaced by an acid labile group at an average of more than 0% and not more than 60% The chemically amplified positive resist material containing it and the chemically amplified positive resist material further compounded with a basic compound have high sensitivity, high resolution, excellent exposure latitude, excellent process adaptability, and high practicality. , It has been found that a chemically amplified positive type resist material is obtained which is advantageous for precise microfabrication and provides a very effective resist material for VLSI and the like.

【0010】[0010]

【化8】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。)
Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3 is there.)

【0011】[0011]

【化9】 [Chemical 9]

【0012】[0012]

【化10】 (但し、式中R1、R3、R4、R5は上記と同様の意味を
示し、R7は酸不安定基を示す。また、各単位はそれぞ
れ1種で構成されていても、2種以上で構成されていて
もよい。n、mは上記と同様の意味を示し、t、qは正
数、r、sは0又は正数であり、0<(t+q)/(t
+q+r+s)≦0.7を満足する。t+q+r+sは
上記重量平均分子量とする数である。)
[Chemical 10] (However, in the formula, R 1 , R 3 , R 4 , and R 5 have the same meanings as described above, and R 7 represents an acid labile group. Further, even if each unit is composed of one kind, It may be composed of two or more kinds, n and m have the same meanings as described above, t and q are positive numbers, r and s are 0 or positive numbers, and 0 <(t + q) / (t
+ Q + r + s) ≦ 0.7 is satisfied. t + q + r + s is a number which is the above weight average molecular weight. )

【0013】この場合、上記一般式(1)の繰り返し単
位を有する高分子化合物は、フェノール性水酸基の一部
が酸不安定基で保護されているものである。このような
高分子化合物をアルカリ可溶性樹脂として化学増幅ポジ
型レジスト材料に配合した場合、分子内に残存するフェ
ノール性水酸基により分子間又は酸発生剤、溶解制御剤
との間に強い水素結合が発生し、露光、加熱、現像のパ
ターニングプロセスにおいて、未露光部ではアルカリに
対する溶解速度が強く制御され、露光部ではマトリック
スであるベース樹脂の酸不安定基部分が分解され、水素
結合がはずれることによってアルカリ水溶液に対する溶
解速度が急速に促進されるものである。
In this case, in the polymer compound having the repeating unit represented by the general formula (1), a part of the phenolic hydroxyl group is protected by an acid labile group. When such a polymer compound is added to a chemically amplified positive resist material as an alkali-soluble resin, a strong hydrogen bond is generated between molecules or between the acid generator and the dissolution control agent due to the phenolic hydroxyl group remaining in the molecule. However, in the patterning process of exposure, heating, and development, the dissolution rate with respect to alkali is strongly controlled in the unexposed area, and the acid labile group of the base resin that is the matrix is decomposed in the exposed area and the hydrogen bond is removed, resulting in alkali dissolution. The dissolution rate in an aqueous solution is rapidly accelerated.

【0014】なお、ポリ多価ヒドロキシスチレンのフェ
ノール性水酸基の全てがtert−ブトキシカルボニル
基(tert−BOC基)等の酸不安定基で保護された
例えばポリジtert−ブトキシカルボニルオキシスチ
レンは公知であるが、本発明者の検討によると、これは
フェノール性水酸基が存在しないために基板との密着性
が悪いものである。また、ポリ多価ヒドロキシスチレン
のフェノール性水酸基の全てがtert−BOC基の酸
不安定基で保護されると、露光後に生じる分解物(イソ
ブチレン、炭酸ガス)が多量に発生してスカムの原因に
なるという問題がある。
Incidentally, for example, polyditert-butoxycarbonyloxystyrene is known in which all of the phenolic hydroxyl groups of polypolyhydroxystyrene are protected by an acid labile group such as tert-butoxycarbonyl group (tert-BOC group). However, according to the study by the present inventor, this has poor adhesion to the substrate due to the absence of phenolic hydroxyl groups. In addition, if all of the phenolic hydroxyl groups of polypolyhydroxystyrene are protected by the acid-labile group of the tert-BOC group, a large amount of decomposition products (isobutylene, carbon dioxide) generated after exposure will be generated, causing scum. There is a problem of becoming.

【0015】更に、従来の部分tert−BOC化ポリ
ヒドロキシスチレンの分解後の溶解速度は3,000Å
/secと遅いものであるが、本発明に係る部分ter
t−BOC化ポリ多価ヒドロキシスチレンの溶解速度は
10,000Å/secであり、本発明の高分子化合物
及びこれを含有するレジスト材料は極めて高い効果を有
するものである。
Further, the dissolution rate of the conventional partially tert-BOC-modified polyhydroxystyrene after decomposition is 3,000Å
/ Sec, which is slow, but part ter according to the present invention
The dissolution rate of t-BOC-modified polypolyhydroxystyrene is 10,000 Å / sec, and the polymer compound of the present invention and the resist material containing the same have extremely high effects.

【0016】これらのことから、上記式(1)の繰り返
し単位を有する高分子化合物をベース樹脂として使用し
た化学増幅ポジ型レジスト材料は、レジスト膜の露光
部、未露光部のアルカリ水溶液に対する溶解速度のコン
トラストが従来のものより極めて高く、結果的に高感度
及び高解像性を有するレジスト材料となること、更に上
記式(2)又は(3)の高分子化合物についても上記と
同様の特性を有し、この共重合体をベース樹脂として配
合した化学増幅ポジ型レジスト材料は、上記の優れた性
能を有し、かつパターンの寸法制御、パターンの形状コ
ントロールを組成により任意に行うことが可能であり、
プロセス適応性にも優れた化学増幅ポジ型レジスト材料
となることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
From these facts, the chemically amplified positive resist material using the polymer compound having the repeating unit of the above formula (1) as the base resin shows a dissolution rate of the exposed portion and the unexposed portion of the resist film in the alkaline aqueous solution. Has a much higher contrast than conventional ones, resulting in a resist material having high sensitivity and high resolution. Further, the polymer compound of the above formula (2) or (3) has the same characteristics as above. The chemically amplified positive resist material containing this copolymer as a base resin has the above-mentioned excellent performance, and the pattern size control and the pattern shape control can be arbitrarily performed by the composition. Yes,
The present invention has been completed by finding that it becomes a chemically amplified positive resist material excellent in process adaptability.

【0017】即ち、本発明は、 (i)上記一般式(1)で示される1種又は2種以上の
繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3,000〜3
00,000であることを特徴とする高分子化合物、 (ii)上記一般式(2)で示され、重量平均分子量が
3,000〜300,000であることを特徴とする高
分子化合物、 (iii)上記一般式(3)で示され、重量平均分子量
が3,000〜300,000であることを特徴とする
高分子化合物、 (iv)分子量分布が1.0〜1.5の単分散ポリマー
である(i)、(ii)又は(iii)記載の高分子化
合物、 (v)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iv)のいずれか
1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 (vi)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iv)のいずれか
1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 (vii)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iv)のいずれか
1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 (viii)(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として(i)乃至(iv)のいずれか
1項記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60%
以下の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 (ix)(D)成分の溶解制御剤が後述する式(4)〜
(14)で示されるフェノール性水酸基を有する化合物
から選ばれる1種又は2種以上の化合物の該フェノール
性水酸基の水素原子を酸不安定基により置換したもので
ある(vi)又は(viii)記載の化学増幅ポジ型レ
ジスト材料、 (x)(E)成分の溶解制御剤が上記式(15)で示さ
れる繰り返し単位を有する化合物から選ばれる1種又は
2種以上の化合物である(vii)又は(viii)記
載の化学増幅ポジ型レジスト材料、 (xi)更に、(F)添加剤として塩基性化合物を配合
したことを特徴とする(v)乃至(x)のいずれか1項
記載の化学増幅ポジ型レジスト材料、及び、 (xii)(C)成分の酸発生剤がオニウム塩である
(v)乃至(xi)のいずれか1項記載の化学増幅ポジ
型レジスト材料を提供する。
That is, the present invention comprises (i) one or more repeating units represented by the above general formula (1) and having a weight average molecular weight of 3,000 to 3.
(Ii) a polymer compound represented by the above general formula (2) and having a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000; iii) a high molecular compound represented by the above general formula (3) and having a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000; (iv) a monodisperse having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.5. The polymer according to any one of (i), (ii) or (iii), which is a polymer, (v) (A) an organic solvent, (B) the polymer according to any one of (i) to (iv) as a base resin. Chemically amplified positive resist material comprising a compound (C) acid generator, (vi) (A) organic solvent (B) as a base resin, (i) to (iv) Polymer Compound (C) Acid Generator (D) Weight average molecular weight of 100 to as a solution control agent,
000, and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid labile group at an average of 10 to 100% as a whole. (Vi) (A) Organic solvent (B) Polymer resin (C) Acid generator (E) according to any one of (i) to (iv) as a base resin As a dissolution control agent, the weight average molecular weight is more than 1,000 and less than 3,000, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule exceeds 0% on average as a whole due to the acid labile group. A chemically amplified positive resist material containing a partially substituted compound at a ratio of 60% or less, (viii) (A) organic solvent (B) base resin (I) to any one polymer compound according to (iv) (C) an acid generator (D) weight average molecular weight as a dissolution control agent 100 to,
, And a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole (E) The weight average molecular weight of the agent is 100
More than 0 and 3,000 or less, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule is more than 0% and 60% on average as a whole due to the acid labile group.
A chemically amplified positive resist composition containing a compound partially substituted in the following proportions, wherein the dissolution control agent of the component (ix) (D) is represented by the formula (4) to
(Vi) or (viii), wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of one or more compounds selected from the compound having a phenolic hydroxyl group represented by (14) is substituted with an acid labile group. The chemically amplified positive resist composition of (x), the dissolution control agent of the component (E) is one or more compounds selected from the compounds having the repeating unit represented by the above formula (15) (vii) or (Viii) Chemically amplified positive resist material, (xi) Further, (F) A chemical compound as described in any one of (v) to (x), wherein a basic compound is added as an additive. Provided are a positive resist material and (xii) the chemically amplified positive resist material according to any one of (v) to (xi), wherein the acid generator of the component (C) is an onium salt.

【0018】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の第1発明の高分子化合物は、下記一般式
(1)で示される1種又は2種以上の繰り返し単位から
なるものである。
The present invention will be described in more detail below. The polymer compound of the first invention of the present invention comprises one or more repeating units represented by the following general formula (1).

【0019】[0019]

【化11】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。)
[Chemical 11] (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3 is there.)

【0020】次に、本発明の第2発明の高分子化合物
は、下記一般式(2)で示される共重合体である。
Next, the polymer compound of the second invention of the present invention is a copolymer represented by the following general formula (2).

【0021】[0021]

【化12】 [Chemical 12]

【0022】本発明の第3発明の高分子化合物は、下記
一般式(3)で示される共重合体である。
The polymer compound of the third invention of the present invention is a copolymer represented by the following general formula (3).

【0023】[0023]

【化13】 (但し、式中R1、R3、R4、R5は上記と同様の意味を
示し、R7は酸不安定基を示す。また、各単位はそれぞ
れ1種で構成されていても、2種以上で構成されていて
もよい。n、mは上記と同様の意味を示し、t、qは正
数、r、sは0又は正数であり、0<(t+q)/(t
+q+r+s)≦0.7を満足する。t+q+r+sは
上記重量平均分子量とする数である。)
[Chemical 13] (However, in the formula, R 1 , R 3 , R 4 , and R 5 have the same meanings as described above, and R 7 represents an acid labile group. Further, even if each unit is composed of one kind, It may be composed of two or more kinds, n and m have the same meanings as described above, t and q are positive numbers, r and s are 0 or positive numbers, and 0 <(t + q) / (t
+ Q + r + s) ≦ 0.7 is satisfied. t + q + r + s is a number which is the above weight average molecular weight. )

【0024】ここで、上記式(1)〜(3)において、
酸不安定基としては種々選定されるが、特に下記式(1
6)又は(17)で示される基、炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基、テトラヒドロピラニ
ル基、テトラフラニル基、又はトリアルキルシリル基で
あることが好ましい。
Here, in the above equations (1) to (3),
Although various acid labile groups are selected, in particular, the following formula (1
It is preferably a group represented by 6) or (17), a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a tetrahydropyranyl group, a tetrafuranyl group or a trialkylsilyl group.

【0025】[0025]

【化14】 (但し、式中R15、R16はそれぞれ独立して水素原子又
は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、R17は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基である。また、R18は炭素数1〜6の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基であり、aは0又は1
である。)
Embedded image (In the formula, R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 17 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 18 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is 0 or 1
Is. )

【0026】なお、直鎖状、分岐状のアルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチ
ル基等を例示でき、環状のアルキル基としては、シクロ
ヘキシル基等を例示することができる。
Examples of the linear or branched alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group and the like. A cyclohexyl group etc. can be illustrated as an alkyl group.

【0027】ここで、上記式(16)で示される酸不安
定基として、具体的には、例えばメトキシエチル基、エ
トキシエチル基、n−プロポキシエチル基、iso−プ
ロポキシエチル基、n−ブトキシエチル基、iso−ブ
トキシエチル基、tert−ブトキシエチル基、シクロ
ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシ
プロピル基、1−メトキシ−1−メチル−エチル基、1
−エトキシ−1−メチル−エチル基等が挙げられ、上記
式(17)の酸不安定基として、例えばtert−ブト
キシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチ
ル基等が挙げられる。また、上記トリアルキルシリル基
としては、トリメチルシリル基、トリ−tert−ブチ
ルジメチルシリル基などの各アルキル基の炭素数が1〜
6のものが挙げられる。
Specific examples of the acid labile group represented by the above formula (16) include methoxyethyl group, ethoxyethyl group, n-propoxyethyl group, iso-propoxyethyl group and n-butoxyethyl group. Group, iso-butoxyethyl group, tert-butoxyethyl group, cyclohexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, 1-methoxy-1-methyl-ethyl group, 1
Examples of the acid labile group of the above formula (17) include a tert-butoxycarbonyl group and a tert-butoxycarbonylmethyl group. Moreover, as the above-mentioned trialkylsilyl group, the number of carbon atoms of each alkyl group such as a trimethylsilyl group and a tri-tert-butyldimethylsilyl group is 1 to 1
6 are listed.

【0028】本発明の上記式(1)で示される繰り返し
単位を有する高分子化合物は、上述したように式(1)
に包含される1種の単位から構成されていてもよく、2
種以上の単位から構成されていてもよい。また、式
(2)又は(3)で示される化合物において、各単位
(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、あるいは
(3a)、(3b)、(3d)はそれぞれ各単位に包含
される1種の単位から構成されていても、2種以上の単
位から構成されていてもよい。
The polymer compound having the repeating unit represented by the above formula (1) of the present invention has the formula (1) as described above.
May be composed of one unit included in
It may be composed of more than one unit. In the compound represented by the formula (2) or (3), each unit (2a), (2b), (2c), (2d), or (3a), (3b), (3d) is each unit. May be composed of one unit or two or more units.

【0029】[0029]

【化15】 [Chemical 15]

【0030】ここで、本発明の高分子化合物は、これを
ベース樹脂として配合した化学増幅ポジ型レジスト材料
の特性を考慮すると、2種又はそれ以上の酸不安定基を
含有することが好ましい。この場合、2種以上の酸不安
定基としては、上記式(16)で示されるアルコキシア
ルキル基と上記式(17)で示される基の組み合わせと
することが好ましい。
Here, the polymer compound of the present invention preferably contains two or more kinds of acid labile groups in consideration of the characteristics of the chemically amplified positive resist composition containing the polymer compound as a base resin. In this case, the two or more acid labile groups are preferably a combination of an alkoxyalkyl group represented by the above formula (16) and a group represented by the above formula (17).

【0031】また、上記式(1)〜(3)において、n
は2又は3である。nとして2あるいは3を選択するこ
とによって、酸不安定基が分解した後、水酸基が生じる
が、水酸基の数が2あるいは3と多くなるに従って酸性
度が高まり、アルカリ溶解速度のコントロールが任意に
可能となる。mは1、2又は3であるが、合成上の容易
さ、アルカリ溶解速度のコントロール性等の点からm=
2であることが好ましい。
In the above formulas (1) to (3), n
Is 2 or 3. By selecting 2 or 3 as n, a hydroxyl group is generated after the acid labile group is decomposed, but the acidity increases as the number of hydroxyl groups increases to 2 or 3, and the alkali dissolution rate can be controlled arbitrarily. Becomes m is 1, 2 or 3, but m = in view of ease of synthesis, controllability of alkali dissolution rate, etc.
It is preferably 2.

【0032】更に、式(2)において、p、qは正数、
r、sは0又は正数であり、0<(p+q)/(p+q
+r+s)≦1、好ましくは0<(p+q)/(p+q
+r+s)≦0.7、より好ましくは(p+q)/(p
+q+r+s)が0.05〜0.7の範囲である。一
方、式(3)において、t、qは正数、r、sは0又は
正数であり、0<(t+q)/(t+q+r+s)≦
0.7、より好ましくは(t+q)/(t+q+r+
s)が0.05〜0.7の範囲である。p、q、tが0
となると、アルカリ溶解速度のコントラストが少なくな
り、解像度が悪くなる。一方、(p+q)/(p+q+
r+s)あるいは(t+q)/(t+q+r+s)が
0.7を超えると、アルカリ現像の際に膜厚変化や膜内
応力又は気泡の発生を引き起こしたり、親水基が少なく
なるために基板との密着性に劣る場合がある。
Further, in the equation (2), p and q are positive numbers,
r and s are 0 or a positive number, and 0 <(p + q) / (p + q
+ R + s) ≦ 1, preferably 0 <(p + q) / (p + q
+ R + s) ≦ 0.7, more preferably (p + q) / (p
+ Q + r + s) is in the range of 0.05 to 0.7. On the other hand, in the formula (3), t and q are positive numbers, r and s are 0 or positive numbers, and 0 <(t + q) / (t + q + r + s) ≦
0.7, more preferably (t + q) / (t + q + r +
s) is in the range of 0.05 to 0.7. p, q, t are 0
In that case, the contrast of the alkali dissolution rate decreases and the resolution deteriorates. On the other hand, (p + q) / (p + q +
If (r + s) or (t + q) / (t + q + r + s) exceeds 0.7, the film thickness changes or film stress or bubbles are generated during alkali development, and the hydrophilic group is reduced, resulting in poor adhesion to the substrate. May be inferior to.

【0033】なお、p+q+r+s又はt+q+r+s
全体中のp、tの割合は、更に好ましくはそれぞれ0.
05〜0.8(モル比)、特に0.05〜0.5であ
り、qの割合は0.2〜0.95(モル比)、特に0.
3〜0.95である。また、r、sの好適範囲はいずれ
も0〜0.5、特に0.05〜0.3である。
Note that p + q + r + s or t + q + r + s
The ratio of p and t in the whole is more preferably 0.
05-0.8 (molar ratio), especially 0.05-0.5, and the ratio of q is 0.2-0.95 (molar ratio), especially 0.1.
It is 3 to 0.95. The preferred range of r and s is 0 to 0.5, particularly 0.05 to 0.3.

【0034】上記式(1)、(2)又は(3)の高分子
化合物において、上記酸不安定基の含有量は、レジスト
膜の溶解速度のコントラストに影響し、パターン寸法制
御、パターン形状等のレジスト材料の特性にかかわるも
のである。
In the polymer compound of the above formula (1), (2) or (3), the content of the acid labile group affects the contrast of the dissolution rate of the resist film, and the pattern dimension control, the pattern shape, etc. It relates to the characteristics of the resist material.

【0035】上記式(1)、(2)又は(3)の高分子
化合物は、それぞれ重量平均分子量(測定法は後述の通
りである)が3,000〜300,000、好ましくは
3,000〜30,000である必要がある。重量平均
分子量が3,000に満たないとレジスト材料が耐熱性
に劣るものとなり、300,000を超えるとアルカリ
溶解性が低下し、パターン形成後に裾引き現象が生じや
すくなってしまう。なお、式(2)、(3)において、
p+q+r+s又はt+q+r+sはその高分子化合物
を上記重量平均分子量とする数である。
The polymer compound of the above formula (1), (2) or (3) has a weight average molecular weight (measurement method is as described later) of 3,000 to 300,000, preferably 3,000. Must be ~ 30,000. If the weight average molecular weight is less than 3,000, the resist material will be inferior in heat resistance, and if it exceeds 300,000, the alkali solubility will be lowered, and the trailing phenomenon tends to occur after pattern formation. Note that in equations (2) and (3),
p + q + r + s or t + q + r + s is a number in which the polymer compound has the above weight average molecular weight.

【0036】更に、上記高分子化合物においては、分子
量分布(Mw/Mn)が広い場合は低分子量や高分子量
のポリマーが存在し、低分子量のポリマーが多く存在す
ると耐熱性が低下する場合があり、高分子量のポリマー
が多く存在するとアルカリに対して溶解し難いものを含
み、パターン形成後の裾引きの原因となる場合がある。
それ故、パターンルールが微細化するに従ってこのよう
な分子量、分子量分布の影響が大きくなり易いことか
ら、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材
料を得るには、上記高分子化合物の分子量分布は1.0
〜1.5、特に1.0〜1.3と単分散であることが好
ましい。
Further, in the above-mentioned polymer compound, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) is wide, there are low molecular weight and high molecular weight polymers, and when there are many low molecular weight polymers, the heat resistance may decrease. However, when a large amount of high-molecular weight polymer is present, it includes one that is difficult to dissolve in an alkali, which may cause tailing after pattern formation.
Therefore, since the influence of such molecular weight and molecular weight distribution is likely to increase as the pattern rule becomes finer, in order to obtain a resist material suitable for use in fine pattern dimensions, the molecular weight distribution of the polymer compound is 1.0
It is preferable that the monodispersion is about 1.5, especially 1.0 to 1.3.

【0037】本発明の式(1)で示される繰り返し単位
を有する高分子化合物は、下記式(i)のモノマーをラ
ジカル重合又はリビングアニオン重合することによって
得ることができる。あるいは、下記式(ii)のモノマ
ーをラジカル重合又はリビングアニオン重合した後、部
分加水分解してその保護基R7を部分的に脱保護する
(保護基が少なくとも1個残存し、水酸基が少なくとも
1個生成するように脱保護する)ことによって得ること
ができる。また、式(i)又は(ii)で示される2種
以上のモノマーを共重合し、式(ii)のモノマーを用
いた場合はその後上記のように部分加水分解することに
よって、式(1)で示される単位を2種以上有する高分
子化合物を得ることができる。
The polymer compound having the repeating unit represented by the formula (1) of the present invention can be obtained by radical polymerization or living anion polymerization of the monomer of the following formula (i). Alternatively, after radical polymerization or living anion polymerization of the monomer of the formula (ii) below, partial hydrolysis is performed to partially deprotect the protective group R 7 (at least one protective group remains and at least one hydroxyl group is present). Deprotection so as to generate individual compounds). Further, two or more kinds of monomers represented by the formula (i) or (ii) are copolymerized, and when the monomer of the formula (ii) is used, the partial hydrolysis is performed as described above to obtain the formula (1). It is possible to obtain a polymer compound having two or more units represented by.

【0038】[0038]

【化16】 (式中、R1、R2、R7 、nは上記と同様の意味を示
す。)
[Chemical 16](In the formula, R1, R2, R7 , N has the same meaning as above.
You )

【0039】また、式(2)の高分子化合物を得る場合
は、上記式(i)のモノマーと下記式(iii)のモノ
マー、必要により下記式(iv)や(v)のモノマーを
ラジカル共重合又はリビングアニオン共重合する方法を
採用し得、式(3)の高分子化合物を得る場合は、式
(ii)と式(iii)のモノマー、必要により式(i
v)や(v)のモノマーをラジカル共重合又はリビング
アニオン共重合する方法を採用し得る。なお、各モノマ
ーは必要によりそれぞれ2種以上を使用することができ
る。
In order to obtain the polymer compound of the formula (2), the monomer of the above formula (i) and the monomer of the following formula (iii) and, if necessary, the monomer of the following formula (iv) or (v) are radically copolymerized. When the polymer compound of the formula (3) is obtained by employing the method of polymerization or living anion copolymerization, the monomer of the formula (ii) and the formula (iii), and optionally the formula (i).
A method of radical copolymerization or living anion copolymerization of the monomers v) and (v) can be adopted. If necessary, two or more kinds of each monomer can be used.

【0040】[0040]

【化17】 (式中、R1、R3、R4 、R5、m、kは上記と同様の意
味を示す。)
[Chemical 17](In the formula, R1, R3, RFour , RFive, M, k have the same meanings as above
Show the taste. )

【0041】ここで、特にパターンルールが微細化され
たレジスト材料に適用する場合は、上記の理由から単分
散であることが望ましく、単分散の高分子化合物を得る
には、一般的にラジカル重合等で重合した広い分子量分
布を持ったポリマーを分別して単分散にする方法、リビ
ングアニオン重合で単分散とする方法が採用できるが、
前者の分別を行う方法は工程が複雑となるため、後者の
リビングアニオン重合法が好適に用いられる。なお、共
重合体の中ではリビングアニオン重合が不可能なモノマ
ーもあるので、ラジカル重合が好適に用いられる共重合
体もある。
Here, especially when it is applied to a resist material having a fine pattern rule, it is desirable that it is monodisperse for the above reason, and in order to obtain a monodisperse polymer compound, radical polymerization is generally used. It is possible to adopt a method of separating a polymer having a wide molecular weight distribution polymerized by, for example, to make it monodisperse, and a method of making it monodisperse by living anion polymerization.
Since the former method of fractionation involves complicated steps, the latter living anionic polymerization method is preferably used. Since some of the copolymers are incapable of living anionic polymerization, some copolymers are preferably used for radical polymerization.

【0042】本発明の高分子化合物をラジカル(共)重
合によって得る場合、具体的には、まず重合開始剤を用
いて上記式のモノマーのラジカル重合を通常の方法で行
う。この場合、重合開始剤としては、通常使用されてい
るものを通常量で使用することができるが、有機過酸化
物、特に10時間半減期で40〜90℃の有機過酸化物
(例えばラウロイルパーオキサイド等)がより好適に用
いられる。
When the polymer compound of the present invention is obtained by radical (co) polymerization, specifically, radical polymerization of the monomer of the above formula is first carried out by a usual method using a polymerization initiator. In this case, as the polymerization initiator, those usually used can be used in a usual amount, but an organic peroxide, particularly an organic peroxide having a 10-hour half-life of 40 to 90 ° C. (for example, lauroyl peroxide). Oxide and the like) are more preferably used.

【0043】また、上記ラジカル重合は有機溶媒中で行
うことが好ましい。用いられる有機溶媒としては、具体
的に芳香族炭化水素、環状エーテル、脂肪族炭化水素溶
媒(例えばベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン
(THF)、ジオキサン、テトラヒドロピラン、ジメト
キシエタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等)やこれ
らの混合溶媒が挙げられるが、特にアセトンを使用する
ことが好ましい。有機溶媒の使用量は通常モノマー濃度
で10〜50重量%が好ましい。
The above radical polymerization is preferably carried out in an organic solvent. Specific examples of the organic solvent used include aromatic hydrocarbons, cyclic ethers, aliphatic hydrocarbon solvents (for example, benzene, toluene, tetrahydrofuran (THF), dioxane, tetrahydropyran, dimethoxyethane, n-hexane, cyclohexane, etc.) and These mixed solvents are mentioned, but it is particularly preferable to use acetone. Usually, the amount of the organic solvent used is preferably 10 to 50% by weight in terms of monomer concentration.

【0044】ラジカル重合条件は適宜調整し得るが、有
機過酸化物の10時間半減期より20〜50℃高い温度
で3〜10時間反応させることが好ましい。
The radical polymerization conditions can be adjusted appropriately, but it is preferable to carry out the reaction for 3 to 10 hours at a temperature 20 to 50 ° C. higher than the 10-hour half-life of the organic peroxide.

【0045】また、本発明の高分子化合物をリビングア
ニオン重合で製造する場合、公知のリビングアニオン重
合開始剤を用いて行うことができるが、特に単分散の上
記高分子化合物を得るには、リビングアニオン重合開始
剤の中でも有機金属化合物を用いることが好ましい。上
記有機金属化合物としては、例えばn−ブチルリチウ
ム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウ
ム、ナトリウムナフタレン、ナフタレンカリウム、アン
トラセンナトリウム、α−メチルスチレンテトラマージ
ナトリウム、クミルカリウム、クミルセシウム等の有機
アルカリ金属等が挙げられる。なお、リビングアニオン
重合開始剤の添加量は、設計分子量(=モノマー重量/
開始剤のモル数)の関係から計算される。
When the polymer compound of the present invention is produced by living anionic polymerization, it can be carried out by using a known living anion polymerization initiator. In particular, in order to obtain the monodispersed polymer compound, living Among the anionic polymerization initiators, it is preferable to use an organometallic compound. Examples of the organic metal compound include organic alkali metals such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, sodium naphthalene, naphthalene potassium, anthracene sodium, α-methylstyrenetetramage sodium, cumyl potassium and cumylcesium. Can be mentioned. The addition amount of the living anion polymerization initiator is the designed molecular weight (= monomer weight /
It is calculated from the relationship of (the number of moles of the initiator).

【0046】上記モノマーのリビングアニオン重合は、
一般に有機溶媒中で行われる。用いられる有機溶媒とし
ては、上記ラジカル重合の場合と同様の溶媒が挙げられ
るが、特にテトラヒドロフランを使用することが好まし
い。
Living anionic polymerization of the above monomers is
It is generally carried out in an organic solvent. As the organic solvent to be used, the same solvent as in the case of the above radical polymerization can be mentioned, but it is particularly preferable to use tetrahydrofuran.

【0047】重合に供するモノマーの濃度は1〜30重
量%が適切であり、反応は高真空下又はアルゴン、窒素
等の不活性ガス雰囲気下で撹拌して行うことが望まし
い。反応温度は−78℃から使用する反応溶液の沸点温
度まで任意に選択することができるが、特にテトラヒド
ロフラン溶媒では−78℃〜0℃、ベンゼン溶媒を用い
た場合には室温が好ましい。
The concentration of the monomer used for the polymerization is appropriately 1 to 30% by weight, and the reaction is preferably carried out under a high vacuum or in an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen with stirring. The reaction temperature can be arbitrarily selected from −78 ° C. to the boiling point temperature of the reaction solution used, but it is particularly preferably −78 ° C. to 0 ° C. with a tetrahydrofuran solvent and room temperature with a benzene solvent.

【0048】重合反応は約10分〜7時間とすることが
でき、重合反応の停止は、例えばメタノール、水、メチ
ルブロマイド等の停止剤を反応系に添加することにより
行うことができる。
The polymerization reaction can be carried out for about 10 minutes to 7 hours, and the termination of the polymerization reaction can be carried out by adding a terminating agent such as methanol, water or methyl bromide to the reaction system.

【0049】上記リビングアニオン重合反応は、モノマ
ーが100%反応し、分子量を適宣調節することができ
るので、得られたポリマーの分子量分布が単分散(Mw
/Mn=1.0〜1.5)となり得るものである。
In the above living anionic polymerization reaction, 100% of the monomers react and the molecular weight can be adjusted appropriately, so that the molecular weight distribution of the obtained polymer is monodisperse (Mw).
/Mn=1.0 to 1.5).

【0050】なお、重量平均分子量(Mw)は、使用し
たモノマーの重量と開始剤のモル数(分子数)から容易
に計算でき、光散乱法により測定することができる。ま
た、数平均分子量(Mn)は膜浸透圧計を用いて測定で
きる。更に、分子構造は赤外吸収(IR)スペクトル及
1H−NMRスペクトルによって容易に確認すること
ができ、分子量分布の評価はゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー(GPC)によって行うことができる。
The weight average molecular weight (Mw) can be easily calculated from the weight of the monomer used and the number of moles (number of molecules) of the initiator, and can be measured by a light scattering method. The number average molecular weight (Mn) can be measured using a membrane osmometer. Furthermore, the molecular structure can be easily confirmed by infrared absorption (IR) spectrum and 1 H-NMR spectrum, and the molecular weight distribution can be evaluated by gel permeation chromatography (GPC).

【0051】ここで、特に本発明の化合物は、下記式
(vi)、(vii)及び下記式(v)のモノマーをラ
ジカル重合又はリビングアニオン重合させた後、加水分
解し、更に加水分解によって生じた水酸基を部分的に例
えば上記式(16)の第1の酸不安定基及び上記式(1
7)の第2の酸不安定基で化学反応により保護すること
によって製造する方法を好適に採用し得る。
Here, in particular, the compound of the present invention is produced by radical polymerization or living anion polymerization of monomers of the following formulas (vi), (vii) and the following formula (v), followed by hydrolysis and further hydrolysis. The hydroxyl group is partially substituted by, for example, the first acid labile group of the above formula (16) and the above formula (1).
The method of manufacturing by protecting with a second acid labile group of 7) by a chemical reaction can be suitably adopted.

【0052】[0052]

【化18】 (式中、tBuはtert−ブチル基を示し、R1
2、R3、R4 、R5、n、m、p、q、r、sは上記と
同様の意味を示す。)
[Chemical 18](In the formula, tBu represents a tert-butyl group, and R1,
R2, R3, RFour , RFive, N, m, p, q, r, s are
Indicates the same meaning. )

【0053】上記反応式において、式(18)で示され
るポリマー、特に、好ましくは重量平均分子量が3,0
00〜300,000で、分子量分布が1.0〜1.5
である式(18)のポリマーのtert−ブチル基を加
水分解して式(19)で示されるポリヒドロキシスチレ
ン類を得た後、式(20)及び(21)に示すように加
水分解により生じた水酸基の一部を上記R2、R3で示さ
れる酸不安定基で順次保護することにより、目的とする
単分散(即ち、分子量分布が1.0〜1.5)であり、
上記重量平均分子量(即ち、3,000〜300,00
0)を有する式(21)で示される高分子化合物を得る
ことができる。
In the above reaction formula, the polymer represented by the formula (18), particularly preferably having a weight average molecular weight of 3,0
The molecular weight distribution is from 1.0 to 1.5 at 00 to 300,000
The tert-butyl group of the polymer represented by the formula (18) is hydrolyzed to obtain polyhydroxystyrenes represented by the formula (19), and then generated by hydrolysis as shown in the formulas (20) and (21). By partially protecting some of the hydroxyl groups with the acid labile groups represented by R 2 and R 3 , the target monodisperse (that is, the molecular weight distribution is 1.0 to 1.5) is obtained,
The weight average molecular weight (that is, 3,000 to 300,000)
A polymer compound represented by the formula (21) having 0) can be obtained.

【0054】即ち、上記式(18)の化合物において、
その水酸基の保護基であるtert−ブチル基を加水分
解させる場合は、ジオキサン、アセトン、アセトニトリ
ル、ベンゼン、水等の混合溶媒中で塩酸、臭化水素酸等
の酸を適量滴下することによって容易に行うことができ
る。このような方法によれば、反応中に高分子化合物の
主鎖が切断されたり、分子間に架橋反応が起こるという
ことがないので、容易に分子量分布が制御された式(1
9)の水酸基を有するポリヒドロキシスチレン誘導体を
得ることができる。
That is, in the compound of the above formula (18),
When hydrolyzing the tert-butyl group, which is the protective group for the hydroxyl group, it is easy to add an appropriate amount of acid such as hydrochloric acid or hydrobromic acid in a mixed solvent of dioxane, acetone, acetonitrile, benzene, water, etc. It can be carried out. According to such a method, the main chain of the polymer compound is not cleaved during the reaction and the crosslinking reaction between the molecules does not occur. Therefore, the formula (1
The polyhydroxystyrene derivative having a hydroxyl group of 9) can be obtained.

【0055】また、酸不安定基R2、R3による保護は、
上記のように水酸基の保護基を加水分解により脱離した
後、酸不安定基R2、R3を化学反応により導入すること
により行うことができる。
The protection by the acid labile groups R 2 and R 3 is
After removing the hydroxyl-protecting group by hydrolysis as described above, the acid labile groups R 2 and R 3 can be introduced by a chemical reaction.

【0056】この反応は、特にはR2がアルコキシアル
キル基である高分子化合物を得る場合に有効である。こ
のアルコキシアルキル化反応は、酸を触媒として下記式
で示されるエーテル化合物のビニル基に上記式のポリヒ
ドロキシスチレンの水酸基の水素原子を付加することに
より、下記式で示すようにポリヒドロキシスチレンの水
酸基の一部(全水酸基1モルに対してpモルの割合)を
アルコキシアルキル基で保護するものである。
This reaction is particularly effective for obtaining a polymer compound in which R 2 is an alkoxyalkyl group. This alkoxyalkylation reaction is carried out by adding a hydrogen atom of a hydroxyl group of polyhydroxystyrene of the above formula to a vinyl group of an ether compound represented by the following formula using an acid as a catalyst to give a hydroxyl group of polyhydroxystyrene as shown by the following formula. A part (ratio of p mol to 1 mol of all hydroxyl groups) is protected with an alkoxyalkyl group.

【0057】[0057]

【化19】 (式中、R1、R4、R5、R15 、R17、n、m、p、
q、r、sは上記と同様の意味を示し、R19は水素原子
又は炭素数1〜5の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル
基である。)
Embedded image(In the formula, R1, RFour, RFive, RFifteen , R17, N, m, p,
q, r, and s have the same meanings as above, and R19Is a hydrogen atom
Or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
Group. )

【0058】ここで、上記式(22)のエーテル化合物
としては、ビニルエーテル、プロペニルエーテル等を挙
げることができる。この反応は、ジメチルホルムアミ
ド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の溶
媒の存在下で行うことが好ましく、また酸としては、塩
酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が用いら
れ、その使用量は反応するポリヒドロキシスチレンの全
水酸基1モルに対して0.1〜10モル%であることが
好ましい。反応温度は室温〜60℃が好ましく、反応時
間は通常1〜20時間である。
Here, examples of the ether compound of the above formula (22) include vinyl ether and propenyl ether. This reaction is preferably carried out in the presence of a solvent such as dimethylformamide, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, and the acid is hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid pyridinium salt or the like. Is used, and the amount used is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of polyhydroxystyrene to be reacted. The reaction temperature is preferably room temperature to 60 ° C., and the reaction time is usually 1 to 20 hours.

【0059】なお、上記ポリヒドロキシスチレンの水酸
基の一部をメトキシメチル化する場合は、ジメチルスル
ホキシド、テトラヒドロフラン等の溶媒の存在下にNa
H等の水素化アルカリとクロロメチルエーテル等のハロ
メチルエーテルとをポリヒドロキシスチレンに反応させ
ることが好ましい。この場合、水素化アルカリの使用量
は反応するポリヒドロキシスチレンの全水酸基1モルに
対して、所定のメトキシメチル基が導入される量である
ことが好ましい。反応温度は0〜50℃が好ましく、反
応時間は通常1〜20時間である。
When part of the hydroxyl groups of the above polyhydroxystyrene is methoxymethylated, Na is added in the presence of a solvent such as dimethyl sulfoxide or tetrahydrofuran.
It is preferable to react polyhydroxystyrene with an alkali hydride such as H and a halomethyl ether such as chloromethyl ether. In this case, it is preferable that the amount of alkali hydride used is such that a predetermined methoxymethyl group is introduced with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of polyhydroxystyrene that reacts. The reaction temperature is preferably 0 to 50 ° C., and the reaction time is usually 1 to 20 hours.

【0060】このようにアルコキシアルキル化反応を行
った後は、酸不安定基R3の導入のためにtert−ブ
トキシカルボニル化反応、tert−ブトキシカルボニ
ルメチル化反応等を行う。
After carrying out the alkoxyalkylation reaction as described above, a tert-butoxycarbonylation reaction, a tert-butoxycarbonylmethylation reaction and the like are carried out in order to introduce the acid labile group R 3 .

【0061】ここで、tert−ブトキシカルボニル化
反応は、ピリジン、テトラヒドロフラン等の溶媒中で上
記部分アルコキシアルキル化ポリヒドロキシスチレンと
二炭酸ジtert−ブチルとを反応させることによって
行うことができる。この場合、二炭酸ジtert−ブチ
ルは上記式のポリヒドロキシスチレンの全水酸基1モル
に対してtert−ブトキシカルボニル基がqモル導入
される量で使用する。反応温度は室温〜50℃が好まし
く、反応時間は通常30分〜4時間である。
The tert-butoxycarbonylation reaction can be carried out by reacting the partially alkoxyalkylated polyhydroxystyrene with ditert-butyl dicarbonate in a solvent such as pyridine or tetrahydrofuran. In this case, ditert-butyl dicarbonate is used in an amount such that q mol of a tert-butoxycarbonyl group is introduced with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene of the above formula. The reaction temperature is preferably room temperature to 50 ° C., and the reaction time is usually 30 minutes to 4 hours.

【0062】また、tert−ブトキシカルボニルメチ
ル化反応は、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラ
ン等の溶媒中で上記部分アルコキシアルキル化ポリヒド
ロキシスチレンにカリウム−tert−ブトキシドとt
ert−ブトキシカルボニルメチルブロマイドとを反応
させることによって行うことができる。この場合、カリ
ウム−tert−ブトキシドの使用量は上記式のポリヒ
ドロキシスチレンの全水酸基1モルに対してtert−
ブトキシカルボニルメチル基がqモル導入される量であ
る。また、tert−ブトキシカルボニルメチルブロマ
イドの使用量はカリウム−tert−ブトキシドと等モ
ルで、反応温度は室温〜50℃が好ましく、反応時間は
通常20分〜10時間である。
The tert-butoxycarbonylmethylation reaction is carried out by adding potassium-tert-butoxide and t-butoxide to the partially alkoxyalkylated polyhydroxystyrene in a solvent such as dimethyl sulfoxide or tetrahydrofuran.
It can be carried out by reacting with ert-butoxycarbonylmethyl bromide. In this case, the amount of potassium-tert-butoxide used is tert-but with respect to 1 mol of all hydroxyl groups of the polyhydroxystyrene of the above formula.
It is the amount by which q mol of butoxycarbonylmethyl group is introduced. The amount of tert-butoxycarbonylmethyl bromide used is equimolar to potassium-tert-butoxide, the reaction temperature is preferably room temperature to 50 ° C, and the reaction time is usually 20 minutes to 10 hours.

【0063】更に、テトラヒドロピラニル化反応はテト
ラヒドロフラン中でジヒドロピランと反応させることに
より行うことができ、テトラヒドロフラニル化反応はテ
トラヒドロフラン中でジヒドロフランと反応させること
により行うことができる。アルキル化反応はテトラヒド
ロフラン中でイソブテンと反応させることにより行うこ
とができる。トリアルキルシリル化反応はイミダゾール
存在下、トリアルキルシリルクロライドとの反応により
行うことができる。これらの場合、反応温度は室温〜5
0℃が好ましく、反応時間は通常1〜5時間である。
Further, the tetrahydropyranylation reaction can be carried out by reacting with dihydropyran in tetrahydrofuran, and the tetrahydrofuranylation reaction can be carried out by reacting with dihydrofuran in tetrahydrofuran. The alkylation reaction can be carried out by reacting with isobutene in tetrahydrofuran. The trialkylsilylation reaction can be carried out by reaction with a trialkylsilyl chloride in the presence of imidazole. In these cases, the reaction temperature is room temperature to 5
0 degreeC is preferable and reaction time is 1 to 5 hours normally.

【0064】これらのうち、特にこの方法ではtert
−ブトキシカルボニル基又はtert−ブトキシカルボ
ニルメチル基の導入がよく、例えばこれによって下記一
般式(24)で示される高分子化合物を得ることができ
る。
Of these, particularly in this method, tert
It is preferable to introduce a -butoxycarbonyl group or a tert-butoxycarbonylmethyl group, and for example, a polymer compound represented by the following general formula (24) can be obtained thereby.

【0065】[0065]

【化20】 (式中、R1、R15、R16、R17、X、n、m、p、
q、r、s、aは上記と同様の意味を示す。)
Embedded image (In the formula, R 1 , R 15 , R 16 , R 17 , X, n, m, p,
q, r, s, and a have the same meanings as above. )

【0066】また、本発明の高分子化合物は、下記式
(viii)のモノマーをラジカル重合又はリビングア
ニオン重合し、得られた式(25)のポリマーのアセタ
ール基を加水分解した後、その水酸基の一部を適宜な酸
不安定基で保護することによっても得ることができる。
Further, the polymer compound of the present invention is obtained by radical polymerization or living anion polymerization of a monomer of the following formula (viii) to hydrolyze the acetal group of the obtained polymer of the formula (25), It can also be obtained by protecting a part of it with an appropriate acid labile group.

【0067】[0067]

【化21】 [Chemical 21]

【0068】次に、本発明の化学増幅ポジ型レジスト材
料は、 〔I〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔II〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔III〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料、 〔IV〕(A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として上記高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60%
以下の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料とすることが好適である。
Next, the chemically amplified positive resist composition of the present invention comprises [I] (A) an organic solvent (B) as a base resin and the above-mentioned polymer compound (C) an acid generator. [II] (A) Organic solvent (B) Base resin as above polymer compound (C) Acid generator (D) Dissolution control agent having a weight average molecular weight of 100 to 1,
000, and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid labile group at an average of 10 to 100% as a whole. [III] (A) Organic solvent (B) The above-mentioned polymer compound as a base resin (C) Acid generator (E) As a dissolution control agent, the weight average molecular weight exceeds 1,000. A compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of 3,000 or less and partially replacing the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group with an acid labile group at an average of more than 0% and not more than 60%. A chemically amplified positive type resist material comprising: [IV] (A) organic solvent (B) base resin, polymer compound (C) acid generator (D) As a dissolution control agent, the weight average molecular weight is 100 to 1,
, And a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole (E) The weight average molecular weight of the agent is 100
More than 0 and 3,000 or less, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule is more than 0% and 60% on average as a whole due to the acid labile group.
It is preferable to use a chemically amplified positive resist material containing a compound partially substituted in the following proportions.

【0069】ここで、本発明で使用される有機溶剤
(A)としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解制御剤が
溶解可能な有機溶媒であれば何れでも良い。このような
有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチル−
2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシブタ
ノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メ
トキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパ
ノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコー
ルジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチ
ル、酢酸ブチル、メチル−3−メトキシプロピオネー
ト、エチル−3−エトキシプロピオネート等のエステル
類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を混
合して使用することができるが、これらに限定されるも
のではない。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレ
ジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエ
チレングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ−2
−プロパノールが好ましく使用される。
Here, the organic solvent (A) used in the present invention may be any organic solvent in which the acid generator, the base resin and the dissolution control agent can be dissolved. Examples of such an organic solvent include cyclohexanone and methyl-
Ketones such as 2-n-amyl ketone, alcohols such as 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol and 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene Ethers such as glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, Examples include esters such as methyl-3-methoxypropionate and ethyl-3-ethoxypropionate. It can be used alone or as a mixture of species, but is not limited thereto. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether and 1-ethoxy-2, which have the best solubility of the acid generator in the resist component, are used.
-Propanol is preferably used.

【0070】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100部
(重量部、以下同様)に対して200〜1,000部、
特に400〜800部が好適である。200部より少な
いと相溶性が低下し、成膜性に劣る場合が生じ、1,0
00部を超えるとレジスト膜を形成した場合に薄膜にな
りすぎるおそれがある。
The amount of the organic solvent used is 200 to 1,000 parts with respect to 100 parts (parts by weight, the same applies hereinafter) of the base resin.
Particularly, 400 to 800 parts is preferable. If the amount is less than 200 parts, the compatibility may be deteriorated and the film formability may be deteriorated.
If it exceeds 100 parts, the resist film may become too thin when formed.

【0071】更に、酸発生剤(C)としては、例えばオ
ニウム塩、スルホン化物、ハロゲン含有化合物、トリア
ジン化合物等が挙げられるが、中でもオニウム塩、スル
ホン化物が好ましい。オニウム塩として具体的には、ト
リフェニルスルホニウムトリフレート誘導体、トリフェ
ニルスルホニウムトシレート誘導体等が例示されるが、
これらに限定されるものではない。また、スルホン化物
としてはアルキルスルホン酸エステル誘導体、アジドス
ルホン酸誘導体等が例示されるが、これらに限定される
ものではない。酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100
部に対して1〜20部、特に2〜10部が望ましい。
Further, examples of the acid generator (C) include onium salts, sulfonates, halogen-containing compounds, triazine compounds and the like. Among them, onium salts and sulfonates are preferable. Specific examples of onium salts include triphenylsulfonium triflate derivatives and triphenylsulfonium tosylate derivatives.
It is not limited to these. In addition, examples of the sulfonated compound include, but are not limited to, alkyl sulfonate derivative and azido sulfonate derivative. The amount of acid generator added is 100
1 to 20 parts, especially 2 to 10 parts are desirable for the parts.

【0072】本発明のレジスト材料には、更に(D)溶
解制御剤を添加することができる。溶解制御剤として
は、重量平均分子量が100〜1,000で、かつ分子
内にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物の該フ
ェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体と
して平均10〜100%の割合で置換した化合物を配合
する。
The dissolution control agent (D) may be further added to the resist material of the present invention. The dissolution control agent has a weight average molecular weight of 100 to 1,000, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule is 10 to 100 on average as a whole due to the acid labile group. The compound substituted in the ratio of% is blended.

【0073】上記化合物の重量平均分子量は100〜
1,000、好ましくは150〜800である。
The weight average molecular weight of the above compound is 100 to
It is 1,000, preferably 150 to 800.

【0074】また、フェノール性水酸基の水素原子の酸
不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全
体の10%以上、好ましくは30%以上であり、10%
に満たないと主にエッジラフネスが発生する。また、そ
の上限は100%、より好ましくは80%である。
The substitution ratio of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group with the acid labile group is 10% or more, preferably 30% or more, and preferably 10% or more of the whole phenolic hydroxyl group.
If it is less than, edge roughness mainly occurs. The upper limit is 100%, more preferably 80%.

【0075】この場合、かかるフェノール性水酸基を有
する化合物としては、下記式(4)〜(14)で示され
るものが好ましい。
In this case, as the compound having the phenolic hydroxyl group, compounds represented by the following formulas (4) to (14) are preferable.

【0076】[0076]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0077】[0077]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0078】[0078]

【化24】 (但し、式中R8、R9はそれぞれ水素原子又は炭素数1
〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基
であり、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は
分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(R
14z−COOHであり、R11、R12はそれぞれ炭素数
1〜10のアルキレン基、アリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R13は炭素
数1〜8のアルキル基、アルケニル基、水素原子、それ
ぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であ
り、R14は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキ
レン基である。また、hは0〜3の整数であり、zは0
又は1である。x、y、x’、y’、x’’、y’’は
それぞれx+y=8、x’+y’=5、x’’+y’’
=4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つ
の水酸基を有するような数である。)
[Chemical formula 24] (However, in the formula, R 8 and R 9 are each a hydrogen atom or a carbon number 1
Is a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 8 to 8 carbon atoms, and R 10 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R
14 ) z- COOH, R 11 and R 12 are each an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, and R 13 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. , An alkenyl group, a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group, and R 14 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Further, h is an integer of 0 to 3, and z is 0.
Or 1. x, y, x ', y', x ", and y" are x + y = 8, x '+ y' = 5, x "+ y", respectively.
= 4 and has at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. )

【0079】上記式中R8、R9としては、例えば水素原
子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、エチ
ニル基、シクロヘキシル基、R10としては、例えば水素
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シ
クロヘキシル基などや、あるいは−COOH、−CH2
COOH、R11、R12としては、例えばメチレン基、エ
チレン基、フェニレン基、カルボニル基、スルホニル
基、酸素原子、硫黄原子等、R13としては、例えばメチ
ル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、
シクロヘキシル基、水素原子、それぞれ水酸基で置換さ
れたフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
In the above formula, R 8 and R 9 are, for example, hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, ethynyl group, cyclohexyl group, and R 10 are, for example, hydrogen atom, methyl group and ethyl group. , Propyl group, butyl group, cyclohexyl group, etc., or --COOH, --CH 2
COOH, R 11 and R 12 are, for example, methylene group, ethylene group, phenylene group, carbonyl group, sulfonyl group, oxygen atom, sulfur atom and the like, and R 13 is, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, propyl group. , An ethynyl group,
Examples thereof include a cyclohexyl group, a hydrogen atom, a phenyl group and a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group.

【0080】ここで、溶解制御剤の酸不安定基として
は、上記一般式(16)、一般式(17)で示される
基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、テ
トラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基、β−ケ
トアルキル基等が挙げられる。
Here, as the acid labile group of the dissolution control agent, the groups represented by the above general formulas (16) and (17), a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trialkyl group. Examples thereof include a silyl group and a β-ketoalkyl group.

【0081】上記フェノール性水酸基を酸不安定基で部
分置換した化合物(溶解制御剤)の配合量は、ベース樹
脂100部に対し0〜50部、好ましくは5〜50部、
更に好ましくは10〜30部であり、単独又は2種以上
を混合して使用できる。配合量が5部に満たないと解像
性の向上がない場合があり、50部を超えるとパターン
の膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
The compounding amount (dissolution controlling agent) in which the phenolic hydroxyl group is partially substituted with an acid labile group is 0 to 50 parts, preferably 5 to 50 parts, relative to 100 parts of the base resin.
It is more preferably 10 to 30 parts, and can be used alone or in combination of two or more kinds. If the content is less than 5 parts, the resolution may not be improved, and if it exceeds 50 parts, the pattern film may be reduced and the resolution may be deteriorated.

【0082】なお、上記のような溶解制御剤はフェノー
ル性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安
定基を化学反応させることにより合成することができ
る。
The above dissolution control agent can be synthesized by chemically reacting a compound having a phenolic hydroxyl group with an acid labile group as in the base resin.

【0083】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
上記(D)成分の溶解制御剤に代えて、又はこれと併用
して、(E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,0
00を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール
性水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素
原子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60
%以下、好ましくは0%を超え40%以下の割合で部分
置換した化合物を配合することができる。0%の場合十
分な溶解制御効果が得られず、60%を超えるとポリマ
ー間で相分離が起きて相溶性がなくなる。
The chemically amplified positive resist material of the present invention is
In place of or in combination with the dissolution control agent of the component (D), the weight average molecular weight of the dissolution control agent (E) is 1,0.
More than 00 and less than 3,000, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule is more than 0% on average as a whole due to the acid labile group and 60
%, Preferably more than 0% and less than 40% can be compounded with partially substituted compounds. When it is 0%, a sufficient dissolution control effect cannot be obtained, and when it exceeds 60%, phase separation occurs between the polymers and the compatibility is lost.

【0084】この場合、かかる酸不安定基でフェノール
性水酸基の水素原子が部分置換された化合物としては、
下記一般式(15)で示される繰り返し単位を有する化
合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物が好まし
い。
In this case, the compound in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is partially substituted by such an acid labile group is
One or more compounds selected from compounds having a repeating unit represented by the following general formula (15) are preferable.

【0085】[0085]

【化25】 (但し、式中Rは酸不安定基を示し、b、cはそれぞれ
0<b/(b+c)≦0.6を満足する数である。)
[Chemical 25] (However, in the formula, R represents an acid labile group, and b and c are numbers satisfying 0 <b / (b + c) ≦ 0.6, respectively.)

【0086】ここで、上記溶解制御剤の酸不安定基とし
ては、上記一般式(16)で示されるアルコキシアルキ
ル基、上記一般式(17)で示されるカルボニル基を有
する基、tert−ブチル基、テトラヒドロピラニル
基、トリアリルシリル基、更にβ−ケトアルキル基等が
挙げられる。
Here, the acid labile group of the dissolution control agent is an alkoxyalkyl group represented by the general formula (16), a group having a carbonyl group represented by the general formula (17), or a tert-butyl group. , A tetrahydropyranyl group, a triallylsilyl group, and a β-ketoalkyl group.

【0087】上記(E)の溶解制御剤の配合量は、ベー
ス樹脂100部に対し0〜50部、より好ましくは1〜
50部、更に好ましくは1〜30部となるような範囲で
あることが好ましい。配合量が少なすぎると、解像度の
向上が十分でない場合があり、50部を超えるとパター
ンの膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
The amount of the dissolution control agent (E) blended is 0 to 50 parts, more preferably 1 to 50 parts, relative to 100 parts of the base resin.
The range is preferably 50 parts, and more preferably 1 to 30 parts. If the blending amount is too small, the resolution may not be sufficiently improved, and if it exceeds 50 parts, the film thickness of the pattern may be reduced and the resolution may be lowered.

【0088】上記のような(E)の溶解制御剤は、フェ
ノール性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸
不安定基を化学反応させることにより合成することがで
きる。
The above-mentioned dissolution control agent (E) can be synthesized by chemically reacting a compound having a phenolic hydroxyl group with an acid labile group as in the base resin.

【0089】なお、上記(D)成分の溶解制御剤と
(E)成分の溶解制御剤とは、それぞれ単独で用いて
も、両成分を併用するようにしてもよい。
The dissolution control agent of the component (D) and the dissolution control agent of the component (E) may be used alone or in combination.

【0090】更に、本発明のレジスト材料には、(F)
添加剤として塩基性化合物を配合することができる。
Further, the resist material of the present invention comprises (F)
A basic compound can be added as an additive.

【0091】この(F)添加剤として配合される塩基性
化合物は、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡
散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適
しており、このような塩基性化合物の配合により、レジ
スト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上
し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性
を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向
上することができる。このような塩基性化合物として
は、第1級、第2級、第3級の脂肪族アミン、混成アミ
ン、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシル基
を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化
合物、ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、ヒドロキ
シフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒
素化合物、アミド誘導体等が挙げられる。
The basic compound to be added as the (F) additive is preferably a compound capable of suppressing the diffusion rate when the acid generated from the acid generator diffuses in the resist film. With the addition of a basic compound, the acid diffusion rate in the resist film is suppressed to improve the resolution, the sensitivity change after exposure is suppressed, and the dependency on the substrate and the environment is reduced, and the exposure margin and pattern are reduced. The profile etc. can be improved. Such a basic compound has primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxyl group, and sulfonyl groups. Examples thereof include nitrogen-containing compounds, nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds and amide derivatives.

【0092】具体的には、第1級の脂肪族アミンとし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピ
ルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、アミルアミ
ン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミ
ン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、セ
チルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テ
トラエチレンジアミン等が例示され、第2級の脂肪族ア
ミンとして、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロ
ピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘ
キシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、
ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジメチルメチレンジ
アミン、ジメチルエチレンジアミン、ジメチルテトラエ
チレンジアミン等が例示される。第3級の脂肪族アミン
として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオ
クチルアミン、テトラメチルメチレンジアミン、テトラ
メチルエチレンジアミン、テトラメチルテトラエチレン
ジアミン等が例示される。
Specifically, as the primary aliphatic amine, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, amylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, laurylamine, Cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenediamine and the like are exemplified, and as the secondary aliphatic amine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine,
Examples thereof include dinonylamine, didecylamine, dimethylmethylenediamine, dimethylethylenediamine and dimethyltetraethylenediamine. As tertiary aliphatic amines, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, tetramethylmethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethyltetraethylenediamine, etc. Is exemplified.

【0093】また、混成アミンとして、ジメチルエチル
アミン、メチルエチルプロピルアミン等が例示される。
芳香族、複素環アミン類の具体例としては、ベンジルア
ミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ア
ニリン誘導体(例えばアニリン、N−メチルアニリン、
N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、N,N−
ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルア
ニリン、4−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピ
ルアニリン、トリメチルアニリン、4−ニトロアニリ
ン、ジニトロアニリン等)、トルイジン誘導体(例え
ば、トルイジン、N,N−ジメチルトルイジン等)、キ
ノリン、アミノ安息香酸、N−フェニルフェニルトリル
アミン、N−メチルジフェニルアミン、トリフェニルア
ミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノ
ナフタレン、ピロール誘導体(例えばピロール、メチル
ピロール、ジメチルピロール、N−メチルピロール
等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダゾール、4−
メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダ
ゾール等)、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、
ピラゾール誘導体、ピロリジン誘導体(例えば、ピロリ
ジン、N−メチルピロリドン、N−メチルピロリジン
等)、ピロリン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジ
ン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジ
ン、ブチルピリジン、5−ブチル−2−メチルピリジ
ン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニ
ルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、te
rt−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジル
ピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメ
トキシピリジン、1−メチル−2−ピリドン、4−ピロ
リジニルピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジ
ン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン等)、ピペリ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、プリン誘導体、キノリ
ン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、ニ
コチン酸アミド誘導体、アデノシン誘導体、アデニン誘
導体、チアベンゾール、ジアミノスルホンなどが例示さ
れる。
Examples of the mixed amine include dimethylethylamine and methylethylpropylamine.
Specific examples of aromatic and heterocyclic amines include benzylamine, phenethylamine, benzyldimethylamine, aniline derivatives (eg, aniline, N-methylaniline,
N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-
Dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 4-nitroaniline, dinitroaniline, etc., toluidine derivatives (for example, toluidine, N, N-dimethyltoluidine). Etc.), quinoline, aminobenzoic acid, N-phenylphenyltolylamine, N-methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (for example, pyrrole, methylpyrrole, dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.). ), An imidazole derivative (eg, imidazole, 4-
Methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, etc.), oxazole derivative, thiazole derivative,
Pyrazole derivative, pyrrolidine derivative (eg, pyrrolidine, N-methylpyrrolidone, N-methylpyrrolidine, etc.), pyrroline derivative, pyridine derivative (eg, pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 5-butyl-2-methyl) Pyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, te
rt-Butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinylpyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethyl) Propyl) pyridine etc.), piperidine derivative, pyrimidine derivative, purine derivative, quinoline derivative, carbazole derivative, indole derivative, nicotinic acid amide derivative, adenosine derivative, adenine derivative, thiabenzol, diaminosulfone and the like.

【0094】更に、カルボキシル基を有する含窒素化合
物として、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニ
ン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリ
シン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、
ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニ
ン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メ
トキシアラニンなどが例示され、スルホニル基を有する
含窒素化合物、ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、
ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコー
ル性含窒素化合物として、2−ヒドロキシピリジン、ア
ミノクレゾール、チアミンナフタリンジスルホン酸塩、
ピリジンスルホン酸、エタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、ジイソプロピルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、トリプロピルアミン、1
−アミノブタン−2−ジオール、1−アミノプロパン−
3−オール、1−アミノブタン−2−ジオールなどが例
示される。アミド誘導体としては、ホルムアミド、N−
メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンザアミド等
が例示される。
Further, as nitrogen-containing compounds having a carboxyl group, amino acid derivatives (eg, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine,
Examples include leucine, methionine, phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine, etc., a nitrogen-containing compound having a sulfonyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group,
As a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group and an alcoholic nitrogen-containing compound, 2-hydroxypyridine, aminocresol, thiaminenaphthalene disulfonate,
Pyridinesulfonic acid, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diisopropylamine, triisopropylamine, tripropylamine, 1
-Aminobutane-2-diol, 1-aminopropane-
Examples include 3-ol and 1-aminobutane-2-diol. Examples of the amide derivative include formamide and N-
Methylformamide, N, N-dimethylformamide,
Examples include acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like.

【0095】上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1
部に対して0〜10部、好ましくは0.001〜10
部、更に好ましくは0.01〜1部である。配合量が
0.001部未満であると添加剤としての効果が十分に
得られない場合があり、10部を超えると解像度や感度
が低下する場合がある。
The amount of the above-mentioned basic compound to be added is such that the acid generator 1
0 to 10 parts, preferably 0.001 to 10 parts
Parts, more preferably 0.01 to 1 part. If the amount is less than 0.001 part, the effect as an additive may not be sufficiently obtained, and if it exceeds 10 parts, the resolution and sensitivity may be lowered.

【0096】本発明のレジスト材料には、上記成分以外
に任意成分として塗布性を向上させるための界面活性
剤、基板よりの乱反射の影響を少なくするための吸光性
材料などを添加することができる。なお、任意成分の添
加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とするこ
とができる。
In addition to the above components, the resist composition of the present invention may contain, as an optional component, a surfactant for improving the coating property, a light absorbing material for reducing the influence of diffused reflection from the substrate, and the like. . In addition, the addition amount of the optional component can be a normal amount as long as the effect of the present invention is not impaired.

【0097】この場合、界面活性剤としては、パーフル
オロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化
アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサ
イド、パーフルオロアルキルEO付加物などが挙げら
れ、吸光性材料としては、ジアリールスルホオキシド、
ジアリールスルホン、9,10−ジメチルアントラセ
ン、9−フルオレノン等が挙げられる。
In this case, examples of the surfactant include perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkylamine oxide, perfluoroalkyl EO adduct and the like, and examples of the light absorbing material include diarylsulfone. Oxide,
Diaryl sulfone, 9,10-dimethylanthracene, 9-fluorenone and the like can be mentioned.

【0098】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料を使
用してパターンを形成するには、公知のリソグラフィー
技術を採用して行うことができ、例えばシリコンウェハ
ー上ヘスピンコーティングし、0.5〜2.0μmに塗
布して80〜120℃でプリベークした後、遠紫外線、
電子線、X線等の高エネルギー線を照射して露光後、7
0〜120℃で30〜200秒間ポストエクスポージャ
ベーク(PEB)し、次いでアルカリ水溶液で現像する
ことにより行うことができる。なお、本発明材料は、特
に高エネルギー線の中でも254〜193nmの遠紫外
線及び電子線による微細パターンニングに最適である。
A pattern can be formed by using the chemically amplified positive type resist material of the present invention by employing a known lithography technique, for example, spin coating on a silicon wafer to form a pattern of 0.5-2. After coating to 0.0 μm and prebaking at 80 to 120 ° C., deep UV,
After exposure by irradiating high energy rays such as electron beams and X-rays, 7
It can be carried out by post-exposure bake (PEB) at 0 to 120 ° C. for 30 to 200 seconds and then developing with an alkaline aqueous solution. The material of the present invention is particularly suitable for fine patterning with deep ultraviolet rays of 254 to 193 nm and electron beams among high energy rays.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明の高分子化合物をベース樹脂とし
て使用した化学増幅ポジ型レジスト材料は、高エネルギ
ー線に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性
に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性にも優れてい
る。また、パターンがオーバーハング状になりにくく、
寸法制御性に優れている。従って、本発明の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料は、これらの特性より、特にKrFエ
キシマレーザーの露光波長での吸収が小さいレジスト材
料となり得るもので、微細でしかも基板に対して垂直な
パターンを容易に形成できるもので、超LSI製造用の
微細パターン形成材料として好適である。
Industrial Applicability The chemically amplified positive resist material using the polymer of the present invention as a base resin is sensitive to high energy rays, is excellent in sensitivity, resolution and plasma etching resistance, and has a heat resistance of a resist pattern. Is also excellent. Also, the pattern is less likely to overhang,
Excellent dimensional controllability. Therefore, the chemically amplified positive type resist material of the present invention can be a resist material having a small absorption particularly at the exposure wavelength of the KrF excimer laser due to these characteristics, and can easily form a fine pattern perpendicular to the substrate. It can be formed, and is suitable as a fine pattern forming material for VLSI manufacturing.

【0100】[0100]

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below by showing synthesis examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0101】〔合成例1〕500mlのフラスコに1g
のラウリルパーオキサイド、75gの3−tert−ブ
トキシカルボニルオキシ−4−ヒドロキシスチレン、ア
セトン1,000mlを仕込んだ後、フラスコを窒素置
換し、この混合液を90℃で5時間反応させて重合反応
を行った。重合反応終了後、得られたポリマーをメタノ
ールで洗浄し、次いで乾燥させたところ、下記示性式の
ようなポリマーが98%の収率で得られた。このポリマ
ーの重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/M
n)は表1に示す通りであり、1H−NMRにて分析し
たところ、1.5ppmにtert−BOC基由来のピ
ークが観察された(Polym1)。
[Synthesis Example 1] 1 g in a 500 ml flask
Of lauryl peroxide, 75 g of 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene, and 1,000 ml of acetone were charged, the flask was replaced with nitrogen, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 5 hours to carry out a polymerization reaction. went. After completion of the polymerization reaction, the obtained polymer was washed with methanol and then dried, whereby a polymer represented by the following formula was obtained in a yield of 98%. Weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / M of this polymer
n) is as shown in Table 1, and when analyzed by 1 H-NMR, a peak derived from a tert-BOC group was observed at 1.5 ppm (Polym1).

【0102】〔合成例2〜13〕下記に示すような種類
のモノマーを使用する以外は合成例1と同様な方法によ
りPolym2〜13を得た。
[Synthesis Examples 2 to 13] Polyms 2 to 13 were obtained by the same method as in Synthesis Example 1 except that the following types of monomers were used.

【0103】得られたポリマーの構造は下記示性式の通
りであり、それぞれの重量平均分子量、分子量分布は表
1に示す通りであった。合成例2 3−テトラヒドロピラニルオキシ−4−ヒドロキシスチ
レン合成例3 3−tert−ブトキシカルボニルオキシメチル−4−
ヒドロキシスチレン合成例4 3−メトキシエトキシ−4−ヒドロキシスチレン合成例5 3−トリメチルシリル−4−ヒドロキシスチレン合成例6 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン合成例7 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例8 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン合成例9 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−テトラピラニルオキシスチレン合成例10 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
合成例11 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン アクリル酸tert−ブチル合成例12 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン ヒドロキシスチレン合成例13 4−tert−ブトキシカルボニルオキシ−3−ヒドロ
キシスチレン 3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−4−ヒドロ
キシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン
The structure of the obtained polymer was as shown in the following rational formula, and the weight average molecular weight and molecular weight distribution of each were as shown in Table 1. Synthetic Example 2 3-Tetrahydropyranyloxy-4-hydroxystyrene Synthetic Example 3 3-tert-Butoxycarbonyloxymethyl-4-
Hydroxystyrene Synthesis Example 4 3-Methoxyethoxy-4-hydroxystyrene Synthesis Example 5 3-Trimethylsilyl-4-hydroxystyrene Synthesis Example 6 4-tert-Butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 4-Hydroxystyrene Synthesis Example 7 4-tert -Butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene Synthesis Example 8 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene Synthesis Example 9 3-tert-butoxycarbonyloxy 4-hydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-tetra pyranyloxyethyl styrene synthesis example 10 3-tert-butoxycarbonyl-4-hydroxystyrene 4-hydroxystyrene 3,4 Di tert- butoxycarbonyloxystyrene Synthesis Example 11 3-tert- butoxycarbonyl-4-hydroxy-styrene-acrylic acid tert- butyl Synthesis Example 12 4-tert- butoxycarbonyl-3-hydroxy-styrene 3,4-dihydroxy styrene-hydroxystyrene Synthesis Example 13 4-tert-butoxycarbonyloxy-3-hydroxystyrene 3-tert-butoxycarbonyloxy-4-hydroxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-tert-butoxycarbonyloxystyrene

【0104】〔合成例14〕重合は2Lのフラスコに溶
媒としてテトラヒドロフラン700ml、開始剤として
sec−ブチルリチウム2×10-3molを仕込んだ。
この混合溶液に−78℃で3,4−ジtert−ブトキ
シスチレン40gを添加し、1時間撹拌しながら重合さ
せた。この反応溶液は赤色を呈した。重合終了は反応溶
液にメタノールを添加して行った。
Synthesis Example 14 For polymerization, 700 ml of tetrahydrofuran as a solvent and 2 × 10 −3 mol of sec-butyllithium as an initiator were charged in a 2 L flask.
To this mixed solution, 40 g of 3,4-ditert-butoxystyrene was added at -78 ° C, and polymerization was carried out while stirring for 1 hour. The reaction solution turned red. Polymerization was completed by adding methanol to the reaction solution.

【0105】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、39gの白色重合体〔ポリ(3,4−ジtert
−ブトキシスチレン)〕が得られた。得られた重合体
は、膜浸透圧法により重量平均分子量が1.8×104
g/molであった。GPC溶出曲線より分子量分布の
点で非常に単分散性(Mw/Mn=1.15)の高い重
合体であることが確認できた。
Then the reaction mixture is poured into methanol,
The polymer obtained was precipitated, separated and dried to give 39 g of a white polymer [poly (3,4-ditert.
-Butoxystyrene)] was obtained. The polymer obtained had a weight average molecular weight of 1.8 × 10 4 as determined by the membrane osmotic pressure method.
It was g / mol. From the GPC elution curve, it was confirmed that the polymer had a very high monodispersity (Mw / Mn = 1.15) in terms of molecular weight distribution.

【0106】上記ポリ(3,4−ジtert−ブトキシ
スチレン)30gをアセトン900mlに溶解し、60
℃で少量の濃硫酸を加えて7時間撹拌後、水に注ぎポリ
マーを沈澱させ、洗浄・乾燥したところ、20gのポリ
マーが得られた。得られたポリマーの重量平均分子量は
1.3×104g/molである。また、1H−NMRで
tert−ブチル基に由来するピークが観測されないこ
とから、得られたポリマ−が分子量分布の狭いポリ
(3,4−ジヒドロキシスチレン)であることが確認さ
れた。
30 g of the above poly (3,4-ditert-butoxystyrene) was dissolved in 900 ml of acetone,
A small amount of concentrated sulfuric acid was added at 0 ° C., the mixture was stirred for 7 hours, poured into water to precipitate the polymer, which was washed and dried to obtain 20 g of the polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer is 1.3 × 10 4 g / mol. Further, since a peak derived from a tert-butyl group was not observed in 1 H-NMR, it was confirmed that the obtained polymer was poly (3,4-dihydroxystyrene) having a narrow molecular weight distribution.

【0107】更に、得られたポリ(3,4−ジヒドロキ
シスチレン)50gをピリジン500mlに溶解させ、
45℃で撹拌しながら二炭酸ジtert−ブチル18g
を添加した。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴
下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、ア
セトン50mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、
真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、
1H−NMRから水酸基の水素原子のtert−BOC
化率は20%であり(Polym14)、重量平均分子
量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は表1に示す
通りであり、GPC溶出曲線は図1に示す通りであっ
た。
Further, 50 g of the obtained poly (3,4-dihydroxystyrene) was dissolved in 500 ml of pyridine,
18 g of ditert-butyl dicarbonate with stirring at 45 ° C
Was added. After reacting for 1 hour, the reaction solution was added dropwise to 3 L of water to obtain a white solid. This was filtered, dissolved in 50 ml of acetone, added dropwise to 2 L of water, filtered,
It was vacuum dried to obtain a polymer. The polymer obtained is
From 1 H-NMR, tert-BOC of hydrogen atom of hydroxyl group
The conversion was 20% (Polym14), the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were as shown in Table 1, and the GPC elution curve was as shown in FIG.

【0108】〔合成例15〕重合は2Lのフラスコに溶
媒としてテトラヒドロフラン700ml、開始剤として
sec−ブチルリチウム2×10-3molを仕込んだ。
この混合溶液に−78℃で4−tert−ブトキシスチ
レン20gと3,4−ジtert−ブトキシスチレン2
0gとを混合した溶液を添加し、1時間撹拌しながら重
合させた。この反応溶液は赤色を呈した。重合終了は反
応溶液にメタノールを添加して行った。
Synthesis Example 15 For polymerization, 700 ml of tetrahydrofuran as a solvent and 2 × 10 −3 mol of sec-butyllithium as an initiator were charged in a 2 L flask.
20 g of 4-tert-butoxystyrene and 3,4-ditert-butoxystyrene 2 were added to this mixed solution at -78 ° C.
A solution mixed with 0 g was added, and the mixture was polymerized while stirring for 1 hour. The reaction solution turned red. Polymerization was completed by adding methanol to the reaction solution.

【0109】次に、反応溶液をメタノール中に注ぎ、得
られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥したとこ
ろ、39gの白色重合体が得られた。得られた重合体
は、13C−NMRの結果より、3,4−ジtert−ブ
トキシスチレン50%、4−tert−ブトキシスチレ
ン50%からなるランダム共重合体であること、そし
て、膜浸透圧法により重量平均分子量が1.8×104
g/molであることがわかった。更に、GPC溶出曲
線より分子量分布の点で非常に単分散性(Mw/Mn=
1.15)の高い重合体であることが確認できた。
Next, the reaction solution was poured into methanol to precipitate the obtained polymer, which was then separated and dried to obtain 39 g of a white polymer. According to the result of 13 C-NMR, the obtained polymer was a random copolymer composed of 50% 3,4-ditert-butoxystyrene and 50% 4-tert-butoxystyrene, and a membrane osmometry method. Has a weight average molecular weight of 1.8 × 10 4.
It was found to be g / mol. Furthermore, from the GPC elution curve, the molecular weight distribution is very monodisperse (Mw / Mn =
It was confirmed that the polymer was high in 1.15).

【0110】上記3,4−ジtert−ブトキシスチレ
ンと4−tert−ブトキシスチレンとのランダム共重
合体20gをアセトン300mlに溶解し、60℃で少
量の濃塩酸を加えて6時間撹拌後、水に注ぎポリマ−を
沈澱させ、洗浄・乾燥したところ、16gのポリマーが
得られた。得られたポリマーの重量平均分子量は1.3
×104g/molであった。GPC溶出曲線は図2に
示す通りであり、非常に単分散性の高い重合体であるこ
とが確認された。
20 g of the random copolymer of 3,4-ditert-butoxystyrene and 4-tert-butoxystyrene described above was dissolved in 300 ml of acetone, and a small amount of concentrated hydrochloric acid was added at 60 ° C., and the mixture was stirred for 6 hours. Then, the polymer was precipitated, washed and dried to obtain 16 g of a polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 1.3.
It was × 10 4 g / mol. The GPC elution curve is as shown in FIG. 2, and it was confirmed that the polymer was a highly monodisperse polymer.

【0111】また、1H−NMRからtert−ブチル
基に由来するピークが観測されないことから、得られた
ポリマーが分子量分布の狭い3,4−ジヒドロキシスチ
レンと4−ヒドロキシスチレンとの共重合体であること
が確認された。
Since no peak derived from the tert-butyl group was observed from 1 H-NMR, the obtained polymer was a copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene having a narrow molecular weight distribution. It was confirmed that there is.

【0112】上記3,4−ジヒドロキシスチレンと4−
ヒドロキシスチレンとのランダム共重合体50gをテト
ラヒドロフラン500mlに溶解させ、触媒量のp−ト
ルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながら
エチルビニルエーテル27gを添加した。1時間反応さ
せた後、濃アンモニア水により中和し、水10Lにこの
中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。こ
れを濾過後、アセトン500mlに溶解させ、水10L
に滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマー
は、13C−NMRから3,4−ジヒドロキシスチレンと
4−ヒドロキシスチレンとのランダム共重合体の水酸基
の水素原子が24%エトキシエチル化されたことが確認
された。
The above 3,4-dihydroxystyrene and 4-
50 g of a random copolymer with hydroxystyrene was dissolved in 500 ml of tetrahydrofuran, and after adding a catalytic amount of p-toluenesulfonic acid, 27 g of ethyl vinyl ether was added with stirring at 20 ° C. After reacting for 1 hour, the mixture was neutralized with concentrated aqueous ammonia, and the neutralization reaction solution was added dropwise to 10 L of water to obtain a white solid. After filtering this, dissolve it in 500 ml of acetone and add 10 L of water.
Was dropped, filtered, and dried in vacuum. It was confirmed by 13 C-NMR that the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of the random copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene of the obtained polymer were 24% ethoxyethylated.

【0113】更に、得られた部分エトキシエチル化3,
4−ジヒドロキシスチレンと4−ヒドロキシスチレンと
のランダム共重合体50gをピリジン500mlに溶解
させ、45℃で撹拌しながら二炭酸ジtert−ブチル
8gを添加した。1時間反応させた後、水3Lに反応液
を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、アセトン50mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾
過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマ
ーはPolym15で示される構造を有し、1H−NM
Rから3,4−ジヒドロキシスチレンと4−ヒドロキシ
スチレンとのランダム共重合体の水酸基の水素原子のエ
トキシエチル化率は24%、tert−BOC化率は1
1%であり、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布
(Mw/Mn)は表1に示す通りであった。
Further, the partial ethoxyethylation obtained 3,
50 g of a random copolymer of 4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene was dissolved in 500 ml of pyridine, and 8 g of ditert-butyl dicarbonate was added while stirring at 45 ° C. After reacting for 1 hour, the reaction solution was added dropwise to 3 L of water to obtain a white solid. This was filtered, dissolved in 50 ml of acetone, added dropwise to 2 L of water, filtered, and vacuum dried to obtain a polymer. The obtained polymer has a structure represented by Polym 15 and has a structure of 1 H-NM
From R, the ethoxyethylation rate of the hydrogen atom of the hydroxyl group of the random copolymer of 3,4-dihydroxystyrene and 4-hydroxystyrene is 24% and the tert-BOC conversion rate is 1.
It was 1%, and the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) were as shown in Table 1.

【0114】〔合成例16〜22〕下記に示すような種
類のモノマーを使用する以外は合成例14又は合成例1
5と同様の方法により、Polym16〜22を得た。合成例16 3,4−ジエトキシエトキシスチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例17 2,3,4−トリtert−ブトキシカルボニルオキシ
スチレン 2,3,4−トリヒドロキシスチレン合成例18 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
スチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン合成例19 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 4−ヒドロキシスチレン 4−エトキシエトキシスチレン合成例20 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−エトキシエトキシスチレン合成例21 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
スチレン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−ジエトキシプロポキシスチレン合成例22 3,4−ジtert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン 3,4−ジヒドロキシスチレン 3,4−ジn−ブトキシエトキシスチレン
[Synthesis Examples 16 to 22] Synthesis Example 14 or Synthesis Example 1 except that the following types of monomers are used.
Polym 16 to 22 were obtained in the same manner as in 5. Synthesis Example 16 3,4-diethoxyethoxystyrene 3,4-dihydroxystyrene Synthesis Example 17 2,3,4-tritert-butoxycarbonyloxystyrene 2,3,4-trihydroxystyrene Synthesis Example 18 3,4-di tert-Butoxycarbonylmethyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene Synthesis Example 19 3,4-di tert-butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 4-hydroxystyrene 4-ethoxyethoxystyrene Synthesis Example 20 3,4-di tert-Butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-ethoxyethoxystyrene Synthesis Example 21 3,4-ditert-butoxycarbonylmethyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-diethoxypropoxy Styrene Synthesis Example 22 3,4-ditert-butoxycarbonyloxystyrene 3,4-dihydroxystyrene 3,4-di-n-butoxyethoxystyrene

【0115】[0115]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0116】[0116]

【化27】 [Chemical 27]

【0117】[0117]

【化28】 [Chemical 28]

【0118】[0118]

【化29】 [Chemical 29]

【0119】[0119]

【化30】 Embedded image

【0120】[0120]

【表1】 [Table 1]

【0121】〔実施例、比較例〕上記合成例で得られた
ポリマー1(Polym1)からポリマー22(Pol
ym22)をベース樹脂として使用し、下記式(PAG
1)から(PAG10)で示される酸発生剤と下記式
(DRR1)から(DRR14)及び(DRR1’)か
ら(DRR8’)で示される溶解制御剤を表2に示す組
成でジエチレングリコールジメチルエーテル(DGL
M)又は1−エトキシ−2−プロパノール(EIP
A)、メチル−2−n−アミルケトン(MAK)、プロ
ピレングリコールモノメチルアセテート(PGMM
A)、プロピレングリコールモノエチルアセテート(P
GMEA)又は乳酸エチル(EL)/ブチルアセテート
(BA)に溶解してレジスト材料を調合し、更に各組成
物0.2μmのテフロン製フィルターで濾過することに
より、レジスト液をそれぞれ調製した。
Examples and Comparative Examples Polymer 1 (Polym1) obtained in the above synthesis example to polymer 22 (Poly)
ym22) is used as a base resin and the following formula (PAG
1) to (PAG10) and the following formulas (DRR1) to (DRR14) and (DRR1 ′) to (DRR8 ′) dissolution control agents having the composition shown in Table 2 and diethylene glycol dimethyl ether (DGL).
M) or 1-ethoxy-2-propanol (EIP
A), methyl-2-n-amyl ketone (MAK), propylene glycol monomethyl acetate (PGMM
A), propylene glycol monoethyl acetate (P
GMEA) or ethyl lactate (EL) / butyl acetate (BA) was dissolved to prepare a resist material, and each composition was filtered with a 0.2 μm Teflon filter to prepare a resist solution.

【0122】また、比較のため、表5に示すように下記
示性式(Polym23)で示されるポリマーをベース
樹脂として使用して上記と同様にレジスト液を調製し
た。
For comparison, a resist solution was prepared in the same manner as above using a polymer represented by the following rational formula (Polym23) as a base resin as shown in Table 5.

【0123】得られたレジスト液をシリコンウェハー上
へスピンコーティングし、0.8μmの厚さに塗布し
た。次いで、このシリコンウェハーをホットプレートを
用いて100℃で120秒間ベークした。これをエキシ
マレーザーステッパー(ニコン社、NSR−2005E
X8A,NA=0.5)を用いて露光し、90℃で60
秒間ベークを施し、2.38%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシドの水溶液で現像を行うと、ポジ型のパ
ターンを得ることができた。得られたレジストパターン
を次のように評価した。結果を表2〜4に示す。評価方法 :まず、感度(Eth)を求めた。次に0.3
5μmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光
量を最適露光量(Eop)として、この露光量における
分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レ
ジストの解像度とした。解像したレジストパターンの形
状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。また、0.
25μmラインアンドスペースの凹凸(エッジラフネ
ス)を走査型電子顕微鏡にて測定した。
The resist solution thus obtained was spin-coated on a silicon wafer to a thickness of 0.8 μm. Then, this silicon wafer was baked at 100 ° C. for 120 seconds using a hot plate. This is an excimer laser stepper (Nikon, NSR-2005E
X8A, NA = 0.5) and exposed at 90 ° C. for 60
After baking for 2 seconds and development with an aqueous solution of 2.38% tetramethylammonium hydroxide, a positive pattern could be obtained. The obtained resist pattern was evaluated as follows. The results are shown in Tables 2-4. Evaluation method : First, the sensitivity (Eth) was determined. Then 0.3
The exposure amount for resolving a 5 μm line and space at a ratio of 1: 1 was taken as the optimum exposure amount (Eop), and the minimum line width of the separated line and space in this exposure amount was taken as the resolution of the evaluation resist. The shape of the resolved resist pattern was observed using a scanning electron microscope. Also, 0.
The roughness of 25 μm line and space (edge roughness) was measured with a scanning electron microscope.

【0124】本発明の化学増幅型ポジ型レジスト材料
は、良好な感度、高い解像力を有すること、またパター
ン形状が良好で寸法制御性に優れ、プラズマエッチング
耐性、レジストパターンの耐熱性にも優れていることが
確認された。
The chemically amplified positive resist composition of the present invention has good sensitivity and high resolution, has a good pattern shape and excellent dimensional controllability, is excellent in plasma etching resistance and resist pattern heat resistance. Was confirmed.

【0125】[0125]

【化31】 [Chemical 31]

【0126】[0126]

【化32】 Embedded image

【0127】[0127]

【化33】 [Chemical 33]

【0128】[0128]

【化34】 Embedded image

【0129】[0129]

【化35】 Embedded image

【0130】[0130]

【化36】 Embedded image

【0131】[0131]

【化37】 Embedded image

【0132】[0132]

【化38】 [Chemical 38]

【0133】[0133]

【表2】 [Table 2]

【0134】[0134]

【表3】 [Table 3]

【0135】[0135]

【表4】 [Table 4]

【0136】[0136]

【表5】 [Table 5]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】合成例14で得られた高分子物質のGPC溶出
曲線を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a GPC elution curve of a polymer substance obtained in Synthesis Example 14.

【図2】合成例15で得られた高分子物質GPC溶出曲
線を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a GPC elution curve of a polymer substance obtained in Synthesis Example 15.

フロントページの続き (72)発明者 石原 俊信 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内Front page continuation (72) Inventor Toshinobu Ishihara 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される1種又は2
種以上の繰り返し単位を有し、重量平均分子量が3,0
00〜300,000であることを特徴とする高分子化
合物。 【化1】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原
子又は酸不安定基で、少なくとも1つは水素原子、少な
くとも1つは酸不安定基である。nは2又は3であ
る。)
1. One or two represented by the following general formula (1):
Having at least one repeating unit and having a weight average molecular weight of 3,0
A high molecular compound, which is from 00 to 300,000. Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an acid labile group, at least one is a hydrogen atom and at least one is an acid labile group. N is 2 or 3 is there.)
【請求項2】 下記一般式(2)で示され、重量平均分
子量が3,000〜300,000であることを特徴と
する高分子化合物。 【化2】
2. A polymer compound represented by the following general formula (2), which has a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000. Embedded image
【請求項3】 下記一般式(3)で示され、重量平均分
子量が3,000〜300,000であることを特徴と
する高分子化合物。 【化3】 (但し、式中R1、R3、R4、R5は上記と同様の意味を
示し、R7は酸不安定基を示す。また、各単位はそれぞ
れ1種で構成されていても、2種以上で構成されていて
もよい。n、mは上記と同様の意味を示し、t、qは正
数、r、sは0又は正数であり、0<(t+q)/(t
+q+r+s)≦0.7を満足する。t+q+r+sは
上記重量平均分子量とする数である。)
3. A polymer compound represented by the following general formula (3), which has a weight average molecular weight of 3,000 to 300,000. Embedded image (However, in the formula, R 1 , R 3 , R 4 , and R 5 have the same meanings as described above, and R 7 represents an acid labile group. Further, even if each unit is composed of one kind, It may be composed of two or more kinds, n and m have the same meanings as described above, t and q are positive numbers, r and s are 0 or positive numbers, and 0 <(t + q) / (t
+ Q + r + s) ≦ 0.7 is satisfied. t + q + r + s is a number which is the above weight average molecular weight. )
【請求項4】 分子量分布が1.0〜1.5の単分散ポ
リマーである請求項1、2又は3記載の高分子化合物。
4. The polymer compound according to claim 1, which is a monodisperse polymer having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.5.
【請求項5】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
5. A chemically amplified positive electrode comprising (A) an organic solvent (B) as a base resin, and (C) an acid generator as a polymer compound according to any one of claims 1 to 4. Type resist material.
【請求項6】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
6. The polymer compound according to claim 1, which is (A) an organic solvent (B) a base resin, (C) an acid generator (D) a dissolution controller, and a weight average molecular weight of 100 to 100. 1,
000 and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted with an acid labile group in an average of 10 to 100% as a whole. Characteristic chemically amplified positive resist material.
【請求項7】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (E)溶解制御剤として重量平均分子量が1,000を
超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を
酸不安定基により全体として平均0%を超え60%以下
の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
7. The polymer compound according to any one of claims 1 to 4, which is (A) an organic solvent (B) a base resin, (C) an acid generator, and (E) a dissolution controller having a weight average molecular weight of 1, Of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule of more than 000 and 3,000 or less, and partially substituting the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group with an acid labile group as a whole at an average of more than 0% and not more than 60%. A chemically amplified positive resist composition containing:
【請求項8】 (A)有機溶剤 (B)ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1項
記載の高分子化合物 (C)酸発生剤 (D)溶解制御剤として重量平均分子量が100〜1,
000で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上
有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均10〜100%の割合で置
換した化合物 (E)別の溶解制御剤として重量平均分子量が1,00
0を超え3,000以下で、かつ分子内にフェノール性
水酸基を有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0%を超え60%
以下の割合で部分置換した化合物 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
8. The polymer compound according to any one of claims 1 to 4 as (A) organic solvent (B) base resin, (C) acid generator (D) as a dissolution control agent, and a weight average molecular weight of 100 to 1,
, And a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid labile group at an average rate of 10 to 100% as a whole (E) The weight average molecular weight of the agent is 100
More than 0 and 3,000 or less, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group in the molecule is more than 0% and 60% on average as a whole due to the acid labile group.
A chemically amplified positive resist material containing a compound partially substituted in the following proportions.
【請求項9】 (D)成分の溶解制御剤が下記式(4)
〜(14)で示されるフェノール性水酸基を有する化合
物から選ばれる1種又は2種以上の化合物の該フェノー
ル性水酸基の水素原子を酸不安定基により置換したもの
である請求項6又は8記載の化学増幅ポジ型レジスト材
料。 【化4】 【化5】 【化6】 (但し、式中R8、R9はそれぞれ水素原子又は炭素数1
〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基
であり、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は
分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(R
14z−COOHであり、R11、R12はそれぞれ炭素数
1〜10のアルキレン基、アリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R13は炭素
数1〜8のアルキル基、アルケニル基、水素原子、それ
ぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であ
り、R14は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキ
レン基である。また、hは0〜3の整数であり、zは0
又は1である。x、y、x’、y’、x’’、y’’は
それぞれx+y=8、x’+y’=5、x’’+y’’
=4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つ
の水酸基を有するような数である。)
9. The dissolution control agent of the component (D) has the following formula (4):
9. The hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of one or more compounds selected from the compounds having a phenolic hydroxyl group represented by (14) to (14) is substituted with an acid labile group. Chemically amplified positive resist material. [Chemical 4] Embedded image [Chemical 6] (However, in the formula, R 8 and R 9 are each a hydrogen atom or a carbon number 1
Is a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 8 to 8 carbon atoms, and R 10 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R
14 ) z- COOH, R 11 and R 12 are each an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, and R 13 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. , An alkenyl group, a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group, and R 14 is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Further, h is an integer of 0 to 3, and z is 0.
Or 1. x, y, x ', y', x ", and y" are x + y = 8, x '+ y' = 5, x "+ y", respectively.
= 4 and has at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. )
【請求項10】 (E)成分の溶解制御剤が下記式(1
5)で示される繰り返し単位を有する化合物から選ばれ
る1種又は2種以上の化合物である請求項7又は8記載
の化学増幅ポジ型レジスト材料。 【化7】 (但し、式中Rは酸不安定基を示し、b、cはそれぞれ
0<b/(b+c)≦0.6を満足する数である。)
10. The dissolution control agent of component (E) is represented by the following formula (1)
The chemically amplified positive resist composition according to claim 7 or 8, which is one or more compounds selected from the compounds having the repeating unit represented by 5). [Chemical 7] (However, in the formula, R represents an acid labile group, and b and c are numbers satisfying 0 <b / (b + c) ≦ 0.6, respectively.)
【請求項11】 更に、(F)添加剤として塩基性化合
物を配合したことを特徴とする請求項5乃至10のいず
れか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
11. The chemically amplified positive resist composition according to claim 5, further comprising a basic compound as an additive (F).
【請求項12】 (C)成分の酸発生剤がオニウム塩で
ある請求項5乃至11のいずれか1項記載の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料。
12. The chemically amplified positive type resist material according to claim 5, wherein the acid generator as the component (C) is an onium salt.
JP09020396A 1995-04-12 1996-03-19 Polymer compound and chemically amplified positive resist material Expired - Fee Related JP3173368B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09020396A JP3173368B2 (en) 1995-04-12 1996-03-19 Polymer compound and chemically amplified positive resist material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-111189 1995-04-12
JP11118995 1995-04-12
JP09020396A JP3173368B2 (en) 1995-04-12 1996-03-19 Polymer compound and chemically amplified positive resist material

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000389784A Division JP2001206917A (en) 1995-04-12 2000-12-22 Polymer compound and chemically amplified positive resist material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08337616A true JPH08337616A (en) 1996-12-24
JP3173368B2 JP3173368B2 (en) 2001-06-04

Family

ID=26431701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09020396A Expired - Fee Related JP3173368B2 (en) 1995-04-12 1996-03-19 Polymer compound and chemically amplified positive resist material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3173368B2 (en)

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10186665A (en) * 1996-06-11 1998-07-14 Shipley Co Llc Photoresist composition comprising novel copolymer and copolymer resin binder component
WO1999004319A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved dissolution inhibition resists for microlithography
JPH1172920A (en) * 1997-08-27 1999-03-16 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition
EP0908473A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Styrene polymers, chemically-amplified positive resist compositions, their preparation and use in a patterning process
EP0908783A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist compositions, their preparation and use for patterning processes
JP2000284483A (en) * 1999-01-12 2000-10-13 Shipley Co Llc Hydroxyphenyl copolymers and photoresists containing them
US6168900B1 (en) 1997-03-13 2001-01-02 Nec Corporation Chemically amplified resist
US6475706B1 (en) 1999-03-12 2002-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern formation method
JP2005234584A (en) * 2004-02-22 2005-09-02 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Photoresist composition
JP2005344009A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer compound for resist material, method for producing the same, and chemically amplified positive resist material
JP2006058739A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Protective film forming material for resist layer used for electron beam or EUV lithography, laminate, and resist pattern forming method
JP2006330367A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Jsr Corp Method for producing positive-type radiation-sensitive resin composition, transfer film, and plated model
WO2006134806A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern
JP2007171649A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method using the same
US7851129B2 (en) 2004-10-29 2010-12-14 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition, resist pattern forming method and compound
US7862981B2 (en) 2005-06-17 2011-01-04 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound, positive resist composition and method of forming resist pattern
US7897319B2 (en) 2004-07-28 2011-03-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern
US7901865B2 (en) 2004-09-08 2011-03-08 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and process for formation of resist patterns
US7923192B2 (en) 2004-02-20 2011-04-12 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Base material for pattern-forming material, positive resist composition and method of resist pattern formation
JP2012088449A (en) * 2010-10-18 2012-05-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method for forming resist pattern
US8206887B2 (en) 2005-05-17 2012-06-26 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and resist pattern forming method
US8389197B2 (en) 2005-07-05 2013-03-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound, positive resist composition and resist pattern forming method
JP2013534544A (en) * 2010-05-31 2013-09-05 株式会社ブリヂストン Hydroxyl-containing methylstyrene and polymer incorporating the hydroxyl-containing methylstyrene
JP2014006403A (en) * 2012-06-25 2014-01-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Positive resist material and pattern forming method
WO2018061944A1 (en) 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Active light sensitive or radiation sensitive resin composition, pattern forming method and method for producing electronic device
JP2018072643A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 富士フイルム株式会社 Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern forming method, electronic device manufacturing method, and resin manufacturing method
JP2019147857A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 国立大学法人 東京大学 Adhesive composition containing copolymer having gallol group-like side chain
WO2022070997A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 富士フイルム株式会社 Active ray sensitive or radiation sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, and electronic device manufacturing method
US11327399B2 (en) 2017-06-06 2022-05-10 Sumitomo Chemical Company, Limited Photoresist composition and process for producing photoresist pattern
JP2023146349A (en) * 2022-03-29 2023-10-12 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
WO2024166802A1 (en) * 2023-02-06 2024-08-15 富士フイルム株式会社 Actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive film, pattern formation method, electronic device manufacturing method, resin, and resin manufacturing method

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157208B2 (en) 2004-02-20 2007-01-02 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positive resist composition and pattern forming method using the same
EP1637927A1 (en) 2004-09-02 2006-03-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP4368282B2 (en) 2004-09-24 2009-11-18 富士フイルム株式会社 Positive resist composition and pattern forming method using the same
US7851130B2 (en) 2006-09-19 2010-12-14 Fujifilm Corporation Photosensitive composition, compound for use in the photosensitive composition, and pattern-forming method using the photosensitive composition
EP2450746A1 (en) 2007-08-10 2012-05-09 Fujifilm Corporation Positive resist composition and pattern forming method using the composition

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10186665A (en) * 1996-06-11 1998-07-14 Shipley Co Llc Photoresist composition comprising novel copolymer and copolymer resin binder component
US6168900B1 (en) 1997-03-13 2001-01-02 Nec Corporation Chemically amplified resist
WO1999004319A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved dissolution inhibition resists for microlithography
US6319648B1 (en) 1997-07-15 2001-11-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dissolution inhibition resists for microlithography
JPH1172920A (en) * 1997-08-27 1999-03-16 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition
EP0908473A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Styrene polymers, chemically-amplified positive resist compositions, their preparation and use in a patterning process
EP0908783A1 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist compositions, their preparation and use for patterning processes
JP2000284483A (en) * 1999-01-12 2000-10-13 Shipley Co Llc Hydroxyphenyl copolymers and photoresists containing them
US6475706B1 (en) 1999-03-12 2002-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern formation method
US7923192B2 (en) 2004-02-20 2011-04-12 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Base material for pattern-forming material, positive resist composition and method of resist pattern formation
JP2005234584A (en) * 2004-02-22 2005-09-02 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Photoresist composition
JP2005344009A (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer compound for resist material, method for producing the same, and chemically amplified positive resist material
US7897319B2 (en) 2004-07-28 2011-03-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern
JP2006058739A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Protective film forming material for resist layer used for electron beam or EUV lithography, laminate, and resist pattern forming method
US7901865B2 (en) 2004-09-08 2011-03-08 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and process for formation of resist patterns
US7851129B2 (en) 2004-10-29 2010-12-14 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition, resist pattern forming method and compound
US8206887B2 (en) 2005-05-17 2012-06-26 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and resist pattern forming method
JP2006330367A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Jsr Corp Method for producing positive-type radiation-sensitive resin composition, transfer film, and plated model
JP2006349911A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and resist pattern forming method
WO2006134806A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern
US7862981B2 (en) 2005-06-17 2011-01-04 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound, positive resist composition and method of forming resist pattern
US8389197B2 (en) 2005-07-05 2013-03-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Compound, positive resist composition and resist pattern forming method
JP2007171649A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern forming method using the same
JP2017095710A (en) * 2010-05-31 2017-06-01 株式会社ブリヂストン Hydroxyl group-containing methylstyrene and polymer incorporating the hydroxyl group-containing methylstyrene
JP2013534544A (en) * 2010-05-31 2013-09-05 株式会社ブリヂストン Hydroxyl-containing methylstyrene and polymer incorporating the hydroxyl-containing methylstyrene
JP2016074909A (en) * 2010-05-31 2016-05-12 株式会社ブリヂストン Hydroxyl group-containing methyl styrene, and polymer incorporating thereof
JP2012088449A (en) * 2010-10-18 2012-05-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition and method for forming resist pattern
JP2014006403A (en) * 2012-06-25 2014-01-16 Shin Etsu Chem Co Ltd Positive resist material and pattern forming method
WO2018061944A1 (en) 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Active light sensitive or radiation sensitive resin composition, pattern forming method and method for producing electronic device
US11640113B2 (en) 2016-09-29 2023-05-02 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern forming method, and method of manufacturing electronic device
JP2018072643A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 富士フイルム株式会社 Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern forming method, electronic device manufacturing method, and resin manufacturing method
TWI741042B (en) * 2016-10-31 2021-10-01 日商富士軟片股份有限公司 Sensitizing radiation-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern formation method, electronic device manufacturing method, and resin manufacturing method
US11327399B2 (en) 2017-06-06 2022-05-10 Sumitomo Chemical Company, Limited Photoresist composition and process for producing photoresist pattern
JP2019147857A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 国立大学法人 東京大学 Adhesive composition containing copolymer having gallol group-like side chain
WO2022070997A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 富士フイルム株式会社 Active ray sensitive or radiation sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, and electronic device manufacturing method
JPWO2022070997A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07
JP2023146349A (en) * 2022-03-29 2023-10-12 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
JP2024024636A (en) * 2022-03-29 2024-02-22 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
WO2024166802A1 (en) * 2023-02-06 2024-08-15 富士フイルム株式会社 Actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive film, pattern formation method, electronic device manufacturing method, resin, and resin manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3173368B2 (en) 2001-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3173368B2 (en) Polymer compound and chemically amplified positive resist material
KR100293130B1 (en) Polymer compound and chemically amplified positive resist material
KR100231242B1 (en) Chemically amplified positive resist composition
JP3239772B2 (en) Chemically amplified positive resist material
KR100523769B1 (en) Polymer Compounds, Chemically Amplified Positive Resist Materials and Patterning Method
JP3755571B2 (en) Chemically amplified positive resist material and pattern forming method
JP3052815B2 (en) Chemically amplified positive resist material
JP3956088B2 (en) Chemically amplified positive resist material
JP3570477B2 (en) High molecular compound and chemically amplified positive resist material
TW528932B (en) Polymers and chemically amplified positive resist compositions
JP3360267B2 (en) Chemically amplified positive resist material and pattern forming method
KR100549160B1 (en) Polymer compound, chemically amplified resist material and pattern formation method
WO1997027515A1 (en) Resist composition
JP3804756B2 (en) Polymer compound, chemically amplified resist material, and pattern forming method
KR100411549B1 (en) Partially hydrogenated polymer compound and chemically amplified positive resist composition
KR20020096666A (en) Photoresist Monomer Containing Fluorine-Substituted Benzylcarboxylate Group and Photoresist Polymer Comprising the same
JP2001206917A (en) Polymer compound and chemically amplified positive resist material
KR100504644B1 (en) Positive Resist Materials
JP3433564B2 (en) Polymer compound and chemically amplified positive resist composition
JP2001133979A (en) Polymer compound, chemically amplified resist material and pattern forming method
JP2000347412A (en) Resist material and pattern forming method
TW538312B (en) Chemical amplification, positive resist compositions
JPH11236416A (en) Polystyrene-based polymer compound, chemically amplified positive resist material, and pattern forming method
JPH10268508A (en) Partially hydrogenated polymer compound and chemically amplified positive resist material
KR20010050179A (en) Polymers, Chemical Amplification Resist Compositions and Patterning Process

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140330

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees