特許 6018504 アクリルアミド誘導体、高分子化合物およびフォトレジスト組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018504

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】アクリルアミド誘導体、高分子化合物およびフォトレジスト組成物

(51)【国際特許分類】

   C08F 20/58 20060101AFI20161020BHJP

   C07D 327/04 20060101ALI20161020BHJP

   C07D 307/93 20060101ALI20161020BHJP

   C07D 493/18 20060101ALI20161020BHJP

   C07D 497/18 20060101ALI20161020BHJP

   G03F 7/004 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   C08F20/58

   C07D327/04

   C07D307/93

   C07D493/18

   C07D497/18

   G03F7/004

【請求項の数】6

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2012-536285(P2012-536285)

(86)(22)【出願日】2011年8月25日

(86)【国際出願番号】JP2011069213

(87)【国際公開番号】WO2012043102

(87)【国際公開日】20120405

【審査請求日】2014年3月19日

(31)【優先権主張番号】特願2010-220054(P2010-220054)

(32)【優先日】2010年9月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001085

【氏名又は名称】株式会社クラレ

(74)【代理人】

【識別番号】100078732

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 保

(74)【代理人】

【識別番号】100089185

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 誠

(72)【発明者】

【氏名】荒谷 一弘

(72)【発明者】

【氏名】福本 隆司

【審査官】 久保田 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５６０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１４１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２７５２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｆ ２０／００−２０／７０

ＣＡｐｌｕｓ（ＳＴＮ）

ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式（１）

【化1】

｛式中、Ｒ^１は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。Ｗは、炭素数１〜１０のアルキレン基または炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表す。Ｒ^２は、下記一般式（２）

【化2】

（式中、Ｘは、酸素原子、または＞Ｎ−Ｒ^３を表し、Ｒ^３は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｙは、＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）ｎを表し、ｎは、２を表す。但し、Ｘが酸素原子であり、且つＹが＞Ｓ（＝Ｏ）ｎである場合を除く。）で表される環形成原子数３〜２０の環状基を示す。但し、一般式（２）中、Ｘが酸素原子、且つＹが＞Ｃ＝Ｏを表す場合には、前記Ｒ^２は環形成原子数６の環状基を示す。｝
で表されるアクリルアミド誘導体。

【請求項2】

下記一般式（３）

【化3】

（式中、Ｒ^１およびＷは、請求項１に記載の通りである。Ｘは、酸素原子、または＞Ｎ−Ｒ^３を表し、Ｒ^３は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｙは、＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）ｎを表し、ｎは、２を表す。但し、Ｘが酸素原子であり、且つＹが＞Ｓ（＝Ｏ）ｎである場合を除く。
Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。Ｒ^７は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ^ａを表し、Ｒ^ａは、炭素数１〜３のアルキル基を表す。Ｚは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表す。波線は、Ｒ^６とＲ^７のいずれがエンドまたはエキソであってもよいことを表す。但し、Ｘが酸素原子、且つＹが＞Ｃ＝Ｏを表す場合には、Ｚは酸素原子または硫黄原子を表す。）
で表される、アクリルアミド誘導体。

【請求項3】

下記一般式（１）

【化4】

｛式中、Ｒ^１は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。Ｗは、炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表す。Ｒ^２は、下記一般式（２）

【化5】

（式中、Ｘは、酸素原子、または＞Ｎ−Ｒ^３を表し、Ｒ^３は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｙは、＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）ｎを表し、ｎは、２を表す。）で表される環形成原子数３〜２０の環状基を示す。｝
で表されるアクリルアミド誘導体。

【請求項4】

前記アクリルアミド誘導体が、下記一般式（３）

【化6】

（式中、Ｒ^１、Ｗ、ＸおよびＹは、請求項３に記載の通りである。Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。Ｒ^７は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ^ａを表し、Ｒ^ａは、炭素数１〜３のアルキル基を表す。Ｚは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表す。波線は、Ｒ^６とＲ^７のいずれがエンドまたはエキソであってもよいことを表す。）
で表される、請求項３に記載のアクリルアミド誘導体。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクリルアミド誘導体に基づく構成単位を含有する高分子化合物。

【請求項6】

請求項５に記載の高分子化合物、光酸発生剤および溶剤を含有するフォトレジスト組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクリルアミド誘導体、該アクリルアミド誘導体を含有する原料を重合することにより得られる高分子化合物、およびラインウィドゥスラフネス（ＬＷＲ）が改善されて高解像度のレジストパターンが形成されるフォトレジスト組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

リソグラフィー技術は、例えば基板上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程を有する。なお、露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型レジスト材料、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型レジスト材料という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化（高エネルギー化）が行われている。従来は、ｇ線、ｉ線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーより短波長（高エネルギー）のＦ₂エキシマレーザー、電子線、ＥＵＶ（極紫外線）やＸ線などを用いたリソグラフィーについても検討されている。

【0003】

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
例えばポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分（ベース樹脂）と、酸発生剤成分とを含有するレジスト組成物が一般的に用いられている。該レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤成分から酸が発生し、該酸の作用により樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。

【0004】

現在、ＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、１９３ｎｍ付近における透明性に優れることから、（メタ）アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂、いわゆるアクリル系樹脂が、フォトレジスト組成物の１成分である高分子化合物として一般的に用いられている。該高分子化合物の中でも、ノルボルナンラクトンを有する構成単位を含有する高分子化合物を用いることにより、エッチング耐性が高く、且つ基板密着性の向上したフォトレジスト組成物が得られることが知られている（特許文献１参照）。また、フォトレジスト組成物用の高分子化合物としては、アクリロイルオキシ基から連結基を介してノルボルナンラクトン骨格やノルボルナンスルトン骨格を有する構成単位を含む高分子化合物なども提案されている（特許文献２および３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−２６４４６号公報

【特許文献2】特開２００１−１８８３４６号公報

【特許文献3】国際公開第２０１０／００１９１３号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述の通り、近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでおり、解像性、ラインウィドゥスラフネス（ＬＷＲ）等の種々のリソグラフィー特性およびパターン形状がこれまで以上に改善されるようなレジスト材料の開発が切望されている。そのため、フォトレジスト組成物に含有させる高分子化合物の構成単位となり得る新規なアクリル酸エステル誘導体の開発そのものが重要となっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フォトレジスト組成物に含有させる高分子化合物の構成単位となり得るアクリル酸アミド誘導体を提供すること、該アクリル酸アミド誘導体を含有する原料を重合することにより得られる高分子化合物を提供すること、および該高分子化合物を含有する、従来よりもＬＷＲが改善されて高解像度のレジストパターンが形成されたフォトレジスト組成物を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは鋭意検討した結果、特定構造のアクリルアミド誘導体を含有する原料を重合して得られる高分子化合物を用いたフォトレジスト組成物であれば、従来よりもＬＷＲが改善されて高解像度のレジストパターンが形成されることを見出した。

【0008】

即ち、本発明は、下記［１］〜［４］を提供するものである。
［１］下記一般式（１）

【化1】

｛式中、Ｒ¹は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。Ｗは、炭素数１〜１０のアルキレン基または炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表す。Ｒ²は、下記一般式（２）

【化2】

（式中、Ｘは、酸素原子、または＞Ｎ−Ｒ³を表し、Ｒ³は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｙは、＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）ｎを表し、ｎは、０〜２の整数を表す。）で表される環形成原子数３〜２０の環状基を示す。｝
で表されるアクリルアミド誘導体。

【0009】

［２］前記アクリルアミド誘導体が、下記一般式（３）

【化3】

（式中、Ｒ¹、Ｗ、ＸおよびＹは、前記定義の通りである。Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基またはエステル基を表す。Ｒ⁷は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ^aを表し、Ｒ^aは、炭素数１〜３のアルキル基を表す。Ｚは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表す。波線は、Ｒ⁶とＲ⁷のいずれがエンドまたはエキソであってもよいことを表す。）
で表される、上記［１］に記載のアクリルアミド誘導体。
［３］上記［１］または［２］に記載のアクリルアミド誘導体を含有する原料を重合して得られる高分子化合物。
［４］上記［３］に記載の高分子化合物、光酸発生剤および溶剤を含有するフォトレジスト組成物。

【発明の効果】

【0010】

本発明のアクリルアミド誘導体を含有する原料を重合して得られる高分子化合物を用いたフォトレジスト組成物によれば、ＬＷＲが改善され、高解像度のレジストパターンが形成される。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［アクリルアミド誘導体（１）］
ＬＷＲを改善するフォトレジスト組成物を得るためには、下記一般式（１）で示されるアクリルアミド誘導体（以下、アクリルアミド誘導体（１）と称する。）が有用である。
アクリルアミド誘導体（１）は、分子末端の特定の環状構造に加え、その環状構造がアミド結合を介して重合性基に結合していることに特徴がある。該アクリル酸アミド誘導体を含有する原料を重合して得られる高分子化合物を用いたフォトレジスト組成物であれば、従来よりもＬＷＲが改善されて高解像度のレジストパターンが形成される。本発明の効果の原因は明らかではないが、本発明のアクリルアミド誘導体（１）における末端の環状構造に含まれる極性基およびアミド結合が、光酸発生剤から発生した酸と相互作用することで、酸の拡散長が適度に短くなっているためではないかと推定される。

【0012】

【化4】

【0013】

Ｒ¹は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。これらの中でも、水素原子またはメチル基が好ましい。
Ｗは、炭素数１〜１０のアルキレン基または炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表す。該アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、トリメチレン基、ペンタメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基などが挙げられる。また、シクロアルキレン基としては、例えば、シクロペンタン−１，２−ジイル基、シクロヘキサン−１，２−ジイル基などが挙げられる。これらの中でも、Ｗとしては、炭素数１〜１０のアルキレン基が好ましく、炭素数１〜５のアルキレン基がより好ましく、炭素数１〜３のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基が特に好ましい。

【0014】

Ｒ²は、下記一般式（２）

【化5】

【0015】

で表される環形成原子数３〜２０の環状基を示す。
一般式（２）中のＸは、酸素原子、または＞Ｎ−Ｒ³を表す。該Ｒ³は、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｒ³が表す炭素数１〜５のアルキル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基などが挙げられ、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、分岐状の炭素数３または４のアルキル基がより好ましく、ｔ−ブチル基がさらに好ましい。また、Ｒ³としては、水素原子またはｔ−ブチル基が好ましい。
一般式（２）中のＹは、＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）_nを表し、ｎは０〜２の整数を表す。ｎは、１または２が好ましく、２がより好ましい。
一般式（２）において、ＸとＹの組み合わせに特に制限はなく、Ｘが酸素原子であるとき、Ｙは＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）_nのいずれでもよいし、Ｘが＞Ｎ−Ｒ³であるとき、Ｙは＞Ｃ＝Ｏまたは＞Ｓ（＝Ｏ）_nのいずれでもよい。なお、Ｘが酸素原子であり、かつＹが＞Ｓ（＝Ｏ）_nであると、ＬＷＲおよび解像度の改善効果が一層優れる。
ＬＷＲおよび解像度の観点から、一般式（２）で表される環形成原子数３〜２０の環状基は、ノルボルナン構造を含有することが好ましい。また、環形成原子数は５〜１０であることが好ましい。さらに、一般式（１）で示される本発明のアクリルアミド誘導体の中でも、下記一般式（３）で示されるアクリルアミド誘導体がより好ましい。

【0016】

【化6】

【0017】

前記一般式（３）中、Ｒ¹、Ｗ、Ｘ、Ｙおよび波線は前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。
Ｚは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｚとしては、ＬＷＲおよび解像度の観点から、メチレン基または酸素原子が好ましい。
Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。
炭素数１〜６のアルキル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
炭素数３〜６のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
炭素数１〜６のアルコキシ基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜３のアルコキシ基が好ましい。
以上の中でも、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰としては、好ましくはそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜３のアルキル基または炭素数１〜３のアルコキシ基であり、より好ましくはいずれも水素原子である。

【0018】

Ｒ⁷は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ^aを表し、Ｒ^aは、炭素数１〜３のアルキル基を表す。該炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基および炭素数１〜６のアルコキシ基としては、いずれも前記Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰の場合と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
また、Ｒ^aが表す炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。
なお、一般式（３）中の波線は、Ｒ⁶とＲ⁷のいずれがエンドまたはエキソであってもよいことを表す。特に、Ｒ⁷がエンドであることが好ましい。
アクリルアミド誘導体（１）の具体例を以下に示すが、特にこれらに限定されるものではない。

【0019】

【化7】

【0020】

【化8】

【0021】

【化9】

【0022】

【化10】

【0023】

【化11】

【0024】

（アクリルアミド誘導体（１）の製造方法）
本発明のアクリルアミド誘導体（１）の製造方法に特に制限はないが、例えば、以下に示すように、カルボン酸誘導体（以下、カルボン酸誘導体（４）と称する。）とアルコール誘導体（以下、アルコール誘導体（５）と称する。）とを反応させることにより製造することができる。
以下、まずＲ¹¹が水素原子の場合の反応について説明し、この反応を「反応（ａ）」と称する。

【0025】

【化12】

（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｗ、ＸおよびＹは、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。）

【0026】

カルボン酸誘導体（４）としては、Ｎ−アクリロイルグリシン、Ｎ−メタクリロイルグリシン、Ｎ−（２−トリフルオロメチルアクリロイル）グリシン、Ｎ−アクリロイル−β−アラニン、Ｎ−メタクリロイル−β−アラニンが上げられる。この中でも入手容易性の観点から、Ｎ−アクリロイルグリシン、Ｎ−メタクリロイルグリシンが好ましい。
カルボン酸誘導体（４）の使用量としては、アルコール誘導体（５）１モルに対して、好ましくは０．１〜５モル、より好ましくは０．８〜５モル、経済性および後処理の容易さの観点から、さらに好ましくは１〜３モルである。
アルコール誘導体（５）の入手方法に特に制限はなく、工業的に容易に入手することができるものもある。また、例えば、シクロペンタジエン、フランなどのジエン化合物と、アクリル酸クロリド、ビニルスルホン酸クロリドなどとの環化付加反応により得られるノルボルネン誘導体を加水分解処理した後、ｍ−クロロ過安息香酸などを用いた酸化反応に付することによって製造することも可能である。

【0027】

アルコール誘導体（５）の中で、例えば、下記一般式で示されるアルコール誘導体（以下、アルコール誘導体（６）と称する。）

【化13】

で表されるものに関しては、対応するジエンとジエノフィルとをディールス−アルダー反応させた付加体をもとに、必要に応じた中間体を経由、エポキシ化反応によって目的物を製造することもできるし、あるいは、エポキシ化反応によってエポキシ化合物を一度形成した後、該エポキシ化合物を塩基性物質などで処理することなどにより、目的物を製造することもできる。

【0028】

具体例として、アルコール誘導体（６）の構造式において、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰が水素原子で、且つＸが−Ｏ−、Ｙが＞Ｓ（＝Ｏ）₂、Ｚがメチレン基である５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトンについては、次のようにして製造することができる。シクロペンタジエンと系内で発生させたビニルスルホニルクロリドとをディールス−アルダー反応させて５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドを得、次いで水酸化ナトリウム水溶液を接触させることにより５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩とし、さらに過ギ酸によるエポキシ化反応に供し、得られたエポキシ化合物をカリウム−ｔ−ブトキシドなどの塩基性物質と反応させることにより、目的物を製造することができる（特開２０１０−８３８７３号公報参照）。
その他にも、アルコール誘導体（６）の構造式において、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰が水素原子で、且つＸが＞Ｎ−Ｒ³、該Ｒ³がｔ−ブチル基であり、Ｙが＞Ｃ＝Ｏ、Ｚがメチレン基であるものについては、次のようにして製造することができる。シクロペンタジエンと塩化アクリロイルをディールス−アルダー反応させ、得られた生成物にｔ−ブチルアミンを反応させることにより、Ｎ−ｔ−ブチルビシクロ［２．２．１］ヘプタ−５−エン−２−カルボキサミドを得る。これを、炭酸カリウム等の塩基性化合物の存在下にｍ−クロロ過安息香酸と接触させてエポキシ化反応を行うことにより、Ｎ−ｔ−ブチル−５，６−エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプタ−２−カルボキサミドを得る。該エポキシ化合物を、カリウム−ｔ−ブトキシドなどの塩基性物質と反応させることにより、目的物を製造することができる。
さらに、アルコール誘導体（６）の構造式において、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰が水素原子で、Ｘが−Ｏ−、Ｙが＞Ｃ＝Ｏ、Ｚがメチレン基であるものについては、「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｈ．Ｂ．Ｈｅｎｂｅｓｔら、ｐ．２２１−２２６（１９５９年）」に開示された方法により製造することができる。
以上の方法や公知の方法、さらには本明細書の合成例などを参照することにより、そのほかのアルコール誘導体（５）も製造することができる。

【0029】

反応（ａ）は、触媒の存在下または非存在下に実施できる。触媒としては、塩酸、硫酸などの鉱酸；メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの有機酸；三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、ジブチル錫ジラウレートなどのルイス酸などが挙げられる。これらの中でも、鉱酸、有機酸が好ましい。
反応速度の観点からは、触媒の存在下に実施することが好ましい。また、触媒は、１種を単独で使用してもよいし、酸と塩基を混合しない限りにおいて、２種以上を併用してもよい。
触媒の存在下に実施する場合、触媒の使用量は、アルコール誘導体（５）１モルに対して、好ましくは０．００１〜５モル、より好ましくは０．００５〜２モル、さらに好ましくは０．００５〜０．５モルである。

【0030】

反応（ａ）は、重合禁止剤の存在下または非存在下に実施できる。重合禁止剤に特に制限はなく、例えばヒドロキノン、メトキシフェノール、ベンゾキノン、トルキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコールなどのキノン系化合物；２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２−ｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノールなどのアルキルフェノール系化合物；フェノチアジンなどのアミン系化合物；２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、４−アセトアミド−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシルなどの２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル化合物などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、後述する溶媒を除いた反応混合物全体の質量に対して、好ましくは０．００１〜５質量％、より好ましくは０．００１〜１質量％、さらに好ましくは０．００５〜０．５質量％である。

【0031】

反応（ａ）は、溶媒の存在下または非存在下に実施することができる。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素；クロロベンゼン、フルオロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリル；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミドなどが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、アルコール誘導体（５）１質量部に対して好ましくは０．５〜１００質量部、後処理の容易さの観点から、より好ましくは０．５〜２０質量部である。

【0032】

反応（ａ）の反応温度は、使用するカルボン酸誘導体（４）、アルコール誘導体（５）、必要に応じて用いる触媒や溶媒の種類などによっても異なるが、好ましくは概ね−３０〜１２０℃、より好ましくは−１０〜６０℃である。
また、反応圧力に特に制限は無いが、製造コスト等の観点から、常圧以下であることが好ましい。
反応時間は、使用するカルボン酸誘導体（４）、アルコール誘導体（５）、必要に応じて用いる触媒や溶媒の種類などによっても異なるが、好ましくは概ね０．５時間〜４８時間、より好ましくは１時間〜２４時間である。
反応（ａ）の操作方法に特に制限はないが、反応中に副生する水を除去することで反応進行が早まることから、蒸留により水を留去しながら反応を行うか、脱水剤の存在下に反応を行うか、またはこれら２つの方法を併用することが好ましい。脱水剤としては、反応を阻害しない限り特に制限は無いが、無水硫酸ナトリウムや、無水硫酸マグネシウムなどの無機化合物や、無水酢酸などの酸無水物などが挙げられる。
また、各試薬の投入方法および順序には特に制限はなく、例えば、カルボン酸誘導体（４）およびアルコール誘導体（５）、並びに必要に応じて用いる触媒、溶媒および脱水剤などを全て反応器に投入してから攪拌することにより、反応（ａ）を実施することもできる。

【0033】

なお、前記一般式（４）中のＲ¹¹が水素原子の化合物をエステル化剤によってエステル化することにより、該カルボン酸誘導体（４）のカルボキシル基を活性化してから、アルコール誘導体（５）と反応させてもよい。以下、この反応を「反応（ｂ）」と称する。
エステル化剤としては、アセチルクロライド、ピバロイルクロライド、２，４，６−トリクロロベンゾイルクロライドなどのカルボン酸塩化物；メタンスルホニルクロライド、ｐ−トルエンスルホニルクロライド、トリフルオロメタンスルホニルクロライドなどのスルホン酸塩化物；ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩などのカルボジイミド類；Ｎ−ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）、１−ヒドロキシ−７−アザベンゾトリアゾール（ＨＯＡｔ）などのトリアゾール類；Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＨＯＳｕ）などのイミド類などが挙げられる。

【0034】

前記エステル化剤によって活性化された一般式（４）中のエステル基は、Ｒ¹¹が、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ¹²、−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｒ¹³、−Ｃ（＝ＮＲ¹⁴）−ＮＨＲ¹⁵、または下記一般式（７）で表される基に相当する。

【化14】

（式中、Ａは、炭素原子または窒素原子を表す。）

【0035】

前記Ｒ¹²は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基または置換若しくは無置換のフェニル基を表す。炭素数１〜６のアルキル基としては、前記Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰の場合と同じものが挙げられる。それらの中でも、メチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。炭素数３〜６のシクロアルキル基としては、前記Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰の場合と同じものが挙げられる。Ｒ¹²が表すフェニル基が有していてもよい置換基としては、例えば炭素数１〜６のアルキル基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子などが挙げられる。
Ｒ¹³は、置換若しくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基または置換若しくは無置換のフェニル基を表す。炭素数１〜６のアルキル基としては、前記Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰の場合と同じものが挙げられる。それらの中でも、メチル基が好ましい。Ｒ¹³が表すアルキル基が有してもよい置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子などが挙げられ、フッ素原子が好ましい。また、Ｒ¹³が表すフェニル基が有していてもよい置換基としては、例えばメチル基、エチル基などの炭素数１〜５のアルキル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。

【0036】

Ｒ¹⁴およびＲ¹⁵は、それぞれ独立して、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基またはジアルキルアミノアルキル基を表す。炭素数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、イソプロピル基がより好ましい。炭素数３〜１０のシクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基などが挙げられる。これらの中でも、炭素数５〜８のシクロアルキル基が好ましく、シクロヘキシル基がより好ましい。ジアルキルアミノアルキル基は、炭素数１〜５のアルキル基（好ましくはメチル基）が２つ置換したアミノ基を有する、炭素数１〜５（好ましくは炭素数３）のアルキル基である。
以上の中でも、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵としては、いずれも炭素数１〜５のアルキル基または炭素数５〜８のシクロアルキル基であることが好ましく、イソプロピル基またはシクロヘキシル基であることがより好ましい。
一般式（６）中、Ａは炭素原子または窒素原子を表す。

【0037】

Ｒ¹¹が水素原子のカルボン酸誘導体（４）とエステル化剤との反応条件については、公知の一般的条件を採用することができ、特に制限はない。かかるエステル化反応後、得られた反応混合液からエステル化されたカルボン酸誘導体（４）を精製することなくアルコール誘導体（５）との反応に用いてもよいし、精製してから用いてもよい。なお、操作の簡便性および製造コストの観点から、未精製のまま用いることが好ましい。

【0038】

反応（ｂ）は、触媒の存在下または非存在下に実施できる。触媒としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エンなどの第三級アミン；ピリジン、２−メチルピリジン、４−（ジメチルアミノ）ピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物などが挙げられる。これらの中でも、トリエチルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エンが好ましい。
反応速度の観点からは、触媒の存在下に実施することが好ましい。また、触媒は、１種を単独で使用してもよいし、酸と塩基を混合しない限りにおいて、２種以上を併用してもよい。
触媒の存在下に実施する場合、触媒の使用量は、アルコール誘導体（５）１モルに対して、好ましくは０．００１〜５モル、より好ましくは０．００５〜２モル、さらに好ましくは０．１〜２モルである。

【0039】

反応（ｂ）は、重合禁止剤の存在下または非存在下に実施できる。重合禁止剤については、前記した反応（ａ）の場合と同じものが挙げられる。重合禁止剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、後述する溶媒を除いた反応混合物全体の質量に対して、好ましくは０．００１〜５質量％、より好ましくは０．００１〜１質量％、さらに好ましくは０．００５〜０．５質量％である。

【0040】

反応（ｂ）は、溶媒の存在下または非存在下に実施することができる。溶媒としては、前記した反応（ａ）の場合と同じものが挙げられる。溶媒は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、アルコール誘導体（５）１質量部に対して好ましくは０．５〜１００質量部、後処理の容易さの観点から、より好ましくは０．５〜２０質量部である。

【0041】

反応（ｂ）の反応温度は、使用するカルボン酸誘導体（４）、アルコール誘導体（５）、必要に応じて用いる触媒や溶媒の種類などによっても異なるが、好ましくは概ね−３０〜１２０℃、より好ましくは−１０〜６０℃である。
また、反応圧力に特に制限は無いが、操作の簡便性から、常圧であることが好ましい。
反応時間は、使用するカルボン酸誘導体（４）、アルコール誘導体（５）、必要に応じて用いる触媒や溶媒の種類などによっても異なるが、好ましくは概ね０．５時間〜４８時間、より好ましくは１時間〜２４時間である。
反応（ｂ）は、カルボン酸誘導体（４）の安定性の観点から、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
反応（ｂ）の操作方法に特に制限はないが、例えば、不活性ガス雰囲気下、カルボン酸誘導体（４）、触媒および溶媒など仕込み、該混合物にアルコール誘導体（５）、溶媒を添加することにより、実施することができる。
反応（ｂ）は、水を添加することによって停止することができ、溶媒抽出の後、有機層を濃縮することによってアクリルアミド誘導体（１）を単離することができる。

【0042】

上記の反応（ａ）または（ｂ）で得られた反応混合物からのアクリルアミド誘導体（１）の分離および精製は、有機化合物の分離および精製に一般的に用いられる方法により行うことができる。
例えば、反応終了後、反応混合物に水を添加した後、有機溶媒で抽出し、得られた有機層を濃縮することによりアクリルアミド誘導体（１）を分離することができる。さらに、必要に応じて、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより、純度の高いアクリルアミド誘導体（１）を得ることができる。

【0043】

また、必要に応じて、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤の添加後にろ過、または「ゼータプラス（登録商標）」（商品名、住友スリーエム株式会社製）やプロテゴ（商品名、日本インテグリス株式会社製）やイオンクリーン（商品名、日本ポール株式会社製）などの金属除去フィルター処理することにより、得られたアクリルアミド誘導体（１）中の金属含量を低減することも可能である。

【0044】

［高分子化合物］
本発明のアクリルアミド誘導体（１）を単独で重合してなる重合体またはアクリルアミド誘導体（１）と他の重合性化合物とを共重合してなる共重合体は、フォトレジスト組成物用の高分子化合物として有用である。
本発明の高分子化合物は、アクリルアミド誘導体（１）に基づく構成単位を、０モル％を超え１００モル％含有し、ＬＷＲおよび解像度の観点からは、好ましくは１０〜８０モル％、より好ましくは２０〜７０モル％、さらに好ましくは３０〜７０モル％含有する。
アクリルアミド誘導体（１）と共重合させることができる他の重合性化合物（以下、共重合単量体と称する。）の具体例としては、例えば下記の化学式で示される化合物などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。

【0045】

【化15】

【0046】

上記式（Ｉ）〜（ＸＩＩ）中、Ｒ¹⁹は、水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ²⁰は、重合性基を表す。Ｒ²¹は、水素原子または−ＣＯＯＲ²²を表し、Ｒ²²は、炭素数１〜３のアルキル基を表す。また、Ｒ²³は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
共重合単量体において、Ｒ¹⁹およびＲ²²がそれぞれ独立して表す炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。Ｒ²³が表すアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ²⁰が表す重合性基としては、例えばアクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、クロトノイル基などが挙げられる。
以上の中でも、共重合単量体としては、好ましくは、上記式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）、（ＶＩＩ）、（ＸＩ）または（ＸＩＩ）で表される共重合単量体であり、より好ましくは、式（Ｉ）で表される共重合単量体と式（ＩＩ）で表される共重合単量体との併用である。

【0047】

（高分子化合物の製造方法）
高分子化合物は、常法に従って、ラジカル重合により製造することができる。特に、分子量分布が小さい高分子化合物を合成する方法としては、リビングラジカル重合などを挙げることができる。
一般的なラジカル重合方法は、必要に応じて１種以上のアクリル酸エステル誘導体（１）および必要に応じて１種以上の上記共重合単量体を、ラジカル重合開始剤および溶媒、並びに必要に応じて連鎖移動剤の存在下に重合させる。
ラジカル重合の実施方法には特に制限はなく、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法など、アクリル系樹脂を製造する際に用いる慣用の方法を使用できる。

【0048】

前記ラジカル重合開始剤としては、例えばｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド化合物；ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチル−α−クミルペルオキシド、ジ−α−クミルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド化合物；ベンゾイルペルオキシド、ジイソブチリルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド化合物；２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレートなどのアゾ化合物などが挙げられる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、重合反応に用いるアクリル酸エステル誘導体（１）、共重合単量体、連鎖移動剤、溶媒の種類および使用量、重合温度などの重合条件に応じて適宜選択できるが、全重合性化合物［アクリル酸エステル誘導体（１）と共重合単量体の合計量であり、以下同様である。］１モルに対して、通常、好ましくは０．００５〜０．２モル、より好ましくは０．０１〜０．１５モルである。

【0049】

前記連鎖移動剤としては、例えばドデカンチオール、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物が挙げられる。連鎖移動剤を使用する場合、その使用量は、全重合性化合物１モルに対して、通常、好ましくは０．００５〜０．２モル、より好ましくは０．０１〜０．１５モルである。
前記溶媒としては、重合反応を阻害しなければ特に制限はなく、例えばプロピ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モノメチルエーテルアセテート、エチ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アセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル；乳酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル；アセトン、メチルエチルケトン（２−ブタノン）、メチルイプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテルなどが挙げられる。
溶媒の使用量は、全重合性化合物１質量部に対して、通常、好ましくは０．５〜２０質量部、経済性の観点からは、より好ましくは１〜１０質量部である。

【0050】

重合温度は、通常、好ましくは４０〜１５０℃であり、生成する高分子化合物の安定性の観点から、より好ましくは６０〜１２０℃の範囲である。
重合反応の時間は、アクリル酸エステル誘導体（１）、共重合単量体、重合開始剤、溶媒の種類および使用量、重合反応の温度などの重合条件により異なるが、通常、好ましくは３０分〜４８時間、より好ましくは１時間〜２４時間である。
重合反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。

【0051】

こうして得られる高分子化合物は、再沈殿などの通常の操作により単離可能である。単離した高分子化合物は真空乾燥などで乾燥することもできる。
再沈澱の操作で用いる溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素；シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素；ニトロメタンなどのニトロ化炭化水素；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン；酢酸などのカルボン酸；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネートなどのカーボネート；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール；水が挙げられる。これらは１種を単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。
再沈澱の操作で用いる溶媒の使用量は、高分子化合物の種類、溶媒の種類により異なるが、通常、高分子化合物１質量部に対して０．５〜１００質量部であるのが好ましく、経済性の観点からは、１〜５０質量部であるのがより好ましい。

【0052】

高分子化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）は特に制限は無いが、好ましくは５００〜５０，０００、より好ましくは１，０００〜３０，０００、さらに好ましくは５，０００〜１５，０００であると、後述するフォトレジスト組成物の成分としての有用性が高い。かかるＭｗは、実施例に記載の方法に従って測定した値である。
また、高分子化合物の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ＬＷＲおよび解像度の観点から、好ましくは３以下であり、より好ましくは２．５以下、さらに好ましくは２以下である。

【0053】

［フォトレジスト組成物］
前記高分子化合物、光酸発生剤および溶剤、並びに必要に応じて塩基性化合物、界面活性剤およびその他の添加物を配合することにより、本発明のフォトレジスト組成物を調製する。以下、各成分について説明する。

【0054】

（光酸発生剤）
光酸発生剤としては特に制限は無く、従来、化学増幅型レジストに通常用いられる公知の光酸発生剤を用いることができる。該光酸発生剤としては、例えばヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系光酸発生剤；オキシムスルホネート系光酸発生剤；ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン系光酸発生剤；ニトロベンジルスルホネート系光酸発生剤；イミノスルホネート系光酸発生剤；ジスルホン系光酸発生剤などが挙げられる。これらは１種を単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、オニウム塩系光酸発生剤が好ましく、さらに、発生する酸の強度が強いという観点から、フッ素含有アルキルスルホン酸イオンをアニオンとして含む下記の含フッ素オニウム塩が好ましい。
上記含フッ素オニウム塩の具体例としては、例えばジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；トリ（４−メチルフェニル）スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；ジメチル（４−ヒドロキシナフチル）スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；（４−メチルフェニル）ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；（４−メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート；トリ（４−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。これらは１種を単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。
光酸発生剤の配合量は、フォトレジスト組成物の感度および現像性を確保する観点から、前記高分子化合物１００質量部に対して、通常、好ましくは０．１〜３０質量部、より好ましくは０．５〜１０質量部である。

【0055】

（溶剤）
フォトレジスト組成物に配合する溶剤としては、例えばプロピ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モノメチルエーテルアセテート、エチ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アセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル；乳酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテルなどが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
溶剤の配合量は、高分子化合物１質量部に対して、通常、１〜５０質量部であるのが好ましく、２〜２５質量部であるのが好ましい。

【0056】

（塩基性化合物）
フォトレジスト組成物には、フォトレジスト膜中における酸の拡散速度を抑制して解像度を向上するために、必要に応じて塩基性化合物をフォトレジスト組成物の特性が阻害されない範囲の量で配合することができる。かかる塩基性化合物としては、例えばホルムアミド、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、Ｎ−（１−アダマンチル）アセトアミド、ベンズアミド、Ｎ−アセチルエタノールアミン、１−アセチル−３−メチルピペリジン、ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、２−ピロリジノン、アクリルアミド、メタクリルアミド、ｔ−ブチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メトキシアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアミド；ピリジン、２−メチルピリジン、４−メチルピリジン、ニコチン、キノリン、アクリジン、イミダゾール、４−メチルイミダゾール、ベンズイミダゾール、ピラジン、ピラゾール、ピロリジン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルピロリジン、ピペリジン、テトラゾール、モルホリン、４−メチルモルホリン、ピペラジン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、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、トリエタノールアミンなどのアミンを挙げることができる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
塩基性化合物を配合する場合、その配合量は使用する塩基性化合物の種類により異なるが、光酸発生剤１モルに対して、通常、好ましくは０．０１〜１０モル、より好ましくは０．０５〜１モルである。

【0057】

（界面活性剤）
フォトレジスト組成物には、塗布性を向上させるため、所望により、さらに界面活性剤をフォトレジスト組成物の特性が阻害されない範囲の量で配合することができる。
かかる界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン−ｎ−オクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、高分子化合物１００質量部に対して、好ましくは２質量部以下である。

【0058】

（その他の添加剤）
さらに、フォトレジスト組成物には、その他の添加剤として、増感剤、ハレーション防止剤、形状改良剤、保存安定剤、消泡剤などを、フォトレジスト組成物の特性が阻害されない範囲の量で配合することができる。

【0059】

（フォトレジストパターンの形成方法）
フォトレジスト組成物を基板に塗布し、通常、好ましくは７０〜１６０℃で１〜１０分間プリベークし、所定のマスクを介して放射線を照射（露光）後、好ましくは７０〜１６０℃で１〜５分間ポストエクスポージャーベークして潜像パターンを形成し、次いで現像液を用いて現像することにより、所定のレジストパターンを形成することができる。
露光には、種々の波長の放射線、例えば、紫外線、Ｘ線などが利用でき、半導体レジスト用では、通常、ｇ線、ｉ線、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーが使用されるが、これらの中でも、微細加工の観点から、ＡｒＦエキシマレーザーを使用するのが好ましい。
露光量は、０．１〜１０００ｍＪ／ｃｍ²であるのが好ましく、１〜５００ｍＪ／ｃｍ²であるのがより好ましい。
現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水などの無機塩基；エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミン；ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウム塩などを溶解したアルカリ性水溶液などが挙げられる。これらの中でも、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウム塩を溶解したアルカリ性水溶液を使用するのが好ましい。
現像液の濃度は、通常、０．１〜２０質量％であるのが好ましく、０．１〜１０質量％であるのがより好ましい。

【実施例】

【0060】

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、ＭｗおよびＭｎの測定並びに分子量分布の算出は、以下の通りに行なった。

【0061】

（ＭｗおよびＭｎの測定並びに分子量分布の算出）
重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、検出器として示差屈折率計を用い、溶離液としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いたゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定を下記条件にて行ない、標準ポリスチレンで作成した検量線による換算値として求めた。また、重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で除することにより、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を求めた。
ＧＰＣ測定：カラムとして、「ＴＳＫ−ｇｅｌ ＳＵＰＥＲ ＨＺＭ−Ｈ」（商品名：東ソー株式会社製、４．６ｍｍ×１５０ｍｍ）２本および「ＴＳＫ−ｇｅｌ ＳＵＰＥＲ ＨＺ２０００」（商品名：東ソー株式会社製、４．６ｍｍ×１５０ｍｍ）１本を直列に連結したものを使用し、カラム温度４０℃、示差屈折率計温度４０℃、溶離液の流速０．３５ｍＬ／分の条件で測定した。

【0062】

＜合成例１＞５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトンの合成
攪拌装置、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積１Ｌの四つ口フラスコに、フェノチアジン０．４０ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１１５４．０ｇおよびシクロペンタジエン８７．０ｇ（１．３２ｍｏｌ）を仕込み、攪拌しながら５℃以下に冷却した。次いで、別々の滴下漏斗に、２−クロロエタンスルホニルクロリド１９５．７ｇ（１．２０ｍｏｌ）、トリエチルアミン１４６．０ｇ（１．４５ｍｏｌ）をそれぞれ入れ、内温を５〜１０℃に保ちながら３時間かけて同時に滴下を行った。
滴下終了後、反応混合物を５〜１０℃に保ちながら３時間攪拌した後、析出している塩を減圧ろ過し、続いて、ろ別した塩にテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）６００．０ｇを注いで、ろ液１６３２．８ｇを得た（該ろ液を「ろ液（Ａ）」と称する）。ろ液（Ａ）をガスクロマトグラフィーで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドを１７８．２ｇ（０．９２５ｍｏｌ）含んでいた（２−クロロエタンスルホニルクロリドに対して収率７７．１％）。

【0063】

攪拌装置、温度計を取り付けた内容積３Ｌの三つ口フラスコに、水９２０ｇを入れ、２０℃以下に冷却した。攪拌しながら、水酸化ナトリウム８０．３０ｇ（２．０１ｍｏｌ）を内温が２０℃以下になるように入れた。ここに、ろ液（Ａ）１３００ｇ（５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドの量は、１４１．９ｇ（０．７３７ｍｏｌ））を、内温２０〜２５℃で、４時間かけて滴下した。
滴下終了から１時間後に反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドは完全に消失していた。反応混合液を減圧下に濃縮し、ＴＨＦを除去した後、２Ｌの分液漏斗に移してトルエン３００ｇで３回洗浄し、５−ノルボルネン−２−スルホン酸ナトリウム塩を含む水溶液（該水溶液を「水溶液（Ａ）」と称する）１０６５．３ｇを得た。

【0064】

攪拌装置、温度計を取り付けた内容積３Ｌの三つ口フラスコに、水溶液（Ａ）を全て入れ、１０℃に冷却した。９９％ギ酸９３．２７ｇ（２．０１ｍｏｌ）を内温を１１〜１５℃に保ちながら滴下した後、加熱して内温を５０〜５３℃としたところに、３０％過酸化水素水１６２．５０ｇ（１．４３ｍｏｌ）を３時間かけて滴下した。滴下終了後も内温を５０℃前後に維持し、滴下終了から１７時間後に反応混合液を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で分析したところ、５−ノルボルネン−２−スルホン酸の転化率は９８．７％であった。
反応混合液を１５℃まで冷却後、亜硫酸ナトリウム３６．５５ｇ（０．２９ｍｏｌ）を内温１５〜１８℃でゆっくり加え、デンプン紙により過酸化水素が検出されないことを確認し、炭酸水素ナトリウム１４０．９５ｇ（１．６８ｍｏｌ）を内温を１５〜１７℃に保ちながらゆっくり加え、反応混合液のｐＨを７．３とした。酢酸エチル９００ｇで２回抽出を行い、得られた有機層を合わせて減圧下に濃縮し、黄白色の固体６９．１５ｇを得た。
この固体を酢酸エチル１４０ｇに５０℃で溶解させた後、１０℃までゆっくり冷却し、析出した結晶をろ過した。ろ別した結晶を５℃の酢酸エチル３０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下に乾燥することで、下記構造の５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン５３．９ｇ（純度９９．１％、０．２８ｍｏｌ）を得た（５−ノルボルネン−２−スルホニルクロリドに対して収率３８．１％）。

【0065】

【化16】

¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、ＴＭＳ、ｐｐｍ）：１．７２（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１１．６、１．６Ｈｚ）、２．０６−２．１０（３Ｈ，ｍ）、２．２２（１Ｈ，ｄｄ、Ｊ＝１１．２、１．６Ｈｚ）、２．４４（１Ｈ，ｍ）、３．４４（１Ｈ，ｍ）、３．５０−３．５３（１Ｈ，ｍ）、３．９３（１Ｈ，ｂｒｓ）、４．６１（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）

【0066】

＜合成例２＞５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンカルボラクトンの合成
攪拌装置、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積１Ｌの四つ口フラスコに、ｐ−メトキシフェノール０．４０ｇ、アクリル酸１０８．１ｇ（１．５０ｍｏｌ）およびトルエン３００ｍＬを仕込み、滴下漏斗からシクロペンタジエン１０９．１ｇ（１．６５ｍｏｌ）を攪拌下、４０℃以下で２時間かけて滴下した。滴下後室温で１０時間攪拌を続け、その後減圧下に濃縮することにより、５−ノルボルネン−２−カルボン酸１６７．３ｇ（１．２１ｍｏｌ）を得た。
攪拌装置、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積１Ｌの四つ口フラスコに、上記で得られた５−ノルボルネン−２−カルボン酸全量と８８％ギ酸９４．６ｇ（１．８１ｍｏｌ）を２０〜３０℃で混合した後、加熱して内温を４８〜５０℃としたところに、３０％過酸化水素水１６２．５ｇ（１．４３ｍｏｌ）を６時間かけて滴下した。滴下終了後も内温を５０℃前後で１０時間攪拌した。反応混合液を１５℃まで冷却後、亜硫酸ナトリウム３０．５ｇを内温１５〜２０℃の範囲で添加し、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなることを確認した後、２０％水酸化ナトリウム水溶液で反応混合液のｐＨを７．５とした。酢酸エチル４００ｇで３回抽出を行い、得られた有機層を合わせて減圧下に濃縮した。得られた固体に、酢酸エチル１５０ｇおよびトルエン７５０ｇを添加し、加温して固体が完全に溶解してから０℃までゆっくりと冷却し、析出した結晶をろ過した。ろ別した結晶を５℃のトルエン２００ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下に乾燥することで、下記構造の５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンカルボラクトン１１７．９ｇ（純度９９．３％、０．７６ｍｏｌ）を得た。

【0067】

【化17】

【0068】

＜合成例３＞５−ヒドロキシ−２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトンの合成
攪拌装置および温度計を取り付けた内容積１００ｍＬの四つ口フラスコに、フラン４８．０ｇ（０．７０５ｍｏｌ）およびアクリル酸メチル２０．０ｇ（０．２３２ｍｏｌ）を入れ、−２０℃に冷却した。そこへ、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体３．０ｍＬを、内温−１５〜−１８℃を保持しながら滴下した。滴下終了後、内温０〜５℃で１４時間攪拌を継続した。反応混合液を減圧下に濃縮し、得られた濃縮物を酢酸エチル３００ｇに溶解し、水５０ｇ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液５０ｇ、飽和食塩水５０ｇで順次洗浄した後、減圧下に濃縮することにより油状物２８．３ｇを得た。
該油状物に１０％水酸化ナトリウム水溶液９３．６ｇ（０．２３４ｍｏｌ）を加え、室温にて２４時間攪拌した後、濃塩酸でｐＨを２．０とした。酢酸エチル３００ｇで３回抽出した後、得られた抽出層を合わせて減圧下にて濃縮することにより固体２１．５ｇを得た。
攪拌装置、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積２００ｍＬの四つ口フラスコに、上記で得られた固体全量と８８％ギ酸１２．０ｇ（０．２３２ｍｏｌ）を２０〜３０℃で混合した後、加熱して内温を４５〜４６℃としたところに、３０％過酸化水素水２６．１ｇ（０．２３２ｍｏｌ）を６時間かけて滴下した。滴下終了後も内温を４５℃前後で２０時間攪拌した。反応混合液を１５℃まで冷却後、亜硫酸ナトリウム９．７ｇを内温１５〜２０℃の範囲で添加し、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなることを確認した後、２０％水酸化ナトリウム水溶液で反応混合液のｐＨを７．８とした。酢酸エチル４００ｇで３回抽出を行い、得られた有機層を合わせて減圧下に濃縮した。得られた固体にエタノール３０ｇを添加し、加温して固体が完全に溶解してから０℃までゆっくりと冷却し、析出した結晶をろ過した。ろ別した結晶を０℃のエタノール１０ｇで洗浄し、４０℃で２時間減圧下に乾燥することで、下記構造の５−ヒドロキシ−２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトン１０．８ｇ（純度９８．９％、０．０６８ｍｏｌ）を得た。

【0069】

【化18】

【0070】

＜合成例４＞５−ヒドロキシ−７−オキサノルボルナン−２，６−スルトンの合成
原料となるビニルスルホン酸メチルは、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．，７７（７），２９１−３０２（１９６５）に記載された合成例に準じて合成した。まず、攪拌機、温度計、滴下漏斗、三方コックを取り付けた内容積２Ｌの四つ口フラスコに、窒素雰囲気下、２−クロロエタンスルホニルクロリド３２６．０ｇ（２．００ｍｏｌ）を入れ、氷浴にて冷却し、次いで２５ｗｔ％ナトリウムメトキシド（メタノール溶液）を滴下漏斗から内温が２〜５℃の範囲になるように滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温にて１時間攪拌した。反応液をろ過し、ろ液を減圧下に濃縮して、濃縮物を単蒸発操作することにより、ビニルスルホン酸メチル１９７．２ｇ（純度９７．３％、１．５７１ｍｏｌ）を得た（２−クロロエタンスルホニルクロリドに対して収率７８．５％）。
次に、５−ヒドロキシ−７−オキサノルボルナン−２，６−スルトンは、特開２００７−３１３５５号公報の実施例２に準じて合成した。攪拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付けた内容積３００ｍＬの四つ口フラスコに、フラン１５０ｇ（２．２０ｍｏｌ）、ヨウ化亜鉛１５．０ｇを入れ、２５〜２７℃にて滴下漏斗からビニルスルホン酸メチル４１．５ｇ（０．３４ｍｏｌ）を加えた。そのままの温度で２日間攪拌を継続した後、反応液を１Ｌの分液漏斗に移した。水３００ｍＬで２回洗浄した後、減圧下に未反応のフランを留去して７−オキサビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸メチル２２．０ｇを得た。
攪拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付けた内容積１０００ｍＬの四つ口フラスコに、７−オキサビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸メチル２２．０ｇと塩化メチレン４５０ｇを順次入れ、４℃まで冷却し、撹拌下にｍ−クロロ過安息香酸２２．９ｇ（０．１７ｍｏｌ）を１０℃以下になるようにゆっくりと投入した。５〜７℃にて４時間攪拌した後、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液１００ｇを添加し、３０分間攪拌した。静置して分液した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液水１００ｇで３回洗浄した。得られた有機層を減圧下に濃縮して２，３−エポキシ−７−オキサビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸メチル２０．２ｇを得た。
攪拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付けた内容積３００ｍＬの四つ口フラスコに、５．０（ｍｏｌ／Ｌ）の水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、滴下漏斗から２，３−エポキシ−７−オキサビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エン−５−スルホン酸メチル２９．５ｇを内温が２０〜２３℃の範囲で滴下した。滴下終了から４時間撹拌した後、氷水で冷却しながら濃塩酸を滴下してｐＨを７．３とした後に、酢酸エチル３００ｍＬで４回抽出した後、得られた有機層を合わせて濃縮後、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製することにより、下記構造の５−ヒドロキシ−７−オキサノルボルナン−２，６−スルトン４．７５ｇ（純度９８．８％、０．０２４ｍｏｌ）を得た。

【0071】

【化19】

【0072】

＜実施例１−（ａ）＞２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートの合成（反応（ａ））
温度計、攪拌装置、ディーンスターク蒸留装置および圧力調整装置を取り付けた内容積５Ｌの四つ口フラスコに、合成例１で得た５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン２３１．８ｇ（１．２１９ｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物３９４．４ｇ（２．０７４ｍｏｌ）、Ｎ−メタクリロイルグリシン１９１．７ｇ（１．３３８ｍｏｌ）、ｐ−メトキシフェノール２．７９ｇ（０．０２２５ｍｏｌ）およびトルエン２０３８ｇを仕込んだ。内温８０〜８３℃、圧力２５０〜２６０ｔｏｒｒで反応させながら、生成した水５４．９５ｇをディーンスターク蒸留装置にて除去した。その後室温まで冷却し、二層分離した内液のうち、上層を廃棄した。下層に室温にて２−ブタノン２０４１ｇを加えた後、１０質量％水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら、滴下した。滴下終了後、反応液のｐＨを測定したところ７．９９であった。
反応混合液を静置した後、有機層を抜き取り、残りの水層を２−ブタノン２０００ｇで２回再抽出を行った。得られた有機層を、イオン交換水１０００ｇで４回水洗した。水洗後の有機層を減圧下に濃縮した後、ジイソプロピルエーテルを加え、再結晶を行うことで、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートを２４９．０ｇ（０．７９０ｍｏｌ、白色固体）を得た（５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトンに対して収率６４．８％）。

【0073】

【化20】

¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、ＴＭＳ、ｐｐｍ）：１．７９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．２、１．６Ｈｚ）、１．９８（３Ｈ，ｓ）、２．０７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１２．０Ｈｚ）、２．１２−２．２０（２Ｈ，ｍ）、２．６１（１Ｈ，ｍ）、３．４８−３．５２（１Ｈ，ｍ）、３．５６−３．５８（１Ｈ，ｍ）、４．０５（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．２Ｈｚ）、４．１２（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４、５．６Ｈｚ）、４．７４（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）、４．７９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ）、５．４１（１Ｈ，ｍ）、５．７７（１Ｈ，ｍ）、６．４２（１Ｈ，ｂｒ）

【0074】

＜実施例１−（ｂ）＞２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートの合成（反応（ｂ））
温度計、攪拌装置、窒素導入管および滴下漏斗を取り付けた内容積１０Ｌの四つ口フラスコに、Ｎ−メタクリロイルグリシン１４３．１ｇ（１．００ｍｏｌ）、トリエチルアミン１０６．１ｇ（１．０５ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１２８８ｇおよびチオジフェニレンアミン０．７７ｇ（３．８５ｍｏｌ）を仕込み、滴下漏斗から塩化ピバロイル１４０．２ｇ（１．０９ｍｏｌ）を内温１０℃以下を維持するように滴下した。滴下終了後、さらに滴下漏斗より５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン１９０．２ｇ（１．００ｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン２．４４ｇ（０．０２ｍｏｌ）およびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）７６０．９ｇの混合溶液を、内温１０℃以下を維持する速度で滴下した。滴下終了後、酢酸エチル５７００ｇを加えた後、１０質量％塩酸水溶液を加え、反応液のｐＨが４〜５の範囲になるように調整した。反応液を３０分攪拌後、３０分静置し、二層分離した下層（水層）を廃棄した。上層（有機層）を、５質量％炭酸水素ナトリウム水溶液、およびイオン交換水で洗浄した溶液を濃縮、冷却して再結晶を行ない、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート１２６．１ｇ（０．４００ｍｏｌ、白色固体）を得た（５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトンに対して収率４０％）。

【0075】

＜実施例２＞２，６−ノルボルナンカルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートの合成
実施例１−（ａ）において、５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン２３１．８ｇ（１．２１９ｍｏｌ）を、５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンカルボラクトン１８８．１ｇ（１．２２０ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法にて、２，６−ノルボルナンカルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート２０２．１ｇ（０．７２３ｍｍｏｌ、白色固体）を得た（５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンカルボラクトンに対して収率５９．３％）。

【0076】

【化21】

¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、ＴＭＳ、ｐｐｍ）：１．６６（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１２．０，１．２Ｈｚ）、１．９９（３Ｈ，ｓ）、２．０１−２．１１（２Ｈ，ｍ）、２．５４−２．５９（１Ｈ，ｍ）、３．２１−３．２３（１Ｈ，ｍ）、４．０８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．１０（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．５６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）、４．６６（１Ｈ，ｍ）、５．４１（１Ｈ，ｍ）、５．７８（１Ｈ，ｍ）、６．４１（１Ｈ，ｂｒ）

【0077】

＜実施例３＞２，６−(７−オキサノルボルナン)カルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートの合成
実施例１−（ａ）において、５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン２３１．８ｇ（１．２１９ｍｏｌ）を、５−ヒドロキシ−２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトン１９２．１ｇ（１．２３０ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法にて、２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート１７２．４ｇ（０．６１３ｍｍｏｌ、白色固体）を得た（５−ヒドロキシ−２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトンに対して収率４９．８％）。

【0078】

【化22】

¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、ＴＭＳ、ｐｐｍ）：１．９９（３Ｈ，ｓ）、２．０９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１４．０，２．０Ｈｚ）、２．２３−２．３１（１Ｈ，ｍ）、２．７４−２．６８（１Ｈ，ｍ）、４．１０（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．１４（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．６７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）、４．７３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．２Ｈｚ）、４．８２（１Ｈ，ｓ）、５．３７（１Ｈ，ｍ）、５．４１（１Ｈ，ｍ）、５．７８（１Ｈ，ｍ）、６．４０（１Ｈ，ｂｒ）

【0079】

＜実施例４＞２，６−(７−オキサノルボルナン)スルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラートの合成
実施例１−（ａ）において、５−ヒドロキシ−２，６−ノルボルナンスルトン２３１．８ｇ（１．２１９ｍｏｌ）を、５−ヒドロキシ−７−オキサノルボルナン−２，６−スルトン２４０．２ｇ（１．２５０ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法にて、２，６−（７−オキサノルボルナン）スルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート１５０．０ｇ（０．４７３ｍｍｏｌ、白色固体）を得た（５−ヒドロキシ−７−オキサノルボルナン−２，６−スルトンに対して収率３７．９％）。

【0080】

【化23】

¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、ＴＭＳ、ｐｐｍ）：１．９９（３Ｈ，ｓ）、２．２９−２．３９（２Ｈ，ｍ）、３．６５−３．７０（１Ｈ，ｍ）、４．１２（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．１３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１８．４，５．６Ｈｚ）、４．７６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）、４．８３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ）、４．９５（１Ｈ，ｓ）、５．４１（１Ｈ，ｍ）、５．５４（１Ｈ，ｍ）、５．７５（１Ｈ，ｍ）、６．２２（１Ｈ，ｂｒ）

【0081】

＜実施例５＞高分子化合物（ａ）の合成
攪拌装置、還流冷却器および温度計を備えた内容積５０ｍｌの三口フラスコに、２−メタクリロイルオキシ−２−メチルアダマンタン４．０ｇ（１７．２ｍｍｏｌ）、３−ヒドロキシアダマンタン−１−イル＝メタクリラート１．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．２ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）および２−ブタノン３６．４ｇを仕込み、窒素バブリングを１０分間行なった。窒素雰囲気下で２，２'−アゾビスイソブチロニトリル０．３６ｇ（２ｍｍｏｌ）を仕込み、８０℃にて４時間重合反応を行なった。
得られた反応混合液を、室温下、メタノール２００ｇに撹拌しながら滴下し、生成した沈殿物をろ取した。該沈殿物を、減圧（２６．０Ｐａ）下、５０℃で８時間乾燥して、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ａ）を６．０ｇ得た。得られた高分子化合物（ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は９，０００、分子量分布は１．６であった。

【0082】

【化24】

【0083】

＜実施例６＞高分子化合物（ｂ）の合成
実施例５において、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．２ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）を、２，６−ノルボルナンカルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート５．８ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法によって、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ｂ）を６．２ｇ得た。得られた高分子化合物（ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は８，８００、分子量分布は１．６であった。

【0084】

【化25】

【0085】

＜実施例７＞高分子化合物（ｃ）の合成
実施例５において、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．２ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）を、２，６−（７−オキサノルボルナン）カルボラクトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．２ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法によって、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ｂ）を６．０ｇ得た。得られた高分子化合物（ｃ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は８，７００、分子量分布は１．８であった。

【0086】

【化26】

【0087】

＜実施例８＞高分子化合物（ｄ）の合成
実施例５において、２，６−ノルボルナンスルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．２ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）を、２，６−（７−オキサノルボルナン）スルトン−５−イル＝（２−メタクリロイルアミノメチル）カルボキシラート６．６ｇ（２０．８ｍｍｏｌ）に変更した以外は同様の方法によって、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ｄ）を６．５ｇ得た。得られた高分子化合物（ｄ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は９０００、分子量分布は１．７であった。

【0088】

【化27】

【0089】

＜比較合成例１＞高分子化合物（ｅ）の合成
電磁攪拌装置、還流冷却器および温度計を備えた内容積５０ｍｌの三口フラスコに、２−メタクリロイルオキシ−２−メチルアダマンタン４．０ｇ（１７．２ｍｍｏｌ）、３−ヒドロキシアダマンタン−１−イル＝メタクリラート１．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、５−（メタクリロイルオキシアセトキシ）−２，６−ノルボルナンサルトン６．３ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）および２−ブタノン３６．４ｇを仕込み、窒素バブリングを１０分間おこなった。窒素雰囲気下で２，２'−アゾビスイソブチロニトリル０．３６ｇ（２ｍｍｏｌ）を仕込み、８０℃にて４時間重合反応を行なった。
得られた反応混合液を、室温下、メタノール２２０ｇに撹拌しながら滴下し、生成した沈殿物をろ取した。該沈殿物を、減圧（２６．７Ｐａ）下、５０℃で８時間乾燥して、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ｅ）を７．３ｇ得た。得られた高分子化合物（ｅ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は９４００、分子量分布は１．９であった。

【0090】

【化28】

【0091】

＜比較合成例２＞高分子化合物（ｆ）の合成
電磁攪拌装置、還流冷却器および温度計を備えた内容積５０ｍｌの三口フラスコに、２−メタクリロイルオキシ−２−メチルアダマンタン４．０ｇ（１７．２ｍｍｏｌ）、３−ヒドロキシアダマンタン−１−イル＝メタクリラート１．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、５−（メタクリロイルオキシアセトキシ）−２，６−ノルボルナンカルボラクトン５．５ｇ（１９．８ｍｍｏｌ）および２−ブタノン３６．４ｇを仕込み、窒素バブリングを１０分間おこなった。窒素雰囲気下で２，２'−アゾビスイソブチロニトリル０．３６ｇ（２ｍｍｏｌ）を仕込み、８０℃にて４時間重合反応を行なった。
得られた反応混合液を、室温下、メタノール２２０ｇに撹拌しながら滴下し、生成した沈殿物をろ取した。該沈殿物を、減圧（２６．７Ｐａ）下、５０℃で８時間乾燥して、以下の繰り返し単位（数値はモル比を表す。）からなる高分子化合物（ｆ）を７．０ｇ得た。得られた高分子化合物（ｆ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は８９００、分子量分布は１．８であった。

【0092】

【化29】

【0093】

＜実施例９〜１２および比較例１〜２＞
実施例５〜８または比較合成例１〜２で得た高分子化合物（ａ）〜（ｆ）を１００質量部、光酸発生剤として「ＴＰＳ−１０９」（製品名、成分；ノナフルオロ−ｎ−ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、みどり化学株式会社製）４．５質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／シクロヘキサノン混合溶剤（質量比＝１：１）１８９６質量部を混合し、フォトレジスト組成物３種類を調製した。
これらのフォトレジスト組成物を孔径０．２μｍのメンブランフィルターを用いてろ過した。クレゾールノボラック樹脂「ＰＳ−６９３７」（群栄化学工業株式会社製）６質量％濃度のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコーティング法により塗布して、ホットプレート上で２００℃、９０秒間焼成することにより膜厚１００ｎｍの反射防止膜（下地膜）を形成させた直径１０ｃｍのシリコンウェハー上に、該ろ液をそれぞれスピンコーティング法により塗布し、ホットプレート上で１３０℃、９０秒間プリベークして膜厚３００ｎｍのレジスト膜を形成させた。このレジスト膜に波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いて二光束干渉法で露光した。引き続き、１３０℃、９０秒間ポストエクスポージャーベークした後、２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて６０秒間現像処理することにより、１：１のラインアンドスペースパターンを形成させた。現像済みウェハーを割断したものを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、線幅１００ｎｍのラインアンドスペースを１：１で解像した露光量におけるパターンの形状観察と線幅の変動（ＬＷＲ）の測定を行った。
ＬＷＲは、測定モニタ内において、線幅を複数の位置で検出し、その検出位置のバラツキの分散（３σ）を指標とした。また、パターンの断面形状は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、矩形性が高いものを「○」、矩形性が低いものを「×」として評価した。結果を表１に示す。

【0094】

【表1】

【0095】

以上より、本発明のアクリルアミド誘導体（１）を含有する原料を重合して得られた高分子化合物（高分子化合物（ａ）〜（ｄ））を利用したレジスト組成物は、本発明のアクリルアミド誘導体（１）を用いずに重合して得られた高分子化合物（高分子化合物（ｅ）および（ｆ））を利用したレジスト組成物に比べ、良好な形状のレジストパターンを形成できることに加え、ＬＷＲが改善されており、高解像度のレジストパターンの形成とＬＷＲの低減とを両立させることができた。

【産業上の利用可能性】

【0096】

本発明のアクリルアミド誘導体は、ＬＷＲを改善し、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物用の高分子化合物の原料などとして有用である。