(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】
(24)【登録日】2023-01-30
(45)【発行日】2023-02-07
(54)【発明の名称】フォトレジスト用樹脂、フォトレジスト用樹脂の製造方法、フォトレジスト用樹脂組成物、及びパターン形成方法
(51)【国際特許分類】
C08F 20/16 20060101AFI20230131BHJP
C08F 2/38 20060101ALI20230131BHJP
G03F 7/039 20060101ALI20230131BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20230131BHJP
【FI】
C08F20/16
C08F2/38
G03F7/039 601
G03F7/20 521
(21)【出願番号】P 2020507400
(86)(22)【出願日】2019-01-31
(86)【国際出願番号】 JP2019003515
(87)【国際公開番号】W WO2019181228
(87)【国際公開日】2019-09-26
【審査請求日】2021-11-17
(31)【優先権主張番号】P 2018051755
(32)【優先日】2018-03-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002901
【氏名又は名称】株式会社ダイセル
(74)【代理人】
【識別番号】110002239
【氏名又は名称】弁理士法人G-chemical
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 昭徳
(72)【発明者】
【氏名】江口 明良
【審査官】内田 靖恵
(56)【参考文献】
【文献】特開2008-195868(JP,A)
【文献】特開2008-268875(JP,A)
【文献】特開2009-069630(JP,A)
【文献】国際公開第2012/001946(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F
G03F7/039
G03F7/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂末端にシアノ基を含まず、且つ分子量分布(Mw/Mn)が1.4以下である
フォトレジスト用樹脂であって、
樹脂末端に、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤に由来する置換基を有し、
前記置換基がエステル結合を有する基であり、
下記式(a1)~(a4)
【化1】
[式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。R
2
~R
4
は同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。なお、R
2
及びR
3
は互いに結合して環を形成してもよい。R
5
、R
6
は同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。R
7
は-COOR
c
基を示し、前記R
c
は置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1~3の整数を示す。R
a
は環Z
1
に結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシ基を示す。pは0~3の整数を示す。環Z
1
は炭素数3~20の脂環式炭化水素環を示す。]
で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含む、フォトレジスト用樹脂
(ただし、248nmに吸収を有する基を主鎖末端に有する樹脂は除く)。
【請求項2】
さらに、下記式(b1)~(b5)
【化2】
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。Xは非結合、メチレン基、エチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。Yはメチレン基、又はカルボニル基を示す。Zは、2価の有機基を示す。V
1~V
3は、同一又は異なって、-CH
2-、[-C(=O)-]、又は[-C(=O)-O-]を示す。ただし、V
1~V
3のうち少なくとも1つは[-C(=O)-O-]である。R
8~R
14は、同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有していてもよいアルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。]
で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含む、請求項
1に記載のフォトレジスト用樹脂。
【請求項3】
さらに、下記式(c1)
【化3】
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。Aは単結合又は連結基を示す。R
bは保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。qは1~5の整数を示す。環Z
2は炭素数6~20の脂環式炭化水素環を示す。]
で表される重合単位を含む、
請求項1又は2に記載のフォトレジスト用樹脂。
【請求項4】
シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下、単量体を重合させる工程を含むことを特徴とする、請求項1~
3のいずれか1項に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。
【請求項5】
さらに、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下、樹脂末端を処理する工程を含むことを特徴とする請求項
4に記載のフォトレジスト用樹脂の製造方法。
【請求項6】
請求項1~
3のいずれか1項に記載のフォトレジスト用樹脂と、感放射線性酸発生剤とを少なくとも含有するフォトレジスト用樹脂組成物。
【請求項7】
請求項
6に記載のフォトレジスト用樹脂組成物を基板に塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を露光し、次いでアルカリ溶解する工程を少なくとも含むパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体の微細加工等に用いるフォトレジスト用樹脂、フォトレジスト用樹脂の製造方法、該フォトレジスト用樹脂を含むフォトレジスト用樹脂組成物、及び該フォトレジスト用樹脂組成物を用いたパターン形成方法に関する。本願は、2018年3月19日に日本に出願した特願2018-051755号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
(メタ)アクリレート重合体の製造方法としては、単量体((メタ)アクリレート))、ラジカル重合開始剤、及び必要に応じて連鎖移動剤を使用するラジカル重合法が一般的に用いられている。このような重合法としては、例えば、下記の滴下重合法が知られている(特許文献1及び2)。
[1]単量体を予備加熱して滴下する方法
[2]単量体を一定温度に保持した重合溶媒中に滴下する方法
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2004-269855号公報
【文献】特開2004-355023号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のラジカル重合を行った場合は生長ラジカルが不活性化してしまう等の停止反応が生じることがあり、得られるポリマーの分子鎖長を制御することが困難であった。そして、広範な分子量分布を有するポリマー(特に、高い分子量を有するポリマー)は溶剤に対する溶解性が低く、経時異物の発生や、露光プロセス時の欠陥の発生を引き起こす可能性があった。
【0005】
従って、本発明の目的は、溶剤に対する溶解性の高いフォトレジスト用樹脂及びその製造方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、上記フォトレジスト用樹脂を含むフォトレジスト用樹脂組成物、及び該フォトレジスト用樹脂組成物を用いたパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、ポリマー(フォトレジスト用樹脂)の分子鎖長及び分子鎖末端を制御することで、溶剤に対する溶解性が向上することを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
【0007】
すなわち、本発明は、樹脂末端にシアノ基を含まず、且つ分子量分布(Mw/Mn)が1.4以下であることを特徴とするフォトレジスト用樹脂を提供する。
【0008】
前記フォトレジスト用樹脂は、樹脂末端の置換基がアルキル基、アリール基、カルボキシル基、アミノ基、エステル結合を有する基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、又はアミド結合を有する基であるであることが好ましい。
【0009】
前記フォトレジスト用樹脂は、下記式(a1)~(a4)
【化1】
[式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。R
2~R
4は同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。なお、R
2及びR
3は互いに結合して環を形成してもよい。R
5、R
6は同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。R
7は-COOR
c基を示し、前記R
cは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1~3の整数を示す。R
aは環Z
1に結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシ基を示す。pは0~3の整数を示す。環Z
1は炭素数3~20の脂環式炭化水素環を示す。]
で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含むことが好ましい。
【0010】
前記フォトレジスト用樹脂は、さらに、下記式(b1)~(b5)
【化2】
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。Xは非結合、メチレン基、エチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。Yはメチレン基、又はカルボニル基を示す。Zは、2価の有機基を示す。V
1~V
3は、同一又は異なって、-CH
2-、[-C(=O)-]、又は[-C(=O)-O-]を示す。ただし、V
1~V
3のうち少なくとも1つは[-C(=O)-O-]である。R
8~R
14は、同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有していてもよいアルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。]
で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含むことが好ましい。
【0011】
前記フォトレジスト用樹脂は、さらに、下記式(c1)
【化3】
[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。Aは単結合又は連結基を示す。R
bは保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。qは1~5の整数を示す。環Z
2は炭素数6~20の脂環式炭化水素環を示す。]
で表される重合単位を含むことが好ましい。
【0012】
また、本発明は、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下、単量体を重合させる工程を含むことを特徴とするフォトレジスト用樹脂の製造方法を提供する。
【0013】
前記フォトレジスト用樹脂の製造方法では、さらに、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下、樹脂末端を処理することが好ましい。
【0014】
また、本発明は、前記フォトレジスト用樹脂と、感放射線性酸発生剤とを少なくとも含有するフォトレジスト用樹脂組成物を提供する。
【0015】
また、本発明は、前記フォトレジスト用樹脂組成物を基板に塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を露光し、次いでアルカリ溶解する工程を少なくとも含むパターン形成方法を提供する。
【発明の効果】
【0016】
本発明のフォトレジスト用樹脂及び本発明の製造方法によれば、溶剤に対する溶解性が高く、優れたレジスト性能を有するフォトレジスト用樹脂、該フォトレジスト用樹脂を含有するフォトレジスト用樹脂組成物を得ることができる。また、上記のフォトレジスト用樹脂組成物を用いることにより、優れたパターンを形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<フォトレジスト用樹脂>
本発明のフォトレジスト用樹脂は、樹脂末端にシアノ基を含まず、且つ分子量分布(Mw/Mn)が1.4以下であることを特徴とする。上記の樹脂末端とは、樹脂における主鎖の末端を意味する。このような構造を有する樹脂は、例えば、本発明のフォトレジスト用樹脂を構成する単量体(例えば後述のモノマー単位a、モノマー単位b、モノマー単位c等)を、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下で重合させる工程により得られる。また、上記工程により得られたポリマーを、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下で処理する工程を経ることにより得られる。つまり、本発明のフォトレジスト用樹脂は、その末端に、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤に由来する置換基、及びシアノ基を含まない重合開始剤に由来する置換基を有する樹脂であるか、又は、その末端に、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤に由来する置換基、シアノ基を含まない重合開始剤に由来する置換基、及びシアノ基を含まない末端処理剤に由来する置換基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する樹脂であることが好ましい。
【0018】
本発明のフォトレジスト用樹脂の末端におけるシアノ基以外の基は特に限定されないが、例えば、アルキル基、アリール基、カルボキシル基、アミノ基、エステル結合を有する基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、又はアミド結合を有する基が挙げられる。アルキル基としては、例えば、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、環状アルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、例えば1~15であることが好ましく、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~6である。アリール基としては、例えば、単環のアリール基、多環(例えば、2~4環)のアリール基が挙げられる。アリール基の炭素数は特に限定されないが、例えば6~15であることが好ましく、より好ましくは6~10、さらに好ましくは6である。エステル結合を有する基としては、例えば、1価のアルキル基とエステル結合からなる基、エステル結合を介して1価のアルキル基と2価のアルキル基が結合した基等が挙げられる。エーテル結合を有する基としては、例えば、1価のアルキル基とエーテル結合からなる基、エーテル結合を介して1価のアルキル基と2価のアルキル基が結合した基等が挙げられる。チオエーテル結合を有する基としては、例えば、1価のアルキル基とチオエーテル結合からなる基、チオエーテル結合を介して1価のアルキル基と2価のアルキル基が結合した基等が挙げられる。アミド結合を有する基としては、例えば、1価のアルキル基とアミド結合からなる基、アミド結合を介して1価のアルキル基と2価のアルキル基が結合した基等が挙げられる。上記の1価のアルキル基と2価のアルキル基は、同一又は異なって、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、又は環状アルキル基であってもよく、その炭素数は、例えば1~10が好ましく、より好ましくは1~6である。上記のエステル結合を有する基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、及びアミド結合を有する基は、アリール基、カルボキシル基、及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有していてもよい。
【0019】
本発明のフォトレジスト用樹脂は、酸の作用によりその一部が脱離して極性基を生じる基(「酸分解性基」と称する場合がある)を有する。これにより、本発明のフォトレジスト用樹脂は、酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する。
【0020】
上記極性基としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等の酸性基;アルコール性水酸基等が挙げられる。中でも、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、スルホン酸基が好ましい。
【0021】
上記酸分解性基としては、上記極性基の水素原子を酸で脱離する基に置換した基が好ましい。上記酸分解性基としては、例えば、-C(RI)(RII)(RIII)、-C(RIV)(RV)(ORVI)等が挙げられる。上記式中、RI~RIII、RVIは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルケニル基を表す。RIV及びRVは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルケニル基を表す。RI~RIIIのうちの少なくとも2つの基は、互いに結合して環を形成してもよい。また、RIVとRVとは、互いに結合して環を形成してもよい。
【0022】
上記酸分解性基の炭素原子数は、特に限定されないが、4以上が好ましく、より好ましくは5以上である。上記炭素原子数の上限は、特に限定されないが、20が好ましい。
【0023】
上記RI~RVIのアルキル基は、炭素数1~8のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、へキシル基、オクチル基等が挙げられる。
【0024】
上記RI~RVIのシクロアルキル基は、単環式炭化水素基でも、多環式(橋かけ環式)炭化水素基でもよい。単環式炭化水素基としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基等が挙げられる。多環式炭化水素基としては、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α-ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基中の少なくとも1つの炭素原子が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
【0025】
上記RI~RVIのアリール基は、炭素数6~14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。
【0026】
上記RI~RVIのアラルキル基は、炭素数7~12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
【0027】
上記RI~RVIのアルケニル基は、炭素数2~8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等が挙げられる。
【0028】
上記RI~RIIIのうちの少なくとも2つの基が互いに結合して形成される環、及びRIVとRVとが結合して形成される環としては、シクロアルカン環が好ましい。上記シクロアルカン環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等の単環式のシクロアルカン環;ノルボルナン環、トリシクロデカン環、テトラシクロドデカン環、アダマンタン環等の多環式のシクロアルカン環が好ましい。
【0029】
なお、RI~RVIにおけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、及び上記シクロアルカン環は、それぞれ、置換基を有していてもよい。
【0030】
上記酸分解性基としては、中でも、t-ブチル基、t-アミル基、及び下記式(I)~(IV)で表される基が好ましい。
【0031】
【0032】
上記式(I)~(IV)中のR2~R7、Ra、n、p、及び環Z1は、それぞれ、後述の式(a1)~(a4)中のR2~R7、Ra、n、p、及び環Z1と同じものを示す。
【0033】
上記酸分解性基は、スペーサーを介して設けられていてもよい。上記スペーサーとしては、後述の式(1)中のAとして例示及び説明された連結基と同じものを示す。
【0034】
本発明のフォトレジスト用樹脂は、酸分解性基を、酸分解性基を有する重合単位として含むことが好ましい。このような酸分解性基を有する重合単位としては、例えば、下記式(1)で表される重合単位が挙げられる。つまり、本発明のフォトレジスト用樹脂は、アクリル系樹脂であることが好ましい。
【0035】
【0036】
上記式(1)中、R1は上記酸分解性基を示す。また、上記式(1)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。上記ハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。上記炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、ペンチル、イソアミル、s-アミル、t-アミル、ヘキシル基等が挙げられる。ハロゲン原子を有する炭素数1~6のアルキル基としては、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル基等の上記アルキル基を構成する水素原子の1個又は2個以上がハロゲン原子で置き換えられた基(ハロ(C1-6)アルキル基)等が挙げられる。
【0037】
上記式(1)中、Aは単結合又は連結基を示す。上記連結基としては、例えば、カルボニル基(-C(=O)-)、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-C(=O)-O-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)、カーボネート結合(-O-C(=O)-O-)、これらが複数個連結した基、及びアルキレン基とこれらが結合した基等が挙げられる。上記アルキレン基としては、例えば、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基や、1,2-シクロペンチレン、1,3-シクロペンチレン、シクロペンチリデン、1,2-シクロへキシレン、1,3-シクロへキシレン、1,4-シクロへキシレン、シクロヘキシリデン基等の2価の脂環式炭化水素基(特に2価のシクロアルキレン基)等が挙げられる。
【0038】
上記式(1)で表される重合単位としては、中でも、下記式(a1)~(a4)で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含むことが好ましい。なお、上記「式(a1)~(a4)で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位」を、「モノマー単位a」と称する場合がある。
【0039】
【0040】
上記式(a1)~(a4)で表される重合単位中、Rは、上記式(1)中のRと同様に、水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。上記式(a1)~(a4)中のAとしては、中でも、単結合、アルキレン基とカルボニルオキシ基が結合した基(アルキレン-カルボニルオキシ基)が好ましい。R2~R4は同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。なお、R2及びR3は互いに結合して環を形成してもよい。R5、R6は同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。R7は-COORc基を示し、上記Rcは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1~3の整数を示す。nが2又は3である場合、2個又は3個のR7は、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。Raは環Z1に結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシ基を示す。pは0~3の整数を示す。環Z1は炭素数3~20の脂環式炭化水素環を示す。pが2又は3である場合、2個又は3個のRaは、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。
【0041】
上記Raにおけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、ペンチル、イソアミル、s-アミル、t-アミル、n-ヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基等が挙げられる。
【0042】
上記Raにおけるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル、2-ヒドロキシエチル、1-ヒドロキシエチル、3-ヒドロキシプロピル、2-ヒドロキシプロピル、4-ヒドロキシブチル、6-ヒドロキシヘキシル基等のヒドロキシC1-6アルキル基等が挙げられる。
【0043】
上記Raにおけるヒドロキシ基、及びヒドロキシアルキル基が有していてもよい保護基としては、例えば、メチル、エチル、t-ブチル基等のC1-4アルキル基;ヒドロキシ基を構成する酸素原子とともにアセタール結合を形成する基(例えば、メトキシメチル基等のC1-4アルキル-O-C1-4アルキル基);ヒドロキシ基を構成する酸素原子とともにエステル結合を形成する基(例えば、アセチル基、ベンゾイル基等)等が挙げられる。
【0044】
上記Raにおけるカルボキシ基の保護基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、ペンチル、イソアミル、s-アミル、t-アミル、ヘキシル基等のC1-6アルキル基;2-テトラヒドロフラニル基、2-テトラヒドロピラニル基、2-オキセパニル基等が挙げられる。
【0045】
上記R2~R6における炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、ペンチル、イソアミル、s-アミル、t-アミル、ヘキシル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基等が挙げられる。本発明においては、中でもC1-4アルキル基が好ましく、より好ましくはC1-3アルキル基、さらに好ましくはC1-2アルキル基である。
【0046】
上記R2~R6における炭素数1~6のアルキル基が有していてもよい置換基としては例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換ヒドロキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等のC1-4アルコキシ基等)、シアノ基等が挙げられる。置換基を有する炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル基等の上記アルキル基を構成する水素原子の1個又は2個以上がハロゲン原子で置き換えられたハロ(C1-6)アルキル基;ヒドロキシメチル、2-ヒドロキシエチル、メトキシメチル、2-メトキシエチル、エトキシメチル、2-エトキシエチル、シアノメチル、2-シアノエチル基等が挙げられる。
【0047】
R2及びR3が互いに結合して環を形成している場合、前記環としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数3~12の脂環式炭化水素環が挙げられる。
【0048】
上記Rcにおける第3級炭化水素基としては、例えば、t-ブチル基、t-アミル基等が挙げられる。
【0049】
上記Rcにおける第3級炭化水素基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換ヒドロキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等のC1-4アルコキシ基等)、シアノ基等が挙げられる。
【0050】
上記環Z1における炭素数3~20の脂環式炭化水素環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の3~20員(好ましくは3~15員、特に好ましくは5~12員)程度のシクロアルカン環;シクロプロペン環、シクロブテン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等の3~20員(好ましくは3~15員、特に好ましくは5~10員)程度のシクロアルケン環等の単環の脂環式炭化水素環;アダマンタン環;ノルボルナン環、ノルボルネン環、ボルナン環、イソボルナン環、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環等のノルボルナン環又はノルボルネン環を含む環;パーヒドロインデン環、デカリン環(パーヒドロナフタレン環)、パーヒドロフルオレン環(トリシクロ[7.4.0.03,8]トリデカン環)、パーヒドロアントラセン環等の多環の芳香族縮合環が水素添加された環(好ましくは完全水素添加された環);トリシクロ[4.2.2.12,5]ウンデカン環等の2環系、3環系、4環系等の橋架け炭化水素環(例えば、炭素数6~20程度の橋架け炭化水素環)等の2~6環程度の橋かけ環式炭化水素環等が挙げられる。
【0051】
上記モノマー単位aの具体例としては、下記式で表されるモノマー単位等が挙げられる。下記式で表されるモノマー単位中、Rdは、メチル基又は水素原子を示し、Reは、メチル基又は水素原子を示す。また、脂環式炭化水素環へのReの結合位置は特に限定されず、単数又は複数のReが脂環式炭化水素環を構成する炭素原子のうちのいずれの炭素原子に結合していてもよい。下記式で表されるモノマー単位中、Reを2個以上有する場合、2個以上の上記Reは、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。モノマー単位aは、対応する不飽和カルボン酸エステルを重合に付すことによりフォトレジスト用樹脂内に導入することができる。
【0052】
【0053】
【0054】
上記式(1)で表される重合単位としては、上記モノマー単位aで表される重合単位の他に、エステル結合を構成する酸素原子がラクトン環のβ位に結合し、且つラクトン環のα位に少なくとも1つの水素原子を有する、ラクトン環を含む不飽和カルボン酸エステルに相当する重合単位(ただし、後述のモノマー単位bに相当する重合単位を除く)等を用いることも可能である。
【0055】
上記式(1)で表される重合単位は1種のみであってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。上記式(1)で表される重合単位としては、上記式(a1)~(a4)で表される重合単位からなる群より選択された少なくとも1種の重合単位を含むことが好ましい。また、上記式(1)で表される重合単位は、上記式(a1)~(a4)で表される重合単位からなる群より選択された少なくとも1種の重合単位と、上記式(a1)~(a4)で表される重合単位からなる群より選択された少なくとも1種の重合単位以外の上記式(1)で表される重合単位(その他の式(1)で表される重合単位)と組み合わせて用いてもよい。上記その他の式(1)で表される重合単位としては、R1が第3級炭化水素基を有する基(例えば、t-ブチル基、t-アミル基等)である式(1)で表される重合単位が好ましい。
【0056】
また、本発明のフォトレジスト用樹脂は、[-C(=O)-O-]、[-S(=O)2-O-]、又は[-C(=O)-O-C(=O)-]を少なくとも有する脂環式骨格を含むことが好ましい。上記脂環式骨格を含むと、フォトレジスト用樹脂により高い基板密着性及び耐エッチング性を付与することができる。本発明のフォトレジスト用樹脂は、上記脂環式骨格を、上記脂環式骨格を有する重合単位として含むことが好ましい。なお、上記[-C(=O)-O-]、[-S(=O)2-O-]、又は[-C(=O)-O-C(=O)-]を少なくとも有する脂環式骨格を含む重合単位を、「モノマー単位b」と称する場合がある。
【0057】
上記モノマー単位bは、中でも、下記式(b1)~(b5)で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含むことが好ましい。下記式(b1)~(b5)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。Xは非結合、メチレン基、エチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。Yはメチレン基、又はカルボニル基を示す。Zは、2価の有機基(例えば、式(a1)~(a4)で表される重合単位中のAに含まれていてもよいアルキレン基として例示及び説明されたアルキレン基(特に、炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基)等)を示す。V1~V3は、同一又は異なって、-CH2-、[-C(=O)-]、又は[-C(=O)-O-]を示す。ただし、V1~V3のうち少なくとも1つは[-C(=O)-O-]である。R8~R14は、同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有していてもよいアルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。
【0058】
【0059】
式(b1)~(b5)で表される重合単位中のR、Aとしては、式(a1)~(a4)で表される重合単位中のR、Aと同様の例が挙げられる。また、式(b1)~(b5)で表される重合単位中のR8~R14におけるアルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、及び保護基で保護されていてもよいカルボキシ基としては、式(a1)~(a4)で表される重合単位中のRaにおける例と同様の例が挙げられる。
【0060】
上記R8~R14におけるフッ素原子を有するアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル、2,2,2-トリフルオロエチル基等の上記アルキル基を構成する水素原子の1個又は2個以上がフッ素原子で置き換えられた基[フルオロ(C1-6)アルキル基]等が挙げられる。
【0061】
上記式(b1)~(b4)で表される重合単位中、上記R8~R11は、それぞれ、1個又は2個以上有していてもよく、1~3個が好ましい。また、上記式(b1)~(b4)で表される重合単位中、上記R8~R11を2個以上有する場合、2個以上の上記R8~R11は、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。
【0062】
モノマー単位bの中でも、式(b1)で表され、且つR8がシアノ基、アミド基を有する基、イミド基を有する基、又はフルオロ(C1-6)アルキル基等の電子吸引性基である重合単位;式(b2)で表される重合単位;式(b3)で表され、且つYがカルボニル基である重合単位;式(b4)で表される重合単位;及び式(b5)で表される重合単位は、フォトレジスト用樹脂に優れた基板密着性、及び耐エッチング性を付与することができるとともに、アルカリ現像液への溶解性に優れ、微細パターンを高精度に形成することができる点で好ましい。
【0063】
上記式(b1)において、R8がシアノ基、アミド基を有する基、イミド基を有する基、又はフルオロ(C1-6)アルキル基等の電子吸引性基である場合、上記R8は、式(b1)中の*を付した炭素原子に少なくとも結合していることが特に好ましい。
【0064】
上記モノマー単位bの具体例としては、下記式で表される重合単位等が挙げられる。下記式で表されるモノマー単位中、Rdは、メチル基又は水素原子を示す。上記モノマー単位bは、対応する不飽和カルボン酸エステルを重合に付すことによりフォトレジスト用樹脂内に導入することができる。
【0065】
【0066】
【0067】
本発明のフォトレジスト用樹脂は、さらに、モノマー単位cを有していてもよい。上記モノマー単位cは下記式(c1)で表される重合単位である。本発明のフォトレジスト用樹脂は、重合単位としてモノマー単位cを有すると、フォトレジスト用樹脂により高い透明性及び耐エッチング性を付与することができる。式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。Aは単結合又は連結基を示す。Rbは保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示し、中でも、ヒドロキシ基、シアノ基が好ましい。qは1~5の整数を示す。環Z2は炭素数6~20の脂環式炭化水素環を示す。qが2~5の整数である場合、2~5個のRbは、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。
【0068】
【0069】
式(c1)で表される重合単位中のR、Aとしては、式(a1)~(a4)で表される重合単位中のR、Aと同様の例が挙げられる。また、式(c1)で表される重合単位中のRbにおける保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基としては、式(a1)~(a4)で表される重合単位中のRaにおける例と同様の例が挙げられる。
【0070】
式(c1)で表される重合単位中の環Z2は炭素数6~20の脂環式炭化水素環を示し、例えば、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の6~20員(好ましくは6~15員、特に好ましくは6~12員)程度のシクロアルカン環;シクロヘキセン環等の6~20員(好ましくは6~15員、特に好ましくは6~10員)程度のシクロアルケン環等の単環の脂環式炭化水素環;アダマンタン環;ノルボルナン環、ノルボルネン環、ボルナン環、イソボルナン環、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環等のノルボルナン環又はノルボルネン環を含む環;パーヒドロインデン環、デカリン環(パーヒドロナフタレン環)、パーヒドロフルオレン環(トリシクロ[7.4.0.03,8]トリデカン環)、パーヒドロアントラセン環等の多環の芳香族縮合環が水素添加された環(好ましくは完全水素添加された環);トリシクロ[4.2.2.12,5]ウンデカン環等の2環系、3環系、4環系等の橋架け炭化水素環(例えば、炭素数6~20程度の橋架け炭化水素環)等の2~6環程度の橋かけ環式炭化水素環等が挙げられる。上記環Z2としては、中でも、ノルボルナン環又はノルボルネン環を含む環、アダマンタン環が好ましい。
【0071】
上記モノマー単位cの具体例としては、下記式で表される重合単位等が挙げられる。下記式で表される重合単位中、Rdは、メチル基又は水素原子を示す。上記モノマー単位cは、対応する不飽和カルボン酸エステルを重合に付すことによりフォトレジスト用樹脂内に導入することができる。
【0072】
【0073】
本発明のフォトレジスト用樹脂は、上記モノマー単位a及び上記モノマー単位bを少なくとも有することが好ましく、上記モノマー単位a、上記モノマー単位b、及び上記モノマー単位cを少なくとも有することがより好ましい。この場合、本発明のフォトレジスト用樹脂において、上記モノマー単位aの含有量は、フォトレジスト用樹脂を構成する全モノマー単位(重合単位)に対して、例えば3~90モル%、好ましくは5~80モル%、より好ましくは8~70モル%、さらに好ましくは10~60モル%である。また、モノマー単位bの含有量は、フォトレジスト用樹脂を構成する全モノマー単位に対して、例えば5~95モル%、好ましくは10~90モル%、より好ましくは20~85モル%、さらに好ましくは30~80モル%である。また、本発明のフォトレジスト用樹脂が上記モノマー単位cを有する場合のモノマー単位cの含有量は、フォトレジスト用樹脂を構成する全モノマー単位に対して、例えば0~40モル%、好ましくは1~30モル%、より好ましくは3~25モル%である。
【0074】
また、本発明のフォトレジスト用樹脂の重量平均分子量(Mw)は、例えば1000~50000、好ましくは2000~20000、特に好ましくは3000~15000である。本発明のフォトレジスト用樹脂の分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mn)は1.4以下であれば特に限定されないが、例えば1.0~1.39、好ましくは1.0~1.38である。なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、GPCにより、標準物質としてポリスチレンを用いて測定することができる。
【0075】
本発明のフォトレジスト用樹脂の酸価は特に限定されないが、例えば0.10mmol/g以下、好ましくは0.05mmol/g以下、より好ましくは0.03mmol/g以下である。酸価が上記範囲内であると、フォトレジスト用樹脂中の酸分解性基が脱離せずに保護されているため、優れたレジスト性能を有し、且つ経時安定性が良好となる傾向がある。なお、上記酸価の下限は、0mmol/gであってもよい。
【0076】
<本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法>
本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下、単量体を重合させる工程(以下、「重合工程」と称することがある)を含むことを特徴とする。本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、さらに、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下、樹脂末端を処理する工程を含んでいてもよい(以下、「処理工程」と称することがある)。
【0077】
[重合工程]
重合工程は、上記連鎖移動剤及び重合開始剤の存在下、単量体を重合させる工程であれば特に限定されないが、例えば、上記連鎖移動剤及び重合開始剤の存在下、単量体又は単量体を含む溶液を滴下して単量体を重合させる方法(滴下重合法)を利用した工程が挙げられる。具体的には、[1]上記連鎖移動剤、重合開始剤、及び単量体を含む溶液を滴下する工程、[2]上記連鎖移動剤及び単量体を含む溶液を、上記重合開始剤を含む溶液に対して滴下する工程、[3]上記重合開始剤及び単量体を含む溶液を、上記連鎖移動剤を含む溶液に対して滴下する工程、[4]単量体又は単量体を含む溶液を、上記重合開始剤及び連鎖移動剤を含む溶液に対して滴下する工程等が挙げられる。
【0078】
重合工程は、単量体を含む溶液を、上記連鎖移動剤及び重合開始剤を含む溶液に対して滴下する工程であることが特に好ましい。滴下する溶液及び滴下を受ける溶液は、上記連鎖移動剤及び重合開始剤以外にもpKbが10以下の塩基性化合物を含んでいてもよい。単量体としては、公知のラジカル重合性を有する単量体を使用することができ、例えば、本発明のフォトレジスト用樹脂にて例示した重合単位に対応する単量体が挙げられる。
【0079】
重合工程は、pKbが10以下の塩基性化合物(以下、「塩基性化合物A」と称することがある)の存在下で行うことが好ましい。連鎖移動剤や溶媒の酸性度が高い場合、重合工程において酸分解性基を有するフォトレジスト用樹脂中の酸分解性基が分解され、製造されたフォトレジスト用樹脂は経時安定性に劣ることがある。塩基性化合物Aを用いることにより、重合中に樹脂中の酸分解性基が酸脱離反応により脱離しにくくなり、優れたレジスト性能を有しながら、経時安定性が良好であるフォトレジスト用樹脂を得ることができる。
【0080】
シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤としては、ラジカル重合において用いられる、公知乃至慣用の連鎖移動剤が挙げられる。上記の連鎖移動剤としては、例えば、2-フェニル-2-プロピルベンゾジチオエート、1-(メトキシカルボニル)エチルベンゾジチオエート、ベンジルベンゾジチオエート、エチル-2-メチル-2-(フェニルチオカルボニルチオ)プロピオネート、メチル-2-フェニル-2-(フェニルカルボノチオイルチオ)アセテート、エチル-2-(フェニルカルボノチオイルチオ)プロピオネート、ビス(チオベンゾイル)ジスルフィド等のジジチオベンゾアート;2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)プロピオン酸、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸、メチル-2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸 N-ヒドロキシスクシンイミドエステル、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(2-メチル-2-プロピオン酸ドデシルトリチオカーボネート)、ポリ(エチレングリコール)ビス[2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート]、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸3-アジド-1-プロパノールエステル、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸ペンタフルオロフェニルエステル、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル 2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル 2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)ビス[2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート]、ビス(ドデシルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィド等のトリチオカルボナート;ベンジル 1H-ピロール-1-カルボジチオ酸、メチル2-プロピオネートメチル(4-ピリジニル)カルバモジチオエート、N,N’-ジメチルN,N’-ジ(4-ピリジニル)チウラムジスルフィド等のジチオカルバマート;キサンタート等が挙げられる。この中でも、ジジチオベンゾアートが好ましく、エチル-2-(フェニルカルボノチオイルチオ)プロピオネートがより好ましい。上記の連鎖移動剤は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
【0081】
上記の連鎖移動剤の使用量(総量)は、特に限定されないが、単量体の総量(100モル)に対して、0.001~100モルが好ましく、より好ましくは0.01~50モル、さらに好ましくは0.1~30モル、特に好ましくは1~10モルである。また、単量体の総量(100重量部)に対する上記の連鎖移動剤の使用量は、特に限定されないが、0.1~100重量部が好ましく、より好ましくは0.5~50重量部、さらに好ましくは1~25重量部である。
【0082】
シアノ基を含まない重合開始剤としては、公知乃至慣用の重合開始剤を使用することができ、例えば、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、ジブチル-2,2’-アゾビスイソブチレート等のシアノ基を含まないアゾ系化合物が挙げられる。また、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール;P-メンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等のハイドロパーオキサイド又はジアルキルパーオキサイド;イソブチリルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、tert-ヘキシルパーオキシネオデカネート等のパーオキシエステル;ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等のシアノ基を含まない過酸化物系化合物が挙げられる。また、過酸化水素、過硫酸アンモニウム等のシアノ基を含まないレドックス系化合物が挙げられる。この中でもシアノ基を含まないアゾ系化合物が好ましく用いられる。シアノ基を含まない重合開始剤は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
【0083】
上記重合開始剤の使用量(総量)は、所望の分子量分布を有する樹脂を得るために必要な量であればよく、例えば、単量体の総量(100モル)に対して、0.05~120モル、好ましくは0.1~50モル、より好ましくは0.5~10モルである。また、単量体の総量(100重量部)に対する上記重合開始剤の使用量は、例えば0.01~30重量部、好ましくは0.2~20重量部、より好ましくは0.5~10重量部である。
【0084】
塩基性化合物AのpKbは、溶媒を水としたとき溶液の25℃における塩基解離定数である。塩基性化合物AのpKbは、上述のように10以下であり、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。上記pKbの下限は、例えば1である。
【0085】
塩基性化合物Aとしては、例えば、アンモニア、アミン(アリルアミン、ベンジルアミン、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、s-ブチルアミン、t-ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、エタノールアミン、メトキシアミン、ヒドラジン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等の第1級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジイソブチルアミン、t-ブチルシクロヘキシルアミン、2-メチルピペリジン、アセトアニリド等の第2級アミン;トリエチルアミン、N,N-ジメチルエチルアミン、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、トリプロピルアミン、1-メチルピペリジン等の第3級アミン等)、窒素原子含有複素環化合物(ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(ジアザビシクロウンデセン)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2-フェニルイミダゾール、イミダゾール、イソキノリン等)等が挙げられる。中でも、第3級アミン、窒素原子含有複素環化合物が好ましい。塩基性化合物Aは、1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
【0086】
塩基性化合物Aの使用量(総量)は、特に限定されないが、単量体の総量(100モル)に対して、例えば、0.05モル以上であり、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.3モル以上である。上記使用量の上限は、例えば10モル、好ましくは8モル、より好ましくは5モルである。
【0087】
上記重合工程は、無溶剤で行ってもよいし、重合溶媒の存在下行ってもよい。重合溶媒としては、例えば、グリコール系溶媒(グリコール系化合物)、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、1価アルコール系溶媒(上記1価アルコール系化合物)、炭化水素系溶媒、これらの混合溶媒等が挙げられる。グリコール溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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エチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。エステル系溶媒には、乳酸エチル等の乳酸エステル系溶媒;3-メトキシプロピオン酸メチル等のプロピオン酸エステル系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒等が挙げられる。ケトン系溶媒には、アセトン、メチルエチルケトン、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、シクロヘキサノン等が挙げられる。エーテル系溶媒には、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、ジメトキシエタン等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル等が挙げられる。アミド系溶媒には、N,N-ジメチルホルムアミド等が挙げられる。スルホキシド系溶媒には、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。炭化水素系溶媒には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
【0088】
好ましい重合溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;乳酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、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、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;及びこれらの混合溶媒が挙げられる。
【0089】
単量体を含む溶液の滴下は、連続的滴下(一定時間かけて滴下する態様)であってもよく、断続的滴下(複数回に分けて分割滴下する態様)であってもよい。また、上記滴下の速度等は、滴下途中に1回以上変更してもよい。
【0090】
単量体を含む溶液の全滴下時間(上記滴下開始後から上記滴下終了時までの時間)は、重合温度及び単量体の種類等によって異なるが、一般には1~10時間、好ましくは2~9時間、さらに好ましくは3~8時間である。滴下する単量体を含む溶液の温度としては、40℃以下が好ましい。単量体を含む溶液が40℃以下であると、反応初期に分子量が大きすぎるポリマーがより生成しにくくなる傾向がある。また、単量体を含む溶液は、単量体の種類によっては冷やしすぎると結晶化する場合がある。
【0091】
重合温度は、特に限定されないが、例えば30~150℃、好ましくは50~120℃、より好ましくは60~100℃である。なお、上記重合温度は、重合途中に、上記の重合温度の範囲内において1回以上変更してもよい。
【0092】
上記重合工程では、上記滴下終了後、熟成する時間を設けてもよい。上記熟成する時間としては、特に限定されないが、例えば0.5~10時間、好ましくは1~15時間である。
【0093】
上記重合工程において生成したポリマーは沈殿(再沈殿を含む)により単離できる。例えば、重合溶液(ポリマードープ)を溶媒(沈殿溶媒)中に添加してポリマーを沈殿させるか、又は該ポリマーを再度適当な溶媒に溶解させ、この溶液を溶媒(再沈殿溶媒)中に添加して再沈殿させるか、あるいはまた、重合溶液(ポリマードープ)中に溶媒(再沈殿溶媒や重合溶媒)を添加して希釈することにより目的のポリマーを得ることができる。沈殿又は再沈殿溶媒は有機溶媒及び水のいずれであってもよく、また混合溶媒であってもよい。ただし、重合工程におけるポリマーの単離は必須の工程ではなく、重合工程において生成したポリマーを含む重合溶液からポリマーを単離することなく、そのまま後述の処理工程に付してもよい。
【0094】
沈殿又は再沈殿溶媒として用いる溶媒としては、周知乃至慣用の溶媒を用いることができる。また、沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒は、重合溶媒と同一の溶媒であってもよいし、異なる溶媒であってもよい。沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、例えば、上記重合溶媒として例示された有機溶媒(グリコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、1価アルコール系溶媒、炭化水素系溶媒);ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素等);ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタン等);ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリル等);カーボネート(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、プロピレンカーボネート等);カルボン酸(酢酸等);これらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。
【0095】
中でも、上記沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、少なくとも炭化水素(特に、ヘキサンやヘプタン等の脂肪族炭化水素)もしくは、アルコール(特に、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、ブタノール等)を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、炭化水素(例えば、ヘキサンやヘプタン等の脂肪族炭化水素)と他の溶媒(例えば、酢酸エチル等のエステル類等)との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90~99/1、好ましくは前者/後者(体積比:25℃)=30/70~98/2、さらに好ましくは前者/後者(体積比:25℃)=50/50~97/3である。
【0096】
また、上記沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒としては、アルコール(特に、メタノール)と水との混合溶媒、グリコール系溶媒(特に、ポリエチレングリコール)と水との混合溶媒も好ましい。この場合の有機溶媒(アルコール又はグリコール系溶媒)と水との比率(体積比;25℃)は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90~99/1、好ましくは前者/後者(体積比:25℃)=30/70~98/2、さらに好ましくは前者/後者(体積比:25℃)=50/50~97/3である。
【0097】
沈殿(再沈殿を含む)で得られたポリマーは、必要に応じて、リンス処理や、ポリマーを溶媒でほぐして分散させながら撹拌して洗浄する処理(「リパルプ処理」と称する場合がある)に付される。リパルプ処理後にリンス処理を施してもよい。重合により生成したポリマーを溶媒でリパルプすることや、リンスすることにより、ポリマーに付着している残存モノマーや低分子量オリゴマー等を効率よく除くことができる。
【0098】
本発明の製造方法においては、中でも、上記リパルプ処理やリンス処理溶媒として用いる有機溶媒として、少なくとも炭化水素(特に、ヘキサンやヘプタン等の脂肪族炭化水素)、アルコール(特に、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、ブタノール等)、又はエステル類(特に、酢酸エチル等)を含む溶媒が好ましい。
【0099】
本発明の製造方法においては、上記沈殿(再沈殿を含む)、リパルプ処理、又はリンス処理の後、必要に応じてデカンテーションや濾過等で溶媒を取り除き、乾燥処理を施してもよい。
【0100】
[処理工程]
処理工程は、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下、樹脂末端を処理する工程であり、例えば、重合工程により得られたポリマーとシアノ基を含まない末端処理剤(以下、「末端処理剤」と称することがある)とを混合する工程が挙げられる。混合方法は特に限定されず、使用される溶媒としては、重合工程において重合溶媒として例示したものが挙げられる。本発明のフォトレジスト用樹脂の製造方法は、得られるフォトレジスト用樹脂の熱安定性が向上する点で、処理工程を含むことが望ましい。
【0101】
シアノ基を含まない末端処理剤としては、シアノ基を含まない重合開始剤として例示した化合物と同様のものを使用することができる。使用する上記末端処理剤と上記重合開始剤とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。末端処理剤の使用量は特に限定されないが、例えば、重合工程において使用した単量体の総量(100モル)に対して、5~1000モル、好ましくは10~500モル、より好ましくは20~250モルである。また、単量体の総量(100重量部)に対する末端処理剤の使用量は、例えば5~1000重量部、好ましくは10~500重量部、より好ましくは20~250重量部である。
【0102】
ポリマーと上記末端処理剤との混合溶液の撹拌時間は特に限定されないが、一般には0.1~10時間、好ましくは0.2~5時間である。撹拌時の混合溶液の温度としては特に限定されないが、例えば30~150℃、好ましくは50~120℃、より好ましくは60~100℃である。
【0103】
処理工程において処理したポリマーは沈殿(再沈殿を含む)により単離できる。単離方法としては、重合工程にて説明したものと同様の方法を採用することができる。また、沈殿又は再沈殿溶媒として用いる溶媒は、重合工程にて例示したものを使用することができる。さらに、沈殿(再沈殿を含む)で得られたポリマーは、必要に応じて、リパルプ処理に付される。リパルプ処理後にリンス処理を施してもよい。リパルプ処理やリンス処理溶媒として用いる有機溶媒は、重合工程にて例示したものを使用することができる。さらに、リパルプ処理又はリンス処理の後、必要に応じて溶媒をデカンテーション、濾過等で溶媒を取り除き、乾燥処理を施すことが好ましい。乾燥温度は、例えば20~120℃、好ましくは30~100℃である。乾燥は減圧下(例えば200mmHg(26.6kPa)以下、特に100mmHg(13.3kPa)以下)で行うのが好ましい。
【0104】
<フォトレジスト用樹脂組成物>
本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、本発明のフォトレジスト用樹脂と、感放射線性酸発生剤を少なくとも含有する。
【0105】
感放射線性酸発生剤としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線による露光により、効率よく酸を発生する慣用乃至公知の化合物を使用することができ、母核と発生する酸とからなる化合物である。上記母核としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩(テトラヒドロチオフェニウム塩を含む)、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、ジスルホニルジアゾメタン化合物、ジスルホニルメタン化合物、オキシムスルホネート化合物、ヒドラジンスルホネート化合物等が挙げられる。また、上記露光により発生する酸としては、例えば、アルキルあるいはフッ化アルキルスルホン酸、アルキルあるいはフッ化アルキルカルボン酸、アルキルあるいはフッ化アルキルスルホニルイミド酸等が挙げられる。これらは1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
【0106】
感放射線性酸発生剤の使用量は、放射線の照射により生成する酸の強度やフォトレジスト用樹脂における各繰り返し単位の比率等に応じて適宜選択でき、例えば、本発明のフォトレジスト用樹脂100重量部に対して0.1~30重量部、好ましくは1~25重量部、さらに好ましくは2~20重量部の範囲から選択できる。
【0107】
フォトレジスト用樹脂組成物は、例えば、上記フォトレジスト用樹脂と、感放射線性酸発生剤を、レジスト用溶剤中で混合することにより調製することができる。上記レジスト用溶剤としては、上記重合溶媒として例示したグリコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、これらの混合溶媒等を使用することができる。
【0108】
フォトレジスト用樹脂組成物中の本発明のフォトレジスト用樹脂濃度は、例えば、3~40重量%である。フォトレジスト用樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(例えば、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、カルボキシ基含有樹脂)等のアルカリ可溶成分、着色剤(例えば、染料)等を含んでいてもよい。
【0109】
<パターン形成方法>
本発明のフォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板上に塗布し、乾燥した後、所定のマスクを介して、塗膜(レジスト膜)に露光して(又は、さらに露光後ベークを行い)潜像パターンを形成し、次いでアルカリ溶解することにより、微細なパターンを高い精度で形成することができる。
【0110】
基材又は基板としては、シリコンウェハ、金属、プラスチック、ガラス、セラミック等が挙げられる。フォトレジスト用樹脂組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータ等の慣用の塗布手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば0.05~20μm、好ましくは0.1~2μmである。
【0111】
露光には、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線を利用することができる。
【0112】
露光により感放射線性酸発生剤から酸が生成し、この酸により、フォトレジスト用樹脂組成物の酸の作用によりアルカリ可溶となる重合単位(酸分解性基を有する繰り返し単位)のカルボキシ基等の保護基(酸分解性基)が速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキシ基等が生成する。そのため、アルカリ現像液による現像により、所定のパターンを精度よく形成できる。
【実施例】
【0113】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフラン溶媒を用いたGPC測定(ゲル浸透クロマトグラフ)により求めた。標準試料にポリスチレンを使用し、検出器としては屈折率計(Refractive Index Detector;RI検出器)を用いた。また、GPC測定には、昭和電工(株)製カラム(商品名「KF-806L」)を3本直列につないだものを使用し、カラム温度40℃、RI温度40℃、テトラヒドロフラン流速0.8mL/分の条件で行った。分子量分布(Mw/Mn)は上記測定値より算出した。
【0114】
実施例1
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート21.25g、メチルエチルケトン21.25g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート[和光純薬工業(株)製、商品名「V-601」]0.30g(0.0013mol)、エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート3.15g(0.0117mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸6-シアノ-5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル18.81g(0.076mol)、メタクリル酸5,5-ジオキソ-4-オキサ-5-チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル4.91g(0.019mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル26.28g(0.095mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.30g(0.0013mol)、トリエチルアミン237mg(2.34mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート120.42g、メチルエチルケトン120.42gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー31.55gを得た。
【0115】
回収したポリマー31.55gをメチルエチルケトン126.20gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート34.05g(0.15mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー30.24gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6000、分子量分布(Mw/Mn)が1.35であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0116】
実施例2
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート27.33g、メチルエチルケトン18.22g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.400g(0.0017mol)、エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート4.20g(0.0156mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸2-(6-シアノ-5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イルオキシ)-2-オキソエチル27.94g(0.092mol)、メタクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イル2.40g(0.010mol)、メタクリル酸1-エチルシクロペンタン-1-イル11.11g(0.061mol)、メタクリル酸1-(シクロヘキサン-1-イル)-1-メチルエチル8.55g(0.041mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.400g(0.0017mol)、トリエチルアミン316mg(3.13mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109.33g、メチルエチルケトン72.89gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー29.89gを得た。
【0117】
回収したポリマー29.89gをメチルエチルケトン119.56gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート43.03g(0.19mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー28.72gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が5800、分子量分布(Mw/Mn)が1.32であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0118】
実施例3
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.32g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート6.30g(0.0235mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸2-オキソテトラヒドロフラン-3-イル17.53g(0.10mol)、メタクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イル5.78g(0.023mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルエチル21.01g(0.080mol)、メタクリル酸2-エチルアダマンタン-2-イル5.68g(0.023mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、トリエチルアミン475mg(4.69mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート132.95gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー31.02gを得た。
【0119】
回収したポリマー31.02gをメチルエチルケトン124.08gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート67.01g(0.29mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー30.57gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6300、分子量分布(Mw/Mn)が1.34であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0120】
実施例4
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート27.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル18.22g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.350g(0.0015mol)、エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート3.67g(0.0137mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル17.79g(0.080mol)、メタクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イル10.10g(0.040mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル22.12g(0.080mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.350g(0.0015mol)、トリエチルアミン277mg(2.74mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル72.89gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー28.33gを得た。
【0121】
回収したポリマー28.33gをメチルエチルケトン113.32gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート35.68g(0.15mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー26.92gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が7100、分子量分布(Mw/Mn)が1.36であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0122】
実施例5
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50.00g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート6.30g(0.0235mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸2-オキソテトラヒドロフラン-3-イル15.17g(0.892mol)、メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル4.95g(0.022mol)、メタクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イル5.26g(0.022mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル24.62g(0.089mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、トリエチルアミン475mg(4.69mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート132.95gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー32.32gを得た。
【0123】
回収したポリマー32.32gをメチルエチルケトン129.28gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート69.81g(0.30mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー29.67gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6100、分子量分布(Mw/Mn)が1.15であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0124】
実施例6
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50.00g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、1-(メトキシカルボニル)エチルベンゾジチオエート6.30g(0.0235mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸2-オキソテトラヒドロフラン-3-イル15.17g(0.892mol)、メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル4.95g(0.022mol)、メタクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イル5.26g(0.022mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル24.62g(0.089mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.600g(0.0026mol)、トリエチルアミン475mg(4.69mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート132.95gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー31.89gを得た。
【0125】
回収したポリマー31.89gをメチルエチルケトン127.56gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート68.88g(0.30mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー29.23gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6300、分子量分布(Mw/Mn)が1.18であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0126】
実施例7
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート27.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル18.22g、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.350g(0.0015mol)、1-(メトキシカルボニル)エチルベンゾジチオエート3.29g(0.0137mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル17.79g(0.080mol)、メタクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イル10.10g(0.040mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル22.12g(0.080mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.350g(0.0015mol)、トリエチルアミン277mg(2.74mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル72.89gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー27.56gを得た。
【0127】
回収したポリマー27.56gをメチルエチルケトン110.24gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート34.72g(0.15mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー24.88gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が7300、分子量分布(Mw/Mn)が1.23であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在しないことを確認した。
【0128】
比較例1
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート21.25g、メチルエチルケトンを21.25g重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル[和光純薬工業(株)製、商品名「AIBN」]0.50g(0.0030mol)、2-シアノ-2-プロピルベンゾチオエート1.01g(0.00456mol)入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸6-シアノ-5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル18.81g(0.076mol)、メタクリル酸5,5-ジオキソ-4-オキサ-5-チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル4.91g(0.019mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル26.28g(0.095mol)、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル[和光純薬工業(株)製、商品名「AIBN」]0.50g(0.0030mol)、トリエチルアミン92.43mg(0.913mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート120.42gとメチルエチルケトン120.42gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー37.90gを得た。
【0129】
回収したポリマー37.90gをメチルエチルケトン151.60gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのアゾビスイソブチロニトリル11.36g(0.069mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー35.24gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が5800、分子量分布(Mw/Mn)が1.35であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0130】
比較例2
末端処理剤としてジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレートの代わりにアゾビスイソブチロニトリルを使用したこと以外は実施例2と同様の操作を行ったところ、ポリマー28.95gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が5900、分子量分布(Mw/Mn)が1.30であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0131】
比較例3
重合開始剤としてジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレートの代わりにアゾビスイソブチロニトリルを使用したこと以外は実施例3と同様の操作を行ったところ、ポリマー30.72gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6400、分子量分布(Mw/Mn)が1.32であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0132】
比較例4
還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに、窒素雰囲気下、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート27.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル18.22g、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.50g(0.0022mol)、2-シアノ-2-プロピルベンゾチオエート0.72g(0.00325mol)を入れて温度を80℃に保ち、撹拌しながら、メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル17.79g(0.080mol)、メタクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イル10.10g(0.040mol)、メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル22.12g(0.080mol)、重合開始剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート0.50g(0.0022mol)]、トリエチルアミン65.92mg(0.651mmol)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109.33g、プロピレングリコールモノメチルエーテル72.89gを混合した溶液を6時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、反応溶液の撹拌をさらに2時間続けた。
重合反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー28.96gを得た。
【0133】
回収したポリマー28.96gをメチルエチルケトン115.84gに溶解した溶液を還流管、撹拌子、3方コックを備えた丸底フラスコに仕込み、窒素置換後、末端処理剤としてのジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート8.67g(0.038mol)を投入し、撹拌しながら温度を75℃に加温し、3時間反応させた。
反応終了後、該反応溶液の10倍量のヘプタンと酢酸エチル8:2(重量比)の混合液(25℃)中に撹拌しながら滴下した。生じた沈殿物を濾別、減圧乾燥することにより、所望のポリマー27.87gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が7200、分子量分布(Mw/Mn)が1.30であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0134】
比較例5
末端処理剤としてジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレートの代わりにアゾビスイソブチロニトリルを使用したこと以外は実施例5と同様の操作を行ったところ、ポリマー28.95gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6200、分子量分布(Mw/Mn)が1.16であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0135】
比較例6
末端処理剤としてジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレートの代わりにアゾビスイソブチロニトリルを使用したこと以外は実施例6と同様の操作を行ったところ、ポリマー28.95gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が6200、分子量分布(Mw/Mn)が1.18であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0136】
比較例7
末端処理剤としてジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレートの代わりにアゾビスイソブチロニトリルを使用したこと以外は実施例7と同様の操作を行ったところ、ポリマー28.95gを得た。回収したポリマーをGPC分析したところ、Mw(重量平均分子量)が7200、分子量分布(Mw/Mn)が1.24であった。なお、13C NMRにおいて、126ppmにピークが存在することを確認した。
【0137】
上記実施例1及び比較例1で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0138】
【0139】
上記実施例2及び比較例2で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0140】
【0141】
上記実施例3及び比較例3で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0142】
【0143】
上記実施例4及び比較例4で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0144】
【0145】
上記実施例5、6、比較例5、6で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0146】
【0147】
上記実施例7、比較例7で作製した樹脂は、下記式で表される重合単位を有する。
【0148】
【0149】
実施例1~7及び比較例1~7で得られた各樹脂について、樹脂濃度が20重量%となるようにPGMEAを添加した。その際の樹脂の溶け残りの有無を目視にて確認することで、以下の基準で樹脂の溶解性を評価し、表1の「レジスト性能」の項に記載した。
○(良好):溶液が透明で溶け残りが見られない。
×(不良):溶け残りが見られる、又は溶液が白濁している。
【表1】
【0150】
なお、表1に示す成分について、以下に説明する。また、表1に示す各モノマーの数値は、全モノマー(100モル)に対する各モノマーのモル量(モル%)である。
(モノマー)
A:メタクリル酸6-シアノ-5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル
B:メタクリル酸2-オキソテトラヒドロフラン-3-イル
C:メタクリル酸2-(6-シアノ-5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イルオキシ)-2-オキソエチル
D:メタクリル酸5,5-ジオキソ-4-オキサ-5-チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル
E:メタクリル酸5-オキソ-4-オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン-2-イル
F:メタクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イル
G:メタクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イル
H:メタクリル酸1-エチルシクロペンタン-1-イル
I:メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルエチル
J:メタクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピル
K:メタクリル酸1-(シクロヘキサン-1-イル)-1-メチルエチル
L:メタクリル酸2-エチルアダマンタン-2-イル
(連鎖移動剤)
R-1:エチル-2-メチル-2-フェニルチオカルボニルチオプロピオネート
R-2:1-(メトキシカルボニル)エチルベンゾジチオエート
R-3:2-シアノ-2-プロピルベンゾチオエート
(重合開始剤・末端処理剤)
I-1:ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート
I-2:アゾビスイソブチロニトリル
【0151】
評価結果から理解できる通り、本発明のフォトレジスト用樹脂(実施例1~4)は溶剤に対する溶解性が優れていた。このため、本発明のフォトレジスト用樹脂は優れたレジスト性能を有することが予想される。
【0152】
以上のまとめとして、本発明の構成及びそのバリエーションを以下に付記しておく。
[1]樹脂末端にシアノ基を含まず、且つ分子量分布(Mw/Mn)が1.4以下であることを特徴とする樹脂。
[2]樹脂末端の置換基がアルキル基、アリール基、カルボキシル基、アミノ基、エステル結合を有する基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、又はアミド結合を有する基である、[1]に記載の樹脂。
[3]シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下で単量体を重合させることにより得られる、[1]又は[2]に記載の樹脂。
[4]シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下で単量体を重合させた後、さらに、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下で処理することにより得られる、[1]~[3]のいずれか1項に記載の樹脂。
[5]前記式(a1)~(a4)[式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。R2~R4は同一又は異なって、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。なお、R2及びR3は互いに結合して環を形成してもよい。R5、R6は同一又は異なって、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。R7は-COORc基を示し、前記Rcは置換基を有していてもよい第3級炭化水素基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、又はオキセパニル基を示す。nは1~3の整数を示す。Raは環Z1に結合している置換基であって、同一又は異なって、オキソ基、アルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシ基を示す。pは0~3の整数を示す。環Z1は炭素数3~20の脂環式炭化水素環を示す。]で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含む、[1]~[4]のいずれか1項に記載の樹脂。
[6]さらに、前記式(b1)~(b5)[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示し、Aは単結合又は連結基を示す。Xは非結合、メチレン基、エチレン基、酸素原子、又は硫黄原子を示す。Yはメチレン基、又はカルボニル基を示す。Zは、2価の有機基を示す。V1~V3は、同一又は異なって、-CH2-、[-C(=O)-]、又は[-C(=O)-O-]を示す。ただし、V1~V3のうち少なくとも1つは[-C(=O)-O-]である。R8~R14は、同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、フッ素原子を有していてもよいアルキル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。]で表される重合単位からなる群より選択される少なくとも1種の重合単位を含む、[5]に記載の樹脂。
[7]さらに、前記式(c1)[式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を示す。Aは単結合又は連結基を示す。Rbは保護基で保護されていてもよいヒドロキシ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシ基、又はシアノ基を示す。qは1~5の整数を示す。環Z2は炭素数6~20の脂環式炭化水素環を示す。]で表される重合単位を含む、[5]又は[6]に記載の樹脂。
[8]重量平均分子量(Mw)が、例えば1000~50000、好ましくは2000~20000、特に好ましくは3000~15000である[1]~[7]のいずれか1項に記載の樹脂。
[9]分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量との比:Mw/Mn)が、例えば1.0~1.39、好ましくは1.0~1.38である[1]~[8]のいずれか1項に記載の樹脂。
[10]シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤と、シアノ基を含まない重合開始剤との存在下、単量体を重合させる工程を含むことを特徴とする、[1]~[9]のいずれか1項に記載の樹脂の製造方法。
[11]さらに、シアノ基を含まない末端処理剤の存在下、樹脂末端を処理する工程を含むことを特徴とする[10]に記載の樹脂の製造方法。
[12]シアノ基を含まず、チオカルボニルチオ基を含む連鎖移動剤が、2-フェニル-2-プロピルベンゾジチオエート、1-(メトキシカルボニル)エチルベンゾジチオエート、ベンジルベンゾジチオエート、エチル-2-メチル-2-(フェニルチオカルボニルチオ)プロピオネート、メチル-2-フェニル-2-(フェニルカルボノチオイルチオ)アセテート、エチル-2-(フェニルカルボノチオイルチオ)プロピオネート、ビス(チオベンゾイル)ジスルフィド等のジジチオベンゾアート;2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)プロピオン酸、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸、メチル-2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸 N-ヒドロキシスクシンイミドエステル、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(2-メチル-2-プロピオン酸ドデシルトリチオカーボネート)、ポリ(エチレングリコール)ビス[2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート]、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸3-アジド-1-プロパノールエステル、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸ペンタフルオロフェニルエステル、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル 2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル 2-(ドデシルチオカルボニルチオオイルチオ)-2-メチルプロピオネート、ポリ(エチレングリコール)ビス[2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオネート]、ビス(ドデシルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィド等のトリチオカルボナート;ベンジル 1H-ピロール-1-カルボジチオ酸、メチル2-プロピオネートメチル(4-ピリジニル)カルバモジチオエート、N,N’-ジメチルN,N’-ジ(4-ピリジニル)チウラムジスルフィド等のジチオカルバマート;キサンタートからなる群より選択される少なくとも1つである[3]~[9]のいずれか1項に記載の樹脂。
[13]シアノ基を含まない重合開始剤が、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、ジブチル-2,2’-アゾビスイソブチレート等のシアノ基を含まないアゾ系化合物;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール;P-メンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等のハイドロパーオキサイド又はジアルキルパーオキサイド;イソブチリルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、tert-ヘキシルパーオキシネオデカネート等のパーオキシエステル;ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等のシアノ基を含まない過酸化物系化合物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム等のシアノ基を含まないレドックス系化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[3]~[9]、[12]のいずれか1項に記載の樹脂。
[14]シアノ基を含まない末端処理剤が、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、ジブチル-2,2’-アゾビスイソブチレート等のシアノ基を含まないアゾ系化合物;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール;P-メンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等のハイドロパーオキサイド又はジアルキルパーオキサイド;イソブチリルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、tert-ヘキシルパーオキシネオデカネート等のパーオキシエステル;ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等のシアノ基を含まない過酸化物系化合物;過酸化水素、過硫酸アンモニウム等のシアノ基を含まないレドックス系化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[3]~[9]、[12]、[13]のいずれか1項に記載の樹脂。
[15]フォトレジスト用樹脂である、[1]~[9]、[12]~[14]のいずれか1項に記載の樹脂
[16][1]~[9]、[12]~[14]のいずれか1項に記載の樹脂と、感放射線性酸発生剤とを少なくとも含有する樹脂組成物。
[17]フォトレジスト用樹脂組成物である、[16]に記載の樹脂組成物。
[18][16]に記載の組成物を基板に塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を露光し、次いでアルカリ溶解する工程を少なくとも含むパターン形成方法。
【産業上の利用可能性】
【0153】
本発明のフォトレジスト用樹脂及び本発明の製造方法によれば、溶剤に対する溶解性が高く、優れたレジスト性能を有するフォトレジスト用樹脂、該フォトレジスト用樹脂を含有するフォトレジスト用樹脂組成物を得ることができる。また、上記のフォトレジスト用樹脂組成物を用いることにより、優れたパターンを形成することができる。