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JP5646149B2 - Copolymer for photoresist, production method and storage method thereof - Google Patents
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Copolymer for photoresist, production method and storage method thereof Download PDF

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Description

本発明は、半導体素子などの製造工程における微細加工技術、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超微細フォトリソグラフィープロセスやその他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられるフォトレジスト材料、フォトレジスト組成物、およびそのベースポリマーとして有用な高分子化合物の製造方法、並びにその製造方法により得られたフォトレジスト材料、フォトレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a photoresist material and a photoresist composition that are suitably used in a microfabrication technique in a manufacturing process of a semiconductor element, an ultrafine photolithography process such as manufacture of a VLSI and a high-capacity microchip, and other photofabrication processes. And a method for producing a polymer compound useful as a base polymer, and a photoresist material and a photoresist composition obtained by the production method.

超LSI等の半導体集積素子の製造に代表される微細加工の分野においては、集積回路の超高集積化の流れに伴い、サブミクロンからクォーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されている。それに伴い、露光波長もg線からi線により高い集積度を得るために、最近ではArFエキシマレーザー(波長193nm)、Fエキシマレーザ(波長157nm)等より短波長の光源を用いるとともに、液浸リソグラフィーなどの技術と組み合わせることにより50nm程度以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィー技術が必要とされている。このようなエキシマレーザーによるフォトリソグラフィーに適した感放射線性樹脂組成物に用いられるベースポリマーには、微細化の進展に伴い、分子量、分子量分布の制御、安定性、共重合組成分布の均一性、超高分子量成分や低分子量成分その他の不純物量の低減など、より高度な品質が要求されている。 In the field of microfabrication typified by the manufacture of semiconductor integrated devices such as VLSI, the formation of ultrafine patterns in the submicron to quarter micron region is required with the trend of ultrahigh integration of integrated circuits. Accordingly, in order to obtain a higher degree of integration of the exposure wavelength from g-line to i-line, recently, a light source having a shorter wavelength than ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm) or the like is used. There is a need for a lithography technique capable of fine processing at a level of about 50 nm or less by combining with a technique such as lithography. The base polymer used in such a radiation-sensitive resin composition suitable for photolithography using an excimer laser has a molecular weight, control of molecular weight distribution, stability, uniformity of copolymer composition distribution, Higher quality such as reduction of the amount of impurities such as ultra high molecular weight components, low molecular weight components and the like is required.

ところで、共重合体の製造においては、経時変化により樹脂の品質が劣化することがあり、種々の研究がなされてきた。例えば、キノンジアジドスルホン酸ハライドを含有するポジ型フォトレジストではキノンジアジドスルホン酸ハライドが分解しやすいために、低温暗所で保存することが提案されている(例えば、特許文献1)。また、カラーレジスト組成物を遮光状態かつ−5℃〜25℃の特定の温度範囲で保存することも提案されている(例えば、特許文献2)。さらに、フォトレジスト等の液体組成物を保存するために特殊なパッケージを用いることも提案されている(例えば、特許文献3)。   By the way, in the production of a copolymer, the quality of the resin may be deteriorated due to a change with time, and various studies have been made. For example, in a positive photoresist containing a quinonediazide sulfonic acid halide, it has been proposed to store the quinonediazide sulfonic acid halide in a low temperature dark place because it is easily decomposed (for example, Patent Document 1). It has also been proposed to store the color resist composition in a light-shielded state and in a specific temperature range of −5 ° C. to 25 ° C. (for example, Patent Document 2). Further, it has been proposed to use a special package for storing a liquid composition such as a photoresist (for example, Patent Document 3).

しかしながら、依然として樹脂の品質を長期間維持することができる保存工程を含む共重合体の製造方法の開発が要求されている。   However, there is still a demand for the development of a method for producing a copolymer including a storage step that can maintain the quality of the resin for a long period of time.

特開平9−204052JP 9-204052 A 特開2003−149801JP 2003-149801 A 特表2008−539145Special table 2008-539145

本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、保存中に劣化が起こり易いラクトン構造および酸性基含有樹脂の経時変化を防ぐことができるフォトレジスト用共重合体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a copolymer for a photoresist that can prevent aging of a lactone structure and an acid group-containing resin that easily deteriorate during storage. It is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定の構造を有する樹脂の経時変化による品質の劣化が粉末状態で保存することに起因するものであり、また保存工程における品質劣化の一つの原因が保存樹脂中の水分と樹脂中の微量の酸を触媒とした、酸分解性基あるいはラクトン構造の加水分解であろうとの考えの下に、特定の溶媒を用いて共重合体を溶液状態に保つ工程によって樹脂の品質の劣化を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have attributed to the deterioration of quality due to aging of a resin having a specific structure stored in a powder state, and the quality in the storage process. Under the assumption that one cause of deterioration may be hydrolysis of acid-decomposable groups or lactone structures catalyzed by moisture in the storage resin and a small amount of acid in the resin, It has been found that the deterioration of the resin quality can be suppressed by the process of keeping the coalescence in a solution state, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むフォトレジスト用共重合体の製造方法であって、前記共重合体をヒドロキシ基非含有溶媒によって溶液状態に保つことを含む保存工程を含む、フォトレジスト用共重合体の製造方法を提供するものである。   That is, the present invention relates to a method for producing a copolymer for photoresist comprising a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group, wherein the copolymer is kept in a solution state by a hydroxy group-free solvent. The manufacturing method of the copolymer for photoresists including the preservation | save process containing is provided.

また、他の態様によれば、本発明は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むフォトレジスト用共重合体の保存方法であって、前記共重合体をヒドロキシ基非含有溶媒によって溶液状態に保つことを含む、保存方法を提供するものである。   According to another aspect, the present invention provides a method for preserving a copolymer for a photoresist comprising a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group, wherein the copolymer contains no hydroxy group. The preservation method includes keeping the solution in a solvent state.

また、他の態様によれば、本発明は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むフォトレジスト用共重合体であって、前記共重合体がヒドロキシ基非含有溶媒によって溶液状態に保たれた、フォトレジスト用共重合体を提供するものである。   According to another aspect, the present invention provides a photoresist copolymer comprising a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group, wherein the copolymer is a solution containing a hydroxy group-free solvent. The present invention provides a photoresist copolymer that is kept in a state.

本発明によれば、保存中に劣化が起こり易いラクトン構造および酸性基含有樹脂の経時変化を防ぐことができ、長期間の保存後であっても樹脂の分子量および組成を一定に保つことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent aging of the lactone structure and acidic group-containing resin that are likely to deteriorate during storage, and to maintain the resin molecular weight and composition constant even after long-term storage. .

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

共重合体の構造
本発明の製造方法で得られる共重合体は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むものである。なお、ラクトン構造と、酸性基とは、同一の繰り返し単位上に存在してもよいし、異なる繰り返し単位上に存在してもよい。また、具体的な構造としては、例えば、以下に挙げる様な構造式を有するものが好ましい。
Copolymer Structure The copolymer obtained by the production method of the present invention contains a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group. Note that the lactone structure and the acidic group may exist on the same repeating unit or on different repeating units. Further, as a specific structure, for example, those having the following structural formulas are preferable.

ラクトン構造を有する繰り返し単位
本発明の好ましい態様によれば、ラクトン構造を有する繰り返し単位は、式(A)で表される構造を有するものである。
Repeating Unit Having Lactone Structure According to a preferred embodiment of the present invention, the repeating unit having a lactone structure has a structure represented by the formula (A).

Figure 0005646149
式(A)中、R10は水素原子、または、フッ素原子が置換しても良い炭素数1〜4の炭化水素基を表し、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜4のアルキル基を挙げることができ、好ましくは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基である。R11は式(a)で表されるラクトン構造含有基を表す。
Figure 0005646149
In the formula (A), R 10 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom. Specifically, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, n- Examples thereof include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group and trifluoromethyl group, preferably hydrogen atom, methyl group and trifluoromethyl. It is a group. R 11 represents a lactone structure-containing group represented by the formula (a).

Figure 0005646149
式(a)中、R12〜R19は、いずれか1つが、R11としての結合部位を有する単結合を表し、残りのR12〜R19は、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表すか、または、いずれか1つが、R11としての結合部位を有し、他のR12〜R19のいずれか1つまたは2つと結合して炭素数5〜15の脂環を形成する、酸素原子若しくは硫黄原子を含んでも良い炭素数3〜14の炭化水素基を表し、残りのR12〜R19は、いずれか1つまたは2つが前記炭素数5〜15の脂環を形成するための単結合を表し、その残りは、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表す。脂環の具体例としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、ノルボルナン環、7−oxa−ノルボルナン環、7−thia−ノルボルナン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン環等、好ましくは、ノルボルナン環、7−oxa−ノルボルナン環を挙げることができる。炭素数1〜4の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、およびi−ブチル基等を挙げることができ、炭素数1〜4のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基等を挙げることができる。また、mは0または1の整数を表す。
Figure 0005646149
Wherein (a), R 12 ~R 19 is any one of a single bond with a binding site of the R 11, the remainder of R 12 to R 19 is a hydrogen atom or a 1 to 4 carbon atoms Or any one of them has a binding site as R 11 , and is bonded to any one or two of other R 12 to R 19 to form a carbon atom having 5 to 5 carbon atoms. Represents a hydrocarbon group having 3 to 14 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom and forms 15 alicyclic rings, and the remaining R 12 to R 19 are any one or two of which have 5 to 5 carbon atoms. 15 represents a single bond for forming an alicyclic ring, and the remainder represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group. Specific examples of the alicyclic ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, norbornane ring, 7-oxa norbornane ring, 7-thia norbornane ring, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] A dodecane ring etc., Preferably, a norbornane ring and a 7-oxa-norbornane ring can be mentioned. Specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and an i-butyl group. Specific examples of the 1-4 alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. M represents an integer of 0 or 1.

12〜R19のいずれか1つがR11としての結合部位を有する単結合を表し、残りのR12〜R19は、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表すラクトン構造の特に好ましい例として、γ−ブチロラクトン構造、δ−バレロラクトン構造を挙げることができる。R12〜R19のいずれか1つがR11としての結合部位を有し、他のR12〜R19のいずれか1つまたは2つと結合して炭素数5〜15の脂環を形成する、酸素原子若しくは硫黄原子を含んでも良い炭素数3〜14の炭化水素基を表し、残りのR12〜R19は、いずれか1つまたは2つが前記炭素数5〜15の脂環を形成する為の単結合を表し、その残りは、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表すラクトン構造の特に好ましい例として、1,3−シクロヘキサンカルボラクトン構造、2,6−ノルボルナンカルボラクトン構造、7−oxa−2,6−ノルボルナンカルボラクトン構造、4−oxa−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン構造を挙げることができる。 Any one of R 12 to R 19 is a single bond with a binding site of the R 11, the remainder of R 12 to R 19 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms Particularly preferred examples of the lactone structure to be represented include a γ-butyrolactone structure and a δ-valerolactone structure. Any one of R 12 to R 19 is has a binding site as R 11, form a alicyclic of 5 to 15 carbon atoms bonded to one or two and one of the other R 12 to R 19, contain an oxygen atom or a sulfur atom represents an hydrocarbon group having a carbon number of 3 to 14, the remainder of R 12 to R 19 is any one or two to form an alicyclic ring of said 5 to 15 carbon atoms As a particularly preferred example of a lactone structure representing a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group , the remainder is a 1,3-cyclohexanecarbolactone structure, 2,6- Examples thereof include a norbornane carbolactone structure, a 7-oxa-2,6-norbornane carbolactone structure, and a 4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one structure.

酸性基を有する繰り返し単位
本発明の好ましい態様によれば、酸性基を有する繰り返し単位としては、pK10以下の置換基を有する繰り返し単位を挙げることができ、好ましくは、pK6以下の置換基、およびフェノール性ヒドロキシ基を有する繰り返し単位を挙げることができる。より好ましくは、カルボキシル基、フェノール基、ナフトール基、チオール基、およびスルホ基からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位を挙げることができ、さらにより好ましくは、カルボキシル基を有する繰り返し単位を挙げることができる。また、カルボキシル基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、またはこれらの混合物から誘導される繰り返し単位を挙げることができる。酸性基が上記範囲程度のpKの置換基である場合には、その酸性度と大気中の水分の作用により、酸分解性基とラクトン類が分解するため溶液状態での保存の効果が高まる。
Repeating Unit Having an Acidic Group According to a preferred embodiment of the present invention, the repeating unit having an acidic group can include a repeating unit having a substituent having a pK a of 10 or less, preferably a substitution of pK a of 6 or less. And a repeating unit having a phenolic hydroxy group. More preferably, a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenol group, a naphthol group, a thiol group, and a sulfo group can be mentioned, and even more preferably, a repeating unit having a carboxyl group Can be mentioned. Examples of the repeating unit having a carboxyl group include repeating units derived from acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, or a mixture thereof. When the acidic group is a substituent of the pK a of about above range, the effect of moisture the acidity and the atmosphere, the effect of saving increases in solution for the acid-decomposable group and lactone is decomposed .

その他の繰り返し単位
本発明の好ましい態様によれば、共重合体は上記の繰り返し単位以外にさらにその他の繰り返し単位を含むことができる。その他の繰り返し単位としては、例えば、酸によりアルカリ可溶性になる繰り返し単位、極性基含有脂環基を有する繰り返し単位、環状エーテル構造を有する繰り返し単位、酸安定性溶解抑制構造を有する繰り返し単位、その他の任意の繰り返し単位を挙げることができる。好ましくは、酸によりアルカリ可溶性になる繰り返し単位、または極性基含有脂環基を有する繰り返し単位を含むものがよい。
末端構造
本発明の好ましい態様によれば、共重合体は、公知の末端構造を含む。通常、ラジカル重合開始剤から発生するラジカル構造を重合開始末端として含む。連鎖移動剤を用いる場合は、連鎖移動剤から発生するラジカル構造を重合開始末端として含む。溶媒や単量体等に連鎖移動する場合は、溶媒や単量体から発生するラジカル構造を重合開始末端として含む。停止反応が再結合停止の場合は両末端に重合開始末端を含むことができ、不均化停止の場合は片方に重合開始末端を、もう片方に単量体由来の末端構造を含むことができる。重合停止剤を用いる場合は、一方の末端に重合開始末端を、もう片方の末端に重合停止剤由来の末端構造を含むことができる。これらの開始反応および停止反応は、一つの重合反応の中で複数発生する場合があり、その場合、複数の末端構造を有する共重合体の混合物となる。本発明で用いることができる重合開始剤、連鎖移動剤、溶媒については後述する。
Other Repeating Units According to a preferred embodiment of the present invention, the copolymer can further contain other repeating units in addition to the above repeating units. Other repeating units include, for example, a repeating unit that becomes alkali-soluble by an acid, a repeating unit having a polar group-containing alicyclic group, a repeating unit having a cyclic ether structure, a repeating unit having an acid-stable dissolution inhibiting structure, and the like. Arbitrary repeating units can be mentioned. Preferably, it includes a repeating unit that becomes alkali-soluble by an acid or a repeating unit having a polar group-containing alicyclic group.
Terminal structure According to a preferred embodiment of the present invention, the copolymer comprises a known terminal structure. Usually, a radical structure generated from a radical polymerization initiator is included as a polymerization initiation terminal. When a chain transfer agent is used, a radical structure generated from the chain transfer agent is included as a polymerization initiation terminal. In the case of chain transfer to a solvent or monomer, a radical structure generated from the solvent or monomer is included as a polymerization initiation terminal. When the termination reaction is recombination termination, both ends can contain a polymerization initiation terminal, and when disproportionation termination, one side can contain a polymerization initiation terminal and the other can contain a monomer-derived terminal structure. . When a polymerization terminator is used, a polymerization initiation terminal can be included at one end, and a terminal structure derived from the polymerization terminator at the other end. A plurality of these initiation reactions and termination reactions may occur in one polymerization reaction. In this case, a mixture of copolymers having a plurality of terminal structures is formed. The polymerization initiator, chain transfer agent, and solvent that can be used in the present invention will be described later.

分子量、分散度
本発明の共重合体は、質量平均分子量(以下、「Mw」と言うことがある。)が高すぎるとレジスト溶剤やアルカリ現像液への溶解性が低くなり、一方、低すぎるとレジストの塗膜性能が悪くなることから、Mwは1,000〜50,000の範囲内であることが好ましく、1,500〜30,000の範囲内であることがより好ましく、2,000〜20,000の範囲内であることがさらにより好ましく、3,000〜15,000の範囲内であることが特に好ましい。また、分子量分布が広すぎたり狭すぎたりするとリソグラフィー工程において所望のパターン形状が得られないことがあるため、分散度(以下、「Mw/Mn」と言うことがある)は1.0〜5.0の範囲内であることが好ましく、1.0〜3.0の範囲内であることがより好ましく、1.2〜2.5の範囲内であることがさらにより好ましく、1.4〜2.0の範囲内であることが特に好ましい。
Molecular Weight and Dispersibility If the weight average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as “Mw”) is too high, the copolymer of the present invention has low solubility in a resist solvent or an alkali developer, whereas it is too low. Mw is preferably in the range of 1,000 to 50,000, more preferably in the range of 1,500 to 30,000, and 2,000 because the coating film performance of the resist is deteriorated. It is even more preferable that it is in the range of ˜20,000, and it is particularly preferable that it is in the range of 3,000 to 15,000. In addition, if the molecular weight distribution is too wide or too narrow, a desired pattern shape may not be obtained in the lithography process, so the dispersity (hereinafter sometimes referred to as “Mw / Mn”) is 1.0-5. Is preferably within the range of 1.0, more preferably within the range of 1.0 to 3.0, even more preferably within the range of 1.2 to 2.5, and 1.4 to It is particularly preferable that it is within the range of 2.0.

塗膜形成用溶媒
塗膜形成用溶媒は、リソグラフィー組成物を構成する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、塗膜形成用溶媒として公知のものの中から任意のものを1種の単独溶媒または2種以上の混合溶媒として用いることができる。溶解性に優れるため、ケトン結合、エステル結合、エーテル結合、ヒドロキシ基から選ばれる少なくとも1種以上の極性基を有する溶媒が好ましい。中でも常圧での沸点が110〜220℃の溶媒は、スピンコーティングの後のベークにおいて蒸発速度が適度であり、製膜性に優れるため、特に好ましい。このような溶媒の具体例として、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン結合を有する溶媒、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エチルエーテル等のエーテル結合とヒドロキシ基を有する溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル等のエーテル結合とエステル結合を有する溶媒、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)等のエステル結合とヒドロキシ基を有する溶媒、γ−ブチロラクトン等のエステル結合を有する溶媒等を挙げることができる。特に好ましくは、PGMEAを含む溶媒である。
Solvent for forming a coating film The solvent for forming a coating film is not particularly limited as long as it can dissolve each component constituting the lithography composition to form a uniform solution. Can be used as one single solvent or two or more mixed solvents. Since it is excellent in solubility, a solvent having at least one polar group selected from a ketone bond, an ester bond, an ether bond and a hydroxy group is preferable. Among them, a solvent having a boiling point of 110 to 220 ° C. at normal pressure is particularly preferable because the evaporation rate is moderate in baking after spin coating and the film forming property is excellent. Specific examples of such solvents include solvents having a ketone bond such as methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl amyl ketone and cyclohexanone, solvents having an ether bond and a hydroxy group such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether. A solvent having an ether bond and an ester bond such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate and ethyl 3-ethoxypropionate, an ester bond such as methyl lactate and ethyl lactate (EL) and a hydroxy group. And a solvent having an ester bond such as γ-butyrolactone. Particularly preferred is a solvent containing PGMEA.

共重合体溶液
リソグラフィー用共重合体溶液は、上記の共重合体および塗膜形成用溶媒を含んでなる。また、リソグラフィー組成物として使用するために必要な添加剤を含んでも良い。
Copolymer solution The copolymer solution for lithography comprises the above copolymer and a solvent for forming a coating film. Further, an additive necessary for use as a lithography composition may be included.

溶液中に含まれる共重合体の濃度は、基板に塗布した場合に適度な膜厚が得られるような粘度となるように適宜設定することができるが、後で当該溶液に含まれる溶媒、当該溶液に含まれない他の溶媒、他のリソグラフィー用共重合体溶液等と混合できるように、共重合体が溶解可能な範囲で比較的高めに設定することもできる。通常、溶液中の共重合体濃度は2〜60質量%、好ましくは3〜50質量%、特に好ましくは5〜35質量%の範囲内となるように調整する。   The concentration of the copolymer contained in the solution can be appropriately set so as to obtain a viscosity that provides an appropriate film thickness when applied to a substrate. It can also be set relatively high as long as the copolymer can be dissolved so that it can be mixed with other solvents not included in the solution, other lithographic copolymer solutions, and the like. Usually, the copolymer concentration in the solution is adjusted to be in the range of 2 to 60% by mass, preferably 3 to 50% by mass, particularly preferably 5 to 35% by mass.

リソグラフィー組成物として使用するために必要な添加剤を含む場合の例として、リソグラフィー組成物が化学増幅型レジスト組成物の場合は、感放射線性酸発生剤、放射線に暴露されない部分への酸の拡散を防止するための含窒素有機化合物等の酸拡散抑制剤、必要に応じてその他添加剤を含むことができる。   As an example of the case where an additive necessary for use as a lithography composition is contained, when the lithography composition is a chemically amplified resist composition, a radiation-sensitive acid generator, acid diffusion to a portion not exposed to radiation An acid diffusion inhibitor, such as a nitrogen-containing organic compound, for preventing the above, and other additives as necessary.

上記の感放射線性酸発生剤には、これまで化学増幅型レジスト用の感放射線性酸発生剤として提案されているものから適宜選択して用いることができる。このような例として、ヨードニウム塩やスルホニウム塩等のオニウム塩、オキシムスルホネート類、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類等のジアゾメタン類、ニトロベンジルスルホネート類、イミノスルホネート類、ジスルホン類等を挙げることができ、中でも、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩が特に好ましい。これらは単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。感放射線性酸発生剤は、共重合体100質量部に対して通常0.5〜30質量部、好ましくは1〜10質量部の範囲で用いられる。   The radiation sensitive acid generator can be appropriately selected from those proposed so far as radiation sensitive acid generators for chemically amplified resists. Examples include onium salts such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonates, diazomethanes such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, nitrobenzyl sulfonates, imino sulfonates, disulfones, and the like. Of these, onium salts having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion are particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The radiation sensitive acid generator is usually used in an amount of 0.5 to 30 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.

上記の酸拡散抑制剤には、これまで化学増幅型レジスト用の酸拡散抑制剤として提案されているものから適宜選択することができる。このような例として、含窒素有機化合物を挙げることができ、第一級〜第三級のアルキルアミン若しくはヒドロキシアルキルアミンが好ましい。特に第三級アルキルアミン、第三級ヒドロキシアルキルアミンが好ましく、中でもトリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンが特に好ましい。これらは単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。酸拡散抑制剤は、共重合体100重量部に対して通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。   The acid diffusion inhibitor can be appropriately selected from those previously proposed as acid diffusion inhibitors for chemically amplified resists. Examples thereof include nitrogen-containing organic compounds, and primary to tertiary alkylamines or hydroxyalkylamines are preferred. Tertiary alkylamines and tertiary hydroxyalkylamines are particularly preferred, with triethanolamine and triisopropanolamine being particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more. The acid diffusion inhibitor is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by weight of the copolymer.

上記のその他の添加剤としては、酸発生剤の感度劣化防止やレジストパターンの形状、引き置き安定性等の向上を目的とした有機カルボン酸類やリンのオキソ酸類、レジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑止剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料等、レジスト用添加剤として慣用されている化合物を必要に応じて適宜添加することができる。有機カルボン酸の例としては、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸等を挙げることができ、これらは単独若しくは2種以上を混合して用いることができる。有機カルボン酸は、共重合体100質量部に対して0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。   Other additives mentioned above include organic carboxylic acids and phosphorus oxo acids for the purpose of improving the sensitivity of the acid generator, preventing the resist pattern from deteriorating, improving the resist pattern shape, and stability, and improving the performance of the resist film. Additive resins, surfactants to improve coatability, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and other compounds commonly used as resist additives as needed Can be added as appropriate. Examples of organic carboxylic acids include malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid, and the like, and these can be used alone or in admixture of two or more. The organic carboxylic acid is used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.

共重合体の製造方法
本発明の製造方法は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むフォトレジスト用共重合体の製造方法であって、前記共重合体をヒドロキシ基非含有溶媒によって溶液状態に保つことを含む保存工程を含むものである。本発明の製造方法は、下記の繰り返し単位を与えることができる単量体、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤、およびその他添加剤等を用いて行うことができ、以下の工程を含むことができる。
Method for Producing Copolymer The production method of the present invention is a method for producing a copolymer for photoresist comprising a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group, and the copolymer does not contain a hydroxy group. It includes a storage step including keeping the solution in a solvent state. The production method of the present invention can be carried out using a monomer, a solvent, a polymerization initiator, a chain transfer agent, and other additives that can give the following repeating units, and includes the following steps. it can.

重合工程
本発明の好ましい態様によれば、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位、さらにはその他の繰り返し単位を与えることができる単量体の重合工程には、ラジカル重合、カチオン重合、リビングアニオン重合、開環重合など、公知の総ての重合方法を適用することができる。
Polymerization Step According to a preferred embodiment of the present invention, the polymerization step of the monomer capable of providing a repeating unit having a lactone structure, a repeating unit having an acidic group, and further another repeating unit includes radical polymerization and cationic polymerization. All known polymerization methods such as living anionic polymerization and ring-opening polymerization can be applied.

例えば、アルカリ可溶性の構造を有する単量体を重合させた後、アルカリ可溶性の構造におけるアルカリ可溶性置換基を、酸解離性保護基で保護する場合は、前記のアルカリ可溶性基を有する化合物をそのまま重合反応に用い、その後、酸触媒のもとでビニルエーテルやハロゲン化アルキルエーテルなどのアルカリに溶解しない置換基を与える化合物と反応(アセタール化反応)させることにより、酸解離性保護基を導入することができる。酸解離性のアルカリ不溶性の保護基によりアルカリ可溶性の置換基を保護することで、酸でアルカリ可溶性を発現するフォトレジストとしての性能を発揮することができる。反応に用いる酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、強酸性イオン交換樹脂等を挙げることができる。   For example, after polymerizing a monomer having an alkali-soluble structure and then protecting the alkali-soluble substituent in the alkali-soluble structure with an acid-dissociable protecting group, the compound having the alkali-soluble group is polymerized as it is. It is possible to introduce an acid dissociable protecting group by reacting with a compound that gives a substituent that does not dissolve in an alkali such as vinyl ether or halogenated alkyl ether under an acid catalyst (acetalization reaction). it can. By protecting an alkali-soluble substituent with an acid-dissociable, alkali-insoluble protective group, performance as a photoresist that exhibits alkali-solubility with an acid can be exhibited. Examples of the acid catalyst used in the reaction include p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and strongly acidic ion exchange resin.

本発明では、重合装置として、公知の重合装置を用いることができる。工業的に量産可能な装置として、少なくとも熱媒体供給用の外套缶と、攪拌翼、凝縮器を備えた重合槽を用いることが好ましい。材質は、金属分のコンタミを避ける必要があること、熱伝導性や安全性が高いことから、金属をグラスライニングした容器が好ましい。攪拌翼は、三枚後退翼、神鋼環境ソリューション(株)製ツインスター翼等の部分翼、神鋼環境ソリューション(株)製フルゾーン翼、八光産業株製ベンドリーフ翼等の全面翼が好ましい。撹拌効率が高いことから、フルゾーン翼、ベンドリーフ翼等の全面翼が特に好ましい。   In the present invention, a known polymerization apparatus can be used as the polymerization apparatus. As an apparatus that can be industrially mass-produced, it is preferable to use a polymerization tank equipped with at least a canister for supplying a heat medium, a stirring blade, and a condenser. The material is preferably a glass-lined container because it is necessary to avoid contamination of the metal and because it has high thermal conductivity and safety. The stirring blade is preferably a full blade such as a three-blade retracted blade, a partial blade such as a twin star blade manufactured by Shinko Environmental Solution Co., Ltd., a full zone blade manufactured by Shinko Environmental Solution Co., Ltd., or a bend leaf blade manufactured by Yako Sangyo Co., Ltd. Due to the high stirring efficiency, full blades such as full zone blades and bend leaf blades are particularly preferable.

本発明の重合は、加熱した溶媒に単量体(モノマー溶液)と重合開始剤を滴下する、いわゆる滴下法によって行うことが好ましい。加熱した溶媒に、予め単量体の一部を含ませても良い。また、単量体組成や重合開始剤濃度、連鎖移動剤濃度の異なる複数の液を滴下して、例えば、滴下時間と共に滴下する単量体の組成や、単量体、重合開始剤、および連鎖移動剤の組成比等を変化させても良い。   The polymerization of the present invention is preferably performed by a so-called dropping method in which a monomer (monomer solution) and a polymerization initiator are dropped into a heated solvent. A part of the monomer may be included in the heated solvent in advance. In addition, a plurality of liquids having different monomer compositions, polymerization initiator concentrations, and chain transfer agent concentrations are dropped, for example, the monomer composition, monomer, polymerization initiator, and chain dropped along with the dropping time. The composition ratio of the transfer agent may be changed.

滴下法の中でも、単量体を重合開始剤と共に、必要に応じて溶媒に溶解し、加熱した溶媒中に滴下して重合させる混合滴下法、単量体と重合開始剤をそれぞれ必要に応じて溶媒に溶解し、加熱した溶媒中に別々に滴下して重合させるいわゆる独立滴下法が採用可能である。しかし、混合滴下法は重合系内に滴下する前の滴下液貯槽内において、未反応単量体の濃度が高い状態で低濃度のラジカルと接触する機会があるため、マイクロゲルの発生原因となるハイポリマーが生成し易い。一方、独立滴下法は、滴下液貯槽で重合開始剤と共存しないことから、ハイポリマーが生成しない。したがって、独立滴下法が特に好ましい。   Among the dropping methods, a monomer is dissolved in a solvent together with a polymerization initiator as needed, and a mixed dropping method in which the monomer is dropped into a heated solvent to polymerize, and the monomer and the polymerization initiator are respectively required. A so-called independent dropping method in which a polymer is dissolved in a solvent and dropped separately into a heated solvent can be employed. However, the mixed dripping method causes microgel generation because there is an opportunity to come into contact with low concentration radicals in a state where the concentration of unreacted monomer is high in the dropping liquid storage tank before dropping into the polymerization system. High polymer is easily formed. On the other hand, since the independent dropping method does not coexist with the polymerization initiator in the dropping liquid storage tank, a high polymer is not generated. Therefore, the independent dropping method is particularly preferable.

独立滴下法において、単量体溶液および開始剤溶液は、重合槽の直前で予備混合することも可能であるが、滴下されるまでの間にハイポリマーが生成する可能性があるため、別々の貯槽から各々独立して滴下することが特に好ましい。単量体溶液と開始剤溶液の供給速度は、所望の分子量分布を有する共重合体が得られるように、それぞれ独立して設定することができる。二液の供給速度をどちらか一方あるいは両方とも変化させることで、狭分散から多分散まで広範な分子量分布を持つ共重合体を再現性良く得ることも可能である。例えば、反応前期の開始剤溶液の供給量を減らし、反応後期に開始剤溶液の供給量を増加させた場合、ラジカル濃度が低い反応前期に比較的分子量の高い共重合体が生成するので、多分散の共重合体を得ることができる。各供給速度は連続的もしくは段階的に変化させることができる。   In the independent dropping method, the monomer solution and the initiator solution can be premixed immediately before the polymerization tank, but a high polymer may be formed before the dropping, so that the polymer solution and the initiator solution are separated. It is particularly preferable to add each of them independently from the storage tank. The supply rates of the monomer solution and the initiator solution can be set independently so that a copolymer having a desired molecular weight distribution can be obtained. It is also possible to obtain a copolymer having a wide molecular weight distribution from narrow dispersion to polydispersity with good reproducibility by changing either one or both of the two liquid supply rates. For example, if the supply amount of the initiator solution in the first reaction period is decreased and the supply amount of the initiator solution is increased in the second reaction period, a copolymer having a relatively high molecular weight is formed in the first reaction period with a low radical concentration. A dispersed copolymer can be obtained. Each feed rate can be varied continuously or stepwise.

滴下法における、反応槽内に初期に張り込む重合溶媒(以下、初期張り溶媒と言うことがある)の量は、攪拌が可能な最低量以上であればよいが、必要以上に多いと、供給できる単量体溶液量が少なくなり、生産効率が低下するため好ましくない。通常は、最終仕込み量(即ち、初期張り溶媒と、滴下する単量体溶液および開始剤溶液の総量)に対して、例えば容量比で1/30以上、好ましくは1/20〜1/2、特に好ましくは1/10〜1/3の範囲から選択する。なお、初期張り溶媒に単量体の一部を予め混合しても良い。   In the dropping method, the amount of the polymerization solvent (hereinafter sometimes referred to as the initial tension solvent) to be initially placed in the reaction tank is not less than the minimum amount capable of stirring, but if it is more than necessary, it is supplied. This is not preferable because the amount of the monomer solution that can be produced decreases and the production efficiency decreases. Usually, for example, a volume ratio of 1/30 or more, preferably 1/20 to 1/2, with respect to the final charge amount (that is, the total amount of the initial tension solvent and the dropped monomer solution and initiator solution), Particularly preferably, it is selected from the range of 1/10 to 1/3. A part of the monomer may be mixed in advance with the initial tension solvent.

滴下液中の単量体、および重合開始剤の濃度は、生産性の面で言えば高い方が好ましい。特に重合性単量体若しくは重合開始剤が液体の場合は、溶媒に溶解することなく、そのまま供給することも可能であるが、重合性単量体若しくは重合開始剤が粘調な液体や、固体である場合は、溶媒に溶解して用いる必要がある。重合性単量体若しくは重合開始剤を溶媒に溶解して用いる場合、濃度が高すぎると溶液粘度が高くなって操作性が悪い。また、重合性単量体または重合開始剤が固体である場合は析出したり、重合系内での拡散に時間がかかったりしてハイポリマーが生成しやすい場合がある。したがって、供給操作に問題のない粘度範囲で、各単量体および重合開始剤が十分に溶解し、且つ、供給中に析出せず、重合系内で拡散し易い濃度を選択することが好ましい。具体的な濃度は、各溶液の溶質と溶媒の組合せ等により異なるが、通常、全単量体の合計濃度および重合開始剤濃度が、例えば各々5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%の範囲となるように調製するのが良い。   From the standpoint of productivity, the concentration of the monomer and the polymerization initiator in the dropping liquid is preferably higher. In particular, when the polymerizable monomer or polymerization initiator is liquid, it can be supplied as it is without dissolving in the solvent, but the polymerizable monomer or polymerization initiator is viscous liquid or solid. In such a case, it is necessary to use it dissolved in a solvent. When the polymerizable monomer or the polymerization initiator is dissolved in a solvent and used, if the concentration is too high, the solution viscosity becomes high and the operability is poor. Further, when the polymerizable monomer or the polymerization initiator is a solid, it may be precipitated, or it may take a long time to diffuse in the polymerization system, and a high polymer may be easily generated. Therefore, it is preferable to select a concentration in which each monomer and the polymerization initiator are sufficiently dissolved, do not precipitate during the supply, and easily diffuse in the polymerization system within a viscosity range that does not cause a problem in the supply operation. The specific concentration varies depending on the combination of the solute and the solvent of each solution, but the total concentration of all monomers and the polymerization initiator concentration are usually 5 to 60% by mass, preferably 10 to 50% by mass, respectively. It is good to prepare so that it may become the range.

重合温度は、溶媒、単量体、連鎖移動剤等の沸点、重合開始剤の半減期温度等によって適宜選択することができる。低温では重合が進みにくいため生産性に問題があり、また、必要以上に高温にすると、単量体および共重合体の安定性の点で問題がある。したがって、好ましくは40〜160℃、特に好ましくは60〜120℃の範囲を選択するのが良い。   The polymerization temperature can be appropriately selected depending on the boiling point of the solvent, monomer, chain transfer agent, etc., the half-life temperature of the polymerization initiator, and the like. Since polymerization is difficult to proceed at low temperatures, there is a problem in productivity, and when the temperature is higher than necessary, there is a problem in terms of stability of monomers and copolymers. Therefore, it is preferable to select a range of 40 to 160 ° C., particularly preferably 60 to 120 ° C.

共重合体の分子量や、共重合する場合の共重合組成を目標通りとするために、重合温度を精密に制御する必要がある。重合反応は一般的に発熱反応であり、重合反応によって、重合温度が上昇する傾向があるため、一定温度に制御することが難しい。重合温度が上昇しすぎると、重合反応が制御できなくなって暴走しまうことがある。このため、本発明では、重合溶媒として、目標とする重合温度に近い沸点を有する少なくとも1種以上の化合物を含有させ、重合温度を、重合溶媒として含まれる成分の、重合圧力における初留点以上に設定することが好ましい。この方法によれば、重合溶媒の気化潜熱によって重合温度の上昇を抑制することができる。このような化合物の具体例としては、水、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;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、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテルアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;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、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等のエーテルエステル類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル等を挙げることができる。単量体、重合開始剤、連鎖移動剤、共重合体の溶解性と沸点から、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、アセトニトリルが好ましい。これらは、単独または2種以上を混合して用いることができる。また、エチレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコージメチルエーテル、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等の、単量体、重合開始剤、連鎖移動剤、共重合体の溶解性が高く、高沸点の化合物を混合して用いても良い。 In order to make the molecular weight of the copolymer and the copolymer composition in the case of copolymerization as intended, it is necessary to precisely control the polymerization temperature. The polymerization reaction is generally an exothermic reaction, and the polymerization temperature tends to increase due to the polymerization reaction, so that it is difficult to control to a constant temperature. If the polymerization temperature rises too much, the polymerization reaction may become uncontrollable and runaway. Therefore, in the present invention, the polymerization solvent contains at least one compound having a boiling point close to the target polymerization temperature, and the polymerization temperature is equal to or higher than the initial boiling point at the polymerization pressure of the component contained as the polymerization solvent. It is preferable to set to. According to this method, an increase in the polymerization temperature can be suppressed by the latent heat of vaporization of the polymerization solvent. Specific examples of such compounds include water, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone and other ketones; methanol, ethanol, isopropanol and other alcohols; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene Ether alcohols such as glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, methyl lactate and ethyl lactate; Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate Ether esters such as tate and propylene glycol monoethyl ether acetate; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and ethylene glycol dimethyl ether; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; N, N-dimethylformamide, acetonitrile and the like Can be mentioned. From the solubility and boiling point of monomers, polymerization initiators, chain transfer agents and copolymers, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, isopropanol, propylene glycol monomethyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, propyl acetate, propion Methyl acid, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, toluene and acetonitrile are preferred. These can be used individually or in mixture of 2 or more types. The ethylene glycol monobutyl ether, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, .gamma.-butyrolactone, diethylene glycol dimethyl ether, N- A monomer, a polymerization initiator, a chain transfer agent, and a copolymer, such as methyl pyrrolidone and dimethyl sulfoxide, which have high solubility, may be used in combination with a high boiling point compound.

重合に用いられる重合開始剤は、ラジカル重合開始剤として公知のものを用いることができる。好ましくは、アゾ化合物、過酸化物等のラジカル重合開始剤である。アゾ化合物の具体例として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等を挙げることができる。過酸化物の具体例として、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等を挙げることができる。取り扱いの安全性から、アゾ化合物が特に好ましい。これらは単独若しくは混合して用いることができる。重合開始剤の使用量は、目的とするMw、原料である単量体、重合開始剤、連鎖移動剤、および溶媒の種類や組成比、並びに重合温度や滴下方法等の製造条件に応じて選択することができる。   As the polymerization initiator used for the polymerization, those known as radical polymerization initiators can be used. Preferred are radical polymerization initiators such as azo compounds and peroxides. Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), Examples thereof include dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), and the like. Specific examples of peroxides include decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, bis (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, succinic acid peroxide, tert-butylperoxy-2-ethyl Hexanoate, tert-butyl peroxypivalate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanoate and the like can be mentioned. An azo compound is particularly preferable from the viewpoint of handling safety. These can be used alone or in combination. The amount of the polymerization initiator used is selected according to the production conditions such as the target Mw, the raw material monomer, the polymerization initiator, the chain transfer agent, the type and composition ratio of the solvent, the polymerization temperature, and the dropping method. can do.

連鎖移動剤は、連鎖移動剤として公知のものを、必要に応じて用いることができる。中でもチオール化合物が好ましく、公知のチオール化合物の中から幅広く選択することができる。具体的には、t−ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸等を挙げることができる。連鎖移動剤の使用量は、目的とするMw、原料である単量体、重合開始剤、連鎖移動剤、および溶媒の種類や組成比、重合温度や滴下方法等の製造条件に応じて選択することができる。なお、連鎖移動剤は、単量体と混合して滴下しても良く、重合開始剤と混合して滴下しても良く、予め加熱する溶媒中に溶解して使用しても良い。   As the chain transfer agent, a known chain transfer agent can be used as necessary. Of these, thiol compounds are preferred, and a wide variety can be selected from known thiol compounds. Specific examples include t-dodecyl mercaptan, mercaptoethanol, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, and the like. The amount of the chain transfer agent used is selected according to the production conditions such as the target Mw, the raw material monomer, the polymerization initiator, the chain transfer agent, the type and composition ratio of the solvent, the polymerization temperature, and the dropping method. be able to. The chain transfer agent may be dropped by mixing with a monomer, may be dropped by mixing with a polymerization initiator, or may be used by dissolving in a solvent to be heated in advance.

重合反応停止工程
本発明の好ましい態様によれば、製造方法は、モノマー溶液を全量供給後に、冷却あるいは重金属の添加によって重合反応を停止させる工程を含むことができる。例えば、モノマー溶液を全量供給後、直ちに重合系内を急冷することが好ましい。急冷により重合反応を即座に停止させ、モノマー組成の偏りの大きい重合体の生成を防ぐことができる。あるいは、重金属の添加によって重合反応を停止させてもよいが、その後に重金属の除去処理を要することから、急冷によって重合反応を停止させることがより好ましい。
Polymerization Reaction Stopping Step According to a preferred embodiment of the present invention, the production method can include a step of stopping the polymerization reaction by cooling or adding a heavy metal after supplying the entire amount of the monomer solution. For example, it is preferable to quench the polymerization system immediately after supplying the entire amount of the monomer solution. By rapidly cooling, the polymerization reaction can be stopped immediately, and the production of a polymer having a large deviation in monomer composition can be prevented. Alternatively, the polymerization reaction may be stopped by addition of heavy metal, but it is more preferable to stop the polymerization reaction by rapid cooling because a removal process of heavy metal is required thereafter.

精製工程
本発明の好ましい態様によれば、製造方法は、重合後、溶媒に再沈殿させるなどの公知の方法により、共重合体溶液を精製する工程を含むことができる。例えば、反応溶液を大量のトルエン中に滴下して、生成樹脂を析出させ、残モノマーおよび低分子量体を含むトルエン溶媒と分離する。続いて、樹脂をメタノールに溶解し、再度トルエンを加える操作を数回繰り返し、樹脂を精製する。このような一連の操作により、共重合体溶液から単量体や重合開始剤等の未反応物やオリゴマー等の低分子量成分を溶媒に抽出して除去することで、樹脂の性能を向上させ、半導体製造工程において、パターン形状を良好なものとし、感度を向上させるとともに、発生するディフェクトを抑制し、不良率を低減することができる。
Purification Step According to a preferred embodiment of the present invention, the production method can include a step of purifying the copolymer solution by a known method such as reprecipitation in a solvent after polymerization. For example, the reaction solution is dropped into a large amount of toluene to precipitate a produced resin, and separated from a toluene solvent containing residual monomers and low molecular weight substances. Subsequently, the operation of dissolving the resin in methanol and adding toluene again is repeated several times to purify the resin. By such a series of operations, by extracting and removing low molecular weight components such as unreacted monomers and oligomers such as monomers and polymerization initiators from the copolymer solution in a solvent, the performance of the resin is improved, In the semiconductor manufacturing process, it is possible to improve the pattern shape, improve the sensitivity, suppress the generated defects, and reduce the defect rate.

脱メタル工程
本発明の好ましい態様によれば、製造方法は、共重合体溶液をフィルターでろ過して、金属イオン等を除去する工程を含むことができる。好ましくは、上記の精製工程後に脱メタル化を行うのが良い。精製された共重合体溶液を、脱メタルフィルターを用いて、金属イオン等を除去することで、半導体製造工程において、感度を向上させるとともに、発生するディフェクトを抑制し、不良率を低減することができる。
Demetallization Step According to a preferred embodiment of the present invention, the production method can include a step of filtering the copolymer solution with a filter to remove metal ions and the like. Preferably, demetallation is performed after the above purification step. By removing metal ions, etc., from the purified copolymer solution using a demetallizing filter, it is possible to improve sensitivity in the semiconductor manufacturing process, suppress defects that occur, and reduce the defect rate. it can.

上記のフィルターの例としては、珪藻土等のろ過助剤、セルロース等からなるデプスフィルター、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリルなどの極性基含有樹脂、フッ化ポリエチレンなどのフッソ含有樹脂から選ばれる材質からなるメンブレインフィルター等を挙げることができる。デプスフィルターの例としてはキュノ社製ゼータプラス40QSH、ゼータプラス020GN等を挙げることができる。メンブレインフィルターの例としては、日本インテグリス製のマイクロガード、オプチマイザーD等のポリエチレン製フィルター、日本ポール製のウルチプリーツP−ナイロン66、ウルチポアN66、キュノ製のフォトシールド、エレクトロポアIIEF等のナイロン製フィルター、日本ポール製ペンフロン等のフッ化ポリエチレン製フィルター等を挙げることができる。フィルターの濾過精度は、通常1μm以下のものを使用するが、好ましくは0.5μm以下、特に好ましくは0.05μm以下のものを使用する。これらのフィルターはそれぞれ単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いても良い。   Examples of the filter include filter aids such as diatomaceous earth, depth filters made of cellulose, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polar group-containing resins such as polyamide, polyester, and polyacrylonitrile, and fluorine-containing resins such as fluorinated polyethylene. A membrane filter made of a material selected from Examples of depth filters include Zeta Plus 40QSH, Zeta Plus 020GN, etc. manufactured by Cuno. Examples of membrane filters include: Nihon Entegris micro guards, polyethylene filters such as Optimizer D, Nihon Pole Ultipleat P-Nylon 66, Ulchipore N66, Cuno Photoshield, and Electropore IIEF nylon. And filters made of fluorinated polyethylene such as Nihon Pole Penflon. The filtration accuracy of the filter is usually 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, particularly preferably 0.05 μm or less. These filters may be used alone or in combination of two or more.

保存工程
本発明の製造方法は、ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含む共重合体をヒドロキシ基非含有溶媒によって溶液状態に保つことを含む保存工程を含むものである。共重合体は上記の精製工程および脱メタル工程を経たものであることが好ましい。保存工程で用いられるヒドロキシ基非含有溶媒としては、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、シクロヘキサノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、およびヘキサンからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒を挙げることができ、特にメチルエチルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ヘキサン、およびシクロヘキサノンからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒が好ましい。ヒドロキシ基非含有溶媒を用いることで、酸性基に由来する酸が存在する環境においても、共重合体に含まれるラクトン構造と酸分解性基の分解反応を抑制し、保存中の樹脂の品質劣化を抑制することができると考えられる。
Storage Step The production method of the present invention includes a storage step including maintaining a copolymer containing a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group in a solution state with a hydroxy group-free solvent. It is preferable that the copolymer has undergone the above purification step and metal removal step. The hydroxy group-free solvent used in the storage step is at least one selected from the group consisting of methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, and hexane. Examples of the solvent include at least one solvent selected from the group consisting of methyl ethyl ketone, propylene glycol methyl ether acetate, hexane, and cyclohexanone. By using a hydroxy group-free solvent, the degradation of the resin during storage can be suppressed by suppressing the decomposition reaction of the lactone structure and acid-decomposable groups contained in the copolymer even in an environment where acids derived from acidic groups are present. It is thought that it can be suppressed.

本発明の好ましい態様によれば、溶液状態に保たれた共重合体の含水量は、500ppm以下、より好ましくは400ppm以下、さらに好ましくは300ppm以下である。含水量が上記程度であれば、保存中の樹脂の劣化をより抑制することができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the water content of the copolymer maintained in the solution state is 500 ppm or less, more preferably 400 ppm or less, and even more preferably 300 ppm or less. When the water content is in the above range, deterioration of the resin during storage can be further suppressed.

本発明の好ましい態様によれば、保存工程は、密封状態に保つことをさらに含むものである。密封状態に保つためには、公知の保存方法、例えば、公知のパッケージ等を用いることが好ましい。具体的には、遮光されたガラス容器、テフロン(登録商標)容器(テフロンでコーティングされた金属またはプラスチック容器を含む)、添加剤の少ない高密度ポリエチレン容器、市販の半導体関連製品用耐薬品コンテナ、およびケミカルドラム等を用いて溶液を保存することが好ましい。このような密封状態に保つことで、外部からの水分の混入をより効果的に防ぎ脱水状態を保つことができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the storing step further includes maintaining a sealed state. In order to maintain a sealed state, it is preferable to use a known storage method, for example, a known package. Specifically, light-shielded glass containers, Teflon (registered trademark) containers (including metal or plastic containers coated with Teflon), high-density polyethylene containers with few additives, commercially available chemical-resistant containers for semiconductor-related products, It is preferable to store the solution using a chemical drum or the like. By maintaining such a sealed state, it is possible to more effectively prevent external moisture from being mixed and maintain a dehydrated state.

本発明の好ましい態様によれば、保存工程は、低温状態、例えば、好ましくは20℃以下、より好ましくは10℃以下、さらに好ましくは5℃以下に保つことをさらに含むものでよい。このような低温状態に保つことで、熱分解による品質の劣化を効果的に抑えることができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the storage step may further comprise maintaining a low temperature state, for example, preferably 20 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower, and further preferably 5 ° C. or lower. By maintaining such a low temperature state, quality degradation due to thermal decomposition can be effectively suppressed.

本発明の好ましい態様によれば、保存工程は、遮光状態、例えば、好ましくは500nm以下の光の透過率が10%以下、より好ましくは500nm以下の光の透過率が5%以下である状態、また好ましくは400nm以下の光の透過率が10%以下、より好ましくは400nm以下の光の透過率が5%以下である状態に保つことをさらに含むものでよい。このような遮光状態に保つことで、紫外線による分解反応を効果的に抑えることができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the storage step is in a light-shielded state, for example, preferably a state where the transmittance of light of 500 nm or less is 10% or less, more preferably, the transmittance of light of 500 nm or less is 5% or less, Further, it may further include maintaining a state where the transmittance of light of 400 nm or less is 10% or less, more preferably, the transmittance of light of 400 nm or less is 5% or less. By maintaining such a light-shielding state, the decomposition reaction due to ultraviolet rays can be effectively suppressed.

以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

なお、下記の例において使用される略号は以下の意味を有する。
ラクトン構造
G:γ−ブチロラクトンメタクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーG:γ−ブチロラクトンメタクリレート
Ga:γ−ブチロラクトンアクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーGa:γ−ブチロラクトンアクリレート
酸解離性溶解抑制基
M:2−メチル−2アダマンチルメタクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーM:2−メチル−2アダマンチルメタクリレート
Ma:2−メチル−2アダマンチルアクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーMa:2−メチル−2アダマンチルアクリレート
アルコール構造
O:3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーO:3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート
Oa:3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレートから誘導される繰り返し単位
モノマーOa:3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート
酸性基
MA:メタクリル酸から誘導される繰り返し単位(カルボキシル基のpK:4.26)
AA:アクリル酸から誘導される繰り返し単位 (カルボキシル基のpK:4.25)
溶媒
MEK:メチルエチルケトン
THF:テトラヒドロフラン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
CHON:シクロヘキサノン
In addition, the symbol used in the following example has the following meaning.
Lactone structure G: Repeating unit derived from γ-butyrolactone methacrylate Monomer G: γ-butyrolactone methacrylate Ga: Repeating unit derived from γ-butyrolactone acrylate Monomer Ga: γ-butyrolactone acrylate
Acid dissociable, dissolution inhibiting group M: repeating unit derived from 2-methyl-2adamantyl methacrylate Monomer M: 2-methyl-2adamantyl methacrylate Ma: repeating unit derived from 2-methyl-2adamantyl acrylate Monomer Ma: 2 -Methyl-2 adamantyl acrylate
Alcohol structure O: repeating unit derived from 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate Monomer O: repeating unit derived from 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate Oa: repeating unit derived from 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate monomer Oa: 3- Hydroxy-1-adamantyl acrylate
Acid group MA: repeating unit derived from methacrylic acid (carboxyl group pK a : 4.26)
AA: repeating unit derived from acrylic acid (carboxyl pK a : 4.25)
Solvent MEK: Methyl ethyl ketone THF: Tetrahydrofuran PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate CHON: Cyclohexanone

検査方法
下記のGPC、炭素13NMR、中和滴定、GC、および水分の検査方法は以下のとおりである。
Inspection Method The following GPC, carbon 13 NMR, neutralization titration, GC, and moisture inspection methods are as follows.

GPC:共重合体のMwおよびMw/Mnの測定
GPCにより測定した。分析条件は以下の通りである。
装 置:東ソー製GPC8220
検出器:示差屈折率(RI)検出器
カラム:昭和電工製KF−804L(×3本)
試 料:共重合体の粉体約0.02gをテトラヒドロフラン約1mlに溶解して測定用試料を調製した。GPCへの注入量は60μlとした。
GPC : Measurement of Mw and Mw / Mn of copolymer Measured by GPC. The analysis conditions are as follows.
Equipment: Tosoh GPC8220
Detector: differential refractive index (RI) detector Column: Showa Denko KF-804L (× 3)
Sample: About 0.02 g of the copolymer powder was dissolved in about 1 ml of tetrahydrofuran to prepare a sample for measurement. The injection amount into GPC was 60 μl.

炭素13NMR:共重合体の繰り返し単位組成の測定および反応生成物の検出
装 置:Bruker製AV400
試 料:共重合体の粉体約1gとアセチルアセトンクロム0.1gをMEK0.5g、重アセトン1.5gに溶解して調製した。
測 定:40℃、測定チューブ径10mm、積算回数10,000回
共重合体の組成は、炭素13NMRスペクトルで検出可能な成分の合計を100%とする表記とした。(アクリル酸とメタクリル酸は検出できないために除かれる)
Carbon 13 NMR : measurement of copolymer repeating unit composition and detection of reaction product Apparatus: AV400 manufactured by Bruker
Sample: Prepared by dissolving about 1 g of copolymer powder and 0.1 g of acetylacetone chromium in 0.5 g of MEK and 1.5 g of heavy acetone.
Measurement: 40 ° C., measurement tube diameter 10 mm, integration number 10,000 times The composition of the copolymer was expressed with the total of components detectable by the carbon 13 NMR spectrum as 100%. (Acrylic acid and methacrylic acid are excluded because they cannot be detected)

中和滴定:共重合体の酸価の測定
共重合体固形分1g相当を正確に計量して、THF30gおよび指示薬ブロモチモールブルーを混合し、0.1wt%(=0.025N)のNaOH水にて滴定した。終点は、緑からわずかに青となった時点とした。以下の式(1)から酸価を計算した。
酸価(mmol/g)=BxF/A/M 式(1)
B:NaOH水滴下量 F:NaOH水ファクター
A:共重合体計量値 M:共重合体の濃度
Neutralization titration : Measurement of the acid value of the copolymer Accurately measure 1 g of copolymer solids, mix 30 g of THF and the indicator bromothymol blue, and add 0.1 wt% (= 0.025 N) of NaOH water. And titrated. The end point was the point when the color changed from green to slightly blue. The acid value was calculated from the following formula (1).
Acid value (mmol / g) = BxF / A / M Formula (1)
B: NaOH water dropping amount F: NaOH water factor A: Copolymer measurement value M: Concentration of copolymer

GC:残留溶媒および溶媒組成の測定
装 置:島津製GC−1700
検出器:FID検出器
カラム:ジーエルサイエンス製TC−1カラム
試 料:THFに溶解して、内部標準物質としてエチルベンゼンを添加した。
GC : measurement of residual solvent and solvent composition Apparatus : GC-1700 manufactured by Shimadzu
Detector: FID detector Column: TC-1 column manufactured by GL Sciences Sample: Dissolved in THF, and ethylbenzene was added as an internal standard substance.

水分:カールフィッシャー法によって測定した。
装 置:平沼産業株式会社製カールフィッシャー式微水分測定装置AQ−7
Moisture : measured by the Karl Fischer method.
Apparatus: Karl Fischer micro moisture measuring device AQ-7 manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.

合成例1
モノマー組成比(モル比):G/Ma/Oa/AA=38/38/19/5
まず、容器にMEK2657g、モノマーG646g、モノマーMa836g、モノマーOa422g、およびアクリル酸36gを加えて溶解させ、均一なモノマー溶液を調製した。別の容器に、MEK200gおよび2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル(MAIB)69gを溶解させ、均一な開始剤溶液を調製した。
Synthesis example 1
Monomer composition ratio (molar ratio): G / Ma / Oa / AA = 38/38/19/5
First, MEK2657g, monomer G646g, monomer Ma836g, monomer Oa422g, and acrylic acid 36g were added and dissolved in the container to prepare a uniform monomer solution. In a separate container, 200 g of MEK and 69 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (MAIB) were dissolved to prepare a uniform initiator solution.

次に、撹拌器と冷却器を備え付けた反応槽にMEK1600gを仕込んで窒素雰囲気とした後、79℃に加熱した。室温(約25℃)に保ったモノマー溶液と開始剤溶液を、それぞれ定量ポンプを用い、一定速度で4時間かけて別々に79〜81℃に保った反応槽中に滴下した。滴下終了後、さらに79〜81℃に保ったまま2時間熟成させた後、室温まで冷却して重合液を取り出した。   Next, 1600 g of MEK was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and a cooler to form a nitrogen atmosphere, and then heated to 79 ° C. The monomer solution and the initiator solution kept at room temperature (about 25 ° C.) were dropped into a reaction vessel kept at 79 to 81 ° C. separately at a constant rate for 4 hours using a metering pump. After completion of the dropwise addition, the mixture was further aged for 2 hours while maintaining at 79 to 81 ° C., and then cooled to room temperature, and the polymerization solution was taken out.

樹脂溶液をn−ヘキサンで再沈殿し、析出した樹脂粉をろ過した。この工程によって、未反応モノマーと重合開始剤を取り除いた。樹脂粉を再度n−ヘキサン/MEK混合溶媒で2回洗浄した。   The resin solution was reprecipitated with n-hexane, and the precipitated resin powder was filtered. By this step, the unreacted monomer and the polymerization initiator were removed. The resin powder was again washed twice with an n-hexane / MEK mixed solvent.

樹脂粉の一部をサンプリングして、減圧下で乾燥させて乾燥樹脂粉を得た。この乾燥樹脂粉を上記の検査方法により分析した。分析結果は、以下のとおりであった。
分子量(GPC):Mw=10,230、Mw/Mn=2.15
組成(炭素13NMR):G/Ma/Oa=41/39/20
酸価(中和滴定):0.25mmol/g
残留溶媒(GC):ヘキサン5%、MEK1%
A part of the resin powder was sampled and dried under reduced pressure to obtain a dry resin powder. This dry resin powder was analyzed by the above inspection method. The analysis results were as follows.
Molecular weight (GPC): Mw = 10,230, Mw / Mn = 2.15
Composition (carbon 13 NMR): G / Ma / Oa = 41/39/20
Acid value (neutralization titration): 0.25 mmol / g
Residual solvent (GC): hexane 5%, MEK 1%

樹脂粉の残り大部分はMEKに溶解させて、樹脂のMEK/ヘキサン溶液とした。こうして得た樹脂のMEK/ヘキサン希薄溶液を、N66製フィルター(0.04μm径、日本ポール社製)を通過させて固形不純物を取り除く操作をした。この状態で溶液の一部をサンプリングして分析した。分析結果は、以下のとおりであった。
樹脂濃度:13.1%。
溶媒組成(GC):MEK87.0%、ヘキサン13.0%、残留水分150ppm
Most of the remaining resin powder was dissolved in MEK to obtain a MEK / hexane solution of the resin. The diluted MEK / hexane solution of the resin thus obtained was passed through an N66 filter (0.04 μm diameter, manufactured by Nihon Pall) to remove solid impurities. In this state, a part of the solution was sampled and analyzed. The analysis results were as follows.
Resin concentration: 13.1%.
Solvent composition (GC): MEK 87.0%, hexane 13.0%, residual moisture 150 ppm

その後、反応器に移しPGMEA溶媒を投入し、減圧下50℃以下で低沸点成分を除去しつつPGMEAを追加し、25%PGMEA溶液とした。樹脂PGMEA溶液の分析結果は、以下のとおりであった。
溶媒組成(GC):PGMEA99.98%、MEK0.02%、残留水分80ppm
Then, it moved to the reactor, the PGMEA solvent was injected | thrown-in, and PGMEA was added, removing a low boiling point component under reduced pressure at 50 degrees C or less, and it was set as the 25% PGMEA solution. The analysis results of the resin PGMEA solution were as follows.
Solvent composition (GC): PGMEA 99.98%, MEK 0.02%, residual moisture 80ppm

合成例2
モノマー組成比:Ga/M/O/MA=38/38/19/5
モノマー組成比を上記のとおりとした以外は、合成例1と同様の手順で合成を行った。なお、容器にMEK2868g、モノマーGa593g、モノマーM889g、モノマーO448g、およびメタクリル酸43gを加えて溶解させ、均一なモノマー溶液を調製した。
Synthesis example 2
Monomer composition ratio: Ga / M / O / MA = 38/38/19/5
The synthesis was performed in the same procedure as in Synthesis Example 1 except that the monomer composition ratio was as described above. In addition, MEK2868g, monomer Ga593g, monomer M889g, monomer O448g, and methacrylic acid 43g were added and dissolved in the container, and the uniform monomer solution was prepared.

合成例1と同様に、乾燥樹脂粉を分析した。分析結果は、以下のとおりであった。
分子量(GPC):Mw=10,650、Mw/Mn=2.03
組成(炭素13NMR):Ga/M/O=40/40/20
酸価(中和滴定):0.25mmol/g
残留溶媒(GC):ヘキサン5%、MEK1%
The dry resin powder was analyzed in the same manner as in Synthesis Example 1. The analysis results were as follows.
Molecular weight (GPC): Mw = 10,650, Mw / Mn = 2.03
Composition (carbon 13 NMR): Ga / M / O = 40/40/20
Acid value (neutralization titration): 0.25 mmol / g
Residual solvent (GC): hexane 5%, MEK 1%

最終的に得た樹脂PGMEA溶液の分析結果は、以下のとおりであった。
溶媒組成(GC):PGMEA99.98%、MEK0.02%、残留水分80ppm。
The analysis results of the finally obtained resin PGMEA solution were as follows.
Solvent composition (GC): PGMEA 99.98%, MEK 0.02%, residual moisture 80 ppm.

合成例3
モノマー組成比:G/M/MA=40/40/20
モノマー組成比を上記のとおりとした以外は、合成例1と同様の手順で合成を行った。なお、容器にMEK1950g、モノマーG680g、モノマーM936g、およびメタクリル酸172gを加えて溶解させ、均一なモノマー溶液を調製した。
Synthesis example 3
Monomer composition ratio: G / M / MA = 40/40/20
The synthesis was performed in the same procedure as in Synthesis Example 1 except that the monomer composition ratio was as described above. In addition, 1950 g of MEK, 680 g of monomer G, 936 g of monomer M, and 172 g of methacrylic acid were added and dissolved in a container to prepare a uniform monomer solution.

合成例1と同様に、乾燥樹脂粉を分析した。分析結果は、以下のとおりであった。
分子量(GPC):Mw=9750、Mw/Mn=1.98
組成(炭素13NMR):G/M=53/47
酸価(中和滴定):1.02mmol/g
残留溶媒(GC):ヘキサン5%、MEK1%
The dry resin powder was analyzed in the same manner as in Synthesis Example 1. The analysis results were as follows.
Molecular weight (GPC): Mw = 9750, Mw / Mn = 1.98
Composition (carbon 13 NMR): G / M = 53/47
Acid value (neutralization titration): 1.02 mmol / g
Residual solvent (GC): hexane 5%, MEK 1%

最終的に樹脂を溶解する溶媒をシクロヘキサノンとした。シクロヘキサノン溶液での分析結果は、以下のとおりであった。
溶媒組成(GC):シクロヘキサノン99.98%、MEK0.02%、残留水分150ppm
The solvent that finally dissolves the resin was cyclohexanone. The analysis results with the cyclohexanone solution were as follows.
Solvent composition (GC): cyclohexanone 99.98%, MEK 0.02%, residual moisture 150 ppm

保存試験1
合成例1にて作製した樹脂1について、粉状態および溶液状態(PGMEA溶液)のそれぞれで保存安定性試験を以下の条件下にて行った。保存状態は、100mlのポリエチレン(HDPE)容器に詰め、外側にアルミ箔を巻いて遮光した。保存温度は20℃と5℃、期間は3、6、および12ヶ月とした。また、加速保存安定性試験として保存温度40℃で、粉状態および溶液状態(MEK/ヘキサン溶液またはPGMEA溶液)の計3種類について、2、4、6、および8週間の試験を行った。
Storage test 1
For the resin 1 prepared in Synthesis Example 1, a storage stability test was performed under the following conditions in each of a powder state and a solution state (PGMEA solution). The state of preservation was packed in a 100 ml polyethylene (HDPE) container and shielded from light by winding an aluminum foil on the outside. The storage temperatures were 20 ° C. and 5 ° C., and the periods were 3, 6 and 12 months. In addition, as an accelerated storage stability test, tests were conducted for 2, 4, 6, and 8 weeks for a total of three types of powder and solution states (MEK / hexane solution or PGMEA solution) at a storage temperature of 40 ° C.

保存安定性試験の結果は、表1のとおりであった。粉の状態で保存したサンプルは、分子量の増加と酸価の増加が見られ、樹脂が劣化していることが確認できた。対して、溶液状態で保存したサンプルは、分子量と酸量ともにほとんど変化が見られなかった。また、PGMEA溶液で保存したサンプルでは、20℃で保存したものよりも5℃で保存したものがより変化が少なかった。

Figure 0005646149
The results of the storage stability test are shown in Table 1. The sample stored in the powder state showed an increase in molecular weight and an increase in acid value, confirming that the resin had deteriorated. On the other hand, the sample stored in the solution state showed almost no change in both molecular weight and acid amount. Moreover, in the sample preserve | saved with the PGMEA solution, what was preserve | saved at 5 degreeC had less change than what was preserve | saved at 20 degreeC.
Figure 0005646149

加速保存安定性試験の結果は、表2のとおりであった。加速保存安定性試験でも、保存安定性試験と同様に、粉の状態で保存したサンプルは、分子量の増加と酸価の増加が見られ、樹脂が劣化していることが確認できた。対して、溶液状態で保存したサンプルではともに、分子量と酸量ともにほとんど変化が見られなかった。

Figure 0005646149
The results of the accelerated storage stability test are shown in Table 2. In the accelerated storage stability test, as in the storage stability test, it was confirmed that the sample stored in the powder state showed an increase in molecular weight and an acid value, and the resin was deteriorated. On the other hand, both the molecular weight and the acid amount were hardly changed in the samples stored in the solution state.
Figure 0005646149

樹脂1を粉状態で20℃、12ヶ月保存し、劣化が見られたサンプルの炭素13NMRスペクトルを測定したところ、58、72、101、159、および171ppmに新たな劣化生成物ピークの存在が確認された。このうち101ppmおよび159ppmのピークはメチリデンアダマンタンのケミカルシフトと一致した。樹脂1のPGMEA溶液状態で20℃、12ヶ月保存したサンプルでは、炭素13NMRスペクトルの測定において、上記劣化生成物ピークの存在は確認されなかった。   Resin 1 was stored in a powder state at 20 ° C. for 12 months, and the carbon 13 NMR spectrum of a sample in which deterioration was observed was measured. It was done. Of these peaks, the peaks at 101 ppm and 159 ppm coincided with the chemical shift of methylidene adamantane. In the sample stored at 20 ° C. for 12 months in the PGMEA solution state of Resin 1, the presence of the above-mentioned degradation product peak was not confirmed in the measurement of the carbon 13 NMR spectrum.

保存試験2
合成例2にて作製した樹脂2について、粉状態および溶液状態(PGMEA溶液)のそれぞれで保存安定性試験を以下の条件下にて行った。保存状態は、100mlのポリエチレン(HDPE)容器に詰め、外側にアルミ箔を巻いて遮光した。保存温度は、20℃と5℃、保存期間は2、4、および6ヶ月とした。
Storage test 2
With respect to the resin 2 produced in Synthesis Example 2, a storage stability test was performed under the following conditions in each of a powder state and a solution state (PGMEA solution). The state of preservation was packed in a 100 ml polyethylene (HDPE) container and shielded from light by winding an aluminum foil on the outside. The storage temperatures were 20 ° C. and 5 ° C., and the storage periods were 2, 4 and 6 months.

保存安定性試験の結果は、表3のとおりであった。粉の状態で保存したサンプルは、分子量の増加と酸価の増加が見られ、樹脂が劣化していることが確認できた。対して、溶液状態で保存したサンプルは、分子量と酸量ともにほとんど変化が見られなかった。また、PGMEA溶液で保存したサンプルでは、20℃で保存したものよりも5℃で保存したものがより変化が少なかった。

Figure 0005646149
The results of the storage stability test are shown in Table 3. The sample stored in the powder state showed an increase in molecular weight and an increase in acid value, confirming that the resin had deteriorated. On the other hand, the sample stored in the solution state showed almost no change in both molecular weight and acid amount. Moreover, in the sample preserve | saved with the PGMEA solution, what was preserve | saved at 5 degreeC had less change than what was preserve | saved at 20 degreeC.
Figure 0005646149

保存試験3
合成例3にて作製した樹脂3について、粉状態および溶液状態(CHON溶液)のそれぞれで保存安定性試験を以下の条件下にて行った。保存状態は、100mlのポリエチレン(HDPE)容器に詰め、外側にアルミ箔を巻いて遮光した。保存温度は20℃、保存期間は2、4、および6ヶ月とした。
Storage test 3
With respect to the resin 3 prepared in Synthesis Example 3, a storage stability test was performed under the following conditions in each of a powder state and a solution state (CHON solution). The state of preservation was packed in a 100 ml polyethylene (HDPE) container and shielded from light by winding an aluminum foil on the outside. The storage temperature was 20 ° C., and the storage period was 2, 4, and 6 months.

保存安定性試験の結果は、表4のとおりであった。粉の状態で保存したサンプルは、分子量の増加と酸価の増加が見られ、樹脂が劣化していることが確認できた。対して、溶液状態で保存したサンプルは、分子量と酸量ともにほとんど変化が見られなかった。

Figure 0005646149
The results of the storage stability test are shown in Table 4. The sample stored in the powder state showed an increase in molecular weight and an increase in acid value, confirming that the resin had deteriorated. On the other hand, the sample stored in the solution state showed almost no change in both molecular weight and acid amount.
Figure 0005646149

Claims (10)

ラクトン構造を有する繰り返し単位および酸性基を有する繰り返し単位を含むフォトレジスト用共重合体(ただし、単量体に対して20モルppm以上の重合禁止剤を含む単量体溶液を用いラジカル重合して得られたものを除く)の保存方法であって、前記共重合体をヒドロキシ基非含有溶媒によって含水量が500ppm以下の溶液にして保存することを特徴とする、フォトレジスト用共重合体の保存方法。 Photoresist copolymer comprising a repeating unit having a lactone structure and a repeating unit having an acidic group (however, radical polymerization is carried out using a monomer solution containing a polymerization inhibitor of 20 mol ppm or more based on the monomer). a storage method of the resulting excluding was something), water content, characterized in that stored in the following solutions 500ppm of the copolymer by a hydroxy group-free solvent, save the photo resist copolymer Method. 前記ヒドロキシ基非含有溶媒が、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、およびヘキサンからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒である、請求項1に記載の保存方法。   The hydroxy group-free solvent is at least one solvent selected from the group consisting of methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, and hexane. How to save. 前記酸性基が、pKa10以下の置換基である、請求項1または2に記載の保存方法。   The storage method according to claim 1 or 2, wherein the acidic group is a substituent having a pKa of 10 or less. 前記酸性基が、pKa6以下の置換基またはフェノール性ヒドロキシ基である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保存方法。   The storage method according to any one of claims 1 to 3, wherein the acidic group is a substituent having a pKa of 6 or less or a phenolic hydroxy group. 前記酸性基が、カルボキシル基、フェノール基、ナフトール基、チオール基、およびスルホ基からなるから選択される少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の保存方法。 The storage method according to any one of claims 1 to 4, wherein the acidic group is at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenol group, a naphthol group, a thiol group, and a sulfo group. 前記ラクトン構造を有する繰り返し単位が、式(A):
Figure 0005646149
[式中、R10は水素原子、または、フッ素が置換しても良い炭素数1〜4の炭化水素基を表し、R11は式(a)
Figure 0005646149
(式中、R12〜R19は、いずれか1つが、R11としての結合部位を有する単結合を表し、残りのR12〜R19は、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表すか、または、いずれか1つが、R11としての結合部位を有し、他のR12〜R19のいずれか1つまたは2つと結合して炭素数5〜15の脂環を形成する、酸素原子若しくは硫黄原子を含んでも良い炭素数3〜14の炭化水素基を表し、残りのR12〜R19は、いずれか1つまたは2つが前記炭素数5〜15の脂環を形成する為の単結合を表し、その残りは、水素原子、または、炭素数1〜4の炭化水素基若しくはアルコキシ基を表す。また、mは0または1の整数を表す。)で表されるラクトン構造含有基を表す。]
で表される構造を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の保存方法。
The repeating unit having the lactone structure has the formula (A):
Figure 0005646149
[Wherein, R 10 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted by fluorine, and R 11 represents the formula (a)
Figure 0005646149
(Wherein, R 12 to R 19 is any one, it represents a single bond having a binding site for the R 11, the remainder of R 12 to R 19 is a hydrogen atom or a hydrocarbon of 1 to 4 carbon atoms Each of which represents a hydrogen group or an alkoxy group, or any one of them has a bonding site as R 11 and is bonded to any one or two of other R 12 to R 19 and has 5 to 15 carbon atoms Represents a hydrocarbon group having 3 to 14 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom to form an alicyclic ring, and the remaining R 12 to R 19 are either one or two of the above-mentioned 5 to 15 carbon atoms A single bond for forming an alicyclic ring, and the remainder represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and m represents an integer of 0 or 1. The lactone structure-containing group represented is represented. ]
The preservation | save method as described in any one of Claims 1-5 which has a structure represented by these.
前記保存方法において、共重合体溶液を密封状態に保つことをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の保存方法。   The storage method according to claim 1, further comprising keeping the copolymer solution in a sealed state in the storage method. 前記保存方法において、共重合体溶液を20℃以下に保つことをさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の保存方法。   The storage method according to claim 1, further comprising keeping the copolymer solution at 20 ° C. or lower in the storage method. 前記保存方法において、共重合体溶液を遮光状態に保つことをさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の保存方法。   The storage method according to any one of claims 1 to 8, further comprising keeping the copolymer solution in a light-shielding state in the storage method. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の保存方法で保存された共重合体を用いることを特徴とする、フォトレジスト用組成物の製造方法。   The manufacturing method of the composition for photoresists characterized by using the copolymer preserve | saved by the preservation | save method as described in any one of Claims 1-9.
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JPH06191589A (en) * 1992-09-17 1994-07-12 Mitsubishi Kasei Corp Container for photoresist composition
JPH09204051A (en) * 1996-01-25 1997-08-05 Sumitomo Chem Co Ltd How to store positive photoresist
JPH09204052A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Sumitomo Chem Co Ltd Long-term storage method for positive photoresist
JP2002244295A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Jsr Corp Solution of radiation-sensitive resin composition and method for improving storage stability of the solution
JP3694685B2 (en) * 2002-10-24 2005-09-14 丸善石油化学株式会社 Resist polymer and radiation-sensitive resist composition
JP2005171093A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Maruzen Petrochem Co Ltd Method for producing copolymer for semiconductor lithography and copolymer for semiconductor lithography obtained by the method
JP4708113B2 (en) * 2004-09-13 2011-06-22 東京応化工業株式会社 Resist composition and resist pattern forming method
JP4716016B2 (en) * 2005-12-27 2011-07-06 信越化学工業株式会社 Polymer compound, resist material, and pattern forming method
JP5189260B2 (en) * 2006-08-25 2013-04-24 三菱レイヨン株式会社 Method for producing polymer

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