WO2009107327A1 - 電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体、高分子化合物及びフォトレジスト組成物 - Google Patents

電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体、高分子化合物及びフォトレジスト組成物 Download PDF

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WO2009107327A1
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小山裕
北尾久平
江口明良
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ダイセル化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a photoresist monomer, a polymer compound, a photoresist composition, and a semiconductor manufacturing method using the photoresist composition, which are used when fine processing of a semiconductor is performed.
  • a conventional novolac or styrene resin was used, but the wavelength of the ArF excimer laser is 193 nm, which is even shorter, and aromatic such as a novolac or styrene resin.
  • aromatic such as a novolac or styrene resin.
  • the structure of the resin was replaced with an alicyclic one that does not contain aromatics.
  • the resin used is mainly acrylic, and applies a mechanism in which acrylic acid is protected with a protecting group, and the protecting group is eliminated by an acid generated by exposure to form a carboxylic acid, which becomes alkali-soluble.
  • the object of the present invention is to maintain stability such as chemical resistance when applied to a resist resin and the like, while having excellent solubility in an organic solvent, hydrolyzability and / or solubility in water after hydrolysis.
  • An object of the present invention is to provide a monomer containing a novel lactone skeleton useful as a monomer component such as a high-functional polymer that can be improved, a resin thereof, a composition for photoresist, and a method for producing a semiconductor.
  • a further object of the present invention is to provide a resin exhibiting high etching resistance when used as a resin for a photoresist, and to provide a photoresist resin and its composition, particularly used in immersion exposure. is there.
  • R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 represents a substituent bonded to the ring
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have an atom or a halogen atom, or a hydroxy group having 1 to 6 carbon atoms which may have a hydroxyl group part protected with a protecting group and may have a halogen atom
  • A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, or a non-bond
  • m represents the number of R 1 .
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • n represents the number of X bonded to the ring
  • Y represents a carbon number of 1 to 6.
  • the present invention also provides the following formula (I) (Wherein, R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 1 represents a substituent bonded to the ring, An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have an atom or a halogen atom, or a hydroxy group having 1 to 6 carbon atoms which may have a hydroxyl group part protected with a protecting group and may have a halogen atom An alkyl group, a carboxyl group that may form a salt, or a substituted oxycarbonyl group, A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, or a non-bond, and m represents the number of R 1 .
  • R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 represents
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • n represents the number of X bonded to the ring
  • Y represents a carbon number of 1 to 6.
  • a divalent organic group of —COO—Y—C bonded to a polymer chain Three-dimensional position of O- group may be either end, exo)
  • the polymer compound which has at least the monomer unit represented by these is provided.
  • the polymer compound may further have at least a monomer unit that is eliminated by the action of an acid and becomes alkali-soluble.
  • Monomer units that are eliminated by the action of an acid and become alkali-soluble include the following formulas (IIa) to (IId):
  • ring Z 1 represents an optionally substituted alicyclic hydrocarbon ring having 5 to 20 carbon atoms.
  • Ra represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a substituent.
  • R 6 and R 7 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 8 being A hydrogen atom or an organic group, at least two of R 6 , R 7 and R 8 may be bonded to each other to form a ring with adjacent atoms) A monomer unit selected from is included.
  • the polymer compound may further include at least a monomer unit containing an alicyclic skeleton having at least one substituent.
  • the monomer unit containing an alicyclic skeleton having at least one substituent has the following formula (III) (In the formula, ring Z 2 represents an alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms. Ra represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 9 is a substituent bonded to ring Z 2 and is the same or different and is an oxo group, an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group optionally protected by a protecting group, a protected group A hydroxyalkyl group optionally protected with a group, a mercapto group optionally protected with a protecting group, a carboxyl group optionally protected with a protecting group, an amino group optionally protected with a protecting group, or a protection A sulfonic acid group which may be protected by a group, q is the number of R 9 and represents an integer of 1 to 5) A monomer unit selected from is included.
  • the polymer compound includes at least one monomer unit represented by the formula (I), a monomer unit that becomes alkali-soluble by the action of an acid, and a substituent selected from a hydroxyl group and a hydroxymethyl group. And at least a monomer unit containing an alicyclic skeleton.
  • the polymer compound may further have at least a monomer unit having a lactone skeleton other than the monomer unit represented by the formula (I).
  • the present invention further provides a photoresist composition comprising at least the above-described polymer compound and a photoacid generator.
  • the present invention further provides a method for producing a semiconductor, characterized in that a pattern is formed using the photoresist composition.
  • the present invention further provides the following formula (6): (Wherein R 1 is a substituent bonded to the ring, and a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, or a hydroxyl group moiety is protected with a protecting group. And a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a carboxyl group which may form a salt, or a substituted oxycarbonyl group, A is a group having 1 to 6 carbon atoms. Represents an alkylene group, an oxygen atom, a sulfur atom or a non-bond, m represents the number of R 1 , and represents an integer of 0 to 8.
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • n represents X bonded to the ring.
  • And is an integer of 1 to 9.
  • Z is a chlorine atom, bromine atom or iodine atom
  • Y is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms
  • Z—Y—COO— The three-dimensional position may be either end or exo
  • the halogen-containing lactone compound represented by these is provided.
  • the present invention further provides the following formula (6): (Wherein R 1 is a substituent bonded to the ring, and a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, or a hydroxyl group moiety is protected with a protecting group. And a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a carboxyl group which may form a salt, or a substituted oxycarbonyl group, A is a group having 1 to 6 carbon atoms. Represents an alkylene group, an oxygen atom, a sulfur atom or a non-bond, m represents the number of R 1 , and represents an integer of 0 to 8.
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • n represents X bonded to the ring. And is an integer of 1 to 9.
  • Z is a chlorine atom, bromine atom or iodine atom
  • Y is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms
  • Z—Y—COO— The three-dimensional position may be either end or exo
  • a halogen-containing lactone compound represented by the following formula (7) In the formula, Ra represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth metal.
  • R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 represents a substituent bonded to the ring
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have an atom or a halogen atom, or a hydroxy group having 1 to 6 carbon atoms which may have a hydroxyl group part protected with a protecting group and may have a halogen atom
  • A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, or a non-bond
  • m represents the number of R 1 .
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • n represents the number of X bonded to the ring
  • Y represents a carbon number of 1 to 6.
  • a monomer having a polycyclic ester group containing a novel lactone skeleton which is useful as a monomer component of a high-functional polymer compound capable of improving the viscosity, a resin thereof, a photoresist composition, and a method for producing a semiconductor Is done.
  • the monomer containing a lactone skeleton of the present invention has a drastic improvement in solubility in an alkali developer by introducing an electron-withdrawing substituent into a polycyclic skeleton containing a lactone skeleton, thereby producing a semiconductor. This makes it possible to draw clearer patterns.
  • R a represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 represents a ring [6-oxabicyclo [3.2.
  • A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, or a non-bond.
  • m is the number of R 1 and represents an integer of 0 to 8.
  • X is an electron-withdrawing substituent
  • n is a ring [6-oxabicyclo [3.2.1 1,5 ] octane ring (A is Non-bonded)
  • the number of X bonded to the 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane ring when A is a methylene group
  • Y represents a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms, and the steric position of the CH 2 ⁇ C (R a ) COO—Y—COO— group may be either endo or exo.
  • X represents an electron-withdrawing substituent
  • examples of the electron-withdrawing group include a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated hydrocarbon group such as a trifluoromethyl group, an alkoxy such as a carboxyl group and a methoxycarbonyl group.
  • Aryloxycarbonyl groups such as carbonyl group and phenoxycarbonyl group, acyl groups such as acetyl group, acyloxy groups such as acetoxy group, cyano group, aryl group, 1-alkenyl group, nitro group, sulfo group, alkanesulfonyl group, alkanesulfinyl Group, alkoxysulfonyl group and the like.
  • fluorine atom-containing groups such as fluorine atoms and trifluoromethyl groups
  • acyloxy groups such as acetoxy groups, cyano groups, nitro groups, sulfo groups, alkanesulfonyl groups, alkanesulfinyl groups, and alkoxysulfonyl groups are electron withdrawing. Is strong, and high hydrolyzability of the lactone ring and high solubility in water after hydrolysis of the polymer compound containing the lactone ring are preferable.
  • the halogen atoms as R a and R 1 described in the formula (1) include, for example, fluorine, chlorine, bromine atoms and the like.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, and hexyl groups.
  • a C 1-4 alkyl group, particularly a methyl group is preferable.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a halogen atom examples include chloroalkyl groups such as chloromethyl group; fluoroalkyl groups such as trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, and pentafluoroethyl groups ( Preferably, a C1-3 fluoroalkyl group) etc. are mentioned.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent in R a include the aforementioned alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a halogen atom.
  • Examples of the hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 1 include hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 1-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, 2-hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl, and 6-hydroxyhexyl groups.
  • Examples of the C1-C6 hydroxyalkyl group having a halogen atom include difluorohydroxymethyl, 1,1-difluoro-2-hydroxyethyl, 2,2-difluoro-2-hydroxyethyl, 1,1,2, And 2-tetrafluoro-2-hydroxyethyl group.
  • hydroxyalkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom
  • a hydroxyalkyl group or hydroxyhaloalkyl group having 1 or 2 carbon atoms (particularly 1 carbon atom) is preferable.
  • Examples of the protecting group for the hydroxyl group of a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom include protecting groups usually used as a protecting group for a hydroxyl group in the field of organic synthesis, such as methyl group, methoxy group
  • Examples include groups that form an ether or acetal bond with an oxygen atom that constitutes a hydroxyl group such as a methyl group; groups that form an ester bond with an oxygen atom that constitutes a hydroxyl group such as an acetyl group or a benzoyl group.
  • Examples of the carboxyl group salt include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and transition metal salts.
  • Examples of the substituted oxycarbonyl group include alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, isopropyloxycarbonyl, propoxycarbonyl group (C 1-4 alkoxy-carbonyl group, etc.); vinyloxycarbonyl, allyloxycarbonyl group, etc. Examples thereof include alkenyloxycarbonyl groups (C 2-4 alkoxy-carbonyl groups and the like); cycloalkyloxycarbonyl groups such as cyclohexyloxycarbonyl groups; aryloxycarbonyl groups such as phenyloxycarbonyl groups and the like.
  • R a is preferably a hydrogen atom, a C 1-3 alkyl group such as a methyl group, or a C 1-3 haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group or a trifluoromethyl group or a haloalkyl group, a hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which the hydroxy moiety may be protected with a protecting group, or A hydroxyhaloalkyl group (particularly a hydroxymethyl group which may be protected with a protective group such as a hydroxymethyl group or an acetoxymethyl group), a substituted oxycarbonyl group or the like is preferred.
  • n is 1 to 9, preferably 1 to 5, and more preferably 1 or 2.
  • X is plural, they may be the same or different.
  • the position of the electron-withdrawing group X is not particularly limited, but is preferably directly connected to the lactone ring, and particularly preferably directly connected to the ⁇ -position of the carbonyl group of the lactone ring. Directly connected means that the electron-withdrawing group X is directly bonded to the carbon atom constituting the 5-membered ring of the lactone.
  • the electron-withdrawing group X When the electron-withdrawing group X is bonded to the lactone ring via one or more atoms, the effect of the electron-withdrawing group is reduced, and the hydrolytic properties of the lactone ring and the high The solubility in water after hydrolysis of the molecular compound is lowered.
  • the substituent X When A is non-bonded, the substituent X is located at the 1-position, 2-position, 3-position, 4-position, 5-position, or 8-position of the 6-oxabicyclo [3.2.1 1,5 ] octane ring. Although they may be bonded, the 1-position ( ⁇ position of the lactone) or the 2-position is preferable, and the 1-position ( ⁇ position of the lactone) is particularly preferable.
  • the substituent X is the 1-position of a 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane ring or the like.
  • the 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane ring may be bonded to any position such as 4-position, 5-position, 6-position, 7-position, 8-position, and 9-position.
  • 1-position or 9-position (or a position corresponding thereto) is preferable, and the 1-position (or a position corresponding thereto; ⁇ -position of lactone) is particularly preferable.
  • A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom or a non-bond
  • examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include a methylene group and an alkyl group which may be substituted with an alkyl group.
  • A is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a non-bond.
  • Y represents a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the divalent organic group include alkylene groups such as methylene, ethylene, propylene and butylene (particularly C 1-6 alkylene group); alkenylene groups such as vinylene (particularly C 2-6 alkenylene group); cyclopentylene, A cycloalkenylene group such as a cyclohexylene group; two or more of these are bonded via a linking group such as an ether bond (—O—), a thioether bond (—S—), or an ester bond (—COO—; —OCO—) And divalent organic groups.
  • methylene, ethylene, propylene, or a group in which a C 1-3 alkylene group and a C 1-2 alkylene group are bonded via an ester bond is preferable.
  • a halogen atom particularly a fluorine atom are also useful.
  • a in the corresponding formula (1) is an alkylene group other than a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom
  • R represents a CH 2 ⁇ C (R a ) COO—Y—CO— group
  • Ac represents an acetyl group
  • X which is a substituent shows an electron-withdrawing substituent.
  • reaction route For the method of synthesizing a monomer having an electron-withdrawing substituent represented by the formula (1) and a lactone skeleton, the reaction route is shown by the following formula.
  • a polycyclic alcohol containing a lactone skeleton represented by the formula (5) (6-oxabicyclo [3.2.1 1,5 ] octane-7-one derivative substituted with X, 3-oxa-substituted 3-oxa Tricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one derivatives and the like) and a carboxylic acid chloride having a Y group substituted with a chlorine atom represented by the formula (4),
  • This reaction is preferably performed using an organic solvent (for example, acetonitrile or the like).
  • reaction temperature is, for example, about ⁇ 30 ° C. to 100 ° C.
  • amount of the compound represented by formula (4) to be used is, for example, about 0.8 to 10 mol with respect to 1 mol of the compound represented by formula (5).
  • the obtained intermediate (6) reacts with the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (7), or an alkali metal salt or alkaline earth metal salt thereof [(meth) acrylic acid etc.] to give an electron withdrawing property. It is led to the monomer (1) having a substituent and a lactone skeleton.
  • This reaction is preferably performed in a solution or suspension state using an organic solvent (for example, N, N-dimethylformamide and the like).
  • the hydrogen chloride produced as a by-product of the reaction is preferably reacted with dehydrochlorination by allowing a base to exist in the reaction system.
  • the base include alkali metal carbonates or bicarbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate, and sodium bicarbonate.
  • halogen exchange agents such as alkali metal halides, such as sodium iodide, potassium iodide, sodium bromide, potassium bromide.
  • the reaction temperature is, for example, about ⁇ 10 ° C. to 100 ° C.
  • Unsaturated carboxylic acid, its alkali metal salt, or alkaline-earth metal salt may be used independently, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the total amount of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (7) or the alkali metal salt or alkaline earth metal salt thereof is, for example, 0.8 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (6).
  • the halogen atom as R a described in the formula (7) includes, for example, a fluorine, chlorine, bromine atom and the like.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent in R a include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl groups and the like.
  • a C 1-4 alkyl group, particularly a methyl group is preferable.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a halogen atom examples include chloroalkyl groups such as chloromethyl group; fluoroalkyl groups such as trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, and pentafluoroethyl groups ( Preferably, a C1-3 fluoroalkyl group) etc. are mentioned.
  • alkali metal as M described in the formula (7) examples include lithium, sodium, potassium, and the like.
  • alkaline earth metals as M include beryllium, magnesium and calcium.
  • Typical examples of the alkali metal salt of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (7) include sodium methacrylate and sodium acrylate.
  • Typical examples of the alkaline earth metal salt of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (7) magnesium methacrylate, magnesium acrylate, and the like can be given.
  • the above Z is chlorine, bromine or iodine. Among these, iodine and bromine are more preferable because of high reactivity.
  • the compound represented by the formula (1) (a monomer having an electron-withdrawing substituent and a lactone skeleton) can also be produced via the intermediate (6).
  • the halogen-containing lactone compound as an intermediate represented by the formula (6) may be used as it is, or halogen exchange is performed in the reaction system to convert it into a more reactive bromine or iodine-containing lactone. The reaction may be carried out.
  • the intermediate represented by formula (6) and the compound represented by formula (1) (monomer having an electron-withdrawing substituent and a lactone skeleton) generated by the reaction are filtered, concentrated, distilled, extracted, for example. Can be separated and purified by separation means such as crystallization, recrystallization, column chromatography, or a combination thereof.
  • the compound represented by Formula (5) can be manufactured according to the following reaction process formula, for example.
  • R 1a is a substituent bonded to a diene chain or a cyclopentadiene ring, and is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, or a hydroxyl group portion as a protecting group.
  • R 1b is a substituent bonded to a carbon atom constituting a carbon-carbon double bond, and is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, or a hydroxyl group moiety.
  • R b represents a hydrogen atom or an organic group (for example, a C 1-4 alkyl group such as a methyl group).
  • i is the number of R 1a and represents an integer of 0-6.
  • j is the number of R 1b and represents an integer of 0 to 3.
  • At least one of i R 1a and j R 1b is an electron-withdrawing substituent.
  • a and X are the same as described above.
  • the meanings, specific examples, and preferred examples (ranges) of R 1 , m, and n are the same as described above.
  • it is preferable that at least one of j R 1b in the formula (9) is an electron-withdrawing substituent, and in particular, an electron-withdrawing substituent is bonded to the ⁇ -position of the —CO 2 R b group. Is preferred.
  • a diene compound such as butadienes represented by formula (8) or a cyclopentadiene derivative and an unsaturated carboxylic acid represented by formula (9) or an ester thereof are subjected to a Diels-Alder reaction.
  • a cycloaddition product such as a cyclohexene derivative or a bicyclo [2.2.1] heptan-2-ene derivative represented by the formula (10) is obtained, and this is reacted with a peracid or peroxide to give a formula (10 11)
  • R b is a hydrogen atom or the like
  • the compound represented by the formula (10) is cyclized immediately after epoxidation by acting a peracid or peroxide on the compound represented by the formula (5). In some cases, the compounds represented are obtained as main products.
  • diene compound represented by the formula (8) when A is an oxygen atom or a sulfur atom include furan, 2-methylfuran, 3-methylfuran, 2,3-dimethylfuran, thiophene. , 2-methylthiophene, 3-methylthiophene, 2,3-dimethylthiophene and the like.
  • the reaction of the compound represented by formula (8) and the compound represented by formula (9) is performed in the presence or absence of a solvent (for example, toluene and the like).
  • a solvent for example, toluene and the like.
  • a Lewis acid AlCl 3 etc.
  • the reaction temperature is, for example, about -70 ° C to 250 ° C.
  • examples of the peracid include peracetic acid, perbenzoic acid, m-chloroperbenzoic acid, and the like.
  • the amount of peracid to be used is, for example, about 0.8 to 2 mol, preferably about 0.9 to 1.5 mol, per 1 mol of the compound represented by the formula (10).
  • Examples of the peroxide to be reacted with the compound represented by the formula (10) include hydrogen peroxide, peroxide, hydroperoxide, peroxo acid, peroxo acid salt, and the like.
  • the amount of peroxide such as hydrogen peroxide to be used is, for example, about 0.9 to 5 mol, preferably about 0.9 to 3 mol, per 1 mol of the compound represented by the formula (10).
  • the hydrogen peroxide is often used with a metal compound.
  • the metal compound include oxides containing metal elements such as W, Mo, V, Mn, and Re, oxo acids or salts thereof, and peroxides. These metal compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the oxide include composite oxides containing metal elements such as tungsten oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, manganese oxide, W, Mo, V, and Mn.
  • Oxo acids include isopolyacids and heteropolyacids in addition to tungstic acid, molybdic acid, vanadic acid, manganic acid and the like.
  • Examples of the oxo acid salt include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, and transition metal salts of the oxo acid.
  • Examples of the peroxide containing a metal element include peroxo acids (for example, peroxotungstic acid, peroxomolybdic acid, peroxovanadate, etc.), salts of peroxo acids (alkali metal salts, alkaline earth metal salts of the peroxo acids, Ammonium salts, transition metal salts, etc.), peracids (permanganic acid, etc.), peracid salts (alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, transition metal salts, etc. of the peracids).
  • the amount of the metal compound used together with hydrogen peroxide is, for example, about 0.0001 to 2 mol, preferably about 0.0005 to 0.5 mol, relative to 1 mol of the compound represented by the formula (10). is there.
  • the reaction of the compound represented by the formula (10) with a peracid or peroxide is carried out in the presence or absence of a solvent (for example, methylene chloride, water, etc.).
  • a solvent for example, methylene chloride, water, etc.
  • the reaction temperature is generally about ⁇ 10 to 100 ° C., preferably about 0 to 80 ° C.
  • epoxidation of the double bond of the compound represented by the formula (10) occurs, and an epoxy compound represented by the formula (11) is generated.
  • R b is a hydrogen atom
  • an intramolecular cyclization reaction involving the opening of an epoxy ring proceeds, and electron withdrawing represented by the formula (5) is performed.
  • a polycyclic alcohol containing a functional substituent and a lactone skeleton can be formed.
  • R b is a hydrogen atom
  • the cyclization reaction of the compound represented by the formula (11) proceeds, for example, only by dissolving the compound represented by the formula (11) in a solvent.
  • R b is an organic group
  • the compound represented by formula (11) is subjected to a conventional hydrolysis reaction (alkali hydrolysis reaction, acid hydrolysis reaction, neutral hydrolysis, etc.), and R b is a hydrogen atom.
  • the cyclization reaction proceeds immediately to produce the compound represented by the formula (5).
  • the compound represented by formula (10), the compound represented by formula (11), and the compound represented by formula (5) generated by the reaction are, for example, filtered, concentrated, distilled, extracted, crystallized, and recrystallized. Separation and purification can be performed by separation means such as column chromatography, or a combination thereof.
  • the polymer compound of the present invention is a monomer unit (repeating unit) corresponding to a monomer containing an electron-withdrawing substituent represented by the above formula (1) and a lactone skeleton, that is, a monomer represented by the above formula (I) Includes units.
  • the monomer unit may contain one kind or two or more kinds.
  • Such a polymer compound can be obtained by subjecting a monomer containing an electron-withdrawing substituent represented by the above formula (1) and a lactone skeleton to polymerization.
  • the monomer unit represented by the formula (I) has a 6-oxabicyclo [3.2.1 1,5 ] octane-7-one skeleton to which an electron withdrawing substituent is bonded, or an electron withdrawing substituent.
  • units having an octan-7-one skeleton or a 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one skeleton having no electron-withdrawing substituent Compared with units having an octan-7-one skeleton or a 3-oxatricyclo [4.2
  • the polymer compound of the present invention is useful as, for example, a high-functional polymer, particularly a photoresist resin, used in a field that requires a function of changing to water solubility by a predetermined treatment.
  • the polymer compound of the present invention may have other monomer units in addition to the monomer unit represented by the formula (I) according to the use and required function.
  • Such another monomer unit is a copolymerization of a polymerizable unsaturated monomer corresponding to the other monomer unit with a monomer containing an electron-withdrawing substituent represented by the formula (1) and a lactone skeleton. Can be formed.
  • Examples of the other monomer units include monomer units which are eliminated by the action of an acid and become alkali-soluble, for example, monomer units represented by the above formulas (IIa), (IIb), (IIc) and (IId).
  • the polymerizable unsaturated monomers corresponding to the monomer units represented by the formulas (IIa), (IIb), (IIc), and (IId) are represented by the following formulas (2a), (2b), (2c), (2d).
  • ring Z 1 represents an alicyclic hydrocarbon ring having 5 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
  • R a is the same as above.
  • R 2 to R 4 are the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 5 is a substituent bonded to ring Z 1 and is the same or different and is an oxo group, an alkyl group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, or a hydroxy group which is protected with a protecting group.
  • An alkyl group or a carboxyl group which may be protected with a protecting group is shown.
  • at least one of p R 5 's represents a —COOR c group.
  • R c represents a tertiary hydrocarbon group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydropyranyl group, or an oxepanyl group which may have a substituent.
  • p represents an integer of 1 to 3.
  • R 6 and R 7 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • R 8 represents a hydrogen atom or an organic group. At least two of R 6 , R 7 and R 8 may be bonded to each other to form a ring with adjacent atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon ring having 5 to 20 carbon atoms in ring Z 1 may be a single ring or a polycyclic ring such as a condensed ring or a bridged ring.
  • Typical alicyclic hydrocarbon rings include, for example, cyclohexane ring, cyclooctane ring, cyclodecane ring, adamantane ring, norbornane ring, norbornene ring, bornane ring, isobornane ring, perhydroindene ring, decalin ring, perhydrofluorene ring.
  • the alicyclic hydrocarbon ring includes an alkyl group such as a methyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a halogen atom such as a chlorine atom, a hydroxyl group optionally protected by a protecting group, an oxo group, a protected group It may have a substituent such as a carboxyl group which may be protected with a group.
  • the ring Z 1 is preferably a polycyclic alicyclic hydrocarbon ring (bridged hydrocarbon ring) such as an adamantane ring.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent in R 2 to R 4 , R 6 and R 7 in the formulas (2a), (2b) and (2d) include, for example, methyl, Linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl and hexyl groups; haloalkyl having 1 to 6 carbon atoms such as trifluoromethyl group Groups and the like.
  • examples of the alkyl group represented by R 5 include a straight chain such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, and dodecyl groups. Examples thereof include branched alkyl groups having about 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydroxyl group that may be protected with a protecting group for R 5 include a hydroxyl group and a substituted oxy group (for example, a C 1-4 alkoxy group such as methoxy, ethoxy, propoxy group, etc.).
  • Examples of the hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group include a group in which a hydroxyl group which may be protected with the protecting group is bonded via an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the carboxyl group that may be protected with a protecting group include a —COOR d group.
  • R d represents a hydrogen atom or an alkyl group, and examples of the alkyl group include linear or branched carbon such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, and hexyl groups. Examples thereof include alkyl groups of 1 to 6.
  • the tertiary hydrocarbon group in R c of the —COOR c group includes, for example, t-butyl, t-amyl, 2-methyl-2-adamantyl, (1-methyl-1-adamantyl) ethyl group Etc.
  • the tetrahydrofuranyl group includes a 2-tetrahydrofuranyl group
  • the tetrahydropyranyl group includes a 2-tetrahydropyranyl group
  • the oxepanyl group includes a 2-oxepanyl group.
  • Examples of the organic group for R 8 include a group containing a hydrocarbon group and / or a heterocyclic group.
  • the hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group in which two or more of these are bonded.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, and octyl groups (C 1- 8 alkyl groups); linear or branched alkenyl groups such as allyl groups (C 2-8 alkenyl groups, etc.); linear or branched alkynyl groups such as propynyl groups (C 2-8 alkynyl) Group, etc.).
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclopentyl, and cyclohexyl groups (3 to 8 membered cycloalkyl groups); cycloalkenyl groups such as cyclopentenyl and cyclohexenyl groups (3 to 8 members) Cycloalkenyl groups and the like); bridged carbocyclic groups such as adamantyl and norbornyl groups (C 4-20 bridged carbocyclic groups and the like) and the like.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group include C 6-14 aromatic hydrocarbon groups such as phenyl and naphthyl groups.
  • Examples of the group in which an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group are bonded include benzyl and 2-phenylethyl groups. These hydrocarbon groups are protected with alkyl groups (C 1-4 alkyl groups, etc.), haloalkyl groups (C 1-4 haloalkyl groups, etc.), halogen atoms, hydroxyl groups that may be protected with protecting groups, and protecting groups. It may have a substituent such as a hydroxymethyl group which may be protected, a carboxyl group which may be protected with a protecting group, or an oxo group.
  • the protecting group a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used.
  • heterocyclic group examples include heterocyclic groups containing at least one heteroatom selected from an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
  • Preferred organic groups include C 1-8 alkyl groups, organic groups containing a cyclic skeleton, and the like.
  • the “ring” constituting the cyclic skeleton includes a monocyclic or polycyclic non-aromatic or aromatic carbocyclic or heterocyclic ring.
  • monocyclic or polycyclic non-aromatic carbocycles and lactone rings are particularly preferable.
  • the monocyclic non-aromatic carbocycle include a cycloalkane ring having about 3 to 15 members such as a cyclopentane ring and a cyclohexane ring.
  • polycyclic non-aromatic carbocyclic ring bridged carbocyclic ring
  • examples of the polycyclic non-aromatic carbocyclic ring include, for example, an adamantane ring; a norbornane ring, a norbornene ring, a bornane ring, an isobornane ring, a tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring, Tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
  • a bridged carbocyclic ring such as a bicyclic ring system, a tricyclic ring system, and a tetracyclic ring system (for example, a bridging carbocyclic ring having about 6 to 20 carbon atoms).
  • the lactone ring include ⁇ -butyrolactone ring, 4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one ring, and 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4. , 8 ] nonan-2-one ring, 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one ring, and the like.
  • the ring constituting the cyclic skeleton includes an alkyl group such as a methyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group (eg, a C 1-4 haloalkyl group), a chlorine atom Or a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group that may be protected with a protective group, a hydroxyalkyl group that may be protected with a protective group, a mercapto group that may be protected with a protective group, or a protective group.
  • an alkyl group such as a methyl group (eg, a C 1-4 alkyl group), a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group (eg, a C 1-4 haloalkyl group), a chlorine atom Or a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group that may be protected with
  • It may have a substituent such as a carboxyl group which may be protected, an amino group which may be protected with a protecting group, and a sulfonic acid group which may be protected with a protecting group.
  • a protecting group a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used.
  • the ring constituting the cyclic skeleton may be directly bonded to an oxygen atom (oxygen atom adjacent to R 8 ) shown in the formula (2d) or may be bonded via a linking group.
  • the linking group include linear or branched alkylene groups such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene, ethylene, propylene and trimethylene groups; carbonyl groups; oxygen atoms (ether bonds; —O—); oxycarbonyl groups ( An ester bond; —COO—); an aminocarbonyl group (amide bond; —CONH—); and a group in which a plurality of these are bonded.
  • At least two of R 6 , R 7 and R 8 may be bonded to each other to form a ring with adjacent atoms.
  • the ring include cycloalkane rings such as cyclopropane ring, cyclopentane ring and cyclohexane ring; oxygen-containing rings such as tetrahydrofuran ring, tetrahydropyran ring and oxepane ring; bridged ring and the like.
  • stereoisomers may exist, but these can be used alone or as a mixture of two or more.
  • the following compounds may be mentioned, but the invention is not limited thereto.
  • the following compounds may be mentioned, but the invention is not limited thereto.
  • the compound represented by the above formula (2d) can be obtained, for example, by reacting the corresponding vinyl ether compound and (meth) acrylic acid by a conventional method using an acid catalyst.
  • 1-adamantyloxy-1-ethyl (meth) acrylate can be produced by reacting 1-adamantyl-vinyl-ether with (meth) acrylic acid in the presence of an acid catalyst.
  • the other monomer unit in addition to the above, there may be mentioned a monomer unit that can impart or improve hydrophilicity, water solubility, or other characteristics.
  • the monomer corresponding to such a monomer unit include, for example, a hydroxyl group-containing monomer (including a compound in which the hydroxyl group is protected), a mercapto group-containing monomer (a compound in which the mercapto group is protected).
  • Carboxyl group-containing monomers including compounds in which carboxyl groups are protected
  • amino group-containing monomers including compounds in which amino groups are protected
  • sulfonic acid group-containing monomers including Sulfonate skeleton-containing monomers, cyclic ketone skeleton-containing monomers, acid anhydride group-containing monomers, imide group-containing monomers, etc. Examples include polar group-containing monomers.
  • Examples of such other monomer units include monomer units containing an alicyclic skeleton having at least one substituent, for example, monomer units represented by the formula (III).
  • the polymerizable unsaturated monomer corresponding to the monomer unit represented by the formula (III) is represented by the following formula (3).
  • ring Z 2 represents an alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms.
  • R a is the same as above.
  • R 9 is a substituent bonded to ring Z 2 and is the same or different and protected with an oxo group, an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, or a protecting group Protected with a hydroxyalkyl group which may be protected, a mercapto group which may be protected with a protecting group, a carboxyl group which may be protected with a protecting group, an amino group which may be protected with a protecting group, or a protecting group The sulfonic acid group which may be made is shown.
  • q is the number of R 9 and represents an integer of 1 to 5.
  • At least one of q R 9 is an oxo group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, or a hydroxy group which may be protected with a protecting group.
  • the monomer that is an acid group corresponds to a polar group-containing monomer that can impart or improve hydrophilicity or water solubility to a polymer.
  • the alicyclic hydrocarbon ring having 6 to 20 carbon atoms in the ring Z 2 may be monocyclic or polycyclic such as a bridged ring.
  • Typical alicyclic hydrocarbon rings include, for example, cyclohexane ring, cyclooctane ring, cyclodecane ring, adamantane ring, norbornane ring, norbornene ring, bornane ring, isobornane ring, perhydroindene ring, decalin ring, perhydrofluorene ring.
  • Tricyclo [7.4.0.0 3,8 ] tridecane ring trihydroanthracene ring, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane ring, tricyclo [4.2.2.1 2, 5 ] Undecane ring, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane ring and the like.
  • alicyclic hydrocarbon rings a bridged alicyclic hydrocarbon ring such as an adamantane ring is particularly preferable.
  • the alkyl group for R 9 is a linear or branched chain such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl groups, etc.
  • an alkyl group having about 1 to 20 carbon atoms particularly a C 1-4 alkyl group.
  • the haloalkyl group include a haloalkyl group having about 1 to 20 carbon atoms such as a trifluoromethyl group (particularly a C 1-4 haloalkyl group).
  • Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.
  • Examples of the amino group that may be protected with a protecting group include an amino group and a substituted amino group (for example, C 1-4 alkylamino groups such as methylamino, ethylamino, propylamino group, etc.).
  • Examples of the sulfonic acid group that may be protected with a protecting group include —SO 3 Re group.
  • R e represents a hydrogen atom or an alkyl group, and examples of the alkyl group include linear or branched carbon such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, and hexyl groups. Examples thereof include alkyl groups of 1 to 6.
  • R 9 may be protected with a protecting group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, a mercapto group which may be protected with a protecting group, or a carboxyl which may be protected with a protecting group
  • the groups are the same as described above.
  • the monomer corresponding to the monomer unit containing an alicyclic skeleton having at least one substituent includes an alicyclic skeleton having at least one substituent selected from a hydroxyl group and a hydroxymethyl group (for example, adamantane). Monomers containing a skeleton etc. are preferred.
  • Another example of the other monomer unit includes a monomer unit having a lactone skeleton [excluding the monomer unit represented by the formula (I)].
  • Specific examples of the compound include the following compounds.
  • a polycyclic ester group containing an electron-withdrawing substituent and a lactone skeleton is (meth) acrylic acid. And a monomer directly bonded to.
  • the monomer unit is shown in the following formula (V).
  • R a is the same as above.
  • R 10 is a substituent bonded to the ring, and the halogen atom, the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, the hydroxyl group portion may be protected with a protecting group, and A hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a carboxyl group which may form a salt, or a substituted oxycarbonyl group is shown.
  • A represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an oxygen atom, a sulfur atom, or a non-bond.
  • s is the number of R 10 and represents an integer of 0 to 8.
  • X 1 represents an electron-withdrawing substituent
  • t represents the number of X 1 bonded to the ring and represents an integer of 1 to 9.
  • the steric position of the —COO— group bonded to the polymer chain may be either endo or exo.
  • Examples of the halogen atom in R 10 are the same as the halogen atom in R 1 .
  • Examples of the electron-withdrawing substituent in X 1 include the same electron-withdrawing substituent in X.
  • the monomer corresponding to the monomer unit represented by the formula (IV) includes, for example, an unsaturated carboxylic acid represented by the formula (7) or a reactive derivative thereof in the compound represented by the formula (5). It can manufacture by making it react. More specifically, (a) a compound represented by the formula (5) in a solvent such as tetrahydrofuran, toluene, or methylene chloride, if necessary, in the presence of a base such as triethylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine or the like.
  • a solvent such as tetrahydrofuran, toluene, or methylene chloride
  • the ratio of the monomer unit represented by the formula (I) is not particularly limited, but is generally 1 to 90 mol%, preferably 5 to 80%, based on all monomer units constituting the polymer. It is about mol%, more preferably about 10 to 60 mol%. Further, the ratio of the monomer units that are eliminated by the action of an acid and become alkali-soluble is, for example, about 10 to 95 mol%, preferably about 15 to 90 mol%, and more preferably about 20 to 60 mol%.
  • a monomer unit corresponding to at least one monomer selected from a hydroxyl group-containing monomer, a mercapto group-containing monomer, and a carboxyl group-containing monomer [for example, in the monomer unit represented by the formula (III) , At least one of q R 9 is a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, a hydroxyalkyl group which may be protected with a protecting group, a mercapto group which may be protected with a protecting group, or
  • the ratio of the monomer unit which is a carboxyl group which may be protected with a protecting group] is, for example, about 0 to 60 mol%, preferably about 5 to 50 mol%, more preferably about 10 to 40 mol%.
  • the monomer mixture is polymerized by a conventional method used for producing acrylic polymers such as solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, bulk-suspension polymerization, and emulsion polymerization.
  • solution polymerization is particularly preferred.
  • drop polymerization is preferable among solution polymerization. Specifically, for example, (i) a monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in an organic solvent are prepared in an organic solvent kept at a constant temperature.
  • a monomer solution previously dissolved in an organic solvent and a polymerization initiator solution dissolved in the organic solvent are respectively prepared, and the polymerization initiator solution is dropped into the monomer solution maintained at a constant temperature. It is performed by a method or the like.
  • a known solvent can be used.
  • ether chain ether such as diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, etc., chain ether such as tetrahydrofuran, dioxane, etc.
  • ester methyl acetate, ethyl acetate, Glycol ether esters such as butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate
  • ketones acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.
  • amides N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc.
  • Sulfoxide such as dimethyl sulfoxide
  • alcohol such as methanol, ethanol, propanol
  • hydrocarbon aromatic carbonization such as benzene, toluene, xylene
  • the polymer obtained by polymerization can be purified by precipitation or reprecipitation.
  • the precipitation or reprecipitation solvent may be either an organic solvent or water, or a mixed solvent.
  • the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatics such as benzene, toluene, and xylene.
  • Aromatic hydrocarbons halogenated hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.) , Nitrile (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ether (chain ether such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxane), ketone (acetone, methyl ethyl ketone) Diisobutyl ketone, etc.), ester (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonate (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol
  • the solvent containing at least hydrocarbon especially aliphatic hydrocarbons, such as hexane
  • the mixed solvent of methanol and water are preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound is, for example, about 1,000 to 500,000, preferably about 3000 to 50,000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) is, for example, about 1.5 to 2.5.
  • said Mn shows a number average molecular weight
  • both Mn and Mw are values of polystyrene conversion.
  • the polymer compound of the present invention has high stability such as chemical resistance, is excellent in solubility in organic solvents, and is excellent in hydrolysis and solubility in water after hydrolysis, it has high functionality in various fields. Can be used as a polymer.
  • the photoresist composition of the present invention contains at least the polymer compound of the present invention and a photoacid generator, and usually contains a solvent for resist.
  • the photoresist composition can be prepared, for example, by adding a photoacid generator to the above-described polymer compound solution of the present invention (resist solvent solution).
  • photoacid generator examples include conventional or known compounds that efficiently generate acid upon exposure, such as diazonium salts, iodonium salts (for example, diphenyliodohexafluorophosphate), sulfonium salts (for example, triphenylsulfonium hexafluoroantimony).
  • diazonium salts for example, diphenyliodohexafluorophosphate
  • sulfonium salts for example, triphenylsulfonium hexafluoroantimony
  • sulfonate esters [eg 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyloxy-1-benzoylmethane, 1,2,3-tri Sulfonyloxymethylbenzene, 1,3-dinitro-2- (4-phenylsulfonyloxymethyl) benzene, 1-phenyl-1- (4-methylphenylsulfonyloxymethyl) -1-hydroxy-1-ben Irumetan etc.], oxathiazole derivatives, s- triazine derivatives, disulfone derivatives (diphenyl sulfone) imide compound, an oxime sulfonate, a diazonaphthoquinone, and benzoin tosylate.
  • photoacid generators can be used alone or in combination of
  • the use amount of the photoacid generator can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the ratio of each repeating unit in the polymer (resin for photoresist), and the like. It can be selected from a range of about 1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 25 parts by weight, and more preferably about 2 to 20 parts by weight.
  • the resist solvent examples include glycol solvents, ester solvents, ketone solvents, and mixed solvents exemplified as the polymerization solvent.
  • propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, and a mixed solution thereof are preferable, and in particular, propylene glycol monomethyl ether acetate alone solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate and A solvent containing at least propylene glycol monomethyl ether acetate such as a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate is preferably used.
  • the polymer concentration in the photoresist composition is, for example, about 10 to 40% by weight.
  • the photoresist composition may contain an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolac resin, a phenol resin, an imide resin, a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), and the like.
  • an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolac resin, a phenol resin, an imide resin, a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), and the like.
  • the photoresist composition thus obtained is applied onto a substrate or a substrate, dried, and then exposed to light on a coating film (resist film) through a predetermined mask (or further subjected to post-exposure baking).
  • a coating film resist film
  • predetermined mask or further subjected to post-exposure baking
  • the base material or the substrate examples include a silicon wafer, metal, plastic, glass, and ceramic.
  • the photoresist composition can be applied using a conventional application means such as a spin coater, a dip coater, or a roller coater.
  • the thickness of the coating film is, for example, about 0.1 to 20 ⁇ m, preferably about 0.3 to 2 ⁇ m.
  • light of various wavelengths for example, ultraviolet rays, X-rays, etc. can be used.
  • semiconductor resist g-line, i-line, excimer laser (for example, XeCl, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc.) Etc. are used.
  • the exposure energy is, for example, about 1 to 1000 mJ / cm 2 , preferably about 10 to 500 mJ / cm 2 .
  • An acid is generated from the photoacid generator by light irradiation, and this acid, for example, a carboxyl group of a repeating unit (a repeating unit having an acid-eliminating group) that becomes alkali-soluble by the action of the acid of the photoresist polymer compound.
  • a protecting group such as succinctly desorbs to generate a carboxyl group and the like that contribute to solubilization. Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developer.
  • Et in the chemical formula represents an ethyl group.
  • the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polymer indicate standard polystyrene conversion values determined by GPC measurement using a tetrahydrofuran solvent using a refractive index system (RI).
  • RI refractive index system
  • Example 1 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was prepared according to the following reaction scheme.
  • Example 2 the monomer component was 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one 13.93 g (45 0.7 mmol), 5.39 g (22.8 mmol) of 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane, and 10.68 g (45.7 mmol) of 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane were used. As a result, 26.2 g of the desired resin was obtained. As a result of GPC analysis of the recovered polymer, Mw (weight average molecular weight) was 8700, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.90.
  • Example 2 as a monomer component, 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one 14.45 g (47 .4 mmol), 5.59 g (23.7 mmol) of 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane, and 9.95 g (47.4 mmol) of 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) cyclohexane were used. When the same operation as in Example 2 was performed, 25.6 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 9100, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.85.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw / Mn molecular weight distribution
  • Example 2 as a monomer component, 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one 13.20 g (43 .3 mmol), 5.45 g (21.6 mmol) of 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane, 11.34 g (43.3 mmol) of 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) adamantane
  • GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 8300 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.87.
  • Example 2 the monomer component was 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one 13.76 g (45 0.1 mmol), 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane 5.68 g (22.6 mmol), and 2-methyl-2-methacryloyloxyadamantane 10.56 g (45.1 mmol). As a result of the same operation, 26.5 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 8500, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.89.
  • Example 2 the monomer component was 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one 14.27 g (46 .8 mmol), 1.90 g (23.4 mmol) of 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane, and 9.83 g (46.8 mmol) of 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) cyclohexane were used. Were the same as in Example 2 to obtain 25.4 g of the desired resin. When the recovered polymer was analyzed by GPC, it was found that Mw (weight average molecular weight) was 9000 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.88.
  • Mw weight average molecular weight
  • Example 2 13.36 g (43.8 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same procedure as in Example 2 was used, except that 11.06 g (49.8 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 26.6 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 9100, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.89.
  • Mw weight average molecular weight
  • Example 3 13.93 g (45.7 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same procedure as in Example 3 was used, except that 11.60 g (52.3 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 26.3 g of the desired resin was obtained. GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 9700 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.87.
  • Example 4 14.45 g (47.4 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same operation as in Example 4 except that 12.11 g (54.5 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 25.1 g of the desired resin was obtained. GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 10,000 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.90.
  • Example 5 13.20 g (43.3 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same procedure as in Example 5 was used, except that 10.92 g (49.2 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 27.0 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 9000 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.93.
  • Example 6 13.76 g (45.1 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same procedure as in Example 6 was used, except that 11.44 g (51.5 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 27.1 g of the desired resin was obtained. As a result of GPC analysis of the recovered polymer, Mw (weight average molecular weight) was 8700, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.92.
  • Example 7 14.27 g (46.8 mmol) of 1-cyano-5- (2-methacryloyloxyacetoxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one Instead, the same procedure as in Example 7 was used, except that 11.94 g (53.8 mmol) of 5-methacryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one was used. As a result, 25.8 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 9500, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.88.
  • Mw weight average molecular weight
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl15. 21 g (38.9 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 4.59 g (19.4 mmol), 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) adamantane 10.20 g (38.9 mmol) were used. Except for the above, the same operation as in Example 2 was performed to obtain 26.5 g of a desired resin. GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 9400 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.90.
  • Mw weight average molecular weight
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl15. Examples were used except that 79 g (40.3 mmol), 4.77 g (20.2 mmol) of 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane, and 9.45 g (40.3 mmol) of 2-methacryloyloxy-2-methyladamantane were used. When the same operation as 2 was performed, 26.5 g of the desired resin was obtained. The recovered polymer was analyzed by GPC. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 9700, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.93.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw / Mn molecular weight distribution
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl was used as a monomer component. 31 g (41.7 mmol), 1-hydroxy-3-methacryloyloxyadamantane 4.92 g (20.8 mmol), 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) cyclohexane 8.77 g (41.7 mmol) were used. Except for the above, the same operation as in Example 2 was performed to obtain 28.0 g of a desired resin. GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 9600 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.95.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw / Mn molecular weight distribution
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl18. 70 g (46.2 mmol), 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane 4.66 g (18.5 mmol), 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) adamantane 7.27 g (27.7 mmol) Except for the use, the same operation as in the example was performed to obtain 26.0 g of a desired resin. When the collected polymer was analyzed by GPC, it was found that Mw (weight average molecular weight) was 9000 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.94.
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl18. Except for using 55 g (47.4 mmol), 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane 4.78 g (19.0 mmol), 2-methacryloyloxy-2methyladamantane 6.66 g (28.4 mmol) When the same operation as in Example 2 was performed, 26.0 g of the desired resin was obtained. GPC analysis of the recovered polymer revealed that Mw (weight average molecular weight) was 9800 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.98.
  • Mw weight average molecular weight
  • Example 2 succinic acid 2- (methacryloyloxy) ethyl 1-cyano-2-oxo-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-5-yl18. 98 g (48.4 mmol), 1,3-dihydroxy-5-methacryloyloxyadamantane 4.90 g (19.4 mmol), 1- (1-methacryloyloxy-1-methylethyl) cyclohexane 6.12 g (29.1 mmol) Except that it was used, the same operation as in Example 2 was performed to obtain 27.5 g of a desired resin. As a result of GPC analysis of the recovered polymer, Mw (weight average molecular weight) was 8900, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.87.
  • a photoresist composition was prepared by filtering with a filter.
  • the filterability of the filter having a pore diameter of 0.02 ⁇ m was good and it was possible to filter quickly, but in Comparative Examples 1 to 6, it took about 5 times as long as the example. In the latter half of the filtration, it was expected that the filtration rate was particularly slow and the filter medium was frequently replaced.
  • This photoresist composition was applied to a silicon wafer by spin coating to form a photosensitive layer having a thickness of 0.7 ⁇ m.
  • a photosensitive layer having a thickness of 0.7 ⁇ m.
  • the film was exposed through a mask at an irradiation dose of 30 mJ / cm 2 and then post-baked at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds.
  • it developed for 60 second with the 2.38M tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and rinsed with the ultrapure water.
  • a 0.25 ⁇ m line and space pattern was obtained when any of the photoresist polymer solutions of Examples and Comparative Examples was used, but Examples 2 to 7 and 9 to 14 were compared with Comparative Examples. It was clearly clear.

Abstract

　下記式（１） （式中、Ｒaは水素原子、炭素数１～６のアルキル基等を示し、Ｒ1は、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基等を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍは０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す） で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体を提供する。 　前記単量体は、レジスト用樹脂等に応用した場合に耐薬品性等の安定性を保持しつつ、有機溶剤に対する溶解性に優れ、加水分解性及び／又は加水分解後の水に対する溶解性を向上しうる、高機能性高分子等のモノマー成分等として有用である。 【化１】

Description

電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体、高分子化合物及びフォトレジスト組成物
　本発明は、半導体の微細加工などを行う際に用いるフォトレジスト用の単量体、高分子化合物、及びフォトレジスト組成物ならびにフォトレジスト組成物を使用する半導体の製造方法に関するものである。
　半導体の製造において、パターン形成のためのリソグラフ技術は飛躍的な革新により、近年その線幅が極微細化されている。リソグラフのための露光は当初、ｉ線、ｇ線が使用され、その線幅も広いものであった。従って、製造される半導体の容量も低かった。しかし、近年の技術開発により、ＫｒＦエキシマレーザの使用が可能となり、その線幅も飛躍的に微細なものとなった。その後も、更に短波長であるＡｒＦエキシマレーザの適用を目指して開発が進み、極近年においてその実用化がなされた。ＫｒＦエキシマレーザでの露光では、従来の樹脂であるノボラック系又はスチレン系樹脂が使用されていたが、ＡｒＦエキシマレーザの波長は１９３ｎｍと更に短波長となり、ノボラック系やスチレン系樹脂のように芳香族を含むものは、その波長を吸収するために、樹脂の構造は芳香族を含まない、つまり脂環族のものに置き換えられた。使用される樹脂はアクリル系がメインであり、アクリル酸を保護基で保護して、露光により発生した酸により保護基が脱離してカルボン酸となり、アルカリ可溶性となる機構を応用している。現在使用されている保護基は脂環族で極性基を有していないものが多く、それだけでは基板への密着性の悪さや、アルカリ現像液などとの親和性に欠けており、極性基を有する脂環骨格をエステル基とするアクリル系の単量体が数多く提案されている。中でも、極性基としてラクトン環を有する脂環式骨格はその機能性は高く評価されて数多く使用されている。その一部として特許文献１がある。ラクトン環の単環のエステル基の提案も特許文献２などにあるが、単環では耐エッチング性という、レジストに最も要求される機能に欠けており、あまり使用されていないようである。現在は、基板と露光機の間を密度の高い液で満たす液浸露光と言う方法が検討され、更に、レジストパターンは微細化され、それに伴って膜厚も薄くなる傾向があり、耐エッチング性を有する単量体への要望が強い。また、ラクトン環を有する脂環族のアクリルエステルを多く有する樹脂は、レジスト溶媒など有機溶媒への溶解性に難があり、溶解度改善もレジストに使用される樹脂に要望は強いものがある。
特開２０００－０２６４４６号公報 特開平１０－２７４８５２号公報
　本発明の目的は、レジスト用樹脂等に応用した場合に耐薬品性等の安定性を保持しつつ、有機溶剤に対する溶解性に優れ、加水分解性及び／又は加水分解後の水に対する溶解性を向上しうる、高機能性高分子等のモノマー成分等として有用な新規なラクトン骨格を含む単量体とその樹脂、及びフォトレジスト用組成物ならびに半導体の製造方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、フォトレジスト用樹脂として使用した場合に、高い耐エッチング性を示す樹脂を提供して、特に液浸露光で使用されるフォトレジスト樹脂及びその組成物を提供することにある。
　本発明者らは、フォトレジスト樹脂に使用されるラクトン骨格を有する単量体を種々検討した結果、樹脂にした場合に溶剤溶解性が良好で、高いレジスト性能を有する単量体を見出すに至り、本発明を完成した。
　すなわち、本発明は、下記式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体を提供する。
  本発明は、また、下記式（Ｉ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ポリマー鎖に結合している－ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
で表されるモノマー単位を少なくとも有する高分子化合物を提供する。
　この高分子化合物は、式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位を少なくとも有していてもよい。
　酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位には、下記式（IIa）～（IId）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 （式中、環Ｚ1は置換基を有していてもよい炭素数５～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、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。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。Ｒ5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ル基、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ル基を示す。但し、ｐ個のＲ5のうち少なくとも１つは、－ＣＯＯＲc基を示す。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。ｐは１～３の整数を示す。Ｒ6、Ｒ7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。Ｒ8は水素原子又は有機基を示す。Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8のうち少なくとも２つが互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい）
から選ばれるモノマー単位が含まれる。
　前記高分子化合物は、式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位を少なくとも有していてもよい。
　少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位には、下記式（III）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 （式中、環Ｚ2は炭素数６～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、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。Ｒ9は環Ｚ2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、ハロアルキル基、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、又は保護基で保護されていてもよいスルホン酸基を示す。ｑはＲ9の個数であって１～５の整数を示す）
から選ばれるモノマー単位が含まれる。
　前記高分子化合物としては、式（Ｉ）で表されるモノマー単位と、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位と、ヒドロキシル基及びヒドロキシメチル基から選択された置換基を少なくとも１つ有する脂環式骨格を含有するモノマー単位とを少なくとも有するのが好ましい。
　前記高分子化合物は、式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、式（Ｉ）で表されるモノマー単位以外のラクトン骨格を有するモノマー単位を少なくとも有していてもよい。
　本発明は、さらに、前記の高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレジスト組成物を提供する。
　本発明は、さらにまた、前記のフォトレジスト組成物を使用してパターンを形成することを特徴とする半導体の製造方法を提供する。
　本発明は、さらにまた、下記式（６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 （式中、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示す。ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｚは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。Ｚ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
で表されるハロゲン含有ラクトン化合物を提供する。
　本発明は、さらにまた、下記式（６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 （式中、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示す。ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｚは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。Ｚ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
で表されるハロゲン含有ラクトン化合物と
下記式（７）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｍは水素原子又はアルカリ金属、アルカリ土類金属の何れかを表す）
で表される不飽和カルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、若しくはアルカリ土類金属塩とを反応させて、
下記式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体を製造する方法を提供する。
　なお、６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン環における位置番号、及び３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン環における位置番号を下記に示す（前者が左、後者が右）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　本発明によれば、高分子化合物に誘導した場合に耐薬品性等の安定性を保持しつつ、有機溶剤に対する溶解性に優れ、環の加水分解性及び／又は加水分解後の水に対する溶解性を向上しうる、高機能性高分子化合物のモノマー成分として有用な新規なラクトン骨格を含む多環式エステル基を有する単量体とその樹脂、及びフォトレジスト用組成物ならびに半導体の製造方法が提供される。特に、本発明のラクトン骨格を含む単量体はラクトン骨格を含む多環式骨格に電子吸引性の置換基を導入したことにより、アルカリ現像液への溶解性が飛躍的に改善され半導体の製造においてより鮮明なパターンを画くことを可能とした。
　［電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体］
　本発明の電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体（６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン誘導体及び３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン誘導体等）は前記式（１）で表される。式（１）中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環［６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン環（Ａが非結合の場合）、３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン環（Ａがメチレン基の場合）（＝４－オキサトリシクロ［４．２．１．０3,7］ノナン環等］に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環［６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン環（Ａが非結合の場合）、３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン環（Ａがメチレン基の場合）に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい。
　式中、Ｘは電子吸引性置換基を示し、電子吸引性基としては、例えば、フッ素原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基などのハロゲン化炭化水素基、カルボキシル基、メトキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基などのアリールオキシカルボニル基、アセチル基などのアシル基、アセトキシ基などのアシロキシ基、シアノ基、アリール基、１－アルケニル基、ニトロ基、スルホ基、アルカンスルホニル基、アルカンスルフィニル基、アルコキシスルホニル基などが挙げられる。これらの中でも、フッ素原子やトリフルオロメチル基などのフッ素原子含有基、アセトキシ基などのアシロキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、アルカンスルホニル基、アルカンスルフィニル基、アルコキシスルホニル基などは電子吸引性が強く、ラクトン環の高い加水分解性及び該ラクトン環を含む高分子化合物の加水分解後の水に対する高い溶解性が得られるため、好ましい。
　式（１）に記載されたＲa、Ｒ1としてのハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素原子などが含まれる。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、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ペンチル、ヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、Ｃ1-4アルキル基、特にメチル基が好ましい。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、例えば、クロロメチル基などのクロロアルキル基；トリフルオロメチル、２，２，２－トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル基などのフルオロアルキル基（好ましくは、Ｃ1-3フルオロアルキル基）などが挙げられる。Ｒaにおける置換基を有する炭素数１～６のアルキル基としては、前記ハロゲン原子を有する炭素数１～６のアルキル基などが挙げられる。
　Ｒ1における炭素数１～６の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などが挙げられる。ハロゲン原子を有する炭素数１～６のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ジフルオロヒドロキシメチル、１，１－ジフルオロ－２－ヒドロキシエチル、２，２－ジフルオロ－２－ヒドロキシエチル、１，１，２，２－テトラフルオロ－２－ヒドロキシエチル基などが挙げられる。ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基の中でも、炭素数１又は２（特に炭素数１）のヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシハロアルキル基が好ましい。ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基のヒドロキシル基の保護基としては、有機合成の分野でヒドロキシル基の保護基として通常用いられる保護基、例えば、メチル基、メトキシメチル基等のヒドロキシル基を構成する酸素原子とともにエーテル又はアセタール結合を形成する基；アセチル基、ベンゾイル基等のヒドロキシル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などが挙げられる。カルボキシル基の塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩などが挙げられる。
　前記置換オキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニル、プロポキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基（Ｃ1-4アルコキシ－カルボニル基等）；ビニルオキシカルボニル、アリルオキシカルボニル基などのアルケニルオキシカルボニル基（Ｃ2-4アルコキシ－カルボニル基等）；シクロヘキシルオキシカルボニル基などのシクロアルキルオキシカルボニル基；フェニルオキシカルボニル基などのアリールオキシカルボニル基などが挙げられる。
　Ｒaとしては、水素原子、メチル基等のＣ1-3アルキル基、トリフルオロメチル基等のＣ1-3ハロアルキル基が好ましく、特に、水素原子又はメチル基が好ましい。また、Ｒ1としては、メチル基やトリフルオロメチル基等の炭素数１～３のアルキル基若しくはハロアルキル基、ヒドロキシ部分が保護基で保護されていてもよい炭素数１～３のヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシハロアルキル基（特に、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基等の保護基で保護されていてもよいヒドロキシメチル基）、置換オキシカルボニル基などが好ましい。
　ｍは０～８、好ましくは０～６、さらに好ましくは０～３である。Ｒ1が複数個の場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。ｎは１～９、好ましくは１～５、さらに好ましくは１又は２である。Ｘが複数個の場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。なお、電子吸引性基Ｘの位置は、特に限定されるものではないが、ラクトン環に直結していることが望ましく、特に、ラクトン環のカルボニル基のα位に直結していることが好ましい。直結しているとは、ラクトンの５員環を構成する炭素原子に、電子吸引性基Ｘが直接結合していることを指す。電子吸引性基Ｘがラクトン環と原子を１つ又はそれ以上介して結合している場合には、電子吸引性基の効果が小さくなり、ラクトン環の加水分解性や、該ラクトン環を含む高分子化合物の加水分解後の水に対する溶解性が低くなる。Ａが非結合の場合、置換基Ｘは、６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン環の１位、２位、３位、４位、５位、８位のどの位置に結合していてもよいが、１位（ラクトンのα位）又は２位が好ましく、中でも１位（ラクトンのα位）が特に好ましい。また、Ａが炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、又は硫黄原子の場合、置換基Ｘは、３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン環等の１位、４位、５位、６位、７位、８位、９位等のどの位置に結合していてもよいが、３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン環の１位若しくは９位（又はこれらに相当する位置）が好ましく、中でも１位（又はこれに相当する位置；ラクトンのα位）が特に好ましい。
　Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示すが、炭素数１～６のアルキレン基としては、例えば、アルキル基で置換されていても良いメチレン基、アルキル基で置換されていても良いエチレン基、アルキル基で置換されていても良いプロピレン基が挙げられる。中でも、Ａとして、炭素数１～６のアルキレン基又は非結合が好ましい。
　Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。２価の有機基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンなどのアルキレン基（特に、Ｃ1-6アルキレン基）；ビニレンなどのアルケニレン基（特に、Ｃ2-6アルケニレン基）；シクロペンチレン、シクロヘキシレン基等のシクロアルケニレン基；これらの２以上が、エーテル結合（－Ｏ－）、チオエーテル結合（－Ｓ－）、エステル結合（－ＣＯＯ－；－ＯＣＯ－）などの連結基を介して結合した２価の有機基などが挙げられる。特に、メチレン、エチレン、プロピレン、又はＣ1-3アルキレン基とＣ1-2アルキレン基がエステル結合を介して結合した基などが好ましい。これらの例示された基にはハロゲン原子、特にフッ素原子で置換されたものも有用である。
　式（１）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体の代表的な例として、下記式で表される１－置換（Ｘ）－６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン化合物（各立体異性体を含む）、２－置換（Ｘ）－６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン化合物（各立体異性体を含む）、１－置換（Ｘ）－５－（メタ）アクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン化合物（各立体異性体を含む）、９－置換（Ｘ）－５－（メタ）アクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン化合物（各立体異性体を含む）、及びこれらに対応する式（１）におけるＡがメチレン基以外のアルキレン基、酸素原子又は硫黄原子である化合物が挙げられる。式中、ＲはＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯ－基を示し、Ａｃはアセチル基を示す。置換基であるＸは電子吸引性置換基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　前記式（１）で示される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体の合成方法について、その反応経路を下記式により示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　式（５）で示されるラクトン骨格を含む多環式アルコール（Ｘで置換された６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン誘導体、Ｘで置換された３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン誘導体等）と、式（４）で示される塩素原子で置換されたＹ基を有するカルボン酸クロリドとの反応により式（６）で示される中間体が得られる。この反応は有機溶媒（例えば、アセトニトリル等）を使用して行うことが好ましい。また、ピリジンやトリアルキルアミン、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン（ＤＢＵ）などの有機塩基の存在下で反応することも好ましい。反応温度は、例えば、－３０℃～１００℃程度である。式（４）で表される化合物の使用量は、式（５）で表される化合物１モルに対して、例えば０．８～１０モル程度である。
　得られた中間体（６）は式（７）で表される不飽和カルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、若しくはアルカリ土類金属塩［（メタ）アクリル酸等］と反応することにより電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体（１）に導かれる。この反応は有機溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等）を使用して溶液又は懸濁液状態で反応することが好ましい。なお、反応により副生する塩化水素は、塩基を反応系に存在させることで脱塩酸しながら反応することが好ましい。塩基としては、例えば炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩又は炭酸水素塩などが挙げられる。また、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等のアルカリ金属ハロゲン化物などのハロゲン交換剤の存在下で反応することも好ましい。反応温度は、例えば、－１０℃～１００℃程度である。不飽和カルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、若しくはアルカリ土類金属塩は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。式（７）で表される不飽和カルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、若しくはアルカリ土類金属塩の総使用量は、式（６）で表される化合物１モルに対して、例えば０．８～１０モル、好ましくは１～２モル程度である。
　式（７）に記載されたＲaとしてのハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素原子などが含まれる。Ｒaにおけ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、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ペンチル、ヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、Ｃ1-4アルキル基、特にメチル基が好ましい。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、例えば、クロロメチル基などのクロロアルキル基；トリフルオロメチル、２，２，２－トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル基などのフルオロアルキル基（好ましくは、Ｃ1-3フルオロアルキル基）などが挙げられる。式（７）に記載されたＭとしてのアルカリ金属には、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。Ｍとしてのアルカリ土類金属には、ベリリウム、マグネシウム、カルシウムなどが挙げられる。
　式（７）で表される不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩の代表的な例として、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。また、式（７）で表される不飽和カルボン酸のアルカリ土類金属塩の代表的な例として、メタクリル酸マグネシウム、アクリル酸マグネシウムなどが挙げられる。
　上記Ｚは、塩素、臭素、ヨウ素である。中でも、ヨウ素、臭素は反応性が高く、より好ましい。なお、本発明においては、上記中間体（６）を経由して、式（１）で表される化合物（電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体）を製造することもできる。その場合は、式（６）で表される中間体としてのハロゲン含有ラクトン化合物をそのまま用いても良いし、反応系中でハロゲン交換を行い、反応性のより高い臭素又はヨウ素含有ラクトンに変換しつつ反応を行ってもよい。
　反応で生成した式（６）で表される中間体や式（１）で表される化合物（電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体）は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段により、又はこれらを組み合わせることにより分離精製できる。
　なお、式（５）で表される化合物は、例えば、下記反応工程式に従って製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式中、Ｒ1aはジエン鎖又はシクロペンタジエン環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、置換オキシカルボニル基、又は電子吸引性置換基を示す。Ｒ1bは炭素－炭素二重結合を構成する炭素原子に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、置換オキシカルボニル基、又は電子吸引性置換基を示す。Ｒbは水素原子又は有機基（例えば、メチル基等のＣ1-4アルキル基など）を示す。ｉはＲ1aの個数であって、０～６の整数を示す。ｊはＲ1bの個数であって、０～３の整数を示す。ｉ個のＲ1a及びｊ個のＲ1bのうち少なくとも一つは電子吸引性置換基である。Ａ及びＸは前記に同じである。Ｒ1、ｍ、ｎの意義、具体例及び好ましい例（範囲）は前記と同様である。なお、式（９）のｊ個のＲ1bのうち少なくとも一つが電子吸引性置換基であるのが好ましく、特に、－ＣＯ2Ｒb基のα位に電子吸引性置換基が結合しているのが好ましい。
　より具体的には、式（８）で表されるブタジエン類又はシクロペンタジエン誘導体等のジエン化合物と式（９）で表される不飽和カルボン酸又はそのエステルとをディールスアルダー反応に付して、式（１０）で表されるシクロヘキセン誘導体又はビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２－エン誘導体等の環化付加生成物を得、これに過酸又は過酸化物を反応させて、式（１１）で表されるエポキシ化合物（シクロヘキセンオキシド誘導体又は２，３－エポキシビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体等）とし、これを環化反応に付すことにより式（５）で表される化合物を得ることができる。なお、Ｒbが水素原子である場合等においては、式（１０）で表される化合物に過酸又は過酸化物を作用させることにより、エポキシ化の後直ちに環化して、式（５）で表される化合物が主生成物として得られる場合もある。
　式（８）で表されるブタジエン類又はシクロペンタジエン誘導体等のジエン化合物の代表的な例として、例えば、ブタジエン、イソプレン、１，３－シクロペンタジエン、１－メチル－１，３－シクロペンタジエン、２－メチル－１，３－シクロペンタジエン、５－メチル－１，３－シクロペンタジエン、１，２－ジメチル－１，３－シクロペンタジエン、１，４－ジメチル－１，３－シクロペンタジエン、２，３－ジメチル－１，３－シクロペンタジエン、１，２，３，４－テトラメチル－１，３－シクロペンタジエン、１，２，３，４，５－ペンタメチル－１，３－シクロペンタジエン、１－ヒドロキシメチル－１，３－ペンタジエン、１，４－ビス（ヒドロキシメチル）－１，３－シクロペンタジエン、２，３－ビス（ヒドロキシメチル）－１，３－シクロペンタジエン、１－アセトキシメチル－１，３－シクロペンタジエン、１，４－ビス（アセトキシメチル）－１，３－シクロペンタジエン、２，３－ビス（アセトキシメチル）－１，３－シクロペンタジエンなどが挙げられる。また、式（８）で表されるジエン化合物で、Ａが酸素原子又は硫黄原子のときの代表的な例として、フラン、２－メチルフラン、３－メチルフラン、２，３－ジメチルフラン、チオフェン、２－メチルチオフェン、３－メチルチオフェン、２，３－ジメチルチオフェンなどが挙げられる。
　式（８）で表される化合物と式（９）で表される化合物との反応は溶媒（例えば、トルエン等）の存在下又は非存在下で行われる。反応速度や反応の選択性（立体選択性等）を向上させるため、系内にルイス酸（ＡｌＣｌ3等）を添加してもよい。反応温度は、例えば－７０℃～２５０℃程度である。
　式（１０）で表される化合物と反応させる過酸又は過酸化物のうち、過酸としては、例えば、過酢酸、過安息香酸、ｍ－クロロ過安息香酸などが挙げられる。過酸の使用量は、例えば、式（１０）で表される化合物１モルに対して、０．８～２モル、好ましくは０．９～１．５モル程度である。
　式（１０）で表される化合物と反応させる過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、ペルオキソ酸、ペルオキソ酸の塩などが挙げられる。過酸化水素等の過酸化物の使用量は、式（１０）で表される化合物１モルに対して、例えば０．９～５モル程度、好ましくは０．９～３モル程度である。
　前記過酸化水素は金属化合物とともに用いる場合が多い。前記金属化合物としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｒｅなどの金属元素を含む酸化物、オキソ酸又はその塩、過酸化物などが挙げられる。これらの金属化合物は単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。前記酸化物としては、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化マンガン、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎなどの金属元素を含む複合酸化物などが挙げられる。オキソ酸には、タングステン酸、モリブデン酸、バナジン酸、マンガン酸等のほか、イソポリ酸、ヘテロポリ酸が含まれる。オキソ酸の塩としては、前記オキソ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、遷移金属塩などが挙げられる。金属元素を含む過酸化物としては、例えば、ペルオキソ酸（例えば、ペルオキソタングステン酸、ペルオキソモリブデン酸、ペルオキソバナジウム酸など）、ペルオキソ酸の塩（前記ペルオキソ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、遷移金属塩など）、過酸（過マンガン酸など）、過酸の塩（前記過酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、遷移金属塩など）などが挙げられる。前記過酸化水素とともに用いる金属化合物の使用量は、例えば、式（１０）で表される化合物１モルに対して、０．０００１～２モル程度、好ましくは０．０００５～０．５モル程度である。
　式（１０）で表される化合物と過酸又は過酸化物との反応は溶媒（例えば、塩化メチレン、水等）の存在下又は非存在下で行われる。反応温度は、一般には－１０～１００℃程度、好ましくは０～８０℃程度である。反応により、式（１０）で表される化合物の二重結合のエポキシ化が起こり、式（１１）で表されるエポキシ化合物が生成する。なお、前述したように、例えば、Ｒbが水素原子である場合等には、続いてエポキシ環の開環を伴う分子内環化反応が進行して、式（５）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む多環式アルコールが生成しうる。
　式（１１）で表される化合物の環化反応は、Ｒbが水素原子の場合は、例えば、式（１１）で表される化合物を溶媒に溶解させるだけで進行する。Ｒbが有機基の場合は、式（１１）で表される化合物を慣用の加水分解反応（アルカリ加水分解反応、酸加水分解反応、中性加水分解等）に付してＲbが水素原子である化合物を生成させると、直ちに環化反応が進行して、式（５）で表される化合物が生成する。
　反応で生成した式（１０）で表される化合物、式（１１）で表される化合物、式（５）で表される化合物は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段により、又はこれらを組み合わせることにより分離精製できる。
　［高分子化合物］
　本発明の高分子化合物は上記式（１）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体に対応するモノマー単位（繰り返し単位）、すなわち前記式（Ｉ）で表されるモノマー単位を含んでいる。該モノマー単位は１種又は２種以上含んでいてもよい。このような高分子化合物は、上記式（１）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体を重合に付すことにより得ることができる。
　式（Ｉ）で表されるモノマー単位は、電子吸引性置換基が結合した６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン骨格、又は電子吸引性置換基が結合した３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン骨格等を有しており、電子吸引性置換基を有しない６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン骨格や、電子吸引性置換基を有しない３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン骨格を有する単位と比較して、６－オキサビシクロ［３．２．１1,5］オクタン－７－オン骨格又は３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン骨格等の一部を構成するラクトン環が加水分解されやすく、加水分解後のポリマーの水溶性もより向上するという利点を有する。そのため、本発明の高分子化合物は、例えば所定の処理により水溶性に変化する機能が必要とされる分野で用いられる高機能性ポリマー、特にフォトレジスト用樹脂として有用である。
 本発明の高分子化合物は、用途や要求される機能に応じて、式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、他のモノマー単位を有していてもよい。このような他のモノマー単位は、該他のモノマー単位に対応する重合性不飽和単量体を前記式（１）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体と共重合することにより形成できる。
　上記他のモノマー単位として、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位、例えば、前記式（IIa）、（IIb）、（IIc）、（IId）で表されるモノマー単位が挙げられる。式（IIa）、（IIb）、（IIc）、（IId）で表されるモノマー単位に対応する重合性不飽和単量体は、それぞれ、下記式（2a）、（2b）、（2c）、（2d）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　上記式中、環Ｚ1は置換基を有していてもよい炭素数５～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは前記に同じ。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。Ｒ5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ル基、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ル基を示す。但し、ｐ個のＲ5のうち少なくとも１つは、－ＣＯＯＲc基を示す。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。ｐは１～３の整数を示す。Ｒ6、Ｒ7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。Ｒ8は水素原子又は有機基を示す。Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8のうち少なくとも２つが互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい。
　式（2a）～（2c）中、環Ｚ1における炭素数５～２０の脂環式炭化水素環は単環であっても、縮合環や橋かけ環等の多環であってもよい。代表的な脂環式炭化水素環として、例えば、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、シクロデカン環、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、パーヒドロインデン環、デカリン環、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、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン環、トリシクロ［４．２．２．１2,5］ウンデカン環、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン環などが挙げられる。脂環式炭化水素環には、メチル基等のアルキル基（例えば、Ｃ1-4アルキル基など）、塩素原子等のハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、オキソ基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基などの置換基を有していてもよい。環Ｚ1は例えばアダマンタン環等の多環の脂環式炭化水素環（橋かけ環式炭化水素環）であるのが好ましい。
　式（2a）、（2b）、（2d）中のＲ2～Ｒ4、Ｒ6、Ｒ7における置換基を有していてもよい炭素数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、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素１～６のアルキル基；トリフルオロメチル基等の炭素１～６のハロアルキル基などが挙げられる。式（2c）中、Ｒ5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、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素１～２０程度のアルキル基が挙げられる。Ｒ5における保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基としては、例えば、ヒドロキシル基、置換オキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等のＣ1-4アルコキシ基など）などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいヒドロキシアルキル基としては、前記保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基が炭素数１～６のアルキレン基を介して結合している基などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいカルボキシル基としては、－ＣＯＯＲd基などが挙げられる。前記Ｒdは水素原子又はアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１～６のアルキル基などが挙げられる。Ｒ5において、－ＣＯＯＲc基のＲcにおける第３級炭化水素基としては、例えば、ｔ－ブチル、ｔ－アミル、２－メチル－２－アダマンチル、（１－メチル－１－アダマンチル）エチル基などが挙げられる。テトラヒドロフラニル基には２－テトラヒドロフラニル基が、テトラヒドロピラニル基には２－テトラヒドロピラニル基が、オキセパニル基には２－オキセパニル基が含まれる。
　Ｒ8における有機基としては、炭化水素基及び／又は複素環式基を含有する基が挙げられる。炭化水素基には脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらが２以上結合した基が含まれる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル、オクチル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基（Ｃ1-8アルキル基等）；アリル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルケニル基（Ｃ2-8アルケニル基等）；プロピニル基等の直鎖状または分岐鎖状のアルキニル基（Ｃ2-8アルキニル基等）などが挙げられる。脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基（３～８員シクロアルキル基等）；シクロペンテニル、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基（３～８員シクロアルケニル基等）；アダマンチル、ノルボルニル基等の橋架け炭素環式基（Ｃ4-20橋架け炭素環式基等）などが挙げられる。芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル、ナフチル基等のＣ6-14芳香族炭化水素基などが挙げられる。脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合した基としては、ベンジル、２－フェニルエチル基などが挙げられる。これらの炭化水素基は、アルキル基（Ｃ1-4アルキル基等）、ハロアルキル基（Ｃ1-4ハロアルキル基等）、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシメチル基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、オキソ基などの置換基を有していてもよい。保護基としては有機合成の分野で慣用の保護基を使用できる。
　前記複素環式基としては、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選択された少なくとも１種のヘテロ原子を含む複素環式基が挙げられる。
　好ましい有機基として、Ｃ1-8アルキル基、環式骨格を含む有機基等が挙げられる。前記環式骨格を構成する「環」には、単環又は多環の非芳香族性又は芳香族性の炭素環又は複素環が含まれる。なかでも、単環又は多環の非芳香族性炭素環、ラクトン環（非芳香族性炭素環が縮合していてもよい）が特に好ましい。単環の非芳香族性炭素環として、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などの３～１５員程度のシクロアルカン環などが挙げられる。
　多環の非芳香族性炭素環（橋架け炭素環）として、例えば、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など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］ウンデカン環などの２環系、３環系、４環系などの橋架け炭素環（例えば、炭素数６～２０程度の橋架け炭素環）などが挙げられる。前記ラクトン環として、例えば、γ－ブチロラクトン環、４－オキサトリシクロ［４．３．１．１3,8］ウンデカン－５－オン環、３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン環、４－オキサトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン－５－オン環などが挙げられる。
　前記環式骨格を構成する環は、メチル基等のアルキル基（例えば、Ｃ1-4アルキル基など）、トリフルオロメチル基などのハロアルキル基（例えば、Ｃ1-4ハロアルキル基など）、塩素原子やフッ素原子等のハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、保護基で保護されていてもよいスルホン酸基などの置換基を有していてもよい。保護基としては有機合成の分野で慣用の保護基を使用できる。
　前記環式骨格を構成する環は、式（2d）中に示される酸素原子（Ｒ8の隣接位の酸素原子）と直接結合していてもよく、連結基を介して結合していてもよい。連結基としては、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、トリメチレン基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基；カルボニル基；酸素原子（エーテル結合；－Ｏ－）；オキシカルボニル基（エステル結合；－ＣＯＯ－）；アミノカルボニル基（アミド結合；－ＣＯＮＨ－）；及びこれらが複数個結合した基などが挙げられる。
　Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8のうち少なくとも２つは、互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい。該環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環などのシクロアルカン環；テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、オキセパン環などの含酸素環；橋架け環などが挙げられる。
　式（2a）～（2d）で表される化合物には、それぞれ立体異性体が存在しうるが、それらは単独で又は２種以上の混合物として使用できる。
　式（2a）で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。２－（メタ）アクリロイルオキシ－２－メチルアダマンタン、１－ヒドロキシ－２－（メタ）アクリロイルオキシ－２－メチルアダマンタン、５－ヒドロキシ－２－（メタ）アクリロイルオキシ－２－メチルアダマンタン、２－（メタ）アクリロイルオキシ－２－エチルアダマンタン。
　式（2b）で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。１－（１－（メタ）アクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン、１－ヒドロキシ－３－（１－（メタ）アクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン、１－（１－エチル－１－（メタ）アクリロイルオキシプロピル）アダマンタン、１－（１－（メタ）アクリロイルオキシ－１－メチルプロピル）アダマンタン、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）シクロヘキサン。
　式（2c）で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。１－ｔ－ブトキシカルボニル－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－（２－テトラヒドロピラニルオキシカルボニル）－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン。
　式（2d）で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。１－アダマンチルオキシ－１－エチル（メタ）アクリレート、１－アダマンチルメチルオキシ－１－エチル（メタ）アクリレート、２－（１－アダマンチルエチル）オキシ－１－エチル（メタ）アクリレート、１－ボルニルオキシ－１－エチル（メタ）アクリレート、２－ノルボルニルオキシ－１－エチル（メタ）アクリレート、２－テトラヒドロピラニル（メタ）アクリレート、２－テトラヒドロフラニル（メタ）アクリレート。
　上記式（2d）で表される化合物は、例えば、対応するビニルエーテル化合物と（メタ）アクリル酸とを酸触媒を用いた慣用の方法で反応させることにより得ることができる。例えば、１－アダマンチルオキシ－１－エチル（メタ）アクリレートは、１－アダマンチル－ビニル－エーテルと（メタ）アクリル酸とを酸触媒の存在下で反応させることにより製造できる。
　前記他のモノマー単位として、上記のほか、親水性や水溶性、或いはその他の特性を付与又は向上しうるモノマー単位が挙げられる。このようなモノマー単位に対応する単量体としては、例えば、ヒドロキシル基含有単量体（ヒドロキシル基が保護されている化合物を含む）、メルカプト基含有単量体（メルカプト基が保護されている化合物を含む）、カルボキシル基含有単量体（カルボキシル基が保護されている化合物を含む）、アミノ基含有単量体（アミノ基が保護されている化合物を含む）、スルホン酸基含有単量体（スルホン酸基が保護されている化合物を含む）、ラクトン骨格含有単量体、環状ケトン骨格含有単量体、酸無水物基含有単量体、イミド基含有単量体などの単量体などの極性基含有単量体等が挙げられる。
　このような他のモノマー単位の例として、少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位、例えば、前記式（III）で表されるモノマー単位が挙げられる。式（III）で表されるモノマー単位に対応する重合性不飽和単量体は下記式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　上記式中、環Ｚ2は炭素数６～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは前記に同じ。Ｒ9は環Ｚ2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、ハロアルキル基、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、又は保護基で保護されていてもよいスルホン酸基を示す。ｑはＲ9の個数であって１～５の整数を示す。
　式（３）で表される単量体のうち、ｑ個のＲ9のうち少なくとも１つが、オキソ基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、又は保護基で保護されていてもよいスルホン酸基である単量体は、ポリマーに親水性や水溶性を付与又は向上しうる極性基含有単量体に該当する。
　環Ｚ2における炭素数６～２０の脂環式炭化水素環は単環であっても、橋かけ環等の多環であってもよい。代表的な脂環式炭化水素環として、例えば、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、シクロデカン環、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、パーヒドロインデン環、デカリン環、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、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン環、トリシクロ［４．２．２．１2,5］ウンデカン環、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデカン環などが挙げられる。脂環式炭化水素環のなかでも、アダマンタン環等の有橋脂環式炭化水素環が特に好ましい。
　式（３）中、Ｒ9におけるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１～２０程度のアルキル基（特に、Ｃ1-4アルキル基）が挙げられる。ハロアルキル基としては、トリフルオロメチル基等の炭素数１～２０程度のハロアルキル基（特に、Ｃ1-4ハロアルキル基）が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。保護基で保護されていてもよいアミノ基としては、アミノ基、置換アミノ基（例えば、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノ基等のＣ1-4アルキルアミノ基など）などが挙げられる。保護基で保護されていてもよいスルホン酸基としては、－ＳＯ3Ｒe基などが挙げられる。前記Ｒeは水素原子又はアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、ヘキシル基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数１～６のアルキル基などが挙げられる。Ｒ9における保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基は前記と同様である。
　式（３）で表される化合物の代表的な例として下記化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。１－ヒドロキシ－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１，３－ジヒドロキシ－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－カルボキシ－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１，３－ジカルボキシ－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－カルボキシ－３－ヒドロキシ－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－ｔ－ブトキシカルボニル－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１，３－ビス（ｔ－ブトキシカルボニル）－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－ｔ－ブトキシカルボニル－３－ヒドロキシ－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－（２－テトラヒドロピラニルオキシカルボニル）－３－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１，３－ビス（２－テトラヒドロピラニルオキシカルボニル）－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－ヒドロキシ－３－（２－テトラヒドロピラニルオキシカルボニル）－５－（メタ）アクリロイルオキシアダマンタン、１－（メタ）アクリロイルオキシ－４－オキソアダマンタン。
　少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位に相当する単量体としては、ヒドロキシル基及びヒドロキシメチル基から選択された置換基を少なくとも１つ有する脂環式骨格（例えば、アダマンタン骨格等）を含有する単量体が好ましい。
　上記他のモノマー単位の別の例として、ラクトン骨格を有するモノマー単位［式（Ｉ）で表されるモノマー単位を除く］が挙げられる。ラクトン骨格を有するモノマー単位［式（Ｉ）で表されるモノマー単位を除く］に対応する重合性不飽和単量体［ラクトン環含有単量体（式（１）で表される化合物を除く）］の具体例として、例えば、下記化合物が挙げられる。
　１－（メタ）アクリロイルオキシ－４－オキサトリシクロ［４．３．１．１3,8］ウンデカン－５－オン、１－（メタ）アクリロイルオキシ－４，７－ジオキサトリシクロ［４．４．１．１3,9］ドデカン－５，８－ジオン、１－（メタ）アクリロイルオキシ－４，８－ジオキサトリシクロ［４．４．１．１3,9］ドデカン－５，７－ジオン、１－（メタ）アクリロイルオキシ－５，７－ジオキサトリシクロ［４．４．１．１3,9］ドデカン－４，８－ジオン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－５－メチル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－６－メチル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－９－メチル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－９－カルボキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－９－メトキシカルボニル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－９－エトキシカルボニル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、５－（メタ）アクリロイルオキシ－９－ｔ－ブトキシカルボニル－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－オン、８－（メタ）アクリロイルオキシ－４－オキサトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン－５－オン、９－（メタ）アクリロイルオキシ－４－オキサトリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン－５－オン、４－（メタ）アクリロイルオキシ－６－オキサビシクロ［３．２．１］オクタン－７－オン、４－（メタ）アクリロイルオキシ－４－メチル－６－オキサビシクロ［３．２．１］オクタン－７－オン、４－（メタ）アクリロイルオキシ－５－メチル－６－オキサビシクロ［３．２．１］オクタン－７－オン、４－（メタ）アクリロイルオキシ－４，５－ジメチル－６－オキサビシクロ［３．２．１］オクタン－７－オン、６－（メタ）アクリロイルオキシ－２－オキサビシクロ［２．２．２］オクタン－３－オン、６－（メタ）アクリロイルオキシ－６－メチル－２－オキサビシクロ［２．２．２］オクタン－３－オン、６－（メタ）アクリロイルオキシ－１－メチル－２－オキサビシクロ［２．２．２］オクタン－３－オン、６－（メタ）アクリロイルオキシ－１，６－ジメチル－２－オキサビシクロ［２．２．２］オクタン－３－オン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－γ－ブチロラクトン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－α，α－ジメチル－γ－ブチロラクトン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－γ，γ－ジメチル－γ－ブチロラクトン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－α，α，β－トリメチル－γ－ブチロラクトン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－β，γ，γ－トリメチル－γ－ブチロラクトン、β－（メタ）アクリロイルオキシ－α，α，β，γ，γ－ペンタメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－α－メチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－β，β－ジメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－α，β，β－トリメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－γ，γ－ジメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－α，γ，γ－トリメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－β，β，γ，γ－テトラメチル－γ－ブチロラクトン、α－（メタ）アクリロイルオキシ－α，β，β，γ，γ－ペンタメチル－γ－ブチロラクトン。
　また、上記ラクトン骨格を有するモノマー単位［式（Ｉ）で表されるモノマー単位を除く］の他の例として、電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む多環式エステル基が(メタ)アクリル酸に直接結合した単量体も挙げられる。そのモノマー単位を下記式（V）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　上記式中、Ｒaは前記に同じ。Ｒ10は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｓはＲ10の個数であって０～８の整数を示す。Ｘ1は電子吸引性置換基を示し、ｔは環に結合しているＸ1の個数であって１～９の整数を示す。ポリマー鎖に結合している－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい。
　Ｒ10におけるハロゲン原子等は前記Ｒ1におけるハロゲン原子等と同様ものが挙げられる。Ｘ1における電子吸引性置換基は前記Ｘにおける電子吸引性置換基と同様のものが挙げられる。
　式（IV）で示されるモノマー単位に対応する単量体の代表的な例としては、前記式（１）で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を有する単量体の代表的な例として例示した化合物におけるＲをＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯ－基に置き換えた化合物が挙げられる。具体的には、例えば、１－シアノ－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－シアノ－９－メチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－シアノ－７，７－ジメチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－シアノ－５－メタクリロイルオキシ－３，７－ジオキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－フルオロ－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－フルオロ－９－メチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－フルオロ－７，７－ジメチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－フルオロ－５－メタクリロイルオキシ－３，７－ジオキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－トリフルオロメチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－トリフルオロメチル－９－メチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－トリフルオロメチル－７，７－ジメチル－５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン、１－トリフルオロメチル－５－メタクリロイルオキシ－３，７－ジオキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オンなどが挙げられる。
　式（IV）で示されるモノマー単位に対応する単量体は、例えば、前記式（５）で表される化合物に、前記式（７）で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体を反応させることにより製造できる。より具体的には、（ａ）テトラヒドロフラン、トルエン、塩化メチレン等の溶媒中、式（５）で表される化合物に、必要に応じてトリエチルアミン、ピリジン、４－ジメチルアミノピリジン等の塩基の存在下、（メタ）アクリル酸クロリド等の（メタ）アクリル酸ハライドや（メタ）アクリル酸無水物などの不飽和カルボン酸の活性な反応性誘導体を反応させたり、（ｂ）前記と同様の溶媒中、式（５）で表される化合物に、チタンイソプロポキシド等のエステル交換触媒の存在下、（メタ）アクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステルを反応させたり、（ｃ）前記と同様の溶媒中、式（５）で表される化合物を、塩酸、硫酸、ｐ－トルエンスルホン酸等の強酸の存在下で（メタ）アクリル酸等の不飽和カルボン酸と反応させることにより得ることができる。これらの方法における反応条件は、通常のエステル製造法と同様である。
　本発明の高分子化合物において、式（Ｉ）で表されるモノマー単位の割合は特に限定されないが、ポリマーを構成する全モノマー単位に対して、一般には１～９０モル％、好ましくは５～８０モル％、さらに好ましくは１０～６０モル％程度である。また、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位の割合は、例えば１０～９５モル％、好ましくは１５～９０モル％、さらに好ましくは２０～６０モル％程度である。ヒドロキシル基含有単量体、メルカプト基含有単量体及びカルボキシル基含有単量体から選択された少なくとも１種の単量体に対応するモノマー単位［例えば、式（III）で表されるモノマー単位において、ｑ個のＲ9のうち少なくとも１つが、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、又は保護基で保護されていてもよいカルボキシル基であるモノマー単位］の割合は、例えば０～６０モル％、好ましくは５～５０モル％、さらに好ましくは１０～４０モル％程度である。
　本発明の高分子化合物を得るに際し、モノマー混合物の重合は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状－懸濁重合、乳化重合など、アクリル系ポリマー等を製造する際に用いる慣用の方法により行うことができるが、特に、溶液重合が好適である。さらに、溶液重合のなかでも滴下重合が好ましい。滴下重合は、具体的には、例えば、（ｉ）予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した有機溶媒中に前記単量体溶液と重合開始剤溶液とを各々滴下する方法、（ii）単量体と重合開始剤とを有機溶媒に溶解した混合溶液を、一定温度に保持した有機溶媒中に滴下する方法、（iii）予め有機溶媒に溶解した単量体溶液と、有機溶媒に溶解した重合開始剤溶液とをそれぞれ調製し、一定温度に保持した前記単量体溶液中に重合開始剤溶液を滴下する方法などの方法により行われる。
　重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、例えば、エーテル（ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル類などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテルなど）、エステル（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、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エーテルエステル類など）、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど）、アミド（Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなど）、スルホキシド（ジメチルスルホキシドなど）、アルコール（メタノール、エタノール、プロパノールなど）、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、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など）、これらの混合溶媒などが挙げられる。また、重合開始剤として公知の重合開始剤を使用できる。重合温度は、例えば３０～１５０℃程度の範囲で適宜選択できる。
　重合により得られたポリマーは、沈殿又は再沈殿により精製できる。沈殿又は再沈殿溶媒は有機溶媒及び水の何れであってもよく、また混合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、炭化水素（ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素）、ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素；クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など）、ニトロ化合物（ニトロメタン、ニトロエタンなど）、ニトリル（アセトニトリル、ベンゾニトリルなど）、エーテル（ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル）、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど）、エステル（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、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など）、アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど）、カルボン酸（酢酸など）、これらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。
　中でも、前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、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素）を含む溶媒、及びメタノールと水の混合溶媒が好ましい。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、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素）と他の溶媒との比率は、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程度である。
　　高分子化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば１０００～５０００００程度、好ましくは３０００～５００００程度であり、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば１．５～２．５程度である。なお、前記Ｍｎは数平均分子量を示し、Ｍｎ、Ｍｗともにポリスチレン換算の値である。
　本発明の高分子化合物は、耐薬品性等の安定性が高く、有機溶剤に対する溶解性に優れ、しかも加水分解性及び加水分解後の水に対する溶解性に優れるため、種々の分野における高機能性ポリマーとして使用できる。
　本発明のフォトレジスト組成物は上記本発明の高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含み、通常レジスト用溶剤を含む。フォトレジスト組成物は、例えば、上記本発明の高分子化合物の溶液（レジスト用溶剤の溶液）に光酸発生剤を添加することにより調製できる。
　光酸発生剤としては、露光により効率よく酸を生成する慣用乃至公知の化合物、例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩（例えば、ジフェニルヨードヘキサフルオロホスフェートなど）、スルホニウム塩（例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネートなど）、スルホン酸エステル［例えば、１－フェニル－１－（４－メチルフェニル）スルホニルオキシ－１－ベンゾイルメタン、１，２，３－トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３－ジニトロ－２－（４－フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１－フェニル－１－（４－メチルフェニルスルホニルオキシメチル）－１－ヒドロキシ－１－ベンゾイルメタンなど］、オキサチアゾール誘導体、ｓ－トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体（ジフェニルジスルホンなど）、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノン、ベンゾイントシレートなどを使用できる。これらの光酸発生剤は単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。
　光酸発生剤の使用量は、光照射により生成する酸の強度やポリマー（フォトレジスト用樹脂）における各繰り返し単位の比率などに応じて適宜選択でき、例えば、ポリマー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重量部程度の範囲から選択できる。
　レジスト用溶剤としては、前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、これらの混合溶媒などが挙げられる。これらのなかでも、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、乳酸エチル、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、これらの混合液が好ましく、特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとプロピレングリコールモノメチルエーテルとの混合溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと乳酸エチルとの混合溶媒などの、少なくともプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む溶媒が好適に用いられる。
　フォトレジスト組成物中のポリマー濃度は、例えば、１０～４０重量％程度である。フォトレジスト組成物は、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、カルボキシル基含有樹脂など）などのアルカリ可溶成分、着色剤（例えば、染料など）などを含んでいてもよい。
　こうして得られるフォトレジスト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）に光線を露光して（又は、さらに露光後ベークを行い）潜像パターンを形成し、次いで現像することにより、微細なパターンを高い精度で形成できる。
　基材又は基板としては、シリコンウエハ、金属、プラスチック、ガラス、セラミックなどが挙げられる。フォトレジスト組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータなど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０．１～２０μｍ、好ましくは０．３～２μｍ程度である。
　露光には、種々の波長の光線、例えば、紫外線、Ｘ線などが利用でき、半導体レジスト用では、通常、ｇ線、ｉ線、エキシマレーザー（例えば、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなど）などが使用される。露光エネルギーは、例えば１～１０００ｍＪ／ｃｍ2、好ましくは１０～５００ｍＪ／ｃｍ2程度である。
　光照射により光酸発生剤から酸が生成し、この酸により、例えばフォトレジスト用高分子化合物の酸の作用によりアルカリ可溶となる繰り返し単位（酸脱離性基を有する繰り返し単位）のカルボキシル基等の保護基（脱離性基）が速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキシル基等が生成する。そのため、水又は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。
　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、化学式中のＥｔはエチル基を示す。ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ）は、屈折率系（ＲＩ）を用い、テトラヒドロフラン溶媒を用いたＧＰＣ測定により求めた標準ポリスチレン換算値を示す。ＧＰＣは、昭和電工株式会社製カラム「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。
　製造例１
　下記の反応工程式に従って、１－シアノ－５－ヒドロキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オンを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　２－シアノアクリル酸エチル（9a）５０ｇ（０．３３モル）をトルエン２００ｍｌに溶解させ、３５℃以下の温度で冷却しながら、１，３－シクロペンタジエン（8a）４５ｇ（０．６８モル）を滴下して加えた。１時間撹拌後、濃縮することにより、式（10a）で表される５－シアノビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２－エン－５－カルボン酸エチル（粗生成物）を７２ｇ得た。
　上記で得られた式（10a）で表される化合物（粗生成物）６９ｇ（０．３６モル換算）を塩化メチレン５０１ｇに溶解させ、５℃以下に冷却しながら、ｍ－ＣＰＢＡ（ｍ－クロロ過安息香酸）１１５ｇをゆっくり投入した。４時間後、亜硫酸ナトリウム水溶液を加えて過剰の過酸化物を分解した後、炭酸水素ナトリウム水溶液で有機層を洗浄した。有機層［式（11a）で表される化合物を含む］に、ギ酸１５０ｇ、水３０３ｇを仕込み、５０℃まで昇温し、４時間撹拌を続けた。水層に生成物が無くなるまで酢酸エチルで抽出した。有機層を合わせ、濃縮することにより、式（5a）で表される１－シアノ－５－ヒドロキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン（粗生成物）を２３ｇ得た。
　［式（5a）で表される１－シアノ－５－ヒドロキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オンのスペクトルデータ］
　1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3） δ：４．５２－４．５４（１Ｈ）， ３．６９－３．７３（２Ｈ）， ２．５４－２．５５（１Ｈ）， ２．２９－２．３５（２Ｈ）， ２．１３－２．１６（１Ｈ）， １．８５－１．８８（１Ｈ）
　実施例１
　下記の反応工程式に従って、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オンを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　窒素置換した撹拌機付き５００ｍｌ三つ口フラスコに、式（5a）で表される１－シアノ－５－ヒドロキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１０ｇ(５６ミリモル)、アセトニトリル２０g、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン２８．０ｇ（１８４ミリモル）を入れ、撹拌し溶解させた。氷浴で内温を３～１０℃に保ちつつ、式（4a）で表される２－クロロアセチルクロリド１８．９ｇ（１６７ミリモル）を２時間かけて滴下した。滴下後、４０℃に加温し、その温度を維持しつつ５時間撹拌した。反応混合物に酢酸エチル２００ｇを加え、内温を２～１５℃に維持しつつ、水２０ｇをゆっくり添加した。有機層を分離し、８重量％炭酸水素ナトリウム水溶液３０ｇで３回、２Ｎ塩酸水溶液３０ｇで２回、水３０ｇで３回洗浄し、減圧濃縮し、式（6a）で表される１－シアノ－５－（２－クロロアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン９．８ｇ（３８ミリモル；収率６８％）を得た。ＮＭＲデータは以下に示した。
  1Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６）　δ：４．７９（１H，m），４．６６（１H，m），４．３２－４．４３（２H，m），３．７９（１H，m），２．５９（１H，m），２．２８－２．３９（２H，m），２．００（１H，m），１．８５（１H，m）
　窒素置換した撹拌機付き５００ｍL三つ口フラスコに、炭酸カリウム１．９５ｇ（１４．１ミリモル）、ヨウ化ナトリウム０．１８ｇ（１．２ミリモル）、フェノチアジン３．０ｍｇ、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド６．０ｇ、前記で得られた１－シアノ－５－（２－クロロアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン３．０ｇ（１１．７ミリモル）を添加し、撹拌下、温水浴で３０～４０℃に内温を保ちつつ、メタクリル酸１．２１ｇ（１４．１ミリモル）を１５分かけて滴下した。滴下後、３５℃を維持しつつ５時間撹拌した。反応混合物に酢酸エチル３６ｇを加え、内温を２０℃に保ちつつ水２７ｇをゆっくり添加した。有機層を分離し、８重量％炭酸水素ナトリウム水溶液９．０ｇで２回、水９．０ｇで３回洗浄し、減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルクロマトグラフィーにて、ヘキサン－酢酸エチルを溶離液として精製することにより、式（1a）で表される１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１．４ｇ（４．６ミリモル、収率３９％）を得た。ＮＭＲデータは以下に示した。
  1Ｈ－ＮＭＲ　（ＣＤＣｌ3）　δ：６．２１（１Ｈ，ｍ），５．７０（１Ｈ，ｍ），４．６４－４．７２（４Ｈ，ｍ），３．６５（１Ｈ，ｍ），２．７４（１Ｈ，ｍ），２．３９（１Ｈ，ｄｄ），２．２６（１Ｈ，ｄｄ），２．１２－２．１９（１Ｈ，ｍ），１．９４－２．００（４Ｈ，ｍ）
　実施例２
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　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（ＰＧＭＥＡ）３５．７ｇ、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）２３．８ｇを入れて温度を８０℃に保ち、撹拌しながら、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．３６ｇ（４３．８ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン５．１７ｇ（２１．９ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン１１．４７ｇ（４３．８ｍｍｏｌ）、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」］１．８０ｇ、ＰＧＭＥＡ６６．３ｇ及びＰＧＭＥ４４．２ｇを混合したモノマー溶液を６時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、さらに２時間撹拌を続けた。重合反応終了後、該反応溶液の７倍量のヘキサンと酢酸エチルの９：１（体積比；２５℃）混合液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、所望の樹脂２６．８ｇ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８２００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８７であった。
 実施例３
 下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　実施例２において、モノマー成分として、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．９３ｇ（４５．７ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン５．３９ｇ（２２．８ｍｍｏｌ）、２－メタクリロイルオキシ－２－メチルアダマンタン１０．６８ｇ（４５．７ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．２ｇ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８７００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９０であった。
　実施例４
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　実施例２において、モノマー成分として、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１４．４５ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン５．５９ｇ（２３．７ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）シクロヘキサン９．９５ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２５．６ｇ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９１００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８５であった。
　実施例５
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　実施例２において、モノマー成分として、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．２０ｇ（４３．３ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン５．４５ｇ（２１．６ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン１１．３４ｇ（４３．３ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．７ｇ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８３００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８７であった。
　実施例６
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　実施例２において、モノマー成分として、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．７６ｇ（４５．１ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン５．６８ｇ（２２．６ｍｍｏｌ）、２－メチル－２－メタクリロイルオキシアダマンタン１０．５６ｇ（４５．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．５ｇ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８５００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８９であった。
　実施例７
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　実施例２において、モノマー成分として、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１４．２７ｇ（４６．８ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン５．９０ｇ（２３．４ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）シクロヘキサン９．８３ｇ（４６．８ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２５．４ｇ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９０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８８であった。
　比較例１
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　実施例２において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．３６ｇ（４３．８ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１１．０６ｇ（４９．８ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例２と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２６．６ｇ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９１００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８９であった。
　比較例２
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　実施例３において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．９３ｇ（４５．７ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１１．６０ｇ（５２．３ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例３と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２６．３ｇ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９７００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８７であった。
　比較例３
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　実施例４において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１４．４５ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１２．１１ｇ（５４．５ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例４と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２５．１ｇ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１００００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９０であった。
　比較例４
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
　実施例５において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．２０ｇ（４３．３ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１０．９２ｇ（４９．２ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例５と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２７．０ｇ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９０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９３であった。
　比較例５
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
　実施例６において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１３．７６ｇ（４５．１ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１１．４４ｇ（５１．５ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例６と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２７．１ｇ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８７００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９２であった。
　比較例６
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　実施例７において、１－シアノ－５－（２－メタクリロイルオキシアセトキシ）－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１４．２７ｇ（４６．８ｍｍｏｌ）の代わりに、５－メタクリロイルオキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１１．９４ｇ（５３．８ｍｍｏｌ）を使用した以外は実施例７と同様な操作を実施したところ、所望の樹脂２５．８ｇ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９５００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８８であった。
　製造例８
　下記の反応工程式に従ってコハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イルを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　窒素置換した撹拌機付き５００ｍｌ三つ口フラスコに、２－メタクリロイルオキシエチルコハク酸４６．０ｇ（０．２０モル）及びアセトニトリルを入れた。５℃まで冷却した後、４－ジメチルアミノピリジン２．４４ｇ（０．０２モル）、１－エチル－３－（３－（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩３９．３ｇ（０．２０５モル）、１－シアノ－５－ヒドロキシ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－２－オン１７．９ｇ（０．１０モル）を添加し、さらに液温２５℃で７時間反応させた。反応混合物に酢酸エチル３００ｃｃを加えた後、１０％炭酸ナトリウム水溶液３００ｍｌで４回、２Ｎ塩酸水溶液３００ｍｌで２回、１０％食塩水３００ｍｌで２回洗浄してから減圧濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル２８．２ｇ（０．０７２モル、収率７２％）を得た。ＮＭＲデータは以下に示した。
　1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3） δ：６．１２（ｓ，１Ｈ）， ５．６１（ｓ，１Ｈ）， ４．６７（ｍ，１Ｈ）， ４．６１（ｓ，１Ｈ）， ４．３５（ｓ，１Ｈ）， ３．６１（ｍ，１Ｈ）、２．７１（ｍ，１Ｈ）、２．６０－２．６９（ｍ，４Ｈ）、２．３６－２．４０（ｍ，１Ｈ）、２．１９－２．２５（ｍ，２Ｈ）、１．９７（ｍ，１Ｈ）、１．９４（ｓ，３Ｈ）
　実施例９
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１５．２１ｇ（３８．９ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン４．５９ｇ（１９．４ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン１０．２０ｇ（３８．９ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．５ｇ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９４００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９０であった。
　実施例１０
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１５．７９ｇ（４０．３ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン４．７７ｇ（２０．２ｍｍｏｌ）、２－メタクリロイルオキシ－２－メチルアダマンタン９．４５ｇ（４０．３ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．５ｇ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９７００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９３であった。
　実施例１１
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１６．３１ｇ（４１．７ｍｍｏｌ）、１－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシアダマンタン４．９２ｇ（２０．８ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）シクロヘキサン８．７７ｇ（４１．７ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２８．０ｇ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９６００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９５であった。
　実施例１２
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１８．７０ｇ（４６．２ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン４．６６ｇ（１８．５ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）アダマンタン７．２７ｇ（２７．７ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．０ｇ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９０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９４であった。
　実施例１３
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１８．５５ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン４．７８ｇ（１９．０ｍｍｏｌ）、２－メタクリロイルオキシ－２メチルアダマンタン６．６６ｇ（２８．４ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２６．０ｇ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９８００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９８であった。
　実施例１４
　下記構造の高分子化合物の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　実施例２において、モノマー成分として、コハク酸　２－（メタクリロイルオキシ）エチル　１－シアノ－２－オキソ－３－オキサトリシクロ［４．２．１．０4,8］ノナン－５－イル１８．９８ｇ（４８．４ｍｍｏｌ）、１，３－ジヒドロキシ－５－メタクリロイルオキシアダマンタン４．９０ｇ（１９．４ｍｍｏｌ）、１－（１－メタクリロイルオキシ－１－メチルエチル）シクロヘキサン６．１２ｇ（２９．１ｍｍｏｌ）を用いた以外は、実施例２と同様の操作を行ったところ、所望の樹脂２７．５ｇ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８９００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．８７であった。
　評価試験
　実施例及び比較例で得られた各フォトレジスト用ポリマー樹脂に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）及びプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）を添加して、ポリマー濃度２０重量％のＰＧＭＥＡ／ＰＧＭＥ（重量比６／４）溶液となるように、樹脂を溶解した。実施例２～７では速やかに溶解したが、比較例１～６では実施例に比較して２～４倍の時間を要した。得られた各フォトレジスト用ポリマー溶液に、ポリマー１００重量部に対して１０重量部のトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを加え、さらにＰＧＭＥＡを加えてポリマー濃度１５重量％に調整し、孔径０．０２μｍのフィルターで濾過することによりフォトレジスト組成物を調製した。実施例２～７及び９～１４では孔径０．０２μｍのフィルターでの濾過性もよく速やかに濾過できたが、比較例１～６では実施例に比較して５倍程度の時間を要した。濾過後半は特に濾過速度が遅くなり濾材の交換も頻繁になることが予想された。
　このフォトレジスト組成物をシリコンウエハーにスピンコーティング法により塗布し、厚み０．７μｍの感光層を形成した。ホットプレート上で温度１００℃で１５０秒間プリベークした後、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用い、マスクを介して、照射量３０ｍＪ／ｃｍ2で露光した後、１００℃の温度で６０秒間ポストベークした。次いで、２．３８Ｍのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により６０秒間現像し、超純水でリンスした。実施例及び比較例の何れのフォトレジスト用ポリマー溶液を用いた場合にも、０．２５μｍのライン・アンド・スペースパターンは得られたが、実施例２～７及び９～１４は比較例と比べ明らかに鮮明であった。

Claims (12)

  1. 　下記式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
     （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
    で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体。
  2. 　下記式（Ｉ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
     （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ポリマー鎖に結合している－ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
    で表されるモノマー単位を少なくとも有する高分子化合物。
  3. 　式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位を少なくとも有する請求項２記載の高分子化合物。
  4. 　酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位が、下記式（IIa）～（IId）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
     （式中、環Ｚ1は置換基を有していてもよい炭素数５～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、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。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。Ｒ5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ル基、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ル基を示す。但し、ｐ個のＲ5のうち少なくとも１つは、－ＣＯＯＲc基を示す。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。ｐは１～３の整数を示す。Ｒ6、Ｒ7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。Ｒ8は水素原子又は有機基を示す。Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8のうち少なくとも２つが互いに結合して隣接する原子とともに環を形成していてもよい）
    から選ばれるモノマー単位である請求項３記載の高分子化合物。
  5. 　式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位を少なくとも有する請求項２～４の何れかの項に記載の高分子化合物。
  6. 　少なくとも１つの置換基を有する脂環式骨格を含有するモノマー単位が、下記式（III）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
     （式中、環Ｚ2は炭素数６～２０の脂環式炭化水素環を示す。Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、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。Ｒ9は環Ｚ2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、ハロアルキル基、ハロゲン原子、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、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メルカプト基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、又は保護基で保護されていてもよいスルホン酸基を示す。ｑはＲ9の個数であって１～５の整数を示す）
    から選ばれるモノマー単位である請求項５記載の高分子化合物。
  7. 　式（Ｉ）で表されるモノマー単位と、酸の作用により脱離してアルカリ可溶となるモノマー単位と、ヒドロキシル基及びヒドロキシメチル基から選択された置換基を少なくとも１つ有する脂環式骨格を含有するモノマー単位とを少なくとも有する請求項３記載の高分子化合物。
  8. 　式（Ｉ）で表されるモノマー単位に加えて、さらに、式（Ｉ）で表されるモノマー単位以外のラクトン骨格を有するモノマー単位を少なくとも有する請求項２～７の何れかの項に記載の高分子化合物。
  9. 　請求項２～８の何れかの項に記載の高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレジスト組成物。
  10. 　請求項９記載のフォトレジスト組成物を使用してパターンを形成することを特徴とする半導体の製造方法。
  11. 　下記式（６）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
     （式中、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示す。ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｚは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。Ｚ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
    で表されるハロゲン含有ラクトン化合物。
  12. 　下記式（６）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
     （式中、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示す。ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｚは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。Ｚ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
    で表されるハロゲン含有ラクトン化合物と
    下記式（７）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
     （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｍは水素原子又はアルカリ金属、アルカリ土類金属の何れかを表す）
    で表される不飽和カルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、若しくはアルカリ土類金属塩とを反応させて、
    下記式（１）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
     （式中、Ｒaは水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい炭素数１～６のアルキル基を示し、Ｒ1は環に結合している置換基であって、ハロゲン原子、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、ヒドロキシル基部分が保護基で保護されていてもよく且つハロゲン原子を有していてもよい炭素数１～６のヒドロキシアルキル基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、又は置換オキシカルボニル基を示す。Ａは炭素数１～６のアルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は非結合を示す。ｍはＲ1の個数であって０～８の整数を示す。Ｘは電子吸引性置換基を示し、ｎは環に結合しているＸの個数であって１～９の整数を示す。Ｙは炭素数１～６の２価の有機基を示す。ＣＨ2＝Ｃ（Ｒa）ＣＯＯ－Ｙ－ＣＯＯ－基の立体的な位置はエンド、エキソの何れであってもよい）
    で表される電子吸引性置換基及びラクトン骨格を含む単量体を製造する方法。
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