JP2000159717A - フォトレジスト単量体とその製造方法、フォトレジスト重合体の製造方法、及びフォトレジストパタ―ンの形成方法 - Google Patents
フォトレジスト単量体とその製造方法、フォトレジスト重合体の製造方法、及びフォトレジストパタ―ンの形成方法Info
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Abstract
工程に適するフォトレジスト用単量体及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】遠紫外線光源を利用するフォトリソグラフ
ィー工程に適するフォトレジスト用単量体及びその製造
方法に関するものであり、下記式(1)の化合物を製造
する。 【化1】 前記式で、XはCH2、CH2CH2、またはOであり、
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''は、それぞれ炭素数C1〜C5
の直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8
のシクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のア
ルキルで、nは2〜5のいずれかの整数である。
Description
重合体の合成に用いられる新規の単量体及びその製造方
法に関し、より詳しくは遠紫外線領域の光源を採用する
リソグラフィー工程に適する性質を有するフォトレジス
ト単量体とその製造方法、フォトレジスト重合体の製造
方法、及びフォトレジストパターンの形成方法に関す
る。
ッチング耐性、耐熱性、接着性、及び解像度等が要求さ
れている。
ォトレジスト等は大部分エッチング耐性が弱く、前述し
た特性を十分に満足させることができない。例えば、脂
環族化合物(alicycliccompound)を単量体として得ら
れたフォトレジストはエッチング耐性、及び解像度は優
れているが、遠紫外線波長領域、例えばArF光の波長で
吸光度が大きいため高密度、高解像度のパターンを得る
ことができなかった。
ソグラフィー工程に適するエッチング耐性、及び接着性
を有する新規の単量体とその製造方法、フォトレジスト
重合体の製造方法、及びフォトレジストパターンの形成
方法提供することを目的とする。
レジスト開発障害を克服することができる単量体を開発
するため多数の研究と実験を繰り返した結果、一つ以上
のヒドロキシル基またはアルコキシ基を含む下記式
(1)の化合物を、フォトレジスト共重合体を製造する
ための単量体として用いる場合シリコン ウェーハに対
する接着性が大きく向上し、優れた解像度、及びエッチ
ング耐性を有するレジストの開発が可能であるという驚
きべき事実を明らかにし本発明を完成した。
は、下記式(1)で示されるフォトレジスト単量体であ
る。
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''は、それぞれ炭素数C1〜C5
の直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8
のシクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のア
ルキルで、nは2〜5のいずれかの整数である。
ォトレジスト単量体であって、−OR'OH及び−O
R''OHは、下記式(2)〜(9)の化合物のいずれか
であることを特徴とする。
ォトレジスト単量体であって、前記式(1)の化合物は
5−ノルボルネン−2−(1−メトキシ)メタノール、
5−ノルボルネン−2−(1−エトキシ)メタノール、
5−ノルボルネン−2−(1−プロピルオキシ)メタノ
ール、5−ノルボルネン−2−ヒドロキシエトキシメタ
ノール、5−ノルボルネン−2−ヒドロキシプロピルオ
キシメタノール、5−ノルボルネン−2−ヒドロキシブ
チルオキシメタノール、5−ノルボルネン−2−ヒドロ
キシペンチルオキシメタノール、5−ノルボルネン−2
−ヒドロキシエトキシエトキシメタノール、5−ノルボ
ルネン−2−ヒドロキシエトキシエトキシエトキシメタ
ノール、5−ノルボルネン−2−(4−ヒドロキシメチ
ル)シクロヘキシルメトキシメタノール、5−ノルボル
ネン−2−(3−ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメ
トキシ メタノール、5−ノルボルネン−2−(3−ヒ
ドロキシ)シクロヘキシルオキシメタノール、5−ノル
ボルネン−2−(4−ヒドロキシ)シクロヘキシルオキ
シメタノール、5−ノルボルネン−2−(3−ヒドロキ
シメチル)シクロペンチルメトキシメタノール、5−ノ
ルボルネン−2−(2−ヒドロキシメチル)シクロペン
チルメトキシメタノール、5−ノルボルネン−2−(3
−ヒドロキシ)シクロペンチルオキシメタノール、5−
ノルボルネン−2−(2−ヒドロキシ)シクロペンチル
オキシメタノール、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−
5−エン−2−メタノール、オキサビシクロ[2,2,1]
ヘプト−5−エン−2−(1−メトキシ)メタノール、
オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン2−(1−
エトキシ)メタノール、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプ
ト−5−エン−2−(1−プロポキシ)メタノール、オ
キサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−エチレ
ングリコール−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシ
クロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−トリメチレング
リコール−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−テトラメチレングリ
コール−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−ペンタメチレングリ
コール−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−ジエチレングリコー
ル−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,
2,1]ヘプト−5−エン−2−トリエチレングリコール
−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,
1]ヘプト−5−エン−2−(1,4−シクロヘキサンジ
メタノール)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシ
クロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,3−シク
ロヘキサンジメタノール)−ヒドロキシメチルエーテ
ル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−
(1,3−シクロヘキサンジオール)−ヒドロキシメチ
ルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エ
ン−2−(1,4−シクロヘキサンジオール)−ヒドロ
キシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト
−5−エン−2−(1,3−シクロペンタンジメタノー
ル)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,
2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,2−シクロペンタ
ンジメタノール)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサ
ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,3−
シクロペンタンジオール)−ヒドロキシメチルエーテ
ル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−
(1,2−シクロペンタンジオール)−ヒドロキシメチ
ルエーテル、5−ノルボルネン−2,2−ジヒドロキシ
エトキシメタン、5−ノルボルネン−2,2−ジヒドロ
キシプロピルオキシメタン、5−ノルボルネン−2,2
−ジヒドロキシブチルオキシメタン、5−ノルボルネン
−2,2−ジヒドロキシペンチルオキシメタン、5−ノ
ルボルネン−2,2−ジヒドロキシエトキシエトキシメ
タン、5−ノルボルネン−2,2−ジヒドロキシエトキ
シエトキシエトキシメタン、オキサビシクロ[2,2,1]
ヘプト−5−エン−2,2−ジ(エチレングリコールメ
チルエーテル)、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5
−エン−2,2−ジ(トリメチレングリコールメチルエ
ーテル)、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン
−2,2−ジ(テトラメチレングリコールメチルエーテ
ル)、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−
2,2−ジ(ペンタメチレングリコールメチルエーテ
ル)、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−
2,2−ジ(ジエチレングリコールメチルエーテル)及
び、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,
2−ジ(トリエチレングリコールメチルエーテル)のい
ずれかであることを特徴とする。
の存在下で、(i)下記式(10)の化合物と(ii)ヒ
ドロキシル基を有するアルキル化合物を反応させること
を特徴とする下記式(1)のフォトレジスト単量体の製
造方法である。
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''は、それぞれ炭素数C1〜C5
の直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8
のシクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のア
ルキルで、nは2〜5のいずれかの整数である。
ォトレジスト単量体の製造方法であって、前記ヒドロキ
シル基を有するアルキル化合物は、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、エチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−
シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサン
ジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シ
クロペンタンジメタノール、1,2−シクロペンタンジ
メタノール、1,3−シクロペンタンジオール、及び1,
2−シクロペンタンジオールからなる群から選択される
ことを特徴とする。
ォトレジスト単量体の製造方法であって、前記酸触媒は
硫酸、塩酸、硝酸、及び酢酸からなる群から選択される
ことを特徴とする。
ォトレジスト単量体の製造方法であって、前記塩基触媒
は水素化ナトリウム(NaH)、ポタシウムヒドライド
(KH)、カルシウムヒドライド(CaH2)、及びリチウ
ムジイソプロピルアミド(LDA)からなる群から選択
されることを特徴とする。
ォトレジスト単量体の製造方法であって、反応溶媒はテ
トラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ベンゼン、トルエ
ン、及びキシレンからなる群から選択されることを特徴
とする。
合物を単量体に用いることを特徴とするフォトレジスト
重合体の製造方法である。
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''はそれぞれ炭素数C1〜C5の
直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8の
シクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアル
キルで、nは2〜5のいずれかの整数である。
化合物を単量体に用いて製造されたフォトレジスト重合
体をE−ビーム(Electron−beam)、ArF、KrF、EUV
(Extreme Ultra Violet)、VUV(Vacuum Ultra Vio
let)またはX線光源を利用するリソグラフィー工程に
用いることを特徴とするフォトレジストパターンの形成
方法である。
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''はそれぞれ炭素数C1〜C5の
直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8の
シクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアル
キルで、nは2〜5のいずれかの整数である。
を、以下において説明する。
は下記式(1)に示される。
R1は水素または−R'OHであり、R2は水素、−O
H、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分れ状のアルコキ
シ、−OR''OH、または−(O−R''')n−OHである
が、このときR'及びR''はそれぞれ炭素数C1〜C5の
直鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8の
シクロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアル
キルで、nは2〜5のいずれかの整数である。一方、前
記−OR'OH及び−OR''OHは下記式(2)〜
(9)の化合物であることが好ましい。
0)の化合物と、(ii)1以上のヒドロキシル基を有す
るアルキル化合物を塩基、または酸触媒存在下の有機溶
媒中で反応させて製造することができる。
一方、前記ヒドロキシル基を有するアルキル化合物に
は、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレン
グリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘキ
サンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノー
ル、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘ
キサンジオール、1,3−シクロペンタンジメタノー
ル、1,2−シクロペンタンジメタノール、1,3−シク
ロペンタンジオール、1,2−シクロペンタンジオール
等がある。また、酸触媒には硫酸、塩酸、硝酸、酢酸等
を用いることができ、塩基触媒には水素化ナトリウム
(NaH)、ポタシウムヒドライド(KH)、カルシウム
ヒドライド(CaH2)、リチウムジイソプロピルアミド
(LDA)等を用いることができる。さらに、反応溶媒
にはテトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ベンゼン、
トルエン、キシレン等を用いることができる。
本発明の技術的範囲がこれら実施例に限られることと理
解してはならない。
メトキシ)メタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carbox
aldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びメタ
ノール(500ml)を10時間常温で反応させた。反応
完了後、メタノールをロータリーエバポレーターを用い
て減圧下で除去した後、この溶液に水(200ml)とエ
チルアセテート(300ml)を添加して抽出した。有機
層を水(300ml)でもう一度洗浄したあと無水MgSO4
で脱水し、濾過した。濾液の溶媒をロータリーエバポレ
ーターを用いて減圧下で蒸発させ、残留物を高真空下で
蒸留し、無色透明な液体状の下記式(11)の化合物
(13g)を得た(収率:93%)。
エトキシ)メタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びエタノ
ール(500ml)を10時間常温で反応させた。反応完
了後、実施例1と同一の手順を経て無色透明な液体状の
下記式(12)の化合物(15g)を得た(収率:91
%)。
プロピルオキシ)メタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びプロパ
ノール(500ml)を12時間常温で反応させた。反応
完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透明な液体状
の下記式(13)の化合物(17g)を得た(収率:9
1%)。
キシエトキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びエチレ
ングリコール(100ml)を常温で10時間反応させ
た。反応完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透明
な液体状の下記式(14)の化合物 (16g)を得た
(収率:89%)。
キシプロピルオキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びトリメ
チレングリコール(100ml)を常温で12時間反応さ
せた。反応完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透
明な液体状の下記式(15)の化合物(17g)を得た
(収率:85%)。
キシブチルオキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及び1,4−
ブタンジオール(100ml)を常温で12時間反応させ
た。反応完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透明
な液体状の下記式(16)の化合物(18g)を得た
(収率:86%)。
キシペンチルオキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及び1,5−
ペンタンジオール(100ml)を常温で12時間反応さ
せた。反応完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透
明な液体状の下記式(17)の化合物(19g)を得た
(収率:83%)。
キシエトキシエトキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びジエチ
レングリコール(100ml)を80℃で12時間反応さ
せた。反応完了後、実施例1と同一の手順を経て無色透
明な液体状の下記式(18)の化合物(20g)を得た
(収率:85%)。
キシエトキシエトキシエトキシメタノールの合成 5−ノルボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxa
ldehyde)(0.1mol)、硫酸(0.3ml)、及びトリエ
チレングリコール(100ml)を常温で12時間反応さ
せた。反応完了後、実施例2と同一の手順を経て無色透
明な液体状の下記式(19)の化合物(22g)を得た
(収率:79%)。
−ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメトキシメタノー
ルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,4
−シクロヘキサンジメタノール溶液に、常温で5−ノル
ボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。この溶液に水(300ml)とエチルアセテー
ト(500ml)を添加して抽出した。有機層を水(30
0ml)でもう一度洗浄したあと無水MgSO4で脱水し、濾
過し、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下で溶媒
を蒸発させた。残留物を高真空下で蒸留し、無色透明な
液体状の下記式(20)の化合物(25g)を得た(収
率:93%)。
−ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメトキシメタノー
ルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロヘキサンジメタノール溶液に、常温で5−ノル
ボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。この反応溶液に水(300ml)とエチルアセ
テート(500ml)を添加して抽出した。有機層を水
(300ml)でもう一度洗浄したあと無水MgSO4で脱水
し、濾過し、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下
で溶媒を蒸発させた。残留物を高真空下で蒸留し、無色
透明な液体状の下記式(21)の化合物(24g)を得
た(収率:91%)。
−ヒドロキシ)シクロヘキシルオキシメタノールの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロヘキサンジオール溶液に、常温で5−ノルボル
ネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。この反応溶液に水(300ml)とエチルアセ
テート(500ml)を添加して抽出した。有機層を水
(300ml)でもう一度洗浄したあと無水MgSO4で脱水
し、濾過し、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下
で溶媒を蒸発させた。残留物を高真空下で蒸留し、無色
透明な液体状の下記式(22)の化合物(21g)を得
た(収率:88%)。
−ヒドロキシ)シクロヘキシルオキシメタノールの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,4
−シクロヘキサンジオール溶液に、常温で5−ノルボル
ネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。この反応溶液に水(300ml)とエチルアセ
テート(500ml)を添加して抽出した。有機層を水
(300ml)でもう一度洗浄したあと無水MgSO4で脱水
し、濾過し、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下
で溶媒を蒸発させた。残留物を高真空下で蒸留し、無色
透明な液体状の下記式(23)の化合物(22g)を得
た(収率:92%)。
−ヒドロキシメチル)シクロペンチルメトキシメタノー
ルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロペンタンジメタノール溶液に、常温で5−ノル
ボルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。反応完了後、実施例11と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(24)の化合物(23g)
を得た(収率:90%)。
−ヒドロキシメチル)シクロペンチルメトキシメタノー
ルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,2
−シクロペンタンジメタール溶液に、常温で5−ノルボ
ルネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。反応完了後、実施例11と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(25)の化合物(23g)
を得た(収率:90%)。
−ヒドロキシ)シクロペンチルオキシメタノールの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロペンタンジオール溶液に、常温で5−ノルボル
ネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。反応完了後、実施例11と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(26)の化合物(20g)
を得た(収率:87%)。
−ヒドロキシ)シクロペンチルオキシメタノールの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,2
−シクロペンタンジオール溶液に、常温で5−ノルボル
ネン−2−カルボキシアルデヒド(carboxaldehyde)
(0.1mol)を徐々に添加したあと、常温で10時間反
応させた。反応完了後、実施例11と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(27)の化合物(20.4
g)を得た(収率:85%)。
プト−5−エン−2−メタノールの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を30
0mlのエチルアルコールに溶解したあと、0.1molのNa
BH4を常温で徐々に添加した。次いで、反応混合物を1
時間程度攪拌したあと、10時間還流下で反応させた。
反応後、エチルアルコールを蒸留除去して200mlのア
セトンを投入し、1時間程度還流させて過剰のNaBH4を
除去した。アセトンを蒸留除去後、残留した混合物に1
00mlの10%塩酸を投入して10分間攪拌した。この
反応溶液に水(200ml)とエチルアセテート(300
ml)を添加して抽出した。有機層を水(300ml)でも
う一度洗浄したあと無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロー
タリーエバポレーターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させ
た。残留物を高真空下で蒸留し、無色透明な液体状の下
記式(28)の化合物(11g)を得た(収率:87
%)。
プト−5−エン−2−(1−メトキシ)メタノールの合
成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びメタノール(500ml)を10時間
還流下で反応させた。次いで、メタノールをロータリー
エバポレーターで蒸留除去した。この反応溶液に水(2
00ml)とエチルアセテート(300ml)を添加して抽
出した。有機層を水(300ml)でもう一度洗浄したあ
と無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロータリーエバポレー
ターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物を高真
空下で蒸留し、無色透明な液体状の下記式(29)の化
合物(13g)を得た(収率:93%)。
プト−5−エン−2−(1−エトキシ)メタノールの合
成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びメタノール(500ml)を10時間
還流下で反応させた。反応後、実施例19と同一の手順
を経て無色透明な液体状の下記式(30)の化合物(1
3g)を得た(収率:91%)。
プト−5−エン−2−(1−プロポキシ)メタノールの
合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びプロパノール(500ml)を10時
間還流下で反応させた。反応後、実施例19と同一の手
順を経て無色透明な液体状の下記式(31)の化合物
(17g)を得た(収率:91%)。
プト−5−エン−2−エチレングリコール−ヒドロキシ
メチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びエチレングリコール(100ml)を
80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、実施例
19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式(3
2)の化合物(16g)を得た(収率:89%)。
プト−5−エン−2−トリメチレングリコール−ヒドロ
キシメチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びトリメチレングリコール(100m
l)を80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、
実施例19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記
式(33)の化合物(17g)を得た(収率:85
%)。
プト−5−エン−2−テトラメチレングリコール−ヒド
ロキシメチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及び1,4−ブタンジオール(100ml)
を80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、実施
例19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式
(34)の化合物(18g)を得た(収率:86%)。
プト−5−エン−2−ペンタメチレングリコール−ヒド
ロキシメチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及び1,5−ペンタンジオール(100m
l)を80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、
実施例19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記
式(35)の化合物(19g)を得た(収率:83
%)。
プト−5−エン−2−ジエチレングリコール−ヒドロキ
シメチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びジエチレングリコール(100ml)
を80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、実施
例19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式
(36)の化合物(20g)を得た(収率:85%)。
プト−5−エン−2−トリエチレングリコール−ヒドロ
キシメチルエーテルの合成 オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カル
ボキシアルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)、硫酸
(0.3ml)、及びトリエチレングリコール(100m
l)を80℃で12時間還流下で反応させた。反応後、
実施例19と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記
式(37)の化合物(22g)を得た(収率:85
%)。
プト−5−エン−2−(1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,4
−シクロヘキサンジメタノール溶液に、常温でオキサビ
シクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシア
ルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加し
たあと、常温で10時間反応させた。この反応溶液に水
(200ml)とエチルアセテート(500ml)を添加し
て抽出した。有機層を水(300ml)でもう一度洗浄し
たあと無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロータリーエバポ
レーターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物を
高真空下で蒸留し、無色透明な液体状の下記式(38)
の化合物(25g)を得た(収率:93%)。
プト−5−エン−2−(1,3−シクロヘキサンジメタ
ノール)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロヘキサンジメタノール溶液に、常温でオキサビ
シクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシア
ルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加し
たあと、常温で10時間反応させた。この反応溶液に水
(200ml)とエチルアセテート(500ml)を添加し
て抽出した。有機層を水(300ml)でもう一度洗浄し
たあと無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロータリーエバポ
レーターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物を
高真空下で蒸留し、無色透明な液体状の下記式(39)
の化合物(24g)を得た(収率:91%)。
プト−5−エン−2−(1,3−シクロヘキサンジオー
ル)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロヘキサンジオール溶液に、常温でオキサビシク
ロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシアルデ
ヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加したあ
と、常温で10時間反応させた。この反応溶液に水(2
00ml)とエチルアセテート(500ml)を添加して抽
出した。有機層を水(300ml)でもう一度洗浄したあ
と無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロータリーエバポレー
ターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物を高真
空下で蒸留し、無色透明な液体状の下記式(40)の化
合物を得た(収率:88%)。
プト−5−エン−2−(1,4−シクロヘキサンジオー
ル)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,4
−シクロヘキサンジオール溶液に、常温でオキサビシク
ロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシアルデ
ヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加したあ
と、常温で10時間反応させた。この反応溶液に水(2
00ml)とエチルアセテート(500ml)を添加して抽
出した。有機層を水(300ml)でもう一度洗浄したあ
と無水MgSO4で脱水し、濾過し、ロータリーエバポレー
ターを用いて減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物を高真
空下で蒸留し、無色透明な液体状の下記式(41)の化
合物(22g)を得た(収率:92%)。
プト−5−エン−2−(1,3−シクロペンタンジメタ
ノール)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロペンタンジメタノール溶液に、常温でオキサビ
シクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシア
ルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加し
たあと、常温で10時間反応させた。反応後、実施例2
8と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式(4
2)の化合物(23g)を得た(収率:90%)。
プト−5−エン−2−(1,2−シクロペンタンジメタ
ノール)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,2
−シクロペンタンジメタノール溶液に、常温でオキサビ
シクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシア
ルデヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加し
たあと、常温で10時間反応させた。反応後、実施例2
8と同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式(4
3)の化合物(23g)を得た(収率:90%)。
プト−5−エン−2−(1,3−シクロペンタンジオー
ル)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,3
−シクロペンタンジオール溶液に、常温でオキサビシク
ロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシアルデ
ヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加したあ
と、常温で10時間反応させた。反応後、実施例28と
同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式(44)の
化合物(20g)を得た(収率:87%)。
プト−5−エン−2−(1,2−シクロペンタンジオー
ル)−ヒドロキシメチルエーテルの合成 水素化ナトリウム(0.1mol)を含む100mlの1,2
−シクロペンタンジオール溶液に、常温でオキサビシク
ロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−カルボキシアルデ
ヒド(carboxaldehyde)(0.1mol)を徐々に添加したあ
と、常温で10時間反応させた。反応後、実施例28と
同一の手順を経て無色透明な液体状の下記式(45)の
化合物(20.4g)を得た(収率:85%)。
ジヒドロキシエトキシメタンの製造 エチレングリコールを実施例4で用いたモル数の2倍用
いることを除いては、実施例4と同一の手順を経て無色
透明な液体状の下記式(46)の化合物を得た。
ジヒドロキシプロピルオキシメタンの製造 トリメチレングリコールを実施例5で用いたモル数の2
倍用いることを除いては、実施例5と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(47)の化合物を得た。
ジヒドロキシブチルオキシメタンの製造 1,4−ブタンジオールを実施例6で用いたモル数の2
倍用いることを除いては、実施例6と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(48)の化合物を得た。
ジヒドロキシペンチルオキシメタンの製造 1,5−ペンタンジオールを実施例7で用いたモル数の
2倍用いることを除いては、実施例7と同一の手順を経
て無色透明な液体状の下記式(49)の化合物を得た。
ジヒドロキシエトキシエトキシメタンの製造 ジエチレングリコールを実施例8で用いたモル数の2倍
用いることを除いては、実施例8と同一の手順を経て無
色透明な液体状の下記式(50)の化合物を得た。
ジヒドロキシエトキシエトキシエトキシメタンの製造 トリエチレングリコールを実施例9で用いたモル数の2
倍用いることを除いては、実施例9と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(51)の化合物を得た。
プト−5−エン−2,2−ジ(エチレングリコールメチ
ルエーテル)の製造 エチレングリコールを実施例22で用いたモル数の2倍
用いることを除いては、実施例22と同一の手順を経て
無色透明な液体状の下記式(52)の化合物を得た。
プト−5−エン−2,2−ジ(トリメチレングリコール
メチルエーテル)の製造 トリメチレングリコールを実施例23で用いたモル数の
2倍用いることを除いては、実施例23と同一の手順を
経て無色透明な液体状の下記式(53)の化合物を得
た。
プト−5−エン−2,2−ジ(テトラメチレングリコー
ルメチルエーテル)の製造 1,4−ブタンジオールを実施例24で用いたモル数の
2倍用いることを除いては、実施例24と同一の手順を
経て無色透明な液体状の下記式(54)の化合物を得
た。
プト−5−エン−2,2−ジ(ペンタメチレングリコー
ルメチルエーテル)の製造 1,5−ペンタンジオールを実施例25で用いたモル数
の2倍用いることを除いては、実施例25と同一の手順
を経て無色透明な液体状の下記式(55)の化合物を得
た。
プト−5−エン−2,2−ジ(ジエチレングリコールメ
チルエーテル)の製造 ジエチレングリコールを実施例26で用いたモル数の2
倍用いることを除いては、実施例26と同一の手順を経
て無色透明な液体状の下記式(56)の化合物を得た。
プト−5−エン−2,2−ジ(トリエチレングリコール
メチルエーテル)の製造 トリエチレングリコールを実施例27で用いたモル数の
2倍用いることを除いては、実施例27と同一の手順を
経て無色透明な液体状の下記式(57)の化合物を得
た。
0.15μm(1G以上のDRAM)以下の高密度微細パ
ターンに適用可能なElectron−beam、ArF、KrF、EU
V、VUVまたはX線用フォトレジスト樹脂を合成する
ための単量体として効果的に用いることができる。本発
明に係る単量体は一つ以上のヒドロキシル基またはアル
コキシ基を含むため、フォトレジスト樹脂の合成に利用
される場合シリコン ウェーハに対する接着力が大きく
向上され、優れた解像度及びエッチング耐性を有するレ
ジストを開発することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】下記式(1)で示されるフォトレジスト単
量体。 【化1】 前記式で、 XはCH2、CH2CH2、またはOであり、 R1は水素または−R'OHであり、 R2は水素、−OH、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分
れ状のアルコキシ、−OR''OH、または−(O−
R''')n−OHであるが、 このときR'及びR''は、それぞれ炭素数C1〜C5の直
鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8のシ
クロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアルキ
ルで、nは2〜5のいずれかの整数である。 - 【請求項2】−OR'OH及び−OR''OHは、下記式
(2)〜(9)の化合物のいずれかであることを特徴と
する請求項1記載のフォトレジスト単量体。 【化2】 - 【請求項3】前記式(1)の化合物は5−ノルボルネン
−2−(1−メトキシ)メタノール、5−ノルボルネン
−2−(1−エトキシ)メタノール、5−ノルボルネン
−2−(1−プロピルオキシ)メタノール、5−ノルボ
ルネン−2−ヒドロキシエトキシメタノール、5−ノル
ボルネン−2−ヒドロキシプロピルオキシメタノール、
5−ノルボルネン−2−ヒドロキシブチルオキシメタノ
ール、5−ノルボルネン−2−ヒドロキシペンチルオキ
シメタノール、5−ノルボルネン−2−ヒドロキシエト
キシエトキシメタノール、5−ノルボルネン−2−ヒド
ロキシエトキシエトキシエトキシメタノール、5−ノル
ボルネン−2−(4−ヒドロキシメチル)シクロヘキシ
ルメトキシメタノール、5−ノルボルネン−2−(3−
ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメトキシ メタノー
ル、5−ノルボルネン−2−(3−ヒドロキシ)シクロ
ヘキシルオキシメタノール、5−ノルボルネン−2−
(4−ヒドロキシ)シクロヘキシルオキシメタノール、
5−ノルボルネン−2−(3−ヒドロキシメチル)シク
ロペンチルメトキシメタノール、5−ノルボルネン−2
−(2−ヒドロキシメチル)シクロペンチルメトキシメ
タノール、5−ノルボルネン−2−(3−ヒドロキシ)
シクロペンチルオキシメタノール、5−ノルボルネン−
2−(2−ヒドロキシ)シクロペンチルオキシメタノー
ル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−
メタノール、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エ
ン−2−(1−メトキシ)メタノール、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン2−(1−エトキシ)メタ
ノール、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−
2−(1−プロポキシ)メタノール、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−エチレングリコール
−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,
1]ヘプト−5−エン−2−トリメチレングリコール−
ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]
ヘプト−5−エン−2−テトラメチレングリコール−ヒ
ドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘ
プト−5−エン−2−ペンタメチレングリコール−ヒド
ロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプ
ト−5−エン−2−ジエチレングリコール−ヒドロキシ
メチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5
−エン−2−トリエチレングリコール−ヒドロキシメチ
ルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エ
ン−2−(1,4−シクロヘキサンジメタノール)−ヒ
ドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘ
プト−5−エン−2−(1,3−シクロヘキサンジメタ
ノール)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,3−シクロヘ
キサンジオール)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサ
ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,4−
シクロヘキサンジオール)−ヒドロキシメチルエーテ
ル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−
(1,3−シクロペンタンジメタノール)−ヒドロキシ
メチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5
−エン−2−(1,2−シクロペンタンジメタノール)
−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ[2,2,
1]ヘプト−5−エン−2−(1,3−シクロペンタンジ
オール)−ヒドロキシメチルエーテル、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2−(1,2−シクロペ
ンタンジオール)−ヒドロキシメチルエーテル、5−ノ
ルボルネン−2,2−ジヒドロキシエトキシメタン、5
−ノルボルネン−2,2−ジヒドロキシプロピルオキシ
メタン、5−ノルボルネン−2,2−ジヒドロキシブチ
ルオキシメタン、5−ノルボルネン−2,2−ジヒドロ
キシペンチルオキシメタン、5−ノルボルネン−2,2
−ジヒドロキシエトキシエトキシメタン、5−ノルボル
ネン−2,2−ジヒドロキシエトキシエトキシエトキシ
メタン、オキサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−
2,2−ジ(エチレングリコールメチルエーテル)、オ
キサビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジ
(トリメチレングリコールメチルエーテル)、オキサビ
シクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジ(テト
ラメチレングリコールメチルエーテル)、オキサビシク
ロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジ(ペンタメ
チレングリコールメチルエーテル)、オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジ(ジエチレン
グリコールメチルエーテル)及び、オキサビシクロ[2,
2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジ(トリエチレング
リコールメチルエーテル)のいずれかであることを特徴
とする請求項1記載のフォトレジスト単量体。 - 【請求項4】塩基または酸触媒の存在下で、(i)下記
式(10)の化合物と(ii)ヒドロキシル基を有するア
ルキル化合物を反応させることを特徴とする下記式
(1)のフォトレジスト単量体の製造方法。 【化3】 前記式で、 XはCH2、CH2CH2、またはOであり、 R1は水素または−R'OHであり、 R2は水素、−OH、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分
れ状のアルコキシ、−OR''OH、または−(O−
R''')n−OHであるが、 このときR'及びR''は、それぞれ炭素数C1〜C5の直
鎖または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8のシ
クロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアルキ
ルで、nは2〜5のいずれかの整数である。 【化4】 このとき、XはCH2、CH2CH2、またはOである。 - 【請求項5】前記ヒドロキシル基を有するアルキル化合
物は、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、1,5−ペンタンジオール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノ
ール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジオール、1,3−シクロペンタンジメタノー
ル、1,2−シクロペンタンジメタノール、1,3−シク
ロペンタンジオール、及び1,2−シクロペンタンジオ
ールからなる群から選択されることを特徴とする請求項
4記載のフォトレジスト単量体の製造方法。 - 【請求項6】前記酸触媒は硫酸、塩酸、硝酸、及び酢酸
からなる群から選択されることを特徴とする請求項4記
載のフォトレジスト単量体の製造方法。 - 【請求項7】前記塩基触媒は水素化ナトリウム(Na
H)、ポタシウムヒドライド(KH)、カルシウムヒド
ライド(CaH2)、及びリチウムジイソプロピルアミド
(LDA)からなる群から選択されることを特徴とする
請求項4記載のフォトレジスト単量体の製造方法。 - 【請求項8】反応溶媒はテトラヒドロフラン(TH
F)、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
ジオキサン、ベンゼン、トルエン、及びキシレンからな
る群から選択されることを特徴とする請求項4記載のフ
ォトレジスト単量体の製造方法。 - 【請求項9】下記式(1)の化合物を単量体に用いるこ
とを特徴とするフォトレジスト重合体の製造方法。 【化5】 前記式で、 XはCH2、CH2CH2、またはOであり、 R1は水素または−R'OHであり、 R2は水素、−OH、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分
れ状のアルコキシ、−OR''OH、または−(O−
R''')n−OHであるが、 このときR'及びR''はそれぞれ炭素数C1〜C5の直鎖
または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8のシク
ロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアルキル
で、nは2〜5のいずれかの整数である。 - 【請求項10】下記式(1)の化合物を単量体に用いて
製造されたフォトレジスト重合体をE−ビーム(Electro
n−beam)、ArF、KrF、EUV(Extreme Ultra Viole
t)、VUV(Vacuum Ultra Violet)またはX線光源を
利用するリソグラフィー工程に用いることを特徴とする
フォトレジストパターンの形成方法。 【化6】 前記式で、 XはCH2、CH2CH2、またはOであり、 R1は水素または−R'OHであり、 R2は水素、−OH、炭素数C1〜C5の直鎖または枝分
れ状のアルコキシ、−OR''OH、または−(O−
R''')n−OHであるが、 このときR'及びR''はそれぞれ炭素数C1〜C5の直鎖
または枝分れ状のアルキルまたは炭素数C3〜C8のシク
ロアルキルであり、R'''は炭素数C2〜C5のアルキル
で、nは2〜5のいずれかの整数である。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR19980045599 | 1998-10-28 | ||
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