JP5097380B2 - Adamantane derivative and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、フォトレジスト用感光材料として有用な新規なアダマンタン誘導体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、特にフォトレジストリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂用モノマーとして有用な、脂環式構造及び酸分解性部位を有する新規な重合性モノマーであるアダマンタン誘導体およびそのものを効率よく製造する方法に関する。   The present invention relates to a novel adamantane derivative useful as a photosensitive material for photoresist and a method for producing the same, and more particularly, an alicyclic structure particularly useful as a monomer for a functional resin such as a photosensitive resin in the field of photoresist lithography. And an adamantane derivative, which is a novel polymerizable monomer having an acid-decomposable site, and a method for efficiently producing the same.

アダマンタンは、シクロヘキサン環が4個かご型に縮合した構造を有し、対称性が高く、安定な化合物であり、その誘導体は、特異な機能を有することから、医薬品の原料や高機能性工業材料の原料などとして有用であることが知られている。例えば、優れた光学特性や耐熱性を有することから、光ディスク基板、光ファイバーあるいはレンズなどに用いることが試みられている(特許文献1及び2参照)。また、アダマンタンエステル類を、その酸感応性、ドライエッチング耐性、紫外線透過性等を利用して、フォトレジスト用樹脂原料として使用することが試みられている(特許文献3参照)。   Adamantane has a structure in which four cyclohexane rings are condensed into a cage shape, is a highly symmetric and stable compound, and its derivatives have unique functions. It is known to be useful as a raw material for the above. For example, since it has excellent optical properties and heat resistance, attempts have been made to use it for optical disk substrates, optical fibers or lenses (see Patent Documents 1 and 2). In addition, an attempt has been made to use adamantane esters as a resin material for a photoresist by utilizing its acid sensitivity, dry etching resistance, ultraviolet light transmittance, and the like (see Patent Document 3).

従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィー(写真食刻)による微細加工がなされている。これはシリコンウエーハなどの基板上にフォトレジスト組成物の薄膜を形成し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマスクパターンを介して紫外線などの活性光線を照射し、それを現像して得られたレジストパターンを保護膜として該基板をエッチングする方法である。
ところが、近年、半導体デバイスの高集積度化が急速に高まり、超LSIなどの製造においてはサブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターンの加工精度が要求されるようになってきた。それに伴い、露光光源として従来用いられてきた紫外線では、波長による制限があることから、露光波長も短波長化の傾向にあり、現在g線からi線、さらにはdeep−UVやエキシマレーザー光といった遠紫外光を用いた露光が行われるようになり、それに伴い、KrF、ArFあるいはF2エキシマレーザー光などの短波長の照射光に対応したフォトレジスト材料を用いて、微細パターンを形成させる方法が種々検討されている。
Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography (photo etching) using a photoresist composition has been performed. This is obtained by forming a thin film of a photoresist composition on a substrate such as a silicon wafer, irradiating it with actinic rays such as ultraviolet rays through a mask pattern on which a semiconductor device pattern is drawn, and developing it. In this method, the substrate is etched using the resist pattern as a protective film.
However, in recent years, the degree of integration of semiconductor devices has been rapidly increasing, and in the manufacture of VLSI and the like, processing accuracy of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. As a result, the ultraviolet light conventionally used as an exposure light source is limited by the wavelength, so the exposure wavelength tends to be shortened, and currently g-line to i-line, deep-UV, excimer laser light, etc. As a result of exposure using far-ultraviolet light, a method of forming a fine pattern using a photoresist material corresponding to irradiation light of a short wavelength such as KrF, ArF or F 2 excimer laser light has been developed. Various studies have been made.

一方、近年、deep−UVやエキシマレーザ−光などの遠紫外光に対応し、かつ高解像化、高感度化に対応するフォトレジストとして、化学増幅型フォトレジストが主流となってきた。この化学増幅型フォトレジストは、放射線の照射により生成した酸の触媒作用を利用したフォトレジストであって、高い感度と解像性を有し、放射線の照射により酸を生成する化合物が少量で済むという利点を有している。
特許文献4には、極性基として水酸基を持つ脂環式モノマーが放射線感光材料用樹脂に導入されており、水酸基などの極性基がない場合には、露光により発生したプロトン酸触媒の拡散が妨げられ、化学増幅率が低下することが記載されている。
一方、特許文献5には水酸基含有化合物由来の繰り返し単位を有する樹脂が提案されているが、しかしながら、パターン倒れ、すそびき、スカム、現像欠陥問題等が指摘されている(特許文献6参照)。
On the other hand, in recent years, chemically amplified photoresists have become mainstream as photoresists corresponding to deep ultraviolet light such as deep-UV and excimer laser light, and high resolution and high sensitivity. This chemically amplified photoresist is a photoresist that utilizes the catalytic action of an acid generated by irradiation of radiation, has high sensitivity and resolution, and requires a small amount of a compound that generates acid by irradiation of radiation. Has the advantage.
In Patent Document 4, an alicyclic monomer having a hydroxyl group as a polar group is introduced into the resin for radiation-sensitive materials, and when there is no polar group such as a hydroxyl group, diffusion of the proton acid catalyst generated by exposure is hindered. It is described that the chemical amplification rate decreases.
On the other hand, Patent Document 5 proposes a resin having a repeating unit derived from a hydroxyl group-containing compound. However, problems such as pattern collapse, sliding, scum, and development defect are pointed out (see Patent Document 6).

特開平6−305044号公報JP-A-6-305044 特開平9−302077号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-302077 特開平4−39665号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-39665 2002−194029号公報2002-194029 2000−258915号公報No. 2000-258915 2003−122007号公報No. 2003-122007

本発明は、このような状況下でなされたもので、フォトレジストリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂用モノマーとして有用な、脂環式構造及び酸分解性部位を有する新規な重合性モノマーであるアダマンタン誘導体およびそのものを効率よく製造する方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made under such circumstances, and is a novel polymerizable monomer having an alicyclic structure and an acid-decomposable site useful as a monomer for a functional resin such as a photosensitive resin in the field of photoresist lithography. It is an object of the present invention to provide an adamantane derivative and a method for efficiently producing the adamantane derivative.

本発明者らは、特に化学増幅形フォトレジスト用として有用な新規なアダマンタン誘導体を開発すべく鋭意検討を行った結果、特定の構造を有するアダマンタンエステル類の水酸基を酸分解性の官能基で保護することにより、水酸基が無い場合には化学増幅が抑制されるが、レジストの露光工程において、光酸発生剤により生じたプロトン酸が、水酸基の保護基を分解するため、水酸基がある場合と同様に酸の拡散が抑えられることはないことを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は
(1) 下記一般式(I)

Figure 0005097380
(式中、R1は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基、R2は炭素数4〜15の3級炭化水素基、nは1〜3の整数を示す。)で表されることを特徴とするアダマンタン誘導体、
(2) 下記一般式(II)で表される化合物と一般式(III)で表される化合物を反応させることを特徴とする上記(1)のアダマンタン誘導体の製造方法、及び
Figure 0005097380
(式(II)中、R1は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を、式(III)中、R2は炭素数4〜15の3級炭化水素基、nは1〜3の整数を示す。)
(3) 比誘電率εrが7.5未満の溶媒を用いる上記(2)のアダマンタン誘導体の製造方法、
を提供するものである。 As a result of intensive studies to develop a novel adamantane derivative particularly useful for a chemically amplified photoresist, the present inventors have protected the hydroxyl group of adamantane esters having a specific structure with an acid-decomposable functional group. Thus, chemical amplification is suppressed when there is no hydroxyl group, but in the resist exposure process, the protonic acid generated by the photoacid generator decomposes the protecting group of the hydroxyl group. It was found that acid diffusion is not suppressed. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention provides (1) the following general formula (I)
Figure 0005097380
Wherein R 1 is hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3. An adamantane derivative,
(2) A method for producing an adamantane derivative according to the above (1), comprising reacting a compound represented by the following general formula (II) with a compound represented by the general formula (III);
Figure 0005097380
(In the formula (II), R 1 represents hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group. In the formula (III), R 2 represents a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3. Show.)
(3) The method for producing an adamantane derivative of (2) above using a solvent having a relative dielectric constant εr of less than 7.5,
Is to provide.

本発明によれば、フォトレジストリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂用モノマーとして有用な、脂環式構造及び酸分解性部位を有する新規な重合性モノマーであるアダマンタン誘導体及びそのものを効率よく製造する方法を提供することができる。   According to the present invention, an adamantane derivative, which is a novel polymerizable monomer having an alicyclic structure and an acid-decomposable site, which is useful as a monomer for a functional resin such as a photosensitive resin in the field of photoresist lithography, can be efficiently used. A method of manufacturing can be provided.

本発明のアダマンタン誘導体は、一般式(I)で表される化合物であり、新規な化合物である。以下、化合物及びそれらの製造方法について説明する。
まず、本発明のアダマンタン誘導体は、一般式(I)
The adamantane derivative of the present invention is a compound represented by the general formula (I) and is a novel compound. Hereinafter, the compounds and methods for producing them will be described.
First, the adamantane derivative of the present invention has the general formula (I)

Figure 0005097380
Figure 0005097380

で表される構造を有する化合物である。
上記一般式(I)R1は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。R2は炭素数4〜15の3級の炭化水素基を示す。nは1〜3の整数を示す。具体的には、tert-ブチル基、tert-ペンチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基などの飽和炭化水素を挙げることができる。
It is a compound which has a structure represented by these.
The general formula (I) R 1 represents hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2 represents a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms. n shows the integer of 1-3. Specifically, tert-butyl group, tert-pentyl group, 1-methylcyclopentyl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-methylcyclohexyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 2- Mention may be made of saturated hydrocarbons such as an ethyl-2-adamantyl group.

前記一般式(I)で表される特に好ましい化合物として3−tertブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3−tert−ペンチルオキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5−ビス−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5−ビス−tert−ペンチルオキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5,7−トリス−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5,7−トリス−tert−ペンチルオキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート及びこれらの化合物のメタクリレート部分をアクリレート又はαトリフルオロメチルアクリレートに置き換えた化合物等が挙げられる。   Particularly preferred compounds represented by the general formula (I) include 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate, 3-tert-pentyloxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate, and 3,5-bis-tert-butoxycarbonyl. Oxy-1-adamantyl methacrylate, 3,5-bis-tert-pentyloxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate, 3,5,7-tris-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate, 3,5,7- Examples include tris-tert-pentyloxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate and compounds obtained by replacing the methacrylate portion of these compounds with acrylate or α-trifluoromethyl acrylate.

次に、本発明のアダマンタン誘導体の製造方法としては、前記一般式(I)で示される構造の化合物が得られるのであればいかなる方法であってもよいが、以下に示す本発明の方法に従えば、所望のアダマンタン誘導体を効率よく製造することができる。
本発明においては、下記一般式(II)で表される化合物と下記一般式(III)で表される化合物を反応させることによって下記一般式(I)で示されるアダマンタン誘導体を製造する。
Next, the method for producing the adamantane derivative of the present invention may be any method as long as the compound having the structure represented by the general formula (I) can be obtained. However, according to the method of the present invention shown below, Thus, the desired adamantane derivative can be produced efficiently.
In the present invention, an adamantane derivative represented by the following general formula (I) is produced by reacting a compound represented by the following general formula (II) with a compound represented by the following general formula (III).

Figure 0005097380
(式(II)中、R1は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を、式(III)中、R2は炭素数4〜15の3級炭化水素基を示す。)
尚、一般式(III)に表されるR2の詳細については前記一般式(I)において説明したR2と同じである
一般式(II)で表されるアダマンタン化合物のアルコール体として、例えば、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル メタクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル アクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルα−トリフルオロメチルアクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルα−トリフルオロメチルアクリレート、3,5,7−トリヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5,7−トリヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート、3,5,7−トリヒドロキシ−1−アダマンチルα−トリフルオロメチルアクリレート等が挙げられ、一般式(III)で表されるジアルキルジカルボネートとしてはジ−tert−ブチルジカルボネート、ジ−tert−ペンチルジカルボネート、ジ(1−メチルシクロペンチル)ジカルボネート、ジ(1−メチルシクロヘキシル)ジカルボネート等が挙げられる。
Figure 0005097380
(In formula (II), R 1 represents hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group, and in formula (III), R 2 represents a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms.)
As the alcohol of general formula adamantane compound for details of R 2 is represented in (III) represented by the general formula (II) is the same as R 2 described in the general formula (I), for example, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl α-trifluoromethyl acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl methacrylate, 3,5-dihydroxy-1 -Adamantyl acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl α-trifluoromethyl acrylate, 3,5,7-trihydroxy-1-adamantyl methacrylate, 3,5,7-trihydroxy-1-adamantyl acrylate, 3, 5,7-trihydroxy-1-adamantyl α Examples of the dialkyl dicarbonate represented by the general formula (III) include di-tert-butyl dicarbonate, di-tert-pentyl dicarbonate, di (1-methylcyclopentyl) dicarbonate, di ( 1-methylcyclohexyl) dicarbonate and the like.

次に好ましい反応条件についてに付いて説明する
〔溶媒〕
溶媒として、誘電率εrが7.5未満の溶媒を用いることが望ましい。具体的なεrの値については「日本化学会編 化学便覧 改定4版 基礎編II」の323〜324頁や「有機合成化学協会編 溶媒ポケットブック」に記載されている。
誘電率εrが7.5以上の溶媒を使用すると、反応速度が著しく低下し、生産性の低下を招く。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、エチルシクロヘキサン等の飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等の酸素含有炭化水素溶媒、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン等の含ハロゲン化水素、二硫化炭素等を挙げることができる。
Next, preferable reaction conditions will be described [solvent].
As the solvent, it is desirable to use a solvent having a dielectric constant εr of less than 7.5. The specific value of εr is described in pages 323 to 324 of “Chemical Handbook Revised 4th Edition, Basic II” edited by The Chemical Society of Japan and “Solvent Pocket Book” edited by the Society of Synthetic Organic Chemistry.
When a solvent having a dielectric constant εr of 7.5 or more is used, the reaction rate is remarkably lowered, and the productivity is lowered. Specifically, saturated hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, and ethylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, and dichlorobenzene, ethyl acetate, and ethyl propionate And oxygen-containing hydrocarbon solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether, halogen-containing hydrogen halides such as chloroform, carbon tetrachloride, and trichloroethane, and carbon disulfide.

〔反応圧力〕
反応圧力については特に制限されるものではないが、通常、絶対圧力で0.01〜10MPaの範囲が採用される。この範囲であれば、特別な耐圧の装置は必要ではなく、経済的である。好ましくは、常圧〜1MPaの範囲である。さらに好ましくは装置の簡便さから常圧で行なうことが望ましい。
〔反応温度〕
反応温度については特に制限されるものではないが、好ましくは−100〜300℃、さらに好ましくは、0〜150℃で行なうことが望ましい。反応温度の範囲を上記範囲にすることによって、反応速度が遅くなることによる生産性の低下がなく、アダマンチルアクリレート類の重合を抑制することができる。
尚、反応時間については、通常、1〜48時間の範囲である。
[Reaction pressure]
Although there is no restriction | limiting in particular about reaction pressure, Usually, the range of 0.01-10 Mpa is employ | adopted by an absolute pressure. If it is this range, the apparatus of special withstand pressure | voltage is unnecessary and it is economical. Preferably, it is in the range of normal pressure to 1 MPa. More preferably, it is desirable to carry out at normal pressure from the simplicity of the apparatus.
[Reaction temperature]
The reaction temperature is not particularly limited, but it is preferably −100 to 300 ° C., more preferably 0 to 150 ° C. By setting the reaction temperature range to the above range, there is no decrease in productivity due to a slow reaction rate, and polymerization of adamantyl acrylates can be suppressed.
In addition, about reaction time, it is the range of 1 to 48 hours normally.

〔反応促進剤〕
本発明においては、反応促進剤を所望により用いることができる。反応促進剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、燐酸ナトリウム、燐酸二水素一ナトリウム、燐酸一水素二ナトリウム等を挙げることができる。
〔重合禁止剤〕
重合禁止剤はアダマンチルアクリレート類が重合するのを防ぐために必要に応じて使用することができる。重合禁止剤としては、一般に知られているものを使用することができる。具体的には、ヒドロキノン系、ニトロソアミン系、フェノチアジン系、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシル系重合禁止剤を挙げることができる。
[Reaction accelerator]
In the present invention, a reaction accelerator can be used as desired. Examples of the reaction accelerator include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, trioctylamine, pyridine, lithium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium phosphate, monosodium dihydrogen phosphate, disodium monohydrogen phosphate, and the like.
(Polymerization inhibitor)
A polymerization inhibitor can be used as necessary to prevent adamantyl acrylates from polymerizing. As the polymerization inhibitor, those generally known can be used. Specific examples include hydroquinone, nitrosamine, phenothiazine, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl polymerization inhibitors.

〔後処理〕
従来より行なわれている汎用の後処理方法を実施することが出来る。例えば、着色がある場合には、必要に応じて、活性炭やシリカゲルなどの吸着剤を用いた脱色処理を施してもよい。
〔精製〕
精製方法としては、蒸留、晶析、カラムクロマトグラフィーなど一般的な精製法の中から、製造スケール、必要な純度を考慮して、選択することができる。中でも、比較的低温での取り扱いが可能であり、一度に多量のサンプルを処理できる晶析あるいは再結晶による精製方法が好ましい。晶析(再結晶)溶媒としてはメチルアルコール、アセトニトリル、アセトン等の水溶性溶媒と水との混合溶媒、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素溶媒、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒を挙げることができる。
得られた化合物の同定は、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC−MS)、核磁気共鳴分光法(NMR)、赤外分光法(IR)、融点測定装置などを用いて行うことができる。
[Post-processing]
A general-purpose post-processing method that has been conventionally performed can be implemented. For example, when there is coloring, a decoloring process using an adsorbent such as activated carbon or silica gel may be performed as necessary.
[Purification]
The purification method can be selected from general purification methods such as distillation, crystallization, and column chromatography in consideration of the production scale and the required purity. Among them, a purification method by crystallization or recrystallization that can be handled at a relatively low temperature and can process a large amount of sample at one time is preferable. As a crystallization (recrystallization) solvent, a mixed solvent of water-soluble solvent such as methyl alcohol, acetonitrile, and acetone and water, a saturated hydrocarbon solvent such as hexane, heptane, and cyclohexane, an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene and toluene, Examples thereof include ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and halogen solvents such as chloroform and dichloroethane.
The obtained compound was identified by gas chromatography (GC), liquid chromatography (LC), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), infrared spectroscopy (IR), It can be performed using a melting point measuring device or the like.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレートの合成
三方コックをつけた四つ口フラスコにジムロート、滴下ロートをつけ、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート(出光興産製)[FW:236.31,30g,127mmol]とジメチルアミノピリジン[FW:122.17,1.55g,12.7mmol]、メトキノン[6mg]をいれ乾燥ヘキサン(比誘電率εr1.890)225mlに溶解させた。溶液を70℃に昇温し、ジ−tert―ブチルジカルボネート[FW:218.25,33.25g,152mmol]を滴下した。滴下後、70℃で4時間反応させ、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートが消失したことをGC分析で確認した。反応液に250mlの水を入れ攪拌した後、1Lの分液ロートに移し、有機層を分液した。さらに有機層を250mlの水で三回洗浄し、飽和食塩水250mlで洗浄した。有機層に3gのシリカゲルを入れ、1時間攪拌後、シリカゲルをろ別し、溶液を留去すると、固体が得られた。ここにヘキサンを加え溶解させた後、溶液を0℃まで冷却すると、白色の結晶が析出した。これをろ別・乾燥させることで目的の3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレート[FW:226.42,26,1g、収率61,1%]を得た。
以下、1H−NMR、13C−NMR及びGC−MSの各データを示す。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1
Synthesis of 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate A four-necked flask equipped with a three-way cock was fitted with a Dimroth and a dropping funnel, and 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) [FW: 236.31 , 30 g, 127 mmol], dimethylaminopyridine [FW: 122.17, 1.55 g, 12.7 mmol], and methoquinone [6 mg] were added and dissolved in 225 ml of dry hexane (relative permittivity εr1.890). The solution was heated to 70 ° C., and di-tert-butyl dicarbonate [FW: 218.25, 33.25 g, 152 mmol] was added dropwise. After dripping, it was made to react at 70 degreeC for 4 hours, and it was confirmed by GC analysis that 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate disappeared. After 250 ml of water was added to the reaction solution and stirred, it was transferred to a 1 L separatory funnel, and the organic layer was separated. Further, the organic layer was washed three times with 250 ml of water and then with 250 ml of saturated saline. 3 g of silica gel was added to the organic layer, and after stirring for 1 hour, the silica gel was filtered off and the solution was distilled off to obtain a solid. After hexane was added and dissolved therein, the solution was cooled to 0 ° C., and white crystals were precipitated. This was filtered off and dried to obtain the desired 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate [FW: 226.42, 26, 1 g, yield 61, 1%].
Hereinafter, each data of 1 H-NMR, 13 C-NMR and GC-MS is shown.

Figure 0005097380
Figure 0005097380

*核磁気共鳴分光法(NMR):CDCl3
1H−NMR:1.24〜1.36(3H)、1.40(9H,o)、1.42〜1.73(10H)、1.93(3H,b)、2.04(1H)、5.58(1H,a2)、6.15(1H,a1
13C−NMR:18.0(b)、21.3(g or h)、23.3(gorh)、28.5(o)、38.1(i)、42.4(f or k)、43.1(f or k)、46.0(j)、62.3(l)、70.9(m)、75.4(e)、86.2(n)、125.0(a)、136.1(c)、167.2(d)
*ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI
336(0.30%)、280(11.08%)、219(20.5%)、218(28.52%)、194(18.60%)、69(51.31%)、57(100%)
* Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR): CDCl 3
1 H-NMR: 1.24 to 1.36 (3H), 1.40 (9H, o), 1.42 to 1.73 (10H), 1.93 (3H, b), 2.04 (1H ), 5.58 (1H, a 2 ), 6.15 (1H, a 1)
* 13 C-NMR: 18.0 (b), 21.3 (g or h), 23.3 (gorh), 28.5 (o), 38.1 (i), 42.4 (f or k ), 43.1 (f or k), 46.0 (j), 62.3 (l), 70.9 (m), 75.4 (e), 86.2 (n), 125.0 ( a) 136.1 (c), 167.2 (d)
* Gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS): EI
336 (0.30%), 280 (11.08%), 219 (20.5%), 218 (28.52%), 194 (18.60%), 69 (51.31%), 57 ( 100%)

実施例2
3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレートの合成
溶媒として、クロロホルム(比誘電率εr4.9)を用いる以外は、実施例1と同様な方法で行なった。4時間後、反応液をサンプリングし、GC分析により、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートの転化率は99%、選択率は95%であることを確認した。
Example 2
Synthesis of 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate The same procedure as in Example 1 was performed, except that chloroform (relative permittivity εr4.9) was used as a solvent. After 4 hours, the reaction solution was sampled, and it was confirmed by GC analysis that the conversion of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate was 99% and the selectivity was 95%.

3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルアクリレートの合成
3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート(出光興産製)を用いる以外は実施例1と同様の方法で反応を行なった。目的物は白色結晶で、収率40.1%で目的物である3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルアクリレートを得た。
以下、1H−NMR、13C−NMR及びGC−MSの各データを示す。
Synthesis of 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl acrylate The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used. The target product was white crystals, and the target product 3-tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl acrylate was obtained in a yield of 40.1%.
Hereinafter, each data of 1 H-NMR, 13 C-NMR and GC-MS is shown.

Figure 0005097380
Figure 0005097380

*核磁気共鳴分光法(NMR):CDCl3
1H−NMR:1.24〜1.30(2H)、1.36(1H)、1.40(9H,o)、1.42〜1.73(10H)、2.04(1H)、5.58(1H,a2)、6.05(1Hc)、6.15(1H,a1
13C−NMR:21.2(g or h)、23.2(g or h)、28.5(o)、37.2(i)、41.7(f or k)、42.1(f or k)、44.6(j)、70.5(e)、79.0(l)、86.2(n)、128.3(c)、130.0(a)、155.5(m)、166.5(d)
*ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI
322(0.02%)、266(4.25%)、204(36.56%)、194(22.66%)、150(38.26%)、133(15.73%)、108(34.36%)、92(29.23%)、57(100%)、55(59.10%)
* Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR): CDCl 3
1 H-NMR: 1.24 to 1.30 (2H), 1.36 (1H), 1.40 (9H, o), 1.42 to 1.73 (10H), 2.04 (1H), 5.58 (1H, a 2), 6.05 (1Hc), 6.15 (1H, a 1)
* 13C -NMR: 21.2 (g or h), 23.2 (g or h), 28.5 (o), 37.2 (i), 41.7 (f or k), 42.1 (F or k), 44.6 (j), 70.5 (e), 79.0 (l), 86.2 (n), 128.3 (c), 130.0 (a), 155. 5 (m), 166.5 (d)
* Gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS): EI
322 (0.02%), 266 (4.25%), 204 (36.56%), 194 (22.66%), 150 (38.26%), 133 (15.73%), 108 ( 34.36%), 92 (29.23%), 57 (100%), 55 (59.10%)

参考例
3−tert−ブトキシカルボニルオキシ−1−アダマンチルメタクリレートの合成
溶媒として、テトラヒドロフラン(比誘電率εr7.58)を用いる以外は、実施例1と同様な方法で反応を行なった。4時間後、反応液をサンプリングし、GC分析により、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートの転化率は60%で、実施例1に比較して反応速度が遅く溶媒の誘電率の差による効果を確認した。
Reference Example 3 Synthesis of tert-butoxycarbonyloxy-1-adamantyl methacrylate The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that tetrahydrofuran (relative dielectric constant εr7.58) was used as a solvent. After 4 hours, the reaction solution was sampled, and by GC analysis, the conversion rate of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate was 60%, and the reaction rate was slower than in Example 1, and the effect due to the difference in the dielectric constant of the solvent. confirmed.

本発明のアダマンタン誘導体は、脂環式構造及び酸分解性部位を有する新規な重合性モノマーで、フォトレジストリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂用モノマーとして好適に用いることができる。
また、本発明のアダマンタン誘導体を効率よく製造する方法を提供することができる。
The adamantane derivative of the present invention is a novel polymerizable monomer having an alicyclic structure and an acid-decomposable site, and can be suitably used as a monomer for a functional resin such as a photosensitive resin in the field of photoresist lithography.
In addition, a method for efficiently producing the adamantane derivative of the present invention can be provided.

Claims (2)

下記一般式(I)で表されるアダマンタン誘導体の製造方法であって、比誘電率εrが7.5未満の溶媒を用いて、下記一般式(II)で表される化合物と一般式(III)で表される化合物を反応させるアダマンタン誘導体の製造方法。
Figure 0005097380
(式中、R 1 は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基、R 2 は炭素数4〜15の3級炭化水素基、nは1〜3の整数を示す。)
Figure 0005097380
(式(II)中、R1は水素、メチル基又はトリフルオロメチル基を、式(III)中、R2は炭素数4〜15の3級炭化水素基、nは1〜3の整数を示す。)
A method for producing an adamantane derivative represented by the following general formula (I), wherein a compound represented by the following general formula (II) and a general formula (III) are used using a solvent having a relative dielectric constant εr of less than 7.5: A method for producing an adamantane derivative, wherein the compound represented by formula (1) is reacted.
Figure 0005097380
(In the formula, R 1 represents hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 represents a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3)
Figure 0005097380
(In the formula (II), R 1 represents hydrogen, a methyl group or a trifluoromethyl group. In the formula (III), R 2 represents a tertiary hydrocarbon group having 4 to 15 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3. Show.)
前記溶媒が、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、エチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、クロロホルム、四塩化炭素及び二硫化炭素から選択される、請求項1に記載のアダマンタン誘導体の製造方法。  The solvent is hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, ethylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, ethyl acetate, ethyl propionate, diethyl ether, diisopropyl ether, chloroform, carbon tetrachloride and disulfide. The method for producing an adamantane derivative according to claim 1, which is selected from carbon.
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