JP5671603B2 - Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them - Google Patents
Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them Download PDFInfo
- Publication number
- JP5671603B2 JP5671603B2 JP2013267949A JP2013267949A JP5671603B2 JP 5671603 B2 JP5671603 B2 JP 5671603B2 JP 2013267949 A JP2013267949 A JP 2013267949A JP 2013267949 A JP2013267949 A JP 2013267949A JP 5671603 B2 JP5671603 B2 JP 5671603B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- derivative
- reaction
- range
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- YGDMWUKUUMOJNM-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C)N(C(C1C2CC3C1)C3O)C2=O Chemical compound CC(C)(C)N(C(C1C2CC3C1)C3O)C2=O YGDMWUKUUMOJNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CGCGSXGOFVBKKN-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CC(C)(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O CGCGSXGOFVBKKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHHVWZCIFJTTRE-UHFFFAOYSA-N CC(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CC(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O WHHVWZCIFJTTRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 0 CC(C1)CC(C*)=CC1(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CC(C1)CC(C*)=CC1(C)N(C(CC1CC2)C2O)C1=O 0.000 description 1
- QOOPICQIHUOCFK-UHFFFAOYSA-N CCCCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CCCCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O QOOPICQIHUOCFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QADYZMUATZRITE-UHFFFAOYSA-N CCCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CCCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O QADYZMUATZRITE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTKTWEFRPJSNPT-UHFFFAOYSA-N CCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CCN(C(CC1CC2)C2O)C1=O RTKTWEFRPJSNPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYWKIJJCCIGFGG-UHFFFAOYSA-N CN(C(CC1CC2)C2O)C1=O Chemical compound CN(C(CC1CC2)C2O)C1=O TYWKIJJCCIGFGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIFWOKKXIOOYBN-UHFFFAOYSA-N OC(CCC1C2)C2N(C2CCCCC2)C1=O Chemical compound OC(CCC1C2)C2N(C2CCCCC2)C1=O ZIFWOKKXIOOYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INRILZXHVRWWGB-UHFFFAOYSA-N OC(CCC1C2)C2NC1=O Chemical compound OC(CCC1C2)C2NC1=O INRILZXHVRWWGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
Description
本発明は、アクリル酸エステル誘導体およびアルコール誘導体並びにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to an acrylate derivative and an alcohol derivative and a method for producing them.
リソグラフィー技術は、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程を有する。露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)のF2エキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light and electron beams through a mask on which a predetermined pattern is formed. And performing a developing process to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film. A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the exposure light source is generally shortened in wavelength (increased energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used. Currently, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has been started. Further, F 2 excimer laser of KrF excimer laser or ArF excimer laser than the short wavelength (high energy), an electron beam, is also studied, such as EUV (extreme ultraviolet) and X-ray is performed.
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
例えばポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(ベース樹脂)と、酸発生剤成分とを含有するものが一般的に用いられている。かかる、レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤成分から酸が発生し、該酸の作用により樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。
Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions.
As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure is used. It has been.
For example, as a positive chemically amplified resist composition, a composition containing a resin component (base resin) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component is generally used. Yes. When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of resist pattern formation, an acid is generated from the acid generator component in the exposed portion, and the resin component is alkali-developed by the action of the acid. The solubility in the solution increases, and the exposed portion becomes soluble in the alkaline developer.
現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)などが一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、ベース樹脂及び酸発生剤以外に、例えばアルキルアミン、アルキルアルコールアミン等の含窒素有機化合物を化学増幅型レジスト組成物に配合することが行われている。該含窒素有機化合物は、酸発生剤から発生する酸をトラップするクエンチャーとして作用し、レジストパターン形状等のリソグラフィー特性の向上に寄与する。
現在、該含窒素有機化合物としては、一般的に第3級アミンが広く用いられている。また、パターンの微細化に伴い、孤立パターン形成の際のプロセスマージン等の向上を図るため、種々の含窒素有機化合物が用いられている(例えば、特許文献2および3参照)。
Currently, as a resist base resin used in ArF excimer laser lithography and the like, a resin having a constitutional unit derived from (meth) acrylic acid ester (acrylic resin) because of its excellent transparency near 193 nm Etc.) are generally used (see, for example, Patent Document 1).
In addition to the base resin and the acid generator, for example, a nitrogen-containing organic compound such as an alkylamine or an alkyl alcoholamine is blended in the chemically amplified resist composition. The nitrogen-containing organic compound acts as a quencher that traps the acid generated from the acid generator, and contributes to the improvement of lithography properties such as the resist pattern shape.
Currently, tertiary amines are generally widely used as the nitrogen-containing organic compounds. Further, with the miniaturization of patterns, various nitrogen-containing organic compounds are used in order to improve process margins and the like when forming isolated patterns (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
今後、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が予想されるなか、リソグラフィー用途に使用できる新規な材料開発の要求がある。たとえばパターンの微細化が進むにつれ、解像性、焦点深度(DOF)、ラインウィドスラフネス(LWR)、限界寸法均一性(CDU)等の種々のリソグラフィー特性又はパターン形状(例えばラインパターンであれば矩形性、ホールパターンであれば真円性)がこれまで以上に改善されるようなレジスト材料が求められている。
しかしながら、含窒素有機化合物として第3級アミンを用いたレジスト組成物においては、露光領域から未露光領域への酸拡散の制御及び環境耐性の効果は認められるものの、求核性や塩基性度が高すぎることにより、レジスト組成物に含まれる酸発生剤中または基材成分中のエステル部位と反応して分解を引き起こすため、保存安定性が低く、リソグラフィー特性も低下するという問題があった。
特許文献2、3に記載された含窒素有機化合物を含有するレジスト組成物は、パターンの微細化が進むにつれて要求されるリソグラフィー特性やパターン形状を未だ満足できるものではなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、リソグラフィー特性に優れ、良好な形状のレジストパターンを形成し得るレジスト組成物用の高分子化合物の原料として有用なアクリル酸エステル誘導体及びその中間体(アルコール誘導体)並びにそれらの製造方法を提供することを課題とする。
In the future, there is a demand for the development of new materials that can be used for lithography applications, as further progress in lithography technology and expansion of application fields are expected. For example, as pattern miniaturization progresses, various lithography characteristics or pattern shapes such as resolution, depth of focus (DOF), line width roughness (LWR), critical dimension uniformity (CDU), etc. There is a need for a resist material that has improved rectangularity and roundness in the case of a hole pattern.
However, in a resist composition using a tertiary amine as a nitrogen-containing organic compound, although the effect of acid diffusion control from the exposed area to the unexposed area and the environmental resistance are recognized, nucleophilicity and basicity are low. When it is too high, it reacts with an ester moiety in the acid generator or the base component contained in the resist composition to cause decomposition, so that there is a problem that storage stability is low and lithography characteristics are also deteriorated.
The resist compositions containing nitrogen-containing organic compounds described in Patent Documents 2 and 3 have not yet been able to satisfy the required lithography characteristics and pattern shapes as the pattern becomes finer.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an acrylic ester derivative useful as a raw material for a polymer compound for a resist composition that is excellent in lithography properties and can form a resist pattern having a good shape, and its An object is to provide an intermediate (alcohol derivative) and a method for producing the same.
本発明者らは鋭意検討した結果、酸発生剤から発生する酸をトラップするクエンチャーとして、特定の窒素原子含有基を含むアクリル酸エステル誘導体を重合して得られる高分子化合物をベース樹脂として用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors use, as a base resin, a polymer compound obtained by polymerizing an acrylate derivative containing a specific nitrogen atom-containing group as a quencher for trapping an acid generated from an acid generator. As a result, the inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記[1]〜[5]を提供するものである。
[1]下記一般式(1)
That is, the present invention provides the following [1] to [5].
[1] The following general formula (1)
(式中、R1は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、R2、R3、R5、R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。R4およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基若しくは炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、またはR4およびR6は両者が結合して炭素数1〜3のアルキレン基、−O−、若しくは−S−を表す。R11は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜10の環状炭化水素基を表す。)
で示されるアクリル酸エステル誘導体(以下、アクリル酸エステル誘導体(1)と称する。)。
[2]下記一般式(2)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and R 2 , R 3 , R 5 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom. Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R 4 and R 6 are each independently a hydrogen atom, Represents an alkyl group having 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or R 4 and R 6 are bonded to each other to form an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, —O -, or .R 11 which represents -S- represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms).
An acrylic ester derivative represented by (hereinafter referred to as an acrylic ester derivative (1)).
[2] The following general formula (2)
(式中、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11は、前記定義の通りである。)
で示されるアルコール誘導体(以下、アルコール誘導体(2)と称する。)をエステル化することを特徴とする、アクリル酸エステル誘導体(1)の製造方法。
[3]アルコール誘導体(2)。
[4]塩基の存在下、下記一般式(3)
(Wherein R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 are as defined above.)
A method for producing an acrylate derivative (1), which comprises esterifying an alcohol derivative (hereinafter referred to as alcohol derivative (2)).
[3] Alcohol derivative (2).
[4] In the presence of a base, the following general formula (3)
(式中、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11は、前記定義の通りである)
で示されるシクロヘキセン誘導体(以下、シクロヘキセン誘導体(3)と称する。)を酸化し、下記一般式(4)
(Wherein R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 are as defined above)
A cyclohexene derivative represented by the following formula (hereinafter referred to as cyclohexene derivative (3)) is oxidized to give the following general formula (4):
(式中、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11は、前記定義の通りである)
で示されるエポキシ誘導体(以下、エポキシ誘導体(4)と称する。)を得、得られた該エポキシ誘導体(4)を塩基処理することを特徴とする、アルコール誘導体(2)の製造方法。
[5]塩基の存在下、シクロヘキセン誘導体(3)を酸化することを特徴とする、エポキシ誘導体(4)の製造方法。
(Wherein R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 are as defined above)
A method for producing an alcohol derivative (2), comprising: obtaining an epoxy derivative represented by formula (hereinafter referred to as an epoxy derivative (4)), and subjecting the obtained epoxy derivative (4) to a base treatment.
[5] A method for producing an epoxy derivative (4), wherein the cyclohexene derivative (3) is oxidized in the presence of a base.
本発明によれば、リソグラフィー特性に優れ、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物用の高分子化合物の原料として有用なアクリル酸エステル誘導体及びその中間体(アルコール誘導体)並びにそれらの製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an acrylate derivative and an intermediate thereof (alcohol derivative) useful as a raw material for a polymer compound for a resist composition that has excellent lithography properties and forms a resist pattern with a good shape, and a method for producing them Can be provided.
[アクリル酸エステル誘導体(1)]
リソグラフィー特性に優れ、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得るためには、以下の本発明のアクリル酸エステル誘導体(1)が有用である。
[Acrylic acid ester derivative (1)]
The following acrylic ester derivative (1) of the present invention is useful for obtaining a resist composition that is excellent in lithography properties and forms a resist pattern having a good shape.
上記アクリル酸エステル誘導体(1)中のR1は、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表す。これらの中でも、R1としては、水素原子またはメチル基が好ましい。
上記アクリル酸エステル誘導体(1)中のR2、R3、R5、R7、R8、R9、R10は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。
上記アクリル酸エステル誘導体(1)中のR4およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基若しくは炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、またはR4およびR6は両者が結合して炭素数1〜3のアルキレン基、−O−、若しくは−S−を表す。
上記アクリル酸エステル誘導体(1)中のR11は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜10の環状炭化水素基を表す。
R 1 in the acrylate derivative (1) represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Among these, R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 , R 3 , R 5 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 in the acrylate derivative (1) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, carbon A cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is represented.
R 4 and R 6 in the acrylate derivative (1) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Represents an alkoxy group, or R 4 and R 6 together represent an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, —O—, or —S—.
R 11 in the acrylate derivative (1) represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10がそれぞれ独立して表す炭素数1〜6のアルキル基としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得る観点から、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10がそれぞれ独立して表す炭素数3〜6のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10がそれぞれ独立して表す炭素数1〜6のアルコキシ基としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基などが挙げられる。これらの中でも、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得る観点から、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
以上の中でも、R2、R3、R5、R7、R8、R9、R10としては、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、いずれも水素原子であることがより好ましい。
The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represents may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like can be mentioned. Among these, from the viewpoint of obtaining a resist composition that forms a resist pattern having a good shape, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
Examples of the cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms which R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represent include a cyclopropyl group and a cyclobutyl group , A cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
The alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms independently represented by R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 may be linear or branched. For example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group and the like can be mentioned. Among these, from the viewpoint of obtaining a resist composition that forms a resist pattern having a good shape, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group is more preferable.
Among the above, the R 2, R 3, R 5 , R 7, R 8, R 9, R 10, and more is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms are preferred, each is hydrogen atom preferable.
R4とR6が結合して形成される炭素数1〜3のアルキレン基としては、メチレン基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基が挙げられる。これらの中でも、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得る観点から、メチレン基、エタン−1,2−ジイル基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
以上の中でも、R4およびR6としては、いずれも水素原子であるか、または両者が結合した炭素数1〜3のアルキレン基もしくは−O−であることが好ましく、メチレン基または−O−であることがより好ましい。
Examples of the alkylene group having 1 to 3 carbon atoms formed by combining R 4 and R 6 include a methylene group, an ethane-1,1-diyl group, an ethane-1,2-diyl group, and propane-1,1- Examples include a diyl group, a propane-1,2-diyl group, and a propane-1,3-diyl group. Among these, a methylene group and an ethane-1,2-diyl group are preferable, and a methylene group is more preferable from the viewpoint of obtaining a resist composition that forms a resist pattern having a good shape.
Among the above, R 4 and R 6 are each preferably a hydrogen atom, or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or —O— in which both are bonded, and a methylene group or —O—. More preferably.
R11が表す炭素数1〜6のアルキル基としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得る観点から、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、分岐鎖状の炭素数3または4のアルキル基がより好ましく、t−ブチル基がさらに好ましい。
R11がそれぞれ独立して表す炭素数3〜10の環状炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン−1−イル基などが挙げられる。
以上の中でも、R11としては、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物を得る観点から、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、アダマンタン−1−イル基が好ましい。
The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 11 may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s- Examples thereof include a butyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl group. Among these, from the viewpoint of obtaining a resist composition that forms a resist pattern having a good shape, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms is more preferable, and t- A butyl group is more preferable.
Examples of the cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms independently represented by R 11 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and an adamantane-1-yl group.
Among these, R 11 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, or an isobutyl group from the viewpoint of obtaining a resist composition that forms a resist pattern having a good shape. , S-butyl group, t-butyl group, and adamantane-1-yl group are preferable.
なお、アクリル酸エステル誘導体(1)中のR1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10およびR11は、アルコール誘導体(2)、シクロヘキセン誘導体(3)およびエポキシ誘導体(4)中のもの、並びに後出するジエン誘導体(5)、アクリル酸ハライド誘導体(6)およびアミン化合物(7)中のものとそれぞれ同一である。
以下に、本発明のアクリル酸エステル誘導体(1)の具体例を示すが、特にこれらに限定されるものではない。
In the acrylic ester derivative (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are the alcohol derivative (2). , Cyclohexene derivative (3) and epoxy derivative (4), and later diene derivative (5), acrylic acid halide derivative (6) and amine compound (7), respectively.
Specific examples of the acrylate derivative (1) of the present invention are shown below, but are not particularly limited thereto.
アクリル酸エステル誘導体(1)としては、R1が水素原子またはメチル基であり、R2、R3、R5、R7、R8、R9およびR10がいずれも水素原子であり、R11が水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基またはアダマンタン−1−イル基であり、R4およびR6が、両者が結合したメチレン基または−O−であるものが好ましい。 As the acrylic ester derivative (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 , R 3 , R 5 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are all hydrogen atoms; 11 is a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group or adamantane-1-yl group, and R 4 and R 4 It is preferable that 6 is a methylene group in which both are bonded or —O—.
[アクリル酸エステル誘導体(1)の製造方法]
本発明のアクリル酸エステル誘導体(1)の製造方法に特に制限はないが、例えば以下の第1工程〜第4工程により製造することができる。
第1工程:ジエン誘導体(以下、ジエン誘導体(5)と称する。)とアクリル酸ハライド誘導体(以下、アクリル酸ハライド誘導体(6)と称する。)を反応させた後、アミン化合物R11NH2(R11は前記定義の通りである。以下、アミン化合物(7)と称する。)と反応させることによりシクロヘキセン誘導体(3)を得る工程。
第2工程:塩基性化合物の存在下、シクロヘキセン誘導体(3)を有機過酸化物と反応させることにより、エポキシ誘導体(4)を得る工程。
第3工程:エポキシ誘導体(4)を塩基性物質と反応させることにより、アルコール誘導体(2)を得る工程。
第4工程:アルコール誘導体(2)をアクリル酸誘導体と反応させることにより、アクリル酸エステル誘導体(1)を製造する工程。
第1工程〜第4工程に関する化学反応式を次に示す。なお、上記ジエン誘導体(5)およびアクリル酸ハライド誘導体(6)は、以下の化学反応式中に記載した構造である。
[Production method of acrylic ester derivative (1)]
Although there is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of acrylic ester derivative (1) of this invention, For example, it can manufacture by the following 1st processes-4th processes.
First step: After reacting a diene derivative (hereinafter referred to as diene derivative (5)) with an acrylic acid halide derivative (hereinafter referred to as acrylic acid halide derivative (6)), an amine compound R 11 NH 2 ( R 11 is as defined above, and is hereinafter referred to as amine compound (7)) to obtain a cyclohexene derivative (3).
Second step: A step of obtaining an epoxy derivative (4) by reacting the cyclohexene derivative (3) with an organic peroxide in the presence of a basic compound.
Third step: a step of obtaining the alcohol derivative (2) by reacting the epoxy derivative (4) with a basic substance.
Fourth step: A step of producing the acrylic ester derivative (1) by reacting the alcohol derivative (2) with the acrylic acid derivative.
The chemical reaction formulas relating to the first to fourth steps are shown below. In addition, the said diene derivative (5) and acrylic acid halide derivative (6) are the structures described in the following chemical reaction formulas.
<第1工程>
まず、シクロヘキセン誘導体(3)の製造方法に関する第1工程について説明する。
第1工程は、ジエン誘導体(5)とアクリル酸ハライド誘導体(6)を反応させる工程[以下、第1工程−1と称する。]と、第1工程−1で得られた反応中間体をアミン化合物(7)と反応させる工程[以下、第1工程−2と称する。]を有する。
(第1工程−1)
第1工程−1で使用するジエン誘導体(5)の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、シクロペンタジエン、フランなどが挙げられる。
第1工程−1で使用するアクリル酸ハライド誘導体(6)の具体例としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、メタクリル酸ブロミド、クロトン酸クロリド、クロトン酸ブロミド、3−メチル−2−ブテン酸クロリドなどが挙げられる。
ジエン誘導体(5)の使用量は、アクリル酸ハライド誘導体(6)に対して、1〜50倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜10倍モルの範囲がより好ましい。
<First step>
First, the 1st process regarding the manufacturing method of a cyclohexene derivative (3) is demonstrated.
The first step is a step of reacting the diene derivative (5) and the acrylic acid halide derivative (6) [hereinafter referred to as first step-1]. And a step of reacting the reaction intermediate obtained in the first step-1 with the amine compound (7) [hereinafter referred to as the first step-2. ].
(First step-1)
Specific examples of the diene derivative (5) used in the first step-1 include butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, cyclopentadiene, furan and the like.
Specific examples of the acrylic acid halide derivative (6) used in the first step-1 include acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic acid bromide, methacrylic acid bromide, crotonic acid chloride, crotonic acid bromide, and 3-methyl-2. -Butenoic acid chloride etc. are mentioned.
The amount of the diene derivative (5) used is preferably in the range of 1 to 50 times mol with respect to the acrylic acid halide derivative (6), and more preferably in the range of 1 to 10 times mol from the viewpoint of ease of post-treatment. .
第1工程−1の反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒;塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、塩化ベンゼンなどの塩素化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、フランなどのエーテル溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル溶媒などが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、ジエン誘導体(5)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
The reaction of the first step-1 is carried out in the presence or absence of a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, saturated hydrocarbon solvents such as hexane, heptane and cyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; methylene chloride, dichloroethane, chloroform and benzene chloride Chlorinated hydrocarbon solvents such as: ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, and furan; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and propyl acetate. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the diene derivative (5), and from the viewpoint of ease of post-treatment, 0.5 to 20 A range of mass times is more preferable.
第1工程−1における反応温度は、ジエン誘導体(5)およびアクリル酸ハライド誘導体(6)の種類などによっても異なるが、−30〜100℃の範囲が好ましく、−10〜50℃の範囲がより好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
第1工程−1における反応時間は、ジエン誘導体(5)およびアクリル酸ハライド誘導体(6)の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
第1工程−1における反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
第1工程−1で得られる反応中間体を含有した反応混合液は、特に精製操作を行うことなく、そのまま第1工程−2の原料として用いることが可能であり、また、そうすることが好ましい。
The reaction temperature in the first step-1 varies depending on the types of the diene derivative (5) and the acrylic acid halide derivative (6), but is preferably in the range of -30 to 100 ° C, more preferably in the range of -10 to 50 ° C. preferable. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Usually, implementing under a normal pressure is preferable.
The reaction time in the first step-1 varies depending on the type and amount of the diene derivative (5) and acrylic acid halide derivative (6), the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of about 1 hour to 50 hours.
The reaction in the first step-1 is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
The reaction mixture containing the reaction intermediate obtained in the first step-1 can be used as a raw material in the first step-2 as it is without any purification operation, and it is preferable to do so. .
第1工程−1の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にアクリル酸ハライド誘導体(6)および所望により溶媒を仕込み、この混合液に、所望の反応温度および所望の反応圧力下で、ジエン誘導体(5)を滴下する方法が好ましい。 The method for carrying out the first step-1 is not particularly limited, but an acrylic acid halide derivative (6) and an optional solvent are charged into the reactor, and the desired reaction temperature and desired reaction are added to this mixed solution. A method of dropping the diene derivative (5) under pressure is preferred.
(第1工程−2)
第1工程−2で使用するアミン化合物(7)の具体例としては、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、s−ブチルアミン、t−ブチルアミン、シクロプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、1−アダマンチルアミンなどが挙げられる。
アミン化合物(7)の使用量は、第1工程−1で使用したアクリル酸ハライド誘導体(6)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。アミン化合物(7)の使用形態に特に制限は無く、水溶液として使用してもよいし、純品のまま使用してもよい。
(First step-2)
Specific examples of the amine compound (7) used in the first step-2 include ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, s-butylamine, t-butylamine, cyclohexane. Examples include propylamine, cyclohexylamine, and 1-adamantylamine.
The amount of the amine compound (7) used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the acrylic acid halide derivative (6) used in the first step-1. From the viewpoint of ease of post-treatment, A range of 5 moles is more preferred. There is no restriction | limiting in particular in the usage form of an amine compound (7), You may use as aqueous solution and may use it with a pure product.
第1工程−2の反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、第1工程−1の説明において例示した溶媒と同じものが挙げられる。よって、第1工程−1で溶媒を使用した場合、使用した溶媒をそのまま第1工程−2で使用することが好ましい。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、第1工程−1で使用したジエン誘導体(5)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
第1工程−1で得られた反応混合液をそのまま第1工程−2の原料として使用する場合、溶媒の量はそのままでもよいし、さらに追加してもよい。
The reaction of the first step-2 is carried out in the presence or absence of a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction, but the same solvents as those exemplified in the description of the first step-1 can be mentioned. Therefore, when a solvent is used in the first step-1, it is preferable to use the used solvent as it is in the first step-2. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the diene derivative (5) used in the first step-1, and the ease of post-treatment. From a viewpoint, the range of 0.5-20 mass times is more preferable.
When the reaction mixture obtained in the first step-1 is used as it is as the raw material of the first step-2, the amount of the solvent may be as it is or may be further added.
第1工程−2における反応温度は、アミン化合物(7)およびアクリル酸ハライド誘導体(6)の種類などによっても異なるが、−30〜100℃の範囲が好ましく、−10〜50℃の範囲がより好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
第1工程−2における反応時間は、アミン化合物(7)およびアクリル酸ハライド誘導体(6)の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
第1工程−2における反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
The reaction temperature in the first step-2 varies depending on the types of the amine compound (7) and the acrylic acid halide derivative (6), but is preferably in the range of -30 to 100 ° C, more preferably in the range of -10 to 50 ° C. preferable. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Usually, implementing under a normal pressure is preferable.
The reaction time in the first step-2 varies depending on the types and amounts of the amine compound (7) and the acrylic acid halide derivative (6), the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of about 1 hour to 50 hours.
The reaction in the first step-2 is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
第1工程−2の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にアミン化合物(7)および所望により溶媒を仕込み、この混合液に、所望の反応温度および所望の反応圧力下で、第1工程−1で得た反応中間体を滴下する方法が好ましい。 The method for carrying out the first step-2 is not particularly limited, but the reactor is charged with the amine compound (7) and, optionally, a solvent, and this mixture is subjected to a desired reaction temperature and a desired reaction pressure. Thus, a method of dropping the reaction intermediate obtained in the first step-1 is preferable.
上記の方法で得られた反応混合物からのシクロヘキセン誘導体(3)の分離および精製は、有機化合物の分離および精製に一般的に用いられる方法により行うことができる。
例えば、第1工程−2の反応終了後、有機溶媒および水を添加してから静置して、有機層と水層に分け、有機層を濃縮することによりシクロヘキセン誘導体(3)を分離できる。そして、必要に応じ、再結晶、シリカゲルクロマトグラフィーなどで精製することにより、純度の高いシクロヘキセン誘導体(3)を得ることができる。
Separation and purification of the cyclohexene derivative (3) from the reaction mixture obtained by the above method can be performed by a method generally used for separation and purification of organic compounds.
For example, the cyclohexene derivative (3) can be separated by adding the organic solvent and water after the completion of the reaction in the first step-2, allowing to stand, separating the organic layer and the aqueous layer, and concentrating the organic layer. And if necessary, a highly purified cyclohexene derivative (3) can be obtained by recrystallization, silica gel chromatography, or the like.
<第2工程>
次に、エポキシ誘導体(4)の製造方法に関する第2工程について説明する。
第2工程で使用する有機過酸化物の具体例としては、過酢酸、m−クロロ過安息香酸、ジメチルジオキシランなどが挙げられる。
有機過酸化物の使用量は、シクロヘキセン誘導体(3)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。
<Second step>
Next, the 2nd process regarding the manufacturing method of an epoxy derivative (4) is demonstrated.
Specific examples of the organic peroxide used in the second step include peracetic acid, m-chloroperbenzoic acid, dimethyldioxirane and the like.
The amount of the organic peroxide used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the cyclohexene derivative (3), and more preferably in the range of 1 to 5 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
第2工程で使用する塩基性化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩;水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属水酸化物;炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩などが挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましい。
塩基性化合物の使用量は、有機過酸化物に対し、1〜20倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜10倍モルの範囲がより好ましい。
Specific examples of the basic compound used in the second step include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; calcium hydroxide and barium hydroxide. Alkaline earth metal hydroxides; alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate and barium carbonate. Among these, alkali metal carbonate is preferable.
The amount of the basic compound used is preferably in the range of 1 to 20 moles relative to the organic peroxide, and more preferably in the range of 1 to 10 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
第2工程の反応は、通常、溶媒の存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えば、水;ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒;塩化メチレン、ジクロロエタン、塩化ベンゼンなどの塩素化炭化水素溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピルなどのエステル溶媒が挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、シクロヘキセン誘導体(3)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
The reaction in the second step is usually carried out in the presence of a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, water; saturated hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, cyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene; methylene chloride, dichloroethane, chloride Examples include chlorinated hydrocarbon solvents such as benzene; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and isopropyl acetate. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
The amount of the solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the cyclohexene derivative (3), and more preferably in the range of 0.5 to 20 times by mass from the viewpoint of ease of post-treatment.
第2工程における反応温度は、有機過酸化物およびシクロヘキセン誘導体(3)の種類などによっても異なるが、−80〜100℃の範囲が好ましく、−30〜50℃の範囲がより好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
第2工程における反応時間は、有機過酸化物およびシクロヘキセン誘導体(3)の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
第2工程における反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
Although the reaction temperature in a 2nd process changes with kinds etc. of an organic peroxide and a cyclohexene derivative (3), the range of -80-100 degreeC is preferable, and the range of -30-50 degreeC is more preferable. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Usually, implementing under a normal pressure is preferable.
The reaction time in the second step varies depending on the type and amount of the organic peroxide and cyclohexene derivative (3), the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of about 1 hour to 50 hours.
The reaction in the second step is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
第2工程の反応は、還元剤を添加することによって停止することができる。
還元剤としては、例えば亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどが挙げられる。
還元剤を添加して第2工程の反応を停止する場合、該還元剤の添加量は、未反応の有機過酸化物に対して、1〜5倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜3倍モルの範囲がより好ましい。
The reaction in the second step can be stopped by adding a reducing agent.
Examples of the reducing agent include sodium sulfite, sodium thiosulfate, and sodium hydrogen sulfite.
When adding a reducing agent and stopping reaction of a 2nd process, the addition amount of this reducing agent has the preferable range of 1-5 times mole with respect to an unreacted organic peroxide, and ease of post-processing. From the viewpoint of the above, a range of 1 to 3 moles is more preferable.
第2工程の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にシクロヘキセン誘導体(3)、塩基性化合物および溶媒を仕込み、この混合液に、所望の反応温度および所望の反応圧力下で、有機過酸化物および溶媒の混合液を滴下する方法が好ましい。 The method for carrying out the second step is not particularly limited, but the reactor is charged with the cyclohexene derivative (3), the basic compound and the solvent, and this mixture is subjected to a desired reaction temperature and a desired reaction pressure. Then, a method of dropping a mixed solution of an organic peroxide and a solvent is preferable.
上記の方法で得られた反応混合物からのエポキシ誘導体(4)の分離および精製は、溶媒抽出、蒸留などの有機化合物の分離に一般的に用いられる方法により行うことができ、さらに再結晶、蒸留、昇華などの有機化合物の精製に一般的に用いられる方法により純度を向上させることが可能である。 Separation and purification of the epoxy derivative (4) from the reaction mixture obtained by the above method can be carried out by methods generally used for separation of organic compounds such as solvent extraction and distillation, and further recrystallization and distillation. The purity can be improved by a method generally used for purification of organic compounds such as sublimation.
<第3工程>
次に、アルコール誘導体(2)の製造方法に関する第3工程について説明する。
第3工程で使用される塩基性物質の具体例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシドなどのアルカリ金属アルコキシド;水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物などが挙げられる。これらの中でも、ナトリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシド、水素化ナトリウムが好ましい。
塩基性物質の使用量は、エポキシ誘導体(4)に対して、1〜5倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜3倍モルの範囲がより好ましい。
<Third step>
Next, the 3rd process regarding the manufacturing method of alcohol derivative (2) is demonstrated.
Specific examples of basic substances used in the third step include alkali metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, sodium-t-butoxide, potassium-t-butoxide; hydrogen And alkali metal hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride. Among these, sodium-t-butoxide, potassium-t-butoxide, and sodium hydride are preferable.
The usage-amount of a basic substance has the preferable range of 1-5 times mole with respect to an epoxy derivative (4), and the range of 1-3 times mole is more preferable from a viewpoint of the ease of post-processing.
第3工程の反応は、通常溶媒の存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル溶媒;メタノール、エタノール、t−ブタノールなどのアルコール溶媒などが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、エポキシ誘導体(4)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
The reaction in the third step is usually carried out in the presence of a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, saturated hydrocarbon solvents such as hexane, heptane and cyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and the like Ether solvent; Alcohol solvents such as methanol, ethanol, t-butanol and the like. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
The amount of the solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the epoxy derivative (4), and more preferably in the range of 0.5 to 20 times by mass from the viewpoint of ease of post-treatment.
第3工程における反応温度は、塩基性物質およびエポキシ誘導体(4)の種類などによっても異なるが、−80〜100℃の範囲が好ましく、−30〜50℃の範囲がより好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
第3工程における反応時間は、塩基性物質およびエポキシ誘導体(4)の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
第3工程における反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
The reaction temperature in the third step varies depending on the basic substance and the type of the epoxy derivative (4), but is preferably in the range of −80 to 100 ° C., more preferably in the range of −30 to 50 ° C. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Usually, implementing under a normal pressure is preferable.
The reaction time in the third step varies depending on the type and amount of the basic substance and the epoxy derivative (4), the reaction temperature, etc., but is generally preferably in the range of 1 hour to 50 hours.
The reaction in the third step is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
第3工程の反応は、水を添加することによって停止することができる。
水を添加して第3工程の反応を停止する場合、水の添加量は、使用する塩基性物質に対して、1〜100倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜50倍モルの範囲がより好ましい。
The reaction of the third step can be stopped by adding water.
When adding water and stopping reaction of a 3rd process, the addition amount of water has the preferable range of 1-100 times mole with respect to the basic substance to be used, from a viewpoint of the ease of post-processing, 1 The range of ˜50 times mol is more preferable.
第3工程の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器に塩基性物質および溶媒を仕込み、この混合液に、所望の反応温度および所望の反応圧力下で、エポキシ誘導体(4)をゆっくり添加していく方法が好ましい。 The method for carrying out the third step is not particularly limited, but a basic substance and a solvent are charged into the reactor, and this mixture is mixed with an epoxy derivative (4) under a desired reaction temperature and a desired reaction pressure. ) Is preferably added slowly.
上記の方法で得られた反応混合物からのアルコール誘導体(2)の分離および精製は、溶媒抽出、蒸留などの有機化合物の分離に一般的に用いられる方法により行うことができ、さらに再結晶、蒸留、昇華などの有機化合物の精製に一般的に用いられる方法により純度を向上させることが可能である。
以下に、第3工程で得られる本発明のアルコール誘導体(2)の具体例を示すが、特にこれらに限定されるものではない。
Separation and purification of the alcohol derivative (2) from the reaction mixture obtained by the above method can be performed by methods generally used for separation of organic compounds such as solvent extraction and distillation, and further recrystallization and distillation. The purity can be improved by a method generally used for purification of organic compounds such as sublimation.
Specific examples of the alcohol derivative (2) of the present invention obtained in the third step are shown below, but are not particularly limited thereto.
<第4工程>
次に、アクリル酸エステル誘導体(1)の製造方法に関する第4工程について説明する。
アクリル酸エステル誘導体(1)は、アルコール誘導体(2)をエステル化することにより得られる。アルコール誘導体(2)をエステル化する方法に特に制限は無いが、例えば、以下の方法が挙げられる。
方法1:塩基の存在下、アクリル酸ハライド類とアルコール誘導体(2)を反応させる方法。
方法2:塩基の存在下、アクリル酸無水物類とアルコール誘導体(2)を反応させる方法。
方法3:アクリル酸類とアルコール誘導体(2)を反応させる方法。
以下、方法1〜3それぞれについて順に説明する。
<4th process>
Next, the 4th process regarding the manufacturing method of an acrylic ester derivative (1) is demonstrated.
The acrylic ester derivative (1) can be obtained by esterifying the alcohol derivative (2). Although there is no restriction | limiting in particular in the method of esterifying alcohol derivative (2), For example, the following method is mentioned.
Method 1: A method of reacting an acrylic acid halide with an alcohol derivative (2) in the presence of a base.
Method 2: A method in which acrylic anhydrides and alcohol derivative (2) are reacted in the presence of a base.
Method 3: A method of reacting acrylic acid and alcohol derivative (2).
Hereinafter, each of the methods 1 to 3 will be described in order.
(方法1)
方法1で使用するアクリル酸ハライド類の具体例としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、2−トリフルオロメチルアクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、メタクリル酸ブロミド、2−トリフルオロメチルアクリル酸ブロミドなどが挙げられる。これらの中でも、入手の容易さの観点から、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、2−トリフルオロメチルアクリル酸クロリドが好ましい。
アクリル酸ハライド類の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。
(Method 1)
Specific examples of the acrylic acid halides used in Method 1 include acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, 2-trifluoromethylacrylic acid chloride, acrylic acid bromide, methacrylic acid bromide, and 2-trifluoromethylacrylic acid bromide. Can be mentioned. Among these, acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, and 2-trifluoromethylacrylic acid chloride are preferable from the viewpoint of availability.
The amount of acrylic acid halides used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the alcohol derivative (2), and more preferably in the range of 1 to 5 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
方法1で使用する塩基の具体例としては、副生する酸を中和するものであれば特に限定されないが、例えばピリジン、2−メチルピリジン、2−メチル−5−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物;トリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、トリエタノールアミン、ピペラジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン;炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩などが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
塩基の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。
Specific examples of the base used in Method 1 are not particularly limited as long as they neutralize the by-product acid. For example, pyridine, 2-methylpyridine, 2-methyl-5-ethylpyridine, 2,6- Nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as dimethylpyridine; amines such as triethylamine, triethylenetetramine, triethanolamine, piperazine, diazabicyclo [2.2.2] octane; bicarbonates of alkali metals such as sodium hydrogencarbonate, etc. Is mentioned. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
The amount of the base used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the alcohol derivative (2), and more preferably in the range of 1 to 5 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
方法1の反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒;塩化メチレン、ジクロロエタン、塩化ベンゼンなどの塩素化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、フランなどのエーテル溶媒;アセトニトリル、ベンズニトリルなどのニトリル溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル溶媒;2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン等のケトン系溶媒などが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
The reaction of Method 1 is carried out in the presence or absence of a solvent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, saturated hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, and cyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene; such as methylene chloride, dichloroethane, and benzene chloride. Chlorinated hydrocarbon solvents; ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, and furan; nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and propyl acetate; 2-butanone, 4-methyl- Examples thereof include ketone solvents such as 2-pentanone. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the alcohol derivative (2), and from the viewpoint of ease of post-treatment, 0.5 to 20 A range of mass times is more preferable.
方法1の反応は、重合を防止するために重合禁止剤を使用することも可能である。
重合禁止剤としては、例えばハイドロキノン、p−メトキシフェノール等のフェノール系重合禁止剤;N,N'−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N'−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N'−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン等のアミン系重合禁止剤;4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−アセトアミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル等のN−オキシル系重合禁止剤が挙げられる。重合禁止剤は、1種を単独で使用することも、2種以上を混合して使用することも可能である。重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、特に限定されず、適宜決めればよい。
In the reaction of method 1, a polymerization inhibitor can be used to prevent polymerization.
Examples of the polymerization inhibitor include phenolic polymerization inhibitors such as hydroquinone and p-methoxyphenol; N, N′-diisopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, N -Amine polymerization inhibitors such as phenyl-N '-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine; 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-acetamide And N-oxyl-based polymerization inhibitors such as -2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl. A polymerization inhibitor can be used alone or in combination of two or more. When a polymerization inhibitor is used, the amount used is not particularly limited and may be determined as appropriate.
方法1は、4−ジメチルアミノピリジン等の活性化剤を加えて実施することも可能である。
方法1における反応温度は、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸ハライド類の種類、活性化剤使用の有無により異なるが、概ね−50〜100℃の範囲が好ましく、反応速度および重合抑制の観点から、−30〜80℃の範囲がより好ましい。また反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
方法1における反応時間は、塩基、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸ハライド類の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
方法1は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
Method 1 can also be carried out by adding an activator such as 4-dimethylaminopyridine.
The reaction temperature in Method 1 varies depending on the type of the alcohol derivative (2) and the acrylic halide, and whether or not an activator is used, but is generally in the range of −50 to 100 ° C., from the viewpoint of reaction rate and polymerization inhibition. A range of −30 to 80 ° C. is more preferable. The reaction pressure is not particularly limited, but it is usually preferable to carry out the reaction under normal pressure.
The reaction time in Method 1 varies depending on the type, amount used, reaction temperature, and the like of the base, the alcohol derivative (2) and the acrylic acid halide, but is preferably in the range of about 1 hour to 50 hours.
Method 1 is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
方法1の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にアルコール誘導体(2)、塩基および所望により溶媒、重合禁止剤、活性化剤を仕込み、この混合液に、所望の反応温度および所望の反応圧力下で、アクリル酸ハライド類を滴下する方法が好ましい。 The method for carrying out method 1 is not particularly limited, but the reactor is charged with the alcohol derivative (2), a base, and optionally a solvent, a polymerization inhibitor, and an activator. A method of dropping acrylic acid halides at a temperature and a desired reaction pressure is preferred.
(方法2)
方法2で使用するアクリル酸無水物類の具体例としては、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、2−トリフルオロメチルアクリル酸無水物、アクリル酸ピバリン酸無水物、メタクリル酸ピバリン酸無水物、2−トリフルオロメチルアクリル酸ピバリン酸無水物、アクリル酸メタンスルホン酸無水物、メタクリル酸メタンスルホン酸無水物、2−トリフルオロメチルアクリル酸メタンスルホン酸無水物等が挙げられる。
アクリル酸無水物類の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。
(Method 2)
Specific examples of the acrylic anhydrides used in Method 2 include acrylic anhydride, methacrylic anhydride, 2-trifluoromethyl acrylic anhydride, pivalic anhydride, pivalic anhydride, Examples include 2-trifluoromethylacrylic acid pivalic acid anhydride, acrylic acid methanesulfonic acid anhydride, methacrylic acid methanesulfonic acid anhydride, and 2-trifluoromethylacrylic acid methanesulfonic acid anhydride.
The amount of acrylic anhydrides used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the alcohol derivative (2), and more preferably in the range of 1 to 5 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
方法2で使用する塩基としては、方法1で例示した塩基と同じものが挙げられる。塩基は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。塩基の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、1〜10倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。 Examples of the base used in Method 2 include the same bases as those exemplified in Method 1. A base may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types. The amount of the base used is preferably in the range of 1 to 10 moles relative to the alcohol derivative (2), and more preferably in the range of 1 to 5 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.
方法2の反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。
溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はなく、方法1で例示した溶媒と同じものが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、ジエン誘導体(5)に対して、0.5〜100質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量倍の範囲がより好ましい。
The reaction of Method 2 is carried out in the presence or absence of a solvent.
There is no restriction | limiting in particular as long as reaction is not inhibited, The same thing as the solvent illustrated by the method 1 is mentioned. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When carried out in the presence of a solvent, the amount of solvent used is preferably in the range of 0.5 to 100 times by mass with respect to the diene derivative (5), and 0.5 to 20 mass from the viewpoint of ease of post-treatment. A range of double is more preferable.
方法2の反応は、重合を防止するために重合禁止剤を使用することも可能である。重合禁止剤としては、方法1で例示した重合禁止剤と同じものが挙げられる。重合禁止剤は、1種を単独で使用することも、2種以上を混合して使用することも可能である。重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、特に限定されず、適宜決めればよい。 In the reaction of Method 2, a polymerization inhibitor can be used to prevent polymerization. Examples of the polymerization inhibitor include the same polymerization inhibitors as those exemplified in Method 1. A polymerization inhibitor can be used alone or in combination of two or more. When a polymerization inhibitor is used, the amount used is not particularly limited and may be determined as appropriate.
方法2は、4−ジメチルアミノピリジン等の活性化剤を加えて実施することも可能である。
方法2における反応温度は、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸無水物類の種類、活性化剤使用の有無により異なるが、概ね−50〜100℃の範囲が好ましく、反応速度および重合抑制から、−30〜80℃の範囲がより好ましい。また反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
方法2における反応時間は、塩基、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸無水物類の種類や使用量、反応温度等によっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
方法2は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
Method 2 can also be carried out by adding an activator such as 4-dimethylaminopyridine.
The reaction temperature in Method 2 varies depending on the types of the alcohol derivative (2) and acrylic anhydrides and whether or not an activator is used, but is generally preferably in the range of −50 to 100 ° C. From the reaction rate and polymerization inhibition, The range of 30-80 degreeC is more preferable. The reaction pressure is not particularly limited, but it is usually preferable to carry out the reaction under normal pressure.
The reaction time in Method 2 varies depending on the type and amount of the base, alcohol derivative (2) and acrylic anhydride, the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of about 1 to 50 hours.
Method 2 is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
(方法3)
方法3で使用するアクリル酸類は、アクリル酸、メタクリル酸または2−トリフルオロメチルアクリル酸である。アクリル酸類の使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、1〜50倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜20倍モルの範囲がより好ましい。
(Method 3)
The acrylic acid used in Method 3 is acrylic acid, methacrylic acid or 2-trifluoromethyl acrylic acid. The amount of acrylic acid used is preferably in the range of 1 to 50 times mol with respect to the alcohol derivative (2), and more preferably in the range of 1 to 20 times mol from the viewpoint of ease of post-treatment.
方法3では、通常、酸触媒を使用する。酸触媒としては、例えば硫酸、p−トルエンスルホン酸一水和物や、酸性イオン交換樹脂等の固体酸触媒が挙げられる。固体酸触媒以外の酸触媒を使用する場合、その使用量は、アルコール誘導体(2)に対して、0.001〜2倍モルの範囲が好ましく、0.01〜1倍モルの範囲がより好ましい。固体酸触媒を酸触媒として使用する場合、その使用量は、アルコール誘導体(2)の使用量に合わせて適宜設定すればよい。 In Method 3, an acid catalyst is usually used. Examples of the acid catalyst include solid acid catalysts such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid monohydrate, and acidic ion exchange resins. When using an acid catalyst other than the solid acid catalyst, the amount used is preferably in the range of 0.001 to 2 moles, more preferably in the range of 0.01 to 1 moles, relative to the alcohol derivative (2). . When a solid acid catalyst is used as the acid catalyst, the amount used may be appropriately set according to the amount used of the alcohol derivative (2).
方法3の反応は、重合を防止するために重合禁止剤を使用することも可能である。重合禁止剤としては、方法1で例示した重合禁止剤と同じものが挙げられる。重合禁止剤は、1種を単独で使用することも、2種以上を混合して使用することも可能である。重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、特に限定されず、適宜決めればよい。 In the reaction of method 3, a polymerization inhibitor can be used to prevent polymerization. Examples of the polymerization inhibitor include the same polymerization inhibitors as those exemplified in Method 1. A polymerization inhibitor can be used alone or in combination of two or more. When a polymerization inhibitor is used, the amount used is not particularly limited and may be determined as appropriate.
方法3の反応温度は、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸類の種類によって異なるが、概ね、30〜150℃の範囲が好ましく、50〜100℃の範囲がより好ましい。また反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
方法3における反応時間は、塩基、アルコール誘導体(2)およびアクリル酸類の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間の範囲が好ましい。
The reaction temperature in Method 3 varies depending on the type of the alcohol derivative (2) and acrylic acid, but is generally preferably in the range of 30 to 150 ° C, more preferably in the range of 50 to 100 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, but it is usually preferable to carry out the reaction under normal pressure.
The reaction time in Method 3 varies depending on the types and amounts of the base, alcohol derivative (2) and acrylic acids, the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of about 1 hour to 50 hours.
方法3の反応は平衡反応であるため、十分に反応を進行させるためには反応系から副生する水を除きながら実施することが好ましい。水を除く方法としては、例えば、ヘキサン、トルエンなどの水と共沸混合物を形成する溶媒を用いて、デカンター等の装置から水を除きながら行う方法や、モレキュラーシーブスなどの水吸着剤を使用する方法などが挙げられる。 Since the reaction of Method 3 is an equilibrium reaction, it is preferable to carry out the reaction while removing by-product water from the reaction system in order to sufficiently proceed the reaction. As a method of removing water, for example, a method of removing water from an apparatus such as a decanter using a solvent that forms an azeotrope with water such as hexane or toluene, or a water adsorbent such as molecular sieves is used. The method etc. are mentioned.
上記方法1、2または3で得られた反応混合物からのアクリル酸エステル誘導体(1)の分離および精製は、溶媒抽出、蒸留などの有機化合物の分離に一般的に用いられる方法により行うことができ、さらに再結晶、蒸留、昇華などの有機化合物の精製に一般的に用いられる方法により純度を向上させることが可能である。 Separation and purification of the acrylate derivative (1) from the reaction mixture obtained in the above-mentioned method 1, 2 or 3 can be carried out by methods generally used for separation of organic compounds such as solvent extraction and distillation. Further, the purity can be improved by a method generally used for purification of organic compounds such as recrystallization, distillation, sublimation and the like.
[高分子化合物]
本発明のアクリル酸エステル誘導体(1)を単独で重合してなる重合体またはアクリル酸エステル誘導体(1)と他の重合性化合物とを共重合してなる共重合体は、フォトレジスト組成物用の高分子化合物として有用である。
アクリル酸エステル誘導体(1)と共重合させることができる他の重合性化合物(以下、共重合単量体と称する。)の具体例としては、例えば下記の化学式で示される化合物などが挙げられるが、特にこれらに限定されない。
[Polymer compound]
A polymer obtained by polymerizing the acrylic ester derivative (1) of the present invention alone or a copolymer obtained by copolymerizing the acrylic ester derivative (1) and another polymerizable compound is used for a photoresist composition. It is useful as a high molecular compound.
Specific examples of other polymerizable compounds (hereinafter referred to as copolymerization monomers) that can be copolymerized with the acrylate derivative (1) include compounds represented by the following chemical formulas. However, it is not particularly limited to these.
上記式(I)〜(XII)中、R12は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、R13は重合性基を表す。R14は水素原子または−COOR15を表し、R15は炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、R16はアルキル基を表す。 In the above formulas (I) to (XII), R 12 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 13 represents a polymerizable group. R 14 represents a hydrogen atom or —COOR 15 , and R 15 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 16 represents an alkyl group.
共重合単量体において、R12およびR15がそれぞれ独立して表す炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。R16が表すアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などが挙げられる。また、R13が表す重合性基としては、例えばアクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、クロトノイル基などが挙げられる。 In the comonomer, the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms independently represented by R 12 and R 15 includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkyl group represented by R 16 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group, and a t-butyl group. Examples of the polymerizable group represented by R 13 include an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, and a crotonoyl group.
高分子化合物は、常法に従って、ラジカル重合により製造することができる。特に、分子量分布が小さい高分子化合物を合成する方法としては、リビングラジカル重合などを挙げることができる。
一般的なラジカル重合方法は、必要に応じて1種類以上のアクリル酸エステル誘導体(1)および必要に応じて1種類以上の上記共重合単量体を、ラジカル重合開始剤および溶媒、並びに必要に応じて連鎖移動剤の存在下に重合させる。
ラジカル重合の実施方法には特に制限はなく、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法など、例えばアクリル系の高分子化合物を製造する際に用いる慣用の方法を使用できる。
The polymer compound can be produced by radical polymerization according to a conventional method. In particular, a method for synthesizing a polymer compound having a small molecular weight distribution includes living radical polymerization.
A general radical polymerization method includes a radical polymerization initiator and a solvent, and, if necessary, one or more kinds of acrylic ester derivatives (1) and, if necessary, one or more kinds of the above copolymerization monomers. Accordingly, the polymerization is carried out in the presence of a chain transfer agent.
The method for carrying out radical polymerization is not particularly limited, and conventional methods such as those used in the production of acrylic polymer compounds such as solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization and bulk polymerization can be used.
前記ラジカル重合開始剤としては、例えばt−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオキシド化合物;ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチル−α−クミルペルオキシド、ジ−α−クミルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド化合物;ベンゾイルペルオキシド、ジイソブチリルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド化合物;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートなどのアゾ化合物などが挙げられる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、重合反応に用いるアクリル酸エステル誘導体(1)、共重合単量体、連鎖移動剤、溶媒の種類および使用量、重合温度などの重合条件に応じて適宜選択できるが、全重合性化合物[アクリル酸エステル誘導体(1)と共重合単量体の合計量であり、以下同様である。]1モルに対して、通常、0.005〜0.2モルの範囲が好ましく、0.01〜0.15モルの範囲がより好ましい。
Examples of the radical polymerization initiator include hydroperoxide compounds such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide; di-t-butyl peroxide, t-butyl-α-cumyl peroxide, di-α-cumyl peroxide and the like. Dialkyl peroxide compounds; diacyl peroxide compounds such as benzoyl peroxide and diisobutyryl peroxide; and azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate.
The amount of the radical polymerization initiator used can be appropriately selected according to the polymerization conditions such as the acrylic ester derivative (1), copolymerization monomer, chain transfer agent, solvent used in the polymerization reaction, the amount of solvent used, and the polymerization temperature. Is the total amount of all polymerizable compounds [acrylic ester derivative (1) and comonomer, and so on. ] Usually, the range of 0.005 to 0.2 mol is preferable with respect to 1 mol, and the range of 0.01 to 0.15 mol is more preferable.
前記連鎖移動剤としては、例えばドデカンチオール、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物が挙げられる。連鎖移動剤を使用する場合、その使用量は、全重合性化合物1モルに対して、通常、0.005〜0.2モルの範囲が好ましく、0.01〜0.15モルの範囲がより好ましい。 Examples of the chain transfer agent include thiol compounds such as dodecanethiol, mercaptoethanol, mercaptopropanol, mercaptoacetic acid, and mercaptopropionic acid. When a chain transfer agent is used, the amount used is usually preferably in the range of 0.005 to 0.2 mol, more preferably in the range of 0.01 to 0.15 mol, per 1 mol of all polymerizable compounds. preferable.
前記溶媒としては、重合反応を阻害しなければ特に制限はなく、例えばプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル;乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテルなどが挙げられる。
溶媒の使用量は、全重合性化合物1質量部に対して、通常、0.5〜20質量部の範囲であり、経済性の観点からは、1〜10質量部の範囲であるのが好ましい。
The solvent is not particularly limited as long as the polymerization reaction is not inhibited. For example, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether propionate, ethylene Glycol ethers such as glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether; esters such as ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone , Methyl amyl ketone, cyclopentanone, cyclohexa Ketones, such as emissions diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, ethers such as 1,4-dioxane.
The usage-amount of a solvent is the range of 0.5-20 mass parts normally with respect to 1 mass part of all the polymeric compounds, and it is preferable that it is the range of 1-10 mass parts from a viewpoint of economical efficiency. .
重合温度は、通常、40〜150℃であり、生成する高分子化合物の安定性の観点から60〜120℃の範囲であるのが好ましい。
重合反応の時間は、アクリル酸エステル誘導体(1)、共重合単量体、重合開始剤、溶媒の種類および使用量、重合反応の温度などの重合条件により異なるが、通常、30分〜48時間の範囲が好ましく、1時間〜24時間の範囲がより好ましい。
The polymerization temperature is usually 40 to 150 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of the stability of the polymer compound to be produced.
The time for the polymerization reaction varies depending on the polymerization conditions such as the acrylic ester derivative (1), the comonomer, the polymerization initiator, the type and amount of the solvent used, and the temperature of the polymerization reaction, but usually 30 minutes to 48 hours. The range of 1 hour to 24 hours is more preferable.
こうして得られる高分子化合物は、再沈殿などの通常の操作により単離可能である。単離した高分子化合物は真空乾燥などで乾燥することもできる。
再沈澱の操作で用いる溶媒としては、例えばペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;ニトロメタンなどのニトロ化炭化水素;アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテル;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン;酢酸などのカルボン酸;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル;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などのカーボネート;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、ブタノールなどのアルコール;水が挙げられる。
The polymer compound thus obtained can be isolated by ordinary operations such as reprecipitation. The isolated polymer compound can be dried by vacuum drying or the like.
Examples of the solvent used in the reprecipitation operation include aliphatic hydrocarbons such as pentane and hexane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene and xylene; methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like. Nitrogenated hydrocarbons such as nitromethane; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; Carboxyls such as acetic acid Acid; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylene carbonate; Methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol Include water; alcohols such as butanol.
[フォトレジスト組成物]
上記高分子化合物と、有機溶媒および光酸発生剤、並びに必要に応じて塩基性化合物および添加物を配合することにより、フォトレジスト組成物を調製する。
光酸発生剤としては、従来、化学増幅型レジストに通常用いられる光酸発生剤を用いることができる。
さらに、フォトレジスト組成物には、界面活性剤、増感剤、ハレーション防止剤、形状改良剤、保存安定剤、消泡剤などを配合することができる。
[Photoresist composition]
A photoresist composition is prepared by blending the polymer compound, an organic solvent and a photoacid generator, and a basic compound and additives as necessary.
As the photoacid generator, a photoacid generator conventionally used for a chemically amplified resist can be used.
Furthermore, a surfactant, a sensitizer, an antihalation agent, a shape improver, a storage stabilizer, an antifoaming agent, and the like can be added to the photoresist composition.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these examples.
<実施例1>第1工程
(第1工程−1)
温度計、攪拌装置、窒素導入管および滴下ロートを設置した内容積2Lの三つ口フラスコに、塩化アクリロイル217.2g(2.400mol)およびトルエン520gを仕込み、内温を0℃に冷却した。この混合液へ、滴下ロートからシクロペンタジエン190.4g(2.880mol)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、0℃にて1時間攪拌し、反応中間体溶液を調製した。
(第1工程−2)
温度計、攪拌装置、窒素導入管および滴下ロートを設置した内容積2Lの三つ口フラスコに、t−ブチルアミン201.1g(2.750mol)およびトルエン513gを仕込み、内温を0℃に冷却した。この混合液へ、滴下ロートから、上記第1工程−1で得られた反応中間体溶液を1時間30分かけて滴下した後、内温を25℃に昇温した。
得られた反応混合物に酢酸エチル1800mlおよび水300mlを添加し、30分攪拌した後、静置して分液した後、有機層を得た。得られた有機層を減圧下に濃縮して濃縮物を得た。
該濃縮物に酢酸エチル750mlおよびヘキサン250mlを添加し、40℃に加熱して濃縮物を溶解した。攪拌しながら2℃まで冷却した後、析出した結晶をろ取した。得られた結晶を減圧乾燥し、下記特性を有するN−t−ブチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2−カルボキサミド124.3g(0.643mol;収率26.8%)を得た。
<Example 1> First step (first step-1)
217.2 g (2.400 mol) of acryloyl chloride and 520 g of toluene were charged into a 3 L flask having an internal volume of 2 L equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube and a dropping funnel, and the internal temperature was cooled to 0 ° C. To this mixed solution, 190.4 g (2.880 mol) of cyclopentadiene was added dropwise from the dropping funnel over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was stirred at 0 ° C. for 1 hour to prepare a reaction intermediate solution.
(First step-2)
T-butylamine 201.1 g (2.750 mol) and toluene 513 g were charged into a 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube and a dropping funnel, and the internal temperature was cooled to 0 ° C. . The reaction intermediate solution obtained in the first step-1 was added dropwise to the mixture from the dropping funnel over 1 hour 30 minutes, and then the internal temperature was raised to 25 ° C.
To the obtained reaction mixture, 1800 ml of ethyl acetate and 300 ml of water were added, stirred for 30 minutes, and allowed to stand for liquid separation to obtain an organic layer. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain a concentrate.
750 ml of ethyl acetate and 250 ml of hexane were added to the concentrate and heated to 40 ° C. to dissolve the concentrate. After cooling to 2 ° C. with stirring, the precipitated crystals were collected by filtration. The obtained crystals were dried under reduced pressure, and 124.3 g (0.643 mol; yield 26.8%) of Nt-butylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-carboxamide having the following characteristics: Got.
1H−NMR(270MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:6.24(1H,m)、5.97(1H,m)、5.20(1H,br)、3.09(1H,s)、2.90(1H,s)、2.77(1H,m)、1.86(1H,m)、1.42(1H,m)、1.35(9H,s)、1.39−1.30(2H,m) 1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 6.24 (1H, m), 5.97 (1H, m), 5.20 (1H, br), 3.09 (1H, s ), 2.90 (1H, s), 2.77 (1H, m), 1.86 (1H, m), 1.42 (1H, m), 1.35 (9H, s), 1.39 -1.30 (2H, m)
<実施例2>第2工程
温度計、攪拌装置、窒素導入管および滴下ロートを設置した内容積2Lの三つ口フラスコに、N−t−ブチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2−カルボキサミド50.0g(0.259mol)、塩化メチレン250g、炭酸カリウム121.6g(0.880mol)および水550gを仕込み、内温を0℃に冷却した。この混合液へ、滴下ロートからm−クロロ過安息香酸75.9g(0.440mol)および塩化メチレン1559gを20分間かけて滴下した。0〜7℃にて4時間攪拌した後、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液22gを添加し、30分間攪拌した。静置して分液した後、有機層を水400mlで2回洗浄した。得られた有機層を減圧下に濃縮して濃縮物を得た。
該濃縮物にジイソプロピルエーテル554gおよびヘキサン222gを添加し、内温を50℃に昇温して濃縮物を溶解した後、2℃まで冷却し、析出した結晶をろ取した。得られた結晶を減圧下乾燥し、下記特性を有するN−t−ブチル−5,6−エポキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−カルボキサミド26.4g(0.126mol;収率48.6%)を得た。
<Example 2> Second step An Nt-butylbicyclo [2.2.1] hepta-5 was added to a 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube and a dropping funnel. En-2-carboxamide 50.0 g (0.259 mol), methylene chloride 250 g, potassium carbonate 121.6 g (0.880 mol) and water 550 g were charged, and the internal temperature was cooled to 0 ° C. To this mixed solution, 75.9 g (0.440 mol) of m-chloroperbenzoic acid and 1559 g of methylene chloride were added dropwise from a dropping funnel over 20 minutes. After stirring at 0-7 ° C. for 4 hours, 22 g of a saturated aqueous sodium sulfite solution was added and stirred for 30 minutes. After allowing to stand and liquid separation, the organic layer was washed twice with 400 ml of water. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain a concentrate.
554 g of diisopropyl ether and 222 g of hexane were added to the concentrate, the internal temperature was raised to 50 ° C. to dissolve the concentrate, and the mixture was cooled to 2 ° C., and the precipitated crystals were collected by filtration. The obtained crystals were dried under reduced pressure, and 26.4 g (0.126 mol; yield 48. Nt-butyl-5,6-epoxybicyclo [2.2.1] hept-2-carboxamide having the following characteristics: 6%).
1H−NMR(270MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:5.31(1H,br)、3.12(2H,m)、2.60(1H,s)、2.52(1H,s)、2.04(1H,m)、1.92(1H,m)、1.59(1H,m)、1.35(9H,s)、1.39−1.30(2H,m) 1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 5.31 (1H, br), 3.12 (2H, m), 2.60 (1H, s), 2.52 (1H, s ), 2.04 (1H, m), 1.92 (1H, m), 1.59 (1H, m), 1.35 (9H, s), 1.39-1.30 (2H, m)
<比較例1>
実施例2において、炭酸カリウム121.6g(0.880mol)を用いない以外は、同様に実験を行ったところ、N−t−ブチル−5,6−エポキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−カルボキサミド0.5g(0.002mol;収率0.8%)を得るのみであった。
<Comparative Example 1>
In Example 2, when an experiment was conducted in the same manner except that 121.6 g (0.880 mol) of potassium carbonate was not used, Nt-butyl-5,6-epoxybicyclo [2.2.1] hepta- Only 0.5 g (0.002 mol; yield 0.8%) of 2-carboxamide was obtained.
<実施例3>第3工程
温度計、攪拌装置および窒素導入管を設置した内容積2Lの三つ口フラスコに、カリウム−t−ブトキシド61.0g(0.544mol)およびt−ブタノール1045gを仕込み、50℃に昇温した。この混合液へ、N−t−ブチル−5,6−エポキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−カルボキサミド56.9g(0.272mol)を1時間かけて添加した。続いて内温を25℃に冷却した後、3.9質量%塩酸620gおよび酢酸エチル1900mlを添加し、30分間攪拌した。静置して分液した後、有機層を水400mlで2回洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮して濃縮物を得た。
得られた濃縮物にメタノール30gおよびジイソプロピルエーテル820gを添加し、内温を50℃に昇温して濃縮物を溶解した。続いて0℃まで冷却した後、析出した粗結晶をろ取した。得られた粗結晶に酢酸エチル200gおよびジイソプロピルエーテル200gを添加し、内温を50℃に昇温して粗結晶を溶解した。続いて0℃まで冷却した後、析出した結晶をろ取した。得られた結晶を減圧乾燥し、下記特性を有するN−t−ブチル−6−ヒドロキシヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−4H−シクロペンタ[2,3−b]ピロール24.9g(0.119mol;収率43.8%)を得た。
<Example 3> Third step 61.0 g (0.544 mol) of potassium tert-butoxide and 1045 g of tert-butanol were charged into a 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer and a nitrogen inlet tube. The temperature was raised to 50 ° C. Nt-butyl-5,6-epoxybicyclo [2.2.1] hept-2-carboxamide 56.9 g (0.272 mol) was added to this mixture over 1 hour. Subsequently, after the internal temperature was cooled to 25 ° C., 620 g of 3.9 mass% hydrochloric acid and 1900 ml of ethyl acetate were added and stirred for 30 minutes. After allowing to stand and liquid separation, the organic layer was washed twice with 400 ml of water. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain a concentrate.
30 g of methanol and 820 g of diisopropyl ether were added to the resulting concentrate, and the internal temperature was raised to 50 ° C. to dissolve the concentrate. Subsequently, after cooling to 0 ° C., the precipitated crude crystals were collected by filtration. 200 g of ethyl acetate and 200 g of diisopropyl ether were added to the obtained crude crystals, and the internal temperature was raised to 50 ° C. to dissolve the crude crystals. Subsequently, after cooling to 0 ° C., the precipitated crystals were collected by filtration. The obtained crystals were dried under reduced pressure, and 24.9 g of Nt-butyl-6-hydroxyhexahydro-2-oxo-3,5-methano-4H-cyclopenta [2,3-b] pyrrole having the following characteristics ( 0.119 mol; yield 43.8%).
1H−NMR(270MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:3.63(1H,s)、3.55(1H,m)、2.85(1H,m)、2.44(1H,br)、2.35(1H,m)、2.25(1H,m)、2.00−1.78(2H,m)、1.42(9H,s)、1.50−1.35(2H,m) 1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 3.63 (1H, s), 3.55 (1H, m), 2.85 (1H, m), 2.44 (1H, br ), 2.35 (1H, m), 2.25 (1H, m), 2.00-1.78 (2H, m), 1.42 (9H, s), 1.50-1.35 ( 2H, m)
<実施例4>第4工程(方法1)
温度計、攪拌装置、窒素導入管および滴下ロートを設置した内容積500mLの三つ口フラスコに、N−t−ブチル−6−ヒドロキシヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−4H−シクロペンタ[2,3−b]ピロール34.1g(0.163mol)、塩化メチレン340mlおよびトリエチルアミン29.8g(0.294mol)を仕込み、内温を−40℃に冷却した。この混合液へ、滴下ロートからメタクリル酸クロリド20.5g(0.196mol)を1時間かけて滴下した。該反応混合物にメタノール12mlを添加し、続いて水120mlを添加した後、30分間攪拌した。静置して分液した後、水層を塩化メチレン50mlで4回抽出した。得られた塩化メチレン層を合わせ、減圧下に濃縮した。
得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、下記特性を有するN−t−ブチルヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−4H−シクロペンタ[2,3−b]ピロール−6−イル=メタクリル酸17.2g(0.062mol;収率38.0%)を得た。
<Example 4> Fourth step (Method 1)
Nt-butyl-6-hydroxyhexahydro-2-oxo-3,5-methano-4H-cyclopenta was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a dropping funnel. [2,3-b] pyrrole (34.1 g, 0.163 mol), methylene chloride (340 ml) and triethylamine (29.8 g, 0.294 mol) were charged, and the internal temperature was cooled to -40 ° C. To this mixed liquid, 20.5 g (0.196 mol) of methacrylic acid chloride was dropped from a dropping funnel over 1 hour. To the reaction mixture, 12 ml of methanol was added, followed by 120 ml of water, and then stirred for 30 minutes. After allowing to stand and liquid separation, the aqueous layer was extracted four times with 50 ml of methylene chloride. The resulting methylene chloride layers were combined and concentrated under reduced pressure.
The resulting concentrated liquid was purified by silica gel column chromatography, and Nt-butylhexahydro-2-oxo-3,5-methano-4H-cyclopenta [2,3-b] pyrrole-6 having the following characteristics: Ir = methacrylic acid 17.2 g (0.062 mol; yield 38.0%) was obtained.
1H−NMR(270MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:6.11(1H,s)、5.59(1H,m)、4.67(1H,m)、3.70(1H,m)、2.93(1H,m)、2.51(1H,m)、2.32(1H,m)、1.95(3H,s)、1.90(1H,m)、1.85(1H,m)、1.64(1H,m)、1.47(1H,m)、1.40(9H,s) 1 H-NMR (270 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 6.11 (1H, s), 5.59 (1H, m), 4.67 (1H, m), 3.70 (1H, m ), 2.93 (1H, m), 2.51 (1H, m), 2.32 (1H, m), 1.95 (3H, s), 1.90 (1H, m), 1.85 (1H, m), 1.64 (1H, m), 1.47 (1H, m), 1.40 (9H, s)
<参考例>
下記化学式で表されるモノマー(1)〜(7)を用いて、以下に示す高分子化合物の合成を行った。
<Reference example>
Using the monomers (1) to (7) represented by the following chemical formulas, the following polymer compounds were synthesized.
なお、モノマー(2)は、以下に示す方法により合成した。
(モノマー(2)の合成)
内容積500mlの3つ口フラスコに、窒素雰囲気下、下記化学反応式中に示すアルコール20g(105.14mmol)、エチルジイソプロピルアミノカルボジイミド塩酸塩30.23g(157.71mmol)およびジメチルアミノピリジン0.6g(5mmol)のテトラヒドロフラン(THF)溶液300mlを入れた。そこへ、氷冷下(0℃)で、下記化学反応式中に示すカルボン酸化合物16.67g(115.66mmol)を加えた後、室温で12時間撹拌した。
50mlの水を加えて反応を停止した後、反応溶媒を減圧下に濃縮し、酢酸エチルで3回抽出して得られた有機層を、水、飽和炭酸水素ナトリウム、濃度1mol/Lの塩酸水溶液の順で洗浄した。減圧下に溶媒を留去して得られた生成物を乾燥させ、モノマー(2)を得た。
The monomer (2) was synthesized by the method shown below.
(Synthesis of monomer (2))
In a three-necked flask with an internal volume of 500 ml, under a nitrogen atmosphere, 20 g (105.14 mmol) of alcohol, 30.23 g (157.71 mmol) of ethyldiisopropylaminocarbodiimide hydrochloride and 0.6 g of dimethylaminopyridine shown in the following chemical reaction formula 300 ml of a tetrahydrofuran (THF) solution of (5 mmol) was added. Thereto was added 16.67 g (115.66 mmol) of the carboxylic acid compound shown in the following chemical reaction formula under ice-cooling (0 ° C.), and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours.
After stopping the reaction by adding 50 ml of water, the reaction solvent was concentrated under reduced pressure, and the organic layer obtained by extraction three times with ethyl acetate was washed with water, saturated sodium bicarbonate, hydrochloric acid aqueous solution with a concentration of 1 mol / L. Washed in the order. The product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was dried to obtain monomer (2).
(高分子化合物(A)−1の合成)
温度計および還流管を繋いだ3つ口フラスコで、モノマー(1)11.77g(69.23mmol)、モノマー(2)15.00g(47.47mmol)、モノマー(3)16.58g(63.29mmol)、モノマー(4)4.65g(27.96mmol)、モノマー(5)3.27g(13.85mmol)およびモノマー(7)0.55g(1.98mmol)を、メチルエチルケトン76.91gに溶解させてモノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液に、重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(22.1mmol)を添加して溶解させた。こうして得られた混合液を、窒素雰囲気下、78℃に加熱したメチルエチルケトン42.72gに3時間かけて滴下した。滴下終了後、反応液を4時間加熱撹拌し、その後、室温まで冷却した。
得られた重合液を大量のn−ヘプタンに滴下し、重合体を析出させ、沈殿した白色粉体をろ別し、n−ヘプタン/イソプロピルアルコール混合溶媒にて洗浄した後、乾燥させ、高分子化合物(A)−1を43g得た。
この高分子化合物(A)−1の重量平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)、13C−NMR(600MHz)により求められた共重合組成比(高分子化合物中の各構成単位の割合(モル比))について表1に示す。
(Synthesis of polymer compound (A) -1)
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, monomer (1) 11.77 g (69.23 mmol), monomer (2) 15.00 g (47.47 mmol), monomer (3) 16.58 g (63.63 mmol). 29 mmol), 4.65 g (27.96 mmol) of monomer (4), 3.27 g (13.85 mmol) of monomer (5) and 0.55 g (1.98 mmol) of monomer (7) were dissolved in 76.91 g of methyl ethyl ketone. As a result, a monomer mixture was obtained.
Dimethyl azobisisobutyrate (22.1 mmol) as a polymerization initiator was added to and dissolved in the obtained monomer mixture. The mixture thus obtained was added dropwise to 42.72 g of methyl ethyl ketone heated to 78 ° C. in a nitrogen atmosphere over 3 hours. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 4 hours, and then cooled to room temperature.
The obtained polymerization solution is dropped into a large amount of n-heptane to precipitate a polymer, and the precipitated white powder is filtered off, washed with a mixed solvent of n-heptane / isopropyl alcohol, dried, and polymerized. 43 g of compound (A) -1 was obtained.
The weight average molecular weight (Mw), molecular weight dispersity (Mw / Mn), and copolymer composition ratio determined by 13 C-NMR (600 MHz) of this polymer compound (A) -1 (each constituent unit in the polymer compound) The ratio (molar ratio) is shown in Table 1.
(高分子化合物(A)−2〜(A)−6の合成)
上記高分子化合物(A)−1の合成において、各高分子化合物の構成単位の割合を表1に示す通りに変更したこと以外は同様にして実験を行うことにより、高分子化合物(A)−2〜(A)−6を合成した。高分子化合物(A)−2〜(A)−6の重量平均分子量(Mw)および分子量分散度(Mw/Mn)について表1に示す。
(Synthesis of polymer compound (A) -2 to (A) -6)
In the synthesis of the polymer compound (A) -1, the experiment was conducted in the same manner except that the proportion of the constituent units of each polymer compound was changed as shown in Table 1, whereby the polymer compound (A)- 2- (A) -6 was synthesized. Table 1 shows the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight dispersity (Mw / Mn) of the polymer compounds (A) -2 to (A) -6.
(高分子化合物(A)−7の合成)
温度計および還流管を繋いだ3つ口フラスコで、モノマー(2)32.32g(102.29mmol)と、モノマー(6)11.93g(34.10mmol)と、モノマー(5)8.05g(34.10mmol)およびモノマー(7)0.95g(3.41mmol)を、メチルエチルケトン106.77gに溶解させてモノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液に、重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(17.3mmol)を添加して溶解させた。こうして得られた混合液を、窒素雰囲気下、80℃に加熱したメチルエチルケトン67.00g[モノマー(3)67.1g(255.73mmol)をあらかじめ溶解したもの]に3時間かけて滴下した。滴下終了後、反応液を2時間加熱撹拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
得られた重合液を大量のn−ヘプタンに滴下し、重合体を析出させ、沈殿した白色粉体をろ別し、n−ヘプタン/2−プロパノール混合溶媒、およびメタノールにて順次洗浄した後、乾燥させ、高分子化合物(A)−7を65g得た。
この高分子化合物(A)−7の重量平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)、13C−NMR測定(600MHz)により求められた共重合組成比(高分子化合物中の各構成単位の割合(モル比))について表1に示す。
(Synthesis of polymer compound (A) -7)
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, monomer (2) 32.32 g (102.29 mmol), monomer (6) 11.93 g (34.10 mmol), monomer (5) 8.05 g ( 34.10 mmol) and 0.95 g (3.41 mmol) of monomer (7) were dissolved in 106.77 g of methyl ethyl ketone to obtain a monomer mixture.
To the resulting monomer mixture, dimethyl azobisisobutyrate (17.3 mmol) was added and dissolved as a polymerization initiator. The mixed solution thus obtained was added dropwise over 3 hours to 67.00 g of methyl ethyl ketone [67.1 g (255.73 mmol) of monomer (3) dissolved in advance] heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 2 hours, and then the reaction solution was cooled to room temperature.
The obtained polymerization solution was dropped into a large amount of n-heptane, the polymer was precipitated, the precipitated white powder was filtered off, washed sequentially with an n-heptane / 2-propanol mixed solvent and methanol, It was made to dry and the polymer compound (A) -7 65g was obtained.
The weight average molecular weight (Mw), molecular weight dispersity (Mw / Mn), and copolymer composition ratio determined by 13 C-NMR measurement (600 MHz) of this polymer compound (A) -7 (each component in the polymer compound) The unit ratio (molar ratio) is shown in Table 1.
(高分子化合物(A)−8〜(A)−12の合成)
上記高分子化合物(A)−7の合成において、各高分子化合物の構成単位の割合を表1に示す通りに変更したこと以外は同様にして実験を行うことにより、高分子化合物(A)−8〜(A)−12を合成した。高分子化合物(A)−8〜(A)−12の重量平均分子量(Mw)および分子量分散度(Mw/Mn)について表1に示す。
(Synthesis of polymer compound (A) -8 to (A) -12)
In the synthesis of the polymer compound (A) -7, an experiment was conducted in the same manner except that the proportion of the constituent units of each polymer compound was changed as shown in Table 1, so that the polymer compound (A)- 8- (A) -12 was synthesized. Table 1 shows the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) of the polymer compounds (A) -8 to (A) -12.
(含フッ素高分子化合物(C)−1の合成)
温度計および還流管を繋いだ3つ口フラスコで、モノマー(c1)15.00g(54.32mmol)およびモノマー(c2)5.21g(23.28mmol)をTHF114.52gに加えて溶解させてモノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液に、重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(4.66mmol)を添加して溶解させた。こうして得られた混合液を、窒素雰囲気下、80℃で6時間加熱撹拌を行った後、室温まで冷却した。
得られた重合液を減圧下に濃縮した後、大量のn−ヘプタンに滴下し、重合体を析出させ、沈殿した重合体を、ろ別、洗浄、乾燥して、含フッ素高分子化合物(C)−1を5.6g得た。
この含フッ素高分子化合物(C)−1の重量平均分子量(Mw)は25000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.5であった。また、13C−NMR測定(600MHz)により求められた共重合組成比(高分子化合物中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m=80/20であった。
(Synthesis of fluorine-containing polymer compound (C) -1)
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, 15.00 g (54.32 mmol) of monomer (c1) and 5.21 g (23.28 mmol) of monomer (c2) were added to 114.52 g of THF and dissolved to obtain monomer. A mixture was obtained.
To the obtained monomer mixture, dimethyl azobisisobutyrate (4.66 mmol) was added as a polymerization initiator and dissolved. The mixture thus obtained was heated and stirred at 80 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere, and then cooled to room temperature.
After concentrating the obtained polymerization liquid under reduced pressure, it is dropped into a large amount of n-heptane to precipitate a polymer, and the precipitated polymer is filtered, washed and dried to obtain a fluorine-containing polymer compound (C ) -1 (5.6 g) was obtained.
This fluorine-containing polymer compound (C) -1 had a weight average molecular weight (Mw) of 25000 and a molecular weight dispersity (Mw / Mn) of 1.5. The copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the polymer compound) determined by 13 C-NMR measurement (600 MHz) was 1 / m = 80/20.
<レジスト組成物の調製>
表2〜3に示す各成分を混合して溶解し、ポジ型のレジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
Each component shown in Tables 2-3 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.
表2中、[ ]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表2中の記号は、それぞれ以下のものを示す。
(A)−1:高分子化合物(A)−1
(A)−2:高分子化合物(A)−2
(A)−3:高分子化合物(A)−3
(A)−4:高分子化合物(A)−4
(A)−5:高分子化合物(A)−5
(A)−6:高分子化合物(A)−6
(B)−1:下記化学式(B)−1で表される化合物
(B)−2:下記化学式(B)−2で表される化合物
(B)−3:下記化学式(B)−3で表される化合物
(B)−4:下記化学式(B)−4で表される化合物
(C)−1:含フッ素高分子化合物(C)−1
(C)−2:下記化学式(C)−2で表される含フッ素高分子化合物(特開2008−134607号公報に記載の方法により合成した。Mw=8000、Mw/Mn=1.47)
(C)−3:下記化学式(C)−3で表される含フッ素高分子化合物(Mw=8600、Mw/Mn=1.39、組成比l/m=54.2/45.8(モル比))
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン
(D)−2:トリエタノールアミン
(D)−3:下記化学式(D)−3で表される化合物
(E)−1:サリチル酸
(S)−1:γ−ブチロラクトン
(S)−2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル/シクロヘキサノン=45/30/25(質量比)の混合溶剤
In Table 2, the numerical value in [] shows a compounding quantity (part by mass). Moreover, the symbol in Table 2 shows the following, respectively.
(A) -1: polymer compound (A) -1
(A) -2: polymer compound (A) -2
(A) -3: polymer compound (A) -3
(A) -4: polymer compound (A) -4
(A) -5: polymer compound (A) -5
(A) -6: polymer compound (A) -6
(B) -1: Compound represented by the following chemical formula (B) -1 (B) -2: Compound represented by the following chemical formula (B) -2 (B) -3: In the following chemical formula (B) -3 Compound (B) -4: Compound (C) -1 represented by the following chemical formula (B) -4: Fluorine-containing polymer compound (C) -1
(C) -2: a fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (C) -2 (synthesized by the method described in JP 2008-134607 A. Mw = 8000, Mw / Mn = 1.47)
(C) -3: a fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (C) -3 (Mw = 8600, Mw / Mn = 1.39, composition ratio 1 / m = 54.2 / 45.8 (mol) ratio))
(D) -1: Tri-n-pentylamine (D) -2: Triethanolamine (D) -3: Compound (E) -1 represented by the following chemical formula (D) -3: Salicylic acid (S)- 1: γ-butyrolactone (S) -2: mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether / cyclohexanone = 45/30/25 (mass ratio)
表2中、[ ]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表2中の記号は、それぞれ以下のものを示す。なお、表1中と同じ記号については、表1の注釈の通りである。
(A)−7:高分子化合物(A)−7
(A)−8:高分子化合物(A)−8
(A)−9:高分子化合物(A)−9
(A)−10:高分子化合物(A)−10
(A)−11:高分子化合物(A)−11
(A)−12:高分子化合物(A)−12
(B)−5:下記化学式(B)−5で表される化合物
(B)−6:下記化学式(B)−6で表される化合物
(S)−3:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=6/4(質量比)の混合溶剤
In Table 2, the numerical value in [] shows a compounding quantity (part by mass). Moreover, the symbol in Table 2 shows the following, respectively. The same symbols as in Table 1 are as in the annotations in Table 1.
(A) -7: Polymer compound (A) -7
(A) -8: Polymer compound (A) -8
(A) -9: polymer compound (A) -9
(A) -10: polymer compound (A) -10
(A) -11: polymer compound (A) -11
(A) -12: polymer compound (A) -12
(B) -5: Compound represented by the following chemical formula (B) -5 (B) -6: Compound represented by the following chemical formula (B) -6 (S) -3: Propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol Monomethyl ether = 6/4 (mass ratio) mixed solvent
<リソグラフィー特性の評価(1)>
前記レジスト組成物1〜14を用いて、以下に示すレジストパターン形成方法によりレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
<Evaluation of lithography characteristics (1)>
Using the resist compositions 1 to 14, a resist pattern was formed by the following resist pattern forming method, and the lithography characteristics were evaluated.
(レジストパターンの形成)
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC95」(ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚90nmの有機系反射防止膜を形成した。
そして、該有機系反射防止膜上に、レジスト組成物1〜14をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で120℃、60秒間の条件で塗布後ベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚95nmのレジスト膜を形成した。
次に、ArF液浸露光装置「NSR−S609B」(株式会社ニコン製、NA(開口数)=1.07、Cross pole、液浸媒体:水)により、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して、前記レジスト膜に対して、ArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
そして、95℃で60秒間の露光後ベーク(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で10秒間、アルカリ現像処理を行い、その後、純水を用いて水リンス30秒間を行い、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、ライン幅50nmの1:1ラインアンドスペース(L/S)パターンが得られた。該L/Sパターンが形成される最適露光量Eop(mJ/cm2)を求め、感度の指標とした。その結果を表4に示す。
(Formation of resist pattern)
By applying an organic antireflective coating composition “ARC95” (produced by Brewer Science) on a 12-inch silicon wafer using a spinner and baking and drying at 205 ° C. for 60 seconds on a hot plate, An organic antireflection film having a thickness of 90 nm was formed.
Then, each of the resist compositions 1 to 14 is applied onto the organic antireflection film using a spinner, and after application, a baking (PAB) treatment is performed on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, followed by drying. As a result, a resist film having a thickness of 95 nm was formed.
Next, an ArF immersion exposure apparatus “NSR-S609B” (manufactured by Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 1.07, Cross pole, immersion medium: water) is passed through a mask pattern (6% halftone). The resist film was selectively irradiated with an ArF excimer laser (193 nm).
Then, a post-exposure baking (PEB) treatment is performed at 95 ° C. for 60 seconds, an alkali development treatment is further performed at 23 ° C. with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 10 seconds, and then pure water is used. Then, water rinsing was performed for 30 seconds, followed by shaking off and drying.
As a result, in each example, a 1: 1 line and space (L / S) pattern having a line width of 50 nm was obtained. The optimum exposure amount Eop (mJ / cm 2 ) at which the L / S pattern is formed was determined and used as an index of sensitivity. The results are shown in Table 4.
(焦点深度(DOF)の評価)
上記Eopにおいて、焦点を適宜上下にずらし、上記の1:1のL/Sパターンがターゲット寸法50nm±5%(すなわち47.5〜52.5nm)の寸法変化率の範囲内で形成できる焦点深度(単位:μm)を求めた。その結果を表4に示す。
(Evaluation of depth of focus (DOF))
In the above Eop, the focal point is appropriately shifted up and down, and the above-mentioned 1: 1 L / S pattern can be formed within the range of the dimensional change rate of the target dimension 50 nm ± 5% (ie, 47.5 to 52.5 nm). (Unit: μm) was determined. The results are shown in Table 4.
(LWRの評価)
上記Eopにて形成された1:1のL/Sパターンにおいて、測長SEM「S−9380」(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、株式会社日立製作所製)により、ライン幅を、ラインの長手方向に50箇所測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を、LWRを示す尺度として算出した。その結果を表4に示す。
この3sの値が小さいほど線幅のラフネスが小さく、より均一幅のL/Sパターンが得られたことを意味する。
(Evaluation of LWR)
In the L / S pattern of 1: 1 formed by the above Eop, the line width was measured by the length measurement SEM “S-9380” (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, manufactured by Hitachi, Ltd.). The measurement was performed at 50 points in the direction, and from the result, a triple value (3 s) of the standard deviation (s) was calculated as a scale indicating LWR. The results are shown in Table 4.
The smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, which means that a more uniform width L / S pattern was obtained.
以上より、本発明に係るアクリル酸エステル誘導体(1)を利用して得られたレジスト組成物1〜10は、そうではないレジスト組成物11〜14に比べ、DOFおよびLWRのいずれも良好であり、リソグラフィー特性に優れ、かつ、良好な形状のレジストパターンを形成できることが確認できた。 From the above, the resist compositions 1 to 10 obtained by using the acrylic ester derivative (1) according to the present invention are better in both DOF and LWR than the resist compositions 11 to 14 that are not. It was confirmed that a resist pattern having excellent lithography characteristics and a good shape can be formed.
<リソグラフィー特性の評価(2)>
前記レジスト組成物16〜28を用いて、以下に示すレジストパターン形成方法によりレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
<Evaluation of lithography characteristics (2)>
Using the resist compositions 16 to 28, a resist pattern was formed by the following resist pattern forming method, and the lithography characteristics were evaluated.
(レジストパターンの形成)
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成した。
そして、該有機系反射防止膜上に、レジスト組成物16〜28をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒間の条件で塗布後ベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
次に、ArF液浸露光装置「NSR−S609B」(株式会社ニコン製、NA(開口数)=1.07、Conventional(0.97)w/oPOLANO、液浸媒体:水)により、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して、前記レジスト膜に対して、ArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
そして、80℃で60秒間の露光後ベーク(PEB)を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で20秒間、アルカリ現像処理を行い、その後、純水を用いて水リンス30秒間を行い、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、ホール直径90nmのホールが等間隔(ピッチ140nm)に配置された密コンタクトホールパターン(CHパターン)が得られた。該CHパターンが形成される最適露光量Eop(mJ/cm2;感度)を求め、感度の指標とした。その結果を表5に示す。
(Formation of resist pattern)
By applying an organic antireflection film composition “ARC29A” (produced by Brewer Science Co., Ltd.) on a 12-inch silicon wafer using a spinner, baking on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds and drying, An organic antireflection film having a thickness of 89 nm was formed.
Then, each of the resist compositions 16 to 28 is applied onto the organic antireflection film using a spinner, and after application, a baking (PAB) treatment is performed on the hot plate at 90 ° C. for 60 seconds, followed by drying. As a result, a resist film having a thickness of 100 nm was formed.
Next, using an ArF immersion exposure apparatus “NSR-S609B” (Nikon Corporation, NA (numerical aperture) = 1.07, Conventional (0.97) w / oPOLANO, immersion medium: water), a mask pattern ( The resist film was selectively irradiated with ArF excimer laser (193 nm) through 6% halftone).
Then, post-exposure baking (PEB) is performed at 80 ° C. for 60 seconds, and further, an alkali development treatment is performed for 20 seconds with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C., and then pure water is used. Water rinsing was performed for 30 seconds, followed by shaking off and drying.
As a result, in each of the examples, a dense contact hole pattern (CH pattern) in which holes with a hole diameter of 90 nm were arranged at equal intervals (pitch 140 nm) was obtained. The optimum exposure dose Eop (mJ / cm 2 ; sensitivity) for forming the CH pattern was determined and used as an index of sensitivity. The results are shown in Table 5.
(CDUの評価)
上記Eopにて形成されたCHパターンにおいて、各CHパターン中の100個のホールの直径(CD)を測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を、CD均一性(CDU)を示す尺度として算出した。その結果を表5に示す。
この3sの値が小さいほど、ホールの限界寸法均一性が高いことを意味する。
(Evaluation of CDU)
In the CH pattern formed by the above Eop, the diameter (CD) of 100 holes in each CH pattern is measured, and from the result, the standard deviation (s) three times (3 s) is obtained as the CD uniformity ( It was calculated as a scale indicating CDU). The results are shown in Table 5.
The smaller the value of 3s, the higher the critical dimension uniformity of the holes.
(真円性の評価)
上記Eopにて形成されたCHパターンを上空から観察し、測長SEM「S−9380」(株式会社日立製作所製)により、各CHパターン中の100個のホールについて、該ホールの中心から外縁までの24方向の距離を測定し、その結果から算出した標準偏差(s)の3倍値(3s)を、真円性を示す尺度として算出した。その結果を表5に示す。
この3sの値が小さいほど、ホールの真円性が高いことを意味する。
(Evaluation of roundness)
The CH pattern formed in the above Eop is observed from above, and the length measurement SEM “S-9380” (manufactured by Hitachi, Ltd.) is used to measure 100 holes in each CH pattern from the center of the hole to the outer edge. The distance in 24 directions was measured, and a value (3s) three times the standard deviation (s) calculated from the results was calculated as a scale indicating roundness. The results are shown in Table 5.
The smaller this 3s value, the higher the roundness of the hole.
以上より、本発明に係るアクリル酸エステル誘導体(1)を利用して得られたレジスト組成物16〜24は、そうではないレジスト組成物25〜28に比べてCDUが良好であり、真円性が高いことから、リソグラフィー特性に優れ、良好な形状のレジストパターンを形成できることが確認できた。 As described above, the resist compositions 16 to 24 obtained using the acrylic ester derivative (1) according to the present invention have a good CDU and roundness compared to the resist compositions 25 to 28 that are not. Therefore, it was confirmed that a resist pattern having excellent lithography characteristics and a good shape can be formed.
本発明のアクリル酸エステル誘導体(1)は、リソグラフィー特性に優れ、良好な形状のレジストパターンを形成するレジスト組成物用の高分子化合物の原料として有用である。また、本発明のアルコール誘導体(2)は、該アクリル酸エステル誘導体(1)の合成中間体として有用である。 The acrylic ester derivative (1) of the present invention is excellent as a lithographic property and is useful as a raw material for a polymer compound for a resist composition that forms a resist pattern having a good shape. The alcohol derivative (2) of the present invention is useful as a synthetic intermediate for the acrylate derivative (1).
Claims (3)
で示されるアルコール誘導体。 The following general formula (2)
An alcohol derivative represented by
で示されるシクロヘキセン誘導体を酸化し、下記一般式(4)
で示されるエポキシ誘導体を得、得られた該エポキシ誘導体を塩基処理することを特徴とする、下記一般式(2)
で示されるアルコール誘導体の製造方法。 In the presence of a base, the following general formula (3)
A cyclohexene derivative represented by the following general formula (4) is oxidized:
An epoxy derivative represented by the formula (2) is obtained, and the obtained epoxy derivative is treated with a base:
The manufacturing method of the alcohol derivative shown by these.
で示されるシクロヘキセン誘導体を酸化することを特徴とする、下記一般式(4)
で示されるエポキシ誘導体の製造方法。 In the presence of a base, the following general formula (3)
A cyclohexene derivative represented by the following formula (4) is oxidized:
The manufacturing method of the epoxy derivative shown by these.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013267949A JP5671603B2 (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013267949A JP5671603B2 (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009203565A Division JP5478161B2 (en) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014144950A JP2014144950A (en) | 2014-08-14 |
JP5671603B2 true JP5671603B2 (en) | 2015-02-18 |
Family
ID=51425506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013267949A Expired - Fee Related JP5671603B2 (en) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5671603B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5401218B2 (en) * | 2009-09-03 | 2014-01-29 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
JP5478161B2 (en) * | 2009-09-03 | 2014-04-23 | 株式会社クラレ | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them |
-
2013
- 2013-12-25 JP JP2013267949A patent/JP5671603B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014144950A (en) | 2014-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5478161B2 (en) | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them | |
KR101620647B1 (en) | Acrylate derivative, haloester derivative, polymer compound and photoresist composition | |
KR101732205B1 (en) | --- n-acyl--lactam derivative macromolecular compound and photoresist composition | |
KR101604623B1 (en) | Acrylate ester derivatives and polymer comounds | |
KR101595583B1 (en) | (meth)acrylate derivative, intermediate thereof, and polymer compound | |
JP2010134417A (en) | Positive resist composition, method of forming resist pattern, and polymeric compound | |
JP2010134418A (en) | Positive resist composition, method of forming resist pattern, and polymeric compound | |
JP6078526B2 (en) | Acrylic acid ester derivative and method for producing the same, intermediate and method for producing the same, polymer compound, and photoresist composition | |
JP6274288B2 (en) | Compounds and polymers | |
KR102281960B1 (en) | (meth)acrylate compound, (meth)acrylic copolymer and photosensitive resin composition containing same | |
JP5496715B2 (en) | Acrylic ester derivatives, polymer compounds and photoresist compositions | |
WO2013146379A1 (en) | Acrylic acid ester derivative | |
JP5657443B2 (en) | Acrylic ester derivatives, polymer compounds and photoresist compositions | |
WO2016125782A1 (en) | Novel alicyclic ester compound, (meth)acrylic copolymer, and functional resin composition containing same | |
JP5671603B2 (en) | Acrylic ester derivatives and alcohol derivatives and methods for producing them | |
JPWO2013146356A1 (en) | Method for producing acrylate derivative, intermediate and method for producing the same | |
TWI650310B (en) | A method for producing a novel alicyclic ester compound, a novel alicyclic ester compound, a (meth) acrylate copolymer obtained by polymerizing the compound, and a photosensitive resin composition containing the copolymer | |
WO2012035666A1 (en) | Acrylic ester derivative, alcohol derivative, and method for producing same | |
TWI614235B (en) | Novel alicyclic ester compound, (meth)acrylic acid copolymer and photosensitive resin composition containing the same | |
US8188299B2 (en) | Acrylate derivatives, alcohol derivatives, and method for producing them | |
JPWO2015122468A1 (en) | (Meth) acrylic acid ester compound and method for producing the same | |
JP2015168735A (en) | Novel alcohol derivative, acrylate derivative, haloester derivative, polymeric compound, and photoresist composition | |
JP2013144652A (en) | Acrylic acid ester derivative and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5671603 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |