JPH0859667A - ビスラクトン系化合物及びその製造方法 - Google Patents

ビスラクトン系化合物及びその製造方法

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/0226Quinonediazides characterised by the non-macromolecular additives

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平版印刷版やIC等の作製に用いられるポジ型
レジストのための感光剤の原料等として有用なビスラク
トン系化合物及びその製造方法を提供する。 【構成】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1 及びR2 は各々独立して水素又は炭素数6
以下のアルキル、R3 〜R6 は各々独立して水素、水酸
基又は炭素数6以下のアルキルを表す。)で示されるビ
スラクトン系化合物、並びに一般式(III) で示される4−ヒドロキシマンデル酸類及び一般式(IV) で示されるフェノール化合物を酸触媒の存在下に反応さ
せる、上記ビスラクトン系化合物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なビスラクトン系化
合物及びその製造方法に関し、より詳しくはポリマー安
定化剤、或いは平版印刷版やIC等の作製に用いられるポ
ジ型レジストのための原材料として有用なビスラクトン
系化合物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば特開平4−177351号及び特開平5
−323598号公報には、下式
【0003】
【化5】
【0004】で示されるモノラクトン化合物と1,2−
ナフトキノンジアジドスルホン酸とのエステル化物を感
光剤として含むポジ型レジスト組成物が記載されてい
る。一方、ビスラクトン化合物については、例えば特公
昭63−26771 号公報(実施例1)にマンデリン酸及びレ
ゾルシノールを副生する水を留去しながら加熱反応させ
て下式
【0005】
【化6】
【0006】で示されるポリマー安定化剤を製造したこ
とが記載されているが、ポジ型レジストへの利用は知ら
れていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特公昭63−26771 号公
報に記載のビスラクトン化合物はフェノール性水酸基を
有しないので、アルカリ性現像液により現像して所望の
画像(レジストパターン)を得る、平版印刷版やIC等の
作製に用いられるポジ型レジストのための原材料として
利用しにくいという問題点がある。本発明はポリマー安
定化剤ばかりでなく、平版印刷版やIC等の作製に用いら
れるポジ型レジストのための原材料としても有用なビス
ラクトン系化合物及びその製造方法を提供することを課
題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(I)
【0009】
【化7】
【0010】(式中、R1 及びR2 は各々独立して水素
又は炭素数6以下のアルキル基を表わし、R3 〜R6
各々独立して水素、水酸基又は炭素数6以下のアルキル
基を表わす。)で示されるビスラクトン系化合物、並び
に一般式(III)
【0011】
【化8】
【0012】(式中、R1 〜R4 は上記の意味を有す
る。)で示される4−ヒドロキシマンデル酸類及び一般
式(IV)
【0013】
【化9】
【0014】(式中、R5 及びR6 は上記の意味を有す
る。)で示されるフェノール化合物を酸触媒の存在下に
反応させることを特徴とする、前記一般式(I)で示さ
れるビスラクトン系化合物の製造方法である。
【0015】一般式(I)において、R1 〜R6 で表さ
れるアルキル基としては直鎖又は分岐状のものが挙げら
れ、好ましいアルキル基としてはメチル基及びエチル基
等が挙げられる。好ましい一般式(I)で示されるビス
ラクトン系化合物としては、例えば一般式(II)
【0016】
【化10】
【0017】(式中、R7 は水素又は炭素数6以下のア
ルキル基を表わす。)で示される化合物が挙げられる。
上記一般式(III)で示される4−ヒドロキシマンデ
ル酸類及び一般式(IV)で示されるフェノール化合物
を反応させて一般式(I)で示されるビスラクトン系化
合物を製造する際の好ましい酸触媒としては、例えば無
機酸(塩酸、硫酸及び燐酸等)又は有機酸(メタンスル
ホン酸、トリクロロ酢酸、トリフロロ酢酸及びp−トル
エンスルホン酸等)が挙げられる。酸触媒の使用量は一
般式(III)で示される4−ヒドロキシマンデル酸類
100 重量部に対して通常5〜100重量部であり、好まし
くは5〜50重量部である。上記反応においては、媒体と
して水又は有機溶媒を用いることが好ましく、好ましい
有機溶媒としては酢酸アルキルエステル(酢酸エチル及
び酢酸n−プロピル等)及び脂肪族環状エーテル(テト
ラヒドロフラン及びジオキサン等)等が挙げられる。水
又は有機溶媒の使用量は一般式(IV)で示されるフェ
ノール化合物100 重量部に対して通常10〜500 重量部で
あり、好ましくは50〜400 重量部である。好ましいフェ
ノール化合物としては、例えばレゾルシン、2−メチル
レゾルシン、ピロガロール及び2−エチルレゾルシン等
が挙げられる。フェノール化合物と4−ヒドロキシマン
デル酸類との反応モル比は通常1:2〜1:10であり、
好ましくは1:2〜1:4である。反応温度の範囲は通
常0〜100 ℃であり、反応時間の範囲は通常1〜120 時
間である。反応終了後、反応混合物に結晶化、濾過、洗
浄及び乾燥等の操作を加えて一般式(I)で示されるビ
スラクトン系化合物を単離することができる。一般式
(III)で示される4−ヒドロキシマンデル酸類は、
例えば市販品、或いは4−ヒドロキシ−ベンズアルデヒ
ド化合物を亜硫酸水素ナトリウム及び青酸ソーダと反応
させて相当するシアンヒドリンを得、当該シアンヒドリ
ンを加水分解してオキシカルボン酸としたものを利用す
ることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明のビスラクトン系化合物はポリマ
ー安定化剤としてばかりでなく、アルカリ性現像液によ
り現像して所望の画像を得るような平版印刷版やIC等の
作製に用いられるポジ型レジストの原材料としても有用
である。特に本発明のビスラクトン系化合物、多価フェ
ノール類の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸エステル化物(感光剤)及び、クレゾールを含むフ
ェノール類の混合物、ホルムアルデヒド及び蓚酸等の酸
性触媒の縮合反応生成物であるアルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂の3成分からなるポジ型レジスト組成物はアルカ
リ現像可能であって感度及び解像度等の諸性能に優れて
いるから、当該組成物を用いてLSI やICを生産性良く作
製することができる。又、本発明の製造方法によれば、
特公昭63−26771 号公報の実施例1に記載の方法とは異
なって酸触媒の存在下に反応させるから、反応温度を低
くすることが可能であり、高純度且つ高収率で、即ち工
業的有利に上記ビスラクトン系化合物を製造することが
できる。
【0019】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。例中、部は特に断らない限り、重量部を示す。
【0020】実施例1 2−メチルレゾルシン124 部、水460 部及びp−トルエ
ンスルホン酸102 部の混合物中に攪拌しながら60〜65℃
で1時間かけて4−ヒドロキシマンデル酸504部を添加
した。添加終了後、同温度で20時間反応させた。水5000
部を添加後、室温まで冷却した。反応混合物を濾過し、
得られた結晶を水5000部で洗浄した。洗浄後の結晶を酢
酸エチル及びトルエンの混合物(容量比で6:1)に溶
解した後、水洗した。得られた有機層を水洗後、濃縮
し、油状物を得た。この油状物にほぼ2倍量の酢酸エチ
ル及びトルエンの混合物(重量比で1:3)を加えて冷
却し、得られたスラリーを濾過した。濾過後、得られた
再結晶化物を酢酸エチル及びトルエンの混合物(重量比
で1:4)で洗浄し、次いで乾燥して下式
【0021】
【化11】
【0022】で示される化合物を収率44.3%(対.4−
ヒドロキシマンデル酸)で得た。 FD−MS(マススペクトル):m/e=388 融点:238 〜240 ℃
【0023】実施例2 レゾルシン275 部、水660 部、p−トルエンスルホン酸
105 部及び4−ヒドロキシマンデル酸1051部の混合物を
攪拌しながら50〜55℃で28時間反応させた後、室温まで
冷却した。反応混合物を濾過し、得られた結晶を水5000
部で洗浄した。洗浄後の結晶に酢酸エチル2500部を加え
て60〜65℃で溶解した後、濾過した。得られた濾液を室
温まで冷却して再結晶させた。得られた再結晶化物を酢
酸エチル100 部で洗浄後、乾燥して下式
【0024】
【化12】
【0025】で示される化合物を収率23.5%(対.4−
ヒドロキシマンデル酸)で得た。 FD−MS(マススペクトル):m/e=374 融点:209 〜210 ℃ 実施例3〜7 4−ヒドロキシマンデル酸類及びフェノール化合物を各
々、下表に示す化合物に変える以外は実施例2と同様に
してビスラクトン系化合物を得た。
【0026】
【表1】
【0027】応用例 ビスラクトン系化合物、アルカリ可溶性ノボラック樹脂
〔m−クレゾール/p−クレゾール/2−tertブチル−
5−メチルフェノール/ホルムアルデヒド=50/50/2.
5 /66(モル比)混合物から得られた重量平均分子量80
00の樹脂〕及び下記感光剤を下表に示す組成で2−ヘプ
タノン及びγ−ブチロラクトン(重量比で95:5)の混
合溶媒に溶かした後、精密濾過してレジスト液を調製し
た〔溶媒量は塗布、ベーク後の膜厚が1.07μmになるよ
うに調整した〕。常法により洗浄したシリコンウエハー
にスピンナーを用いてレジスト液を塗布し、90℃のホッ
トプレートで1分ベーク後、365nm (i線)の露光波長
を有する縮小投影露光機(ニコン社製NSR2005i9C NA =
0.57)を用いて露光量を段階的に変化させて露光した。
露光後、110 ℃のホットプレートで1分ベークし、これ
を現像液SOPD〔住友化学工業株式会社製〕で1分現像し
てポジ型パターンを得た。露光量に対するレジストの残
膜厚をプロットすることによりレジストの感度を求め
た。又、露光量の対数に対する規格化膜厚(=残膜厚/
初期膜厚)をプロットし、その傾きθからtan θを計算
してγ値とした。解像度は0.35μmラインアンドスペー
スが1:1になる露光量(実効感度)のときの膜減りな
く分離する、最小のパターンの寸法を求めた。尚、下表
中、感光剤Aは下記式
【0028】
【化13】
【0029】で示される化合物とナフトキノン−(1,
2)−ジアジド−(2)−5−スルホン酸クロリドとの
縮合反応(モル比1:2)生成物である。感光剤Bは下
記式
【0030】
【化14】
【0031】で示される化合物とナフトキノン−(1,
2)−ジアジド−(2)−5−スルホン酸クロリドとの
縮合反応(モル比1:3)生成物である。又、ビスラク
トンIは下記式
【0032】
【化15】
【0033】で示される化合物である。
【0034】
【表2】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) 【化1】 (式中、R1 及びR2 は各々独立して水素又は炭素数6
    以下のアルキル基を表わし、R3 〜R6 は各々独立して
    水素、水酸基又は炭素数6以下のアルキル基を表わ
    す。)で示されるビスラクトン系化合物。
  2. 【請求項2】一般式(II) 【化2】 (式中、R7 は水素又は炭素数6以下のアルキル基を表
    わす。)で示される、請求項1に記載のビスラクトン系
    化合物。
  3. 【請求項3】一般式(III) 【化3】 (式中、R1 〜R4 は請求項1に記載の意味を有す
    る。)で示される4−ヒドロキシマンデル酸類及び一般
    式(IV) 【化4】 (式中、R5 及びR6 は請求項1に記載の意味を有す
    る。)で示されるフェノール化合物を酸触媒の存在下に
    反応させることを特徴とする、前記一般式(I)で示さ
    れるビスラクトン系化合物の製造方法。
  4. 【請求項4】水、酢酸アルキルエステル又は脂肪族環状
    エーテルの共存下に反応させる、請求項3に記載の製造
    方法。
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