JP2005029520A - Polymerizable adamantane derivative, macromolecular compound, resin composition for photoresist, and method for producing semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体の微細加工などを行う際に用いるフォトレジスト用樹脂の単量体成分等として有用な重合性アダマンタン誘導体、特定構造の重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位を含む高分子化合物、この高分子化合物を含有するフォトレジスト用樹脂組成物、及び該樹脂組成物を用いた半導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a polymerizable adamantane derivative useful as a monomer component for a photoresist resin used when performing microfabrication of a semiconductor, a polymer compound containing a repeating unit corresponding to a polymerizable adamantane derivative having a specific structure, The present invention relates to a photoresist resin composition containing a polymer compound and a method for producing a semiconductor using the resin composition.
半導体製造工程で用いられるフォトレジスト用樹脂は、シリコンウエハーなどの基板に対して密着性を示す部分と、露光によって光酸発生剤から発生する酸により脱離してアルカリ現像液に対して可溶になる部分が必要である。また、フォトレジスト用樹脂は、ドライエッチングに対する耐性をも具備している必要がある。 The photoresist resin used in the semiconductor manufacturing process is soluble in an alkali developer by desorbing due to an acid generated from a photoacid generator upon exposure to a portion showing adhesion to a substrate such as a silicon wafer. This part is necessary. In addition, the photoresist resin needs to have resistance to dry etching.
従来、基板密着性を付与し、且つドライエッチング耐性を有する構造として、ラクトン環を含有する脂環式炭化水素骨格が知られている(特許文献1参照)。また、酸脱離性を付与し、且つドライエッチング耐性を有する構造として、第3級炭素原子を含有する脂環式炭化水素骨格が提案されている(特許文献2参照)。従って、これらの2つの骨格を有する単量体を共重合させれば、フォトレジスト用樹脂に必要な機能が集積されたポリマーを得ることが可能である。このような共重合体は、基板密着性、酸脱離性、ドライエッチング耐性を有するが、脂環式炭化水素骨格を有していることから極性が非常に低く親水性が低いため、フォトレジスト用溶剤に溶解しにくく、また露光後のアルカリ現像液にも溶解しにくいなどの問題が生じやすく、これらのレジスト用樹脂としての性能のバランスが悪い。 Conventionally, an alicyclic hydrocarbon skeleton containing a lactone ring is known as a structure that provides substrate adhesion and has dry etching resistance (see Patent Document 1). Moreover, an alicyclic hydrocarbon skeleton containing a tertiary carbon atom has been proposed as a structure that imparts acid detachability and has dry etching resistance (see Patent Document 2). Therefore, by copolymerizing these two skeleton monomers, it is possible to obtain a polymer in which the functions necessary for the photoresist resin are integrated. Such a copolymer has substrate adhesion, acid detachment property, and dry etching resistance, but has a very low polarity and low hydrophilicity because it has an alicyclic hydrocarbon skeleton. Problems such as being difficult to dissolve in the solvent and difficult to dissolve in the alkali developer after the exposure are likely to occur, and the performance balance as a resist resin is poor.
一方、半導体の製造に用いられるリソグラフィの露光光源は、年々短波長になってきており、波長248nmのKrFエキシマレーザーから波長193nmのArFエキシマレーザーへと移り、次世代の露光光源として波長157nmのF2エキシマレーザーが有望視されている。従来のKrFエキシマレーザー露光用やArFエキシマレーザー露光用のレジストに用いられる樹脂は、真空紫外光(190nm以下の波長の光)に対して充分な透過性を示さない。そこで、このような真空紫外光に対する透過性の高い樹脂として、分子内にフッ素原子を含有する高分子化合物がいくつか提案されている(特許文献3〜9など)。しかしながら、これらの樹脂においても、真空紫外光に対する透過性(透明性)は必ずしも充分でない。また、酸脱離性、ドライエッチング耐性、基板密着性、及びレジスト用溶剤やアルカリ現像液に対する溶解性(親水性)等の特性をバランスよく備えた樹脂はほとんど無い。 On the other hand, lithography exposure light sources used for semiconductor manufacturing have become shorter in wavelength year by year, and have shifted from KrF excimer lasers with a wavelength of 248 nm to ArF excimer lasers with a wavelength of 193 nm. Two excimer lasers are promising. Resins used for conventional resists for KrF excimer laser exposure and ArF excimer laser exposure do not exhibit sufficient transparency to vacuum ultraviolet light (light having a wavelength of 190 nm or less). Therefore, several high molecular compounds containing fluorine atoms in the molecule have been proposed as such highly transparent resins for vacuum ultraviolet light (Patent Documents 3 to 9, etc.). However, even these resins do not necessarily have sufficient transparency (transparency) to vacuum ultraviolet light. In addition, few resins have a good balance of properties such as acid detachability, dry etching resistance, substrate adhesion, and solubility (hydrophilicity) in resist solvents and alkaline developers.
本発明の目的は、フォトレジスト用のポリマーに基板密着性と親水性及び透明性を付与できる新規な重合性アダマンタン誘導体と、特定の重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位を含む高分子化合物、該高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物、及び該樹脂組成物を用いた半導体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel polymerizable adamantane derivative capable of imparting substrate adhesion, hydrophilicity and transparency to a polymer for photoresist, a polymer compound containing a repeating unit corresponding to a specific polymerizable adamantane derivative, It is providing the resin composition for photoresists containing a high molecular compound, and the manufacturing method of the semiconductor using this resin composition.
本発明の他の目的は、フォトレジストとして要求される諸機能を付与するための他の単量体と容易に共重合できる新規な重合性単量体を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a novel polymerizable monomer that can be easily copolymerized with other monomers for imparting various functions required as a photoresist.
本発明のさらに他の目的は、基板密着性と親水性、又はこれらの特性及び透明性に優れた高分子化合物と、該高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物、該樹脂組成物を用いた半導体の製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to use a polymer compound excellent in substrate adhesion and hydrophilicity, or these characteristics and transparency, a resin composition for photoresist containing the polymer compound, and the resin composition. Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method.
本発明の別の目的は、露光に用いる光に対する透明性、基板密着性、適度な親水性、酸脱離性、耐エッチング性等の諸特性をバランスよく備えた高分子化合物と、該高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物、該樹脂組成物を用いた半導体の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a polymer compound having well-balanced properties such as transparency to light used for exposure, substrate adhesion, moderate hydrophilicity, acid detachment properties, and etching resistance, and the polymer. An object of the present invention is to provide a photoresist resin composition containing a compound and a method for producing a semiconductor using the resin composition.
本発明のさらに別の目的は、微細なパターンを高い精度で形成できるフォトレジスト用樹脂組成物、及び半導体の製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a photoresist resin composition capable of forming a fine pattern with high accuracy, and a semiconductor manufacturing method.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、アダマンタン骨格を有する新規な重合性単量体を見出すと共に、この単量体を重合に付すことにより、基板密着性及び親水性に優れ、しかも波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する透明性が高い高分子化合物が得られること、また他の単量体との共重合により、露光に用いる光に対する透明性、適度な親水性、酸脱離性、耐エッチング性及び基板密着性等の諸特性をバランスよく備えた高分子化合物を製造しうることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found a novel polymerizable monomer having an adamantane skeleton, and by subjecting this monomer to polymerization, the substrate adhesion and hydrophilicity are improved. Excellent and high polymer compound with high transparency to light with a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light, and transparency to light used for exposure and moderate hydrophilicity by copolymerization with other monomers The present inventors have found that a polymer compound having a good balance of various properties such as acid detachability, etching resistance and substrate adhesion can be produced. The present invention has been completed based on these findings.
すなわち、本発明は、下記式(1a)又は(1b)
で表される重合性アダマンタン誘導体を提供する。
That is, the present invention provides the following formula (1a) or (1b)
A polymerizable adamantane derivative represented by the formula:
本発明は、また、下記式(2a)又は(2b)
で表されるアダマンタノール類と、下記式(3)
で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体とを反応させて、下記式(1a)又は(1b)
で表される化合物を得ることを特徴とする重合性アダマンタン誘導体の製造法を提供する。
The present invention also provides the following formula (2a) or (2b)
An adamantanol represented by the following formula (3)
Is reacted with an unsaturated carboxylic acid represented by the following formula (1a) or (1b)
A method for producing a polymerizable adamantane derivative, characterized in that a compound represented by the formula:
本発明は、さらに、下記式(4a)又は(4b)
で表される重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位を含む高分子化合物を提供する。
The present invention further includes the following formula (4a) or (4b):
The high molecular compound containing the repeating unit corresponding to the polymerizable adamantane derivative represented by these is provided.
この高分子化合物は、さらに、酸脱離性機能を有する繰り返し単位を含んでいてもよい。また、この高分子化合物は、さらに、下記式(5a)又は(5b)
で表される何れかの環を示し、W1は2価の炭化水素基を示す。R5、R6、R7は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示す。pは0又は1を示し、qは1〜8の整数を示す。qが2以上の場合、q個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(5b)中、R8は置換基を有していてもよいアルキル基を示す。R5、R6、R7は前記に同じ。rは1〜8の整数を示す。rが2以上の場合、r個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい]
で表されるアクリル酸エステル系単量体[但し、式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位、下記式(7a)又は(7b)
で表される何れかの環を示し、W2は2価の炭化水素基を示す。R9、R10及びR11は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。環Z2、W2、R9、R10、R11のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。sは0又は1を示し、tは1〜8の整数を示す。tが2以上の場合、t個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(7b)中、R12は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、R13、R14及びR15は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R12、R13、R14、R15のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。uは1〜8の整数を示す。uが2以上の場合、u個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい]
で表されるビニルエーテル系単量体[但し、式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位、下記式(8a)又は(8b)
で表される環状不飽和単量体に対応する繰り返し単位などを含んでいてもよい。
This polymer compound may further contain a repeating unit having an acid-eliminating function. In addition, the polymer compound further has the following formula (5a) or (5b)
And W 1 represents a divalent hydrocarbon group. R 5 , R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group. p represents 0 or 1, and q represents an integer of 1 to 8. When q is 2 or more, the groups in q parentheses may be the same or different. In formula (5b), R 8 represents an alkyl group which may have a substituent. R 5 , R 6 and R 7 are the same as above. r shows the integer of 1-8. when r is 2 or more, the groups in r parentheses may be the same or different.]
A repeating unit corresponding to an acrylate monomer represented by the formula (excluding compounds represented by formulas (4a) and (4b)), the following formula (7a) or (7b)
And W 2 represents a divalent hydrocarbon group. R 9 , R 10 and R 11 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. At least two of the rings Z 2 , W 2 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. s represents 0 or 1, and t represents an integer of 1 to 8. When t is 2 or more, the groups in t parentheses may be the same or different. In formula (7b), R 12 represents an alkyl group which may have a substituent, and R 13 , R 14 and R 15 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group. At least two of R 12 , R 13 , R 14 and R 15 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. u represents an integer of 1 to 8. When u is 2 or more, the groups in u parentheses may be the same or different.]
A repeating unit corresponding to a vinyl ether monomer represented by the formula (excluding compounds represented by formulas (4a) and (4b)), the following formula (8a) or (8b)
A repeating unit corresponding to the cyclic unsaturated monomer represented by
本発明は、また、上記高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含むフォトレジスト用樹脂組成物を提供する。 The present invention also provides a resin composition for photoresist comprising at least the polymer compound and a photoacid generator.
本発明は、さらに、上記フォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板に塗布してレジスト塗膜を形成し、露光及び現像を経てパターンを形成する工程を含む半導体の製造方法を提供する。 The present invention further provides a method for producing a semiconductor, comprising a step of applying the photoresist resin composition to a substrate or a substrate to form a resist coating film, and forming a pattern through exposure and development.
なお、本明細書におけるビニルエーテル系単量体やビニルエーテル化合物、ビニルエステル化合物には、ビニル基の水素原子が置換基で置換された化合物も含まれるものとする。また、α,β−不飽和カルボン酸エステル系単量体を便宜上アクリル酸エステル系単量体又はアクリル系単量体と称することがある。本明細書における「有機基」とは、炭素原子含有基だけでなく、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホン酸基などの非金属原子含有基を含む広い意味で用いる。 The vinyl ether monomer, vinyl ether compound, and vinyl ester compound in this specification include compounds in which a hydrogen atom of a vinyl group is substituted with a substituent. In addition, the α, β-unsaturated carboxylic acid ester monomer may be referred to as an acrylic acid ester monomer or an acrylic monomer for convenience. The “organic group” in the present specification is used in a broad sense including not only a carbon atom-containing group but also a nonmetal atom-containing group such as, for example, a halogen atom, a nitro group, or a sulfonic acid group.
本発明によれば、フォトレジスト用のポリマーに基板密着性と適度な親水性、及び透明性を付与できる新規な重合性単量体が提供される。また、ポリマーに基板密着性、適度な親水性、及び透明性とを付与できると共に、フォトレジストとして要求される諸機能を付与するための他の単量体と容易に共重合できる新規な重合性単量体が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel polymerizable monomer which can provide board | substrate adhesiveness, moderate hydrophilicity, and transparency to the polymer for photoresists is provided. In addition, it is possible to impart substrate adhesion, moderate hydrophilicity, and transparency to the polymer, as well as novel polymerizability that can be easily copolymerized with other monomers to provide various functions required as a photoresist. Monomers are provided.
本発明の高分子化合物は、基板密着性及び親水性に優れるとともに、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する透明性が高い。また、露光に用いる光に対する透明性、親水性、酸脱離性、耐エッチング性、基板密着性等の諸特性をバランスよく発揮しうる。そのため、該高分子化合物を含むフォトレジスト用樹脂組成物、及び該樹脂組成物を用いた半導体の製造方法によれば、微細なパターンを高い精度で形成することができる。 The polymer compound of the present invention is excellent in substrate adhesion and hydrophilicity, and has high transparency to light having a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light. Moreover, various properties such as transparency to light used for exposure, hydrophilicity, acid detachment, etching resistance, and substrate adhesion can be exhibited in a balanced manner. Therefore, according to a photoresist resin composition containing the polymer compound and a semiconductor manufacturing method using the resin composition, a fine pattern can be formed with high accuracy.
[重合性アダマンタン誘導体]
本発明の重合性アダマンタン誘導体は前記式(1a)又は(1b)で表される。これらの化合物は式中に示される二重結合部位で重合して高分子化合物を与える。これらの化合物は、アダマンタン骨格を有することからポリマーに耐エッチング性を付与できると共に、アダマンタン環にヒドロキシル基を有していることからポリマーに基板密着性及び/又は親水性(レジスト用溶剤やアルカリ現像液に対する溶解性)を付与できる。また、エステルのカルボニル基のα位にフッ素原子又はフルオロアルキル基を有しているため、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する高い透明性をポリマーに付与できる。さらに、フォトレジストとして要求される諸機能(例えば、酸脱離性、基板密着性、透明性、耐エッチング性等)を付与するために用いられる各種単量体、例えば他のアクリル酸エステル系単量体やビニルエーテル系単量体などと共重合しやすい。そのため、これらの化合物を用いることにより、例えば真空紫外光等に対する透明性に優れ、しかも酸脱離性、基板密着性、親水性、耐エッチング性等の特性をバランスよく具備した高分子化合物を容易に調製することができる。
[Polymerized adamantane derivative]
The polymerizable adamantane derivative of the present invention is represented by the formula (1a) or (1b). These compounds are polymerized at the double bond sites shown in the formula to give polymer compounds. Since these compounds have an adamantane skeleton, they can impart etching resistance to the polymer, and since they have a hydroxyl group in the adamantane ring, they have substrate adhesion and / or hydrophilicity (resist solvent or alkali development). Solubility in a liquid). Moreover, since it has a fluorine atom or a fluoroalkyl group at the α-position of the carbonyl group of the ester, it can impart high transparency to light with a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light, to the polymer. Furthermore, various monomers used for imparting various functions required as a photoresist (for example, acid detachability, substrate adhesion, transparency, etching resistance, etc.), such as other acrylate ester-based monomers. It is easy to copolymerize with monomers and vinyl ether monomers. Therefore, by using these compounds, for example, it is easy to obtain a polymer compound that is excellent in transparency to vacuum ultraviolet light and the like and has a good balance of properties such as acid detachability, substrate adhesion, hydrophilicity, and etching resistance. Can be prepared.
式(1a)、(1b)において、R1、R2は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示し、R3はフッ素原子又はフルオロアルキル基を示す。前記アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル基などの炭素数1〜15程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基などが挙げられる。 In the formulas (1a) and (1b), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group, and R 3 represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group. Examples of the alkyl group include 1 to 1 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, isopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and dodecyl groups. Examples include about 15 linear or branched alkyl groups.
前記フルオロアルキル基としては、例えば、前記アルキル基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数1〜15程度の直鎖状又は分岐鎖状のフルオロアルキル基などが挙げられる。このようなフルオロアルキル基の代表的な例として、例えば、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル、ヘプタフルオロプロピル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリデカフルオロヘキシル、ヘンイコサフルオロデシル基などが挙げられる。 Examples of the fluoroalkyl group include a linear or branched fluoroalkyl group having about 1 to 15 carbon atoms in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a fluorine atom. Representative examples of such fluoroalkyl groups include, for example, trifluoromethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethyl. , Heptafluoropropyl, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, nonafluorobutyl, tridecafluorohexyl, henicosafluorodecyl group, etc. .
R1、R2としては、それぞれ、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基が好ましく、なかでも水素原子が好ましい。R3としては、フッ素原子、炭素数1〜3のフルオロアルキル基(とりわけトリフルオロメチル基)が好ましい。 R 1 and R 2 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom. R 3 is preferably a fluorine atom or a C 1-3 fluoroalkyl group (particularly a trifluoromethyl group).
式(1a)、(1b)において、式中のアダマンタン環は置換基を有していてもよい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシル基、保護基で保護されていてもよいヒドロキシ(ハロ)アルキル基、保護基で保護されていてもよいアミノ基、保護基で保護されていてもよいカルボキシル基、保護基で保護されていてもよいスルホ基、オキソ基、ニトロ基、シアノ基、保護基で保護されていてもよいアシル基などが挙げられる。 In the formulas (1a) and (1b), the adamantane ring in the formula may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group, an aryl group, a hydroxyl group which may be protected with a protecting group, a hydroxy (halo) alkyl group which may be protected with a protecting group, and a protecting group. Protected with an amino group which may be protected with, a carboxyl group which may be protected with a protecting group, a sulfo group which may be protected with a protecting group, an oxo group, a nitro group, a cyano group, or a protecting group And a good acyl group.
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素原子などが挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などのC1-10アルキル基(好ましくは、C1-5アルキル基)などが挙げられる。ハロアルキル基としては、例えば、クロロメチル、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル基などのC1-10ハロアルキル基(好ましくは、C1-5ハロアルキル基)が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル基などが挙げられる。アリール基の芳香環は、例えば、フッ素原子などのハロゲン原子、メチル基などのC1-4アルキル基、トリフルオロメチル基などC1-5ハロアルキル基、ヒドロキシル基、メトキシ基などのC1-4アルコキシ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、メトキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基などのアシル基等の置換基を有していてもよい。ヒドロキシ(ハロ)アルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−ヒドロキシエチル基など[好ましくは、ヒドロキシ−C1-4アルキル基、ヒドロキシ−C1-4ハロアルキル基等]が挙げられる。 Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine atom and the like. Examples of the alkyl group include C 1-10 alkyl groups (preferably C 1-5 alkyl) such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, hexyl, octyl, and decyl groups. Group). Examples of the haloalkyl group include C 1-10 haloalkyl groups (preferably, C 1-5 haloalkyl groups) such as chloromethyl, trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, and pentafluoroethyl groups. . Examples of the aryl group include phenyl and naphthyl groups. The aromatic ring of the aryl group is, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a C 1-4 alkyl group such as a methyl group, a C 1-5 haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, a C 1-4 such as a hydroxyl group or a methoxy group. It may have a substituent such as an alkoxy group such as an alkoxy group, an amino group, a dialkylamino group, a carboxyl group or a methoxycarbonyl group, an acyl group such as a nitro group, a cyano group or an acetyl group. Examples of the hydroxy (halo) alkyl group include hydroxymethyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl, 1-hydroxy-1-methylethyl group, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl-1-hydroxyethyl group [Preferably, a hydroxy-C 1-4 alkyl group, a hydroxy-C 1-4 haloalkyl group, and the like].
前記ヒドロキシル基や、ヒドロキシ(ハロ)アルキル基におけるヒドロキシル基の保護基としては、有機合成の分野で慣用の保護基、例えば、アルキル基(例えば、メチル、t−ブチル基などのC1-4アルキル基など)、アルケニル基(例えば、アリル基など)、シクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル基など)、アリール基(例えば、2,4−ジニトロフェニル基など)、アラルキル基(例えば、ベンジル基など);置換メチル基(例えば、メトキシメチル、メチルチオメチル、ベンジルオキシメチル、t−ブトキシメチル、2−メトキシエトキシメチル基など)、置換エチル基(例えば、1−エトキシエチル基など)、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、1−ヒドロキシアルキル基(例えば、1−ヒドロキシエチル基など)等の、ヒドロキシル基とアセタール又はヘミアセタール基を形成可能な基;アシル基(例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ピバロイル基などのC1-6脂肪族アシル基;アセトアセチル基;ベンゾイル基などの芳香族アシル基など)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基などのC1-4アルコキシ−カルボニル基など)、アラルキルオキシカルボニル基、置換又は無置換カルバモイル基、置換シリル基(例えば、トリメチルシリル基など)など、及び、分子内にヒドロキシル基(ヒドロキシメチル基を含む)が2以上存在するときには、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(例えば、メチレン、エチリデン、イソプロピリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、ベンジリデン基など)などが例示できる。 Examples of the hydroxyl protecting group in the hydroxyl group or hydroxy (halo) alkyl group include protecting groups commonly used in the field of organic synthesis, for example, alkyl groups (for example, C 1-4 alkyl such as methyl and t-butyl groups). Group), alkenyl group (for example, allyl group), cycloalkyl group (for example, cyclohexyl group), aryl group (for example, 2,4-dinitrophenyl group), aralkyl group (for example, benzyl group); Substituted methyl group (eg, methoxymethyl, methylthiomethyl, benzyloxymethyl, t-butoxymethyl, 2-methoxyethoxymethyl group, etc.), substituted ethyl group (eg, 1-ethoxyethyl group, etc.), tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuran Nyl group, 1-hydroxyalkyl group (for example, 1-hydroxyethyl group) A group capable of forming an acetal or hemiacetal group with a hydroxyl group; an acyl group (for example, a C 1-6 aliphatic acyl group such as formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, pivaloyl group); an acetoacetyl group An aromatic acyl group such as a benzoyl group), an alkoxycarbonyl group (eg, a C 1-4 alkoxy-carbonyl group such as a methoxycarbonyl group), an aralkyloxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted carbamoyl group, a substituted silyl group ( For example, when there are two or more hydroxyl groups (including hydroxymethyl groups) in the molecule, a divalent hydrocarbon group (for example, methylene, ethylidene) which may have a substituent. Isopropylidene, cyclopentylidene, cyclohexylidene, Njiriden group, etc.), and others.
前記アミノ基の保護基としては、例えば、前記ヒドロキシル基の保護基として例示したアルキル基、アラルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基などが挙げられる。また、カルボキシル基、スルホ基の保護基としては、例えば、アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ基などのC1-6アルコキシ基など)、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシカルボニルヒドラジノ基、アラルキルカルボニルヒドラジノ基などが挙げられる。 Examples of the protecting group for the amino group include an alkyl group, an aralkyl group, an acyl group, and an alkoxycarbonyl group exemplified as the protecting group for the hydroxyl group. Examples of the protecting group for carboxyl group and sulfo group include alkoxy groups (for example, C 1-6 alkoxy groups such as methoxy, ethoxy and butoxy groups), cycloalkyloxy groups, aryloxy groups, aralkyloxy groups, Examples include a trialkylsilyloxy group, an amino group which may have a substituent, a hydrazino group, an alkoxycarbonylhydrazino group, an aralkylcarbonylhydrazino group, and the like.
前記アシル基としては、例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ピバロイル基などのC1-6脂肪族アシル基;アセトアセチル基;ベンゾイル基などの芳香族アシル基などが挙げられる。アシル基の保護基としては有機合成分野で慣用の保護基を使用できる。アシル基の保護された形態としては、例えば、アセタール(ヘミアセタールを含む)などが挙げられる。 Examples of the acyl group include C 1-6 aliphatic acyl groups such as formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, and pivaloyl groups; aromatic acyl groups such as acetoacetyl groups and benzoyl groups. As the protecting group for the acyl group, a protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used. Examples of the protected form of the acyl group include acetal (including hemiacetal).
式(1a)で表される重合性アダマンタン誘導体の代表的な例として、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン、1−(2−フルオロ−2−プロペノイルオキシ)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3,5,7−トリヒドロキシアダマンタンなどが挙げられる。また、式(1b)で表される重合性アダマンタン誘導体の代表的な例として、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−ヒドロキシアダマンタン、1−(2−フルオロ−2−プロペノイルオキシ)−3−ヒドロキシアダマンタン、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタンなどが挙げられる。 Representative examples of the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (1a) include 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3,5-dihydroxyadamantane, 1- (2-fluoro-2 -Propenoyloxy) -3,5-dihydroxyadamantane, 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3,5,7-trihydroxyadamantane, and the like. Further, as representative examples of the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (1b), 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-hydroxyadamantane, 1- (2-fluoro-2) -Propenoyloxy) -3-hydroxyadamantane, 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-hydroxy-5,7-dimethyladamantane, and the like.
上記式(1a)又は(1b)で表される重合性アダマンタン誘導体は、前記式(2a)又は(2b)で表されるアダマンタノール類と、前記式(3)で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体とを反応させることにより得ることができる。式中の符号の意義は前記と同じである。 The polymerizable adamantane derivative represented by the formula (1a) or (1b) includes an adamantanol represented by the formula (2a) or (2b) and an unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3). Or it can obtain by making it react with the reactive derivative. The sign in the formula has the same meaning as described above.
式(3)で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体としては、酸ハライド(酸クロリド、酸ブロミド等)、酸無水物、エステル(メチルエステル、エチルエステル等)などが挙げられる。 Examples of the reactive derivative of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3) include acid halides (acid chloride, acid bromide, etc.), acid anhydrides, esters (methyl ester, ethyl ester, etc.) and the like.
この反応において、一方の原料として式(3)で表される不飽和カルボン酸を反応に用いる場合には、触媒として、硫酸、塩酸、p−トルエンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂などの酸が用いられる。反応はトルエンなどの反応に不活性な溶媒中で行うのが好ましい。また、副生する水を留去しながら反応を行うことにより反応速度を速くすることができる。式(3)で表される不飽和カルボン酸の使用量は、式(2a)で表されるアダマンタノール類と反応させる場合には、該式(2a)で表されるアダマンタノール類1モルに対して、通常0.1〜10モル程度であり、式(2b)で表されるアダマンタノール類と反応させる場合には、該式(2b)で表されるアダマンタノール類1モルに対して、通常0.5〜2モル程度である。反応温度は、反応に用いる原料の種類等によっても異なるが、一般には20〜150℃程度である。 In this reaction, when an unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3) is used as the one raw material in the reaction, an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, strong acidic ion exchange resin is used as a catalyst. Used. The reaction is preferably carried out in a solvent inert to the reaction such as toluene. Further, the reaction rate can be increased by carrying out the reaction while distilling off the by-produced water. When the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3) is reacted with the adamantanol represented by the formula (2a), 1 mol of the adamantanol represented by the formula (2a) is used. On the other hand, it is usually about 0.1 to 10 mol, and when reacted with the adamantanol represented by the formula (2b), with respect to 1 mol of the adamantanol represented by the formula (2b), Usually, it is about 0.5 to 2 mol. The reaction temperature varies depending on the type of raw material used in the reaction, but is generally about 20 to 150 ° C.
上記反応において、一方の原料として式(3)で表される不飽和カルボン酸の酸ハライド又は酸無水物を反応に用いる場合には、通常、塩基の存在下で反応を行う。塩基としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機塩基を使用できる。塩基の使用量は、式(3)で表される不飽和カルボン酸の酸ハライド又は酸無水物に対して、通常1〜1.5当量程度であるが、大過剰量用いてもよい。反応は、トルエン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の反応に不活性な溶媒中で行うのが好ましい。また、ピリジン等の有機塩基を溶媒として用いてもよい。式(3)で表される不飽和カルボン酸の酸ハライド又は酸無水物の使用量は、式(1a)又は式(1b)で表されるアダマンタノール類1モルに対して、通常0.9〜1.3モル程度であるが、大過剰量用いてもよい。反応温度は、反応に用いる原料の種類等によっても異なるが、一般には−10℃〜100℃程度である。 In the above reaction, when an acid halide or acid anhydride of an unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3) is used as one raw material for the reaction, the reaction is usually performed in the presence of a base. Examples of the base that can be used include organic bases such as triethylamine and pyridine, and inorganic bases such as sodium hydroxide, sodium carbonate, and sodium bicarbonate. Although the usage-amount of a base is about 1-1.5 equivalent normally with respect to the acid halide or acid anhydride of unsaturated carboxylic acid represented by Formula (3), you may use a large excess amount. The reaction is preferably carried out in a solvent inert to the reaction such as toluene, methylene chloride, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like. Further, an organic base such as pyridine may be used as a solvent. The use amount of the acid halide or acid anhydride of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (3) is usually 0.9 with respect to 1 mol of the adamantanols represented by the formula (1a) or the formula (1b). Although it is about -1.3 mol, a large excess amount may be used. The reaction temperature varies depending on the type of raw material used for the reaction, but is generally about -10 ° C to 100 ° C.
上記反応において、一方の原料として式(3)で表される不飽和カルボン酸のエステルを反応に用いる場合には、触媒としてエステル交換触媒を用いるのが好ましい。エステル交換触媒としては、アルミニウム化合物やチタン化合物等の金属化合物などの有機合成の分野で慣用のものを使用できる。反応はトルエン等の反応に不活性な溶媒中で行うのが好ましい。反応で副生するアルコールを留去しながら反応を行ってもよい。式(3)で表される不飽和カルボン酸のエステルの使用量は、式(1a)又は式(1b)で表されるアダマンタノール類1モルに対して、通常0.9〜1.3モル程度であるが、大過剰量用いてもよい。反応温度は、用いる原料によっても異なるが、一般に20〜150℃程度の範囲から適宜選択できる。何れの方法においても、反応生成物は、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段により分離精製できる。 In the above reaction, when an unsaturated carboxylic acid ester represented by the formula (3) is used as one raw material in the reaction, it is preferable to use a transesterification catalyst as a catalyst. As the transesterification catalyst, those commonly used in the field of organic synthesis such as metal compounds such as aluminum compounds and titanium compounds can be used. The reaction is preferably carried out in a solvent inert to the reaction such as toluene. The reaction may be carried out while distilling off alcohol produced as a by-product in the reaction. The amount of the unsaturated carboxylic acid ester represented by the formula (3) is usually 0.9 to 1.3 mol with respect to 1 mol of the adamantanol represented by the formula (1a) or the formula (1b). However, a large excess amount may be used. The reaction temperature varies depending on the raw material to be used, but generally can be appropriately selected from the range of about 20 to 150 ° C. In any method, the reaction product can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like.
[高分子化合物]
本発明の高分子化合物は、前記式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位(モノマー単位)を含んでいる。該繰り返し単位は1種であってもよく2種以上であってもよい。このような高分子化合物は、前記式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体を重合に付すことにより得ることができる。
[Polymer compound]
The polymer compound of the present invention contains a repeating unit (monomer unit) corresponding to the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (4a) or (4b). The repeating unit may be one type or two or more types. Such a polymer compound can be obtained by subjecting the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (4a) or (4b) to polymerization.
式(4a)又は(4b)中、R4は、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示し、nは0又は1を示す。R1、R2は前記と同じである。但し、n=1の時は、R4はフッ素原子又はフルオロアルキル基である。R4におけるアルキル基、フルオロアルキル基としては、前記R1、R2におけるアルキル基、フルオロアルキル基と同様のものが挙げられる。R4としては、好ましくは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基であり、nが0の場合は特に水素原子が好ましく、nが1の場合は特にフッ素原子、炭素数1〜3のフルオロアルキル基(トリフルオロメチル基等)が特に好ましい。式(4a)又は(4b)中の環は、前記式(1a)又は(1b)中の環が有していてもよい置換基と同様の置換基を有していてもよい。 In the formula (4a) or (4b), R 4 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group, and n represents 0 or 1. R 1 and R 2 are the same as described above. However, when n = 1, R 4 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group. Examples of the alkyl group and fluoroalkyl group for R 4 include the same alkyl groups and fluoroalkyl groups as those described above for R 1 and R 2 . R 4 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. When n is 0, a hydrogen atom is particularly preferable. When n is 1, Particularly preferred are a fluorine atom and a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms (such as a trifluoromethyl group). The ring in formula (4a) or (4b) may have a substituent similar to the substituent that the ring in formula (1a) or (1b) may have.
式(4a)又は(4b)で表される化合物のうちnが1である化合物は前記式(1a)又は(1b)で表される化合物に相当する。式(4a)又は(4b)で表される化合物のうちnが0である化合物はビニルエーテル系単量体に属する。このビニルエーテル系単量体は、式中に示される二重結合部位で重合して高分子化合物を与える。このビニルエーテル系単量体は、アダマンタン骨格を有することからポリマーに耐エッチング性を付与できると共に、アダマンタン環にヒドロキシル基を有していることからポリマーに基板密着性及び/又は親水性(レジスト用溶剤やアルカリ現像液に対する溶解性)を付与できる。また、特に、R1、R2、R4のうち少なくとも1つがフッ素原子又はフルオロアルキル基である化合物は、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する高い透明性をポリマーに付与できる。さらに、このビニルエーテル系単量体は、フォトレジストとして要求される諸機能を付与するために用いられる各種単量体と共重合しやすい。そのため、例えば真空紫外光等に対する透明性に優れ、しかも酸脱離性、基板密着性、親水性、耐エッチング性等の特性をバランスよく具備した高分子化合物を容易に調製することができる。 Of the compounds represented by the formula (4a) or (4b), the compound in which n is 1 corresponds to the compound represented by the formula (1a) or (1b). Among the compounds represented by the formula (4a) or (4b), the compound in which n is 0 belongs to the vinyl ether monomer. This vinyl ether monomer is polymerized at a double bond site shown in the formula to give a polymer compound. Since this vinyl ether monomer has an adamantane skeleton, it can impart etching resistance to the polymer, and since it has a hydroxyl group in the adamantane ring, the polymer has substrate adhesion and / or hydrophilicity (resist solvent). And solubility in an alkaline developer). In particular, a compound in which at least one of R 1 , R 2 and R 4 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group can impart high transparency to light having a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light, to the polymer. Furthermore, this vinyl ether monomer is easily copolymerized with various monomers used for imparting various functions required as a photoresist. Therefore, for example, it is possible to easily prepare a polymer compound that is excellent in transparency to, for example, vacuum ultraviolet light and has a good balance of properties such as acid detachability, substrate adhesion, hydrophilicity, and etching resistance.
前記ビニルエーテル系単量体の代表的な例として、3−ビニルオキシ−1−アダマンタノール、5−ビニルオキシ−1,3−アダマンタンジオール、7−ビニルオキシ−1,3,5−アダマンタントリオール、3,5−ジメチル−7−ビニルオキシ−1−アダマンタノールなどが挙げられる。 Representative examples of the vinyl ether monomer include 3-vinyloxy-1-adamantanol, 5-vinyloxy-1,3-adamantanediol, 7-vinyloxy-1,3,5-adamantanetriol, 3,5- Examples include dimethyl-7-vinyloxy-1-adamantanol.
前記ビニルエーテル系単量体は公知の方法により、又は公知の反応を利用することにより製造できる。また、該ビニルエーテル系単量体は、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類と、前記式(2a)又は(2b)で表されるアダマンタノール類とを、イリジウム化合物触媒の存在下、及び好ましくは塩基の存在下で反応させて、該アダマンタノール類をビニルエーテル化することにより得ることもできる。例えば、酢酸ビニルと1,3,5−アダマンタントリオールから5−ビニルオキシ−1,3−アダマンタンジオールを製造できる。この反応は溶媒の存在下又は非存在下で行われる。ビニルエステル類の使用量は、アダマンタノール類1モルに対して、例えば0.1〜5モル程度である。イリジウム化合物触媒として、例えば、ジ−μ−クロロビス(1,5−シクロオクタジエン)二イリジウム(I)[Ir(cod)Cl]2)などの有機イリジウム触媒が使用できる。イリジウム化合物触媒の使用量は、アダマンタノール類1モルに対して、例えば0.0001〜1モル、好ましくは0.001〜0.3モル程度である。前記塩基として、例えば、炭酸ナトリウムなどの無機塩基等を使用できる。塩基の使用量は、アダマンタノール類1モルに対して、例えば0.001〜3モル、好ましくは0.005〜2モル程度である。反応温度は、反応成分の種類等に応じて適宜選択でき、例えば50〜150℃程度である。反応生成物は、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段により分離精製できる。 The vinyl ether monomer can be produced by a known method or by utilizing a known reaction. The vinyl ether monomer comprises vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, and adamantanol represented by the formula (2a) or (2b) in the presence of an iridium compound catalyst, and Preferably, the adamantanol can be obtained by vinyl etherification by reacting in the presence of a base. For example, 5-vinyloxy-1,3-adamantanediol can be produced from vinyl acetate and 1,3,5-adamantanetriol. This reaction is carried out in the presence or absence of a solvent. The usage-amount of vinylesters is about 0.1-5 mol with respect to 1 mol of adamantanols, for example. As the iridium compound catalyst, for example, an organic iridium catalyst such as di-μ-chlorobis (1,5-cyclooctadiene) diiridium (I) [Ir (cod) Cl] 2 ) can be used. The usage-amount of an iridium compound catalyst is 0.0001-1 mol with respect to 1 mol of adamantanols, Preferably it is about 0.001-0.3 mol. As the base, for example, an inorganic base such as sodium carbonate can be used. The usage-amount of a base is 0.001-3 mol with respect to 1 mol of adamantanols, Preferably it is about 0.005-2 mol. The reaction temperature can be appropriately selected according to the type of reaction components and the like, and is, for example, about 50 to 150 ° C. The reaction product can be separated and purified by separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography and the like.
本発明の高分子化合物は、レジストとして要求される諸機能を充分にバランスよく具備するため、上記式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位に加えて、他の繰り返し単位を有していてもよい。このような他の繰り返し単位は、該繰り返し単位に対応する重合性不飽和単量体と前記重合性アダマンタン誘導体とを共重合させることにより製造できる。前記他の繰り返し単位としては、例えば、基板密着性及び/又は親水性機能を高める繰り返し単位、酸脱離性機能を有する繰り返し単位、耐エッチング性機能を有する繰り返し単位、透明性を高める繰り返し単位などが挙げられる。また、本発明の高分子化合物の調製に際しては、共重合を円滑に進行させたり、共重合体組成を均一にするために用いる単量体をコモノマーとして用いることもできる。 In addition to the repeating unit corresponding to the polymerizable adamantane derivative represented by the above formula (4a) or (4b), the polymer compound of the present invention has various functions required as a resist in a sufficiently balanced manner, You may have another repeating unit. Such other repeating units can be produced by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer corresponding to the repeating unit and the polymerizable adamantane derivative. Examples of the other repeating unit include a repeating unit that improves the substrate adhesion and / or hydrophilic function, a repeating unit that has an acid detachment function, a repeating unit that has an etching resistance function, and a repeating unit that increases transparency. Is mentioned. In preparing the polymer compound of the present invention, a monomer used for smoothly progressing copolymerization or making the copolymer composition uniform can be used as a comonomer.
基板密着性又は親水性機能を高める繰り返し単位は、極性基を有する重合性不飽和単量体をコモノマーとして用いることによりポリマーに導入できる。前記極性基として、例えば、保護基を有していてもよいヒドロキシル基、保護基を有していてもよいカルボキシル基、保護基を有していてもよいアミノ基、保護基を有していてもよいスルホ基、ラクトン環含有基などが挙げられる。前記保護基としては有機合成の分野で慣用のもの(例えば、前記例示の保護基)を使用できる。極性基を有する重合性不飽和単量体としてはレジストの分野で公知の化合物を使用できる。 Repeating units that enhance substrate adhesion or hydrophilic function can be introduced into the polymer by using a polymerizable unsaturated monomer having a polar group as a comonomer. Examples of the polar group include a hydroxyl group that may have a protective group, a carboxyl group that may have a protective group, an amino group that may have a protective group, and a protective group. Examples thereof include a sulfo group and a lactone ring-containing group. As the protecting group, those commonly used in the field of organic synthesis (for example, the protecting groups exemplified above) can be used. As the polymerizable unsaturated monomer having a polar group, a compound known in the resist field can be used.
酸脱離性機能を有する繰り返し単位は、例えば、(1)エステルを構成する酸素原子の隣接位に、第3級炭素を有する炭化水素基や2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピラニル基等が結合した(メタ)アクリル酸エステル誘導体、(2)エステルを構成する酸素原子の隣接位に炭化水素基(脂環式炭化水素基、脂肪族炭化水素基、これらが結合した基など)を有しており、且つ該炭化水素基に−COOR基(Rは第3級炭化水素基、2−テトラヒドロフラニル基又は2−テトラヒドロピラニル基等を示す)が直接又は連結基を介して結合している(メタ)アクリル酸エステル誘導体などをコモノマーとして用いることによりポリマーに導入できる。なお、前記Rにおける第3級炭化水素基の第3級炭素の隣接位には少なくとも1つの水素原子が結合した炭素原子が存在する必要がある。このような(メタ)アクリル酸エステル誘導体としてはレジストの分野で公知の化合物を使用できる。 The repeating unit having an acid-eliminating function is, for example, (1) a hydrocarbon group having a tertiary carbon, a 2-tetrahydrofuranyl group, a 2-tetrahydropyranyl group, etc., adjacent to the oxygen atom constituting the ester. (Meth) acrylic acid ester derivatives to which is bonded, and (2) hydrocarbon groups (alicyclic hydrocarbon groups, aliphatic hydrocarbon groups, groups to which these are bonded, etc.) adjacent to the oxygen atom constituting the ester. And a —COOR group (R represents a tertiary hydrocarbon group, a 2-tetrahydrofuranyl group, a 2-tetrahydropyranyl group, or the like) bonded to the hydrocarbon group directly or via a linking group. (Meth) acrylic acid ester derivatives and the like can be introduced into the polymer by using them as comonomers. Note that a carbon atom having at least one hydrogen atom bonded to the tertiary carbon adjacent position of the tertiary hydrocarbon group in R must be present. As such a (meth) acrylic acid ester derivative, a known compound in the resist field can be used.
本発明の高分子化合物にレジストとしての諸機能を付与するために用いられる前記重合性アダマンタン誘導体以外の重合性不飽和単量体の代表例として、前記式(5a)又は(5b)で表されるアクリル酸エステル系単量体[式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]が挙げられる。式(5a)中、環Z1は前記式(6a)、(6b)、(6c)、(6d)、(6e)、(6f)、(6g)又は(6h)で表される何れかの環を示し、W1は2価の炭化水素基を示す。式中の環は置換基を有していてもよい。R5、R6、R7は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示す。pは0又は1を示し、qは1〜8の整数を示す。qが2以上の場合、q個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(5b)中、R8は置換基を有していてもよいアルキル基を示す。R5、R6、R7は前記に同じ。rは1〜8の整数を示す。rが2以上の場合、r個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。 As a representative example of the polymerizable unsaturated monomer other than the polymerizable adamantane derivative used for imparting various functions as a resist to the polymer compound of the present invention, it is represented by the formula (5a) or (5b). Acrylate monomers (excluding compounds represented by formulas (4a) and (4b)). In formula (5a), ring Z 1 is any one of the above formulas (6a), (6b), (6c), (6d), (6e), (6f), (6g) or (6h) Represents a ring, and W 1 represents a divalent hydrocarbon group. The ring in the formula may have a substituent. R 5 , R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group. p represents 0 or 1, and q represents an integer of 1 to 8. When q is 2 or more, the groups in q parentheses may be the same or different. In formula (5b), R 8 represents an alkyl group which may have a substituent. R 5 , R 6 and R 7 are the same as above. r shows the integer of 1-8. When r is 2 or more, the groups in r parentheses may be the same or different.
このようなアクリル酸エステル系単量体のうち、分子内にフッ素原子を含有する化合物をコモノマーとして用いる場合には、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する透明性を高めることができる。また、脂環式炭素環を有するアクリル酸エステル系単量体を用いる場合には、ポリマーの耐エッチング性を向上させることができ、分子内に極性基を有するアクリル酸エステル系単量体を用いる場合には、基板密着性及び/又は親水性を高めることができる。さらに、エステル結合を構成する酸素原子に第3級炭素原子が結合しているアクリル酸エステル系単量体や、エステル結合を構成する酸素原子の隣接位に炭化水素基(脂環式炭化水素基、脂肪族炭化水素基、これらが結合した基など)を有しており、且つ該炭化水素基に−COOR基(Rは第3級炭化水素基、2−テトラヒドロフラニル基又は2−テトラヒドロピラニル基等を示す)が直接又は連結基を介して結合しているアクリル酸エステル系単量体を用いる場合には、酸脱離性機能を付与できる。これらのアクリル系単量体は1種又は2種以上組み合わせて使用できる。 Among such acrylate monomers, when a compound containing a fluorine atom in the molecule is used as a comonomer, transparency to light having a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light, can be enhanced. In addition, when using an acrylate monomer having an alicyclic carbocycle, the etching resistance of the polymer can be improved, and an acrylate monomer having a polar group in the molecule is used. In some cases, substrate adhesion and / or hydrophilicity can be improved. Furthermore, an acrylate ester monomer in which a tertiary carbon atom is bonded to an oxygen atom constituting the ester bond, or a hydrocarbon group (alicyclic hydrocarbon group) adjacent to the oxygen atom constituting the ester bond , An aliphatic hydrocarbon group, a group in which these are bonded, and the like, and -COOR group (R is a tertiary hydrocarbon group, 2-tetrahydrofuranyl group or 2-tetrahydropyranyl group) In the case of using an acrylate ester monomer in which a group or the like is bonded directly or via a linking group, an acid-eliminating function can be imparted. These acrylic monomers can be used alone or in combination of two or more.
前記式(6a)、(6b)、(6d)、(6e)中のY1、Y2、Y3、Y4、Y5におけるアルキレン基としては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン基などの直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜3程度(好ましくは1又は2)のアルキレン基などが挙げられる。式(6a)〜(6h)中の環が有していてもよい置換基としては、前記式(1a)又は(1b)中のアダマンタン環が有していてもよい置換基と同様の基が挙げられる。好ましい置換基として、例えば、フッ素原子、フルオロアルキル基(例えば、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチル基などのC1-10フルオロアルキル基、特にC1-5フルオロアルキル基等)、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基などのC1-10アルキル基、特にC1-5アルキル基)などが挙げられる。各環における置換基の数は、0〜5程度、好ましくは0〜3程度である。環の置換基が2以上の場合、それらが互いに結合して、環を構成する炭素原子と共に4員以上の環、例えばシクロアルカン環、ラクトン環などを形成していてもよい。 Examples of the alkylene group in Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , and Y 5 in the formulas (6a), (6b), (6d), and (6e) include methylene, ethylene, propylene, and trimethylene groups. And a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms (preferably 1 or 2). Examples of the substituent that the ring in formulas (6a) to (6h) may have include the same groups as the substituent that the adamantane ring in formula (1a) or (1b) may have. Can be mentioned. Preferable substituents include, for example, a fluorine atom, a fluoroalkyl group (for example, a C 1-10 fluoroalkyl group such as trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, pentafluoroethyl group, etc., particularly C 1-5 fluoro Alkyl groups, etc.), alkyl groups (for example, C 1-10 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl and butyl groups, especially C 1-5 alkyl groups) and the like. The number of substituents in each ring is about 0 to 5, preferably about 0 to 3. When there are two or more ring substituents, they may be bonded to each other to form a 4-membered or more ring, for example, a cycloalkane ring or a lactone ring, together with the carbon atoms constituting the ring.
式(5a)中、W1における2価の炭化水素基としては 2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基及びこれらが2以上結合した炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基には1価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基又はこれらが2以上結合した炭化水素基)が1又は2以上結合していてもよい。また、2価の炭化水素基には置換基を有する炭化水素基も含まれる。置換基としては、前記式(1a)又は(1b)中のアダマンタン環が有していてもよい置換基と同様の基が挙げられる。 In formula (5a), the divalent hydrocarbon group in W 1 is a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a combination of two or more thereof. Hydrocarbon groups. One or more monovalent hydrocarbon groups (aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or hydrocarbon group in which two or more of these are bonded) are bonded to these hydrocarbon groups. It may be. The divalent hydrocarbon group includes a hydrocarbon group having a substituent. Examples of the substituent include the same groups as the substituent that the adamantane ring in the formula (1a) or (1b) may have.
2価の炭化水素基の代表的な例として、例えば、メチレン、メチルメチレン、エチルメチレン、ジメチルメチレン、エチルメチルメチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン基などのアルキレン基;プロペニレン基などのアルケニレン基;1,3−シクロペンチレン、1,2−シクロへキシレン、1,3−シクロへキシレン、1,4−シクロへキシレン基などのシクロアルキレン基;シクロプロピレン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン基などのシクロアルキリデン基;フェニレン基などのアリーレン基;ベンジリデン基;及びこれらの基が有する水素原子のうち少なくとも1つがフッ素原子で置換された基などが挙げられる。 Representative examples of divalent hydrocarbon groups include, for example, alkylene groups such as methylene, methylmethylene, ethylmethylene, dimethylmethylene, ethylmethylmethylene, ethylene, propylene, trimethylene, and tetramethylene groups; alkenylene groups such as propenylene groups Cycloalkylene group such as 1,3-cyclopentylene, 1,2-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, 1,4-cyclohexylene group; cyclopropylene, cyclopentylidene, cyclohexylidene group; And arylene groups such as a phenylene group; benzylidene groups; and groups in which at least one of hydrogen atoms of these groups is substituted with a fluorine atom.
W1の好ましい例には、例えば、下記式(9)
で表される基が含まれる。
Preferred examples of W 1 include, for example, the following formula (9)
The group represented by these is included.
R16、R17における炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(炭素数1〜20程度のアルキル基、炭素数2〜20程度のアルケニル基、炭素数2〜20程度のアルキニル基など)、脂環式炭化水素基(3〜20員程度のシクロアルキル基、3〜20員程度のシクロアルケニル基、橋架け環式炭化水素基など)、芳香族炭化水素基(炭素数6〜14程度の芳香族炭化水素基など)、及びこれらが2以上結合した基が挙げられる。前記炭化水素基には置換基を有する炭化水素基も含まれる。該置換基としては、前記式(1a)又は(1b)中のアダマンタン環が有していてもよい置換基と同様の基が挙げられる。 As the hydrocarbon group in R 16 and R 17 , an aliphatic hydrocarbon group (an alkyl group having about 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having about 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having about 2 to 20 carbon atoms, etc.), An alicyclic hydrocarbon group (a cycloalkyl group having about 3 to 20 members, a cycloalkenyl group having about 3 to 20 members, a bridged cyclic hydrocarbon group, etc.), an aromatic hydrocarbon group (having about 6 to 14 carbon atoms) Aromatic hydrocarbon groups and the like, and groups in which two or more of these are bonded. The hydrocarbon group includes a hydrocarbon group having a substituent. Examples of the substituent include the same groups as the substituent that the adamantane ring in formula (1a) or (1b) may have.
好ましいR16、R17には、水素原子;メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル基などの炭素数1〜15程度(好ましくは1〜12程度)の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基;トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル、ヘプタフルオロプロピル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチル、ウンデカフルオロペンチル、2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル、トリデカフルオロヘキシル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフロオロヘキシル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフロオロヘキシル、ペンタデカフルオロヘプチル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7−トリデカフロオロヘプチル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフロオロヘプチル、ヘプタデカフルオロオクチル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフロオロオクチル、ノナデカフルオロノニル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ヘプタデカフロオロノニル、ヘンイコサフルオロデシル、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ノナデカフロオロデシル基などの炭素数1〜15程度(好ましくは1〜10程度、さらに好ましくは1〜5程度)の直鎖状又は分岐鎖状のフルオロアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の置換基を有していてもよいシクロアルキル基;ノルボルナン−2−イル基、アダマンタン−1−イル基などの置換基を有していてもよい橋かけ環式基などが含まれる。シクロアルキル基や橋かけ環式基が有していてもよい置換基として、前記式(6a)〜(6h)中の環が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。 R 16 and R 17 are preferably a hydrogen atom; methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, isopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl group, etc. A linear or branched alkyl group having about 1 to 15 carbon atoms (preferably about 1 to 12 carbon atoms); trifluoromethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,2,2-trimethyl Fluoro-1- (trifluoromethyl) ethyl, heptafluoropropyl, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, nonafluorobutyl, 2,2,3 , 3,4,4,4-heptafluorobutyl, 2,2,3,3,4,4-hexafluorobutyl, undecafluoropentyl, 2 , 2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl, tridecafluorohexyl, 2,2, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-undecafluorohexyl, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluorohexyl, penta Decafluoroheptyl, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoroheptyl, 2,2,3,3,4,4,5 5,6,6,7,7-dodecafluoroheptyl, heptadecafluorooctyl, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8- Pentadecafluorooctyl, nonadecafluorononyl, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadeca Lorononyl, henicosafluorodecyl, 2,2,3,3,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-nonadecafluoro A linear or branched fluoroalkyl group having about 1 to 15 carbon atoms (preferably about 1 to 10 and more preferably about 1 to 5) such as a decyl group; having a substituent such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group A cycloalkyl group which may be substituted; a bridged cyclic group which may have a substituent such as a norbornan-2-yl group and an adamantan-1-yl group. Examples of the substituent that the cycloalkyl group and the bridged cyclic group may have include the same substituents that the ring in the formulas (6a) to (6h) may have.
R5、R6、R7におけるアルキル基及びフルオロアルキル基としては、それぞれ、前記R1、R2におけるアルキル基及びフルオロアルキル基と同様のものが例示できる。R5としては、水素原子、フッ素原子、メチル基等の炭素数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜3のフルオロアルキル基が好ましい。R6、R7としては、それぞれ、水素原子、メチル基等の炭素数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜3のフルオロアルキル基が好ましく、なかでも水素原子が好ましい。 Examples of the alkyl group and fluoroalkyl group in R 5 , R 6 , and R 7 are the same as the alkyl group and fluoroalkyl group in R 1 and R 2 , respectively. R 5 is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group such as a methyl group, or a C 1-3 fluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group. R 6 and R 7 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, or a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom. .
式(5b)中、R8におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル基などの炭素数1〜20(好ましくは、炭素数1〜10)程度の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。前記アルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)、オキソ基、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシルオキシ基など)、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基(アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基など)、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、芳香族炭化水素基、複素環式基などを有していてもよい。前記ヒドロキシル基やカルボキシル基は有機合成の分野で慣用の保護基で保護されていてもよい。 In formula (5b), examples of the alkyl group for R 8 include carbon numbers such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, octyl, and decyl groups. Examples thereof include a linear or branched alkyl group having about 1 to 20 (preferably 1 to 10 carbon atoms). Examples of the substituent that the alkyl group may have include a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), an oxo group, a hydroxyl group, a substituted oxy group (for example, an alkoxy group, an aryloxy group, Aralkyloxy group, acyloxy group, etc.), carboxyl group, substituted oxycarbonyl group (alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, etc.), substituted or unsubstituted carbamoyl group, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted It may have an amino group, a sulfo group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, or the like. The hydroxyl group or carboxyl group may be protected with a protective group commonly used in the field of organic synthesis.
式(5a)で表される化合物の中でも、下記式(5a-1)又は(5a-2)
で表される化合物が好ましい。
Among the compounds represented by the formula (5a), the following formula (5a-1) or (5a-2)
The compound represented by these is preferable.
R20におけるアルキル基及びフルオロアルキル基としては、それぞれ、前記R1、R2におけるアルキル基及びフルオロアルキル基と同様のものが例示できる。 Examples of the alkyl group and fluoroalkyl group in R 20 are the same as the alkyl group and fluoroalkyl group in R 1 and R 2 , respectively.
式(5a-1)で表される化合物の代表例として以下の化合物が例示される。環Z1が式(6a)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、2−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]ノルボルナン、2−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1,2−ジメチルプロピル]ノルボルナン、2−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルペンチル]ノルボルナン、2,3−ビス(トリフルオロメチル)−5−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルペンチル]ノルボルナン、1,2,3,3,4,5,5,6,6,7,7−ウンデカフルオロ−2−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルペンチル]ノルボルナン、2−[3,3,3−トリフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルプロピル]ノルボルナン、2−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルデシル]ノルボルナン、2−[3,3,3−トリフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエチル)−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)プロピル]ノルボルナン、2−[3,3,3−トリフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエチル)−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)プロピル]−2−トリフルオロメチルノルボルナン、3−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルデシル]−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルペンチル]−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 The following compounds are illustrated as typical examples of the compound represented by the formula (5a-1). As a typical compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6a), for example, 2- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] norbornane, 2- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1,2-dimethylpropyl] norbornane, 2- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyl Pentyl] norbornane, 2,3-bis (trifluoromethyl) -5- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylpentyl] norbornane, 1,2,3,3,4 , 5,5,6,6,7,7-undecafluoro-2- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylpentyl] norbornane, 2- [3,3, 3-to Lifluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylpropyl] norbornane, 2- [3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8, 8,9,9,10,10,10-heptadecafluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyldecyl] norbornane, 2- [3,3,3-trifluoro- 1- (2,2,2-trifluoroethyl) -1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) propyl] norbornane, 2- [3,3,3-trifluoro-1- (2, 2,2-trifluoroethyl) -1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) propyl] -2-trifluoromethylnorbornane, 3- [3,3,4,4,5,5,6 , 6,7,7,8,8 9,9,10,10,10- heptadecafluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyldecyl] - tetracyclo [4.4.0.1 2, 5. 1 7,10] dodecane, 2- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylpentyl] -7-oxabicyclo [2.2.1] is R 5, such as triisocyanate Examples thereof include compounds that are fluoromethyl groups, and compounds corresponding to the aforementioned compounds in which R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom, or a methyl group.
環Z1が式(6b)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、1−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]シクロヘキサン、1−[2,2,2−トリフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]シクロヘキサン、1−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルデシル]シクロヘキサン、3−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]−トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、3−[2,2,2−トリフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]−トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、3−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルデシル]−トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a typical compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6b), for example, 1- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] cyclohexane, 1- [2,2,2-trifluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] cyclohexane, 1- [3,3,4,4,5,5, 6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyldecyl] cyclohexane, 3- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] -tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane, 3- [2,2,2-trifluoro- 1- (2-trifluoromethyl-2-propyl Penoiruokishi) -1-methylethyl] - tricyclo [6.2.1.0 2, 7] undecane, 3- [3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8 , 9,9,10,10,10-heptadecafluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyldecyl] -tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane compound R 5, such as a trifluoromethyl group, and R 5 is a fluorine atom, such as compounds corresponding to the compound is a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6c)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、1−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、1−[2,2,2−トリフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、1−フルオロ−3−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、1,3−ジフルオロ−5−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、1,3,5−トリフルオロ−7−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、2,2,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9,10,10−ペンタデカフルオロ−1−[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルエチル]アダマンタン、1−[3,3,3−トリフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルプロピル]アダマンタン、1−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−ドデカフルオロ−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−メチルオクチル]アダマンタン、1−[3,3,3−トリフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエチル)−1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)プロピル]アダマンタンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a representative compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6c), for example, 1- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 1- [2,2,2-trifluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 1-fluoro-3- [1- (2-trifluoromethyl) -2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 1,3-difluoro-5- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 1,3 , 5-trifluoro-7- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 2,2,3,4,4,5,6,6,7, 8, 8, 9 , 9,10,10-pentadecafluoro-1- [1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylethyl] adamantane, 1- [3,3,3-trifluoro-1 -(2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methylpropyl] adamantane, 1- [3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-dodeca Fluoro-1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-methyloctyl] adamantane, 1- [3,3,3-trifluoro-1- (2,2,2-trifluoroethyl) A compound in which R 5 is a trifluoromethyl group, such as -1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) propyl] adamantane, and the compound in which R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom, or a methyl group; And corresponding compounds.
式(5a-2)で表される化合物の代表例として以下の化合物が例示される。環Z1が式(6a)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、2−(2,2,2−トリフルオロエチル)−2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)ノルボルナン、2−ノナフルオロブチル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−5−メチルノルボルナン、2,3,3,4,4,5,5,6−オクタフルオロ−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−8−メチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)ノルボルナン、3−ヒドロキシ−4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシ−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシメチル−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシメチル−9−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、8−ヒドロキシ−3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、9−ヒドロキシ−3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ノナフルオロブチル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)ノルボルナン、2−トリデカフルオロヘキシル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)ノルボルナン、2−トリデカフルオロヘキシル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン、3−トリデカフルオロヘキシル−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2,3,3,4,4,5,5,6−オクタフルオロ−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、2,3,3,4,4,5,5,6−オクタフルオロ−8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−10−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、2,3,3,4,4,5,5,6,6,7−デカフルオロ−9−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 The following compounds are illustrated as typical examples of the compound represented by the formula (5a-2). As a typical compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6a), for example, 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -2- (2-trifluoromethyl-2-propene Noyloxy) norbornane, 2-nonafluorobutyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -5-methylnorbornane, 2,3,3,4,4,5,5,6-octafluoro -8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -8-methyltricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, 2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) ) Norbornane, 3-hydroxy-4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxy-8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxymethyl-8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxymethyl-9- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 8-hydroxy-3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxymethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 9-hydroxy-3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxymethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-nonafluorobutyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) norbornane, 2-tridecafluorohexyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyl) Oxy) norbornane, 2-tridecafluorohexyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] heptane, 3-tridecafluorohexyl-8- ( 2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10] dodecane, 2,3,3,4,4,5,5,6- octafluoro-8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, 2,3,3,4,4,5,5,6-octafluoro-8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -10-oxatricyclo [5.2 .1.0 2,6] decane, 2,3,3,4,4,5,5,6,6,7- decafluoro-9- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) tricyclo [ 6.2.1.0 2, 7] compounds wherein R 5 is a trifluoromethyl group, such as undecane, and R 5 is fluorine atom, and the like corresponding compound to the compound is a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6b)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)シクロペンタン、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)シクロヘキサン、シス−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1,1,3−トリメチルシクロヘキサン、トランス−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1,1,3−トリメチルシクロヘキサン、2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−イソプロピル−4−メチルシクロヘキサン、3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−7−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−6−オン、1−ノナフルオロブチル−4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)シクロヘキサン、1−トリデカフルオロヘキシル−4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)シクロヘキサン、2−トリデカフルオロヘキシル−6−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)パーヒドロナフタレン、1,1,2,2,3,3,3a,7a−オクタフルオロ−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)パーヒドロインデン、1,1,2,2,3,3,4,4,4a,8a−デカフルオロ−6−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)デカリンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 Representative compounds in which ring Z 1 is a ring represented by formula (6b) include, for example, 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) cyclopentane, 1- (2-trifluoromethyl) -2-propenoyloxy) cyclohexane, cis-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1,1,3-trimethylcyclohexane, trans-5- (2-trifluoromethyl-2-prope Noyloxy) -1,1,3-trimethylcyclohexane, 2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-isopropyl-4-methylcyclohexane, 3- (2-trifluoromethyl-2-propene Noiruokishi) tricyclo [6.2.1.0 2, 7] undecane, 4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) Torishi B [6.2.1.0 2, 7] undecane, 2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -7-oxabicyclo [3.2.1] octan-6-one, 1- Nonafluorobutyl-4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) cyclohexane, 1-tridecafluorohexyl-4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) cyclohexane, 2-tridecafluoro Hexyl-6- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) perhydronaphthalene, 1,1,2,2,3,3,3a, 7a-octafluoro-5- (2-trifluoromethyl-2 -Propenoyloxy) perhydroindene, 1,1,2,2,3,3,4,4,4a, 8a-decafluoro-6- (2-trifluoromethyl-2-pro Penoiruokishi) compound wherein R 5 is a trifluoromethyl group, such as decalin, and R 5 is fluorine atom, and the like corresponding compound to the compound is a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6c)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、2−(2,2,2−トリフルオロエチル)−2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、1−フルオロ−4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−4−メチルアダマンタン、1,3−ジフルオロ−6−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−6−メチルアダマンタン、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−2−メチルアダマンタン、2−エチル−2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1,3−ジメチルアダマンタン、1−カルボキシ−3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、1−アミノ−3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−ニトロアダマンタン、3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−1−スルホアダマンタン、1−t−ブチルオキシカルボニル−3−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)アダマンタン、1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−4−オキソアダマンタンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a typical compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6c), for example, 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -2- (2-trifluoromethyl-2-propene Noyloxy) adamantane, 1-fluoro-4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -4-methyladamantane, 1,3-difluoro-6- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) ) -6-methyladamantane, 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 2- (2-trifluoromethyl- 2-propenoyloxy) -2-methyladamantane, 2-ethyl-2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1,3-dimethyladamantane, 1-carboxy-3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 1-amino-3- (2 -Trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -1-nitroadamantane, 3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy)- 1-sulfoadamantane, 1-t-butyloxycarbonyl-3- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) adamantane, 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -4-oxoadamantane A compound in which R 5 is a trifluoromethyl group, and the like, and R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom or a methyl group And a compound corresponding to the above-mentioned compound which is a sulfur group.
環Z1が式(6d)で表される環である代表的な化合物としては、例えば、8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3,5−ジオン、4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−11−オキサペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン−10,12−ジオンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a typical compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6d), for example, 8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -4-oxatricyclo [5.2. 1.02,6 ] decane-3,5-dione, 4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -11-oxapentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13] pentadecane-10,12-dione compounds R 5 is a trifluoromethyl group, such as, and R 5 is fluorine atom, and the like corresponding compound to the compound is a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6e)で表される環である化合物として、例えば、α−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−γ−ブチロラクトン、β−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−γ−ブチロラクトン、γ−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−γ−ブチロラクトン、α−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−α,γ,γ−トリメチル−γ−ブチロラクトン、8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン、9−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 Examples of the compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6e) include α- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -γ-butyrolactone, β- (2-trifluoromethyl-2). -Propenoyloxy) -γ-butyrolactone, γ- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -γ-butyrolactone, α- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -γ, γ- Dimethyl-γ-butyrolactone, α- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -α, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, 8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy)- 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2, 6] decan-3-one, 9- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -4-oxatricyclo [5.2 1.0 2, 6] R 5, such as decane-3-one compound is a trifluoromethyl group, and R 5 is fluorine atom, and the like corresponding compound to the compound is a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6f)で表される環である化合物として、例えば、4−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−2,7−ジオキサビシクロ[3.3.0]オクタン−3,6−ジオンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6f), for example, 4- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -2,7-dioxabicyclo [3.3.0] Examples thereof include compounds such as octane-3,6-dione, wherein R 5 is a trifluoromethyl group, and compounds corresponding to the compound wherein R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom or a methyl group.
環Z1が式(6g)で表される環である化合物として、例えば、5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−メチル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、9−メチル−5−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6g), for example, 5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4 , 8 ] nonan-2-one, 5-methyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane-2- one, 9-methyl-5- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3- oxatricyclo [4.2.1.0 4, 8] is R 5, such as nonane-2-one tri Examples thereof include compounds that are fluoromethyl groups, and compounds corresponding to the aforementioned compounds in which R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom, or a methyl group.
環Z1が式(6h)で表される環である化合物として、例えば、6−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン、8−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−6−ヒドロキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン、6−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−8−ヒドロキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オンなどのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 As a compound in which the ring Z 1 is a ring represented by the formula (6h), for example, 6- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-oxatricyclo [4.3.1.1 4 , 8 ] undecan-2-one, 8- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -6-hydroxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2- R 5 such as on, 6- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -8-hydroxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2-one Examples thereof include compounds that are fluoromethyl groups, and compounds corresponding to the aforementioned compounds in which R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom, or a methyl group.
式(5b)で表される化合物の代表例として、例えば、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸メチル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸エチル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸プロピル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸イソプロピル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸s−ブチル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸t−ブチル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸ヘキシル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2−ヒドロキシエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸トリフルオロメチル、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,2−トリフルオロエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7−トリデカフルオロヘプチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11−イコサフルオロウンデシル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(1,2,2,2−テトラフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸[1,1−ビス(トリフルオロメチル)エチル]、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(1−トリフルオロメチル−1−メチルエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−フェニルエチル)、2−トリフルオロメチル−2−プロペン酸(1−トリフルオロメチル−1−フェニルエチル)などのR5がトリフルオロメチル基である化合物、及びR5がフッ素原子、水素原子又はメチル基である前記化合物に対応する化合物などが挙げられる。 Representative examples of the compound represented by the formula (5b) include, for example, methyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, ethyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid Propyl, isopropyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, s-butyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, t-butyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, 2-trifluoromethyl-2- Hexyl propenoate, 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2-hydroxyethyl), trifluoromethyl 2-trifluoromethyl-2-propenoate, 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2, 2-trifluoroethyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3-tetrafluoropropyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,4,4,4- Heptafluorobutyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,4,4-hexafluorobutyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3) 3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl), 2 -Trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoroheptyl), 2-trifluoromethyl-2- Propenoic acid (2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7, 7-dodecafluoroheptyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10, 10-heptadecafluorodecyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,3,3,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9) , 10,10,11,11-icosafluoroundecyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethylethyl), 2-trifluoromethyl- 2-propenoic acid (1,2,2,2-tetrafluoro-1-trifluoromethylethyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid [1,1-bis (trifluoromethyl) ethyl], 2- Trifluoromethyl-2-propenoic acid (1-trifluoro (Romethyl-1-methylethyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid (2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl-1-phenylethyl), 2-trifluoromethyl-2-propenoic acid Examples thereof include a compound in which R 5 is a trifluoromethyl group such as (1-trifluoromethyl-1-phenylethyl) and a compound corresponding to the compound in which R 5 is a fluorine atom, a hydrogen atom or a methyl group.
前記アクリル系単量体において、(1)式(5a)で表される化合物のうち環Z1が式(6d)、(6e)、(6f)、(6g)又は(6h)で表される環である化合物、(2)式(5a)で表される化合物のうち環Z1が(6a)、(6b)又は(6c)で表される環であって、且つ環Z1に前記極性基若しくは極性基を含む基が結合しているか、又はW1が極性基を含む基である化合物、(3)式(5b)で表される化合物のうちR8が極性基を含む基である化合物は、コモノマーとして共重合に付すことにより基板密着性及び/又は親水性機能を有する繰り返し単位を形成する。 In the acrylic monomer, (1) among the compounds represented by the formula (5a), the ring Z 1 is represented by the formula (6d), (6e), (6f), (6g) or (6h). A ring compound, (2) among the compounds represented by formula (5a), ring Z 1 is a ring represented by (6a), (6b) or (6c), and ring Z 1 has the above polarity A compound in which a group or a group containing a polar group is bonded, or W 1 is a group containing a polar group, (3) R 8 is a group containing a polar group among the compounds represented by formula (5b) The compound forms a repeating unit having substrate adhesion and / or hydrophilic function by being subjected to copolymerization as a comonomer.
また、前記アクリル系単量体において、(1)式(5a)で表される化合物のうち、式中に示されるエステル結合を構成する酸素原子−O−に第3級炭素原子を有する化合物[例えば、式(5a-1)又は(5a-2)で表される化合物など]、(2)式(5a)で表される化合物のうち、環Z1に−COOR基(Rは第3級炭化水素基、2−テトラヒドロフラニル基又は2−テトラヒドロピラニル基等を示す)が直接又は連結基を介して結合している化合物、(3)式(5b)で表される化合物のうち、R8が第3級炭化水素基である化合物、(4)式(5b)で表される化合物のうち、R8に−COOR基(Rは第3級炭化水素基、2−テトラヒドロフラニル基又は2−テトラヒドロピラニル基等を示す)が直接又は連結基を介して結合している化合物は、コモノマーとして共重合に付すことにより酸脱離性機能を有する繰り返し単位を形成する。 In the acrylic monomer, (1) among the compounds represented by the formula (5a), a compound having a tertiary carbon atom in the oxygen atom —O— constituting the ester bond shown in the formula [ For example, a compound represented by the formula (5a-1) or (5a-2)], (2) among the compounds represented by the formula (5a), a —COOR group (R is tertiary) in the ring Z 1 A compound in which a hydrocarbon group, a 2-tetrahydrofuranyl group, a 2-tetrahydropyranyl group or the like is bonded directly or via a linking group, (3) among the compounds represented by the formula (5b), R Of the compounds in which 8 is a tertiary hydrocarbon group and (4) the compound represented by formula (5b), R 8 is a —COOR group (where R is a tertiary hydrocarbon group, a 2-tetrahydrofuranyl group or 2 -A tetrahydropyranyl group or the like) is bonded directly or via a linking group A repeating unit having an acid-eliminating function is formed by copolymerization as a mer.
前記アクリル系単量体は公知の方法により、又は公知の反応を利用することにより製造できる。また、上記式(1a)又は(1b)で表される化合物の製造法として示した方法に準じて、フッ素原子含有又は非含有の不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体(酸ハライド、酸無水物、エステル等)とヒドロキシ化合物とを、塩基や酸触媒、エステル交換触媒等の存在下で反応させることにより、対応する前記アクリル系単量体を得ることができる。 The acrylic monomer can be produced by a known method or by using a known reaction. Further, in accordance with the method shown as the method for producing the compound represented by the above formula (1a) or (1b), a fluorine atom-containing or non-containing unsaturated carboxylic acid or a reactive derivative thereof (acid halide, acid anhydride) The corresponding acrylic monomer can be obtained by reacting a hydroxy compound with a hydroxy compound in the presence of a base, an acid catalyst, a transesterification catalyst or the like.
本発明の高分子化合物にレジストとしての諸機能を付与するために用いられる前記式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体以外の重合性不飽和単量体の他の代表的な例として、前記式(7a)又は(7b)で表されるビニルエーテル系単量体[式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]が挙げられる。式(7a)中、環Z2は前記式(6a)、(6b)、(6c)、(6d)、(6e)、(6f)、(6g)又は(6h)で表される何れかの環を示し、W2は2価の炭化水素基を示す。R9、R10及びR11は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。環Z2、W2、R9、R10、R11のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。sは0又は1を示し、tは1〜8の整数を示す。tが2以上の場合、t個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(7b)中、R12は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、R13、R14及びR15は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R12、R13、R14、R15のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。rは1〜8の整数を示す。rが2以上の場合、r個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。 Other representative examples of the polymerizable unsaturated monomer other than the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (4a) or (4b) used for imparting various functions as a resist to the polymer compound of the present invention Specific examples include vinyl ether monomers represented by the formula (7a) or (7b) [excluding compounds represented by the formulas (4a) and (4b)]. In formula (7a), ring Z 2 is any one of the above formulas (6a), (6b), (6c), (6d), (6e), (6f), (6g) or (6h) Represents a ring, and W 2 represents a divalent hydrocarbon group. R 9 , R 10 and R 11 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. At least two of the rings Z 2 , W 2 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. s represents 0 or 1, and t represents an integer of 1 to 8. When t is 2 or more, the groups in t parentheses may be the same or different. In formula (7b), R 12 represents an alkyl group which may have a substituent, and R 13 , R 14 and R 15 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group. At least two of R 12 , R 13 , R 14 and R 15 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. r shows the integer of 1-8. When r is 2 or more, the groups in r parentheses may be the same or different.
このようなビニルエーテル系単量体、特に脂環式炭素環を有するビニルエーテル系単量体を共重合させることにより、ポリマーの耐エッチング性を向上させることができる。また、分子内に極性基を有するビニルエーテル系単量体を用いることにより、基板密着性及び/又は親水性を高めることができる。分子内にフッ素原子を含有する化合物をコモノマーとして用いる場合には、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する透明性を高めることができる。これらのビニルエーテル系単量体は1種又は2種以上組み合わせて使用できる。 By copolymerizing such a vinyl ether monomer, particularly a vinyl ether monomer having an alicyclic carbon ring, the etching resistance of the polymer can be improved. Further, by using a vinyl ether monomer having a polar group in the molecule, it is possible to improve substrate adhesion and / or hydrophilicity. When a compound containing a fluorine atom in the molecule is used as a comonomer, the transparency to light having a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light can be enhanced. These vinyl ether monomers can be used alone or in combination.
W2における2価の炭化水素基としては前記W1における2価の炭化水素基と同様のものが挙げられる。W2の好ましい例には、例えば、下記式(10)
で表される基が含まれる。
Examples of the divalent hydrocarbon group for W 2 include the same divalent hydrocarbon groups as those described above for W 1 . Preferred examples of W 2 include, for example, the following formula (10)
The group represented by these is included.
R21、R22における炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(炭素数1〜20程度のアルキル基、炭素数2〜20程度のアルケニル基、炭素数2〜20程度のアルキニル基など)、脂環式炭化水素基(3〜20員程度のシクロアルキル基、3〜20員程度のシクロアルケニル基、橋架け環式炭化水素基など)、芳香族炭化水素基(炭素数6〜14程度の芳香族炭化水素基など)、及びこれらが2以上結合した基が挙げられる。前記炭化水素基には置換基を有する炭化水素基も含まれる。該置換基としては、前記W1における2価の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。 As the hydrocarbon group in R 21 and R 22 , an aliphatic hydrocarbon group (an alkyl group having about 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having about 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having about 2 to 20 carbon atoms, etc.), An alicyclic hydrocarbon group (a cycloalkyl group having about 3 to 20 members, a cycloalkenyl group having about 3 to 20 members, a bridged cyclic hydrocarbon group, etc.), an aromatic hydrocarbon group (having about 6 to 14 carbon atoms) Aromatic hydrocarbon groups and the like, and groups in which two or more of these are bonded. The hydrocarbon group includes a hydrocarbon group having a substituent. Examples of the substituent include the same substituents that the divalent hydrocarbon group in W 1 may have.
好ましいR21、R22には、水素原子;メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基等のC1-10アルキル基(特に、C1-5アルキル基);シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の置換基を有していてもよいシクロアルキル基;ノルボルナン−2−イル基、アダマンタン−1−イル基などの置換基を有していてもよい橋かけ環式基などが含まれる。シクロアルキル基や橋かけ環式基が有していてもよい置換基として、前記式(6a)〜(6h)中の環が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。 R 21 and R 22 are preferably hydrogen atoms; C 1-10 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl and butyl groups (particularly C 1-5 alkyl groups); substituents such as cyclopentyl groups and cyclohexyl groups. A cycloalkyl group optionally having a substituent; a bridged cyclic group optionally having a substituent such as a norbornan-2-yl group and an adamantan-1-yl group. Examples of the substituent that the cycloalkyl group and the bridged cyclic group may have include the same substituents that the ring in the formulas (6a) to (6h) may have.
式(7a)中、R9、R10、R11における有機基としては、例えば、ハロゲン原子、炭化水素基、複素環式基、置換オキシカルボニル基(アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基など)、カルボキシル基、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、硫黄酸基、硫黄酸エステル基、アシル基(アセチル基等の脂肪族アシル基;ベンゾイル基等の芳香族アシル基など)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基等のC1-6アルコキシ基など)、N,N−ジ置換アミノ基(N,N−ジメチルアミノ基、ピペリジノ基など)など、及びこれらが2以上結合した基などが挙げられ、前記カルボキシル基などは有機合成の分野で公知乃至慣用の保護基で保護されていてもよい。前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子が挙げられる。これらの有機基のなかでも、炭化水素基、複素環式基などが好ましい。 In the formula (7a), examples of the organic group for R 9 , R 10 and R 11 include a halogen atom, a hydrocarbon group, a heterocyclic group, a substituted oxycarbonyl group (alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxy group). Carbonyl group, cycloalkyloxycarbonyl group, etc.), carboxyl group, substituted or unsubstituted carbamoyl group, cyano group, nitro group, sulfur acid group, sulfur acid ester group, acyl group (aliphatic acyl group such as acetyl group; benzoyl group) Etc.), alkoxy groups (C 1-6 alkoxy groups such as methoxy groups, ethoxy groups, etc.), N, N-disubstituted amino groups (N, N-dimethylamino groups, piperidino groups, etc.), etc. And a group in which two or more of these are bonded, and the carboxyl group is protected with a known or commonly used protective group in the field of organic synthesis. It may be. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms. Of these organic groups, a hydrocarbon group, a heterocyclic group, and the like are preferable.
前記炭化水素基及び複素環式基には、置換基を有する炭化水素基及び複素環式基も含まれる。炭化水素基としては、前記R12、R13における炭化水素基と同様のものが挙げられる。好ましい炭化水素基には、C1-10アルキル基、C2-10アルケニル基、C2-10アルキニル基、C3-15シクロアルキル基、C6-10芳香族炭化水素基、C3-15シクロアルキル−C1-4アルキル基、C7-14アラルキル基等が含まれる。これらの炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基として、前記W1における2価の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The hydrocarbon group and the heterocyclic group also include a hydrocarbon group and a heterocyclic group having a substituent. Examples of the hydrocarbon group include the same hydrocarbon groups as those described above for R 12 and R 13 . Preferred hydrocarbon groups include C 1-10 alkyl groups, C 2-10 alkenyl groups, C 2-10 alkynyl groups, C 3-15 cycloalkyl groups, C 6-10 aromatic hydrocarbon groups, C 3-15 A cycloalkyl-C 1-4 alkyl group, a C 7-14 aralkyl group and the like are included. These hydrocarbon groups may have a substituent, and examples of the substituent include the same substituents that the divalent hydrocarbon group in W 1 may have.
前記R9等における複素環式基を構成する複素環には、芳香族性複素環及び非芳香族性複素環が含まれる。このような複素環としては、例えば、ヘテロ原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を含む複素環などが挙げられる。複素環式基は、前記炭化水素基が有していてもよい置換基のほか、アルキル基(例えば、メチル、エチル基などのC1-4アルキル基等)、シクロアルキル基、アリール基(例えば、フェニル、ナフチル基等)などの置換基を有していてもよい。 The heterocyclic ring constituting the heterocyclic group in R 9 and the like includes an aromatic heterocyclic ring and a non-aromatic heterocyclic ring. Examples of such a heterocyclic ring include a heterocyclic ring containing an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic group includes an alkyl group (for example, a C 1-4 alkyl group such as methyl and ethyl groups), a cycloalkyl group, an aryl group (for example, , Phenyl, naphthyl group, etc.).
好ましいR9、R10、R11には、水素原子及び炭化水素基(例えば、C1-10アルキル基、C2-10アルケニル基、C2-10アルキニル基、C3-15シクロアルキル基、C6-10芳香族炭化水素基、C3-12シクロアルキル−C1-4アルキル基、C7-14アラルキル基など)などが含まれる。R9、R10、R11として、水素原子、メチル基などのC1-3アルキル基が特に好ましい。 Preferred R 9 , R 10 and R 11 include a hydrogen atom and a hydrocarbon group (for example, a C 1-10 alkyl group, a C 2-10 alkenyl group, a C 2-10 alkynyl group, a C 3-15 cycloalkyl group, C 6-10 aromatic hydrocarbon group, C 3-12 cycloalkyl-C 1-4 alkyl group, C 7-14 aralkyl group, etc.). R 9 , R 10 and R 11 are particularly preferably a C 1-3 alkyl group such as a hydrogen atom or a methyl group.
環Z2、W2、R9、R10、R11のうち少なくとも2つが互いに結合して隣接する1又は2以上の原子と共に形成する環には、非芳香族性の炭素環又は複素環が含まれる。 The ring formed by combining at least two of the rings Z 2 , W 2 , R 9 , R 10 and R 11 together with one or more adjacent atoms includes a non-aromatic carbocycle or heterocycle. included.
式(7a)で表されるビニルエーテル化合物の代表的な例には以下の化合物が含まれる。環Z2が式(6a)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、2−ビニルオキシノルボルナン、5−メトキシカルボニル−2−ビニルオキシノルボルナン、2−[1−(ノルボルナン−2−イル)−1−ビニルオキシエチル]ノルボルナン、2−(ビニルオキシメチル)ノルボルナン、2−(1−メチル−1−ビニルオキシエチル)ノルボルナン、2−(1−メチル−1−ビニルオキシペンチル)ノルボルナン、3−ヒドロキシ−4−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシ−8−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−メトキシカルボニル−8−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−メトキシカルボニル−9−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−(ビニルオキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシメチル−8−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、3−ヒドロキシメチル−9−ビニルオキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、8−ヒドロキシ−3−(ビニルオキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、9−ヒドロキシ−3−(ビニルオキシメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Typical examples of the vinyl ether compound represented by the formula (7a) include the following compounds. Examples of vinyl ether compounds in which ring Z 2 is a group represented by formula (6a) include 2-vinyloxynorbornane, 5-methoxycarbonyl-2-vinyloxynorbornane, 2- [1- (norbornan-2-yl) -1-vinyloxyethyl] norbornane, 2- (vinyloxymethyl) norbornane, 2- (1-methyl-1-vinyloxyethyl) norbornane, 2- (1-methyl-1-vinyloxypentyl) norbornane, 3- Hydroxy-4-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxy-8-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-methoxycarbonyl-8-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-methoxycarbonyl-9-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3- (vinyloxymethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxymethyl-8-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 3-hydroxymethyl-9-vinyloxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 8-hydroxy-3- (vinyloxymethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 9-hydroxy-3- (vinyloxymethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, and the corresponding isopropenyl ethers.
環Z2が式(6b)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、ビニルオキシシクロペンタン、ビニルオキシシクロヘキサン、シス−1,1,3−トリメチル−5−ビニルオキシシクロヘキサン、トランス−1,1,3−トリメチル−5−ビニルオキシシクロヘキサン、1−イソプロピル−4−メチル−2−ビニルオキシシクロヘキサン、3−ビニルオキシトリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、4−ビニルオキシトリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、2−ビニルオキシ−7−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−6−オン、(2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−シクロヘキシルエチル)ビニルエーテル、[2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−(4−トリフルオロメチルシクロヘキシル)エチル]ビニルエーテル、(1−トリフルオロメチル−1−シクロヘキシルエチル)ビニルエーテル、[1−トリフルオロメチル−1−(4−トリフルオロメチルシクロヘキシル)エチル]ビニルエーテル、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of the vinyl ether compound in which ring Z 2 is a group represented by formula (6b) include vinyloxycyclopentane, vinyloxycyclohexane, cis-1,1,3-trimethyl-5-vinyloxycyclohexane, trans-1, 1,3-trimethyl-5-vinyloxycyclohexane, 1-isopropyl-4-methyl-2-vinyloxycyclohexane, 3-vinyloxytricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane, 4-vinyloxy Tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane, 2-vinyloxy-7-oxabicyclo [3.2.1] octane-6-one, (2,2,2-trifluoro-1-tri Fluoromethyl-1-cyclohexylethyl) vinyl ether, [2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl-1- (4-trifluoro) Olomethylcyclohexyl) ethyl] vinyl ether, (1-trifluoromethyl-1-cyclohexylethyl) vinyl ether, [1-trifluoromethyl-1- (4-trifluoromethylcyclohexyl) ethyl] vinyl ether, and the corresponding isopropenyls And ethers.
環Z2が式(6c)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、1−ビニルオキシアダマンタン、2−ビニルオキシアダマンタン、2−メチル−2−ビニルオキシアダマンタン、2−エチル−2−ビニルオキシアダマンタン、1,3−ジメチル−5−ビニルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−ビニルオキシアダマンタン、1−アミノ−3−ビニルオキシアダマンタン、1−ニトロ−3−ビニルオキシアダマンタン、1−スルホ−3−ビニルオキシアダマンタン、1−t−ブチルオキシカルボニル−3−ビニルオキシアダマンタン、4−オキソ−1−ビニルオキシアダマンタン、1−(ビニルオキシメチル)アダマンタン、1−(1−メチル−1−ビニルオキシエチル)アダマンタン、1−(1−エチル−1−ビニルオキシエチル)アダマンタン、1−(1−(ノルボルナン−2−イル)−1−ビニルオキシエチル)アダマンタン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of vinyl ether compounds in which ring Z 2 is a group represented by formula (6c) include 1-vinyloxyadamantane, 2-vinyloxyadamantane, 2-methyl-2-vinyloxyadamantane, and 2-ethyl-2-vinyl. Oxyadamantane, 1,3-dimethyl-5-vinyloxyadamantane, 1-carboxy-3-vinyloxyadamantane, 1-amino-3-vinyloxyadamantane, 1-nitro-3-vinyloxyadamantane, 1-sulfo-3 -Vinyloxyadamantane, 1-t-butyloxycarbonyl-3-vinyloxyadamantane, 4-oxo-1-vinyloxyadamantane, 1- (vinyloxymethyl) adamantane, 1- (1-methyl-1-vinyloxyethyl) Adamantane, 1- (1-ethyl-1-vinyloxy) Ethyl) adamantane, 1- (1- (norbornan-2-yl) -1-vinyloxyethyl) adamantane, and corresponding isopropenyl ethers.
環Z2が式(6d)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、8−ビニルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3,5−ジオン、4−ビニルオキシ−11−オキサペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン−10,12−ジオン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of the vinyl ether compound in which ring Z 2 is a group represented by the formula (6d) include 8-vinyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-3,5-dione, 4-vinyloxy-11-oxapentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13] pentadecane-10,12-dione, an isopropenyl ether corresponding to them.
環Z2が式(6e)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、α−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトン、γ−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−ビニルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α,γ,γ−トリメチル−α−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトン、γ,γ−ジメチル−β−メトキシカルボニル−α−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトン、8−ビニルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン、9−ビニルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of vinyl ether compounds in which ring Z 2 is a group represented by the formula (6e) include α-vinyloxy-γ-butyrolactone, β-vinyloxy-γ-butyrolactone, γ-vinyloxy-γ-butyrolactone, α-vinyloxy-γ. , Γ-dimethyl-γ-butyrolactone, α, γ, γ-trimethyl-α-vinyloxy-γ-butyrolactone, γ, γ-dimethyl-β-methoxycarbonyl-α-vinyloxy-γ-butyrolactone, 8-vinyloxy-4- Oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one, 9-vinyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-3-one, and these And isopropenyl ethers corresponding to the above.
環Z2が式(6f)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、4−ビニルオキシ−2,7−ジオキサビシクロ[3.3.0]オクタン−3,6−ジオン、及びこれに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of the vinyl ether compound in which the ring Z 2 is a group represented by the formula (6f) include 4-vinyloxy-2,7-dioxabicyclo [3.3.0] octane-3,6-dione, and And corresponding isopropenyl ethers.
環Z2が式(6g)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、5−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−メチル−5−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、9−メチル−5−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of vinyl ether compounds in which ring Z 2 is a group represented by the formula (6 g) include 5-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 5- Methyl-5-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 9-methyl-5-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one and the corresponding isopropenyl ethers.
環Z2が式(6h)で表される基であるビニルエーテル化合物として、例えば、6−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン、6−ヒドロキシ−8−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン、8−ヒドロキシ−6−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of the vinyl ether compound in which ring Z 2 is a group represented by formula (6h) include 6-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2-one, 6- Hydroxy-8-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2-one, 8-hydroxy-6-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2-one and the corresponding isopropenyl ethers.
前記式(7b)中、R12における置換基を有していてもよいアルキル基は、前記R8における置換基を有していてもよいアルキル基と同様である。R13、R14及びR15における有機基としては、R9、R10、R11における有機基と同様のものが挙げられる。好ましいR13、R14、R15には、水素原子及び炭化水素基(例えば、C1-10アルキル基、C2-10アルケニル基、C2-10アルキニル基、C3-15シクロアルキル基、C6-10芳香族炭化水素基、C3-12シクロアルキル−C1-4アルキル基、C7-14アラルキル基など)などが含まれる。R13、R14、R15として、水素原子、メチル基などのC1-3アルキル基が特に好ましい。前記R12、R13、R14、R15のうち少なくとも2つが互いに結合して隣接する1又は2以上の原子と共に形成しうる環には、非芳香族性の炭素環又は複素環が含まれる。 In the formula (7b), the alkyl group which may have a substituent in R 12 is the same as the alkyl group which may have a substituent in R 8 . Examples of the organic group for R 13 , R 14, and R 15 include the same organic groups as those for R 9 , R 10 , and R 11 . Preferred R 13 , R 14 and R 15 include a hydrogen atom and a hydrocarbon group (for example, a C 1-10 alkyl group, a C 2-10 alkenyl group, a C 2-10 alkynyl group, a C 3-15 cycloalkyl group, C 6-10 aromatic hydrocarbon group, C 3-12 cycloalkyl-C 1-4 alkyl group, C 7-14 aralkyl group, etc.). R 13 , R 14 and R 15 are particularly preferably a C 1-3 alkyl group such as a hydrogen atom or a methyl group. The ring that can be formed together with one or more adjacent atoms by bonding at least two of R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 includes a non-aromatic carbocycle or heterocycle. .
式(7b)で表されるビニルエーテル化合物の代表的な例として、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、s−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、トリフルオロメチルビニルエーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)ビニルエーテル、(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7−トリデカフルオロヘプチル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチル)ビニルエーテル、(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)ビニルエーテル、(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11−イコサフルオロウンデシル)ビニルエーテル、(2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル)ビニルエーテル、(1,2,2,2−テトラフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル)ビニルエーテル、[1,1−ビス(トリフルオロメチル)エチル]ビニルエーテル、(1−トリフルオロメチル−1−メチルエチル)ビニルエーテル、(2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチル−1−フェニルエチル)ビニルエーテル、(1−トリフルオロメチル−1−フェニルエチル)ビニルエーテル、及びこれらに対応するイソプロペニルエーテル類、ジヒドロピランなどが挙げられる。 Representative examples of the vinyl ether compound represented by the formula (7b) include, for example, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, s-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, ethylene glycol monovinyl ether, ethylene Glycol divinyl ether, trifluoromethyl vinyl ether, (2,2,2-trifluoroethyl) vinyl ether, (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) vinyl ether, (2,2,3,3-tetrafluoro Propyl) vinyl ether, (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl) vinyl ether, (2,2,3,3,4,4-hexafluorobutyl) vinyl ether, (2,2,3 , 3, , 4,5,5,5-nonafluoropentyl) vinyl ether, (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl) vinyl ether, (2,2,3,3,4,4) , 5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoroheptyl) vinyl ether, (2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodecafluoroheptyl) ) Vinyl ether, (3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 10-heptadecafluorodecyl) vinyl ether, (2, 2, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11-icosafluoroundecyl) vinyl ether, (2,2,2 -Trifluoro-1-trifluoromethylethyl) vinyl ether, (1,2,2,2-tetraph (Luoro-1-trifluoromethylethyl) vinyl ether, [1,1-bis (trifluoromethyl) ethyl] vinyl ether, (1-trifluoromethyl-1-methylethyl) vinyl ether, (2,2,2-trifluoro- 1-trifluoromethyl-1-phenylethyl) vinyl ether, (1-trifluoromethyl-1-phenylethyl) vinyl ether, and corresponding isopropenyl ethers, dihydropyran and the like.
前記ビニルエーテル系単量体において、(1)式(7a)で表される化合物のうち環Z2が式(6d)、(6e)、(6f)、(6g)又は(6h)で表される環である化合物、(2)式(7a)で表される化合物のうち環Z2が式(6a)、(6b)又は(6c)で表される環であって、且つ環Z2に前記極性基若しくは極性基を含む基が結合しているか、又はW2、R9、R10若しくはR11が極性基を含む基である化合物、及び(3)式(7b)で表される化合物のうちR12、R13、R14若しくはR15が極性基を含む基である化合物は、コモノマーとして共重合に付すことにより基板密着性及び/又は親水性機能を有する繰り返し単位を形成する。 In the vinyl ether monomer, (1) among the compounds represented by the formula (7a), the ring Z 2 is represented by the formula (6d), (6e), (6f), (6g) or (6h). ring, compound, (2) (7a) ring Z 2 has the formula among the compounds represented by (6a), (6b) or a ring represented by (6c), and the the ring Z 2 A compound in which a polar group or a group containing a polar group is bonded, or W 2 , R 9 , R 10 or R 11 is a group containing a polar group, and (3) a compound represented by the formula (7b) Among them, the compound in which R 12 , R 13 , R 14 or R 15 is a group containing a polar group forms a repeating unit having substrate adhesion and / or hydrophilic function by being subjected to copolymerization as a comonomer.
前記ビニルエーテル系単量体は公知の方法により、又は公知の反応を利用することにより製造できる。また、上記式(4a)又は(4b)で表される化合物のうちnが0である化合物の製造法として示した方法に準じて製造することもできる。 The vinyl ether monomer can be produced by a known method or by utilizing a known reaction. Moreover, it can also manufacture according to the method shown as a manufacturing method of the compound whose n is 0 among the compounds represented by the said Formula (4a) or (4b).
本発明の高分子化合物にレジストとしての諸機能を付与するために用いられる前記式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体以外の重合性不飽和単量体の他の例として、前記式(8a)又は(8b)で表される環状不飽和単量体が挙げられる。式(8a)、(8b)中、Y6、Y7は、それぞれ、アルキレン基、酸素原子、硫黄原子又は無結合を示す。Y8は酸素原子又は−NH−基を示す。fは0〜3の整数を示す。式中の環を構成する原子は置換基を有していてもよい。 As another example of the polymerizable unsaturated monomer other than the polymerizable adamantane derivative represented by the above formula (4a) or (4b) used for imparting various functions as a resist to the polymer compound of the present invention And the cyclic unsaturated monomer represented by the formula (8a) or (8b). In formulas (8a) and (8b), Y 6 and Y 7 each represent an alkylene group, an oxygen atom, a sulfur atom or no bond. Y 8 represents an oxygen atom or a —NH— group. f shows the integer of 0-3. The atoms constituting the ring in the formula may have a substituent.
このような環状不飽和単量体のうち、式(8a)の化合物によればポリマーの耐エッチング性を向上させることができ、式(8b)の化合物によれば基板密着性を高めることができる。また、上記環状不飽和単量体において、環にフッ素原子又はフッ素原子含有基を有する場合には、波長300nm以下の光、特に真空紫外光に対する透明性を高めることができ、環に前記極性基又は極性基を含む基が結合している場合には、基板密着性及び/又は親水性を高めることができる。さらに、エステル結合を構成する酸素原子に第3級炭素原子が結合しているようなエステル基を有する場合には、酸脱離性機能を向上できる。これらの環状不飽和単量体は1種又は2種以上組み合わせて使用できる。 Among such cyclic unsaturated monomers, the compound of the formula (8a) can improve the etching resistance of the polymer, and the compound of the formula (8b) can improve the substrate adhesion. . Further, in the above cyclic unsaturated monomer, when the ring has a fluorine atom or a fluorine atom-containing group, the transparency to light having a wavelength of 300 nm or less, particularly vacuum ultraviolet light can be increased, and the polar group is included in the ring. Or when the group containing a polar group has couple | bonded, board | substrate adhesiveness and / or hydrophilicity can be improved. Furthermore, when it has an ester group in which a tertiary carbon atom is bonded to an oxygen atom constituting the ester bond, the acid-eliminating function can be improved. These cyclic unsaturated monomers can be used alone or in combination.
式中、前記アルキレン基はY1等におけるアルキレン基と同様である。環が有していてもよい置換基としては、環Z1[式(6a)〜(6h)で表される環]が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。環の置換基が2以上の場合、それらが互いに結合して、環を構成する炭素原子と共に4員以上の環、例えばシクロアルカン環、ラクトン環などを形成していてもよい。これらの環は、置換基、例えば前記環Z1を構成する原子が有していてもよい置換基と同様の置換基(フッ素原子、アルキル基、フルオロアルキル基など)を有していてもよい。 In the formula, the alkylene group is the same as the alkylene group in Y 1 and the like. Examples of the substituent that the ring may have include the same substituents that the ring Z 1 [rings represented by formulas (6a) to (6h)] may have. When there are two or more ring substituents, they may be bonded to each other to form a 4-membered or more ring, for example, a cycloalkane ring or a lactone ring, together with the carbon atoms constituting the ring. These rings may have a substituent (eg, a fluorine atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, etc.) similar to the substituent that the atom constituting the ring Z 1 may have. .
式(8a)で表される環状不飽和単量体の代表的な例として、例えば、ノルボルネン(=ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン)、5−カルボキシ−5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン、5−t−ブトキシカルボニル−5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン、7−オキサ−ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン、トリシクロ[4.3.0.12,5]−3−デセン、トリシクロ[4.4.0.12,5]−3−ウンデセン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]−8−デセン−3−オン、4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]−8−デセン−3,5−ジオンなどが挙げられる。 Representative examples of the cyclic unsaturated monomer represented by the formula (8a) include, for example, norbornene (= bicyclo [2.2.1] -2-heptene), 5-carboxy-5-trifluoromethylbicyclo [2.2.1] -2-heptene, 5-t-butoxycarbonyl-5-trifluoromethylbicyclo [2.2.1] -2-heptene, 7-oxa-bicyclo [2.2.1]- 2-heptene, tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] -3-decene, tricyclo [4.4.0.1 2,5 ] -3-undecene, tetracyclo [4.4.0.1 2 , 5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] -8-decene-3-one, 4-oxatricyclo [5.2.1.0 2 , 6 ] -8-decene-3,5-dione.
式(8b)で表される環状不飽和単量体の代表的な例として、例えば、無水マレイン酸、2−フルオロ無水マレイン酸、2−トリフルオロメチル無水マレイン酸、マレイミド、N−カルボキシマレイミド、N−メチルマレイミドなどが挙げられる。 Representative examples of the cyclic unsaturated monomer represented by the formula (8b) include, for example, maleic anhydride, 2-fluoromaleic anhydride, 2-trifluoromethylmaleic anhydride, maleimide, N-carboxymaleimide, N-methylmaleimide etc. are mentioned.
前記環状不飽和単量体において、(1)式(8a)で表される化合物のうち、環に前記極性基又は極性基を含む基が結合している化合物、及び(2)式(8b)で表される化合物は、コモノマーとして共重合に付すことにより基板密着性及び/又は親水性機能を有する繰り返し単位を形成する。前記環状不飽和単量体は公知の方法により、又は公知の反応を利用することにより製造できる。 In the cyclic unsaturated monomer, among the compounds represented by (1) formula (8a), a compound in which the ring or a group containing a polar group is bonded to the ring, and (2) formula (8b) Is subjected to copolymerization as a comonomer to form a repeating unit having substrate adhesion and / or hydrophilic function. The cyclic unsaturated monomer can be produced by a known method or using a known reaction.
本発明の高分子化合物において、式(4a)又は(4b)で表される重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位の割合は特に限定されないが、ポリマーを構成する全モノマー単位に対して、一般には1〜99モル%、好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは10〜80モル%であり、特に10〜70モル%程度が好ましい。酸脱離性機能を有する繰り返し単位の割合は、ポリマーを構成する全モノマー単位に対して、例えば5〜80モル%、好ましくは10〜60モル%程度である。また、式(5a)又は(5b)で表されるアクリル酸エステル系単量体[式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位、式(7a)又は(7b)で表されるビニルエーテル系単量体[式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位、式(8a)又は(8b)で表される環状不飽和単量体に対応する繰り返し単位の割合は、各単量体単位の有する機能に応じて適宜選択できる。これらの繰り返し単位の総割合は、ポリマーを構成する全モノマー単位に対して、1〜99モル%、好ましくは5〜95モル%、さらに好ましくは20〜90モル%、特に好ましくは30〜90モル%程度である。 In the polymer compound of the present invention, the ratio of the repeating unit corresponding to the polymerizable adamantane derivative represented by the formula (4a) or (4b) is not particularly limited, but generally, with respect to all monomer units constituting the polymer. 1 to 99 mol%, preferably 5 to 95 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, and particularly preferably about 10 to 70 mol%. The ratio of the repeating unit having an acid-eliminating function is, for example, about 5 to 80 mol%, preferably about 10 to 60 mol%, based on all monomer units constituting the polymer. Further, a repeating unit corresponding to the acrylate monomer represented by the formula (5a) or (5b) [excluding the compound represented by the formula (4a) or (4b)], the formula (7a) or ( 7b) is a repeating unit corresponding to the vinyl ether monomer represented by [excluding the compounds represented by formulas (4a) and (4b)], the cyclic unsaturated unit represented by formula (8a) or (8b) The ratio of the repeating unit corresponding to the monomer can be appropriately selected according to the function of each monomer unit. The total proportion of these repeating units is from 1 to 99 mol%, preferably from 5 to 95 mol%, more preferably from 20 to 90 mol%, particularly preferably from 30 to 90 mol%, based on all monomer units constituting the polymer. %.
本発明の重合性アダマンタン誘導体を(共)重合に付して高分子化合物を得るに際し、重合は、溶液重合、塊状重合、懸濁重合、塊状−懸濁重合、乳化重合など、アクリル系ポリマー等を製造する際に用いる慣用の方法により行うことができるが、特に溶液重合が好適である。溶液重合の際、均質なポリマーを得るため滴下重合法を用いてもよい。 In obtaining the polymer compound by subjecting the polymerizable adamantane derivative of the present invention to (co) polymerization, the polymerization may be solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, bulk-suspension polymerization, emulsion polymerization, acrylic polymer, etc. The polymerization can be carried out by a conventional method used in the production of solution, and solution polymerization is particularly preferred. In solution polymerization, a drop polymerization method may be used to obtain a homogeneous polymer.
重合溶媒としては公知の溶媒を使用でき、例えば、エーテル(ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル類などの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類など)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、アミド(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシドなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノールなど)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など)、これらの混合溶媒などが挙げられる。また、重合開始剤として公知の重合開始剤を使用できる。重合温度は、例えば30〜150℃程度の範囲で適宜選択できる。 As the polymerization solvent, a known solvent can be used. For example, ether (chain ether such as diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, etc., chain ether such as tetrahydrofuran, dioxane, etc.), ester (methyl acetate, ethyl acetate, Glycol ether esters such as butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), amides (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, etc.) ), Sulfoxide (dimethylsulfoxide, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, etc.), hydrocarbon (aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, etc.) Aliphatic hydrocarbons such as hexane, and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane), and mixtures of these solvents. Moreover, a well-known polymerization initiator can be used as a polymerization initiator. The polymerization temperature can be appropriately selected within a range of about 30 to 150 ° C., for example.
重合により得られたポリマーは、沈殿又は再沈殿により精製できる。沈殿又は再沈殿溶媒は有機溶媒及び水の何れであってもよく、また混合溶媒であってもよい。沈殿又は再沈殿溶媒として用いる有機溶媒として、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタンなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、カルボン酸(酢酸など)、これらの溶媒を含む混合溶媒等が挙げられる。 The polymer obtained by polymerization can be purified by precipitation or reprecipitation. The precipitation or reprecipitation solvent may be either an organic solvent or water, or a mixed solvent. Examples of the organic solvent used as the precipitation or reprecipitation solvent include hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatics such as benzene, toluene, and xylene. Aromatic hydrocarbons), halogenated hydrocarbons (halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.) , Nitrile (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ether (chain ether such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane; cyclic ether such as tetrahydrofuran, dioxane), ketone (acetone, methyl ethyl ketone) Diisobutyl ketone, etc.), ester (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonate (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohol (methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (acetic acid, etc.) Etc.), and mixed solvents containing these solvents.
高分子化合物の重量平均分子量(Mw)は、例えば1000〜500000程度、好ましくは3000〜50000程度であり、分子量分布(Mw/Mn)は、例えば1.5〜2.5程度である。なお、前記Mnは数平均分子量を示し、Mn、Mwともにポリスチレン換算の値である。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound is, for example, about 1000 to 500000, preferably about 3000 to 50000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) is, for example, about 1.5 to 2.5. In addition, said Mn shows a number average molecular weight, and both Mn and Mw are values of polystyrene conversion.
[フォトレジスト用樹脂組成物と半導体の製造]
本発明のフォトレジスト用樹脂組成物は、上記本発明の高分子化合物と光酸発生剤とを少なくとも含んでいる。なお、レジスト性能を損なわない範囲で、前記高分子化合物以外のポリマーを含んでいてもよい。
[Production of Resin Composition for Photoresist and Semiconductor]
The resin composition for photoresists of the present invention contains at least the polymer compound of the present invention and a photoacid generator. In addition, a polymer other than the polymer compound may be included as long as the resist performance is not impaired.
光酸発生剤としては、露光により効率よく酸を生成する慣用乃至公知の化合物、例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩(例えば、ジフェニルヨードヘキサフルオロホスフェートなど)、スルホニウム塩(例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネートなど)、スルホン酸エステル[例えば、1−フェニル−1−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベンゾイルメタン、1,2,3−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、1,3−ジニトロ−2−(4−フェニルスルホニルオキシメチル)ベンゼン、1−フェニル−1−(4−メチルフェニルスルホニルオキシメチル)−1−ヒドロキシ−1−ベンゾイルメタンなど]、オキサチアゾール誘導体、s−トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体(ジフェニルジスルホンなど)、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノン、ベンゾイントシレートなどを使用できる。これらの光酸発生剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 Examples of the photoacid generator include conventional or known compounds that efficiently generate acid upon exposure, such as diazonium salts, iodonium salts (for example, diphenyliodohexafluorophosphate), sulfonium salts (for example, triphenylsulfonium hexafluoroantimony). Nates, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium methanesulfonate, etc.), sulfonate esters [eg 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyloxy-1-benzoylmethane, 1,2,3-tri Sulfonyloxymethylbenzene, 1,3-dinitro-2- (4-phenylsulfonyloxymethyl) benzene, 1-phenyl-1- (4-methylphenylsulfonyloxymethyl) -1-hydroxy-1-benzo Rumetan etc.], oxathiazole derivatives, s- triazine derivatives, disulfone derivatives (diphenyl sulfone) imide compound, an oxime sulfonate, a diazonaphthoquinone, and benzoin tosylate. These photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.
光酸発生剤の使用量は、光照射により生成する酸の強度やポリマーおける各繰り返し単位の比率などに応じて適宜選択でき、例えば、高分子化合物100重量部に対して0.1〜30重量部、好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは2〜20重量部程度の範囲から選択できる。 The amount of the photoacid generator used can be appropriately selected according to the strength of the acid generated by light irradiation, the ratio of each repeating unit in the polymer, and the like. Parts, preferably 1 to 25 parts by weight, more preferably about 2 to 20 parts by weight.
フォトレジスト用樹脂組成物は、必要に応じて、アルカリ可溶性樹脂(例えば、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、カルボキシル基含有樹脂など)などのアルカリ可溶成分、着色剤(例えば、染料など)、有機溶媒(例えば、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、エステル類、アミド類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、カルビトール類、グリコールエーテルエステル類、これらの混合溶媒など)、塩基性化合物(ヒンダードアミン化合物など)、界面活性剤、溶解阻止剤、増感剤、安定剤などを含んでいてもよい。 The resin composition for a photoresist, if necessary, an alkali-soluble component such as an alkali-soluble resin (for example, a novolak resin, a phenol resin, an imide resin, a carboxyl group-containing resin), a colorant (for example, a dye), Organic solvents (for example, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, esters, amides, ketones, ethers, cellosolves, carbitols, glycol ether esters, mixed solvents thereof), bases May contain a functional compound (such as a hindered amine compound), a surfactant, a dissolution inhibitor, a sensitizer, and a stabilizer.
こうして得られるフォトレジスト用樹脂組成物を基材又は基板上に塗布し、乾燥した後、所定のマスクを介して、塗膜(レジスト膜)に光線を露光して(又は、さらに露光後ベークを行い)潜像パターンを形成し、次いで現像することにより、微細なパターンを高い精度で形成できる。 The photoresist resin composition thus obtained is applied onto a substrate or a substrate, dried, and then exposed to light on a coating film (resist film) through a predetermined mask (or further subjected to post-exposure baking. Perform) By forming a latent image pattern and then developing it, a fine pattern can be formed with high accuracy.
基材又は基板としては、シリコンウエハ、金属、プラスチック、ガラス、セラミックなどが挙げられる。フォトレジスト用樹脂組成物の塗布は、スピンコータ、ディップコータ、ローラコータなどの慣用の塗布手段を用いて行うことができる。塗膜の厚みは、例えば0.01〜20μm、好ましくは0.05〜1μm程度である。 Examples of the base material or the substrate include a silicon wafer, metal, plastic, glass, and ceramic. The application of the photoresist resin composition can be performed using a conventional application means such as a spin coater, a dip coater, or a roller coater. The thickness of the coating film is, for example, about 0.01 to 20 μm, preferably about 0.05 to 1 μm.
露光には、種々の波長の光線、例えば、紫外線、X線などが利用でき、半導体レジスト用では、通常、g線、i線、エキシマレーザー(例えば、XeCl、KrF、KrCl、ArF、ArCl、F2、Kr2、KrAr、Ar2等)などが使用される。露光エネルギーは、例えば0.1〜1000mJ/cm2程度である。 For exposure, various wavelengths of light such as ultraviolet rays and X-rays can be used. For semiconductor resists, g-line, i-line, and excimer lasers (eg, XeCl, KrF, KrCl, ArF, ArCl, F) are generally used. 2 , Kr 2 , KrAr, Ar 2 etc.). The exposure energy is, for example, about 0.1 to 1000 mJ / cm 2 .
光照射により光酸発生剤から酸が生成し、この酸により、例えば前記高分子化合物の酸脱離性基の脱離部位が速やかに脱離して、可溶化に寄与するカルボキシル基等が生成する。そのため、水又はアルカリ現像液による現像により、所定のパターンを精度よく形成できる。 By irradiation with light, an acid is generated from the photoacid generator. By this acid, for example, the elimination site of the acid-leaving group of the polymer compound is rapidly eliminated, and a carboxyl group that contributes to solubilization is generated. . Therefore, a predetermined pattern can be accurately formed by development with water or an alkali developer.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、ポリマーの構造式中の括弧の右下の数字は該繰り返し単位(モノマー単位)に対応する単量体の仕込みモル%を示す。重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、検出器として屈折率計(RI)を用い、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を用いたGPC測定により、標準ポリスチレン換算で求めた。GPCは、昭和電工(株)製のカラムKF−806L(商品名)を3本直列につないだものを使用し、カラム温度40℃、RI温度40℃、溶離液の流速0.8ml/分の条件で行った。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the number on the lower right of the parentheses in the structural formula of the polymer indicates the charged mol% of the monomer corresponding to the repeating unit (monomer unit). The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were determined in terms of standard polystyrene by GPC measurement using a refractometer (RI) as a detector and tetrahydrofuran (THF) as an eluent. GPC uses three columns KF-806L (trade name) manufactured by Showa Denko Co., Ltd. connected in series, column temperature 40 ° C., RI temperature 40 ° C., eluent flow rate 0.8 ml / min. Performed under conditions.
製造例1
α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン10.2g、トリエチルアミン11.1g及びテトラヒドロフラン100mlの混合液に、2−トリフルオロメチルアクリル酸クロリド17.4gを加え、室温で3時間撹拌した。反応液に酢酸エチルと水を加えて抽出操作を行い、有機層を濃縮して得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付すことにより、下記式(11)で表されるα−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−γ−ブチロラクトン13.7gを得た。
To a mixed liquid of 10.2 g of α-hydroxy-γ-butyrolactone, 11.1 g of triethylamine and 100 ml of tetrahydrofuran, 17.4 g of 2-trifluoromethylacrylic acid chloride was added and stirred at room temperature for 3 hours. Ethyl acetate and water are added to the reaction solution to perform extraction, and the concentrate obtained by concentrating the organic layer is subjected to silica gel column chromatography, whereby α- (2- 13.7 g of trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -γ-butyrolactone was obtained.
製造例2
温度計を備えた3つ口フラスコに、tert−ブチルアルコール7.41g(0.10mol)、トリエチルアミン12.1g(0.12mol)、テトラヒドロフラン200mlを入れ、窒素気流下、氷冷しつつ撹拌した。この混合液中に、2−(トリフルオロメチル)アクリル酸クロリド19.0g(0.12mol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応後、混合液を減圧濃縮し、濃縮残渣に純水を300ml加え、酢酸エチル300mlで2回抽出した。有機層を合わせ、5重量%炭酸水素ナトリウム水溶液300ml、10重量%食塩水300mlでそれぞれ洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して減圧濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、下記式(12)で表されるtert−ブチル 2−トリフルオロメチルアクリレート[=2−メチル−2−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)プロパン]10.2g(0.052mol)を得た。
A three-necked flask equipped with a thermometer was charged with 7.41 g (0.10 mol) of tert-butyl alcohol, 12.1 g (0.12 mol) of triethylamine, and 200 ml of tetrahydrofuran, and stirred while cooling with ice in a nitrogen stream. In this mixed solution, 19.0 g (0.12 mol) of 2- (trifluoromethyl) acrylic acid chloride was added and stirred at room temperature for 2 hours. After the reaction, the mixture was concentrated under reduced pressure, 300 ml of pure water was added to the concentrated residue, and the mixture was extracted twice with 300 ml of ethyl acetate. The organic layers were combined, washed with 300 ml of 5 wt% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 300 ml of 10 wt% brine, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. By purifying the concentrated residue by silica gel column chromatography, tert-butyl 2-trifluoromethyl acrylate represented by the following formula (12) [= 2-methyl-2- (2-trifluoromethyl-2-propenoyl) 10.2 g (0.052 mol) of oxy) propane] was obtained.
なお、下記実施例において単量体として用いたγ,γ−ジメチル−α−ビニルオキシ−γ−ブチロラクトンは、α−ヒドロキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンと酢酸ビニルとから、特開2003−73321号公報記載の方法に準じて合成し、減圧蒸留にて精製したものを用いた。また、1−ビニルオキシ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン[=6−ビニルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン]は、1−ヒドロキシ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−5−オン[=6−ヒドロキシ−3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン]と酢酸ビニルとから、特開2003−73321号記載の方法に準じて合成し、生成物をアルミナカラムクロマトグラフィーに付して精製したものを用いた。 In addition, γ, γ-dimethyl-α-vinyloxy-γ-butyrolactone used as a monomer in the following examples is obtained from α-hydroxy-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolactone and vinyl acetate. A compound synthesized according to the method described in JP 73321 and purified by distillation under reduced pressure was used. Further, 1-vinyloxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one [= 6-vinyloxy-3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8]. ] Undecan-2-one] is 1-hydroxy-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-5-one [= 6-hydroxy-3-oxatricyclo [4.3. and a .1.1 4,8] undecane-2-one] and vinyl acetate was synthesized according to the method described in JP 2003-73321, a product which was purified by alumina column chromatography Using.
実施例1
ディーンスターク(Dean Stark)装置及び温度計を備えた3つ口フラスコに、1,3,5−アダマンタントリオール129g(0.7モル)、2−トリフルオロメチルアクリル酸434g(3.10モル)、p−メトキシフェノール1.24g(0.01モル)、トルエン745mlを入れた。混合物を加熱還流させながら、硫酸6.86g(0.07モル)、トルエン100mlの混合物を5分かけて滴下し、さらに3時間加熱還流することで脱水反応を行った。反応後、10重量%炭酸ナトリウム水溶液1580gを加えて中和した。この混合液に対し、n−ヘキサン2L、1Lで各1回抽出操作を行い、不純物であるジエステル及びトリエステルを除去した。水層を酢酸エチル1Lで4回抽出した後、酢酸エチル層を液量が1.2Lになるまで濃縮し、10重量%炭酸水素ナトリウム水溶液250g、20重量%食塩水250gで順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、液量が500gになるまで濃縮した。濃縮液を氷冷しつつ、n−ヘキサン1Lを30分かけて滴下した後、30分撹拌した。析出した結晶を濾取し、n−ヘキサン200mlで洗浄後、乾燥することにより、下記式(13)で表される1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3,5−ジヒドロキシアダマンタン137gを得た。なお、原料の1,3,5−アダマンタントリオールは、特開平9−327626号公報に記載の方法で合成したものを用いた。
[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3,5−ジヒドロキシアダマンタンのスペクトルデータ]
1H−NMR(DMSO−d6) δ:1.40-1.50(m, 5H), 1.54-1.58(m, 1H), 1.87(d, 2H), 1.89-1.95(m, 4H), 2.24(m, 1H), 4.80(s, 2H), 6.60(s, 1H), 6.70(s, 1H)
In a three-necked flask equipped with a Dean Stark apparatus and a thermometer, 129 g (0.7 mol) of 1,3,5-adamantanetriol, 434 g (3.10 mol) of 2-trifluoromethylacrylic acid, 1.24 g (0.01 mol) of p-methoxyphenol and 745 ml of toluene were added. While the mixture was heated to reflux, a mixture of 6.86 g (0.07 mol) of sulfuric acid and 100 ml of toluene was added dropwise over 5 minutes, and the mixture was further heated to reflux for 3 hours for dehydration reaction. After the reaction, the mixture was neutralized by adding 1580 g of a 10 wt% aqueous sodium carbonate solution. This mixture was extracted once with 2 L and 1 L of n-hexane to remove diesters and triesters as impurities. After the aqueous layer was extracted four times with 1 L of ethyl acetate, the ethyl acetate layer was concentrated until the liquid volume became 1.2 L, washed successively with 250 g of 10 wt% aqueous sodium hydrogencarbonate and 250 g of 20 wt% brine, and then anhydrous. After drying with magnesium sulfate, the solution was concentrated until the liquid volume became 500 g. While cooling the concentrated solution with ice, 1 L of n-hexane was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring for 30 minutes. The precipitated crystals are collected by filtration, washed with 200 ml of n-hexane, and dried to give 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3,5- represented by the following formula (13). 137 g of dihydroxyadamantane was obtained. The raw material 1,3,5-adamantanetriol used was synthesized by the method described in JP-A-9-327626.
[Spectral data of 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3,5-dihydroxyadamantane]
1 H-NMR (DMSO-d 6 ) δ: 1.40-1.50 (m, 5H), 1.54-1.58 (m, 1H), 1.87 (d, 2H), 1.89-1.95 (m, 4H), 2.24 (m, 1H), 4.80 (s, 2H), 6.60 (s, 1H), 6.70 (s, 1H)
実施例2
ディーンスターク(Dean Stark)装置及び温度計を備えた3つ口フラスコに、1,3−アダマンタンジオール150g、2−トリフルオロメチルアクリル酸125g、p−メトキシフェノール18.2g、トルエン1500gを入れた。液温が80℃になるように加熱し、硫酸8.7gとトルエン100gの混合液を15分かけて滴下し、さらに2.5時間加熱還流することで脱水反応を行った。反応液を室温まで放冷後、5重量%食塩水を1500g加えて抽出操作を行った。水層を酢酸エチル各1.5Lで2回抽出し、有機層を全て合わせて溶媒を減圧留去した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィーに付すことにより、下記式(14)で表される1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−ヒドロキシアダマンタン37gを得た。なお、原料の1,3−アダマンタンジオールは、特開平9−327626号公報に記載の方法で合成したものを用いた。
[1−(2−トリフルオロメチル−2−プロペノイルオキシ)−3−ヒドロキシアダマンタンのスペクトルデータ]
1H−NMR(CDCl3) δ:1.53-1.72(m, 8H), 2.05-2.16(m, 6H), 2.37(s, 2H), 6.35(s, 1H), 6.62(s, 1H)
A three-necked flask equipped with a Dean Stark apparatus and a thermometer was charged with 150 g of 1,3-adamantanediol, 125 g of 2-trifluoromethylacrylic acid, 18.2 g of p-methoxyphenol, and 1500 g of toluene. The mixture was heated to a temperature of 80 ° C., a mixed solution of 8.7 g of sulfuric acid and 100 g of toluene was added dropwise over 15 minutes, and the mixture was further heated to reflux for 2.5 hours for dehydration reaction. The reaction solution was allowed to cool to room temperature, and 1500 g of 5 wt% saline was added for extraction. The aqueous layer was extracted twice with 1.5 L each of ethyl acetate, all the organic layers were combined, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The concentrated residue was subjected to silica gel chromatography to obtain 37 g of 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-hydroxyadamantane represented by the following formula (14). The raw material 1,3-adamantanediol was synthesized by the method described in JP-A-9-327626.
[Spectral data of 1- (2-trifluoromethyl-2-propenoyloxy) -3-hydroxyadamantane]
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.53-1.72 (m, 8H), 2.05-2.16 (m, 6H), 2.37 (s, 2H), 6.35 (s, 1H), 6.62 (s, 1H)
実施例3
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
実施例4
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
実施例5
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
実施例6
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
実施例7
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
実施例8
下記構造の高分子化合物の合成
Synthesis of polymer compounds with the following structure
評価試験
(ポリマーの透過率)
上記実施例3〜8で得られた各ポリマーについて、該ポリマー1gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)10gに溶解させ、0.2μmのフィルターで濾過してポリマー溶液を調製した。これらのポリマー溶液をMgF2基板上にスピンコートにより塗布した後、ホットプレートを用いて100℃で120秒間ベークし、膜厚100nmのポリマー膜を作製した。このポリマー膜の波長157nmにおける光の透過率を真空紫外光度計[日本分光(株)製、VUV−200S]を使用して測定したところ、何れの場合も45%以上であった。
Evaluation test (polymer permeability)
About each polymer obtained in the said Examples 3-8, 1 g of this polymer was dissolved in 10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and it filtered with a 0.2 micrometer filter, and prepared the polymer solution. These polymer solutions were applied onto an MgF 2 substrate by spin coating, and then baked at 100 ° C. for 120 seconds using a hot plate to prepare a polymer film having a thickness of 100 nm. When the transmittance of light at a wavelength of 157 nm of this polymer film was measured using a vacuum ultraviolet photometer [manufactured by JASCO Corporation, VUV-200S], it was 45% or more in any case.
(レジストの調製及びパターンの形成)
上記実施例3〜8で得られたポリマーについて、該ポリマー100重量部とトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート10重量部とを溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と混合して、ポリマー濃度17重量%のフォトレジスト用樹脂組成物を調製した。この組成物をシリコンウエハーにスピンコーティング法により塗布し、厚み1.0μmの感光層を形成した。ホットプレートにより温度100℃で150秒間プリベークした後、波長247nmのKrFエキシマレーザーを用い、マスクを介して、照射量30mJ/cm2で露光した後、100℃の温度で60秒間ポストベークした。次いで、0.3Mのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により60秒間現像し、純水でリンスしたところ、何れの場合も、0.20μmのライン・アンド・スペースパターンが得られた。
(Preparation of resist and formation of pattern)
For the polymers obtained in Examples 3 to 8, 100 parts by weight of the polymer and 10 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate were mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent to obtain a polymer concentration of 17 A resin composition for weight% photoresist was prepared. This composition was applied to a silicon wafer by a spin coating method to form a photosensitive layer having a thickness of 1.0 μm. After pre-baking at a temperature of 100 ° C. for 150 seconds using a hot plate, exposure was performed at a dose of 30 mJ / cm 2 through a mask using a KrF excimer laser with a wavelength of 247 nm, and then post-baking was performed at a temperature of 100 ° C. for 60 seconds. Subsequently, development was performed with a 0.3 M aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds and rinsed with pure water. In each case, a 0.20 μm line and space pattern was obtained.
Claims (9)
で表される重合性アダマンタン誘導体。 Following formula (1a) or (1b)
A polymerizable adamantane derivative represented by:
で表されるアダマンタノール類と、下記式(3)
で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体とを反応させて、下記式(1a)又は(1b)
で表される化合物を得ることを特徴とする重合性アダマンタン誘導体の製造法。 Following formula (2a) or (2b)
An adamantanol represented by the following formula (3)
Is reacted with an unsaturated carboxylic acid represented by the following formula (1a) or (1b)
A process for producing a polymerizable adamantane derivative, characterized in that a compound represented by the formula:
で表される重合性アダマンタン誘導体に対応する繰り返し単位を含む高分子化合物。 Following formula (4a) or (4b)
The high molecular compound containing the repeating unit corresponding to the polymerizable adamantane derivative represented by these.
で表される何れかの環を示し、W1は2価の炭化水素基を示す。R5、R6、R7は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフルオロアルキル基を示す。pは0又は1を示し、qは1〜8の整数を示す。qが2以上の場合、q個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(5b)中、R8は置換基を有していてもよいアルキル基を示す。R5、R6、R7は前記に同じ。rは1〜8の整数を示す。rが2以上の場合、r個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい]
で表されるアクリル酸エステル系単量体[但し、式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位を含む請求項3記載の高分子化合物。 Furthermore, the following formula (5a) or (5b)
And W 1 represents a divalent hydrocarbon group. R 5 , R 6 and R 7 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group. p represents 0 or 1, and q represents an integer of 1 to 8. When q is 2 or more, the groups in q parentheses may be the same or different. In formula (5b), R 8 represents an alkyl group which may have a substituent. R 5 , R 6 and R 7 are the same as above. r shows the integer of 1-8. when r is 2 or more, the groups in r parentheses may be the same or different.]
The high molecular compound of Claim 3 containing the repeating unit corresponding to the acrylate-type monomer represented by [However, the compound represented by Formula (4a), (4b) is remove | excluded].
で表される何れかの環を示し、W2は2価の炭化水素基を示す。R9、R10及びR11は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。環Z2、W2、R9、R10、R11のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。sは0又は1を示し、tは1〜8の整数を示す。tが2以上の場合、t個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい。式(7b)中、R12は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、R13、R14及びR15は、同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R12、R13、R14、R15のうち少なくとも2つは、互いに結合して、隣接する1又は2以上の原子と共に環を形成していてもよい。uは1〜8の整数を示す。uが2以上の場合、u個の括弧内の基は同一であってもよく異なっていてもよい]
で表されるビニルエーテル系単量体[但し、式(4a)、(4b)で表される化合物を除く]に対応する繰り返し単位を含む請求項3又は5記載の高分子化合物。 Furthermore, the following formula (7a) or (7b)
And W 2 represents a divalent hydrocarbon group. R 9 , R 10 and R 11 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. At least two of the rings Z 2 , W 2 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. s represents 0 or 1, and t represents an integer of 1 to 8. When t is 2 or more, the groups in t parentheses may be the same or different. In formula (7b), R 12 represents an alkyl group which may have a substituent, and R 13 , R 14 and R 15 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group. At least two of R 12 , R 13 , R 14 and R 15 may be bonded to each other to form a ring together with one or more adjacent atoms. u represents an integer of 1 to 8. When u is 2 or more, the groups in u parentheses may be the same or different.]
The polymer compound according to claim 3 or 5, comprising a repeating unit corresponding to a vinyl ether monomer represented by the formula (except for the compounds represented by formulas (4a) and (4b)).
で表される環状不飽和単量体に対応する繰り返し単位を含む請求項3、5、6の何れかの項に記載の高分子化合物。 Furthermore, the following formula (8a) or (8b)
The polymer compound according to claim 3, comprising a repeating unit corresponding to the cyclic unsaturated monomer represented by the formula:
A method for producing a semiconductor, comprising: applying a resin composition for a photoresist according to claim 8 to a substrate or a substrate to form a resist coating film; and exposing and developing to form a pattern.
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