JP2014047329A - Acid proliferation agent, and acid reactive resin composition containing the acid proliferation agent - Google Patents

Acid proliferation agent, and acid reactive resin composition containing the acid proliferation agent Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an acid proliferation agent with which a super strong acid is generated in a proliferation manner and a cation UV hardening material can be efficiently cured, regarding an acid proliferation agent with which a new acid can be generated by existence of an acid, and a proliferative response progresses; and an acid reactive resin composition containing the acid proliferation agent.SOLUTION: An acid proliferation agent uses a counter anion of a super strong acid as a composing anion Xto thereby become an acid proliferation agent that can proliferate or generate a super strong acid in a chain reaction. Therefore, an acid reactive resin composition in which an acid proliferation agent is made to coexist with an acid reactive compound that reacts with an acid proliferation agent is that in which a reaction between a super strong acid generated from an acid proliferation agent and an acid reactive compound that becomes a cation UV hardening material progresses in a chain reaction, a curing speed and reaction efficiency are excellent, and the curing is satisfactorily performed.

Description

本発明は、酸増殖剤及び当該酸増殖剤を含有する酸反応性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、酸の作用によって分解し、新たな酸を増殖的に発生可能な酸増殖剤及び当該酸増殖剤を含有する酸反応性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an acid proliferating agent and an acid-reactive resin composition containing the acid proliferating agent. More specifically, the present invention relates to an acid proliferating agent that can be decomposed by the action of an acid to generate a new acid in a proliferative manner, and an acid reactive resin composition containing the acid proliferating agent.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスにおける微細構造の製造には、リソグラフィー法が多用されているが、デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるレジストパターンの微細化が要求されている。   Lithography is often used to manufacture fine structures in various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices. However, with the miniaturization of device structures, it is required to make finer resist patterns in the lithography process.

また、レジストパターンの形成の手法として知られる化学増幅型レジストは、例えば、酸発生剤に光を照射して触媒等となる強酸を発生させ、樹脂成分を化学変性させる。そして、化学変性された樹脂成分の溶解性の変化により、パターンを形成するようにする。かかる化学増幅型のポジ型レジストは、光、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射部で発生した酸が、その後の熱処理(によって拡散し、樹脂等の保護基を脱離させるとともに、酸を再生成することにより、その照射部位をアルカリ可溶とする。加えて、化学増幅型のネガ型レジストは、照射部位で発生した酸がその後の熱処理によって拡散し、架橋剤に作用して、その照射部位のマトリックス樹脂を硬化させることになる。   In addition, a chemically amplified resist known as a resist pattern forming method, for example, irradiates an acid generator with light to generate a strong acid serving as a catalyst or the like, thereby chemically modifying a resin component. Then, a pattern is formed by the change in solubility of the chemically modified resin component. In such a chemically amplified positive resist, the acid generated in the irradiated portion of active energy rays such as light, X-rays, and electron beams diffuses by subsequent heat treatment (to remove protective groups such as resin, By regenerating the acid, the irradiated part becomes alkali-soluble.In addition, the chemically amplified negative resist diffuses the acid generated at the irradiated part by the subsequent heat treatment and acts on the crosslinking agent. The matrix resin at the irradiated part is cured.

活性エネルギー線の照射によってレジスト中に酸を発生させる活性エネルギー線−酸反応に、酸の作用によってレジスト中で自己触媒的に分解して、新たに酸を増殖的に発生する酸増殖反応を組み合わせることにより、酸増殖剤の利用が硬化性向上に有効であることが示されており、酸触媒反応を大幅に加速する方法や、かかる方法に用いられる種々の酸増殖剤が提案され、カチオンUV硬化材料の硬化等に適用されている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照。)。   Combined with an active energy ray-acid reaction that generates an acid in a resist by irradiation with an active energy ray, an acid multiplication reaction that generates an acid proliferatively by decomposing in an autocatalytic manner in the resist by the action of an acid. Thus, it has been shown that the use of an acid proliferating agent is effective for improving curability, and a method for greatly accelerating the acid-catalyzed reaction and various acid proliferating agents used in such a method have been proposed, and cationic UV It is applied to curing of a curable material (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平8−248561号公報JP-A-8-248561 特開2000−35665号公報JP 2000-35665 A

ところで、カチオンUV硬化材料を硬化させるためには、硬化材料におけるエポキシ基等の構成基同士を結合させて鎖(結合鎖)を延ばしていく必要があるが、これまで提供されてきた酸増殖剤から発生する酸は、化学増幅レジストにおいて保護基の結合を切断するのは得意であるが、硬化材料における構成基同士を結合させ、鎖(結合鎖)を延ばすように作用することは難しく、さらなる感度の向上にはより強い酸を発生させて、構成基同士の鎖(結合鎖)を延ばすように作用させることが求められている。さらに、エポキシ系樹脂等からなるカチオンUV硬化材料では、対アニオンの求核性が低い超強酸が必要とされており、改善が求められていた。   By the way, in order to cure the cationic UV curable material, it is necessary to bond constituent groups such as epoxy groups in the cured material to extend the chain (bonded chain). The acid generated from is good at cleaving protecting group bonds in chemically amplified resists, but it is difficult to bond the constituent groups in the cured material and extend the chain (bonded chain). In order to improve the sensitivity, it is required to generate a stronger acid so as to extend the chain between the constituent groups (bonded chain). Furthermore, a cationic UV curable material made of an epoxy resin or the like requires a super strong acid having a low nucleophilicity of the counter anion, and has been demanded for improvement.

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、酸の存在によって新たな酸を発生可能であり、かつ酸増殖反応が進行する酸増殖剤において、超強酸を増殖的に発生させ、カチオンUV硬化材料を効率的に硬化させることが可能な酸増殖剤及び当該酸増殖剤を含有する酸反応性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and in an acid proliferating agent capable of generating a new acid by the presence of an acid and in which an acid proliferating reaction proceeds, a super strong acid is generated proliferatively, An object of the present invention is to provide an acid proliferating agent capable of efficiently curing a cationic UV curable material and an acid-reactive resin composition containing the acid proliferating agent.

前記の課題を解決するために、本発明に係る酸増殖剤は、下記式(I)で表されることを特徴とする酸増殖剤。   In order to solve the above-mentioned problems, the acid proliferating agent according to the present invention is represented by the following formula (I).

Figure 2014047329
(式(I)中、R、R、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基を示し、これらは、直鎖構造、枝分かれ構造、あるいは環構造でもよくヘテロ原子を含んでいてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、あるいは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基を示す。m、mは、それぞれ独立して、1〜10の整数を示す。Xは対アニオンであり、Hammettの酸度関数Hが−12以下の超強酸の対アニオンを示す。)
Figure 2014047329
(In the formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or carbon. An alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a straight chain structure, a branched structure, or a ring structure, and may contain a hetero atom, R 7 and R 8; Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. M 1 and m 2 each independently represents an integer of 1 to 10. X represents a counter anion, and represents a counter anion of a super strong acid having a Hammett acidity function H 0 of −12 or less.

本発明に係る酸増殖剤は、前記した本発明において、下記式(I’)で表されることを特徴とする。   The acid proliferation agent according to the present invention is represented by the following formula (I ′) in the above-described present invention.

Figure 2014047329
(式(I’)中、R、R、R、R、R、R、R、m、m、Xは、前記式(I)と共通する。)
Figure 2014047329
(In formula (I ′), R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , m 1 , m 2 , and X are the same as those in formula (I).)

本発明に係る酸増殖剤は、前記した本発明において、前記Xが、HSO 、CFCFCFCFSO 、CFCFCFSO 、CFCFSO 、CFSO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 、B(C 及びB(C よりなる群より選ばれる1種であることを特徴とする。 In the acid proliferation agent according to the present invention, in the above-described present invention, the X is HSO 4 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 , CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 , CF 3 CF 2. Selected from the group consisting of SO 3 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , B (C 6 H 5 ) 4 and B (C 6 F 5 ) 4 It is characterized by being one kind.

本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、前記した本発明の酸増殖剤及び酸反応性化合物を含有することを特徴とする。   The acid-reactive resin composition according to the present invention is characterized by containing the above-described acid proliferating agent and acid-reactive compound of the present invention.

本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、前記した本発明の酸増殖剤と、酸発生剤及び酸反応性化合物を含有することを特徴とする。   The acid-reactive resin composition according to the present invention is characterized by containing the above-described acid proliferating agent of the present invention, an acid generator and an acid-reactive compound.

本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、前記した本発明において、前記酸反応性化合物がエポキシ系化合物、ケイ素系化合物、オキセタン系化合物及びビニルエーテル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。   In the acid-reactive resin composition according to the present invention, in the above-described present invention, the acid-reactive compound is at least one selected from the group consisting of an epoxy compound, a silicon compound, an oxetane compound, and a vinyl ether compound. It is characterized by.

本発明に係る酸増殖剤は、構成するアニオンXとして超強酸の対アニオンを使用するので、超強酸を増殖的に発生させることができる酸増殖剤となる。よって、本発明の酸増殖剤を、酸と反応する酸反応性化合物に共存させると、増殖的に発生される超強酸により、酸反応性化合物を効率よく硬化させることが可能となる。なお、本発明の酸増殖剤はカチオン重合に基づくフロンタル重合系にも応用することができる。 Since the acid proliferating agent according to the present invention uses a counter anion of a super strong acid as the anion X constituting the acid proliferating agent, it becomes an acid proliferating agent capable of generating a super strong acid in a proliferative manner. Therefore, when the acid proliferating agent of the present invention is allowed to coexist with an acid-reactive compound that reacts with an acid, the acid-reactive compound can be efficiently cured by a super strong acid generated in a proliferative manner. The acid proliferating agent of the present invention can also be applied to a frontal polymerization system based on cationic polymerization.

また、本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、本発明の酸増殖剤、あるいは本発明の酸増殖剤と酸発生剤と酸反応性化合物を含有することにより、酸増殖剤から発生する超強酸とカチオンUV硬化材料となる酸反応性化合物の反応が連鎖的に進行し、硬化速度及び反応効率に優れたものとなり、硬化が十分になされる酸反応性樹脂組成物となる。かかる効果を奏する本発明の酸反応性樹脂組成物は、例えば、高感度の光硬化材料やレジスト材料(パターン形成材料)等に好適に用いることができる。   In addition, the acid-reactive resin composition according to the present invention includes the acid proliferating agent of the present invention or the acid proliferating agent of the present invention, an acid generator, and an acid-reactive compound, so The reaction between the strong acid and the acid-reactive compound serving as the cationic UV-curing material proceeds in a chain manner, resulting in an excellent curing speed and reaction efficiency, and an acid-reactive resin composition that is sufficiently cured. The acid-reactive resin composition of the present invention exhibiting such effects can be suitably used for, for example, a highly sensitive photocuring material, resist material (pattern forming material), and the like.

試験例2において、加熱時間とスルフィドの生成率との関係を示した図である。In Experiment 2, it is the figure which showed the relationship between a heating time and the production | generation rate of a sulfide. 試験例4において、加熱時間と1,3−ジオキソラン由来のピークとの関係を示した図である。In Experiment 4, it is the figure which showed the relationship between a heating time and the peak derived from 1, 3- dioxolane. 試験例5において、実施例1で得られた酸増殖剤のUVスペクトル変化を示した図である。In Experiment 5, it is the figure which showed the UV spectrum change of the acid multiplication agent obtained in Example 1. FIG. 試験例6において、実施例1で得られた酸増殖剤及びクマリンを含む試験膜のUVスペクトル変化を示した図である。In Experiment 6, it is the figure which showed the UV spectrum change of the test film | membrane containing the acid multiplication agent and coumarin obtained in Example 1. FIG. 試験例7において、比較例1の鉛筆硬度測定の結果を示した図である。In Experiment 7, it is the figure which showed the result of the pencil hardness measurement of the comparative example 1. FIG. 試験例7において、実施例4の鉛筆硬度測定の結果を示した図である。In Experiment 7, it is the figure which showed the result of the pencil hardness measurement of Example 4. FIG.

以下、本発明の一態様を説明する。本発明に係る酸増殖剤は、下記式(I)で表される化合物である。   Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described. The acid proliferating agent according to the present invention is a compound represented by the following formula (I).

Figure 2014047329
Figure 2014047329

式(I)で表される酸増殖剤において、R、R、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基といった有機基を示している。これらの有機基は、直鎖構造、枝分かれ構造、あるいは環構造でもよくヘテロ原子を含んでいてもよい。また、R〜Rにはシリル基、アクリル基、メタクリル基などの重合性基を含んでいてもよく、モノマーであってもそれらが重合した重合体でもよい。なお、アルキル基は、炭素数が1〜12であることが好ましい。 In the acid proliferating agent represented by the formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 2 to 2 carbon atoms. An organic group such as an alkenyl group having 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms is illustrated. These organic groups may have a straight chain structure, a branched structure, or a ring structure, and may contain a hetero atom. R 1 to R 6 may contain a polymerizable group such as a silyl group, an acrylic group, or a methacryl group, and may be a monomer or a polymer obtained by polymerizing them. The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms.

また、式(I)において、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、あるいは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基といった有機基を示している。なお、アルキル基は、炭素数が1〜12であることが好ましい。 In formula (I), R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms. Or an organic group such as an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms.

式(I)において、m、mは、それぞれ独立して1〜10の整数を示している。m、mは、それぞれ、1〜3の整数とすることが好ましい。 In Formula (I), m 1 and m 2 each independently represent an integer of 1 to 10. m 1 and m 2 are preferably integers of 1 to 3, respectively.

なお、R、R、R、R、R及びRが芳香族基の場合、これらの芳香族基は、1〜5個の置換基を有することができる。置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン、水酸基、スルフィド基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、カルボキシル基、カルボニル基、エステル基、ホルミル基、アシル基、シアノ基、アルコキシ基、アミノ基、アミド基、アリール基、アリル基、アンモニオ基等が挙げられる。かかる置換基は、同一であっても異なっていてもよい。さらに、芳香族基の置換基としてシリル基、アクリル基、メタクリル基等の重合性の基を含んでいてもよく、モノマーであってもそれらが重合した重合体でもよい。式(I)の好ましい例を、式(I’)として示す。なお、式(I’)において、R、R、R、R、R、R、R、m、m、Xは、前記した式(I)と共通するものである。 In the case R 1, R 2, R 3 , R 4, R 5 and R 6 is an aromatic group, these aromatic groups may have 1 to 5 substituents. Examples of the substituent include a hydrogen atom, halogen, hydroxyl group, sulfide group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonate group, carboxyl group, Examples include a carbonyl group, an ester group, a formyl group, an acyl group, a cyano group, an alkoxy group, an amino group, an amide group, an aryl group, an allyl group, and an ammonio group. Such substituents may be the same or different. Furthermore, it may contain a polymerizable group such as a silyl group, an acryl group or a methacryl group as a substituent of the aromatic group, and may be a monomer or a polymer obtained by polymerizing them. A preferred example of formula (I) is shown as formula (I ′). In formula (I ′), R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , m 1 , m 2 , and X are the same as those in formula (I). It is.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

また、式(I)に示される酸増殖剤を構成するXとしては、一般的に超強酸と呼ばれる酸の対アニオンを使用することができ、Hammettの酸度関数Hが−12以下の超強酸の対アニオンであり、例えば、超強酸及びその対アニオンとして、HSO(対アニオンはHSO )、CFCFCFCFSOH(同CFCFCFCFSO )、CFCFCFSOH(同CFCFCFSO )、CFCFSOH(同CFCFSO )、CFSOH(同CFSO )、HBF(同BF )、HPF(同PF )、HAsF(同AsF )、HSbF(同SbF )、HB(C(同B(C )、HB(C(同B(C )等とすることが好ましく、HBF(同BF )、HPF(同PF )、HAsF(同AsF )、HSbF(同SbF )、HB(C(同B(C )、HB(C(同B(C )等とすることが特に好ましい。表1にこれらの代表例のHammettの酸度関数Hを載せた。 In addition, as X constituting the acid proliferating agent represented by the formula (I), a counter anion of an acid generally called a super strong acid can be used, and Hammett's acidity function H 0 is less than −12. It is a counter anion of a strong acid. For example, as a super strong acid and its counter anion, H 2 SO 4 (the counter anion is HSO 4 ), CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 H (same CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 -), CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 H ( the CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 -), CF 3 CF 2 SO 3 H ( the CF 3 CF 2 SO 3 -) , CF 3 SO 3 H (same CF 3 SO 3 ), HBF 4 (same BF 4 ), HPF 6 (same PF 6 ), HAsF 6 (same as AsF 6 ), HSbF 6 (same SbF 6 ), HB (C 6 ) H 5) 4 ( B (C 6 H 5) 4 -), HB (C 6 F 5) 4 ( same B (C 6 F 5) 4 -) is preferably set to such, HBF 4 (the BF 4 -), HPF 6 ( PF 6 ), HAsF 6 (AsF 6 ), HSbF 6 (SbF 6 ), HB (C 6 H 5 ) 4 (B (C 6 H 5 ) 4 ), HB (C 6 F 5 ) 4 (same as B (C 6 F 5 ) 4 ) and the like are particularly preferable. Table 1 lists the Hammett acidity functions H 0 of these representative examples.

(Hammettの酸度関数H

Figure 2014047329
(Hammett acidity function H 0 )
Figure 2014047329

本発明の酸増殖剤は、酸の作用により分解して増殖的に酸を発生する特性を有する。従って、本発明の酸増殖剤は、その一定量に対してそれより少ない当量の酸を作用させることにより、自己増殖的に分解し、最終的にその全量が分解し、その酸増殖剤の量に対応する多量の酸を発生させる。加えて、本発明の酸増殖剤は、それ自身が光酸発生剤となり得るため、光照射により発生した酸(超強酸)をトリガーとして続く加熱により自己増殖的に酸を増殖することも可能である。反応挙動について、スキーム1に熱化学反応のみの場合、スキーム2に光により自ら超強酸を発生し続く加熱で酸を増殖する場合をスキーム2に示す。なお、酸増殖剤に作用させる酸は、酸増殖剤を構成する酸(発生ないし増殖される酸)と共通する酸を使用することが好ましいが、異なる酸を使用しても問題はない。   The acid proliferating agent of the present invention has the property of being decomposed by the action of an acid and generating an acid proliferatively. Therefore, the acid proliferating agent of the present invention is decomposed by self-proliferation by allowing a smaller equivalent amount of acid to act on the constant amount, and finally the total amount is decomposed. A large amount of acid corresponding to In addition, since the acid proliferating agent of the present invention can itself be a photoacid generator, it is also possible to multiply the acid in a self-proliferating manner by the subsequent heating triggered by an acid (super strong acid) generated by light irradiation. is there. Regarding the reaction behavior, in the case of only thermochemical reaction in scheme 1, scheme 2 shows the case in which a super strong acid is generated by light itself by scheme 2 and the acid is propagated by subsequent heating. The acid that acts on the acid proliferating agent is preferably the same acid as the acid constituting the acid proliferating agent (acid that is generated or propagated), but there is no problem even if a different acid is used.

(スキーム1)

Figure 2014047329
(Scheme 1)
Figure 2014047329

(スキーム2)

Figure 2014047329
(Scheme 2)
Figure 2014047329

本発明にあっては、酸増殖剤を構成するアニオンXとして前記した超強酸の対アニオンを使用するので、酸反応性化合物と併用した場合にはかかる酸反応性化合物の重合時の反応効率が高い、優れた酸として作用し、前記したスキームによる増殖反応により強強酸を発生させることができる。よって、強酸を発生可能な本発明の酸増殖剤を、酸と反応するエポキシ系化合物等の酸反応性化合物に共存させることにより、酸反応性化合物の構成基同士を結合させ、鎖(結合鎖)を延ばすことができ、カチオンUV硬化材料となる酸反応性化合物を効率よく硬化させることが可能となる。また、本発明の酸増殖剤はカチオン重合に基づくフロンタル重合系にも応用することができる。 In the present invention, since the counter-anion of the super strong acid described above is used as the anion X constituting the acid proliferating agent, the reaction efficiency at the time of polymerization of the acid reactive compound when used in combination with the acid reactive compound. It acts as an excellent acid that is high, and can generate strong and strong acids by the growth reaction according to the scheme described above. Therefore, by making the acid proliferating agent of the present invention capable of generating a strong acid coexist in an acid-reactive compound such as an epoxy compound that reacts with an acid, the constituent groups of the acid-reactive compound are bonded together to form a chain (bonded chain). ) Can be extended, and the acid-reactive compound that becomes the cationic UV curable material can be efficiently cured. The acid proliferating agent of the present invention can also be applied to a frontal polymerization system based on cationic polymerization.

なお、Xは超強酸の対アニオンであり、酸増殖剤のカチオン部はスルホニウムであるが、カチオン部はヨードニウムであってもよい。スルホニウムやヨードニウムは光分解性であり、対アニオンに対応する酸を発生するので光酸発生剤としての機能も有する。 Incidentally, X - is a counter anion of the superacid, the cation portion of the acid amplifier are sulfonium, cation portion may be iodonium. Since sulfonium and iodonium are photodegradable and generate an acid corresponding to the counter anion, they also have a function as a photoacid generator.

また、式(I)に示される酸増殖剤の具体例を、以下に示す。   Specific examples of the acid proliferating agent represented by the formula (I) are shown below.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

式(I)で表される酸増殖剤を製造するには、例えば、下記の合成スキームにより、簡便に製造することができる。すなわち、β−ハロケトンにチオール化合物を反応させることにより、スルフィドを得る。次に、酸触媒存在下、ジオールを反応させケタールを合成し、さらに、トリアルキルオキソニウム塩を反応させて目的物であるスルホニウム塩を得ることができる。   In order to produce the acid proliferating agent represented by the formula (I), for example, it can be easily produced by the following synthesis scheme. That is, a sulfide is obtained by reacting a β-haloketone with a thiol compound. Next, a diol is reacted in the presence of an acid catalyst to synthesize a ketal, and further, a trialkyloxonium salt is reacted to obtain a target sulfonium salt.

(合成スキーム)

Figure 2014047329
(Synthesis scheme)
Figure 2014047329

また、本発明に係る酸増殖剤は、酸発生剤と組み合わせて酸増殖剤組成物として使用することができる。ここで、酸発生剤とは、一般に、光等の活性エネルギー線を照射したり、加熱することによって酸を発生する物質である。酸発生剤としては、特に限定されないが、光等の活性エネルギー線の照射によって酸を発生する光酸発生剤や、加熱により酸を発生する熱酸発生剤(熱潜在性酸発生剤)を使用することが好ましい。このうち、酸を発生させるために高温下で加熱処理を行う必要がないため、光酸発生剤を使用することが特に好ましい。   Moreover, the acid growth agent according to the present invention can be used as an acid growth agent composition in combination with an acid generator. Here, the acid generator is generally a substance that generates an acid when irradiated with active energy rays such as light or heated. Although it does not specifically limit as an acid generator, The photo-acid generator which generate | occur | produces an acid by irradiation of active energy rays, such as light, and the thermal acid generator (thermal latent acid generator) which generate | occur | produces an acid by heating are used. It is preferable to do. Among these, it is particularly preferable to use a photoacid generator because it is not necessary to perform heat treatment at a high temperature in order to generate an acid.

光酸発生剤としては、特に限定されないが、例えば、特開平8−248561号公報、特開2000−35665号公報、特開2001−81138号公報、特開2012−104697号公報等に開示された光酸発生剤を使用することができる。具体的には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨ−ドニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物(芳香族オニウム塩)のBF、PF、AsF、SbF、CFSO等の塩を挙げることができる。 Although it does not specifically limit as a photo-acid generator, For example, it was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 8-248561, Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-35665, Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-81138, Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-104697 etc. Photoacid generators can be used. Specifically, salts of aromatic onium compounds (aromatic onium salts) such as diazonium, ammonium, iodonium, sulfonium, and phosphonium, such as BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , and CF 3 SO 3 are listed. be able to.

光酸発生剤として、その他のスルホニウム塩としては、例えば、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、4,4’−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、4−フェニルカルボニル−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロホスフェートなどのヘキサフルオロホスフェート系スルホニウム塩;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、4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロアンチモネートなどのヘキサフルオロアンチモネート系スルホニウム塩;トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジ(p−トルイル)スルホニオ−ジフェニルスルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート系スルホニウム塩等が挙げられ、市販品としては、例えば、UVI−6970、UVI−6974(以上ユニオンカーバイド社製)、SP−170、SP−171、SP−172、SP−150、SP−151(以上(株)ADEKA製)、CPI−210S(サンアプロ(株)製)等が挙げられる。   As the photoacid generator, other sulfonium salts include, for example, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4,4′-bis [diphenylsulfonio] diphenyl sulfide bishexafluorophosphate, 4,4′-bis [di (β -Hydroxyethoxy) phenylsulfonio] hexafluorophosphate-based sulfonium salts such as diphenylsulfide bishexafluorophosphate, 4-phenylcarbonyl-4'-diphenylsulfonio-diphenylsulfide hexafluorophosphate; triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4 , 4′-bis [di (β-hydroxyethoxy) phenylsulfonio] diphenyl sulfide bishexafluoroantimonate, 7- [di (p-toluyl) sulfoni O] -2-Isopropylthioxanthone hexafluoroantimonate, 4- (p-tert-butylphenylcarbonyl) -4'-diphenylsulfonio-diphenylsulfide hexafluoroantimonate and other hexafluoroantimonate-based sulfonium salts; triphenylsulfonium Tetrakis (pentafluorophenyl) borate, 7- [di (p-toluyl) sulfonio] -2-isopropylthioxanthone tetrakis (pentafluorophenyl) borate, 4- (p-tert-butylphenylcarbonyl) -4′-di (p -Toluyl) sulfonio-diphenyl sulfide tetrakis (pentafluorophenyl) borate and other tetrakis (pentafluorophenyl) borate-based sulfonium salts, etc. For example, UVI-6970, UVI-6974 (manufactured by Union Carbide), SP-170, SP-171, SP-172, SP-150, SP-151 (manufactured by ADEKA), CPI-210S ( San Apro Co., Ltd.).

また、光酸発生剤として、その他のヨードニウム塩として、例えば、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられ、市販品としては、例えば、PI2074(ローディア社製)等が挙げられる。   Further, as a photoacid generator, as other iodonium salts, for example, diphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, di (4-nonylphenyl) iodonium hexafluorophosphate As a commercial item, PI2074 (made by Rhodia) etc. are mentioned, for example.

また、熱酸発生剤としては、特に限定されないが、例えば、特開2011−80044号公報や特開2011−207948号公報に開示される熱酸発生剤や、前記した光酸発生剤として例示したヘキサフルオロアンチモネート系スルホニウム塩等が挙げられ、市販品としては、例えば、サンエイドSI−60、SI−60L、SI−80、SI−80L、SI−100、SI−100L(以上三新化学工業(株)製)、CI−2624(日本曹達(株)製)等が挙げられる。   Further, the thermal acid generator is not particularly limited, but examples thereof include the thermal acid generator disclosed in JP2011-80044A and JP2011-207948A, and the above-described photoacid generator. Hexafluoroantimonate-based sulfonium salts and the like can be mentioned, and examples of commercially available products include Sun Aid SI-60, SI-60L, SI-80, SI-80L, SI-100, SI-100L (Sanshin Chemical Industry CI-2624 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and the like.

酸増殖剤と酸発生剤を組み合わせて酸増殖剤組成物として使用する場合には、酸増殖剤を構成する酸と、酸発生剤を構成する酸が共通することが好ましい。酸が共通することにより、酸増殖剤の分解が効率よく行われることになる。   In the case where the acid proliferating agent and the acid generator are used in combination as an acid proliferating agent composition, it is preferable that the acid constituting the acid proliferating agent and the acid constituting the acid generating agent are common. By using the acid in common, the acid proliferating agent is efficiently decomposed.

酸増殖剤と酸発生剤を組み合わせて酸増殖剤組成物として使用する場合の酸増殖剤と酸発生剤の配合比は、質量比で、酸増殖剤/酸発生剤=40/1〜5/20の範囲内とすることが好ましい。酸増殖剤の配合量が少なすぎると酸が効率的に発生せず、酸反応性化合物を迅速に反応させることができなくなる場合がある。一方、酸増殖剤の配合量が多すぎると、酸発生剤の使用量が増加し、酸発生剤自体が酸反応性化合物の溶解性等に悪影響を与える場合があり、また、コスト的にも好ましくない。酸増殖剤と酸発生剤の配合比は、質量比で、酸増殖剤/酸発生剤=20/1〜1/1の範囲内とすることが特に好ましい。   When the acid proliferator and the acid generator are used in combination as an acid proliferator composition, the compounding ratio of the acid proliferator and the acid generator is, by mass ratio, acid proliferator / acid generator = 40 / 1-5 / It is preferable to be within the range of 20. If the amount of the acid proliferating agent is too small, the acid is not efficiently generated, and the acid-reactive compound may not be allowed to react rapidly. On the other hand, if the amount of the acid proliferating agent is too large, the amount of the acid generator used increases, and the acid generator itself may adversely affect the solubility of the acid-reactive compound. It is not preferable. The mixing ratio of the acid proliferator and the acid generator is particularly preferably in the range of acid proliferator / acid generator = 20/1 to 1/1 by mass ratio.

次に、本発明の酸反応性樹脂組成物を説明する。本発明の酸反応性樹脂組成物は、前記した酸増殖剤、あるいは酸増殖剤及び酸発生剤(酸増殖剤組成物)と、酸の存在によって硬化反応をする酸反応性化合物を必須成分として含有する。   Next, the acid-reactive resin composition of the present invention will be described. The acid-reactive resin composition of the present invention comprises, as an essential component, an acid-reactive compound that undergoes a curing reaction in the presence of an acid and an acid-growing agent or an acid-generating agent (acid-growing agent composition). contains.

本発明の酸反応性樹脂組成物を構成する酸反応性化合物は、酸増殖剤、あるいは酸増殖剤及び酸発生剤(酸増殖剤組成物)により発生した酸の作用により反応して、架橋等により硬化する化合物であり、例えば、下記No.4−1〜No.6−4の化合物等を使用することができる。特に、例えば、少なくとも1つのエポキシ基を有するエポキシ系化合物、少なくとも1つのアルコキシシリル基やシラノール基等を有しているケイ素系化合物、オキセタン環を含むオキセタン系化合物、ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物を使用することが好ましい。かかる酸反応性化合物は、1種類を単独で用いるようにしてもよく、また、2種類以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。   The acid-reactive compound constituting the acid-reactive resin composition of the present invention reacts with the action of an acid generated by an acid proliferating agent, or an acid proliferating agent and an acid generator (acid proliferating agent composition), and crosslinks. For example, the following No. 4-1. 6-4 compounds and the like can be used. In particular, for example, an epoxy compound having at least one epoxy group, a silicon compound having at least one alkoxysilyl group or silanol group, an oxetane compound containing an oxetane ring, and a cationically polymerizable compound such as a vinyl ether compound Is preferably used. Such acid reactive compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、酸反応性化合物に対して、酸増殖剤は、1種を単独で用いるようにしてもよく、また、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、酸増殖剤と酸発生剤を併用して酸増殖剤組成物として使用する場合には、酸発生剤は、1種類を単独で用いるようにしてもよく、また、2種類以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。   Moreover, with respect to the acid-reactive compound, one type of acid proliferating agent may be used alone, or two or more types may be used in combination. Moreover, when using an acid growth agent and an acid generator together as an acid growth agent composition, one type of acid generator may be used alone, or two or more types may be used in combination. It may be used.

酸反応性化合物としては、特に限定されないが、例えば、特開平8−248561号公報、特開2000−35665号公報、特開2001−81138号公報等に開示された酸反応性物質等や、特開2011−207948等に開示されたカチオン重合性化合物等や、特開2012−104697号公報等に開示されたカチオン硬化性モノマー等を使用することができる。   The acid-reactive compound is not particularly limited, and examples thereof include acid-reactive substances disclosed in JP-A-8-248561, JP-A-2000-35665, JP-A-2001-81138, and the like. Cationic polymerizable compounds disclosed in JP2011-207948, etc., and cationic curable monomers disclosed in JP2012-104697A can be used.

具体的に使用可能なエポキシ系化合物(エポキシ系樹脂)としては、例えば、ジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フエニルグリシジルエーテル、アルキルフェノールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、脂肪族ジグリシジルエーテル、多官能グリシジルエーテル、3級脂肪酸モノグリシジルエーテル、スピログリコールジグリシジルエーテル、グリシジルプロポキシトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのエポキシ系化合物はハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよく、また、これらのエポキシ系化合物は誘導体も含む。そして、これらのエポキシ系化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specifically usable epoxy compounds (epoxy resins) include, for example, diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether. Glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, alkylphenol glycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol Diglycidyl ether, 1,6-hexanedio Rudiglycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, diglycerin polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, cresyl glycidyl ether, aliphatic diglycidyl ether, polyfunctional glycidyl ether, tertiary fatty acid monoglycidyl ether, spiroglycol diglycidyl ether And glycidylpropoxytrimethoxysilane. These epoxy compounds may be halogenated or hydrogenated, and these epoxy compounds include derivatives. And these epoxy compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、ケイ素系化合物(ケイ素系樹脂)としては、例えば、アルコキシシラン化合物やシランカップリング剤等を使用することができる。アルコキシシラン化合物としては、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。これらのアルコキシシラン化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Moreover, as a silicon-type compound (silicon-type resin), an alkoxysilane compound, a silane coupling agent, etc. can be used, for example. Examples of alkoxysilane compounds include trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, methyldimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetraethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyl Examples include trimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. These alkoxysilane compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

シランカップリング剤としては、例えば、ビニルシラン、アクリルシラン、エポキシシラン、アミノシラン等が挙げられる。ビニルシランとして、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。アクリルシランとしては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。エポキシシランとしては、β−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。アミノシランとしては、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。その他のシランカップリング剤としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the silane coupling agent include vinyl silane, acrylic silane, epoxy silane, amino silane, and the like. Examples of the vinyl silane include vinyl trichlorosilane, vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane, vinyl triethoxysilane, and vinyl trimethoxysilane. Examples of the acrylic silane include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like. Examples of the epoxy silane include β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. As aminosilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl- γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. Examples of other silane coupling agents include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane. These silane coupling agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

オキセタン系化合物(オキセタン系樹脂)としては、単量体のオキセタン系化合物、2量体のオキセタン系化合物等を使用することができる。使用可能なオキセタン系化合物としては、例えば、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、1,4−ベンゼンジカルボン酸ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メチル]エステル、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン等のキシリレンジオキセタン、3−エチル−3−(((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)メチル)オキセタン(あるいは3−(((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)メチル)−3−エチルオキセタンとも呼ばれる。)、3−エチルヘキシルオキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシオキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、またはオキセタン化フェノールノボラック等が挙げられる。これらのオキセタン系化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   As the oxetane compound (oxetane resin), a monomeric oxetane compound, a dimer oxetane compound, or the like can be used. Usable oxetane compounds include, for example, 4,4′-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] biphenyl, 1,4-benzenedicarboxylic acid bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) Methyl] ester, xylylene oxetane such as 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] benzene, 3-ethyl-3-((((3-ethyloxetane-3-yl) methoxy) methyl ) Oxetane (or 3-(((3-ethyloxetane-3-yl) methoxy) methyl) -3-ethyloxetane), 3-ethylhexyloxetane, 3-ethyl-3-hydroxyoxetane, 3-ethyl- 3-hydroxymethyl oxetane, oxetated phenol novolak, etc. are mentioned. These oxetane compounds may be used alone or in combination of two or more.

ビニルエーテル化合物(ビニルエーテル樹脂)としては、例えば、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル等が挙げられる。これらのビニルエーテル化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the vinyl ether compound (vinyl ether resin) include 2-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 2-hydroxybutyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, 1,4-butane. Examples thereof include diol divinyl ether. These vinyl ether compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

以下、本発明で使用可能な酸反応性化合物の具体例を挙げる。   Specific examples of acid-reactive compounds that can be used in the present invention will be given below.

本発明の酸反応性樹脂組成物を構成する酸反応性化合物は、少なくとも1つのエポキシ基を有するエポキシ系化合物を使用することができる。また、少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ系化合物に酸を作用させることによって、エポキシ系化合物をエポキシ基の開環重合によりポリマーとすることができる。また、エポキシ系化合物に酸を付加することにより、かかるエポキシ系化合物を化学変性することができる。重合反応性を示すエポキシ系化合物の一例を以下に示す。   As the acid-reactive compound constituting the acid-reactive resin composition of the present invention, an epoxy-based compound having at least one epoxy group can be used. Moreover, an epoxy compound can be made into a polymer by ring-opening polymerization of an epoxy group by allowing an acid to act on an epoxy compound having at least two epoxy groups. Further, by adding an acid to the epoxy compound, the epoxy compound can be chemically modified. An example of an epoxy compound showing polymerization reactivity is shown below.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

また、重合反応性を示すエポキシ系化合物(ポリマー)のその他の例を以下に示す。   Other examples of the epoxy compound (polymer) exhibiting polymerization reactivity are shown below.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

また、酸反応性化合物としては、少なくとも1つのシラノール基またはアルコキシシリル基を有するケイ素系化合物を使用することができる。また、少なくとも2つのシラノール基またはアルコキシシリル基を有するケイ素系化合物に酸を作用させることによって、かかるケイ素系化合物をシラノール基またはアルコキシシリル基の縮重合によりポリマーとすることができる。重合反応性を示すケイ素系化合物(No.5−2〜No.5−4はポリマー)の具体例を以下に示す。   As the acid-reactive compound, a silicon compound having at least one silanol group or alkoxysilyl group can be used. Further, by allowing an acid to act on a silicon compound having at least two silanol groups or alkoxysilyl groups, the silicon compound can be made into a polymer by polycondensation of silanol groups or alkoxysilyl groups. Specific examples of silicon compounds showing polymerization reactivity (No. 5-2 to No. 5-4 are polymers) are shown below.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

また、その他の酸反応性化合物(ラクトン及び環状シロキサン)の構造の具体例を以下に示す。   Specific examples of structures of other acid-reactive compounds (lactone and cyclic siloxane) are shown below.

Figure 2014047329
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前記した光酸発生剤や、本発明の酸増殖剤と光酸発生剤を併用して(酸増殖剤組成物として)、酸増殖剤及び光酸発生剤を含有した酸反応性樹脂組成物(感光性樹脂組成物)における照射光の波長及び露光量の範囲としては、光酸発生剤の種類や量、及び酸反応性樹脂組成物(感光性樹脂組成物)を構成する酸反応性化合物の種類等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、波長として6.0〜400nm、露光量として5〜10000mJ/cmの範囲内から選択して適用すればよく、後記する増感剤を用いることによりさらに高波長域を使用することも可能である。照射光の照射時間は、数秒でも可能な場合もあるが、概ね10秒以上とすればよく、0.5〜20分とすることが好ましい。 The above-mentioned photoacid generator, or an acid-reactive resin composition containing an acid multiplier and a photoacid generator in combination with the acid multiplier of the present invention and a photoacid generator (as an acid multiplier composition) ( The range of the wavelength of the irradiation light and the exposure amount in the photosensitive resin composition) include the type and amount of the photoacid generator and the acid reactive compound constituting the acid reactive resin composition (photosensitive resin composition). What is necessary is just to determine suitably according to a kind etc., For example, what is necessary is just to select and apply from the range of 6.0-400 nm as a wavelength, and 5-10000 mJ / cm < 2 > as an exposure amount, The sensitizer mentioned later is used. Therefore, it is possible to use a higher wavelength region. Although irradiation time of irradiation light may be possible even for several seconds, it may be about 10 seconds or more, and is preferably 0.5 to 20 minutes.

熱酸発生剤を使用する場合の加熱条件は、使用する熱酸発生剤の種類や量、及び酸反応性樹脂組成物(感光性樹脂組成物)を構成する酸反応性化合物の種類等に応じて適宜決定すればよいが、加熱温度を概ね50〜150℃として、加熱時間を1〜1800分とすればよい。一方、また、酸発生剤を併用せず、主成分を酸増殖剤と酸反応性化合物として酸反応性樹脂組成物とする場合には、酸増殖剤が分解可能な所望の酸を添加するようにすればよい。前記したように、酸増殖剤に作用させる酸は、酸増殖剤を構成する酸(発生ないし増殖される酸)と共通する酸を使用することが好ましいが、異なる酸を使用しても問題はない。   The heating conditions when using the thermal acid generator depend on the type and amount of the thermal acid generator used and the type of the acid reactive compound constituting the acid reactive resin composition (photosensitive resin composition). The heating temperature may be approximately 50 to 150 ° C. and the heating time may be 1 to 1800 minutes. On the other hand, in the case where an acid generator is not used in combination and the main components are an acid proliferating agent and an acid-reactive compound to form an acid-reactive resin composition, a desired acid that can be decomposed by the acid proliferating agent is added. You can do it. As described above, the acid acting on the acid proliferating agent is preferably the same acid as the acid constituting the acid proliferating agent (acid generated or propagated), but there is a problem even if a different acid is used. Absent.

本発明の酸反応性樹脂組成物における酸増殖剤の含有量は、酸反応性化合物100質量部に対して0.1〜60質量部とすることが好ましい。酸増殖剤の含有量が0.1質量部より少ないと、酸反応性化合物を迅速に反応させることができなくなる場合がある一方、酸増殖剤の含有量が60質量部を超えると、酸増殖剤の存在が酸反応性化合物の溶媒に対する溶解性に悪影響を与える場合があり、また、過剰量の酸増殖剤の存在はコスト高に繋がることになる。酸増殖剤の含有量は、酸反応性化合物100質量部に対して1〜60質量部とすることがなお好ましく、2〜30質量部とすることがさらに好ましく、2〜20質量部とすることがより好ましく、2〜15質量部とすることが特に好ましい。   The content of the acid proliferating agent in the acid-reactive resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-reactive compound. If the content of the acid proliferating agent is less than 0.1 parts by mass, the acid-reactive compound may not be allowed to react rapidly. On the other hand, if the content of the acid proliferating agent exceeds 60 parts by mass, The presence of the agent may adversely affect the solubility of the acid-reactive compound in the solvent, and the presence of an excessive amount of the acid proliferating agent leads to high costs. The content of the acid proliferating agent is preferably 1 to 60 parts by mass, more preferably 2 to 30 parts by mass, and more preferably 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-reactive compound. Is more preferable, and 2 to 15 parts by mass is particularly preferable.

また、酸増殖剤と酸発生剤を併用して酸反応性化合物に酸増殖剤組成物として含有させる場合にあっては、酸発生剤の含有量は、前記した酸増殖剤と酸発生剤の配合比に対応させるように酸発生剤を含有させるようにすることが好ましい。また、酸反応性化合物100質量部に対して0.5〜30質量部とすることが好ましい。酸発生剤の含有量が0.5質量部より少ないと、酸増殖剤に作用せず、酸反応性化合物を迅速に反応させることができなくなる場合がある一方、酸発生剤の含有量が30質量部を超えると、酸増殖剤と同様、酸発生剤の存在が酸反応性化合物の溶媒に対する溶解性に悪影響を与える場合があり、また、過剰量の酸発生剤の存在はコスト高に繋がることになる。酸発生剤の含有量は、酸反応性化合物100質量部に対して2〜30質量部とすることがさらに好ましく、5〜20質量部とすることが特に好ましい。   In addition, when the acid proliferating agent and the acid generator are used in combination and contained in the acid-reactive compound as an acid proliferating agent composition, the content of the acid generating agent is that of the acid proliferating agent and the acid generating agent described above. It is preferable to include an acid generator so as to correspond to the blending ratio. Moreover, it is preferable to set it as 0.5-30 mass parts with respect to 100 mass parts of acid-reactive compounds. If the content of the acid generator is less than 0.5 parts by mass, it may not act on the acid proliferating agent and the acid-reactive compound may not be allowed to react rapidly, whereas the content of the acid generator is 30. When the amount exceeds 50 parts by mass, the presence of the acid generator may adversely affect the solubility of the acid-reactive compound in the solvent, and the presence of an excessive amount of the acid generator leads to high costs. It will be. The content of the acid generator is more preferably 2 to 30 parts by mass and particularly preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-reactive compound.

本発明の酸反応性樹脂組成物は、酸反応性化合物として、前記したNo.4−1〜No.4−13等の重合反応性を示すエポキシ系化合物(重合性エポキシ系化合物)、あるいは前記したNo.5−1〜No.5−6等の重合反応性を示すケイ素系化合物(重合性ケイ素系化合物)とすることが好ましい。このような酸反応性樹脂組成物は、光または熱の作用により、重合し、重合体を与えることとなる。中でも、光により重合反応を開始する酸反応性化合物を含む酸反応性樹脂組成物(感光性樹脂組成物)とすることが好ましい。   The acid-reactive resin composition of the present invention is an acid-reactive compound having the above-described No. 4-1. No. 4-13 and other epoxy compounds exhibiting polymerization reactivity (polymerizable epoxy compounds) 5-1 to No. It is preferable to use a silicon compound (polymerizable silicon compound) exhibiting polymerization reactivity such as 5-6. Such an acid-reactive resin composition is polymerized by the action of light or heat to give a polymer. Among these, an acid-reactive resin composition (photosensitive resin composition) containing an acid-reactive compound that initiates a polymerization reaction by light is preferable.

本発明に係る酸反応性樹脂組成物を用いてパターンを形成するには、例えば、当該樹脂組成物を有機溶媒に溶解して塗布液を調製し、調製された塗布液を基板等の適当な固体表面に塗布し、乾燥して塗膜を形成するようにする。そして、形成された塗膜に対して、パターン露光を行って酸を発生させた後、所定の条件で加熱処理を行って、酸反応性樹脂組成物に含有される酸反応性化合物の重合反応を促すようにする。   In order to form a pattern using the acid-reactive resin composition according to the present invention, for example, the resin composition is dissolved in an organic solvent to prepare a coating solution, and the prepared coating solution is applied to an appropriate substrate or the like. Apply to a solid surface and dry to form a coating. The formed coating film is subjected to pattern exposure to generate an acid, and then subjected to a heat treatment under predetermined conditions to polymerize an acid-reactive compound contained in the acid-reactive resin composition. To encourage.

本発明の酸反応性樹脂組成物は、本発明の酸増殖剤を含有するため、室温でも重合反応は進行するが、重合反応を効率よく進行させるべく、加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理の条件は、露光エネルギー、使用する酸増殖剤から発生する酸の種類、エポキシ系化合物またはケイ素系化合物等の酸反応性化合物の種類によって適宜決定すればよいが、加熱温度は50℃〜150℃範囲内とすることが好ましく、60℃〜130℃の範囲内とすることが特に好ましい。また、加熱時間は10秒〜60分とすることが好ましく、60秒〜30分とすることが特に好ましい。これを露光部と未露光部とで溶解度に差を生じる溶媒中に浸漬して現像を行ってパターンを得ることができる。   Since the acid-reactive resin composition of the present invention contains the acid proliferating agent of the present invention, the polymerization reaction proceeds even at room temperature, but it is preferable to perform a heat treatment in order to allow the polymerization reaction to proceed efficiently. The conditions for the heat treatment may be appropriately determined depending on the exposure energy, the type of acid generated from the acid proliferator used, and the type of acid-reactive compound such as an epoxy compound or silicon compound, but the heating temperature is 50 ° C. to 50 ° C. It is preferable to be within the range of 150 ° C, and it is particularly preferable to be within the range of 60 ° C to 130 ° C. The heating time is preferably 10 seconds to 60 minutes, particularly preferably 60 seconds to 30 minutes. The pattern can be obtained by immersing this in a solvent that causes a difference in solubility between the exposed part and the unexposed part and developing.

本発明の酸反応性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物として使用する場合、感光波長領域を拡大し、感度を高めるべく、増感剤を添加することができる。使用できる増感剤としては、特に限定はないが、例えば、ベンゾフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、p,p’−テトラエチルアミノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、アントロン、9−エトキシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−T、9,10−ジフェニルアントラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、3,3’−カルボニル−ビス(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)またはコロネン等が挙げられる。これらの増感剤は、1種類を単独で用いるようにしてもよく、また、2種類以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。   When the acid-reactive resin composition of the present invention is used as a photosensitive resin composition, a sensitizer can be added to expand the photosensitive wavelength region and increase sensitivity. The sensitizer that can be used is not particularly limited. For example, benzophenone, p, p′-tetramethyldiaminobenzophenone, p, p′-tetraethylaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, anthracene. , Pyrene, perylene, phenothiazine, benzyl, acridine orange, benzoflavin, cetoflavin-T, 9,10-diphenylanthracene, 9-fluorenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-chloro -4-nitroaniline, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitroaniline, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, picramide, anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2 tert-butylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9-benzanthrone, dibenzalacetone, 1,2-naphthoquinone, 3,3′-carbonyl-bis (5 , 7-dimethoxycarbonylcoumarin) or coronene. These sensitizers may be used alone or in combination of two or more.

本発明の酸反応性樹脂組成物を感光性樹脂組成物として使用する場合、増感剤の添加量は、使用する酸増殖剤、光酸発生剤や酸反応性化合物、及び必要とされる感度等により適宜決定すればよいが、酸反応性樹脂組成物全体に対して1〜30質量%の範囲であることが好ましい。増感剤が1質量%より少ないと、感度が十分に高められないことがある一方、増感剤が30質量%を超えると、感度を高めるのに過剰となることがある。増感剤の添加量は、酸反応性樹脂組成物全体に対して5〜20質量%の範囲であることが特に好ましい。   When the acid-reactive resin composition of the present invention is used as a photosensitive resin composition, the amount of the sensitizer added depends on the acid proliferation agent, photoacid generator or acid-reactive compound used, and the required sensitivity. Although it may determine suitably by etc., it is preferable that it is the range of 1-30 mass% with respect to the whole acid-reactive resin composition. If the sensitizer is less than 1% by mass, the sensitivity may not be sufficiently increased. On the other hand, if the sensitizer exceeds 30% by mass, the sensitivity may be excessive. The addition amount of the sensitizer is particularly preferably in the range of 5 to 20% by mass with respect to the entire acid-reactive resin composition.

本発明の酸反応性樹脂組成物を所定の基材に塗布等する場合にあっては、必要により、溶媒を適宜含有するようにしてもよい。酸反応性樹脂組成物に溶媒を含有させることにより、塗布能力を高めることができ、作業性が良好となる。溶媒としては、特に限定はないが、例えば、ベンゼン、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、スチレン、トリメチルベンゼン、ジエチルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物;シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジペンテン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、n−ノナン、イソノナン、n−デカン、イソデカン、テトラヒドロナフタレン、スクワラン等の飽和または不飽和炭化水素化合物;ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、p−メンタン、o−メンタン、m−メンタン;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、ステアリン酸ブチル等のエステル類等が挙げられる。これらの溶媒は、1種類を単独で用いるようにしてもよく、また、2種類以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。   When the acid-reactive resin composition of the present invention is applied to a predetermined substrate, a solvent may be appropriately contained as necessary. By including a solvent in the acid-reactive resin composition, the coating ability can be increased and workability is improved. The solvent is not particularly limited. For example, aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, xylene, toluene, ethylbenzene, styrene, trimethylbenzene, and diethylbenzene; cyclohexane, cyclohexene, dipentene, n-pentane, isopentane, n-hexane, Saturated or unsaturated hydrocarbon compounds such as isohexane, n-heptane, isoheptane, n-octane, isooctane, n-nonane, isononane, n-decane, isodecane, tetrahydronaphthalene, squalane; diethyl ether, di-n-propyl ether, Di-isopropyl ether, dibutyl ether, ethyl propyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibuty Ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol methyl ethyl Ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylcyclohexane, methylcyclohexane, p-menthane, o- Ethers such as dipropyl ether and dibutyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, methyl amyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone and cycloheptanone; Examples thereof include esters such as ethyl acetate, methyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cellosolve, ethyl acetate cellosolve, butyl cellosolve, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isoamyl lactate, and butyl stearate. One of these solvents may be used alone, or two or more of these solvents may be used in combination.

本発明の酸反応性樹脂組成物において、溶媒の含有量は、例えば、所定の基材上に酸反応性樹脂組成物を塗布し、酸反応性樹脂組成物による層を形成する際に、均一に塗工されるように適宜選択すればよい。   In the acid-reactive resin composition of the present invention, the content of the solvent is uniform when, for example, the acid-reactive resin composition is applied on a predetermined substrate to form a layer of the acid-reactive resin composition. What is necessary is just to select suitably so that it may be applied to.

なお、本発明の酸反応性樹脂組成物には、本発明の目的及び効果を妨げない範囲において、添加剤を適宜添加するようにしてもよい。使用することができる添加剤としては、例えば、充填剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、pH調整剤、分散剤、分散助剤、表面改質剤、可塑剤、可塑促進剤、タレ防止剤、硬化促進剤、充填剤等が挙げられ、これらの1種類を単独で用いるようにしてもよく、2種類以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。   In addition, you may make it add an additive suitably to the acid-reactive resin composition of this invention in the range which does not inhibit the objective and effect of this invention. Examples of additives that can be used include fillers, pigments, dyes, leveling agents, antifoaming agents, antistatic agents, ultraviolet absorbers, pH adjusters, dispersants, dispersion aids, surface modifiers, Examples thereof include a plasticizer, a plastic accelerator, an anti-sagging agent, a curing accelerator, and a filler. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

以上説明した本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、本発明の酸増殖剤、あるいは本発明に係る酸増殖剤、酸発生剤及び酸反応性化合物を含有することにより、酸増殖剤から発生する超強酸とカチオンUV硬化材料となる酸反応性化合物の反応が連鎖的に進行し、硬化速度及び反応効率に優れたものとなり、硬化が十分になされる酸反応性樹脂組成物となる。   The acid-reactive resin composition according to the present invention described above is generated from the acid-growing agent by containing the acid-growing agent of the present invention or the acid-growing agent, the acid generator and the acid-reactive compound according to the present invention. The reaction between the super strong acid and the acid-reactive compound that becomes the cationic UV curable material proceeds in a chain, and the reaction rate is excellent in the curing rate and the reaction efficiency, and the acid-reactive resin composition is sufficiently cured.

かかる効果を奏する本発明の酸反応性樹脂組成物は、例えば、高感度の光硬化材料やレジスト材料(パターン形成材料)等に好適に用いることができる。一般に、光酸発生剤と酸分解性(高)分子(酸反応性化合物)から化学増幅レジストが製造される。かかる化学増幅レジストは、光の作用により光酸発生剤から発生した酸が触媒となり、酸分解性(高)分子を繰り返し反応させることができるので、高感度なレジスト材料として注目されている。一方、化学増幅レジストが形成するパターンの微細化が進むにつれて、露光波長の短波長化が実施され、用いられる光源の出力が低下し、レジストに到達する光が弱いことが問題となっている。半導体製造プロセスにおいて単位時間当たりの生産量を維持するためには、光源の出力を上げるか、あるいはレジストの感度を向上させることが求められているが、従来の化学増幅レジストの概念のみでは、感度は限界に達している。   The acid-reactive resin composition of the present invention exhibiting such effects can be suitably used for, for example, a highly sensitive photocuring material, resist material (pattern forming material), and the like. In general, a chemically amplified resist is produced from a photoacid generator and an acid-decomposable (high) molecule (acid-reactive compound). Such a chemically amplified resist is attracting attention as a highly sensitive resist material because an acid generated from a photoacid generator by the action of light serves as a catalyst and can react repeatedly with acid-decomposable (high) molecules. On the other hand, as the pattern formed by the chemically amplified resist becomes finer, the exposure wavelength is shortened, the output of the light source used is lowered, and the light reaching the resist is weak. In order to maintain the production amount per unit time in the semiconductor manufacturing process, it is required to increase the output of the light source or improve the sensitivity of the resist. Has reached its limit.

(従来の化学増幅レジスト)

Figure 2014047329
(Conventional chemically amplified resist)
Figure 2014047329

そこで、本発明に係る酸増殖剤を系中に組み込んだ酸反応性樹脂組成物は、光酸発生剤から発生する微量の酸を熱化学的に2次的に増大させることができるので、飛躍的な高感度化が可能となる。   Therefore, the acid-reactive resin composition incorporating the acid proliferating agent according to the present invention into the system can thermochemically increase the small amount of acid generated from the photoacid generator, so that High sensitivity can be achieved.

(本発明の酸増殖剤を用いた化学増幅レジスト)

Figure 2014047329
(Chemically amplified resist using the acid multiplication agent of the present invention)
Figure 2014047329

以下に、化学増幅レジストで用いられる酸分解性(高)分子と光酸発生剤の一例を示す。   Examples of acid-decomposable (high) molecules and photoacid generators used in chemically amplified resists are shown below.

(酸分解性(高)分子(酸反応性化合物)の一例)

Figure 2014047329
(Example of acid-decomposable (high) molecule (acid-reactive compound))
Figure 2014047329

(光酸発生剤の一例)

Figure 2014047329
(Example of photoacid generator)
Figure 2014047329

本発明に係る酸反応性樹脂組成物は、各種の光硬化材料として使用することができ、光硬化材料として適用された場合、かかる材料による成形体は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる分野の部材等として、例えば、塗料または印刷インキ、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材または建築材料の構成部材として広く用いられ、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材または建築部材等が提供される。また、形成されたパターン等は、耐熱性や絶縁性を備え、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、半導体装置、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材または電子部材として有利に使用することができる。   The acid-reactive resin composition according to the present invention can be used as various photo-curing materials, and when applied as a photo-curing material, the molded body made of such a material has heat resistance, dimensional stability, insulation, etc. For example, paints or printing inks, color filters, flexible display films, semiconductor devices, electronic components, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, etc. Widely used as antireflection film, hologram, optical member or building material component, printed matter, color filter, flexible display film, semiconductor device, electronic component, interlayer insulating film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component An antireflection film, a hologram, an optical member, a building member, or the like is provided. In addition, the formed pattern has heat resistance and insulation, for example, color filters, flexible display films, electronic components, semiconductor devices, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, reflective It can be advantageously used as a protective film, other optical member or electronic member.

以下、実施例等に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example etc., this invention is not limited to this Example at all.

[実施例1]
酸増殖剤の製造(1):
下記(1)〜(3)の操作を用いて、式(I−a)に示す酸増殖剤を製造した。
[Example 1]
Production of acid proliferator (1):
The acid proliferating agent represented by the formula (Ia) was produced using the following operations (1) to (3).

(1)中間体(1)の製造:
四つ口フラスコに3−クロロプロピオフェノンを14.9g(88.4×10−3mol)、塩基であるトリエチルアミンを9.1g(90.0×10−3mol)入れ、テトラヒドロフラン(THF)10mlに溶解させた。これに、10mlのテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた4−メトキシベンゼンチオール12.4g(88.4×10−3mol)を滴下ロートから滴下して加えた。四つ口フラスコの混合物を室温で30分攪拌した後、ジクロロメタン(CHCl)を適当量入れ、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液の順で抽出し、ヘキサン/ジクロロメタンの混合溶液で再結晶して、下記式(H−1)に示した中間体(1)(3−(4−メトキシフェニルチオ)−1−フェニルプロパン−1−オン)の白色固体を収量12.7g(46.8×10−3mol)、収率58%で得た。
(1) Production of intermediate (1):
In a four-necked flask, 14.9 g (88.4 × 10 −3 mol) of 3-chloropropiophenone and 9.1 g (90.0 × 10 −3 mol) of triethylamine as a base were added, and tetrahydrofuran (THF) was added. Dissolved in 10 ml. To this, 12.4 g (88.4 × 10 −3 mol) of 4-methoxybenzenethiol dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran (THF) was added dropwise from a dropping funnel. After stirring the mixture in the four-necked flask at room temperature for 30 minutes, add an appropriate amount of dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), extract in the order of aqueous sodium hydrogen carbonate solution and aqueous sodium chloride solution, and recrystallize with a mixed solution of hexane / dichloromethane. As a result, 12.7 g (46.8) of a white solid of intermediate (1) (3- (4-methoxyphenylthio) -1-phenylpropan-1-one) represented by the following formula (H-1) was obtained. × 10 −3 mol), and the yield was 58%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

(2)中間体(2)の製造:
Dean−Stark装置を付した四つ口フラスコに(1)で得られた中間体(1)(3−(4−メトキシフェニルチオ)−1−フェニルプロパン−1−オン)を5.0g(18.4×10−3mol)、エチレングリコールを2.0g(31.2×10−3mol)、p−トルエンスルホン酸を0.5g(2.9×10−3mol)、ベンゼンを120ml入れ、12時間還流した。還流、溶媒留去し、濃縮後、酢酸エチル:ヘキサン=1:20の展開溶媒を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離し、式(H−2)に示した中間体(2)(2−(2−(4−メトキシフェニルチオ)エチル)−2−フェニル−1,3−ジオキソラン)の白色固体を収量5.39g(17.1×10−3mol)、収率93%で得た。
(2) Production of intermediate (2):
In a four-necked flask equipped with a Dean-Stark apparatus, 5.0 g (18 of intermediate (1) (3- (4-methoxyphenylthio) -1-phenylpropan-1-one) obtained in (1) was obtained. .4 × 10 −3 mol), 2.0 g (31.2 × 10 −3 mol) of ethylene glycol, 0.5 g (2.9 × 10 −3 mol) of p-toluenesulfonic acid, and 120 ml of benzene And refluxed for 12 hours. After refluxing, distilling off the solvent and concentrating, the product was separated by column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane = 1: 20, and intermediate (2) (2- (2 A white solid (-(4-methoxyphenylthio) ethyl) -2-phenyl-1,3-dioxolane) was obtained in a yield of 5.39 g (17.1 × 10 −3 mol) in a yield of 93%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

(3)酸増殖剤の製造:
四つ口フラスコに(2)で得られた中間体(2)(2−(2−(4−メトキシフェニルチオ)エチル)−2−フェニル−1,3−ジオキソラン)を2.4g(5.73×10−3mol)、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボレートを0.19g(1.91×10−3mol)、脱水アセトニトリル(dry−CHCN)を10ml入れて室温で15分間攪拌混合した。攪拌混合後の混合物にメタノールを5ml入れ、さらに攪拌混合した後、エバポレータで減圧濃縮し、酢酸エチル:ヘキサン=1:1の展開溶媒を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離し、下記式(I−a)に示した本発明の酸増殖剤の白色固体を収量0.23g(0.55×10−3mol)、収率44%で得た。
(3) Production of acid proliferator:
In a four-necked flask, 2.4 g of intermediate (2) (2- (2- (4-methoxyphenylthio) ethyl) -2-phenyl-1,3-dioxolane) obtained in (2) (5. 73 × 10 −3 mol), 0.19 g (1.91 × 10 −3 mol) of trimethyloxonium tetrafluoroborate and 10 ml of dehydrated acetonitrile (dry-CH 3 CN) were added and stirred at room temperature for 15 minutes. 5 ml of methanol was added to the mixture after stirring and mixing, and after further stirring and mixing, the mixture was concentrated under reduced pressure with an evaporator and separated by column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane = 1: 1. The following formula (I-a ) Was obtained in a yield of 0.23 g (0.55 × 10 −3 mol) in a yield of 44%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

[実施例2]
酸増殖剤の製造(2)
下記の操作を用いて、式(I−b)に示す酸増殖剤を製造した。
[Example 2]
Production of acid proliferator (2)
Using the following procedure, an acid proliferating agent represented by the formula (Ib) was produced.

四つ口フラスコに実施例1(2)で得られた中間体(2)(2−(2−(4−メトキシフェニルチオ)エチル)−2−フェニル−1,3−ジオキソラン)を0.38g(1.2×10−3mol)、脱水ジクロロメタン(dry−CHCl)を10ml入れた。これに、氷浴中でトリフルオロメタンスルホン酸メチルを0.1g(0.61×10−3mol)滴下ロートから滴下して加え、室温で30分間攪拌混合した。攪拌混合後の混合物を酢酸エチル:ヘキサン=1:1の展開溶媒を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離し、式(I−b)に示した本発明の酸増殖剤を収量0.1g(0.33×10−3mol)、収率55%で得た。 0.38 g of intermediate (2) (2- (2- (4-methoxyphenylthio) ethyl) -2-phenyl-1,3-dioxolane) obtained in Example 1 (2) was added to a four-necked flask. (1.2 × 10 −3 mol) and 10 ml of dehydrated dichloromethane (dry-CH 2 Cl 2 ) were added. To this, 0.1 g (0.61 × 10 −3 mol) of methyl trifluoromethanesulfonate was added dropwise in an ice bath, and the mixture was stirred and mixed at room temperature for 30 minutes. The mixture after stirring and mixing was separated by column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane = 1: 1, and the yield of the acid proliferating agent of the present invention represented by the formula (Ib) was 0.1 g (0. 33 × 10 −3 mol), and the yield was 55%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

[実施例3]
酸増殖剤の製造(3):
下記(1)〜(3)の操作を用いて、式(I−c)に示す酸増殖剤を製造した。
[Example 3]
Production of acid multiplier (3):
Using the procedures (1) to (3) below, an acid proliferating agent represented by the formula (Ic) was produced.

(1)中間体(3)の製造:
四つ口フラスコに3−クロロプロピオフェノンを1.0g(5.9×10−3mol)、塩基であるトリエチルアミンを0.86g(8.6×10−3mol)入れ、テトラヒドロフラン(THF)10mlに溶解させた。これに、10mlのテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた4−ニトロベンゼンチオールを1.0g(7.12×10−3mol)滴下ロートから滴下して加えた。四つ口フラスコの混合物を室温で30分攪拌した後、ジクロロメタン(CHCl)を入れ、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液の順で抽出し、ヘキサンとテトラヒドロフラン(THF)の混合溶液で再結晶して、下記式(H−3)に示した中間体(3)(3−(4−ニトロフェニルチオ)−1−フェニルプロパン−1−オン)の黄色固体を収量0.79g(2.75×10−3mol)、収率46%で得た。
(1) Production of intermediate (3):
In a four-necked flask, 1.0 g (5.9 × 10 −3 mol) of 3-chloropropiophenone and 0.86 g (8.6 × 10 −3 mol) of triethylamine as a base were added, and tetrahydrofuran (THF) was added. Dissolved in 10 ml. To this, 4-nitrobenzenethiol dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran (THF) was added dropwise from a dropping funnel of 1.0 g (7.12 × 10 −3 mol). The mixture in the four-necked flask was stirred at room temperature for 30 minutes, and then dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) was added thereto, followed by extraction with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution and an aqueous sodium chloride solution in this order, and then again with a mixed solution of hexane and tetrahydrofuran (THF). Crystallization yielded a yellow solid of intermediate (3) (3- (4-nitrophenylthio) -1-phenylpropan-1-one) represented by the following formula (H-3) in a yield of 0.79 g (2. 75 × 10 −3 mol), and the yield was 46%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

(2)中間体(4)の製造:
四つ口フラスコに(1)で得られた中間体(3)(3−(4−ニトロフェニルチオ)−1−フェニルプロパン−1−オン)を3.57g(12.4×10−3mol)、エチレングリコールを1.49g(23.2×10−3mol)、p−トルエンスルホン酸を0.86g(5.0×10−3mol)、ベンゼンを100ml入れ、12時間還流した。還流、濃縮後、酢酸エチル:ヘキサン=1:20の展開溶媒を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離し、式(H−4)に示した中間体(4)(2−(2−(4−ニトロフェニルチオ)エチル)−2−フェニル−1,3−ジオキソラン)を収量1.5g(4.53×10−3mol)、収率37%で得た。
(2) Production of intermediate (4):
In a four-necked flask, 3.57 g (12.4 × 10 −3 mol) of intermediate (3) (3- (4-nitrophenylthio) -1-phenylpropan-1-one) obtained in (1) was added. ), 1.49 g (23.2 × 10 −3 mol) of ethylene glycol, 0.86 g (5.0 × 10 −3 mol) of p-toluenesulfonic acid, and 100 ml of benzene were refluxed for 12 hours. After refluxing and concentration, separation was performed by column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane = 1: 20, and intermediate (4) (2- (2- (4-nitro) shown in formula (H-4) was obtained. Phenylthio) ethyl) -2-phenyl-1,3-dioxolane) was obtained in a yield of 1.5 g (4.53 × 10 −3 mol) in a yield of 37%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

(3)酸増殖剤の製造:
四つ口フラスコに(2)で得られた中間体(4)(2−(2−(4−ニトロフェニルチオ)エチル)−2−フェニル−1,3−ジオキソラン)を2.4g(5.73×10−3mol)、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボレートを0.19g(1.91×10−3mol)、脱水アセトニトリル(dry−CHCN)を10ml入れて室温で15分間攪拌混合した。攪拌混合後の混合物にメタノールを5ml入れ、さらに攪拌混合した後、エバポレータで減圧濃縮し、式(I−c)に示した本発明の酸増殖剤を得た。
(3) Production of acid proliferator:
In a four-necked flask, 2.4 g of intermediate (4) (2- (2- (4-nitrophenylthio) ethyl) -2-phenyl-1,3-dioxolane) obtained in (2) (5. 73 × 10 −3 mol), 0.19 g (1.91 × 10 −3 mol) of trimethyloxonium tetrafluoroborate and 10 ml of dehydrated acetonitrile (dry-CH 3 CN) were added and stirred at room temperature for 15 minutes. 5 ml of methanol was added to the mixture after stirring and mixing, and the mixture was further stirred and mixed, and then concentrated under reduced pressure with an evaporator to obtain the acid growth agent of the present invention represented by the formula (Ic).

Figure 2014047329
Figure 2014047329

[製造例1]
光酸発生剤の製造:
四つ口フラスコに(4−メトキシフェニル)(メチル)スルファンを1.0g(6.48×10−3mol)、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボレートを0.32g(2.16×10−3mol)、脱水アセトニトリル(dry−CHCN)を10ml入れて室温で15分間攪拌混合した。この混合物にメタノールを5ml入れ、さらに室温で5分間攪拌混合した。攪拌混合後の混合物をエバポレータで減圧濃縮し、酢酸エチル:ヘキサン=1:1の展開溶媒を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離し、下記式(A)に示した光酸発生剤の白色固体を収量0.23g(0.9×10−3mol)、収率42%で得た。
[Production Example 1]
Production of photoacid generator:
In a four-necked flask, 1.0 g (6.48 × 10 −3 mol) of (4-methoxyphenyl) (methyl) sulfane and 0.32 g (2.16 × 10 −3 mol) of trimethyloxonium tetrafluoroborate Then, 10 ml of dehydrated acetonitrile (dry-CH 3 CN) was added and mixed with stirring at room temperature for 15 minutes. 5 ml of methanol was added to this mixture, and further stirred and mixed at room temperature for 5 minutes. The mixture after stirring and mixing was concentrated under reduced pressure using an evaporator, and separated by column chromatography using a developing solvent of ethyl acetate: hexane = 1: 1 to yield a white solid of the photoacid generator represented by the following formula (A). Obtained 0.23 g (0.9 × 10 −3 mol) in a yield of 42%.

Figure 2014047329
Figure 2014047329

[試験例1]
保存安定性の確認:
実施例1で得られた酸増殖剤を室温で10日間放置して、分解の有無を確認したところ、分解は起こらず、優れた保存安定性を示した。
[Test Example 1]
Check storage stability:
When the acid proliferation agent obtained in Example 1 was allowed to stand at room temperature for 10 days to confirm the presence or absence of decomposition, the decomposition did not occur and excellent storage stability was exhibited.

[試験例2]
酸増殖剤の溶液中での酸増殖剤の分解挙動の確認:
酸増殖剤は、前記したスキーム1及びスキーム2に示すように、酸の添加により分解反応が起こり、酸(実施例1の酸増殖剤ではテトラフルオロホウ酸)とスルフィドが発生することになる(実施例1の酸増殖剤の場合のスキームを示す。かかるスキームから前記スキーム1に繋がる。)。下記の方法を用いて、酸増殖剤の分解挙動を確認した。
[Test Example 2]
Confirmation of degradation behavior of acid multiplier in solution of acid multiplier:
As shown in the above-mentioned Scheme 1 and Scheme 2, the acid proliferating agent undergoes a decomposition reaction by the addition of an acid, and an acid (tetrafluoroboric acid in the acid proliferating agent of Example 1) and sulfide are generated ( A scheme in the case of the acid proliferating agent of Example 1 is shown, which leads to the scheme 1). The degradation behavior of the acid proliferating agent was confirmed using the following method.

(実施例1の酸増殖の場合のスキーム)

Figure 2014047329
(Scheme for acid growth in Example 1)
Figure 2014047329

NMR試料管に、実施例1で得られた酸増殖剤を72×10−3mol/l、p−トルエンスルホン酸を4.7×10−3mol、水2.7μl、重水5.3μl、メキシレン20μl、アセトニトリル−d1mlを入れ、封管した後100℃で所定の時間加熱した。そして、H−NMRにより、スルフィドピークを追跡することにより、酸増殖剤の分解挙動(スルフィドの生成)を確認し、酸(アセトニトリル)を添加しない場合と比較した。加熱時間とスルフィドの生成率との関係を図1に示す。なお、スルフィドの生成率は、H−NMRスペクトルより算出した。 In an NMR sample tube, 72 × 10 −3 mol / l of the acid proliferating agent obtained in Example 1, 4.7 × 10 −3 mol of p-toluenesulfonic acid, 2.7 μl of water, 5.3 μl of heavy water, Methylene 20 μl and acetonitrile-d 3 1 ml were added, sealed, and heated at 100 ° C. for a predetermined time. Then, by analyzing the sulfide peak by 1 H-NMR, the decomposition behavior (sulfide formation) of the acid proliferating agent was confirmed, and compared with the case where no acid (acetonitrile) was added. The relationship between the heating time and the sulfide generation rate is shown in FIG. The generation rate of sulfide was calculated from a 1 H-NMR spectrum.

図1に示すように、酸(アセトニトリル)を添加しない系では、加熱時間を長くしても酸増殖剤の分解は起こらず、スルフィドは生成せずに安定していた。一方、酸を添加した系では、酸増殖剤が速やかに分解してスルフィドが定量的に生成し、かつ、増殖反応特有の非線形反応の曲線が得られ、増殖的にスルフィドが発生していることが確認できた。   As shown in FIG. 1, in the system in which no acid (acetonitrile) was added, the acid proliferating agent was not decomposed even if the heating time was prolonged, and the sulfide was not generated and was stable. On the other hand, in the system to which acid is added, the acid proliferating agent is rapidly decomposed to produce sulfide quantitatively, and a curve of nonlinear reaction peculiar to the growth reaction is obtained, and sulfide is generated proliferatively. Was confirmed.

[試験例3]
中和滴定:
ビュレットに6.58×10−3NのNaOH標準溶液(HOはイオン交換水20mlを窒素バブリング)を入れた。試験例2で酸増殖剤を分解させたNMRチューブに10mlのジオキサンを入れ、希釈して2等分した後、4.9×10molのメチルオレンジを入れ、中和滴定(n=2)を行った。結果を表2に示す。なお、酸の発生量(%)は、酸の量(実測値)(ml)を酸の量(理論値)で除して算出し、%換算(100倍)した。
[Test Example 3]
Neutralization titration:
A 6.58 × 10 −3 N NaOH standard solution (H 2 O was subjected to nitrogen bubbling with 20 ml of ion-exchanged water) was added to the burette. In the NMR tube in which the acid proliferating agent was decomposed in Test Example 2, 10 ml of dioxane was added, diluted and divided into two equal parts, 4.9 × 10 5 mol of methyl orange was added, and neutralization titration (n = 2). Went. The results are shown in Table 2. The amount of acid generated (%) was calculated by dividing the amount of acid (measured value) (ml) by the amount of acid (theoretical value), and converted to% (100 times).

(結果)

Figure 2014047329
(result)
Figure 2014047329

表2に示すように、実施例1の酸増殖剤は、酸の作用で自己触媒的に分解して、定量的に新たな酸が発生していることが確認できた。   As shown in Table 2, it was confirmed that the acid proliferating agent of Example 1 was decomposed autocatalytically by the action of acid, and new acid was quantitatively generated.

[試験例4]
酸増殖剤の高分子固体中での分解挙動の確認:
ポリイソブチレン樹脂(PIB)(Tg:−64℃)に、PIBに対して30molの実施例1で得られた酸増殖剤、PIBに対して30molのp−トルエンスルホン酸を1.0gのアセトニトリルに溶解させて試料溶液とした。この試料溶液を1000rpmで30秒間シリコンウェハ上にスピンコートし、ホットプレート上にて80℃で30秒間プリベイクすることにより、試験膜を作製した。この試験膜を100℃で加熱し、FT−IRスペクトルの経時変化(1,3−ジオキソラン由来の変化)を確認した。なお、p−トルエンスルホン酸を添加しない場合も確認し、酸の存在の有無を比較した。加熱時間と1,3−ジオキソラン由来のピークとの関係を図2に示す。
[Test Example 4]
Confirmation of degradation behavior of acid multiplier in polymer solid:
In polyisobutylene resin (PIB) (Tg: -64 ° C), 30 mol of the acid proliferating agent obtained in Example 1 with respect to PIB, 30 mol of p-toluenesulfonic acid with respect to PIB was added to 1.0 g of acetonitrile. The sample solution was dissolved. This sample solution was spin-coated on a silicon wafer at 1000 rpm for 30 seconds, and pre-baked on a hot plate at 80 ° C. for 30 seconds to prepare a test film. This test film was heated at 100 ° C., and the change with time in the FT-IR spectrum (change from 1,3-dioxolane) was confirmed. In addition, it confirmed also when not adding p-toluenesulfonic acid, and the presence or absence of the acid was compared. The relationship between the heating time and the peak derived from 1,3-dioxolane is shown in FIG.

図2に示すように、酸(p−トルエンスルホン酸)を添加した系では、100℃での加熱とともに酸増殖剤の分解が進行して1,3−ジオキソラン由来のピークの変化が減少し、30分経過後ではほぼゼロとなった。このように、加熱により、酸の添加がトリガーとなって分解が進んで前記したスキームによる酸増殖反応が起こっていることが確認できた。   As shown in FIG. 2, in the system to which acid (p-toluenesulfonic acid) was added, decomposition of the acid proliferating agent progressed with heating at 100 ° C., and the change in the peak derived from 1,3-dioxolane decreased. After 30 minutes, it was almost zero. As described above, it was confirmed that the acid proliferation reaction according to the above-described scheme occurred due to the decomposition by the addition of acid as a trigger by heating.

[試験例5]
酸増殖剤の分解挙動の確認(1):
実施例1で得られた酸増殖剤2.0×−3mol/lのメタノール溶液に波長が254nmの光を照射し、紫外可視分光光度計(MultiSpec−1500/(株)島津製作所製)を用いてUVスペクトルの経時変化を確認した。結果を図3に示す。
[Test Example 5]
Confirmation of decomposition behavior of acid proliferator (1):
Irradiate light having a wavelength of 254 nm to the methanol solution of 2.0 × −3 mol / l of the acid proliferating agent obtained in Example 1, and an ultraviolet-visible spectrophotometer (MultiSpec-1500 / manufactured by Shimadzu Corporation). The change of the UV spectrum with time was confirmed. The results are shown in FIG.

図3は、実施例1で得られた酸増殖剤のUVスペクトル変化を示した図である。図3に示すように、実施例1で得られた酸増殖剤は、254nmの光照射により光分解し、露光量に伴って吸収が変化して、光分解挙動が確認できた。また、分解物は長波長側(300nm)に吸収を有することが確認できた。   FIG. 3 is a graph showing changes in the UV spectrum of the acid proliferator obtained in Example 1. As shown in FIG. 3, the acid proliferator obtained in Example 1 was photodegraded by light irradiation at 254 nm, the absorption changed with the exposure amount, and the photodegradation behavior could be confirmed. Moreover, it has confirmed that a decomposition product had absorption in the long wavelength side (300 nm).

[試験例6]
酸増殖剤の分解挙動の確認(2):
ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)(M:12000、Tg:99℃)0.1gに実施例1で得られた酸増殖剤0.0063g(PMMAに対して1.5mol%)、下記式(C)に示したクマリン0.0052g(PMMAに対して1.5mol%)を2.0gのクロロホルムに溶解させて試料溶液とした。この試料溶液を1000rpmで30秒間石英ガラス上にスピンコートし、ホットプレート上にて80℃で30秒間プリベイクすることにより、厚さ0.3μmの試験膜を作製した。この試験膜に254nmの単色光を照射し、紫外可視分光光度計(MultiSpec−1500/(株)島津製作所製)を用いてUVスペクトルの経時変化を確認した。
[Test Example 6]
Confirmation of degradation behavior of acid proliferator (2):
To the polymethyl methacrylate resin (PMMA) (M w : 12000, Tg: 99 ° C.) 0.1 g, the acid proliferating agent obtained in Example 1 0.0063 g (1.5 mol% with respect to PMMA), the following formula ( The sample solution was prepared by dissolving 0.0052 g of coumarin shown in C) (1.5 mol% with respect to PMMA) in 2.0 g of chloroform. This sample solution was spin-coated on quartz glass at 1000 rpm for 30 seconds and prebaked on a hot plate at 80 ° C. for 30 seconds to prepare a test film having a thickness of 0.3 μm. The test film was irradiated with monochromatic light of 254 nm, and the change with time of the UV spectrum was confirmed using an ultraviolet-visible spectrophotometer (MultiSpec-1500 / manufactured by Shimadzu Corporation).

Figure 2014047329
Figure 2014047329

図4は、実施例1で得られた酸増殖剤及びクマリンを含む試験膜のUVスペクトル変化を示した図である。図4に示すように、クマリン由来の457nmの吸収が減少し、酸性を示す533nmの吸収が露光量に応じて増加することが確認できた。この結果からも、光分解により酸が発生していることが確認できた。   FIG. 4 is a diagram showing a change in UV spectrum of a test film containing the acid proliferating agent and coumarin obtained in Example 1. As shown in FIG. 4, it was confirmed that the absorption at 457 nm derived from coumarin decreased and the absorption at 533 nm indicating acidity increased according to the exposure dose. From this result, it was confirmed that acid was generated by photolysis.

[実施例4]
酸反応性樹脂組成物の製造(1):
式(4−13)に示したエポキシ系化合物であるペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル(デナコールEX−411:ナガセケムテック(株)製)0.1gに対して、実施例1で得られた酸増殖剤を0.035g(EX−411の100質量部に対して35質量部)(EX−411のモノマーに対して30mol%)含有させることにより本発明の酸反応性樹脂組成物を得た。
[Example 4]
Production of acid-reactive resin composition (1):
The acid proliferating agent obtained in Example 1 with respect to 0.1 g of pentaerythritol polyglycidyl ether (DENACOL EX-411: manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.), which is an epoxy compound represented by the formula (4-13) Was contained (0.035 g (35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EX-411)) (30 mol% with respect to the monomer of EX-411) to obtain the acid-reactive resin composition of the present invention.

[比較例1]
樹脂組成物の製造(1):
式(4−13)に示したエポキシ系化合物であるペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル(デナコールEX−411:ナガセケムテック(株)製)0.1gに対して、製造例1で得られた光酸発生剤を0.021g(EX−411の100質量部に対して21質量部)(EX−411のモノマーに対して30mol%)含有させることにより樹脂組成物を得た。
[Comparative Example 1]
Production of resin composition (1):
Photoacid generation obtained in Production Example 1 with respect to 0.1 g of pentaerythritol polyglycidyl ether (Denacol EX-411: manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.), which is an epoxy compound represented by the formula (4-13) The resin composition was obtained by containing 0.021g (21 mass parts with respect to 100 mass parts of EX-411) (30 mol% with respect to the monomer of EX-411) of an agent.

[試験例7]
カチオンUV硬化の確認(1):
実施例4で得られた酸反応性樹脂組成物(感光性樹脂組成物)を0.05gのアセトニトリル(CHCN)に溶解させて試料溶液とした。この試料溶液をガラス基板上にバーコートして製膜し、100℃で30秒間加熱してプリベイクし、厚さ5μmの塗膜を調製した。この塗膜に254nmの単色光を、露光量を0(ブランク)、100、250、500及び1000mJ/cmとして、100℃で0(ブランク)、5、10、20分間加熱後の塗膜の硬度をJIS K5600−5−4に準拠して鉛筆硬度測定を行い、比較・評価した。また、同様な操作を、比較例1で得られた樹脂組成物にも実施した。結果を図5及び図6に示す。
[Test Example 7]
Confirmation of cationic UV curing (1):
The acid-reactive resin composition (photosensitive resin composition) obtained in Example 4 was dissolved in 0.05 g of acetonitrile (CH 3 CN) to obtain a sample solution. This sample solution was bar-coated on a glass substrate to form a film, heated at 100 ° C. for 30 seconds and prebaked to prepare a coating film having a thickness of 5 μm. 254 nm monochromatic light was applied to this coating film, the exposure amount was 0 (blank), 100, 250, 500 and 1000 mJ / cm 2 , and the coating film was heated at 100 ° C. for 0 (blank), 5, 10, 20 minutes. The hardness was measured in accordance with JIS K5600-5-4, and compared and evaluated. The same operation was performed on the resin composition obtained in Comparative Example 1. The results are shown in FIGS.

図5は、比較例1の鉛筆硬度測定の結果を示した図である。図6は、実施例4の鉛筆硬度測定の結果を示した図である。図5に示すように、製造例1の光酸発生剤を添加した比較例1では、露光後、温度を100℃まで加熱しても硬度の上昇は見られず、500mJ/cmの露光と5分間の加熱では塗膜は硬化せず液状のままであった。また、露光量を1000mJ/cmとしても硬度は3B程度しか上昇しなかった。 FIG. 5 is a diagram showing the results of pencil hardness measurement of Comparative Example 1. FIG. 6 is a diagram showing the results of pencil hardness measurement of Example 4. As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1 in which the photoacid generator of Production Example 1 was added, no increase in hardness was observed even when the temperature was heated to 100 ° C. after exposure, and exposure of 500 mJ / cm 2 When heated for 5 minutes, the coating did not cure and remained liquid. Further, even when the exposure amount was 1000 mJ / cm 2 , the hardness increased only by about 3B.

一方、図6に示すように、実施例1の酸増殖剤を添加した実施例4では、500mJ/cm照射後、5分間の加熱で硬度が3Hまで上昇した。このときの未露光部は液状のままであった。このことから、実施例4の系で高い硬度を示したのは、光照射により実施例1の酸増殖剤から発生した少量の超強酸(HBF)がトリガーとなり、その後の加熱により酸増殖剤の増殖反応が進行して多量の超強酸が発生し、これがエポキシ系化合物と反応したためと考えられる。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in Example 4 to which the acid proliferating agent of Example 1 was added, the hardness increased to 3H by heating for 5 minutes after irradiation with 500 mJ / cm 2 . At this time, the unexposed portion remained liquid. From this, the high hardness in the system of Example 4 was caused by a small amount of super strong acid (HBF 4 ) generated from the acid proliferating agent of Example 1 by light irradiation, and the acid proliferating agent by subsequent heating. This is thought to be due to the fact that the growth reaction progressed and a large amount of super strong acid was generated, which reacted with the epoxy compound.

本発明は、高感度の光硬化材料やレジスト材料(パターン形成材料)等を提供する材料として有利に使用することができ、産業上の利用可能性は高いものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be advantageously used as a material for providing a highly sensitive photocuring material, resist material (pattern forming material) and the like, and has high industrial applicability.

Claims (6)

下記式(I)で表されることを特徴とする酸増殖剤。
Figure 2014047329
(式(I)中、R、R、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基を示し、これらは、直鎖構造、枝分かれ構造、あるいは環構造でもよくヘテロ原子を含んでいてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、あるいは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、または炭素数6〜12の芳香族基を示す。m、mは、それぞれ独立して、1〜10の整数を示す。Xは対アニオンであり、Hammettの酸度関数Hが−12以下の超強酸の対アニオンを示す。)
An acid growth agent represented by the following formula (I):
Figure 2014047329
(In the formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or carbon. An alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a straight chain structure, a branched structure, or a ring structure, and may contain a hetero atom, R 7 and R 8; Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. M 1 and m 2 each independently represents an integer of 1 to 10. X represents a counter anion, and represents a counter anion of a super strong acid having a Hammett acidity function H 0 of −12 or less.
下記式(I’)で表されることを特徴とする請求項1に記載の酸増殖剤。
Figure 2014047329
(式(I’)中、R、R、R、R、R、R、R、m、m、Xは、前記式(I)と共通する。)
The acid growth agent according to claim 1, which is represented by the following formula (I ').
Figure 2014047329
(In formula (I ′), R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , m 1 , m 2 , and X are the same as those in formula (I).)
前記Xが、HSO 、CFCFCFCFSO 、CFCFCFSO 、CFCFSO 、CFSO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 、B(C 及びB(C よりなる群より選ばれる1種であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の酸増殖剤。 X is HSO 4 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 , CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 , CF 3 CF 2 SO 3 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF The claim 1 or claim 1, which is one selected from the group consisting of 6 , AsF 6 , SbF 6 , B (C 6 H 5 ) 4 and B (C 6 F 5 ) 4 −. Item 3. The acid proliferating agent according to Item 2. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の酸増殖剤及び酸反応性化合物を含有することを特徴とする酸反応性樹脂組成物。   An acid-reactive resin composition comprising the acid proliferating agent according to any one of claims 1 to 3 and an acid-reactive compound. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の酸増殖剤と、酸発生剤及び酸反応性化合物を含有することを特徴とする酸反応性樹脂組成物。   An acid-reactive resin composition comprising the acid proliferating agent according to any one of claims 1 to 3, an acid generator, and an acid-reactive compound. 前記酸反応性化合物がエポキシ系化合物、ケイ素系化合物、オキセタン系化合物及びビニルエーテル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の酸反応性樹脂組成物。
6. The acid-reactive resin according to claim 4, wherein the acid-reactive compound is at least one selected from the group consisting of an epoxy-based compound, a silicon-based compound, an oxetane-based compound, and a vinyl ether compound. Composition.
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