JP2014237598A - Compound and photo-base generator consisting of the compound - Google Patents

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惇 伊藤
Atsushi Ito
惇 伊藤
一哉 美濃
Kazuya Mino
一哉 美濃
三木 定雄
Sadao Miki
定雄 三木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new compound suitable as a photo-base generator, which can maintain high basicity for a long period of time with ultraviolet irradiation.SOLUTION: A compound is represented by the formula (1).

Description

本発明は、新規な化合物および該化合物からなる光塩基発生剤に関する。   The present invention relates to a novel compound and a photobase generator comprising the compound.

高密度プリント基板などの電子デバイス分野で利用するポリイミドやエポキシなどの樹脂の感光材料としては、光酸発生剤が多く用いられてきた。ポリイミドやエポキシなどの樹脂による絶縁処理は、この光酸発生剤を添加することにより、紫外線照射による樹脂の硬化反応を利用して、接続部分と絶縁部分のパターンを形成させることができる。しかしながら、光酸発生剤を使用した絶縁材料は、紫外線照射で発生する酸によって金属配線を腐食することがあり、製品に不具合を生じるという問題があった。今後、電子デバイスの配線がさらに微細化することを考慮すると、この問題はさらに顕在化することが予測されている。   As a photosensitive material of resin such as polyimide or epoxy used in the field of electronic devices such as high-density printed circuit boards, a photoacid generator has been used in many cases. In the insulation treatment with a resin such as polyimide or epoxy, by adding this photoacid generator, the pattern of the connecting portion and the insulating portion can be formed by utilizing the curing reaction of the resin by ultraviolet irradiation. However, an insulating material using a photoacid generator has a problem that a metal wiring may be corroded by an acid generated by ultraviolet irradiation, resulting in a defect in the product. In the future, it is predicted that this problem will become more apparent in consideration of further miniaturization of the wiring of electronic devices.

一方、このような問題を解決するために、金属腐食の懸念がない光塩基発生剤を添加した絶縁材料の開発が行われている。このような光塩基発生剤としては、例えば、カルバメート系(ウレタン系)の光塩基発生剤(例えば、特許文献1〜5)、α−アミノケトン系の光塩基発生剤(例えば、特許文献6)、4級アンモニウム系の光塩基発生剤(例えば、特許文献7)、O−アシルオキシム系の光塩基発生剤(例えば、特許文献8)、シクロプロぺノン環を有するアミンからなる光塩基発生剤(特許文献9)、[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]アルキルアミンからなる光塩基発生剤(非特許文献1)などの様々な光塩基発生剤が知られている。   On the other hand, in order to solve such a problem, an insulating material to which a photobase generator that does not have a concern about metal corrosion is added has been developed. Examples of such a photobase generator include carbamate-based (urethane-based) photobase generators (for example, Patent Documents 1 to 5), α-aminoketone-based photobase generators (for example, Patent Document 6), Quaternary ammonium-based photobase generator (for example, Patent Document 7), O-acyloxime-based photobase generator (for example, Patent Document 8), photobase generator comprising an amine having a cyclopropenone ring (Patent Various photobase generators such as a photobase generator composed of [9] and [[(2-nitrobenzyl) oxy] carbonyl] alkylamine (Non-patent Document 1) are known.

しかしながら、例えば、特許文献1〜6、8、9および非特許文献1の光塩基発生剤は、紫外線照射によって発生する塩基が1級または2級アミンであるため塩基性が比較的低く、特に特許文献1〜3、6、8および9の光塩基発生剤は、塩基発生効率の点で塩基発生剤としての効果を十分に示さないという問題がある。また、特許文献4、5の光塩基発生剤は、パターンを形成させるのに通常用いる紫外線よりも波長の長い、いわゆるh線(波長405nm程度)と呼ばれる光線の波長領域で感応するため、紫外線の領域が特定されるという問題がある。特許文献7の4級アンモニウム塩系の光塩基発生剤は、エポキシ基を硬化させるための触媒活性が十分でなく、また、紫外線照射によって発生する塩基にイオン性成分が含まれるため、絶縁信頼性の点で懸念がある。   However, for example, the photobase generators of Patent Documents 1 to 6, 8, 9 and Non-Patent Document 1 have a relatively low basicity because the base generated by ultraviolet irradiation is a primary or secondary amine, and is particularly patentable. The photobase generators of Literatures 1-3, 6, 8, and 9 have a problem that they do not sufficiently exhibit the effect as a base generator in terms of base generation efficiency. In addition, the photobase generators of Patent Documents 4 and 5 are sensitive to the wavelength region of light rays called so-called h-rays (wavelength of about 405 nm), which has a longer wavelength than the ultraviolet rays that are usually used to form patterns. There is a problem that the area is specified. The quaternary ammonium salt-based photobase generator of Patent Document 7 has insufficient catalytic activity for curing the epoxy group, and the base generated by ultraviolet irradiation contains an ionic component, so that the insulation reliability is improved. There is concern in terms of.

したがって、分子構造を工夫することにより、従来の光塩基発生剤と比較して、塩基発生効率が高く、また、触媒活性の高い塩基を発生する光塩基発生剤の開発が望まれている。   Therefore, by devising the molecular structure, it is desired to develop a photobase generator that generates a base having higher base generation efficiency and higher catalytic activity than conventional photobase generators.

特開平10−77264号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-77264 特公昭51−46159号公報Japanese Patent Publication No. 51-46159 特開平6−345711号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-345711 国際公開第2010−38828号International Publication No. 2010-38828 国際公開第2010−38837号International Publication No. 2010-38837 特開平11−71450号公報JP-A-11-71450 特開2005−264156号公報JP 2005-264156 A 特開2006−36895号公報JP 2006-36895 A 特開2011−195616号公報JP 2011-195616 A

J. Am. Chem. Soc., 113, 4303-4313 (1991)J. Am. Chem. Soc., 113, 4303-4313 (1991)

本発明は、光塩基発生剤として好適な新規化合物であって、紫外線照射により高い塩基性を長時間に渡って維持することができる化合物を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a novel compound suitable as a photobase generator, which can maintain a high basicity for a long time by irradiation with ultraviolet rays.

本発明の化合物は下記式(1)で表されることを特徴とする。   The compound of the present invention is represented by the following formula (1).

本発明の光塩基発生剤は上記式(1)からなることを特徴とする。 The photobase generator of the present invention comprises the above formula (1).

本発明の式(1)で表される化合物は、その構造がイオン性ではなく、中性の有機分子から形成されているので、有機媒体との相溶性が高く、特に樹脂などの有機媒体に対して任意の割合で、極めて均一に分散させることができる。   The compound represented by the formula (1) of the present invention is not ionic in structure but is formed from neutral organic molecules, and therefore has high compatibility with an organic medium, particularly in an organic medium such as a resin. On the other hand, it can be dispersed very uniformly at an arbitrary ratio.

本発明の式(1)で表される化合物をジクロロメタン等、種々の溶媒に溶解させた溶液に、波長250〜350nmの紫外線を照射すると、分解して、式(2)で表される1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンが生成し、一酸化炭素が発生する。1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンは高い塩基性を示し、また、大気雰囲気下で安定に存在できるため、長時間に渡って高い塩基性が維持される。
したがって、本発明の式(1)で表される化合物は、光塩基発生剤として好適である。
When a solution obtained by dissolving the compound represented by the formula (1) of the present invention in various solvents such as dichloromethane is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 350 nm, it decomposes and is represented by the formula (2) 1, 2-Bis (tetramethylguanidino) ethyne is generated and carbon monoxide is generated. 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne exhibits high basicity and can exist stably in an air atmosphere, so that high basicity is maintained for a long time.
Therefore, the compound represented by the formula (1) of the present invention is suitable as a photobase generator.

図1は、化合物(1)の1H−NMRスペクトルを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum of compound (1). 図2は、化合物(1)の13C−NMRスペクトルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a 13 C-NMR spectrum of compound (1). 図3は、化合物(1)のIRスペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an IR spectrum of the compound (1). 図4は、化合物(1)のUV−Visスペクトルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a UV-Vis spectrum of compound (1).

以下、本発明の式(1)で表される化合物について詳細に説明する。以下、本発明の化合物を「化合物(1)」ともいう。   Hereinafter, the compound represented by Formula (1) of this invention is demonstrated in detail. Hereinafter, the compound of the present invention is also referred to as “compound (1)”.

化合物(1)の製造方法は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限されるものではないが、例えば、J. Am. Chem. Soc., 93, 2573-2574 (1971)およびJ. Am. Chem. Soc., 95, 3043-3045 (1973)に記載された方法を参照して、以下の方法により製造することができる。 The production method of the compound (1) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, J. Am. Chem. Soc., 93, 2573-2574 (1971) and J. Am Referring to the method described in Chem. Soc., 95, 3043-3045 (1973), it can be produced by the following method.

トリクロロ酢酸ナトリウムおよびトリクロロエチレンを、例えば1,2−ジメトキシエタン(DME)などの溶媒に溶解させ、加熱還流することにより、ペンタクロロシクロプロパンを得る。   Sodium trichloroacetate and trichloroethylene are dissolved in a solvent such as 1,2-dimethoxyethane (DME) and heated to reflux to obtain pentachlorocyclopropane.

得られたペンタクロロシクロプロパンに、該ペンタクロロシクロプロパンに対して、2.6当量の水酸化カリウムを溶解させた水酸化カリウム水溶液を添加し、75℃で30分間攪拌することにより、テトラクロロシクロプロペンを得る。   To the obtained pentachlorocyclopropane, an aqueous potassium hydroxide solution in which 2.6 equivalents of potassium hydroxide was dissolved with respect to the pentachlorocyclopropane was added, and the mixture was stirred at 75 ° C. for 30 minutes. Cyclopropene is obtained.

テトラクロロシクロプロペンをジクロロメタンに溶解させた溶液に、5当量の1,1,3,3−テトラメチルグアニジンを添加し、3時間攪拌した後、70%過塩素酸水溶液を添加して、外温を0℃に冷却しながらさらに攪拌することにより、テトラメチルグアニジン由来の骨格を3個有するシクロプロペニウムカチオンの過塩素酸塩として、式(3)で表される化合物(以下「化合物(3)」ともいう。)を得る。このとき、テトラクロロシクロプロペンから化合物(3)を合成する過程において、シクロプロペンにテトラメチルグアニジン由来の骨格が4個結合した中間体を経ると推定される。   After adding 5 equivalents of 1,1,3,3-tetramethylguanidine to a solution of tetrachlorocyclopropene dissolved in dichloromethane and stirring for 3 hours, 70% aqueous perchloric acid solution was added, and the external temperature was increased. The compound represented by the formula (3) (hereinafter referred to as “compound (3)” as a perchlorate of a cyclopropenium cation having three tetramethylguanidine-derived skeletons by further stirring while cooling to 0 ° C. "). At this time, in the process of synthesizing the compound (3) from tetrachlorocyclopropene, it is presumed that it goes through an intermediate in which four skeletons derived from tetramethylguanidine are bonded to cyclopropene.

さらに、ここに、化合物(3)を4Nの水酸化カリウムのメタノール溶液中で攪拌することにより化合物(1)を得る。   Further, the compound (1) is obtained by stirring the compound (3) in a methanol solution of 4N potassium hydroxide.

なお、上記反応例は、すでに述べたとおり、化合物(1)の製造方法の一例を示すものであり、上記製造方法に限らず、種々の公知の方法を使って製造することができる。 In addition, the said reaction example shows an example of the manufacturing method of a compound (1) as already stated, It can manufacture using not only the said manufacturing method but a various well-known method.

化合物(1)の構造は、核磁気共鳴分光法(1H−NMRおよび13C−NMR)および赤外分光法(IR)により確認することができる。
すなわち、1H−NMRスペクトルでは、グアニジンの窒素原子上に置換したメチル基に基づくピークが2.93ppmに観測される。
The structure of the compound (1) can be confirmed by nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR and 13 C-NMR) and infrared spectroscopy (IR).
That is, in the 1 H-NMR spectrum, a peak based on a methyl group substituted on the nitrogen atom of guanidine is observed at 2.93 ppm.

13C−NMRスペクトルでは、グアニジンの窒素原子上に置換したメチル基に基づくピークが39.70ppmに観測され、グアニジン炭素に基づくピークが131.09ppmに観測され、シクロプロペノン環のカルボニル炭素に基づくピークが146.51ppmに観測され、シクロプロペノン環のカルボニル炭素以外の炭素に基づくピークが167.17ppmに観測される。なお、上記1H−および13C−NMRスペクトルの結果は、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を使用し、1H共鳴周波数400MHzの測定条件で行ったものである。 In the 13 C-NMR spectrum, a peak based on a methyl group substituted on the nitrogen atom of guanidine is observed at 39.70 ppm, a peak based on guanidine carbon is observed at 131.09 ppm, and it is based on the carbonyl carbon of the cyclopropenone ring. A peak is observed at 146.51 ppm, and a peak based on carbon other than the carbonyl carbon of the cyclopropenone ring is observed at 167.17 ppm. The results of the 1 H- and 13 C-NMR spectra were obtained under the measurement conditions of 1 H resonance frequency of 400 MHz using tetramethylsilane (TMS) as an internal standard substance.

赤外(IR)スペクトルでは、シクロプロペノン環のカルボニル基に由来するピークが1834cm-1に観測される。
紫外・可視(UV−Vis)分光分析では、吸収極大(λmax)が319nm付近に観測される。
In the infrared (IR) spectrum, a peak derived from the carbonyl group of the cyclopropenone ring is observed at 1834 cm −1 .
In the ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopic analysis, an absorption maximum (λ max ) is observed around 319 nm.

上記式(1)で表わされる化合物を、例えばジクロロメタンに溶解させた溶液に、波長250〜350nmの紫外線を照射すると、下記式(2)で表される1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンが生成し、一酸化炭素が発生する。   When a compound in which the compound represented by the above formula (1) is dissolved in, for example, dichloromethane is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 350 nm, 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne represented by the following formula (2) And carbon monoxide is generated.

この1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンはpH値10.6を示し、大気雰囲気下で安定に存在することができる。 This 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne has a pH value of 10.6 and can exist stably in an air atmosphere.

本発明において、化合物(1)を溶解させる溶媒には、ジクロロメタンの他に、例えば、クロロホルム、アセトン、メタノール、エタノールおよびトルエン等の極性のある有機溶媒が挙げられる。また、例えば、アセトンおよび水を9:1の体積比で混合した混合溶媒であってもよい。   In the present invention, examples of the solvent for dissolving the compound (1) include polar organic solvents such as chloroform, acetone, methanol, ethanol and toluene in addition to dichloromethane. Further, for example, a mixed solvent in which acetone and water are mixed at a volume ratio of 9: 1 may be used.

上記したように、本発明の化合物(1)は、波長250〜350nmの紫外線を照射することにより、式(2)で表される1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンが容易に生成する。1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンはpH値10.6であるため、塩基発生効率の点で塩基発生剤としての効果を充分に発揮すると考えられる。   As described above, the compound (1) of the present invention easily produces 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne represented by the formula (2) when irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 350 nm. . Since 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne has a pH value of 10.6, it is considered that the effect as a base generator is sufficiently exhibited in terms of base generation efficiency.

化合物(1)の溶液に、紫外線を照射して生成した1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンは、例えば、以下に述べる方法を用いて確認する。
化合物(1)をジクロロメタンなどに溶解させた溶液を準備し、室温におけるpH値を測定する。次いで、その溶液に紫外線(波長254nm;照度614μW/cm2)を照射し、その後のpH値を測定する。
The 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne produced by irradiating the solution of the compound (1) with ultraviolet rays is confirmed using, for example, the method described below.
A solution in which compound (1) is dissolved in dichloromethane or the like is prepared, and the pH value at room temperature is measured. Next, the solution is irradiated with ultraviolet rays (wavelength 254 nm; illuminance 614 μW / cm 2 ), and the pH value thereafter is measured.

紫外線照射前後でpHの変化がみられ、紫外線照射前後でpH値が増大した場合、具体的にはpH値7.0未満からpH値7.0より高い数値となった場合には塩基が発生したと認められ、光照射前のpH値が7.0以上であって照射後により高い数値となった場合、塩基が増大したと認められる。   A change in pH is observed before and after UV irradiation, and when the pH value increases before and after UV irradiation, specifically, a base is generated when the pH value is less than 7.0 to a value higher than 7.0. When the pH value before light irradiation is 7.0 or higher and becomes higher after irradiation, it is recognized that the base has increased.

ところで、本発明の化合物(1)は、アルカリ水溶液に対する溶解阻害剤としての作用を有する。溶解阻害剤とは、アルカリ可溶性化合物と混合することにより、該アルカリ可溶性化合物のアルカリに対する溶解性を低減する作用を有する物質をいう。化合物(1)は、波長250〜350nmの紫外線を照射することにより上式のように分解し、塩基である1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンを生成し、これに伴い溶解阻害性が消失し、かつアルカリ可溶性重合体単独の系よりも溶解性が上昇する。これは生成した1,2−ビス(テトラメチルグアニジノ)エチンが溶解促進剤として作用するためと考えられる。   By the way, the compound (1) of this invention has an effect | action as a dissolution inhibitor with respect to alkaline aqueous solution. A dissolution inhibitor refers to a substance having an action of reducing the solubility of an alkali-soluble compound in an alkali by mixing with the alkali-soluble compound. Compound (1) is decomposed as shown in the above formula by irradiating with ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 350 nm to produce 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne which is a base. It disappears and the solubility is higher than that of the system of the alkali-soluble polymer alone. This is presumably because the produced 1,2-bis (tetramethylguanidino) ethyne acts as a dissolution accelerator.

本発明の化合物(1)は、アルカリ可溶性重合体と共に使用することができる。
ここでアルカリ可溶性重合体としては、具体的には、ポリ(p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ビニル安息香酸)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン・マレイン酸共重合体、スチレン・アクリル酸共重合体、スチレン・メタクリル酸共重合体およびノボラック樹脂などが用いられるが、これらに限定されることはない。
The compound (1) of the present invention can be used together with an alkali-soluble polymer.
Specific examples of the alkali-soluble polymer include poly (p-hydroxy-α-methylstyrene), poly (p-hydroxystyrene), poly (p-vinylbenzoic acid), polyacrylic acid, and polymethacrylic acid. A styrene / maleic acid copolymer, a styrene / acrylic acid copolymer, a styrene / methacrylic acid copolymer, a novolac resin, and the like are used, but the present invention is not limited thereto.

ただし、後述するが、ネガ型レジストの作成方法においては、アルカリ可溶性重合体として、特にカルボキシル基含有アルカリ可溶性重合体が用いられる。このようなカルボキシル基含有アルカリ可溶性重合体としては、例えば、ポリ(p−ビニル安息香酸)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン・マレイン酸共重合体、スチレン・アクリル酸共重合体およびスチレン・メタクリル酸共重合体などが用いられる。   However, as will be described later, in the method for producing a negative resist, a carboxyl group-containing alkali-soluble polymer is particularly used as the alkali-soluble polymer. Examples of such a carboxyl group-containing alkali-soluble polymer include poly (p-vinylbenzoic acid), polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene / maleic acid copolymer, styrene / acrylic acid copolymer, and styrene / acrylic acid copolymer. A methacrylic acid copolymer or the like is used.

レジストパターン形成材料中のアルカリ可溶性重合体(以下、単に「A」ともいう。)と、光塩基発生剤(以下、単に「B」ともいう。)との配合比は、A/B(重量比)で通常100/50〜100/5、好ましくは100/35〜100/5程度である。   The compounding ratio of the alkali-soluble polymer (hereinafter also simply referred to as “A”) and the photobase generator (hereinafter also simply referred to as “B”) in the resist pattern forming material is A / B (weight ratio). ) Is usually 100/50 to 100/5, preferably about 100/35 to 100/5.

また、上記レジストパターン形成材料には、上記光塩基発生剤およびアルカリ可溶性重合体の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、希釈剤、増感剤または染料などを配合してもよい。   In addition to the photobase generator and the alkali-soluble polymer, the resist pattern forming material may contain a diluent, a sensitizer, a dye, or the like as long as the object of the present invention is not impaired.

上記レジストパターン形成材料からは、ポジ型またはネガ型の両方のレジストパターンを作成することができる。
ポジ型レジストの作成方法においては、上記レジストパターン形成材料を、Si、GaまたはAsなどからなる被処理基板上に塗布・乾燥し、塗膜を作成する。塗膜の厚さは、通常0.5〜10μm程度であり、好ましくは0.5〜5μm程度であり、特に好ましくは0.5〜2μm程度である。次いで、この塗膜に波長250〜350nmの紫外線を所望のパターン状に照射する。紫外線の照射は、例えば、マスクなどを介して行われる。紫外線露光量は、通常0.5J/cm2 以上、好ましくは1〜100J/cm2 である。紫外線が照射された部分の塗膜(以下「紫外線照射部」という。)においては、前述したように化合物(1)が分解し、塩基を発生させるとともに溶解阻害性が消失し、かつ、アルカリ可溶性が上昇する。一方、紫外線が照射されていない部分の塗膜(以下「紫外線非照射部」という。)においては、溶解阻害性が残存するため、アルカリ可溶性が低下したままである。したがって、この状態で塗膜をアルカリ水溶液で現像すると、紫外線照射部が洗い流され、紫外線非照射部が残存することになり、ポジ型レジストが得られる。
From the resist pattern forming material, both positive and negative resist patterns can be formed.
In the method for producing a positive resist, the resist pattern forming material is applied and dried on a substrate to be processed made of Si, Ga, As, or the like to produce a coating film. The thickness of the coating film is usually about 0.5 to 10 μm, preferably about 0.5 to 5 μm, and particularly preferably about 0.5 to 2 μm. Next, the coating film is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 250 to 350 nm in a desired pattern. Irradiation with ultraviolet rays is performed through a mask, for example. UV exposure is usually 0.5 J / cm 2 or more, preferably 1~100J / cm 2. In the coating film of the part irradiated with ultraviolet rays (hereinafter referred to as “ultraviolet irradiation part”), as described above, the compound (1) is decomposed to generate a base and the dissolution inhibitory property disappears, and the alkali-soluble property. Rises. On the other hand, in the coating film in the part not irradiated with ultraviolet rays (hereinafter referred to as “ultraviolet non-irradiated part”), the dissolution inhibition property remains, so that the alkali solubility remains lowered. Therefore, when the coating film is developed with an alkaline aqueous solution in this state, the ultraviolet irradiation part is washed away and the ultraviolet non-irradiation part remains, and a positive resist is obtained.

ネガ型レジストの作成方法においては、上記ポジ型レジストの作成方法と同様にして、塗膜の作成および露光を行うが、アルカリ可溶性重合体として、特に前述したカルボキシル基含有アルカリ可溶性重合体が用いられ、かつ現像に先立ち、通常は塗膜に熱処理を施す。熱処理は通常80〜180℃、好ましくは110〜150℃、特に好ましくは115〜140℃にて、1〜30分間程度行われる。熱処理を行うことにより、紫外線照射部において、上記光塩基発生剤の分解により発生した塩基と、カルボキシル基アルカリ可溶性重合体のカルボキシル基とが反応し、カルボキシル基が脱離する。カルボキシル基が脱離する結果、該重合体はアルカリ可溶性を喪失する。したがって、紫外線照射部はアルカリに対して不溶化する。一方、紫外線非照射部は、化合物(1)のためにアルカリに対する溶解性が低減しているものの、アルカリ可溶性を完全に消失しているわけではないので、現像液または現像時間を適宜に設定することで除去できる。具体的には、現像液として、強アルカリ性のトリメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2〜4%水溶液などを使用するか、あるいは現像時間を、例えば60秒以上にするなど、長くすることにより、紫外線非照射部を除去することができる。このような処置により紫外線非照射部が洗い流され、紫外線照射部が残存することとなり、ネガ型レジストが得られる。   In the negative resist preparation method, the coating film is prepared and exposed in the same manner as in the positive resist preparation method, and the carboxyl group-containing alkali-soluble polymer described above is used as the alkali-soluble polymer. And, prior to development, the coating film is usually heat treated. The heat treatment is usually performed at 80 to 180 ° C, preferably 110 to 150 ° C, particularly preferably 115 to 140 ° C for about 1 to 30 minutes. By performing the heat treatment, the base generated by the decomposition of the photobase generator reacts with the carboxyl group of the carboxyl group-soluble polymer in the ultraviolet irradiation part, and the carboxyl group is eliminated. As a result of elimination of the carboxyl group, the polymer loses alkali solubility. Accordingly, the ultraviolet irradiation part is insoluble in alkali. On the other hand, although the ultraviolet non-irradiated part has reduced solubility in alkali due to compound (1), it does not completely lose alkali solubility, so the developer or development time is appropriately set. Can be removed. Specifically, as a developing solution, a 2 to 4% aqueous solution of strong alkaline trimethylammonium hydroxide or the like is used, or the development time is increased to, for example, 60 seconds or more, so that the ultraviolet non-irradiated part Can be removed. By such treatment, the ultraviolet non-irradiated part is washed away, and the ultraviolet irradiated part remains, and a negative resist is obtained.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
反応生成物の同定および塩基性評価の方法は、以下に示すとおりである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this.
The method for identifying the reaction product and evaluating the basicity is as follows.

[1]反応生成物の同定
(1)核磁気共鳴法(1H−および13C−NMR)
装置:JNM−AL400 FT−NMR (日本電子(株)製)
測定条件
内部基準:テトラメチルシラン(TMS)
1H共鳴周波数:400MHz
(2)紫外・可視(UV−Vis)分光法
装置:SLUV−4(アズワン(株)製)
測定条件
波長:254nm
光量:614μW/cm2
[1] Identification of reaction product (1) Nuclear magnetic resonance method ( 1 H- and 13 C-NMR)
Apparatus: JNM-AL400 FT-NMR (manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement conditions Internal standard: Tetramethylsilane (TMS)
1 H resonance frequency: 400 MHz
(2) Ultraviolet / visible (UV-Vis) spectroscopy apparatus: SLUV-4 (manufactured by ASONE Corporation)
Measurement conditions Wavelength: 254nm
Light intensity: 614 μW / cm 2

[2]塩基性評価
装置:pH メーター(東亜ディーケーケー(株)製、製品名「PHM−103」)
測定方法:ガラス電極法
国際公開第2008/072651号に記載された方法に従って以下のように確認した。
[2] Basicity evaluation apparatus: pH meter (product name “PHM-103” manufactured by Toa DKK Co., Ltd.)
Measurement method: Glass electrode method It confirmed as follows according to the method described in the international publication 2008/072651.

化合物(1)をジクロロメタンに溶解させた溶液の室温におけるpH値を測定する。次いで、その溶液に紫外線を照射し、その後のpH値を30分後に測定する。
光照射前後でpHの変化がみられ、光照射前後でpH値が増大した場合、具体的にはpH値7.0未満からpH値7.0より高い数値となった場合には、塩基性が発現したと認められ、光照射前のpH値が7.0以上であって照射後により高い値となった場合には、塩基性が増大したと認められる。
The pH value at room temperature of a solution in which compound (1) is dissolved in dichloromethane is measured. Subsequently, the solution is irradiated with ultraviolet rays, and the subsequent pH value is measured after 30 minutes.
When pH changes before and after the light irradiation and the pH value increases before and after the light irradiation, specifically, when the pH value is less than 7.0 to a value higher than 7.0, the basicity When the pH value before light irradiation is 7.0 or higher and becomes higher after irradiation, it is recognized that the basicity has increased.

〔実施例1〕
[1]ペンタクロロシクロプロパンの合成
トリクロロ酢酸ナトリウム1kg(5.366mol)およびトリクロロエチレン3.56L(36.6mol)を1,2−ジメトキシエタン(DME)556mLに溶解させて、加熱還流することにより反応させた。反応が終了したら、トリクロロ酢酸ナトリウムの1.5倍の水道水で反応液を洗浄し、芒硝で乾燥させ、反応液を濃縮した。得られた褐色のシロップを減圧蒸留し、目的物438gを得た。
[Example 1]
[1] Synthesis of pentachlorocyclopropane 1 kg (5.366 mol) of sodium trichloroacetate and 3.56 L (36.6 mol) of trichloroethylene were dissolved in 556 mL of 1,2-dimethoxyethane (DME) and reacted by heating to reflux. I let you. When the reaction was completed, the reaction solution was washed with tap water 1.5 times that of sodium trichloroacetate, dried over sodium sulfate, and concentrated. The resulting brown syrup was distilled under reduced pressure to obtain 438 g of the desired product.

[2]テトラクロロシクロプロペンの合成
ペンタクロロシクロプロパン435g(2mol)に、該ペンタクロロシクロプロパンに対して、2.6倍量の水酸化カリウム291g(5.2mol)を水380mLに溶解させた水酸化カリウム水溶液を添加し、75℃で30分間反応させた。反応液を室温まで冷却し、水酸化カリウム水溶液と同量のヘキサンを加え、有機層を水層に分層させた。有機層を芒硝で乾燥し、濃縮した。得られた黄色のシロップを常圧蒸留し、目的物264gを得た。
[2] Synthesis of tetrachlorocyclopropene In 435 g (2 mol) of pentachlorocyclopropane, 291 g (5.2 mol) of potassium hydroxide, 2.6 times the amount of the pentachlorocyclopropane, was dissolved in 380 mL of water. An aqueous potassium hydroxide solution was added and reacted at 75 ° C. for 30 minutes. The reaction solution was cooled to room temperature, the same amount of hexane as the aqueous potassium hydroxide solution was added, and the organic layer was separated into an aqueous layer. The organic layer was dried with mirabilite and concentrated. The resulting yellow syrup was distilled at atmospheric pressure to obtain 264 g of the desired product.

[3]化合物(3)の合成
テトラクロロシクロプロペン10g(56.4mmol)をジクロロメタン120mLに溶解させ、5倍量の1,1,3,3−テトラメチルグアニジン32.2g(282mmol)を添加し、30分間攪拌した後、70%過塩素酸水溶液50mLを添加して、外温を0℃に冷却しつつさらに30分間攪拌した。70%過塩素酸水溶液の2倍量の水道水を加え、反応物を析出させ、固体を濾取し、目的物を得た。
[3] Synthesis of Compound (3) 10 g (56.4 mmol) of tetrachlorocyclopropene was dissolved in 120 mL of dichloromethane, and 52.2 amount of 1,2,3,3-tetramethylguanidine (32.2 g, 282 mmol) was added. After stirring for 30 minutes, 50 mL of 70% aqueous perchloric acid solution was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes while cooling the external temperature to 0 ° C. Double the amount of tap water of 70% perchloric acid aqueous solution was added to precipitate the reaction product, and the solid was collected by filtration to obtain the desired product.

[4]化合物(1)の合成
化合物(3)24.8g(51.8mmol)に、水酸化カリウム6.7gを水30mLに溶解させた4N水酸化カリウム水溶液を添加し、10体積倍のメタノールを加え、50℃で12時間で攪拌した。反応液を室温まで冷却し、大量の食塩水を投入した。その後、メタノールと同量のジクロロエタンを添加し、抽出を行い、芒硝で有機層を乾燥し、濃縮した。得られた褐色のシロップについてクロロホルム:メタノール=3:1 の展開系でシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、収率13.8%で目的物2gを得た。
[4] Synthesis of Compound (1) To 24.8 g (51.8 mmol) of Compound (3), 4N aqueous potassium hydroxide solution in which 6.7 g of potassium hydroxide was dissolved in 30 mL of water was added, and 10 volumes of methanol was added. And stirred at 50 ° C. for 12 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and a large amount of saline was added. Then, the same amount of dichloroethane as methanol was added, extraction was performed, and the organic layer was dried with mirabilite and concentrated. The obtained brown syrup was subjected to silica gel column chromatography in a developing system of chloroform: methanol = 3: 1 to obtain 2 g of the desired product in a yield of 13.8%.

化合物(1)について、核磁気共鳴スペクトル(1H−NMRおよび13C−NMR)、UV−VisスペクトルおよびIRスペクトルの測定結果を以下に示す。
1H−NMR(400MHz、CDCl3)δ:2.93ppm(−CH3、メチル、24H)、
13C−NMR(400MHz、CDCl3)δ:39.70(メチル)、131.09(グアニジン炭素)、146.51(シクロプロペノン環のカルボニル炭素)、167.17(シクロプロペノン環のカルボニル炭素以外の炭素)
UV−Visスペクトル:λmax319nm
IRスペクトル:1834cm-1(シクロプロペノン環のカルボニル基)
With respect to compound (1), the measurement results of nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR and 13 C-NMR), UV-Vis spectrum and IR spectrum are shown below.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 2.93 ppm (—CH 3 , methyl, 24H),
13 C-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ: 39.70 (methyl), 131.09 (guanidine carbon), 146.51 (carbonyl carbon of cyclopropenone ring), 167.17 (carbonyl of cyclopropenone ring) Carbon other than carbon)
UV-Vis spectrum: λ max 319 nm
IR spectrum: 1834 cm −1 (Cyclopropenone ring carbonyl group)

〔実施例2〕
化合物(1)7.22mgをジクロロメタン10mLに溶解させた。この溶液を1mL採取し、ジクロロメタンで10mLに希釈した。このときのpH値は7.5であった。
[Example 2]
Compound (1) 7.22mg was dissolved in dichloromethane 10mL. 1 mL of this solution was collected and diluted to 10 mL with dichloromethane. The pH value at this time was 7.5.

上記ジクロロメタン溶液をUV測定用の石英セルに入れ、遮光・大気雰囲気下において、波長254nmの紫外線を照射した。紫外線を照射したときのpH値の経時変化の結果を表1に示す。   The dichloromethane solution was placed in a quartz cell for UV measurement, and irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm in a light-shielded / air atmosphere. Table 1 shows the results of changes in pH value with time when irradiated with ultraviolet rays.

なお、比較対照のため、ジクロロメタン(ブランク)のpH値を測定したところ、pH値は6.24であった。   For comparison, the pH value of dichloromethane (blank) was measured and found to be 6.24.

化合物(1)は、下式に示すように分解しているものと推定される。 Compound (1) is presumed to be decomposed as shown in the following formula.

表1の結果から明らかなように、化合物(1)をジクロロメタンに溶解させた溶液は、紫外線照射前はpHが7.5であったのが、紫外線照射後60分後には、pH値が10.6まで上昇、3時間経過しても高い塩基性を維持している。この結果から、本発明の式(1)で表される化合物は光塩基発生剤として有用であることがわかる。 As is clear from the results in Table 1, the solution in which compound (1) was dissolved in dichloromethane had a pH of 7.5 before the ultraviolet irradiation, but the pH value was 10 after 60 minutes after the ultraviolet irradiation. The basicity is maintained even after 3 hours. From this result, it can be seen that the compound represented by the formula (1) of the present invention is useful as a photobase generator.

Claims (2)

下記式(1)で表される化合物。
A compound represented by the following formula (1).
下記式(1)で表される化合物からなる光塩基発生剤。
The photobase generator which consists of a compound represented by following formula (1).
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