JP5585123B2 - Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salts - Google Patents

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本発明は、重合性アニオンを有する新規含フッ素カルボン酸オニウム塩類に関する。特に、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザーなどのエキシマーレーザーやシンクロトロン放射で発生する近紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)、電子線などの荷電粒子線、軟X線、X線、γ線などの高エネルギー線を使用する微細加工に有用な化学増幅ポジ型レジストとして好適に使用できるレジスト組成物、およびその組成物に使用できる新規含フッ素樹脂の合成に使用される新規含フッ素カルボン酸オニウム塩類に関する。 The present invention relates to novel fluorine-containing carboxylic acid onium salts having a polymerizable anion. In particular, KrF excimer laser, ArF excimer laser, near-ultraviolet light generated by the excimer laser or synchrotron radiation, such as F 2 excimer laser, deep UV, extreme ultraviolet (EUV), a charged particle beam such as an electron beam, soft X-rays, X Resist composition that can be suitably used as a chemically amplified positive resist useful for microfabrication using high-energy rays such as γ-rays and γ-rays, and novel fluorine-containing resins used for the synthesis of new fluororesins that can be used in the composition The present invention relates to fluorine carboxylic acid onium salts.

近年、LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が急速に進んでいる。その背景には露光光源の短波長化があり、例えば水銀灯のi線(365nm)からKrFエキシマレーザー(248nm)への短波長化により64Mビット(加工寸法が0.25μm以下)のDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)の量産が可能になった。更に集積度256M及び1G以上のDRAM製造を実現するため、ArFエキシマレーザー(193nm)を用いたArFリソグラフィーが本格的に検討されており、高NAのレンズ(NA≧0.9)と組み合わせることにより65nmノードのデバイスの検討が行われている。その次の世代に当たる45nmノードのデバイス製作にはArF液浸リソグラフィーが開発され、現在導入されつつある。また、45nm以下のデザインルールでは、ArFリソグラフィー技術を応用した二重露光/ダブルパターニング技術や、極端紫外線(EUV)リソグラフィーなどが有望視されている。   In recent years, along with higher integration and higher speed of LSI, pattern rule miniaturization is progressing rapidly. The background of this is the shortening of the wavelength of the exposure light source. For example, by shortening the wavelength from a mercury lamp i-line (365 nm) to a KrF excimer laser (248 nm), a DRAM (dynamic size of 0.25 μm or less) DRAM (dynamic Random access memory) is now available for mass production. Furthermore, ArF lithography using an ArF excimer laser (193 nm) has been studied in earnest in order to realize DRAM manufacturing with an integration degree of 256M and 1G or more, by combining with a high NA lens (NA ≧ 0.9). A 65 nm node device is being studied. ArF immersion lithography has been developed and is now being introduced for 45nm node device fabrication, the next generation. In addition, with a design rule of 45 nm or less, double exposure / double patterning technology applying ArF lithography technology, extreme ultraviolet (EUV) lithography, and the like are considered promising.

このような短波長の露光に適したレジストとして、「化学増幅型レジスト組成物」が注目されている。これは、高エネルギー線の照射(「露光」と称する)により酸が発生する酸発生剤(「光酸発生剤」と称する)を含有し、発生した酸を触媒とする反応によりレジスト膜の露光された部分の現像液に対する溶解性を変化させて露光部または非露光部のレジスト膜を選択的に溶解させ、フォトマスク形状通りのレジストパターンを形成させるための材料である。   As a resist suitable for such short-wavelength exposure, a “chemically amplified resist composition” has attracted attention. It contains an acid generator (referred to as a “photoacid generator”) that generates an acid upon irradiation with high energy rays (referred to as “exposure”), and the resist film is exposed by a reaction using the generated acid as a catalyst. This is a material for selectively dissolving the resist film in the exposed portion or the non-exposed portion by changing the solubility of the formed portion in the developing solution to form a resist pattern according to the photomask shape.

ところで、化学増幅型レジスト材料における光酸発生剤に求められる特性として、高エネルギー線に対する透明性に優れ、かつ酸発生における量子収率が高いこと、発生する酸が十分強いこと、発生する酸の沸点が十分高いこと、発生する酸のレジスト被膜中での拡散距離(「拡散長」と称する)が適切であることなどが挙げられる。   By the way, as characteristics required for the photoacid generator in the chemically amplified resist material, it is excellent in transparency to high energy rays, has a high quantum yield in acid generation, has a sufficiently strong acid, The boiling point is sufficiently high, and the diffusion distance (referred to as “diffusion length”) of the generated acid in the resist film is appropriate.

これらのうち、酸の強さ、沸点及び拡散長に関しては、イオン性の光酸発生剤ではアニオン部分の構造が重要であり、また通常のスルホニル構造やスルホン酸エステル構造を有するノニオン性の光酸発生剤ではスルホニル部分の構造が重要となる。例えば、トリフルオロメタンスルホニル構造を有する光酸発生剤の場合、発生する酸は十分強い酸となり、フォトレジストとしての解像性能は十分高くなるが、酸の沸点が低く、また酸の拡散長が長いため、フォトレジストとしてフォトマスク依存性が大きくなるという欠点がある。また、例えば10−カンファースルホニル構造のような大きな有機基に結合したスルホニル構造を有する光酸発生剤の場合は、発生する酸の沸点は十分高く、酸の拡散長が十分短いため、マスク依存性は小さくなるが、酸の強度が十分ではないために、フォトレジストとしての解像性能が十分ではない。   Among these, regarding the strength, boiling point, and diffusion length of the acid, the structure of the anion moiety is important in the ionic photoacid generator, and the nonionic photoacid having a normal sulfonyl structure or sulfonate structure is used. In the generator, the structure of the sulfonyl moiety is important. For example, in the case of a photoacid generator having a trifluoromethanesulfonyl structure, the generated acid is a sufficiently strong acid and the resolution performance as a photoresist is sufficiently high, but the boiling point of the acid is low and the diffusion length of the acid is long. Therefore, there is a drawback that the photomask dependency as a photoresist increases. Further, in the case of a photoacid generator having a sulfonyl structure bonded to a large organic group such as a 10-camphorsulfonyl structure, the boiling point of the generated acid is sufficiently high and the diffusion length of the acid is sufficiently short. However, since the acid strength is not sufficient, the resolution performance as a photoresist is not sufficient.

このため、ArFエキシマーレーザ対応化学増幅型レジスト組成物の光酸発生剤としては、酸強度の高いパーフルオロアルカンスルホン酸を発生するものが一般的に使われているが、パーフルオロオクタンスルホン酸あるいはその誘導体は、C−F結合に由来する安定性(非分解性)や疎水性、親油性に由来する生態濃縮性、蓄積性が問題となっている。更に炭素数5以上のパーフルオロアルカンスルホン酸あるいはその誘導体も上記問題が提起され始めている。米国の環境保護庁(ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY)による報告においては、これらの使用を規制する提案がなされている。   For this reason, as the photoacid generator for the chemically amplified resist composition for ArF excimer laser, those that generate perfluoroalkanesulfonic acid with high acid strength are generally used. The derivatives are problematic in terms of stability (non-degradable) derived from C—F bonds, hydrophobicity, and bioaccumulative properties and accumulation properties derived from lipophilicity. Furthermore, perfluoroalkanesulfonic acids having 5 or more carbon atoms or derivatives thereof are beginning to raise the above problem. In a report by the US Environmental Protection Agency (ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY), there are proposals to regulate their use.

このような背景の下、十分な酸性度をもち、かつ酸の沸点や拡散長が適当であり、しかも環境への負荷が少ないという特徴を有する、部分的にまたは完全にフッ素化された炭素数の少ないアルカンスルホン酸を発生する酸発生剤の開発が進められ、トリフェニルスルホニウム メトキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート(特許文献1)、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニル t−ブトキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート(特許文献2)あるいはトリフェニルスルホニウム (アダマンタン−1−イルメチル)オキシカルボニルジフルオロメタンスルホナート(特許文献3)などのアルコキシカルボニルフルオロアルカンスルホン酸オニウム塩が酸発生剤として開発されてきた。   Under such circumstances, the number of partially or fully fluorinated carbons having sufficient acidity, suitable acid boiling point and diffusion length, and low environmental impact Development of acid generators that generate low-alkane sulphonic acids has been promoted, and triphenylsulfonium methoxycarbonyldifluoromethanesulfonate (Patent Document 1), (4-methylphenyl) diphenylsulfonyl t-butoxycarbonyldifluoromethanesulfonate (patent) Reference 2) or alkoxycarbonylfluoroalkanesulfonic acid onium salts such as triphenylsulfonium (adamantan-1-ylmethyl) oxycarbonyldifluoromethanesulfonate (Patent Document 3) have been developed as acid generators.

しかしながら最近では、パーフルオロアルカンスルホン酸(その頭文字をとりPFASとして知られている)に対する規制も厳しくなりつつあり、フッ素の数が少ないとはいえ、こうしたフッ素化された炭素数の少ないアルカンスルホン酸を発生する酸発生剤の環境に対する影響も懸念されている。   Recently, however, regulations on perfluoroalkanesulfonic acids (known as PFAS for acronym) are becoming stricter, and alkanesulfones with such a low number of fluorinated carbons, although the number of fluorines is small. There is also concern about the environmental impact of acid generators that generate acids.

また、より高い集積度が求められるようになると、光酸発生剤への要求だけでなく、レジスト組成物である感光性樹脂組成物に対してもより優れた解像度が要求されるようになってきた。より微細化が進むにつれて、焦点深度余裕(以下、「DOF」という。)を広くするとともに、パターンのラインエッジラフネス(以下、「LER」という。)を低減する要求もますます強められてきた。半導体産業における微細化の進行につれ、このような解像度に優れ、DOFが広く、LERが小さく、さらには感度、基板密着性、エッチング耐性に優れるという条件を満たすレジスト組成物の開発が急務になっている。   Further, when a higher degree of integration is required, not only a demand for a photoacid generator but also a higher resolution is required for a photosensitive resin composition that is a resist composition. It was. As miniaturization progresses, the demand for reducing the depth of focus margin (hereinafter referred to as “DOF”) and the line edge roughness (hereinafter referred to as “LER”) of the pattern has been increased. As miniaturization progresses in the semiconductor industry, there is an urgent need to develop a resist composition that satisfies such requirements as excellent resolution, wide DOF, low LER, and excellent sensitivity, substrate adhesion, and etching resistance. Yes.

このような中で、感度向上を目的としてアクロイルオキシフェニルジフェニルスルホニウム塩を共重合成分として有する樹脂(特許文献4)や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂でのLERの改善を目的として前記単量体を共重合成分として組み込んだベース樹脂が報告されている(特許文献5)。しかしながら、これらはカチオン側がベース樹脂に結合されているので高エネルギー線照射により生じたスルホン酸は従来の光酸発生剤から生じたスルホン酸と同一のものであり、上記の課題に対し満足できるものではない。また、感度向上、LERの改善を目的とし、ポリスチレンスルホン酸などのアニオン側をポリマーに組み込んだスルホニウム塩が開示されている(特許文献6)が、発生する酸はいずれもアレーンスルホン酸、アルキルスルホン酸誘導体であり、発生酸の酸強度が低いため、酸不安定基、特にArFレーザー光を使用する化学増幅型レジストの酸不安定基を切断するには不充分である。   Under such circumstances, for the purpose of improving sensitivity, a resin (Patent Document 4) having an acroyloxyphenyldiphenylsulfonium salt as a copolymerization component, and the monomer for the purpose of improving LER in a polyhydroxystyrene resin are used. A base resin incorporated as a copolymerization component has been reported (Patent Document 5). However, since the cation side is bonded to the base resin in these, the sulfonic acid generated by irradiation with high energy rays is the same as the sulfonic acid generated from the conventional photoacid generator, and can satisfy the above problems. is not. In addition, for the purpose of improving sensitivity and LER, a sulfonium salt in which an anion side such as polystyrene sulfonic acid is incorporated in a polymer is disclosed (Patent Document 6), and the generated acids are allene sulfonic acid and alkyl sulfone. Since it is an acid derivative and the acid strength of the generated acid is low, it is not sufficient to cleave acid labile groups, particularly acid labile groups of chemically amplified resists using ArF laser light.

また、液浸露光においては、レジストウエハー上に塗布・形成されたフォトレジスト膜と投影露光装置のレンズはそれぞれ水などの液浸媒体と接触する。そのため、フォトレジスト膜に液浸媒体が浸透し、フォトレジストの解像度が低下することがある。また、フォトレジストの構成成分が液浸媒体へ溶出することによるレンズ表面への汚染などの問題がある。   In the immersion exposure, the photoresist film applied and formed on the resist wafer and the lens of the projection exposure apparatus come into contact with an immersion medium such as water. Therefore, the immersion medium may penetrate into the photoresist film, and the resolution of the photoresist may be reduced. Further, there is a problem such as contamination of the lens surface due to dissolution of the constituent components of the photoresist into the immersion medium.

更に、ArFリソグラフィー以降の露光技術としては、極端紫外線(EUV)等の極遠紫外線、電子線等の荷電粒子線のような各種の高エネルギー線を使用する微細加工技術が有望視されているが、真空下(減圧下)での露光を行わなければならないことから露光中に光酸発生剤から発生したスルホン酸成分が揮発し、良好なパターン形状が得られないなどの問題や揮発したスルホン酸が露光装置へダメージを与える可能性がある。   Furthermore, as an exposure technique after ArF lithography, a fine processing technique using various high energy rays such as extreme ultraviolet rays such as extreme ultraviolet rays (EUV) and charged particle beams such as electron beams is considered promising. , The sulfonic acid component generated from the photoacid generator volatilizes during the exposure because it must be exposed under vacuum (reduced pressure), and a good pattern shape cannot be obtained. May damage the exposure apparatus.

上記各種のリソグラフィ技術上の問題を解決すべく、部分的にまたは完全にフッ素化された炭素数の少ないアルカンスルホン酸を側鎖に発生させ、発生したスルホン酸成分が揮発せず、拡散長を制御しうるという特徴を有するポリマーが開発されている(特許文献7〜10)が、上述したとおり環境に対する影響が懸念されるため、代替品の開発が進められている。   In order to solve the above-mentioned various lithographic technical problems, partially or completely fluorinated alkanesulfonic acid with a small number of carbon atoms is generated in the side chain, and the generated sulfonic acid component does not volatilize, and the diffusion length is reduced. Polymers having the characteristics of being controllable have been developed (Patent Documents 7 to 10). However, as described above, since there is a concern about the influence on the environment, development of alternative products is being promoted.

一方、カルボン酸を側鎖にもつアクリル酸樹脂はレジストのベース樹脂としてよく用いられており、フルオロカルボン酸を有する樹脂も知られている(特許文献11)。   On the other hand, acrylic resin having carboxylic acid in the side chain is often used as a base resin for resist, and resin having fluorocarboxylic acid is also known (Patent Document 11).

特開2004−117959号公報JP 2004-117959 A 特開2002−214774号公報JP 2002-214774 A 特開2004−4561号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-4561 特開平4−230645号公報JP-A-4-230645 特開2005−84365号公報JP 2005-84365 A 特許第3613491号公報Japanese Patent No. 3613491 国際公開2006/309446号パンフレットInternational Publication No. 2006/309446 Pamphlet 特開2006−178317号公報JP 2006-178317 A 特開2007−197718号公報JP 2007-197718 A 特開2008−133448号公報JP 2008-133448 A 特開2009−29802号公報JP 2009-29802 A

前記したような環境への影響の懸念される物質を含まず、解像度に優れ、焦点深度余裕(DOF)が広く、ラインエッジラフネス(LER)が小さく、さらには感度が高いことから優れたパターン形状を形成できるレジスト組成物を調製するために使用する、光酸発生剤としての機能を有する樹脂を合成することができる重合性単量体(モノマー)を提供する。   Excellent pattern shape because it does not contain substances that are likely to affect the environment as described above, has excellent resolution, wide depth of focus (DOF), low line edge roughness (LER), and high sensitivity. The present invention provides a polymerizable monomer (monomer) that can be used to prepare a resist composition capable of forming a resin and that can synthesize a resin having a function as a photoacid generator.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定の含フッ素カルボン酸塩構造を側鎖に有する樹脂を光酸発生剤として用いることで、ポジ型レジスト組成物が解像度に優れ、焦点深度余裕(DOF)が広く、ラインエッジラフネス(LER)が小さく、さらには高感度なレジスト組成物を調製し得ることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a resin having a specific fluorine-containing carboxylate structure in the side chain as a photoacid generator, so that the positive resist composition has a resolution. It has been found that a resist composition having a high sensitivity, a large depth of focus margin (DOF), a small line edge roughness (LER), and a high sensitivity can be prepared.

すなわち、一般式(1)で表される含フッ素含フッ素カルボン酸オニウム塩を単独重合または共重合して得られた樹脂を含むレジスト組成物は、光酸発生剤として機能するカルボン酸オニウム塩のカルボン酸がα位に二つのフッ素原子を有するため、高エネルギー線照射により酸を発生した場合に非常に強いカルボン酸を生じることから化学増幅型ポジ型レジスト組成物に含まれるベース樹脂の酸不安定基を効率よく切断することができるため高エネルギー線に対して高感度なものとなった。   That is, a resist composition containing a resin obtained by homopolymerizing or copolymerizing the fluorine-containing fluorine-containing carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) is a carboxylic acid onium salt that functions as a photoacid generator. Since the carboxylic acid has two fluorine atoms at the α-position, it generates a very strong carboxylic acid when an acid is generated by irradiation with high energy rays. Therefore, the acid resistance of the base resin contained in the chemically amplified positive resist composition is increased. Since the stable group can be cleaved efficiently, it is highly sensitive to high energy rays.

また、ポリマー型の光酸発生剤は、化学増幅型の光酸発生剤として機能する部位がポリマー鎖の側鎖に固定されていることから、実質的に酸の拡散距離が制限されているのでDOFが広く、LERが小さいという特徴を示すが、従来未だ十分にポリマー型の利点を十分示すまでに至っていなかったところ、本発明者らは、酸部位と主鎖とを隔てる連結基の化学構造と側鎖の長さを特定することで拡散の容易さと拡散距離を調節することができることを見出し本発明を完成させた。   In addition, since the polymer type photoacid generator has a site that functions as a chemically amplified photoacid generator fixed to the side chain of the polymer chain, the acid diffusion distance is substantially limited. Although it has the characteristics that the DOF is wide and the LER is small, but the conventional polymer has not yet sufficiently shown the advantages of the polymer type, the present inventors have made the chemistry of the linking group that separates the acid site from the main chain. The inventors have found that the ease of diffusion and the diffusion distance can be adjusted by specifying the structure and the length of the side chain, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明は次の通りである。 That is, the present invention is as follows.

[発明1]
下記一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。
[Invention 1]
Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the following general formula (1).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

(式中、Rは、下記式で表される重合性二重結合含有基の何れかを表し、 (In the formula, R 1 represents any of the polymerizable double bond-containing groups represented by the following formula;

Figure 0005585123
Figure 0005585123

は、フッ素原子または含フッ素アルキル基を表し、
は、二価の有機基を表し、
は、下記一般式(a)もしくは下記一般式(b)で示されるスルホニウムカチオン、または下記一般式(c)で示されるヨードニウムカチオンを示す。
R 2 represents a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group,
W 1 represents a divalent organic group,
Q + represents a sulfonium cation represented by the following general formula (a) or the following general formula (b), or an iodonium cation represented by the following general formula (c).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(a)において、R、R及びRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はオキソアルキル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基、アラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示すか、あるいはR、R及びRのうちのいずれか2つ以上が相互に結合して式中の硫黄原子と共に環を形成してもよい。 In the general formula (a), R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C 1-10 linear or branched alkyl group, alkenyl group or oxoalkyl group, or A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group or an aryloxoalkyl group, or any two or more of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other; A ring may be formed together with the sulfur atom.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(b)において、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜14のアリール基を示す。mは1〜5の整数、nは0(零)又は1を示す。Rの置換基としてカルボニル基、ヒドロキシル基、エステル、ラクトン、アミノ基、アミド基、エーテル結合性酸素原子を含んでいてもよい。 In the general formula (b), R 6 represents a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Indicates a group. m represents an integer of 1 to 5, and n represents 0 (zero) or 1. The substituent for R 6 may contain a carbonyl group, a hydroxyl group, an ester, a lactone, an amino group, an amide group, or an ether-bonded oxygen atom.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(c)において、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜14のアリール基を示す。mは1〜5の整数、nは0(零)又は1を示す。Rの置換基としてカルボニル基、ヒドロキシル基、エステル、ラクトン、アミノ基、アミド基、エーテル結合性酸素原子を含んでいても良い。)
[発明2]
がフッ素原子である発明1の含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。
In the general formula (c), R 6 represents a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Indicates a group. m represents an integer of 1 to 5, and n represents 0 (zero) or 1. The substituent for R 6 may contain a carbonyl group, a hydroxyl group, an ester, a lactone, an amino group, an amide group, or an ether-bonded oxygen atom. )
[Invention 2]
The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt of Invention 1 wherein R 2 is a fluorine atom.

[発明3]
が一般式(a)で示されるスルホニウムカチオンである発明1または2の含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。
[Invention 3]
The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt of the invention 1 or 2, wherein Q + is a sulfonium cation represented by the general formula (a).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(a)において、R、R及びRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はオキソアルキル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基、アラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示すか、あるいはR、R及びRのうちのいずれか2つ以上が相互に結合して式中の硫黄原子と共に環を形成してもよい。 In the general formula (a), R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C 1-10 linear or branched alkyl group, alkenyl group or oxoalkyl group, or A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group or an aryloxoalkyl group, or any two or more of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other; A ring may be formed together with the sulfur atom.

[発明4]
下式で表される、2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウム。
[Invention 4]
2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoic acid triphenylsulfonium represented by the following formula:

Figure 0005585123
Figure 0005585123

本発明の含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩を重合または共重合させることによって製造される含フッ素カルボン酸オニウム塩を側鎖に有する樹脂は、それ自身で酸不安定性基を持ちポジ型レジストとして機能する樹脂として、または酸不安定性基を持ちポジ型レジストとして機能する樹脂と共に用いてレジスト組成物を調製した場合、解像度に優れ、焦点深度余裕(DOF)が広く、ラインエッジラフネス(LER)が小さく、さらには高感度のレジスト組成物を調製することができる。   The resin having a fluorine-containing carboxylic acid onium salt in the side chain produced by polymerizing or copolymerizing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt of the present invention itself has an acid labile group and functions as a positive resist. When a resist composition is prepared as a resin to be used, or together with a resin having an acid labile group and functioning as a positive resist, the resolution is excellent, the depth of focus margin (DOF) is wide, and the line edge roughness (LER) is small. In addition, a highly sensitive resist composition can be prepared.

以下、本発明の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are performed based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like that are appropriately added to the above forms also fall within the scope of the present invention.

<含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩>
一般式(1)で表される含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩
<Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt>
Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1)

Figure 0005585123
Figure 0005585123

において、Rは、フッ素原子または含フッ素アルキル基である。このような含フッ素アルキル基としては、特に限定されないが、炭素数1〜12のものであり、炭素数1〜3のものが好ましく、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、n−ヘプタフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基などを挙げることができる。Rは、フッ素原子またはトリフルオロメチル基がさらに好ましい。 In the formula, R 2 is a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group. Such a fluorine-containing alkyl group is not particularly limited, but has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, 2,2,2 -Trifluoroethyl group, n-heptafluoropropyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, hexafluoroisopropyl group and the like can be mentioned. R 2 is more preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group.

は重合性二重結合を有する基であればよいが、下記式で表される重合性二重結合含有基の何れかであるのが好ましい。 R 1 may be a group having a polymerizable double bond, but is preferably any of a polymerizable double bond-containing group represented by the following formula.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

これらのうち、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、トリフルオロメタクリロイルオキシ基、アリルオキシ基であるのより好ましい。 Of these, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a trifluoromethacryloyloxy group, and an allyloxy group are more preferable.

連結基Wは、単結合または二価の有機基を表す。二価の有機基は、非置換または置換メチレン基、非置換または置換の二価の脂環式炭化水素基、二価の芳香族基、非置換または置換の二価のヘテロ環基などの連結基、または、これらの連結基とエーテル結合性酸素原子、エーテル結合性硫黄原子、カルボニル基、エステル基、オキシカルボニル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、ウレア基などの連結基からなる群から選ばれた1種または2種以上が相互に結合してなる二価の連結基であって、この二価の連結基内の炭素原子に結合する任意の数の水素原子はフッ素原子で置換していてもよく、連結基内で各炭素原子は置換基を含めて環を形成してもよい。 The linking group W 1 represents a single bond or a divalent organic group. The divalent organic group includes an unsubstituted or substituted methylene group, an unsubstituted or substituted divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic group, an unsubstituted or substituted divalent heterocyclic group, and the like. Or a group consisting of these linking groups and linking groups such as ether-bonded oxygen atoms, ether-bonded sulfur atoms, carbonyl groups, ester groups, oxycarbonyl groups, amide groups, sulfonamide groups, urethane groups, urea groups, etc. A divalent linking group in which one or more selected from the above are bonded to each other, and any number of hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the divalent linking group are replaced by fluorine atoms Each carbon atom in the linking group may include a substituent to form a ring.

主骨格の要素である置換メチレン基は、次の一般式(2)で表される。   The substituted methylene group that is an element of the main skeleton is represented by the following general formula (2).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

ここで、置換メチレン基のR、R で表される一価の基は、特に限定されないが、水素原子、ハロゲン原子もしくはヒドロキシル基または置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基、アルコキシル基、置換もしくは非置換のアリール基および置換もしくは非置換の縮合多環式芳香族基から選ばれた炭素数1〜30の一価の基であって、これらの一価の基はフッ素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、炭素―炭素二重結合を有することができる。R、Rは同一でも異なっていてもよい。また、R、Rは、分子内の原子とともに組み合わされて環を形成してもよく、この環は脂環式炭化水素構造であることが好ましい。R、Rで表される一価の有機基として次のものが挙げられる。 Here, the monovalent group represented by R 7 and R 8 of the substituted methylene group is not particularly limited, but is a hydrogen atom, a halogen atom or a hydroxyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted fat group. A monovalent group having 1 to 30 carbon atoms selected from a cyclic hydrocarbon group, an alkoxyl group, a substituted or unsubstituted aryl group and a substituted or unsubstituted condensed polycyclic aromatic group, The valent group can have a fluorine atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a carbon-carbon double bond. R 7 and R 8 may be the same or different. R 7 and R 8 may be combined with atoms in the molecule to form a ring, and this ring preferably has an alicyclic hydrocarbon structure. Examples of the monovalent organic group represented by R 7 and R 8 include the following.

、Rにおける非環式のアルキル基としては、炭素数1〜30のものであり、炭素数1〜12のものが好ましい。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、i−ヘキシル基、n−オクチル基、i−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基等を挙げることができ、低級アルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基などが特に好ましいものとして挙げることができる。本明細書において、「低級」とは、炭素数1〜4をいい、環状化合物の場合、炭素数3〜7であることをいう。 The acyclic alkyl group for R 7 and R 8 has 1 to 30 carbon atoms, and preferably 1 to 12 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, i-pentyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, i-hexyl group, n-octyl group, i-octyl group, 2-ethylhexyl group , N-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group and the like, and a lower alkyl group is preferable, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, It can be mentioned as a particularly preferable one. In this specification, “lower” means 1 to 4 carbon atoms, and in the case of a cyclic compound, it means 3 to 7 carbon atoms.

、Rにおける非環式の置換アルキル基としては、アルキル基が有する水素原子の1個または2個以上を炭素数1〜4個のアルコキシル基、ハロゲン原子、アシル基、アシロキシ基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等により置換されたものが挙げられ、フッ素原子で置換されたフルオロアルキル基が好ましく、具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、n−ヘプタフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基などの低級フルオロアルキル基を挙げることができる。 As the acyclic substituted alkyl group in R 7 and R 8 , one or more hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with 1 to 4 carbon atoms alkoxyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, cyano. Group, a hydroxyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group and the like, and a fluoroalkyl group substituted with a fluorine atom is preferred, and specifically, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group 2,2,2-trifluoroethyl group, n-heptafluoropropyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, hexafluoroisopropyl group, etc. Of lower fluoroalkyl groups.

、Rにおける脂環式炭化水素基あるいはそれらが結合する炭素原子を含めて形成する脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数3以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は3〜30個が好ましく、特に炭素数3〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The alicyclic hydrocarbon group for R 7 and R 8 or the alicyclic hydrocarbon group formed including the carbon atom to which they are bonded may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 3 or more carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably 3 to 30, and particularly preferably 3 to 25 carbon atoms. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.

単環式基としては環炭素数3〜12のものが好ましく、環炭素数3〜7のものがさらに好ましい。例えば、好ましいものとしてシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基を挙げることができる。また、多環式基としては、環炭素数7〜15のアダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基等を挙げることができる。脂環式炭化水素基はスピロ環であってもよく、炭素数3〜6のスピロ環が好ましい。好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基、トリシクロデカニル基などである。これらの有機基の環炭素または連結基の水素原子の1個または2個以上がそれぞれ独立に前記の炭素数1〜30のアルキル基もしくは置換アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基またはそれらに含まれる1個または2個以上の水素原子がフッ素原子もしくはトリフルオロメチル基で置換した単環式基を挙げることができる。   As the monocyclic group, those having 3 to 12 ring carbon atoms are preferable, and those having 3 to 7 ring carbon atoms are more preferable. For example, preferred are a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, a cyclododecanyl group, and a 4-tert-butylcyclohexyl group. Examples of the polycyclic group include an adamantyl group having 7 to 15 ring carbon atoms, a noradamantyl group, a decalin residue, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, a norbornyl group, and a cedrol group. . The alicyclic hydrocarbon group may be a spiro ring, and is preferably a C 3-6 spiro ring. An adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, a cyclododecanyl group, a tricyclodecanyl group and the like are preferable. One or more of the ring carbons of these organic groups or the hydrogen atoms of the linking group are each independently the alkyl group or substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, hydroxyl group, alkoxyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl. Examples thereof include monocyclic groups in which one or two or more hydrogen atoms contained therein are substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group.

ここで、炭素数1〜30のアルキル基としては、低級アルキル基が好ましく、さらに好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基よりなる群から選択されたアルキル基である。また、置換アルキル基の置換基としては、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシル基を挙げることができる。アルコキシル基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基を挙げることができる。   Here, the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferably a lower alkyl group, more preferably an alkyl group selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. In addition, examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxyl group. Examples of the alkoxyl group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an isopropoxycarbonyl group.

、Rにおけるアルコキシル基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。 Examples of the alkoxyl group in R 7 and R 8 include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

、Rにおける置換もしくは非置換のアリール基としては、炭素数1〜30のものである。単環式基としては環炭素数3〜12のものが好ましく、環炭素数3〜6のものがさらに好ましい。例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、p−メトキシフェニル基、メシチル基、o−クメニル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、o−フルオロフェニル基、m−フルオロフェニル基、p−フルオロフェニル基、o−トリフルオロメチルフェニル基、m−トリフルオロメチルフェニル基、p−トリフルオロメチルフェニル基、2,3−ビストリフルオロメチルフェニル基、2,4−ビストリフルオロメチルフェニル基、2,5−ビストリフルオロメチルフェニル基、2,6−ビストリフルオロメチルフェニル基、3,4−ビストリフルオロメチルフェニル基、3,5−ビストリフルオロメチルフェニル基、p−クロロフェニル基、p−ブロモフェニル基、p−ヨードフェニル基等を挙げることができる。 The substituted or unsubstituted aryl group for R 7 and R 8 has 1 to 30 carbon atoms. Monocyclic groups are preferably those having 3 to 12 ring carbon atoms, and more preferably those having 3 to 6 ring carbon atoms. For example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, p-hydroxyphenyl group, p-methoxyphenyl group, mesityl group, o-cumenyl group, 2, 3 -Xylyl group, 2,4-xylyl group, 2,5-xylyl group, 2,6-xylyl group, 3,4-xylyl group, 3,5-xylyl group, o-fluorophenyl group, m-fluorophenyl group P-fluorophenyl group, o-trifluoromethylphenyl group, m-trifluoromethylphenyl group, p-trifluoromethylphenyl group, 2,3-bistrifluoromethylphenyl group, 2,4-bistrifluoromethylphenyl group 2,5-bistrifluoromethylphenyl group, 2,6-bistrifluoromethylphenyl group, 3,4-bistrifluoromethylphenyl group Group, 3,5-bis-trifluoromethylphenyl group, p- chlorophenyl group, p- bromophenyl group, and a p- iodophenyl group.

置換もしくは非置換の炭素数1〜30の縮合多環式芳香族基としては、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ヘプタセン、ピラントレン、オヴァレン等から一個の水素原子が除いて得られる一価の有機基を挙げることができ、これらの1個または2個以上の水素原子がフッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基または含フッ素アルキル基で置換したものを好ましいものとして挙げることができる。   Examples of the substituted or unsubstituted condensed polycyclic aromatic group having 1 to 30 carbon atoms include pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, biphenylene, indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, and acephenant. One hydrogen atom is removed from rylene, asanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, heptacene, pyranthrene, ovalen, etc. The monovalent organic group obtained by the above can be exemplified, and one or more of these hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group. It may be mentioned as preferred one.

環原子数3〜25の単環式または多環式のヘテロ環基としては、例えば、ピリジル基、フリル基、チエニル基、ピラニル基、ピロリル基、チアントレニル基、ピラゾリル基、イソチアゾリル基、イソオキサゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基等およびこれらの環を構成する原子の1個または2個以上の水素原子がアルキル基、脂環式炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基で置換したヘテロ環基を挙げることができる。また、単環式または多環式のエーテル環、ラクトン環を有するものが好ましく、次に例示する。   Examples of the monocyclic or polycyclic heterocyclic group having 3 to 25 ring atoms include pyridyl group, furyl group, thienyl group, pyranyl group, pyrrolyl group, thiantenyl group, pyrazolyl group, isothiazolyl group, isoxazolyl group, Pyrazinyl group, pyrimidinyl group, pyridazinyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group, tetrahydrothiofuranyl group, 3-tetrahydrothiophene-1,1-dioxide group and the like and atoms constituting these rings And a heterocyclic group in which one or more hydrogen atoms are substituted with an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, an aryl group, or a heterocyclic group. Moreover, what has a monocyclic or polycyclic ether ring and a lactone ring is preferable, and it illustrates next.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

式中、R、Rは各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個のアルキル基を表す。nは、2〜4の整数を表す。 In formula, R <a> , R <b > represents a hydrogen atom and a C1-C4 alkyl group each independently. n represents an integer of 2 to 4.

連結基Wの主骨格を構成する二価の脂環式炭化水素基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数3以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は3〜30個が好ましく、特に炭素数3〜25個が好ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。 The divalent alicyclic hydrocarbon group constituting the main skeleton of the linking group W 1 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 3 or more carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably 3 to 30, and particularly preferably 3 to 25 carbon atoms. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.

単環式基としては環炭素数3〜12のものが好ましく、環炭素数3〜7のものがさらに好ましい。例えば、好ましいものとしてシクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロデカニレン基、シクロドデカニレン基、4−tert−ブチルシクロヘキシレン基を挙げることができる。また、多環式基としては、環炭素数7〜15のアダマンチレン基、ノルアダマンチレン基、デカリンの二価の残基、トリシクロデカニレン基、テトラシクロドデカニレン基、ノルボルニレン基、セドロールの二価の残基を挙げることができる。脂環式炭化水素基はスピロ環であってもよく、その際、炭素数3〜6のスピロ環が好ましい。また、環炭素または連結基の水素原子の1個または2個以上がそれぞれ独立に、炭素数1〜30のアルキル基もしくは置換アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基で置換したものを挙げることができる。   As the monocyclic group, those having 3 to 12 ring carbon atoms are preferable, and those having 3 to 7 ring carbon atoms are more preferable. For example, preferred are a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, a cyclooctylene group, a cyclodecanylene group, a cyclododecanylene group, and a 4-tert-butylcyclohexylene group. it can. In addition, examples of the polycyclic group include adamantylene group having 7 to 15 ring carbon atoms, noradamantylene group, divalent residue of decalin, tricyclodecanylene group, tetracyclododecanylene group, norbornylene group, cedrol. Mention may be made of divalent residues. The alicyclic hydrocarbon group may be a spiro ring, in which case a C 3-6 spiro ring is preferred. Also, one or more of the ring carbon or hydrogen atoms of the linking group are each independently substituted with an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or a substituted alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxyl group, a carboxyl group, or an alkoxycarbonyl group. Things can be mentioned.

ここで、炭素数1〜30のアルキル基としては低級アルキル基が好ましく、さらに好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基よりなる群から選択されたアルキル基である。置換アルキル基の置換基としては、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アルコキシル基を挙げることができる。アルコキシル基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基を挙げることができる。   Here, the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferably a lower alkyl group, more preferably an alkyl group selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxyl group. Examples of the alkoxyl group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an isopropoxycarbonyl group.

連結基Wの主骨格を構成する二価の芳香族炭化水素基としては、炭素数1〜30の単環式基または縮合多環式芳香族基のものがある。単環式基としては環炭素数3〜12のものが好ましく、環炭素数3〜6のものがさらに好ましい。例えば、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、トルエン、フェノール、アニソール、メシチレン、クメン、2,3−キシリレン、2,4−キシレン、2,5−キシレン、2,6−キシレン、3,4−キシレン、3,5−キシレン、フルオロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、o−ビストリフルオロメチルベンゼン、m−ビストリフルオロメチルベンゼン、p−ビストリフルオロメチルベンゼン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン等から二個の水素原子を除いて得られる二価の基を挙げることができる。 Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group constituting the main skeleton of the linking group W 1 include a monocyclic group having 1 to 30 carbon atoms or a condensed polycyclic aromatic group. Monocyclic groups are preferably those having 3 to 12 ring carbon atoms, and more preferably those having 3 to 6 ring carbon atoms. For example, benzene, biphenyl, terphenyl, toluene, phenol, anisole, mesitylene, cumene, 2,3-xylylene, 2,4-xylene, 2,5-xylene, 2,6-xylene, 3,4-xylene, 3 , 5-xylene, fluorobenzene, trifluoromethylbenzene, o-bistrifluoromethylbenzene, m-bistrifluoromethylbenzene, p-bistrifluoromethylbenzene, chlorobenzene, bromobenzene, iodobenzene, etc., excluding two hydrogen atoms Can be mentioned.

縮合多環式芳香族基としては、置換もしくは非置換であることができ、炭素数1〜30が好ましく、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、インダセン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ヘプタセン、ピラントレン、オヴァレン等から二個の水素原子を除いて得られる二価の有機基を挙げることができ、これらの1個または2個以上の水素原子がフッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基または含フッ素アルキル基で置換したものであることができる。   The condensed polycyclic aromatic group can be substituted or unsubstituted, preferably has 1 to 30 carbon atoms, pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, biphenylene, indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, Anthracene, fluoranthene, acephenanthrylene, aceanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, heptacene, pyranthrene, ovalene, etc. And divalent organic groups obtained by removing two hydrogen atoms from the above, wherein one or more of these hydrogen atoms are a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or It can by fluorine alkyl group is obtained by replacing.

の主骨格を構成する環原子数3〜25の単環式または多環式のヘテロ環基としては、芳香環であっても非芳香環であってもよく、例えば、ピリジン、フラン、チエニン、ピラニン、ピロリン、チアントレン、ピラゾン、イソチアゾン、イソオキサゾン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、テトラヒドロピラニン、テトラヒドロフラニン、テトラヒドロチオピラニン、テトラヒドロチオフラン等から二個の水素原子を除いて得られる二価の有機基およびこれらの環を構成する原子の1個または2個以上の水素原子がアルキル基(低級アルキル基が好ましい。)、脂環式炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基で置換したヘテロ環基を挙げることができる。これらのうち、単環式または多環式のエーテル環が好ましく、それらを次に例示する。式中、開放末端の線分は未結合手を示す。 The monocyclic or polycyclic heterocyclic group having 3 to 25 ring atoms constituting the main skeleton of W 1 may be an aromatic ring or a non-aromatic ring. For example, pyridine, furan, Divalent obtained by removing two hydrogen atoms from thienine, pyranine, pyrroline, thianthrene, pyrazone, isothiazone, isoxazone, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, tetrahydropyranine, tetrahydrofuranine, tetrahydrothiopyranine, tetrahydrothiofuran, etc. Heterocycle in which one or more hydrogen atoms of the atoms constituting the organic group and these rings are substituted with an alkyl group (preferably a lower alkyl group), an alicyclic hydrocarbon group, an aryl group, or a heterocyclic group The group can be mentioned. Of these, monocyclic or polycyclic ether rings are preferred, and they are exemplified below. In the formula, the line segment at the open end indicates a dangling bond.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

連結基Wとしては、前記した通り、上に一般式で説明しまたは具体的に例示した二価の基を組み合わせた二価の基であってもよい。 As described above, the linking group W 1 may be a divalent group obtained by combining the divalent groups described in the above general formula or specifically exemplified.

また、前記した連結基と、エーテル結合性酸素原子、エーテル結合性硫黄原子、カルボニル基、エステル基、オキシカルボニル基、アミド貴、スルホンアミド基、ウレタン基、ウレア基などの連結基からなる群から選ばれた1種または2種以上が相互に結合してなる二価の連結基であってもよく、以下の構造が例示できる。式中、O、Cをもってそれぞれ置換メチレン基に隣接する酸素原子および炭素原子を表示する。   Further, from the group consisting of the above linking group and a linking group such as an ether bondable oxygen atom, an ether bondable sulfur atom, a carbonyl group, an ester group, an oxycarbonyl group, an amide noble, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group. It may be a divalent linking group in which one or more selected ones are bonded to each other, and the following structures can be exemplified. In the formula, each of O and C represents an oxygen atom and a carbon atom adjacent to the substituted methylene group.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

連結基Wとしては、前記した一般式(2)で表される置換メチレン基が最も好ましい。一般式(2)で表される置換メチレン基として、好ましい具体例を次に示す。式中、O、Cをもってそれぞれ置換メチレン基に隣接する酸素原子および炭素原子を表示する。 The linking group W 1, substituted methylene group represented by the general formula (2) is most preferred. Specific preferred examples of the substituted methylene group represented by the general formula (2) are shown below. In the formula, each of O and C represents an oxygen atom and a carbon atom adjacent to the substituted methylene group.

Figure 0005585123
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Figure 0005585123
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Figure 0005585123
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Figure 0005585123
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は、下記一般式(a)もしくは下記一般式(b)で示されるスルホニウムカチオン、または下記一般式(c)で示されるヨードニウムカチオンを示す。 Q + represents a sulfonium cation represented by the following general formula (a) or the following general formula (b), or an iodonium cation represented by the following general formula (c).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(a)において、R、R及びRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はオキソアルキル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基、アラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示すか、あるいはR、R及びRのうちのいずれか2つ以上が相互に結合して式中の硫黄原子と共に環を形成しても良い。 In the general formula (a), R 3 , R 4 and R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C 1-10 linear or branched alkyl group, alkenyl group or oxoalkyl group, or A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group or an aryloxoalkyl group, or any two or more of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other; A ring may be formed together with the sulfur atom.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(b)において、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜14のアリール基を示す。mは1〜5の整数、nは0(零)又は1を示す。 In the general formula (b), R 6 represents a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Indicates a group. m represents an integer of 1 to 5, and n represents 0 (zero) or 1.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

前記一般式(c)において、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、又は置換もしくは非置換の炭素数6〜14のアリール基を示す。mは1〜5の整数、nは0(零)又は1を示す。)
以下に一般式(a)および一般式(b)で示されるスルホニウムカチオン、一般式(c)および一般式(d)で示されるヨードニウムカチオンについて詳述する。
In the general formula (c), R 6 represents a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Indicates a group. m represents an integer of 1 to 5, and n represents 0 (zero) or 1. )
Hereinafter, the sulfonium cation represented by the general formula (a) and the general formula (b) and the iodonium cation represented by the general formula (c) and the general formula (d) will be described in detail.

[一般式(a)で示されるスルホニウムカチオン]
一般式(a)におけるR、R及びRとしては具体的に以下のものが挙げられる。アルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、n−オクチル基、n−デシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプテン−2−イル基、1−アダマンタンメチル基、2−アダマンタンメチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基、2−オキソプロピル基、2−オキソエチル基、2−シクロペンチル−2−オキソエチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、チエニル基等やp−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、p−エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、2−メトキシ−1−ナフチル基、4−メトキシ−1−ナフチル基、2−エトキシ−1−ナフチル基、4−エトキシ−1−ナフチル基、2−ブトキシ−1−ナフチル基、4−ブトキシ−1−ナフチル基などのモノアルコキシナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリール−2−オキソエチル基等が挙げられる。また、R、R及びRのうちのいずれか2つ以上が相互に結合して硫黄原子を介して環状構造を形成する場合には、1,4−ブチレン、3−オキサ−1,5−ペンチレン等が挙げられ、更には下記構造の環状構造を挙げることができる。(下記式中、破線で表す結合手にはR、RまたはRの何れかの置換基が結合する。)
[Sulfonium Cation Shown by General Formula (a)]
Specific examples of R 3 , R 4 and R 5 in the general formula (a) include the following. As the alkyl group, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, n- Hexyl group, n-heptyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, n-octyl group, n-decyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, Bicyclo [2.2.1] hepten-2-yl group, 1-adamantanemethyl group, 2-adamantanemethyl group and the like can be mentioned. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, 2-oxopropyl group, 2-oxoethyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- ( And 4-methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group. As the aryl group, phenyl group, naphthyl group, thienyl group and the like, p-methoxyphenyl group, m-methoxyphenyl group, o-methoxyphenyl group, p-ethoxyphenyl group, p-tert-butoxyphenyl group, m-tert. -Alkoxyphenyl groups such as butoxyphenyl group, alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, and ethylphenyl group; alkylnaphthyl groups such as methylnaphthyl group and ethylnaphthyl group; Dialkylnaphthyl groups such as diethylnaphthyl group, 2-methoxy-1-naphthyl group, 4-methoxy-1-naphthyl group, 2-ethoxy-1-naphthyl group, 4-ethoxy-1-naphthyl group, 2-butoxy-1 -Monoalkoxynaphthyl groups such as naphthyl group and 4-butoxy-1-naphthyl group; Tokishinafuchiru group, dialkoxy naphthyl group such as diethoxy naphthyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a 1-phenylethyl group, and a 2-phenylethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group and the like Groups and the like. When any two or more of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other to form a cyclic structure via a sulfur atom, 1,4-butylene, 3-oxa-1, 5-pentylene etc. are mentioned, Furthermore, the cyclic structure of the following structure can be mentioned. (In the following formula, any of the substituents R 3 , R 4 or R 5 is bonded to the bond represented by a broken line.)

Figure 0005585123
Figure 0005585123

更には置換基としてアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等の重合可能な置換基を有するアリール基が挙げられ、具体的には4−(アクリロイルオキシ)フェニル基、4−(メタクリロイルオキシ)フェニル基、4−ビニルオキシフェニル基、4−ビニルフェニル基等が挙げられる。   Furthermore, aryl groups having polymerizable substituents such as an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group can be mentioned as a substituent, specifically, 4- (acryloyloxy) phenyl group, 4- (methacryloyloxy) phenyl group, 4 -Vinyloxyphenyl group, 4-vinylphenyl group, etc. are mentioned.

より具体的に好ましい一般式(a)で示されるスルホニウムカチオンを示すと、トリフェニルスルホニウム、(4−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウム、(3−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3−tert−ブチルフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3−tert−ブチルフェニル)スルホニウム、(3,4−ジtert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4−ジtert−ブチルフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3,4−ジtert−ブチルフェニル)スルホニウム、ビス(4−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(4−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、(3−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ジフェニル(4−チオフェノキシフェニル)スルホニウム、トリス(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)ビス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、2−ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル(2−ナフチル)スルホニウム、(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルスルホニウム、(4−メトキシフェニル)ジメチルスルホニウム、トリメチルスルホニウム、(2−オキソシクロヘキシル)シクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナフチルスルホニウム、トリベンジルスルホニウム、ジフェニルメチルスルホニウム、ジメチルフェニルスルホニウム、2−オキソ−2−フェニルエチルチアシクロペンタニウム、ジフェニル 2−チエニルスルホニウム、4−n−ブトキシナフチル−1−チアシクロペンタニウム、2−n−ブトキシナフチル−1−チアシクロペンタニウム、4−メトキシナフチル−1−チアシクロペンタニウム、2−メトキシナフチル−1−チアシクロペンタニウム、5−フェニルジベンゾチオフェニウム、5−(4−ヒドロキシフェニル)ジベンゾチオフェニウム、5−(4−メチルフェニル)ジベンゾチオフェニウム、5−(4−t−ブチルフェニル)ジベンゾチオフェニウム、10−フェニルフェノキサチイニウム、10−(4−ヒドロキシフェニル)フェノキサチイニウム、10−(4−tert−ブトキシフェニル)フェノキサチイニウム、下記構造のスルホニウムカチオン等が挙げられる。   More specifically, preferred sulfonium cations represented by general formula (a) are triphenylsulfonium, (4-tert-butylphenyl) diphenylsulfonium, bis (4-tert-butylphenyl) phenylsulfonium, tris (4- tert-butylphenyl) sulfonium, (3-tert-butylphenyl) diphenylsulfonium, bis (3-tert-butylphenyl) phenylsulfonium, tris (3-tert-butylphenyl) sulfonium, (3,4-ditert-butyl) Phenyl) diphenylsulfonium, bis (3,4-ditert-butylphenyl) phenylsulfonium, tris (3,4-ditert-butylphenyl) sulfonium, bis (4-tert-butoxyphenyl) phenylsulfone , Tris (4-tert-butoxyphenyl) sulfonium, (3-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (3-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, tris (3-tert-butoxyphenyl) sulfonium, (3 4-ditert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (3,4-ditert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, tris (3,4-ditert-butoxyphenyl) sulfonium, diphenyl (4-thiophenoxyphenyl) sulfonium, Tris (4-tert-butoxycarbonylmethyloxyphenyl) sulfonium, (4-tert-butoxyphenyl) bis (4-dimethylaminophenyl) sulfonium, tris (4-dimethylaminophen L) sulfonium, 2-naphthyldiphenylsulfonium, dimethyl (2-naphthyl) sulfonium, (4-hydroxyphenyl) dimethylsulfonium, (4-methoxyphenyl) dimethylsulfonium, trimethylsulfonium, (2-oxocyclohexyl) cyclohexylmethylsulfonium, tri Naphthylsulfonium, tribenzylsulfonium, diphenylmethylsulfonium, dimethylphenylsulfonium, 2-oxo-2-phenylethylthiacyclopentanium, diphenyl 2-thienylsulfonium, 4-n-butoxynaphthyl-1-thiacyclopentanium, 2- n-butoxynaphthyl-1-thiacyclopentanium, 4-methoxynaphthyl-1-thiacyclopentanium, 2-methoxynaphthyl-1-thiaci Lopentanium, 5-phenyldibenzothiophenium, 5- (4-hydroxyphenyl) dibenzothiophenium, 5- (4-methylphenyl) dibenzothiophenium, 5- (4-t-butylphenyl) dibenzothiophenium Examples thereof include 10-phenylphenoxathinium, 10- (4-hydroxyphenyl) phenoxathinium, 10- (4-tert-butoxyphenyl) phenoxathinium, and a sulfonium cation having the following structure.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

より好ましくはトリフェニルスルホニウム、(4−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリス(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム等が挙げられる。   More preferably, triphenylsulfonium, (4-tert-butylphenyl) diphenylsulfonium, (4-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (4-tert-butylphenyl) sulfonium, (4-tert-butoxycarbonylmethyloxyphenyl) ) Diphenylsulfonium and the like.

更には、4−(メタクリロイルオキシ)フェニルジフェニルスルホニウム、4−(アクリロイルオキシ)フェニルジフェニルスルホニウム、4−(メタクリロイルオキシ)フェニルジメチルスルホニウム、4−(アクリロイルオキシ)フェニルジメチルスルホニウム等が挙げられる。これら重合可能なスルホニウムカチオンに関しては、特開平4−230645号公報、特開2005−84365号公報等を参考にすることができる。     Furthermore, 4- (methacryloyloxy) phenyldiphenylsulfonium, 4- (acryloyloxy) phenyldiphenylsulfonium, 4- (methacryloyloxy) phenyldimethylsulfonium, 4- (acryloyloxy) phenyldimethylsulfonium and the like can be mentioned. Regarding these polymerizable sulfonium cations, reference can be made to JP-A-4-230645 and JP-A-2005-84365.

[一般式(b)で示されるスルホニウムカチオン]
一般式(b)におけるR−(O)−基の置換位置は特に限定されるものではないが、フェニル基の4位あるいは3位が好ましい。より好ましくは4位である。ここでnは0(零)又は1である。Rとしては、具体的に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプテン−2−イル基、フェニル基、4−メトキシフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、10−アントラニル基、2−フラニル基、更にn=1の場合に、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基が挙げられる。
[Sulfonium Cation Shown by General Formula (b)]
The substitution position of the R 6- (O) n -group in the general formula (b) is not particularly limited, but the 4-position or 3-position of the phenyl group is preferable. More preferably, it is the 4th position. Here, n is 0 (zero) or 1. Specific examples of R 6 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, sec-propyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n -Pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, bicyclo [2.2.1] heptene- 2-yl group, phenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-biphenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 10-anthranyl group, 2-furanyl group, and n = In the case of 1, an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, and an allyl group are exemplified.

具体的なスルホニウムカチオンとしては、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−エチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−シクロヘキシルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−n−ヘキシルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−n−オクチル)フェニルジフェニルスルホニウム、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−エトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−シクロヘキシルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−トリフルオロメチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−トリフルオロメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム等が挙げられる。     Specific sulfonium cations include (4-methylphenyl) diphenylsulfonium, (4-ethylphenyl) diphenylsulfonium, (4-cyclohexylphenyl) diphenylsulfonium, (4-n-hexylphenyl) diphenylsulfonium, (4-n -Octyl) phenyldiphenylsulfonium, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium, (4-ethoxyphenyl) diphenylsulfonium, (4-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, (4-cyclohexyloxyphenyl) diphenylsulfonium, (4-tri Fluoromethylphenyl) diphenylsulfonium, (4-trifluoromethyloxyphenyl) diphenylsulfonium, (4-tert-butoxycarbonylmethylo) Shifeniru) diphenyl sulfonium, and the like.

[一般式(c)で示されるヨードニウムカチオン]
一般式(c)におけるR−(O)−基の置換位置は特に限定されるものではないが、フェニル基の4位あるいは3位が好ましい。より好ましくは4位である。ここでnは0(零)又は1である。Rの具体例は上述した一般式(b)におけるRと同じものを再び挙げることができる。
[Iodonium cation represented by general formula (c)]
The substitution position of the R 6- (O) n -group in the general formula (c) is not particularly limited, but the 4-position or 3-position of the phenyl group is preferable. More preferably, it is the 4th position. Here, n is 0 (zero) or 1. Specific examples of R 6 may be mentioned again the same as R 6 in formula (b).

具体的なヨードニウムカチオンとしては、ビス(4−メチルフェニル)ヨードニウム、ビス(4−エチルフェニル)ヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、ビス(4−(1,1−ジメチルプロピル)フェニル)ヨードニウム、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、4−(アクリロイルオキシ)フェニルフェニルヨードニウム、4−(メタクリロイルオキシ)フェニルフェニルヨードニウム等が挙げられるが、中でもビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムが好ましく用いられる。     Specific iodonium cations include bis (4-methylphenyl) iodonium, bis (4-ethylphenyl) iodonium, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium, bis (4- (1,1-dimethylpropyl) phenyl. ) Iodonium, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium, (4-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, 4- (acryloyloxy) phenylphenyliodonium, 4- (methacryloyloxy) phenylphenyliodonium, and the like. (4-tert-butylphenyl) iodonium is preferably used.

<含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩の製造方法>
次いで上述した、一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩の製造方法について述べる。
<Method for producing fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt>
Next, a method for producing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) will be described.

一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩は、一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸   The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) is a fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

(式中、R、R、W、Qは、一般式(1)におけるR、R、W、Qと同義である。)を出発原料にして合成することが可能である。 (Wherein, R 1, R 2, W 1 , Q + has the general formula (1) in R 1, R 2, W 1 , Q + as synonymous.) Can be synthesized in the starting material It is.

このような含フッ素不飽和カルボン酸は特開2009−29802号公報に記載されるように、次の反応式[1]から反応式[3]に示す方法を用いて製造することができる。   Such a fluorine-containing unsaturated carboxylic acid can be produced using the method shown in the following reaction formula [1] to reaction formula [3] as described in JP-A-2009-29802.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

式中、RおよびRは、一般式(1)におけるRおよびRと同義である。R、RおよびRはそれぞれ独立に一価の有機基を表し、Rは水素原子であるのが特に好ましい。R、Rは、一般式(2)のRまたはRに対応し、具体的な説明は前記の通りである。一価の有機基としてはアルキル基等が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1−(トリフルオロメチル)エチル基および3,3,3−トリフルオロプロピル基、並びにRまたはRが互いに結合して形成したシクロペンチル基、シクロヘキシル基またはシクロヘプチル基が挙げられる。ここで、置換メチレン基(−CR−)が(−CR−)として好ましいとして挙げた具体例が好ましいものとして挙げられる。Yはハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、トリフルオロメタンスルホネート基、炭素数1〜4のアルキルスルホネート基、アリールスルホネート基などを表す。Wは二価の連結基を表し、W−O−CRは一般式(1)におけるWの一態様に相当する。 Wherein, R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (1). R d , R e and R f each independently represent a monovalent organic group, and R d is particularly preferably a hydrogen atom. R d and R e correspond to R 7 or R 8 in the general formula (2), and the specific description is as described above. The monovalent organic group is preferably an alkyl group, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group, adamantyl group, trifluoromethyl group, 2,2 , 2-trifluoroethyl group, 1- (trifluoromethyl) ethyl group and 3,3,3-trifluoropropyl group, and cyclopentyl group, cyclohexyl group or cycloheptyl group formed by bonding R d or Re to each other Groups. Here, substituted methylene group are exemplified as specific examples listed as the preferred are preferred (-CR d R e - -) is (-CR 7 R 8). Y represents a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a trifluoromethanesulfonate group, an alkylsulfonate group having 1 to 4 carbon atoms, an arylsulfonate group, or the like. W represents a divalent linking group, and W—O—CR d R e corresponds to one embodiment of W 1 in the general formula (1).

ここで、α位に活性ハロゲンフッ素原子を有する含ハロゲンカルボン酸エステル(i)とカルボニル化合物(ii)を亜鉛の存在下無水の状態で反応させる(Reformatsky反応)ことでヒドロキシカルボン酸エステル(iii)を得る(反応式[1])。次いで得られたヒドロキシカルボン酸エステル(iii)と重合性二重結合を有するハロゲン化合物(iv)を塩基の存在下溶媒中で反応させて不飽和カルボン酸エステル(v)とする(反応式[2])。次に得られたエステル(v)を加水分解させることでα位にフッ素原子を有する不飽和カルボン酸(vi)を得る(反応式[3])。一般式(vi)において、W−O−CRはWに含まれ、一般式(vi)は一般式(1)の1つの態様を示す例である。 Here, by reacting a halogen-containing carboxylic acid ester (i) having an active halogen fluorine atom at the α-position and a carbonyl compound (ii) in an anhydrous state in the presence of zinc (Reformatsky reaction), a hydroxycarboxylic acid ester (iii) (Scheme [1]). Subsequently, the obtained hydroxycarboxylic acid ester (iii) and the halogenated compound (iv) having a polymerizable double bond are reacted in a solvent in the presence of a base to obtain an unsaturated carboxylic acid ester (v) (reaction formula [2] ]). Next, the obtained ester (v) is hydrolyzed to obtain an unsaturated carboxylic acid (vi) having a fluorine atom at the α-position (reaction formula [3]). In the general formula (vi), W—O—CR d R e is included in W 1 , and the general formula (vi) is an example showing one embodiment of the general formula (1).

一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩は、一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸と対応するオニウム塩を混合することで得ることが可能である。また、一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸と無機塩基を反応させて一度無機塩とし(第1工程)、得られた無機塩を対応するオニウム塩と作用させてオニウム塩交換する(第2工程)のが効率の良い方法である。無機塩基に特に制限は無く価数に関係なく使用できるが、アルカリ金属塩を使用するのが好ましい(スキーム1)。   The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) can be obtained by mixing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4) and the corresponding onium salt. Also, the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4) is reacted with an inorganic base to form an inorganic salt (first step), and the resulting inorganic salt is allowed to act on the corresponding onium salt to exchange onium salts. The second method is an efficient method. The inorganic base is not particularly limited and can be used regardless of the valence, but an alkali metal salt is preferably used (Scheme 1).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

(式中、R、R、W、Qは、一般式(1)におけるR、R、W、Qと同義である。BとXはそれぞれ1価のアニオンを示し、Mは1価のアルカリ金属カチオンを示す。)
まず第1工程について述べる。一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸に対する無機塩基のモル比は、無機塩基が1価の場合、通常、0.9〜3.0、好ましくは1.0〜1.5であり、さらに好ましくは1.0〜1.2である。1.0以下のモル比でも目的とする無機塩は得られるが、収率が下がるので好ましくない。従って、1.0以上のモル比の無機塩基を使用するのが好ましい。また、1.5以上のモル比の無機塩基を使用することも可能であるが、第2工程のオニウム塩交換の効率が下がるので好ましくない。無機塩基が2価の場合には、上述した1価の場合の2分の1の量を用いるのが好ましい。
(Wherein, R 1, R 2, W 1, Q + is, R 1, is R 2, W 1, Q + as synonymous in the general formula (1) .B - and X - is each a monovalent anion M + represents a monovalent alkali metal cation.)
First, the first step will be described. When the inorganic base is monovalent, the molar ratio of the inorganic base to the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4) is usually 0.9 to 3.0, preferably 1.0 to 1.5. Yes, more preferably 1.0 to 1.2. A target inorganic salt can be obtained even at a molar ratio of 1.0 or less, but the yield is lowered, which is not preferable. Therefore, it is preferable to use an inorganic base having a molar ratio of 1.0 or more. Although it is possible to use an inorganic base having a molar ratio of 1.5 or more, it is not preferable because the efficiency of onium salt exchange in the second step is lowered. When the inorganic base is divalent, it is preferable to use an amount that is half that of the monovalent case described above.

無機塩基は上述した通り、特に制限は無く価数に関係なく使用できるが、アルカリ金属塩を使用するのが好ましい。アルカリ金属塩としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸水素塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩などがあげられ、好適には、アルカリ金属水酸化物が挙げられる。   As described above, the inorganic base is not particularly limited and can be used regardless of the valence, but an alkali metal salt is preferably used. Examples of the alkali metal salt include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, and alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate. Suitable examples include alkali metal hydroxides.

この反応は、通常、無機塩基の水溶液を使用する。水溶液の濃度に特に制限はないが、あまり薄い濃度では効率が悪いため、5%〜48%の濃度が好ましい。   This reaction usually uses an aqueous solution of an inorganic base. Although there is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of aqueous solution, Since efficiency is bad at too thin density | concentration, the density | concentration of 5%-48% is preferable.

反応は、一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸と無機塩基水溶液とを混合することによって進行させることができる。   The reaction can proceed by mixing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4) and an aqueous inorganic base solution.

また必要に応じて、水と有機溶媒とを併用することができる。併用する有機溶媒に特に制限は無い。一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩を水層から抽出できる有機溶媒、例えば、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化アルキル類等の、水と混合しない有機溶剤が好ましい。   Moreover, water and an organic solvent can be used together as needed. There is no restriction | limiting in particular in the organic solvent used together. Organic solvents that are not miscible with water, such as organic solvents that can extract the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) from the aqueous layer, for example, halogenated alkyls such as methylene chloride and chloroform, are preferred.

反応温度は、通常、0〜100℃、好ましくは5〜80℃であり、反応時間は、通常、10分〜16時間、好ましくは30分〜6時間であるが、薄層クロマトグラフィー(TLC)や核磁気共鳴装置(NMR)などの分析機器を使用し,原料である一般式(4)で示される含フッ素不飽和カルボン酸が消費された時点を反応の終点とすることが好ましい。   The reaction temperature is usually 0 to 100 ° C., preferably 5 to 80 ° C., and the reaction time is usually 10 minutes to 16 hours, preferably 30 minutes to 6 hours, but thin layer chromatography (TLC) It is preferable to use an analytical instrument such as a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR) or the like as the end point of the reaction when the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid represented by the general formula (4) is consumed.

このようにして得られた一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩は、必要に応じて、有機溶剤で抽出したり、再結晶で精製したりすることもできる。   The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) thus obtained can be extracted with an organic solvent or purified by recrystallization as necessary.

しかしながら、一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩を水層から抽出できる、水と混合しない有機溶剤を使用し、必要量の無機塩基水溶液を添加するのみで、目的とする含フッ素不飽和カルボン酸無機塩を単離することなく次の第2工程に進むのが効率のよい方法である。有機溶媒としては、ハロゲン化アルキル類等が使用でき、例えば、塩化メチレン、クロロホルム等を例示することができる。   However, it is possible to extract the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) from the aqueous layer, use an organic solvent that is not mixed with water, and add only the required amount of an aqueous inorganic base solution. It is an efficient method to proceed to the next second step without isolating the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt. As the organic solvent, alkyl halides can be used, and examples thereof include methylene chloride and chloroform.

次いで第2工程について述べる。第2工程は、第1工程で得られた一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩を、一般式(6)で示される一価のオニウム塩   Next, the second step will be described. In the second step, the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) obtained in the first step is converted into a monovalent onium salt represented by the general formula (6).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

(式中、Qは、一般式(1)におけるQと同義である。Xは1価のアニオンを示す。)を用いてオニウム塩交換し、一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩を得る工程(オニウム塩交換工程)である。 (Wherein, Q + has the same meaning as Q + in the general formula (1) .X -. Is showing a monovalent anion) and an onium salt exchange with a fluorine-containing represented by the general formula (1) This is a step (onium salt exchange step) for obtaining an unsaturated carboxylic acid onium salt.

ここで使用されるQとしては、前述したQを再び例示できる。 As Q + used here, the above-mentioned Q + can be exemplified again.

一般式(6)におけるXの1価のアニオンとしては、例えば、F、Cl、Br、I、ClO 、HSO 、HPO 、BF 、PF 、SbF 、脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、フルオロスルホン酸アニオン、脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、フルオロカルボン酸アニオン、トリフルオロ酢酸アニオン等を挙げることができ、好ましくは、Cl、Br、HSO 、BF 、脂肪族スルホン酸イオン等であり、さらに好ましくは、Cl、Br、HSO である。 Examples of the monovalent anion of X in the general formula (6) include F , Cl , Br , I , ClO 4 , HSO 4 , H 2 PO 4 , BF 4 and PF 6. , SbF 6 , aliphatic sulfonate anion, aromatic sulfonate anion, trifluoromethanesulfonate anion, fluorosulfonate anion, aliphatic carboxylate anion, aromatic carboxylate anion, fluorocarboxylate anion, trifluoroacetate anion Preferred are Cl , Br , HSO 4 , BF 4 , aliphatic sulfonate ions, etc., and more preferred are Cl , Br and HSO 4 .

一般式(6)で示される一価のオニウム塩の、一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩に対するモル比は、通常、0.5〜10.0、好ましくは0.8〜2.0であり、さらに好ましくは0.9〜1.2である。   The molar ratio of the monovalent onium salt represented by the general formula (6) to the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) is usually 0.5 to 10.0, preferably 0.00. It is 8-2.0, More preferably, it is 0.9-1.2.

この反応は、通常、反応溶媒中で行われる。前記反応溶媒としては、水や、例えば、低級アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、クロロホルム等の有機溶媒が好ましく、さらに好ましくは、水、メタノール、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム等であり、特に好ましくは水、ジクロロメタン、クロロホルムである。
反応温度は、通常、0〜80℃、好ましくは5〜30℃であり、反応時間は、通常、10分〜16時間、好ましくは30分〜6時間であるが、薄層クロマトグラフィー(TLC)や核磁気共鳴装置(NMR)などの分析機器を使用し,原料である一般式(5)で示される含フッ素不飽和カルボン酸無機塩が消費された時点を反応の終点とすることが好ましい。
This reaction is usually performed in a reaction solvent. The reaction solvent is preferably water or an organic solvent such as lower alcohols, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dichloromethane, chloroform, more preferably Water, methanol, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, dichloromethane, chloroform and the like are particularly preferable water, dichloromethane and chloroform.
The reaction temperature is usually 0 to 80 ° C., preferably 5 to 30 ° C., and the reaction time is usually 10 minutes to 16 hours, preferably 30 minutes to 6 hours, but thin layer chromatography (TLC) It is preferable to use an analytical instrument such as a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR) or the like, and to set the end point of the reaction at the time when the raw fluorine-containing unsaturated carboxylic acid inorganic salt represented by the general formula (5) is consumed.

このようにして得られた一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩は、必要に応じて、反応液を濃縮したり、有機溶剤で抽出した後に溶媒を留去したりして取り出すことができ、固体として取り出すこともできる。ここで抽出に使用される有機溶剤は、水と混合しない有機溶剤であり、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類;ジエチルエーテル等のエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化アルキル類等が挙げられる。   The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) thus obtained may be concentrated as necessary, or the solvent may be distilled off after extraction with an organic solvent. And can be taken out as a solid. The organic solvent used for extraction here is an organic solvent that is not mixed with water, for example, esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; ethers such as diethyl ether; alkyl halides such as methylene chloride and chloroform. And the like.

取り出した固体は再結晶等の方法で精製することもできる。こうして目的とする一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩を得ることができる。   The extracted solid can also be purified by a method such as recrystallization. Thus, the target fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) can be obtained.

<含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂>
本発明の一般式(1)で表される含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩を単独重合または共重合させることによって、含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂を製造することができる。
<Resin containing fluorinated carboxylic acid onium salt>
A resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt can be produced by homopolymerizing or copolymerizing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) of the present invention.

この樹脂を、高エネルギー線で露光することによって、Qが脱離し、その後の繰り返し単位の末端はジフルオロカルボン酸に変換される。ここで高エネルギー線は特に限定されないが、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザーなどのエキシマーレーザーやシンクロトロン放射で発生する近紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)、電子線などの荷電粒子線、軟X線、X線、γ線などの高エネルギー線が例示でき、特に微細加工を行なおうとする場合には、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザーなどのエキシマーレーザーやシンクロトロン放射で発生する近紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)などの波長300nm以下の高エネルギー線が有効である。 When this resin is exposed to high energy rays, Q + is eliminated and the terminal of the subsequent repeating unit is converted to difluorocarboxylic acid. Here, the high energy beam is not particularly limited, but charged particle beam such as near ultraviolet ray, far ultraviolet ray, extreme ultraviolet ray (EUV), electron beam generated by excimer laser such as KrF excimer laser or ArF excimer laser or synchrotron radiation, soft beam, soft High energy rays such as X-rays, X-rays and γ-rays can be exemplified, and in particular, when performing fine processing, near ultraviolet rays generated by excimer lasers such as KrF excimer laser and ArF excimer laser and synchrotron radiation, High energy rays having a wavelength of 300 nm or less such as far ultraviolet rays and extreme ultraviolet rays (EUV) are effective.

の脱離した後の繰り返し単位の末端はジフルオロカルボン酸であり、非常に強い酸性を示し、化学増幅型レジスト組成物用の光酸発生剤として機能する。従って、本発明の一般式(1)で表される含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩を単独重合または共重合させることによって得られる含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂は、光酸発生剤として機能し、この樹脂が感光溶解性変化機能を有する場合は単独で、この樹脂が感光溶解性変化機能を有しない場合は感光溶解性変化機能を有する樹脂とを少なくとも組み合わせ、さらに溶剤を少なくとも含む組成物は、レジスト組成物として使用できる。 The terminal of the repeating unit after elimination of Q + is difluorocarboxylic acid, which shows very strong acidity and functions as a photoacid generator for a chemically amplified resist composition. Therefore, the resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt obtained by homopolymerizing or copolymerizing the fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the general formula (1) of the present invention functions as a photoacid generator. In addition, when the resin has a photosensitive solubility changing function alone, when the resin does not have a photosensitive solubility changing function, at least a combination with a resin having a photosensitive solubility changing function, and further includes at least a solvent. Can be used as a resist composition.

含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂としては、その使用目的により一般式(1)で表される構造を有する含フッ素カルボン酸オニウム塩から形成される繰り返し単位からなる樹脂、または酸不安定性基を有する繰り返し単位と含フッ素カルボン酸オニウム塩から形成される繰り返し単位からなるカルボン酸塩樹脂とすることができ、これらの何れにもその他の繰り返し単位(本明細書において「従繰り返し単位」という。)を含むことができる。従繰り返し単位とは、含フッ素カルボン酸オニウム塩から形成される繰り返し単位、酸不安定性基を有する繰り返し単位の何れにも該当しない繰り返し単位をいう。また、従単量体とは、二重結合が開裂して従繰り返し単位を形成する単量体をいう。   As a resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt, a resin comprising a repeating unit formed from a fluorine-containing carboxylic acid onium salt having a structure represented by the general formula (1) depending on the purpose of use, or an acid labile group A carboxylate resin composed of a repeating unit having a repeating unit formed from a fluorine-containing carboxylic acid onium salt can be used, and any of these is another repeating unit (referred to as “secondary repeating unit” in this specification). Can be included. The secondary repeating unit refers to a repeating unit that does not correspond to either a repeating unit formed from a fluorine-containing carboxylic acid onium salt or a repeating unit having an acid labile group. The secondary monomer is a monomer in which a double bond is cleaved to form a secondary repeating unit.

したがって、含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂は一般式(1)で表される構造を有する含フッ素カルボン酸オニウム塩を単独重合して得られる、含フッ素カルボン酸オニウム塩から形成される繰り返し単位のみからなる単独重合体であってもよく、従繰り返し単位を含むものであってもよい。これらはそれ自身ポジ型のレジストとしては使用できないが、ベース樹脂とともに光酸発生剤としてレジスト組成物を構成できる。   Therefore, the resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt is a repeating unit formed from a fluorine-containing carboxylic acid onium salt obtained by homopolymerizing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt having a structure represented by the general formula (1). It may be a homopolymer consisting only of or may contain secondary repeating units. Although these cannot be used as positive resists themselves, they can constitute a resist composition as a photoacid generator together with a base resin.

<酸不安定性基>
本発明の感光溶解性変化機能を有する含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂における酸不安定性基は、光の作用により酸発生剤等の酸発生剤機能を有する部位から発生した酸により解離する基であり、公知のものを使用することができる。化学増幅型であることが好ましく、例えば、1,1−ジメチルプロピル基が例示できる。
<Acid labile group>
The acid labile group in the resin containing the fluorine-containing carboxylic acid onium salt having a photolytic solubility-changing function of the present invention is a group dissociated by an acid generated from a site having an acid generator function such as an acid generator by the action of light. And known ones can be used. A chemical amplification type is preferable, and examples thereof include a 1,1-dimethylpropyl group.

<ベース樹脂>
本明細書において、ベース樹脂とは、酸不安定性基を有しポジ型のレジスト機能を有する樹脂をいう。前記感光溶解性変化機能を有する含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂もベース樹脂の一形態である。
<Base resin>
In this specification, the base resin refers to a resin having an acid labile group and a positive resist function. The resin containing the fluorine-containing carboxylic acid onium salt having the photolytic solubility changing function is also one form of the base resin.

化学増幅用レジスト組成物は、一般に、ベース樹脂、光酸発生剤、溶剤を含有しているが、これら以外に、必要に応じて、塩基性化合物、溶解阻止剤等の添加剤を加えることもできる。   The resist composition for chemical amplification generally contains a base resin, a photoacid generator, and a solvent. In addition to these, additives such as a basic compound and a dissolution inhibitor may be added as necessary. it can.

ポジ型レジスト組成物に用いるベース樹脂は、側鎖に酸不安定性基で保護されたカルボキシル基、ヒドロキシフェニル基などに含まれるヒドロキシル基を脱離部位として有する樹脂である。主鎖は重合性二重結合が開裂して形成される繰り返し単位から構成されている。   The base resin used in the positive resist composition is a resin having a hydroxyl group contained in a carboxyl group, hydroxyphenyl group, or the like protected with an acid labile group in the side chain as an elimination site. The main chain is composed of repeating units formed by cleavage of a polymerizable double bond.

ベース樹脂はレジストの特性を調節するため共重合体であることが多く各種の樹脂が提案されている。   The base resin is often a copolymer for adjusting resist characteristics, and various resins have been proposed.

これらのベース樹脂は、前記含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂の繰り返し単位を含むことができる。このベース樹脂は、含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂が有する光酸発生剤としての機能を併せ有することとなり、酸不安定性基を有するベース樹脂と溶剤のみからポジ型レジスト組成物を調製することもできる。これらのレジスト組成物は、また、公知の光酸発生剤を併せて使用することも可能である。さらに、レジスト組成物の分野で通常使用されるその他の添加成分を併せて使用することも可能である。   These base resins can contain a repeating unit of a resin containing the fluorine-containing carboxylic acid onium salt. This base resin also has a function as a photoacid generator possessed by a resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt, and a positive resist composition is prepared only from a base resin having an acid labile group and a solvent. You can also. These resist compositions can also be used in combination with a known photoacid generator. Furthermore, other additive components that are usually used in the field of resist compositions can be used in combination.

<塩基性化合物>
また、本発明の重合性単量体にかかるレジスト組成物には、クエンチャーとして、またはレジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、塩基性化合物を配合させることが好ましい。
<Basic compound>
In addition, the resist composition according to the polymerizable monomer of the present invention contains a basic compound as an optional component as a quencher or to improve the resist pattern shape, stability over time, etc. It is preferable to make it.

この塩基性化合物成分は、公知のもの、例えば、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体などを使用でき、そのうち、第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミン、芳香族アミン類、複素環アミン類が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   This basic compound component may be a known one, for example, primary, secondary, tertiary aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcohols Nitrogenous compounds, amide derivatives and the like can be used, among which secondary aliphatic amines, tertiary aliphatic amines, aromatic amines and heterocyclic amines are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

<溶媒>
含フッ素高分子化合物を薄膜に成膜する方法としては、例えば有機溶媒に溶解させて塗布、乾燥によって成膜する方法を用いることが可能である。使用する有機溶媒としては、含フッ素高分子化合物が可溶であれば特に制限されない。溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
<Solvent>
As a method of forming the fluorine-containing polymer compound into a thin film, for example, a method of forming a film by dissolving in an organic solvent and applying and drying can be used. The organic solvent to be used is not particularly limited as long as the fluorine-containing polymer compound is soluble. A solvent may be used independently and may be used in mixture of 2 or more types.

<酸発生剤>
本発明の重合性単量体にかかるレジスト組成物には、含フッ素カルボン酸オニウム塩を含む樹脂と併せて公知の光酸発生剤を使用することができる。光酸発生剤としては、化学増幅型レジストの酸発生剤として用いられるものの中から、任意のものを選択して使用することができる。光酸発生剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Acid generator>
In the resist composition according to the polymerizable monomer of the present invention, a known photoacid generator can be used together with a resin containing a fluorine-containing carboxylic acid onium salt. As the photoacid generator, an arbitrary one can be selected from those used as the acid generator of the chemically amplified resist. A photo-acid generator may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

<パターン形成方法>
本発明の重合性単量体にかかるレジスト組成物の使用方法は、従来のフォトレジスト技術のレジストパターン形成方法を用いることができる。すなわち、まずシリコンウエーハやクロム薄膜をコートしたガラス板などのような基板に、レジスト組成物の溶液をスピンナーなどを用いて塗布し、乾燥することによって感光層を形成し、これに露光装置などにより高エネルギー線又は電子線を所望のマスクパターンを介して照射し、加熱する。次いでこれを現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液などのアルカリ性水溶液などを用いて現像処理する。この形成方法でマスクパターンに忠実なパターンを得ることができる。さらに、所望によってレジスト組成物に混和性のある添加物、例えば付加的樹脂、クエンチャー、可塑剤、安定剤、着色剤、界面活性剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤、相溶化剤、密着剤、酸化防止剤などの種々添加剤を含有させることができる。
<Pattern formation method>
As a method of using the resist composition according to the polymerizable monomer of the present invention, a resist pattern forming method of a conventional photoresist technique can be used. That is, first, a resist composition solution is applied to a substrate such as a silicon wafer or a glass plate coated with a chromium thin film using a spinner or the like, and dried to form a photosensitive layer. A high energy beam or an electron beam is irradiated through a desired mask pattern and heated. Next, this is developed using a developer, for example, an alkaline aqueous solution such as a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. With this forming method, a pattern faithful to the mask pattern can be obtained. Further, additives that are miscible with the resist composition as desired, such as additional resins, quenchers, plasticizers, stabilizers, colorants, surfactants, thickeners, leveling agents, antifoaming agents, compatibilizing agents. Various additives such as an adhesive and an antioxidant can be contained.

本発明の重合性単量体にかかるレジスト材料で用いる高エネルギー線は特に限定されないが、特に微細加工を行なう場合にはArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザーなどの近紫外線(波長380〜200nm)もしくは真空紫外線(遠紫外線、VUV,波長200〜10nm)、シンクロトロン放射光などの極端紫外線(EUV、波長10nm以下)、軟エックス線、X線またはγ線などで300nm以下のものや電子線が有効である。本発明のパターン形成方法では、このような300nm以下の短波長の高エネルギー線や電子線の発生源を備えた露光装置を用いることが有効である。また、光路の一部に水やフッ素系の溶媒など、使用する高エネルギー線の吸収が少ない媒質を用い、同一の開口数や有効波長においてより効率的な微細加工を可能とする液浸露光装置を使用することが有効であり、本発明の重合性単量体にかかるレジスト組成物は、このような装置に用いる場合にも好適である。   The high energy rays used in the resist material according to the polymerizable monomer of the present invention are not particularly limited. However, particularly in the case of performing fine processing, near-ultraviolet rays (wavelength 380 to 200 nm) such as ArF excimer laser and KrF excimer laser, or vacuum Ultraviolet rays (far ultraviolet rays, VUV, wavelength of 200 to 10 nm), extreme ultraviolet rays such as synchrotron radiation (EUV, wavelength of 10 nm or less), soft X-rays, X-rays, γ-rays, etc., which are 300 nm or less and electron beams are effective. . In the pattern forming method of the present invention, it is effective to use an exposure apparatus provided with such a high-energy ray or electron beam source having a short wavelength of 300 nm or less. An immersion exposure system that uses a medium that absorbs less high-energy rays, such as water or a fluorine-based solvent, in part of the optical path and enables more efficient microfabrication at the same numerical aperture and effective wavelength. Is effective, and the resist composition according to the polymerizable monomer of the present invention is also suitable for use in such an apparatus.

以下、実施例、参考例例および参考比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例中、Meはメチル基を示す。また、共重合組成比はモル比であり、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量を示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, reference examples, and reference comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, Me represents a methyl group. The copolymer composition ratio is a molar ratio, and the weight average molecular weight (Mw) indicates a polystyrene-converted weight average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC).

[実施例1]
2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウムの合成
[Example 1]
Synthesis of triphenylsulfonium 2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoate

Figure 0005585123
Figure 0005585123

滴下ロートを備えた1Lのガラスのフラスコにメタクリル酸1−ヒドロキシカルボニル−1,1−ジフルオロ−2−ブチルエステル108g(0.486mol)とクロロホルム108gを加え、0℃に冷却し撹拌した。その後10質量%水酸化ナトリウム水溶液224g(0.560mol/1.15当量)を滴下し、室温で1時間撹拌した。その後、トリフェニルスルホニウムブロミド169g(0.492mol/1.01当量)をクロロホルム432gに溶解させた溶液を加え、さらに室温で1時間撹拌した。H NMRにより反応終了を確認した後、分液し有機層を水300gにより3回洗浄した。得られた有機層を減圧濃縮し、2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウム238g(収率81%、純度80%)を得た。 To a 1 L glass flask equipped with a dropping funnel were added 108 g (0.486 mol) of 1-hydroxycarbonyl-1,1-difluoro-2-butyl methacrylate and 108 g of chloroform, and the mixture was cooled to 0 ° C. and stirred. Thereafter, 224 g (0.560 mol / 1.15 equivalent) of a 10% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Thereafter, a solution prepared by dissolving 169 g (0.492 mol / 1.01 equivalent) of triphenylsulfonium bromide in 432 g of chloroform was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 1 hour. After confirming the completion of the reaction by 1 H NMR, the layers were separated and the organic layer was washed with 300 g of water three times. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to obtain 238 g of triphenylsulfonium 2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoate (yield 81%, purity 80%).

[2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウムの物性]
H NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:テトラメチルシラン);δ=7.67(m,15H;Ph基)、6.10(s,1H;=CH)、5.53(m,1H;CH−O)、5.47(s,1H;=CH)、1.86(s,3H;CH−C)、1.84(m,1H;CH−CHCHのCH)、1.71(m,1H;CH−CHCHのCH)、0.83(t、J=7.6 Hz,3H;CH−CHCHのCH).
19F NMR(測定溶媒:重クロロホルム,基準物質:トリクロロフルオロメタン);δ=−111.52(d,J=244Hz,1F)、−118.07(d,J=244Hz,1F)。
[Physical properties of 2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoic acid triphenylsulfonium]
1 H NMR (measurement solvent: deuterated chloroform, reference material: tetramethylsilane); δ = 7.67 (m, 15H; Ph group), 6.10 (s, 1H; = CH 2 ), 5.53 (m , 1H; CH-O), 5.47 (s, 1H; = CH 2), 1.86 (s, 3H; CH 3 -C), 1.84 (m, 1H; the CH-CH 2 CH 3 CH 2), 1.71 (m, 1H; CH-CH CH 2) a 2 CH 3, 0.83 (t, J = 7.6 Hz, 3H; CH 3 of CH-CH 2 CH 3).
19F NMR (measurement solvent: deuterated chloroform, reference material: trichlorofluoromethane); δ = −111.52 (d, J = 244 Hz, 1F), −118.07 (d, J = 244 Hz, 1F).

[参考例1]ポリマー合成例1
窒素雰囲気下、200mLの滴下シリンダーに4−ヒドロキノンモノメタクリレート13.74g、アセナフチレン3.00g、4−アミロキシスチレン12.47g、参考例1で調整した2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウム0.79g、ジメチル−2,2’−アゾビス−(2−メチルプロピオネート)(和光純薬工業社製、商品名V601)を3.02g、溶媒としてメチルエチルケトンを42g加えた溶液を調製した。さらに窒素雰囲気下とした別の200mL重合用フラスコに、メチルエチルケトンを28g加え、80℃に加温した状態で、先に調製した溶液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、重合温度を80℃に維持しながら4時間撹拌を続け、次いで室温まで冷却した。得られた重合液を600gのヘキサンに滴下し、析出した共重合体を濾別した。濾別した共重合体をヘキサン150gで二回洗浄した後、メチルエチルケトン70gに溶解して調製した溶液を、0.02μmのナイロンフィルターに通した後ヘキサン600gに滴下し、析出した共重合体を濾別した。濾別した共重合体をヘキサン150gで二回洗浄し、乾燥して白色の共重合体(ポリマー1、P−01)を28g得た。分子量Mw=3530(Mw/Mn=1.40))。
[Reference Example 1] Polymer Synthesis Example 1
In a 200 mL dropping cylinder under nitrogen atmosphere, 13.74 g of 4-hydroquinone monomethacrylate, 3.00 g of acenaphthylene, 12.47 g of 4-amyloxystyrene, 2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoic acid prepared in Reference Example 1 A solution in which 0.79 g of triphenylsulfonium, 3.02 g of dimethyl-2,2′-azobis- (2-methylpropionate) (trade name V601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 42 g of methyl ethyl ketone as a solvent were added. Prepared. Further, 28 g of methyl ethyl ketone was added to another 200 mL polymerization flask under a nitrogen atmosphere, and the previously prepared solution was added dropwise over 4 hours in a state heated to 80 ° C. After completion of the dropping, stirring was continued for 4 hours while maintaining the polymerization temperature at 80 ° C., and then cooled to room temperature. The obtained polymerization solution was dropped into 600 g of hexane, and the precipitated copolymer was separated by filtration. The copolymer separated by filtration was washed twice with 150 g of hexane, and then a solution prepared by dissolving in 70 g of methyl ethyl ketone was passed through a 0.02 μm nylon filter and dropped into 600 g of hexane, and the precipitated copolymer was filtered. Separated. The copolymer separated by filtration was washed twice with 150 g of hexane and dried to obtain 28 g of a white copolymer (Polymer 1, P-01). Molecular weight Mw = 3530 (Mw / Mn = 1.40)).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

[参考例2]比較用ポリマーの合成
既知の方法で下記構造のポリマー−M(P−M)を調製した。分子量Mw=3940(Mw/Mn=1.45)。
Reference Example 2 Synthesis of Comparative Polymer Polymer-M (PM) having the following structure was prepared by a known method. Molecular weight Mw = 3940 (Mw / Mn = 1.45).

Figure 0005585123
Figure 0005585123

[参考例3〜4、参考比較例1]ポジ型レジスト材料の調製
上記で合成したポリマー1および比較用ポリマー−M、下記式で示される酸発生剤(PAG−A)、塩基性化合物(Base−1)を表1に示す組成で有機溶剤中に溶解してレジスト材料を調合し、更に0.02μmサイズのナイロンまたはUPEフィルターで濾過することにより、ポジ型レジスト材料の溶液をそれぞれ調製した。
[Reference Examples 3 to 4, Reference Comparative Example 1] Preparation of Positive Resist Material Polymer 1 and Comparative Polymer-M synthesized above, acid generator (PAG-A) represented by the following formula, basic compound (Base) 1) was dissolved in an organic solvent with the composition shown in Table 1 to prepare a resist material, and further filtered through a 0.02 μm size nylon or UPE filter to prepare positive resist material solutions.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

表1中の有機溶剤は、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、EL(乳酸エチル)、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)である。   The organic solvents in Table 1 are PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), EL (ethyl lactate), and PGME (propylene glycol monomethyl ether).

また、各溶液には、界面活性剤として3−メチル−3−(2,2,2−トリフルオロエトキシメチル)オキセタン・テトラヒドロフラン・2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール共重合物(オムノバ社製)(構造式を以下に示す。)をポリマー100質量部に対して0.1質量部添加した。   In addition, each solution contains 3-methyl-3- (2,2,2-trifluoroethoxymethyl) oxetane / tetrahydrofuran / 2,2-dimethyl-1,3-propanediol copolymer (Omnova) as a surfactant. (Manufactured by Kogyo Co., Ltd.) (the structural formula is shown below) was added in an amount of 0.1 part by mass per 100 parts by mass of the polymer.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

Figure 0005585123
Figure 0005585123

[参考例5]電子ビーム描画評価
上記調製したポジ型レジスト材料(参考例1〜2、参考比較例1)をACT−M(東京エレクトロン(株)製)152mm角の最表面が酸化窒化クロム膜であるマスクブランク上にスピンコーティングし、ホットプレート上で110℃で600秒間プリベークして60nmのレジスト膜を作製した。得られたレジスト膜の膜厚測定は、光学式測定器ナノスペック(ナノメトリックス社製)を用いて行った。測定はブランク外周から10mm内側までの外縁部分を除くブランク基板の面内81ヶ所で行い、膜厚平均値と膜厚範囲を算出した。更に、電子線露光装置((株)ニューフレアテクノロジー製、EBM−5000plus、加速電圧50keV)を用いて露光し、110℃で600秒間ベーク(PEB:post exposure bake)を施し、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で現像を行うと、ポジ型のパターンを得ることができた。更に得られたレジストパターンを次のように評価した。
[Reference Example 5] Electron Beam Drawing Evaluation The positive resist material (Reference Examples 1 and 2, Reference Comparative Example 1) prepared above is ACT-M (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) and the outermost surface of 152 mm square is a chromium oxynitride film. Was spin-coated on a mask blank, and pre-baked on a hot plate at 110 ° C. for 600 seconds to produce a 60 nm resist film. The film thickness of the obtained resist film was measured using an optical measuring device Nanospec (manufactured by Nanometrics). The measurement was performed at 81 points in the surface of the blank substrate excluding the outer edge portion from the blank outer periphery to the 10 mm inner side, and the film thickness average value and the film thickness range were calculated. Further, exposure was performed using an electron beam exposure apparatus (manufactured by New Flare Technology Co., Ltd., EBM-5000 plus, acceleration voltage 50 keV), baking was performed at 110 ° C. for 600 seconds (PEB: post exposure bake), and 2.38% by mass. When developing with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, a positive pattern could be obtained. Furthermore, the obtained resist pattern was evaluated as follows.

作製したパターン付きウエハーを上空SEM(走査型電子顕微鏡)で観察し、200nmの1:1のラインアンドスペース(LS)を1:1で解像する露光量を最適露光量(uC/cm)とし、200nmのラインアンドスペースを1:1で解像する露光量における最小寸法を限界解像度とし、100nmLSのエッジラフネス(LER)をSEMで測定した。パターン形状については、断面の形状が矩形か否かを目視にて判定した。EB描画における本発明のモノマーに係るレジスト材料及び比較用のレジスト材料の評価結果を表2に示す。 The prepared wafer with a pattern is observed with an over-the-air SEM (scanning electron microscope), and the exposure amount for resolving the 200 nm 1: 1 line and space (LS) with 1: 1 is the optimum exposure amount (uC / cm 2 ). The minimum dimension at the exposure amount for resolving 200 nm line and space at 1: 1 was defined as the critical resolution, and the edge roughness (LER) of 100 nm LS was measured by SEM. Regarding the pattern shape, it was visually determined whether or not the cross-sectional shape was rectangular. Table 2 shows the evaluation results of the resist material according to the monomer of the present invention and the comparative resist material in EB drawing.

Figure 0005585123
Figure 0005585123

上記表2に示す通り、本発明のモノマーに係るレジスト材料は、参考比較例1に挙げられたレジスト材料と比較して、解像性、ラインエッジラフネスに優れていることが示された。このことから、本発明のモノマーを用いることで、特に超LSI製造用の電子線リソグラフィーによる微細パターン形成材料、マスクパターン形成材料として好適な化学増幅型レジスト材料を調製するための共重合体を合成できることが分かった。   As shown in Table 2 above, it was shown that the resist material according to the monomer of the present invention was superior in resolution and line edge roughness as compared with the resist material listed in Reference Comparative Example 1. Therefore, by using the monomer of the present invention, a copolymer for preparing a chemically amplified resist material suitable as a fine pattern forming material and a mask pattern forming material by electron beam lithography especially for VLSI manufacturing is synthesized. I understood that I could do it.

超LSI製造用の高エネルギー線リソグラフィーによる微細パターン形成材料、マスクパターン形成材料として好適な化学増幅型レジスト材料を調製するための光酸発生剤機能を有する共重合体を合成するモノマーとして有用である。   It is useful as a monomer for synthesizing copolymers with photoacid generator function for preparing chemically amplified resist materials suitable as fine pattern forming materials and mask pattern forming materials by high energy beam lithography for VLSI manufacturing. .

Claims (4)

下記一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。
Figure 0005585123

(式中、Rは、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基を表し、
は、フッ素原子または含フッ素アルキル基を表し、
は、下記式、
Figure 0005585123

[式中、O及びCは置換メチレン基に隣接する酸素原子および炭素原子を表す。]
で表される置換メチレン基の何れかを表し、
は、下記一般式(a)または下記一般式(b)で示されるスルホニウムカチオンを示す。
Figure 0005585123

前記一般式(a)において、R、R及びRは相互に独立に置換もしくは非置換の炭素数6〜18のアリール基を、R、R及びRのうちのいずれか2つ以上が相互に結合して式中の硫黄原子と共に環を形成してもよい。
Figure 0005585123

前記一般式(b)において、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。mは1〜5の整数、nは0(零)又は1を示す。Rの置換基としてカルボニル基、ヒドロキシル基、エステル、ラクトン、アミノ基、アミド基、エーテル結合性酸素原子を含んでいてもよい。
Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the following general formula (1).
Figure 0005585123

(Wherein R 1 represents an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group ,
R 2 represents a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group,
W 1 is the following formula:
Figure 0005585123

[Wherein, O and C represent an oxygen atom and a carbon atom adjacent to the substituted methylene group. ]
Any one of the substituted methylene groups represented by
Q + represents a sulfonium cation emission represented by the following general formula (a) or the following general formula (b).
Figure 0005585123

In the general formula (a), R 3, R 4 and R 5 indicates a substitution or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms independently of one another, one of R 3, R 4 and R 5 Any two or more may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
Figure 0005585123

In the general formula (b), R 6 represents a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. m represents an integer of 1 to 5, and n represents 0 (zero) or 1. The substituent for R 6 may contain a carbonyl group, a hydroxyl group, an ester, a lactone, an amino group, an amide group, or an ether-bonded oxygen atom. )
下記一般式(1)で表わされる含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。Fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt represented by the following general formula (1).
Figure 0005585123
Figure 0005585123

(式中、R(Wherein R 1 は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基を表し、Represents an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group,
R 2 は、フッ素原子または含フッ素アルキル基を表し、Represents a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group,
W 1 は、下記式、Is the following formula:
Figure 0005585123
Figure 0005585123

[式中、O及びCは置換メチレン基に隣接する酸素原子および炭素原子を表す。][Wherein, O and C represent an oxygen atom and a carbon atom adjacent to the substituted methylene group. ]
で表される置換メチレン基の何れかを表し、QAny one of the substituted methylene groups represented by + は、トリフェニルスルホニウムカチオンを示す。)Represents a triphenylsulfonium cation. )
がフッ素原子である請求項1または請求項2に記載の含フッ素不飽和カルボン酸オニウム塩。 The fluorine-containing unsaturated carboxylic acid onium salt according to claim 1 or 2, wherein R 2 is a fluorine atom. 下式で表される、2,2−ジフルオロ−3−メタクリロイルオキシペンタン酸トリフェニルスルホニウム。
Figure 0005585123
2,2-difluoro-3-methacryloyloxypentanoic acid triphenylsulfonium represented by the following formula:
Figure 0005585123
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