JP5611544B2 - (メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
以下の一般式(I)で表される篭状シルセスキオキサン化合物に、
以下の(i)〜(iii)式のいずれかで表される二重結合を有するエポキシ化合物を10〜200℃で反応させて、次いでさらに、(メタ)アクリル酸を60〜150℃で反応させて得られることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。)
[2]
以下の一般式(II)で表されるエポキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物と、(メタ)アクリル酸とを60〜150℃で反応させて得られることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
−SiR1 2Xは、以下の(iv)〜(vi)式のいずれかで表される。
基を示し、上記(v)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜6の
アルキル基、または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、
炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
[3]
以下の一般式(III)で表されることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有
篭状シルセスキオキサン化合物。
上記(vii)および(viii)式中、R2はそれぞれ独立して水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル基を示し、上記(ix)および(x)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素
原子、炭素原子数1〜6のアルキル基または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキ
ルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
[4]
前記R1がメチル基またはエチル基である[1]〜[3]のいずれか一に記載の(メタ)ア
クリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
前記R2〜R7がそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、前記R8が水素原子
、メチル基またはフェニル基である[1]〜[4]のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
[1]〜[3]のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法であって、
以下の一般式(I)で表される篭状シルセスキオキサン化合物に、
以下の(i)〜(iii)式のいずれかで表される二重結合を有するエポキシ化合物を10〜200℃で反応させて、次いでさらに、(メタ)アクリル酸を60〜150℃で反応させることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。)
[7]
[2]に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法であって、
以下の一般式(II)で表されるエポキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物と、(メタ)アクリル酸とを60〜150℃で反応させることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
−SiR1 2Xは、以下の(iv)〜(vi)式のいずれかで表される。
基を示し、上記(v)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜6の
アルキル基、または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、
炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
[8]
前記R1がメチル基またはエチル基である[6]または[7]に記載の(メタ)アクリ
ロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
前記R2〜R7がそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、前記R8が水素原子
、メチル基またはフェニル基である[6]〜[8]のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
[1]〜[5]のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物とラジカル重合開始剤とを含むレジスト組成物。
キオキサン化合物」とも記す。)に、以下の(i)〜(iii)式のいずれかで表される二重結合を有するエポキシ化合物(以下単に「エポキシ化合物」とも記す。)を10〜200℃で反応させて、次いでさらに、その反応生成物に(メタ)アクリル酸を60〜150℃で反応させて得られることを特徴としている。
または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、炭素原子数1
〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。)
該(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物は、硬化特性およびエッチング選択性などの特性が非常に優れているため、レジスト材料、封止材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等などの幅広い分野において有用である。
、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ターシャリーブチルジメチルシリル基またはアリール基(例えば、フェニル基)等が挙げられるが、より好ましくは、水素原子、メチル基、トリメチルシリル基、ターシャリーブチルジメチルシリル基またはフェニル基であり、さらに好ましくは、水素原子、メチル基またはフェニル基である。
きる。
挙げられ、具体的には活性炭、酸性白土、活性白土等の吸着剤を用いる方法である。そのほか、不純物や着色物質の吸着除去方法、またはカラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーが挙げられる。具体的にはシリカゲル、含水シリカゲル、アルミナ、活性炭、チタニア、ジルコニアを用いた吸着除去方法、またはこれらシリカゲル、含水シリカゲル、アルミナを充填剤として用いたカラムクロマトグラフィーである。また、減圧蒸留、分子蒸留などの蒸留によって精製することもできる。蒸留時には蒸留の前に反応液と共に、アミン類や硫黄含有化合物類等を少量添加して、蒸留中、エポキシ基の開環重合を抑制する公知の手段を実施してもよい。また、必ずしも精製する必要はなく、得られる状態のまま用いてもよい。
−SiR1 2Xは、以下の(iv)〜(vi)式のいずれかで表される。
基を示し、上記(v)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜6の
アルキル基、または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、
炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
ただし、上記一般式(II)中、−SiR1 2Xのうち少なくとも1つは、上記(iv)〜(
vi)式でいずれかで表される基であるが、−SiR1 2Xは、原料の篭状シルセスキオキサン化合物に由来する−SiR1 2H、または原料のエポキシ化合物に由来する基(例えば(iii)式のエポキシ化合物を使用した場合は−SiR1 2CH2CH2CH3等)である場合があると推定される。
(メタ)アクリル酸、エステル化触媒および重合禁止剤を仕込む。この際、必要に応じて溶媒類を仕込んでもよい。次いで、撹拌しながら、反応温度まで昇温し、反応が完了するまで熟成を行うというプロセスをとる。また、本発明においては、回分式、連続式、半連続式のいずれの反応方法も適用可能である。
−SiR1 2Xは、以下の(iv)〜(vi)式のいずれかで表される。
基を示し、上記(v)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜6の
アルキル基、または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、
炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
該(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物は、硬化特性およびエッチング選択性などの特性が非常に優れているため、レジスト材料、封止材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等などの幅広い分野において有用である。
プロピル基、ブチル基またはペンチル基等の炭素原子数が1〜5のアルキル基が挙げられるが、より好ましくはメチル基またはエチル基である。
、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基またはヘキシル基等が挙げられるが、水素原子またはメチル基であるとより好ましい。
ル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基またはターシャリーブチルジメチルシリル基等が挙げられるが、より好ましくは水素原子、メチル基、トリメチルシリル基またはターシャリーブチルジメチルシリル基であり、さらに好ましくは、水素原子またはメチル基である。
ルセスキオキサン化合物を得る際の、上記一般式(II)で表されるエポキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物と、(メタ)アクリル酸との反応条件と同様である。
上記(vii)および(viii)式中、R2はそれぞれ独立して水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル基を示し、上記(ix)および(x)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素
原子、炭素原子数1〜6のアルキル基または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を
示し、R8は水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキ
ルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。))
上記一般式(III)において、−SiR1 2Yのうち少なくとも1つは、上記(vii)〜(xii)式のいずれかである。
素原子である。
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基またはターシャリーブチルジメチルシリル基等が挙げられるが、より好ましくは水素原子、メチル基、トリメチルシリル基またはターシャリーブチルジメチルシリル基であり、さらに好ましくは、水素原子またはメチル基である。
サン化合物を得る方法としては、上述した第一または第二の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物を得る方法が挙げられる。
〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。)
基を示し、上記(v)式中、R3〜R7はそれぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜6の
アルキル基、または炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基を示し、R8は水素原子、
炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数3〜8のトリアルキルシリル基または炭素原子数6〜14のアリール基を示す。)
本発明の第一〜三の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物は、レジスト材料、封止材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等などの幅広い分野において有用である。
タン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロ
ドデカン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイ
ドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、p−メチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α'−ビス(t−ブチル
パーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシ
ン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−S−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α'−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、1,1
,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、t−ブ
チルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,
1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−
3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボ
ネート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシアセテート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3',4,4'−テトラ
(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフ
ェニルブタンなどの、有機過酸化物、または、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2
,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒ
ドロクロリド、2,2−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオ
ンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2
−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−メチル−N
−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[N
−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロク
ロリド、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロ
クロリド、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒド
ロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プ
ロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)
−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2
−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジ
ンー2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(5−ヒドロキ
シ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2'−アゾビス{2−メチル
−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル
]プロピオンアミド}、2,2'−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2'−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピ
オネート)、4,4'−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2'−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]などの、アゾ化合物などが挙げられる。
チル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキ
シアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−シクロヘキシルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−フェニル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1などの、アセトフェノン系光ラジカル重合開始剤や、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタールなどの、ベンゾイン系光ラジカル重合開始剤や、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、3,3'−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4,4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、
4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどの、ベンゾフェノン系光ラジカル重合開始剤や、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントンなどの、チオキサントン系光ラジカル重合開始剤、α−アシロキシムエステル、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2−エチルアントラキノン、4'
,4''−ジエチルイソフタロフェノンなどの、ケトン系光ラジカル重合開始剤や、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−イミダゾールなどの、イミダゾール系光ラジカル重合開始剤や、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤や、カルバゾール系光ラジカル重合開始剤や、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄−ヘキサフルオロホスフェートなどの、ルイス酸のオニウム塩などの光ラジカル重合開始剤が挙げられる。
(1)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−1)の合成
還流冷却器、温度計、攪拌装置およびセラムキャップを備えた500ml三ツ口フラスコに、オクタキスジメチルシリルオキシシルセスキオキサン(アルドリッチ製:PSS−Octakis(dimethylsilyloxy)substituted)10.0g(9.8mmol)、3,4−エポキシシクロヘキサン−1−カルボン酸アリル14.32g(78.4mmol)、およびトルエン50mlを加え、アルゴン気流下、室温で攪拌した。その混合溶液に2%ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液0.0093g(白金量:1.86×10-4g)を、シリンジを用いてゆっくり滴下し、室温で攪拌した。2時間室温で攪拌した後、減圧下でトルエン溶媒を除去し、液状物(a−1)を得た。
6.2mmol)、トリフェニルホスフィン0.054g(0.28mol)、4−メト
キシフェノール0.028g(0.23mmol)、およびトルエン10mlを加え、空気雰囲気下、120℃で攪拌した。6時間120℃で攪拌した後、減圧下でトルエン溶媒を除去し、アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−1)を得た。
のHであり、5.8〜6.5ppm付近のピークが、反応したアクリル基(CH2=CH
CO2)および未反応のアクリル基(CH2=CHCO2)の3つのHである。これらのピ
ーク強度から、(未反応エポキシ基ピーク強度/2)/(反応したアクリル基(CH2=
CHCO2)および未反応のアクリル基(CH2=CHCO2)のピーク強度/3)×10
0=35を算出し、未反応エポキシ基の割合は35%であることがわかった。つまり、35%の未反応物が残存していたと考えられる。
上記(2)で得られたアクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−1)100質量部に対し、光ラジカル重合開始剤2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE 369:チバ・ス
ペシャルティ・ケミカルズ製)を3質量部添加し、これらを50質量%になるようにジエチレングリコールジメチルエーテルに溶解させ、UV照射しながら示差走査熱量(DSC)分析を実施した。図1に当該DSC分析結果を示す。
機器:示差走査熱量計 EXSTAR6000 DSC (SII製)
UV照射機:UV−1(SII製)
UV照度:6.0mw/cm2
UV照射時間:20分
上記(2)で得られたアクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−1)を、濃度10質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、溶液(a)を調製した。溶液(a)に光ラジカル重合開始剤2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE 369:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)を前記化合物(b−1)100質
量部に対し、3質量部添加し溶解させ、溶液(b)を調製した。その後、溶液(b)を孔径0.2μmのフィルター(シリンジフィルター(ワットマンジャパン(株)製))でろ過し、0.5mlをスピンコーター内にセットしたガラス基板上に滴下した。ガラス基板を500rpmで5秒間回転、次いで3000rpmで2秒間、さらに5000rpmで20秒間回転させることによりガラス基板上に薄膜を形成した。このようにして生成物を塗布したガラス基板を窒素気流下、紫外線を照射した。得られた薄膜のCF4ガスまたは
酸素ガスによる反応性イオンエッチング速度を、以下に示す方法により測定した。当該測定結果を表1に示す。
硬化した薄膜上にガラス小片を貼り付け、薄膜に対して、反応性イオンエッチング装置を用いて以下の条件下でエッチング処理を実施した。ガラス小片を取り外し、薄膜のガラス小片に保護された部分とエッチングされた部分との段差を測定した。
反応性イオンエッチングの条件
(フッ素系ガス)
エッチングガス : 四フッ化炭素
圧力 : 0.5Pa
ガス流量 : 40sccm
プラズマ電圧 : 200W
バイアス電圧 : 20W
処理時間 : 30sec
(酸素ガス)
エッチングガス : 酸素
圧力 : 0.5Pa
ガス流量 : 40sccm
プラズマ電圧 : 200W
バイアス電圧 : 20W
処理時間 : 600sec
(1)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−2)の合成
還流冷却器、温度計、攪拌装置およびセラムキャップを備えた500ml三ツ口フラスコに、オクタキスジメチルシリルオキシシルセスキオキサン(アルドリッチ製:PSS−Octakis(dimethylsilyloxy)substituted)10.0g(9.8mmol)、1−ビニルー3,4−エポキシシクロヘキサン9.759g(7
8.4mmol)、およびトルエン50mlを加え、アルゴン気流下、室温で攪拌した。
その混合溶液に2%ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液0.0093g(白金量:1.86×10-4g)を、シリンジを用いてゆっくり滴下し、室温で攪拌した。2時間室温で攪拌した後、減圧下でトルエン溶媒を除去し、固体粉末(a−2)を得た。
(19.9mmol)、トリフェニルホスフィン0.089g(0.34mol)、4−メトキシフェノール0.035g(0.28mmol)、トルエン10mlを加え、空気雰囲気下、120℃で攪拌した。6時間120℃で攪拌した後、減圧下でトルエン溶媒を除去し、アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−2)を得た。
開環したHとの比率は25:75であることがわかった。つまり、25%のエポキシ基が未反応の
まま残存していたと考えられる。
わかった。
上記(1)で得られたアクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−2)について、実施例1と同様にして、UV照射しながら示差走査熱量(DSC)分析を実施した。図2に当該DSC分析結果を示す。
上記(1)で得られたアクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−2)について、実施例1と同様にして、エッチング速度を測定した。当該測定結果を表1に示す。
(1)メタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−3)の合成
還流冷却器、温度計、攪拌装置およびセラムキャップを備えた50ml三ツ口フラスコに、実施例2(1)で得られた固体粉末(a−2)5.0g(2.02mmol)、メタクリル酸1.712g(19.9mmol)、トリフェニルホスフィン0.134g(0.51mol)、4−メトキシフェノール0.069g(0.56mmol)、およびトルエン15mlを加え、空気中下、120℃で攪拌した。6時間120℃で攪拌した後、減圧下でトルエン溶媒を除去し、メタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−3)を得た。
上記(1)で得られたメタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−3)について、実施例1と同様にして、UV照射しながら示差走査熱量(DSC)分析を実施した。図5に当該DSC分析結果を示す。
上記(1)で得られたメタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(b−3)について、実施例1と同様にして、エッチング速度を測定した。当該測定結果を表1に示す。
(1)メタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(c−1)の合成
温度計および冷却管を取り付けた3口フラスコに、オクタキスジメチルシリルオキシシルセスキオキサン(アルドリッチ製:PSS−Octakis(dimethylsilyloxy)substituted)1.0g(0.98mmol)、メタクリル酸アリル1.98g(15.7mmol、Si−H基基準2.0倍)、およびトルエン30mlを加えて、Ar気流下、室温で撹拌した。さらに2%ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液(GELEST INC.製)0.093g(白金金属の重量は原料仕込みの1000ppm)を少しずつ添加し、2時間室温で撹拌した。撹拌後、減圧でトルエン溶媒を留去し、メタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(c−1)を得た。
上記(1)で得られたメタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(c−1)について、実施例1と同様にして、UV照射しながら示差走査熱量(DSC)分析を実施した。図3に当該DSC分析結果を示す。
上記(1)で得られたメタクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物(c−1)について、実施例1と同様にして、エッチング速度を測定した。当該測定結果を表1に示す。
(1)DSC測定結果について
また、図4は、実施例1、実施例2および参考例1で得られたDSC測定結果を、重ね合わせた図である。
また、実施例1〜3で得られた生成物を用いると、酸素ガスに非常に耐性を有し、CF4ガスに素早くエッチングされた。当該エッチング速度測定結果より、実施例1〜3の生
成物は選択的なエッチング性能を有していることがわかった。
Claims (10)
- 以下の一般式(I)で表される篭状シルセスキオキサン化合物に、
以下の(i)〜(iii)式のいずれかで表される二重結合を有するエポキシ化合物を10〜200℃で反応させて、次いでさらに、(メタ)アクリル酸を60〜150℃で反応させて得られること、および、ヒドロキシル基を有することを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
- 以下の一般式(II)で表されるエポキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物と、(メタ)アクリル酸とを60〜150℃で反応させて得られること、および、ヒドロキシル基を有することを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
- 以下の一般式(III)で表されることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
- 前記R1がメチル基またはエチル基である請求項1〜3のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
- 前記R2〜R7がそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、前記R8が水素原子、メチル基またはフェニル基である請求項1〜4のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物。
- 請求項1〜3のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法であって、
以下の一般式(I)で表される篭状シルセスキオキサン化合物に、
以下の(i)〜(iii)式のいずれかで表される二重結合を有するエポキシ化合物を10〜200℃で反応させて、次いでさらに、(メタ)アクリル酸を60〜150℃で反応させることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
- 請求項2に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法であって、
以下の一般式(II)で表されるエポキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物と、(メタ)アクリル酸とを60〜150℃で反応させることを特徴とする(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
- 前記R1がメチル基またはエチル基である請求項6または7に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
- 前記R2〜R7がそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、前記R8が水素原子、メチル基またはフェニル基である請求項6〜8のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一に記載の(メタ)アクリロイルオキシ基含有篭状シルセスキオキサン化合物とラジカル重合開始剤とを含むレジスト組成物。
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