JP7249198B2 - ONIUM SALT, COMPOSITION, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME - Google Patents

ONIUM SALT, COMPOSITION, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME Download PDF

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本発明のひとつの態様はオニウム塩に関する。また、本発明の別の態様は上記オニウム塩を含有する組成物、及び、該組成物を用いたデバイスの製造方法に関する。 One aspect of the invention relates to onium salts. Another aspect of the present invention relates to a composition containing the onium salt, and a method for manufacturing a device using the composition.

近年、フォトレジストを用いるフォトリソグラフィ技術を駆使して、液晶ディスプレイ(LCD)及び有機ELディスプレイ(OLED)等の表示装置の製造並びに半導体素子の形成が盛んに行われている。上記の電子部品や電子製品のパッケージ等には、活性エネルギー線として波長365nmのi線、それより長波長のh線(405nm)及びg線(436nm)等の光が広く用いられている。 2. Description of the Related Art In recent years, photolithography techniques using photoresist have been actively used to manufacture display devices such as liquid crystal displays (LCDs) and organic EL displays (OLEDs) and to form semiconductor elements. Light such as i-line with a wavelength of 365 nm, h-line (405 nm) and g-line (436 nm) with longer wavelengths are widely used as active energy rays for the above-mentioned electronic parts and packages of electronic products.

デバイスの高集積化が進み、リソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっており、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、極端紫外線(EUV、波長13.5nm)及び電子線(EB)のような非常に波長の短い光や粒子線が露光に使用される傾向にある。これらの波長の短い光、特にEUV又は電子線を用いたリソグラフィ技術はシングルパターニングでの製造が可能であることから、EUV又は電子線等に対し高い感応性を示すレジスト組成物の必要性は、今後更に高まると考えられる。 As devices become more highly integrated, the demand for miniaturization of lithography technology increases. EB) and particle beams tend to be used for exposure. Since lithographic techniques using these short-wavelength light, especially EUV or electron beams, can be manufactured by single patterning, there is a need for a resist composition that exhibits high sensitivity to EUV, electron beams, or the like. It is thought that it will increase further in the future.

露光光源の短波長化に伴い、レジスト組成物には、露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性のリソグラフィ特性の向上が求められている。このような要求を満たすレジスト組成物として化学増幅型レジストが知られている(特許文献1)。
しかしながら、従来の化学増幅型レジストはEUV又は電子線等用の化学増幅型レジスト組成物は、EUV又は電子線の吸収が小さく、感度、解像度及びパターン性能の特性を同時に満たすことは難しい。特に、吸収が小さいことに起因する低感度によるスループット低下と、レジストの解像線幅が微細化するにつれて生じるレジストパターン倒れ及びラインパターンのラインワイズラフネス(LWR)の悪化と、を克服することは難しい。
Along with the shortening of the wavelength of the exposure light source, resist compositions are required to have improved lithography properties such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing fine-dimensional patterns. A chemically amplified resist is known as a resist composition that satisfies such requirements (Patent Document 1).
However, conventional chemically amplified resist compositions for EUV or electron beams have low absorption of EUV or electron beams, and it is difficult to satisfy the characteristics of sensitivity, resolution and pattern performance at the same time. In particular, it is necessary to overcome the decrease in throughput due to low sensitivity due to small absorption, and the deterioration of resist pattern collapse and linewise roughness (LWR) of line patterns that occur as the resolution line width of the resist becomes finer. difficult.

上記の課題に対して、EUV又は電子線リソグラフィのスループット向上を目的としてEUV又は電子線等の第1活性エネルギー線を用いたリソグラフィにより酸と増感剤を生成させた後、可視光又は紫外線等の第2活性エネルギー線を照射するための光増感化学増幅レジスト組成物が提案されている。(特許文献2~3及び非特許文献1) In order to improve the throughput of EUV or electron beam lithography, to solve the above problems, an acid and a sensitizer are generated by lithography using a first active energy beam such as EUV or an electron beam, and then visible light or ultraviolet light or the like is used. proposed a photosensitized chemically amplified resist composition for irradiation with a second actinic energy ray. (Patent Documents 2-3 and Non-Patent Document 1)

特開平9-90637号公報JP-A-9-90637 特許第5881093号公報Japanese Patent No. 5881093 特開2015-172741号公報JP 2015-172741 A

Proc. of SPIE Vol. 9776 977607Proc. of SPIE Vol. 9776 977607

しかしながら、上記の光増感反応を利用した光増感化学増幅レジスト組成物を用いて上記第2活性エネルギー線によりレジスト反応を促進した場合、増感剤(電子供与体)と光酸発生剤(電子受容体)との間で生じる光誘起電子移動反応を用いるために、場合によっては数nmの電子移動反応によっても酸を発生することがある。これは、レジスト組成物中に酸拡散制御剤が含有された場合でも該酸拡散制御剤と反応することなく、意図しない発生酸の拡散が生じる等の原因となるおそれがある。それにより、LWR悪化等のパターン劣化が起こることがある。それに対し、パターン劣化抑制のために多量に酸拡散制御剤を添加した場合、上記第1活性エネルギー線で生成した酸の作用により光増感剤を生成させるプロセスでは光増感剤の生成量が少ないため、増感反応が起こりにくく、例えば1J/cm2もの多量のエネルギーを照射してもレジスト反応の促進効果が僅かとなってしまう問題がある。 However, when the resist reaction is promoted by the second active energy ray using the photosensitized chemically amplified resist composition utilizing the photosensitizing reaction, the sensitizer (electron donor) and the photoacid generator ( (electron acceptor), acid may be generated by the electron transfer reaction of several nm in some cases. This may cause unintended diffusion of the generated acid without reacting with the acid diffusion control agent even when the acid diffusion control agent is contained in the resist composition. As a result, pattern deterioration such as deterioration of LWR may occur. On the other hand, when a large amount of the acid diffusion control agent is added to suppress pattern deterioration, the amount of photosensitizer produced in the process of producing the photosensitizer by the action of the acid produced by the first active energy ray is small. Since the amount is small, the sensitization reaction is difficult to occur, and there is a problem that even if a large amount of energy, for example, 1 J/cm 2 , is irradiated, the effect of promoting the resist reaction is small.

本発明のいくつかの態様は、このような事情に鑑み、感度及びLWR等のパターン特性に優れる光酸発生剤及び組成物を提供することを課題とする。より詳しくは、粒子線又は電磁波等の照射を行う場合に用いる光酸発生剤として最適なオニウム塩を提供することを課題とする。また該オニウム塩と、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する特定の樹脂と、を含有する組成物を提供することを課題とする。
さらに、電子線又は極端紫外線等の第1活性エネルギー線照射後に紫外線又は可視光等の第2活性エネルギー線の露光を行う場合に用いる光酸発生剤として最適なオニウム塩を提供することを課題とする。また、本発明のいくつかの態様は、該オニウム塩を含有する光酸発生剤、該光酸発生剤を含む組成物を提供することを課題とする。また、該組成物を用いたデバイスの製造方法を提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of some embodiments of the present invention to provide a photoacid generator and a composition that are excellent in pattern properties such as sensitivity and LWR. More specifically, the object is to provide an onium salt that is most suitable as a photoacid generator for use in irradiation with particle beams, electromagnetic waves, or the like. Another object of the present invention is to provide a composition containing the onium salt and a specific resin whose solubility in a developer changes under the action of an acid.
A further object of the present invention is to provide an onium salt that is most suitable as a photoacid generator for exposure to a second active energy ray such as ultraviolet rays or visible light after irradiation with a first active energy ray such as an electron beam or extreme ultraviolet rays. do. Another object of some embodiments of the present invention is to provide a photoacid generator containing the onium salt and a composition containing the photoacid generator. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a device using the composition.

本発明者等は上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有するオニウム塩は、紫外線又は可視光等の第2活性エネルギー線に顕著な吸収を持たず、上記第2活性エネルギー線よりも波長が短い等第1活性エネルギー線により発生した酸により構造変化することで第2活性エネルギー線に吸収を持つケトン誘導体へ変換されることを見出し、本発明のいくつかの態様を完成するに至った。
より詳しくは本発明者等は、少なくとも1つのアミノ基又はヘテロ環構造をオニウム塩の特定の部位に有することで、第2活性エネルギーに対して高い吸収を持ち且つ酸発生効率に優れることを見出し、本発明のいくつかの態様を完成するに至った。
上記オニウム塩を含有する光酸発生剤をレジスト組成物に用いることで、電子供与体と電子受容体間で生じる光増感反応を用いる特許文献3に記載のレジスト組成物と比較して、第2活性エネルギー線により高効率で酸が発生するため、高感度化及びLWR等のパターン特性に優れることを見出した。
As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above problems, the onium salt having a specific structure does not have significant absorption in the second active energy ray such as ultraviolet rays or visible light, and the above second It was found that the acid generated by the first active energy ray, such as having a wavelength shorter than that of the active energy ray, changes the structure to convert it into a ketone derivative that absorbs the second active energy ray. was completed.
More specifically, the present inventors have found that by having at least one amino group or heterocyclic structure in a specific site of the onium salt, it has high absorption of the second activation energy and excellent acid generation efficiency. have completed several aspects of the present invention.
By using a photoacid generator containing the above onium salt in a resist composition, compared with the resist composition described in Patent Document 3 using a photosensitizing reaction occurring between an electron donor and an electron acceptor, the second It was found that since acid is generated with high efficiency by two active energy rays, it is excellent in pattern characteristics such as high sensitivity and LWR.

上記課題を解決するための本発明のひとつの態様は、下記一般式(1)及び下記一般式(2)から選択されるいずれかで表されるオニウム塩である。

Figure 0007249198000001
One aspect of the present invention for solving the above problems is an onium salt represented by any one selected from the following general formula (1) and the following general formula (2).
Figure 0007249198000001

上記式(1)中、R11及びR12は独立して各々に、置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルケニル基;置換基を有していてもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかである。
上記R11、R12及びスルホニウム基が結合したアリール基のうちいずれか2つ以上は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、これらが結合する硫黄原子と共に環構造を形成してもよい。
上記R11及びR12中の少なくとも1つのメチレン基が2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
In the above formula (1), R 11 and R 12 are independently each an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; an optionally linear, branched or cyclic alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; any one selected from the group consisting of a heteroaryl group having 4 to 12 carbon atoms;
Any two or more of the above R 11 , R 12 and the aryl group to which the sulfonium group is bonded are selected from the group consisting of a single bond directly or an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group. may form a ring structure together with the sulfur atom to which they are bonded via any
At least one methylene group in R 11 and R 12 may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.

13及びR14は独立して各々に、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12であり、かつ、これらは置換基を有していても良い。
上記R14の少なくとも1つがアミノ基であるか、又は、R14が、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基からなる群より選択されるいずれかを介して該R14が結合するアリール基と共に互いにヘテロ環構造を形成している。
R 13 and R 14 each independently represent an alkyl group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfanylcarbonyl group, an arylsulfanyl group, alkylsulfanyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, amino group, cyano is any one selected from the group consisting of groups, nitro groups and halogen atoms, has 1 to 12 carbon atoms when it contains carbon, and may have a substituent.
At least one of R 14 is an amino group, or R 14 is selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom-containing group, together with an aryl group to which the R 14 is bonded They form a heterocyclic structure with each other.

15及びR16は独立して各々に、置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルケニル基;置換基を有してもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかである。
上記R15及びR16は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子及びアルキレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、互いに結合して環構造を形成してもよい。
上記R15及びR16中の少なくとも1つのメチレン基が2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
R 15 and R 16 are each independently an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; an optionally substituted linear chain; A branched or cyclic alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; and an optionally substituted aryl group having 4 to 12 carbon atoms any one selected from the group consisting of a heteroaryl group;
The above R 15 and R 16 may be bonded to each other directly with a single bond or through any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and an alkylene group to form a ring structure.
At least one methylene group in R 15 and R 16 may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.

1は、直接結合;直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキレン基;炭素原子数1~12のアルケニレン基;炭素原子数6~14アリーレン基;炭素原子数4~12のヘテロアリーレン基;及びこれらの基が酸素原子、硫黄原子又は窒素原子含有基を介して結合した基;からなる群より選択されるいずれかである。
及びLは独立して各々に、直接結合、炭素原子数が2のアルケニレン基、炭素原子数が2のアルキニレン基及び、カルボニル基からなる群より選択されるいずれかである。
L 1 is a direct bond; a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms; an alkenylene group having 1 to 12 carbon atoms; an arylene group having 6 to 14 carbon atoms; any one selected from the group consisting of a heteroarylene group; and a group in which these groups are bonded via an oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom-containing group.
L 4 and L 5 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, an alkenylene group having 2 carbon atoms, an alkynylene group having 2 carbon atoms, and a carbonyl group.

Yは酸素原子又は硫黄原子である。
h及びiは独立して各々に1~3の整数である。
jは、hが1のとき0~4、hが2のとき0~6、hが3のとき0~8の整数である。
kは、iが1のとき0~5、iが2のとき0~7、iが3のとき0~9の整数である。
は1価の対アニオンを表す。
Y is an oxygen atom or a sulfur atom.
h and i are each independently an integer from 1 to 3;
j is an integer of 0 to 4 when h is 1, 0 to 6 when h is 2, and 0 to 8 when h is 3.
k is an integer of 0 to 5 when i is 1, 0 to 7 when i is 2, and 0 to 9 when i is 3.
X represents a monovalent counter anion.

上記式(2)中、R11~R16、L、L~L、Y、h~k及びXは独立して各々に、上記式(1)のR11~R16、L、L~L、Y、h~k及びX各々と同じ選択肢から選択される。
17は、置換基を有していてもよいアリール基;及び、置換基を有していてもよいヘテロアリール基からなる群より選択されるいずれかであり、R17とヨードニウム基が結合したアリール基と互いに結合してこれらが結合するヨウ素原子と共に環構造を形成してもよい。
In formula (2) above, R 11 to R 16 , L 1 , L 4 to L 5 , Y, hk and X - are each independently R 11 to R 16 , L 1 , L 4 -L 5 , Y, hk and X - selected from the same options as each.
R 17 is any one selected from the group consisting of an aryl group optionally having a substituent; and a heteroaryl group optionally having a substituent, and R 17 and an iodonium group are bonded The aryl groups may be bonded together to form a ring structure with the iodine atom to which they are bonded.

また、本発明のひとつの態様は、下記一般式(3)で表される上記オニウム塩である。なお、下記ではモノカチオンを示しているが、ポリカチオンであってもよい。

Figure 0007249198000002
Moreover, one aspect of the present invention is the above onium salt represented by the following general formula (3). In addition, although a monocation is shown below, a polycation may be used.
Figure 0007249198000002

上記式(3)中、R13~R16、Y及びXは独立して各々に、上記式(1)のR13~R16、Y及びX各々と同じ選択肢から選択される。
18は、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12であり、かつ、これらは置換基を有しても良い。
In formula (3) above, R 13 to R 16 , Y and X - are each independently selected from the same options as each of R 13 to R 16 , Y and X - in formula (1) above.
R 18 is an alkyl group, hydroxy group, mercapto group, alkoxy group, alkylcarbonyl group, arylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, arylsulfanylcarbonyl group, alkylsulfanyl group, arylsulfanyl group, aryl group, hetero aryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, amino group, cyano group, nitro group and halogen atom is any one selected from the group consisting of 1 to 12 carbon atoms when containing carbon, and may have a substituent.

2及びLは、独立して各々に、直接結合;メチレン基;酸素原子;硫黄原子;窒素原子含有基;からなる群より選択されるいずれかである。
上記メチレン基は置換基を有してもよく、且つ、L2及びLのうちどちらか一方は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基のいずれかである。
eは0~4の整数であり、fは0~3の整数であり。gは0~4の整数である。
L 2 and L 3 are each independently selected from the group consisting of a direct bond; a methylene group; an oxygen atom; a sulfur atom;
The methylene group may have a substituent, and either one of L2 and L3 is an oxygen atom-, sulfur atom- or nitrogen atom-containing group.
e is an integer of 0-4 and f is an integer of 0-3. g is an integer from 0 to 4;

また、本発明の他の態様は、上記一般式(1)及び上記一般式(2)から選択されるいずれか表されるオニウム塩を少なくとも含有する光酸発生剤(以下、「光酸発生剤(A)」ともいう」)である。該光酸発生剤(A)は、露光により酸を発生する。 In another aspect of the present invention, a photoacid generator (hereinafter referred to as "photoacid generator (A) is also referred to as ""). The photoacid generator (A) generates an acid upon exposure.

上記課題を解決するための本発明のひとつの態様は、上記光酸発生剤(A)と、酸反応性化合物と、を含む組成物である。 One aspect of the present invention for solving the above problems is a composition containing the photoacid generator (A) and an acid-reactive compound.

好ましくは、上記組成物は酸拡散制御剤をさらに含む。 Preferably, the composition further comprises an acid diffusion control agent.

好ましくは、上記酸反応性化合物が酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂(B)であり、
上記樹脂(B)が、下記(4a)~(4d)で表される単位の少なくともいずれかを有する、組成物である。なお、光酸発生剤(A)に含まれるオニウム塩は上記ではモノカチオンを示しているが、ポリカチオンであってもよい。
Preferably, the acid-reactive compound is a resin (B) whose solubility in a developer changes under the action of an acid,
The resin (B) is a composition having at least one of units represented by the following (4a) to (4d). In addition, although the onium salt contained in the photoacid generator (A) is a monocation in the above description, it may be a polycation.

Figure 0007249198000003
Figure 0007249198000003

上記式(4a)~(4d)中、Rは水素原子、アルキル基及びハロゲン化アルキル基からなる群より選択されるいずれかである。
及びRは独立して各々に、直鎖、分岐又は環状のアルキル基である。
は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキル基である。
上記R、R、及びRのうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
は、直接結合、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルオキシ基、及び、アルキレンカルボニルアミノ基からなる群より選択されるいずれかである。
In formulas (4a) to (4d) above, R 1 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a halogenated alkyl group.
R 2 and R 3 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group.
R4 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent.
two or more of R 2 , R 3 , and R 4 are either directly with a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group, and a methylene group; , may form a ring structure.
L 6 is any one selected from the group consisting of a direct bond, a carbonyloxy group, a carbonylamino group, a linear, branched or cyclic alkylenecarbonyloxy group optionally having a substituent, and an alkylenecarbonylamino group is.

上記式(4b)中、R及びLは、上記式(4a)のR及びLの各々と同じ選択肢から選択される。
及びRは独立して各々に、水素原子、及び、直鎖、分岐又は環状のアルキル基からなる群より選択されるいずれかである。
は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキル基である。
上記R、R及びRのうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
In formula (4b) above, R 1 and L 6 are selected from the same options as each of R 1 and L 6 in formula (4a) above.
R5 and R6 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and a linear, branched or cyclic alkyl group.
R7 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent.
two or more of R 5 , R 6 and R 7 are either directly via a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group, A ring structure may be formed.

上記式(4c)中、R~R及びLは、上記式(4a)のR~R及びLの各々と同じ選択肢から選択される。
は独立して各々に、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかである。
のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
lは1~2の整数である。
mは、lが1のとき0~4、lが2のとき0~6の整数である。
nは、lが1のとき1~5、lが2のとき1~7の整数である。
m+nは、lが1のとき1~5であり、lが2のとき1~7である。
In formula (4c) above, R 1 to R 4 and L 6 are selected from the same options as each of R 1 to R 4 and L 6 in formula (4a) above.
R 8 is independently selected from the group consisting of an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, and a halogen atom; Either selected.
Two or more of R 8 may form a ring structure directly with a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group. good.
l is an integer of 1-2.
m is an integer of 0 to 4 when l is 1, and 0 to 6 when l is 2;
n is an integer of 1 to 5 when l is 1, and an integer of 1 to 7 when l is 2;
m+n is 1 to 5 when l is 1, and 1 to 7 when l is 2.

上記式(4d)中、R、R~R、R、L、l及びnは、上記式(4a)~(4c)のR、R~R、R、L、l及びnの各々と同じ選択肢から選択される。 In formula (4d) above, R 1 , R 5 to R 7 , R 8 , L 6 , l and n are R 1 , R 5 to R 7 , R 8 and L in formulas (4a) to (4c) above. 6 , l and n are selected from the same options as each.

また、本発明の他の態様は、上記組成物を基板上に塗布しレジスト膜を形成する工程と、上記レジスト膜に第1活性エネルギー線を照射する工程と、上記第1活性エネルギー線照射後のレジスト膜に第2活性エネルギー線を照射する工程と、上記第2活性エネルギー線照射後のレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法である。 Further, another aspect of the present invention includes the steps of applying the composition on a substrate to form a resist film, irradiating the resist film with a first active energy ray, and after irradiating the first active energy ray. and a step of developing the resist film after being irradiated with the second active energy ray to obtain a pattern.

本発明のいくつかの態様によれば、粒子線又は電磁波等の第1活性エネルギー線と、紫外線又は可視光等の第2活性エネルギー線と、を用いるリソグラフィプロセスのレジスト組成物として好適に用いられる、高感度でLWR等のパターン特性に優れるオニウム塩を提供できる。また、該オニウム塩を酸発生剤として含有し、粒子線又は電磁波、特に電子線又は極端紫外線等の第1活性エネルギーに対して高感度のレジスト組成物、及び、それを用いたデバイスの製造方法を提供できる。 According to some aspects of the present invention, it is suitably used as a resist composition for a lithographic process using a first active energy ray such as particle beams or electromagnetic waves and a second active energy ray such as ultraviolet light or visible light. , an onium salt having high sensitivity and excellent pattern characteristics such as LWR can be provided. Also, a resist composition containing the onium salt as an acid generator and having high sensitivity to the first activation energy such as particle beams or electromagnetic waves, especially electron beams or extreme ultraviolet rays, and a method for manufacturing a device using the same. can provide

図1は、UV吸収スペクトルを示す。FIG. 1 shows the UV absorption spectrum.

以下、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
<1>オニウム塩及び光酸発生剤
本発明のひとつの態様に係るオニウム塩は、上記一般式(1)及び上記一般式(2)から選択されるいずれかで表される。また、光酸発生剤(A)は、該オニウム塩を少なくとも1つ含む。該オニウム塩は、スルホニウム塩又はヨードニウム塩である。
The present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited thereto.
<1> Onium Salt and Photoacid Generator The onium salt according to one aspect of the present invention is represented by any one selected from the general formula (1) and the general formula (2). Moreover, the photoacid generator (A) contains at least one of the onium salts. The onium salt is a sulfonium salt or an iodonium salt.

本発明のひとつの態様に係るオニウム塩は、アセタール又はチオアセタール等の特定の構造を有することで、紫外線又は可視光等の上記第2活性エネルギー線に顕著な吸収を持たない。一方で、粒子線又は電磁波、特に電子線又は極端紫外線等の上記第1活性エネルギー線により発生した酸により、上記オニウム塩は光酸発生剤としての機能を損なうことなく、上記オニウム塩のアセタール又はチオアセタールが脱保護しケトン誘導体へ変換される。該ケトン誘導体は、上記第1活性エネルギー線及び第2活性エネルギー線に吸収を持つ。上記ケトン誘導体は、レジスト膜中、上記第1活性エネルギー線を照射した露光部に生成しているため、第2活性エネルギーをさらに照射することで上記第1活性エネルギー線による露光部で酸発生量を増大させることができる。
また、本発明のひとつの態様に係るオニウム塩は、少なくとも1つのアミノ基又はヘテロ環構造を特定の部位に有することで、第2活性エネルギーに対して高い吸収を持ち且つ酸発生効率に優れる。
The onium salt according to one aspect of the present invention has a specific structure such as acetal or thioacetal, and does not have significant absorption of the second active energy ray such as ultraviolet light or visible light. On the other hand, the acid generated by the first active energy beam such as a particle beam or an electromagnetic wave, particularly an electron beam or extreme ultraviolet rays converts the onium salt into an acetal or The thioacetal is deprotected and converted to a ketone derivative. The ketone derivative has absorption in the first active energy ray and the second active energy ray. Since the ketone derivative is generated in the exposed portion irradiated with the first active energy ray in the resist film, the amount of acid generated in the exposed portion by the first active energy ray is further irradiated with the second active energy. can be increased.
Moreover, the onium salt according to one aspect of the present invention has at least one amino group or heterocyclic structure at a specific site, so that it has high absorption of the second activation energy and excellent acid generation efficiency.

上記式(1)中、R11及びR12は独立して各々に、置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルケニル基;置換基を有していてもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかが好ましい。 In the above formula (1), R 11 and R 12 are independently each an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; an optionally linear, branched or cyclic alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; Any one selected from the group consisting of a heteroaryl group having 4 to 12 carbon atoms is preferred.

11及びR12における直鎖、分岐鎖又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基として具体的には、それぞれ、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソプロピル、t-ブチル、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、アダマンタン-1-イル基、アダマンタン-2-イル基、ノルボルナン-1-イル基及びノルボルナン-2-イル基等のアルキル基等が挙げられる。 Specific examples of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms for R 11 and R 12 are methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isopropyl, t-butyl, cyclo Alkyl groups such as propyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantan-1-yl group, adamantan-2-yl group, norbornan-1-yl group and norbornan-2-yl group can be mentioned.

11及びR12のアルキル基において、少なくとも1つのメチレン基に代えて、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-NHCO-、-CONH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-、-N(R)-、-N(Ar)-、-S-、-SO-及び-SO2-からなる群より選ばれる1種の2価のヘテロ原子含有基を骨格に含んでいてもよい。ただし、スルホニウム基の硫黄原子(S)はヘテロ原子含有基に直接結合せずに、上記2価の炭化水素基と結合していることが好ましい。R及びArについては後述する。
11及びR12のアルケニル基は、上記アルキル基の少なくとも1つの炭素-炭素一重結合が、炭素-炭素二重結合に置換されたものが挙げられる。
-O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -NHCO-, -CONH- in place of at least one methylene group in the alkyl groups of R 11 and R 12 , -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NH-, -N(R)-, -N(Ar)-, -S-, -SO- and -SO 2 - The skeleton may contain one divalent heteroatom-containing group selected from the above. However, the sulfur atom (S + ) of the sulfonium group is preferably bonded to the above divalent hydrocarbon group without directly bonding to the heteroatom-containing group. R and Ar will be described later.
Examples of alkenyl groups for R 11 and R 12 include those in which at least one carbon-carbon single bond of the above alkyl group is replaced with a carbon-carbon double bond.

11及びR12の置換基を有していてもよい炭素原子数6~14のアリール基として具体的には、単環芳香族炭化水素基、及び、該単環芳香族炭化水素が少なくとも2環縮合した縮合多環芳香族炭化水素基等を挙げることができる。これらアリール基は、置換基を有していてもよい。
上記単環芳香族炭化水素基としては、ベンゼン等の骨格を有する基が挙げられる。
上記縮合多環芳香族炭化水素基としては、インデン、ナフタレン、アズレン、アントラセン及びフェナントレン等の骨格を有する基が挙げられる。
The optionally substituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms for R 11 and R 12 specifically includes a monocyclic aromatic hydrocarbon group and at least 2 monocyclic aromatic hydrocarbon groups. Ring-condensed condensed polycyclic aromatic hydrocarbon groups and the like can be mentioned. These aryl groups may have a substituent.
Examples of the monocyclic aromatic hydrocarbon group include groups having a skeleton such as benzene.
Examples of the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group include groups having skeletons such as indene, naphthalene, azulene, anthracene, and phenanthrene.

11及びR12の置換基を有してもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基としては、上記アリール基の少なくとも1つの炭素原子に代えて、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選択される少なくともいずれかを骨格に含むものが挙げられる。 The optionally substituted heteroaryl group having 4 to 12 carbon atoms of R 11 and R 12 is selected from an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom in place of at least one carbon atom of the above aryl group. and at least one of which is included in the skeleton.

上記ヘテロアリール基としては、単環芳香族複素環基、及び、該単環芳香族複素環の少なくとも1つが上記芳香族炭化水素基又は脂肪族複素環基等と縮合した縮合多環芳香族複素環基等を挙げることができる。これら芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。
上記単環芳香族複素環基としては、フラン、ピロール、イミダゾール、ピラン、ピリジン、ピリミジン及びピラジン等の骨格を有する基が挙げられる。
The heteroaryl group includes a monocyclic aromatic heterocyclic group, and a condensed polycyclic aromatic heterocyclic group in which at least one of the monocyclic aromatic heterocycles is condensed with the above aromatic hydrocarbon group or aliphatic heterocyclic group. A cyclic group and the like can be mentioned. These aromatic heterocyclic groups may have a substituent.
Examples of the monocyclic aromatic heterocyclic group include groups having skeletons such as furan, pyrrole, imidazole, pyran, pyridine, pyrimidine and pyrazine.

縮合多環芳香族複素環基としては、インドール、プリン、キノリン、イソキノリン、クロメン、フェノキサジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン及びカルバゾール等の骨格を有する基が挙げられる。 Condensed polycyclic aromatic heterocyclic groups include groups having skeletons such as indole, purine, quinoline, isoquinoline, chromene, phenoxazine, xanthene, acridine, phenazine and carbazole.

11及びR12が有してもよい置換基(以下、「第1置換基」ともいう)としては、ヒドロキシ基、シアノ基、メルカプト基、カルボキシ基、カルボニル基、アルキル基(-R)、アルコキシ基(-OR)、アシル基(-COR)、アルコキシカルボニル基(-COOR)、アリール基(-Ar)、アリーロキシ基(-OAr)、アミノ基、アルキルアミノ基(-NHR)、ジアルキルアミノ基(-N(R))、アリールアミノ基(-NHAr)、ジアリールアミノ基(-N(Ar))、N-アルキル-N-アリールアミノ基(-NRAr)ホスフィノ基、シリル基、ハロゲン原子、トリアルキルシリル基(-Si-(R))、該トリアルキルシリル基のアルキル基の少なくとも1つがArで置換されたシリル基、アルキルスルファニル基(-SR)及びアリールスルファニル基(-SAr)等を挙げることができるが、これらに制限されない。R及びArについては後述する。 Substituents that R 11 and R 12 may have (hereinafter also referred to as "first substituents") include a hydroxy group, a cyano group, a mercapto group, a carboxy group, a carbonyl group, an alkyl group (-R), Alkoxy group (-OR), acyl group (-COR), alkoxycarbonyl group (-COOR), aryl group (-Ar), aryloxy group (-OAr), amino group, alkylamino group (-NHR), dialkylamino group (-N(R) 2 ), arylamino group (-NHAr), diarylamino group (-N(Ar) 2 ), N-alkyl-N-arylamino group (-NRAr) phosphino group, silyl group, halogen atom , a trialkylsilyl group (—Si—(R) 3 ), a silyl group in which at least one alkyl group of the trialkylsilyl group is substituted with Ar, an alkylsulfanyl group (—SR) and an arylsulfanyl group (—SAr) etc., but are not limited to these. R and Ar will be described later.

また、第1置換基として、上記基が(メタ)アクリロイル基等の重合性基を有した基であってもよい。 Further, as the first substituent, the above group may be a group having a polymerizable group such as a (meth)acryloyl group.

上記R11、R12及びスルホニウム基が結合したアリール基のうちいずれか2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、これらが結合するスルホニウム基の硫黄原子(S)と共に環構造を形成してもよい。ただし、スルホニウム基の硫黄原子(S)はヘテロ原子含有基に直接結合せずに、上記2価の炭化水素基と結合していることが好ましい。
上記「窒素原子含有基」としては、例えばアミノジイル基(-NH-)、アルキルアミノジイル基(-NR-)、アリールアミノジイル基(-NAr-)等の窒素原子を含む2価の基が挙げられる。R及びArについては後述する。
上記式(1)中、上記スルホニウム基が結合したアリール基とは、下記矢印で示す部分である。
any two or more of the above R 11 , R 12 and the aryl group to which the sulfonium group is bonded are selected from the group consisting of a single bond directly or an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group; may form a ring structure together with the sulfur atom (S + ) of the sulfonium group to which they are bonded via any one of However, the sulfur atom (S + ) of the sulfonium group is preferably bonded to the above divalent hydrocarbon group without directly bonding to the heteroatom-containing group.
Examples of the above-mentioned "nitrogen atom-containing group" include divalent groups containing a nitrogen atom such as an aminodiyl group (-NH-), an alkylaminodiyl group (-NR-), and an arylaminodiyl group (-NAr-). be done. R and Ar will be described later.
In the above formula (1), the aryl group to which the sulfonium group is bonded is the portion indicated by the arrow below.

Figure 0007249198000004
Figure 0007249198000004

上記第1置換基等中の上記Rは、炭素原子数1以上のアルキル基であることが好ましい。また、炭素原子数20以下であることがより好ましい。炭素原子数1以上のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基及びn-デシル基等の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、2-エチルエキシル基等の分岐状アルキル基;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、アダマンタン-1-イル基、アダマンタン-2-イル基、ノルボルナン-1-イル基及びノルボルナン-2-イル基等の脂環式アルキル基;これらの水素の1つがトリメチルシリル基、トリエチルシリル基及びジメチルエチルシリル基等のトリアルキルシリル基で置換されたシリル基置換アルキル基;これらの水素原子の少なくとも1つがシアノ基又はフルオロ基等で置換されたアルキル基;等が好ましく挙げられる。上記アルキル基中の炭素-炭素一重結合が、炭素-炭素二重結合に置き換わっていてもよい。 Preferably, R in the first substituent and the like is an alkyl group having 1 or more carbon atoms. Moreover, it is more preferable that the number of carbon atoms is 20 or less. Specific examples of alkyl groups having 1 or more carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-octyl and n-decyl. linear alkyl groups such as groups; branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopentyl group, tert-pentyl group, 2-ethylexyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl alicyclic alkyl groups such as groups, adamantan-1-yl groups, adamantan-2-yl groups, norbornan-1-yl groups and norbornan-2-yl groups; A silyl group-substituted alkyl group substituted with a trialkylsilyl group such as a dimethylethylsilyl group; an alkyl group in which at least one of these hydrogen atoms is substituted with a cyano group, a fluoro group, or the like; and the like. A carbon-carbon single bond in the above alkyl group may be replaced with a carbon-carbon double bond.

上記第1置換基等中のArは、アリール基又はヘテロアリール基であることが好ましい。ヘテロアリール基とは、環構造中にヘテロ原子を1つ以上含むアリール基である。上記Arの具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クアテルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントレニル基、ペンタレニル基、インデニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、ヘプタレニル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、テトラセニル基、フラニル基、チエニル基、ピラニル基、スルファニルピラニル基、ピロリル基、イミダゾイル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾイル基、及びピリジル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾフラニル基、イソクロメニル基、クロメニル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾイミダゾイル基、キサンテニル基、アクアジニル基及びカルバゾイル基等の炭素原子数20以下のものが好ましく挙げられる。
11及びR12が上記第1置換基を有し、且つオニウム塩が低分子化合物である場合、R11及びR12の炭素原子数は第1置換基の炭素原子数も含めて炭素原子数1~20であることが好ましい。
Ar in the first substituent and the like is preferably an aryl group or a heteroaryl group. A heteroaryl group is an aryl group that contains one or more heteroatoms in the ring structure. Specific examples of Ar include a phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, quaterphenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthrenyl group, pentalenyl group, indenyl group, indacenyl group, acenaphthyl group, fluorenyl group, heptalenyl group, naphthacenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, tetracenyl group, furanyl group, thienyl group, pyranyl group, sulfanylpyranyl group, pyrrolyl group, imidazoyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, pyrazolyl group, pyridyl group, isobenzofuranyl group , a benzofuranyl group, an isochromenyl group, a chromenyl group, an indolyl group, an isoindolyl group, a benzimidazolyl group, a xanthenyl group, an aquazinyl group and a carbazoyl group having 20 or less carbon atoms.
When R 11 and R 12 have the first substituent and the onium salt is a low-molecular-weight compound, the number of carbon atoms in R 11 and R 12 includes the number of carbon atoms in the first substituent. It is preferably 1-20.

なお、本発明のひとつの態様におけるオニウム塩は、樹脂の一つの単位として、すなわち、オニウム塩構造を含む単位として、ポリマーの一部に結合したポリマー成分であってもよく、また、ポリマーの単位として含まれるポリマー成分であってもよい。ポリマー成分であるときは、上記第1置換基としてはポリマーの主鎖が挙げられる。R11及びR12の上記第1置換基がポリマーの主鎖のとき、R11及びR12の炭素原子数はポリマー主鎖の炭素原子数を除いたものとする。本発明のひとつの態様におけるオニウム塩がポリマー成分である場合、ポリマー成分全体で重量平均分子量が2000~200000となるように調整することが好ましい。
本発明において、低分子化合物とは重量平均分子量が2000未満のものであり、ポリマー成分とは重量平均分子量が2000以上のものとする。
Incidentally, the onium salt in one aspect of the present invention may be a polymer component bonded to a part of a polymer as one unit of the resin, that is, a unit containing an onium salt structure, or a polymer unit It may be a polymer component contained as. When it is a polymer component, the first substituent group includes the main chain of the polymer. When the first substituents of R 11 and R 12 are the main chain of the polymer, the number of carbon atoms of R 11 and R 12 excludes the number of carbon atoms of the main chain of the polymer. When the onium salt in one embodiment of the present invention is the polymer component, it is preferable to adjust the weight average molecular weight of the entire polymer component to 2000 to 200000.
In the present invention, a low-molecular compound has a weight-average molecular weight of less than 2,000, and a polymer component has a weight-average molecular weight of 2,000 or more.

11及びR12としては、安定性の向上の点からアリール基が好ましい。 R 11 and R 12 are preferably aryl groups from the viewpoint of improving stability.

13及びR14は独立して各々に、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12が好ましく、且つ、これらは置換基(以下、「第2置換基」ともいう)を有しても良い。また、R13及びR14のアルキル基中の炭素-炭素一重結合が、炭素-炭素二重結合に置き換わっていてもよい。
13及びR14が有してもよい第2置換基としては、上記第1置換基と同様のものが挙げられる。
13及びR14が上記第2置換基を有し、且つオニウム塩が低分子化合物である場合、R13及びR14の炭素原子数は第2置換基の炭素原子数も含めて炭素原子数1~12であることが好ましい。R13及びR14の第2置換基がポリマー主鎖の場合、R13及びR14の炭素原子数はポリマー主鎖を除いたものとする。
R 13 and R 14 each independently represent an alkyl group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfanylcarbonyl group, an arylsulfanyl group, alkylsulfanyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, Any one selected from the group consisting of an amino group, a cyano group, a nitro group and a halogen atom, preferably having 1 to 12 carbon atoms when having carbon, and these are substituents (hereinafter referred to as "second (also referred to as "substituent"). Also, the carbon-carbon single bond in the alkyl groups of R 13 and R 14 may be replaced with a carbon-carbon double bond.
Examples of the second substituent that R 13 and R 14 may have include those similar to the above first substituent.
When R 13 and R 14 have the second substituent and the onium salt is a low-molecular-weight compound, the number of carbon atoms in R 13 and R 14 includes the number of carbon atoms in the second substituent. It is preferably 1-12. When the second substituent of R 13 and R 14 is the polymer backbone, the number of carbon atoms of R 13 and R 14 excludes the polymer backbone.

ただし、本発明の一つの態様であるオニウム塩は、R14の少なくとも1つがアミノ基であるか、又は、R14が、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基からなる群より選択されるいずれかを介して該R14が結合するアリール基と共に互いにヘテロ環構造を形成している。
本発明の一つの態様である好ましいオニウム塩は、R14の少なくとも1つがアミノ基であるか、又は、R14が、窒素原子含有基を介して該R14が結合するアリール基と共に互いにヘテロ環構造を形成しているものである。
本発明の一つの態様であるさらに好ましいオニウム塩は、R14が窒素原子含有基を介して該R14が結合するアリール基と共に互いにヘテロ環構造を形成したものである。窒素原子含有基としては、-N(H)-等の2価の基又は=N-等の3価の基が挙げられ、該水素原子が上記第2置換基で置換されていても良い。
14が上記構成であることにより、アセタール基又はチオアセタール基が脱保護してケトン誘導体へ変換した際に、紫外線又は可視光等の第2活性エネルギー線に吸収を有するようになる。
以下、アミノ基であるR14を「R14a」とし、それ以外のR14を「R14b」ともいう。
However, in the onium salt that is one embodiment of the present invention, at least one of R 14 is an amino group, or R 14 is any selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom-containing group. It forms a heterocyclic structure together with the aryl group to which R 14 is bonded via .
In a preferred onium salt that is one embodiment of the present invention, at least one of R 14 is an amino group, or R 14 is a heterocyclic ring together with an aryl group to which said R 14 is bonded via a nitrogen atom-containing group. It is what forms the structure.
A more preferred onium salt that is one aspect of the present invention is one in which R 14 forms a heterocyclic structure together with an aryl group to which R 14 is bonded via a nitrogen atom-containing group. The nitrogen atom-containing group includes a divalent group such as -N(H)- or a trivalent group such as =N-, and the hydrogen atom may be substituted with the second substituent.
With R 14 having the above structure, when the acetal group or thioacetal group is deprotected and converted to a ketone derivative, it absorbs the second active energy ray such as ultraviolet light or visible light.
Hereinafter, R 14 that is an amino group will be referred to as "R 14a ", and other R 14 will also be referred to as "R 14b ".

13及びR14bにおけるアルキル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状でよく、具体的には、上記第1置換基としてのRのアルキル基と同様のものが挙げられる。R13及びR14bにおけるアリール基及びヘテロアリール基としては、R11及びR12の第1置換基としてのArのアリール基及びヘテロアリール基と同様のものが挙げられる。R13及びR14bにおけるアルコキシ基は、上記第1置換基におけるアルコキシ基(-OR)と同様のものが挙げられる。
13及びR14bにおけるヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基としては、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基等が挙げられる。
13及びR14bにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
The alkyl group for R 13 and R 14b may be linear, branched or cyclic, and specific examples include the same alkyl groups for R as the first substituent. The aryl group and heteroaryl group for R 13 and R 14b include the same aryl group and heteroaryl group for Ar as the first substituent for R 11 and R 12 . Examples of the alkoxy group for R 13 and R 14b include the same alkoxy groups (--OR) for the first substituent.
Examples of the hydroxy(poly)alkyleneoxy group for R 13 and R 14b include a polyethyleneoxy group and a polypropyleneoxy group.
Halogen atoms for R 13 and R 14b include fluorine, chlorine and iodine atoms.

13及びR14bにおけるアルキル基において、少なくとも1つのメチレン基に代えて、上記R11及びR12におけるヘテロ原子含有基と同様の基を骨格に含んでいてもよい。ただし、-O-O-、-S-S-及び-O-S-等のヘテロ原子の連続した繋がりを有しないことが好ましい。
14bとして好ましくは、アルキル基が挙げられる。また、Y及びR14を有するアリーレンと結合する4級炭素に対してオルト又はパラ位となるときの、アリール基、アルコキシ基、アルキルスルファニル基、アリールオキシ基、アリールスルファニル基、アミノ基及びアルキルアミノ基等の電子供与性基も好ましく挙げられる。これらは365nmの吸光度を向上させる点から好ましい。
The alkyl group for R 13 and R 14b may contain a group similar to the heteroatom-containing group for R 11 and R 12 above instead of at least one methylene group in the skeleton. However, it is preferable not to have a continuous connection of heteroatoms such as -O-O-, -S-S- and -OS-.
R 14b is preferably an alkyl group. Also, aryl, alkoxy, alkylsulfanyl, aryloxy, arylsulfanyl, amino and alkylamino when ortho or para to the quaternary carbon bonded to the arylene bearing Y and R 14 . Electron-donating groups such as groups are also preferred. These are preferable from the viewpoint of improving the absorbance at 365 nm.

15及びR16としての置換基を有しても良い直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルケニル基;置換基を有していてもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;が好ましく、これらは、上記R11及びR12のそれぞれと同じ選択肢から選択され。
15及びR16としての置換基(以下、「第3置換基」ともいう)は、上記第1の置換基と同様のものが挙げられる。
上記R15及びR16は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子及びアルキレン基からなる群より選択されるいずれかを介して互いに結合して環構造を形成してもよい。
合成の観点から、上記R15及びR16は同じであることが好ましい。
optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms as R 15 and R 16 ; optionally substituted linear, branched or cyclic carbon atom an alkenyl group having a number of 1 to 12; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; and a heteroaryl group having 4 to 12 carbon atoms which may have a substituent; Preferably, they are selected from the same options as each of R 11 and R 12 above.
Substituents for R 15 and R 16 (hereinafter also referred to as "third substituents") include the same substituents as the first substituents.
The above R 15 and R 16 may be directly bonded to each other via a single bond or through any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and an alkylene group to form a ring structure.
From a synthetic point of view, R 15 and R 16 are preferably the same.

は直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキレン基;炭素原子数1~12のアルケニレン基;炭素原子数6~12のアリーレン基;炭素原子数4~12のヘテロアリーレン基;及びこれらの基が酸素原子、硫黄原子又は窒素原子含有基を介して結合した基;からなる群より選択されるいずれかであることが好ましい。Lのアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は、上記R11のアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基を2価としたものが挙げられる。Lの窒素原子含有基は、R11の窒素原子含有基と同様のものが挙げられる。
が「これらの基が酸素原子、硫黄原子又は窒素原子含有基を介して結合した基」である場合とは、上記アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基のいずれかが、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子含有基を介して、該スルホニウム基が結合したアリール基と結合している場合である。
上記一般式(1)中、k及びjは合成のしやすさから、独立して各々に0~3であることが好ましく、独立して各々に0~2であることがより好ましい。。
L 1 is a linear, branched or cyclic C 1-12 alkylene group; C 1-12 alkenylene group; C 6-12 arylene group; C 4-12 heteroarylene group. and a group to which these groups are bonded via an oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom-containing group; Examples of the alkylene group, alkenylene group, arylene group and heteroarylene group for L 1 include divalent alkyl, alkenyl, aryl and heteroaryl groups for R 11 . Examples of the nitrogen atom-containing group for L 1 include the same nitrogen atom-containing groups as those for R 11 .
When L 1 is "a group in which these groups are bonded via an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom-containing group", any of the above alkylene group, alkenylene group, arylene group and heteroarylene group is oxygen It is the case where the sulfonium group is bonded to the aryl group to which the sulfonium group is bonded via an atom, a sulfur atom or a nitrogen atom-containing group.
In general formula (1) above, k and j are preferably each independently 0 to 3, and more preferably independently each 0 to 2, for ease of synthesis. .

上記一般式(2)中、R13~R16、X、Y、L、L~L、h~kは独立して各々、上記式(1)のR13~R16、X、Y、L、L~L、h~kのそれぞれと同じ選択肢から選択される。 In general formula (2) above, R 13 to R 16 , X , Y, L 1 , L 4 to L 5 , h to k are each independently R 13 to R 16 and X in formula (1) above. , Y, L 1 , L 4 to L 5 , and selected from the same choices as each of h to k.

17は、置換基を有していてもよい炭素原子数6~12アリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12ヘテロアリール基であることが好ましい。R17とヨードニウム基が結合したアリール基とが互いに結合してこれらが結合するヨウ素原子と共に環構造を形成してもよい。R17のアリール基及びヘテロアリール基は、上記R11のアリール基及びヘテロアリール基のそれぞれと同じ選択肢から選択される。R17における置換基は、第1置換基と同様のものが挙げられる。
上記一般式(2)中、上記ヨードニウム基が結合したアリール基とは、下記矢印で示す部分である。
R 17 is preferably an optionally substituted C 6-12 aryl group and an optionally substituted C 4-12 heteroaryl group. R 17 and an iodonium group-bonded aryl group may bond together to form a ring structure together with the iodine atom to which they bond. The aryl and heteroaryl groups for R 17 are selected from the same options as the aryl and heteroaryl groups for R 11 above, respectively. Substituents for R 17 include those similar to the first substituent.
In the general formula (2), the aryl group to which the iodonium group is bonded is the portion indicated by the arrow below.

Figure 0007249198000005
Figure 0007249198000005

及びLは独立して各々に、直接結合、炭素原子数が2のアルケニレン基、炭素原子数が2のアルキニレン基、及びカルボニル基からなる群より選択されるいずれかである。すなわち、2つのYが直接結合した4級炭素原子と2つのアリール基は直接結合していてもよく、炭素原子数が2のアルケニレン基又は炭素原子数が2のアルキニレン基を介して結合していてもよいが、炭素原子数が2のアルケニレン基又は炭素原子数が2のアルキニレン基を介した結合を少なくとも1つ含む構造である。 L 4 and L 5 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, an alkenylene group having 2 carbon atoms, an alkynylene group having 2 carbon atoms, and a carbonyl group. That is, the quaternary carbon atom to which the two Y are directly bonded and the two aryl groups may be directly bonded via an alkenylene group having 2 carbon atoms or an alkynylene group having 2 carbon atoms. However, the structure includes at least one bond via an alkenylene group having 2 carbon atoms or an alkynylene group having 2 carbon atoms.

及びLは独立して各々に、直接結合、炭素原子数が2のアルケニレン基、炭素原子数が2のアルキニレン基、及びカルボニル基からなる群より選択されるいずれかである。すなわち、2つのYが直接結合した4級炭素原子と2つのアリール基は直接結合していてもよく、炭素原子数が2のアルケニレン基又は炭素原子数が2のアルキニレン基を介して結合していてもよいが、炭素原子数が2のアルケニレン基又は炭素原子数が2のアルキニレン基を介した結合を少なくとも1つ含む構造である。 L 4 and L 5 are each independently selected from the group consisting of a direct bond, an alkenylene group having 2 carbon atoms, an alkynylene group having 2 carbon atoms, and a carbonyl group. That is, the quaternary carbon atom to which the two Y are directly bonded and the two aryl groups may be directly bonded via an alkenylene group having 2 carbon atoms or an alkynylene group having 2 carbon atoms. However, the structure includes at least one bond via an alkenylene group having 2 carbon atoms or an alkynylene group having 2 carbon atoms.

上記式(1)又は(2)において、Yは酸素原子又は硫黄原子である。
h及びiは独立して各々に1~3の整数である。
jは、hが1のとき0~4、hが2のとき0~6、hが3のとき0~8の整数である。
kは、iが1のとき0~5、iが2のとき0~7、iが3のとき0~9の整数である。
なお、例えば、上記式(1)又は(2)においてi及び/又はhが2であるとき、上記オニウム塩はナフタレン環を有することとなる。該ナフタレン環は、Yが結合する4級炭素と1位~8位の任意の位置で結合していればよい。
また例えば、上記式(1)又は(2)においてi及び/又はhが3であるとき、上記オニウム塩はアントラセン環、フェナントレン環及びナフタセン環の少なくともいずれかを有することとなる。この場合もフェナントレン環及びナフタセン環は、Yが結合する4級炭素と1位~10位の任意の位置で結合していればよい。
In formula (1) or (2) above, Y is an oxygen atom or a sulfur atom.
h and i are each independently an integer from 1 to 3;
j is an integer of 0 to 4 when h is 1, 0 to 6 when h is 2, and 0 to 8 when h is 3.
k is an integer of 0 to 5 when i is 1, 0 to 7 when i is 2, and 0 to 9 when i is 3.
For example, when i and/or h are 2 in the formula (1) or (2), the onium salt has a naphthalene ring. The naphthalene ring may be bonded to the quaternary carbon to which Y is bonded at any position of the 1- to 8-positions.
Further, for example, when i and/or h are 3 in the formula (1) or (2), the onium salt has at least one of an anthracene ring, a phenanthrene ring and a naphthacene ring. Also in this case, the phenanthrene ring and the naphthacene ring may be bonded to the quaternary carbon to which Y is bonded at any position of 1-10 positions.

本発明のいくつかの態様においてオニウム塩は、下記に示すスルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンを有するものが例示できる。しかしながら、本発明のいくつかの態様はこれに限定されない。 Examples of onium salts in some embodiments of the present invention include those having sulfonium cations and iodonium cations shown below. However, some aspects of the invention are not so limited.

Figure 0007249198000006
Figure 0007249198000006

Figure 0007249198000007
Figure 0007249198000007

本発明のひとつの態様は、下記式(3)で示すスルホニウム塩であることが好ましい。なお、下記式(3)中のスルホニオ基に代えてヨードニオ基であるヨードニウム塩であることも好ましい。上記ヨードニオ基は具体的には、上記式(2)中の-I17が挙げられる。 One aspect of the present invention is preferably a sulfonium salt represented by the following formula (3). An iodonium salt that is an iodonio group is also preferable in place of the sulfonio group in the following formula (3). Specific examples of the iodonio group include -I + R 17 in the above formula (2).

Figure 0007249198000008
Figure 0007249198000008

上記式(3)中、R13~R16、Y及びXは独立して各々、上記式(1)のR13~R16、Y及びXのそれぞれと同じ選択肢から選択される。 In formula (3) above, R 13 -R 16 , Y and X - are each independently selected from the same options as each of R 13 -R 16 , Y and X - in formula (1) above.

18はアルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12が好ましく、且つ、これらは置換基を有しても良い。R18のアルキル基中の炭素-炭素一重結合が、炭素-炭素二重結合に置き換わっていてもよい。 R 18 is an alkyl group, hydroxy group, mercapto group, alkoxy group, alkylcarbonyl group, arylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, arylsulfanylcarbonyl group, arylsulfanyl group, alkylsulfanyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, amino group, cyano group, nitro group and It is any one selected from the group consisting of halogen atoms, preferably has 1 to 12 carbon atoms when it contains carbon, and may have a substituent. A carbon-carbon single bond in the alkyl group of R 18 may be replaced with a carbon-carbon double bond.

2及びLは、独立して各々に、直接結合;メチレン基;酸素原子;硫黄原子;窒素原子含有基;からなる群より選択されるいずれかであり、上記メチレン基は置換基を有してもよく、且つ、L2及びLのうちどちらか一方は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基のいずれかである。上記式(3)の好ましい態様は、L2が直接結合でありLが窒素原子含有基である場合である。上記式(3)の好ましい態様として具体的には、カルバゾール骨格を有するときが挙げられる。 L 2 and L 3 are each independently selected from the group consisting of a direct bond; a methylene group; an oxygen atom; a sulfur atom; a nitrogen atom-containing group; and either one of L 2 and L 3 is an oxygen atom-, sulfur atom- or nitrogen atom-containing group. A preferred embodiment of the above formula (3) is a case where L2 is a direct bond and L3 is a nitrogen atom-containing group. A specific preferred embodiment of the above formula (3) is the case of having a carbazole skeleton.

eは0~4の整数であり、fは0~4の整数であり、gは0~5の整数である。 e is an integer of 0-4, f is an integer of 0-4, and g is an integer of 0-5.

-はアニオンである。上記アニオンとしては特に制限はなく、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、イミドアニオン、メチドアニオン、カーボアニオン、ボレートアニオン、ハロゲンアニオン、リン酸アニオン、アンチモン酸アニオン、ヒ素酸アニオン等のアニオンが挙げられる。 X is an anion. The anion is not particularly limited, and includes anions such as sulfonate anion, carboxylate anion, imide anion, methide anion, carbanion, borate anion, halogen anion, phosphate anion, antimonate anion and arsenate anion.

より詳しくは、アニオンとして、ZAa-、(Rf)PF(6-b) 、R19 BA(4-c) 、R19 GaA(4-c) 、R20SO 、(R20SO又は(R20SOで表されるアニオンが好ましく挙げられる。Rf、R19及びR20を2個以上有する場合、Rfの2個、R19の2個及びR20の2個はそれぞれ、互いに結合して環を形成してもよい。 More specifically, anions such as ZA a− , (Rf) b PF (6-b) , R 19 c BA (4-c) , R 19 c GaA (4-c) , R 20 SO 3 , (R 20 SO 2 ) 3 C or (R 20 SO 2 ) 2 N are preferred. When two or more of Rf, R 19 and R 20 are present, two of Rf, two of R 19 and two of R 20 may combine with each other to form a ring.

Zは、リン原子、ホウ素原子又はアンチモン原子を表す。Aはハロゲン原子(フッ素原子が好ましい。)を表す。
Pはリン原子、Fはフッ素原子、Bはホウ素原子、Gaはガリウム原子を表す。
Sはイオウ原子、Oは酸素原子、Cは炭素原子、Nは窒素原子を表す。
Z represents a phosphorus atom, a boron atom or an antimony atom. A represents a halogen atom (preferably a fluorine atom).
P represents a phosphorus atom, F a fluorine atom, B a boron atom, and Ga a gallium atom.
S represents a sulfur atom, O represents an oxygen atom, C represents a carbon atom, and N represents a nitrogen atom.

Rfは、水素原子の80モル%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましく、アルキル基としては炭素原子数1~8のアルキル基が好ましい。フッ素置換によりRfとするアルキル基としては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル及びオクチル等)、分枝鎖アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル及びtert-ブチル等)及びシクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)等が挙げられる。Rfにおいてこれらのアルキル基の水素原子がフッ素原子に置換されている割合は、もとのアルキル基が有していた水素原子のモル数に基づいて、80モル%以上が好ましく、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは100%である。 Rf is preferably an alkyl group in which 80 mol % or more of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Alkyl groups to be Rf by fluorine substitution include straight-chain alkyl groups (methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, octyl, etc.), branched-chain alkyl groups (isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, etc.) and cycloalkyl groups (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc.) and the like. The ratio of hydrogen atoms of these alkyl groups substituted with fluorine atoms in Rf is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol%, based on the number of moles of hydrogen atoms possessed by the original alkyl groups. % or more, particularly preferably 100%.

特に好ましいRfとしては、CF 、CFCF 、(CFCF、CFCFCF 、CFCFCFCF 、(CFCFCF 、CFCF(CF)CF及び(CFが挙げられる。b個のRfは、相互に独立であり、従って、互いに同一でも異なっていてもよい。 Particularly preferred examples of Rf include CF 3 , CF 3 CF 2 , (CF 3 ) 2 CF , CF 3 CF 2 CF 2 , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 , (CF 3 ) 2 CFCF 2 , CF 3 CF 2 (CF 3 )CF and (CF 3 ) 3 C . The b Rf's are independent of each other and therefore may be the same or different.

19は、水素原子の一部が少なくとも1個のハロゲン原子又は電子求引基で置換されたフェニル基を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げられる。電子求引基としては、トリフルオロメチル基、ニトロ基及びシアノ基等が挙げられる。これらのうち、1個の水素原子がフッ素原子又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基が好ましい。c個のR19は相互に独立であり、従って、互いに同一でも異なっていてもよい。 R 19 represents a phenyl group in which a portion of hydrogen atoms are substituted with at least one halogen atom or electron-withdrawing group. A halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and the like. Electron-withdrawing groups include trifluoromethyl, nitro and cyano groups. Among these, a phenyl group in which one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group is preferred. The c R 19s are independent of each other and therefore may be the same or different.

20は水素原子の一部又は全てがフッ素原子に置換されていてもよい炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数6~20のアリール基を表し、アルキル基は直鎖、分枝鎖状又は環状のいずれでもよく、アリール基は無置換であっても、置換基を有していてもよい。
aは4~6の整数を表す。bは1~5の整数を表し、好ましくは2~4、特に好ましくは2又は3である。cは、1~4の整数を表し、好ましくは4である。
ZA で表されるアニオンとしては、SbF 、PF 及びBF で表されるアニオン等が挙げられる。
R 20 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched. It may be branched or cyclic, and the aryl group may be unsubstituted or substituted.
a represents an integer of 4 to 6; b represents an integer of 1 to 5, preferably 2 to 4, particularly preferably 2 or 3; c represents an integer of 1 to 4, preferably 4;
Examples of anions represented by ZA a - include anions represented by SbF 6 - , PF 6 - and BF 4 - .

(Rf)PF(6-b) で表されるアニオンとしては、(CFCFPF 、(CFCFPF 、((CFCF)PF 、((CFCF)PF 、(CFCFCFPF 、(CFCFCFPF 、((CFCFCFPF 、((CFCFCFPF 、(CFCFCFCFPF 及び(CFCFCFCFPF で表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(CFCFPF 、(CFCFCFPF 、((CFCF)PF 、((CFCF)PF 、((CFCFCFPF 及び((CFCFCFPF で表されるアニオンが好ましい。 Anions represented by (Rf) b PF (6-b) - include (CF 3 CF 2 ) 2 PF 4 - , (CF 3 CF 2 ) 3 PF 3 - , ((CF 3 ) 2 CF) 2 PF 4 , ((CF 3 ) 2 CF) 3 PF 3 , (CF 3 CF 2 CF 2 ) 2 PF 4 , (CF 3 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 , ((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 2PF 4 - , ((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 3 PF 3 - , (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 ) 2 PF 4 - and (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 - The anion etc. which are represented by are mentioned. Of these, (CF 3 CF 2 ) 3 PF 3 , (CF 3 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 , ((CF 3 ) 2 CF) 3 PF 3 , ((CF 3 ) 2 CF) 2 The anions represented by PF 4 - , ((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 3 PF 3 - and ((CF 3 ) 2 CFCF 2 ) 2 PF 4 - are preferred.

19cBA(4-c) で表されるアニオンとしては、(C、((CF、(CF、(CBF 、CBF 及び(Cで表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(C及び((CFで表されるアニオンが好ましい。 Examples of anions represented by R 19 cBA (4-c) - include (C 6 F 5 ) 4 B - , ((CF 3 ) 2 C 6 H 3 ) 4 B - , (CF 3 C 6 H 4 ) Anions represented by 4 B , (C 6 F 5 ) 2 BF 2 , C 6 F 5 BF 3 and (C 6 H 3 F 2 ) 4 B are exemplified. Among these, anions represented by (C 6 F 5 ) 4 B and ((CF 3 ) 2 C 6 H 3 ) 4 B are preferred.

19 GaA(4-c) で表されるアニオンとしては、(CGa、((CFGa、(CFGa、(CGaF 、CGaF 及び(CGaで表されるアニオン等が挙げられる。これらのうち、(CGa及び((CFGaで表されるアニオンが好ましい。 Examples of anions represented by R 19 c GaA (4-c) - include (C 6 F 5 ) 4 Ga - , ((CF 3 ) 2 C 6 H 3 ) 4 Ga - , (CF 3 C 6 H 4 ) 4 Ga , (C 6 F 5 ) 2 GaF 2 , C 6 F 5 GaF 3 and (C 6 H 3 F 2 ) 4 Ga and the like. Among these, anions represented by (C 6 F 5 ) 4 Ga and ((CF 3 ) 2 C 6 H 3 ) 4 Ga are preferred.

20SO で表されるアニオンとしては、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロエタンスルホン酸アニオン、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロフェニルスルホン酸アニオン、p-トルエンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、エタンスルホン酸アニオン、プロパンスルホン酸アニオン及びブタンスルホン酸アニオン等が挙げられる。これらのうち、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、ブタンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン及びp-トルエンスルホン酸アニオンが好ましい。 Anions represented by R 20 SO 3 include trifluoromethanesulfonate anion, pentafluoroethanesulfonate anion, heptafluoropropanesulfonate anion, nonafluorobutanesulfonate anion, pentafluorophenylsulfonate anion, and p-toluene. Examples include sulfonate anion, benzenesulfonate anion, camphorsulfonate anion, methanesulfonate anion, ethanesulfonate anion, propanesulfonate anion and butanesulfonate anion. Among these, trifluoromethanesulfonate anion, nonafluorobutanesulfonate anion, methanesulfonate anion, butanesulfonate anion, benzenesulfonate anion and p-toluenesulfonate anion are preferred.

(R20SOで表されるアニオンとしては、(CFSO、(CSO、(CSO及び(CSOで表されるアニオン等が挙げられる。 Examples of anions represented by (R 20 SO 2 ) 3 C include (CF 3 SO 2 ) 3 C , (C 2 F 5 SO 2 ) 3 C , (C 3 F 7 SO 2 ) 3 C and anions represented by (C 4 F 9 SO 2 ) 3 C- .

(R20SOで表されるアニオンとしては、(CFSO、(CSO、(CSO及び(CSOで表されるアニオン等が挙げられる。また、2つの(R20SO)に対応する部分が互いに結合して環構造を形成した環状イミドも(R20SOで表されるアニオンとして挙げられる。 Anions represented by (R 20 SO 2 ) 2 N include (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , (C 3 F 7 SO 2 ) 2 N and anions represented by (C 4 F 9 SO 2 ) 2 N- . Cyclic imides in which two moieties corresponding to (R 20 SO 2 ) are bonded to each other to form a ring structure are also included as anions represented by (R 20 SO 2 ) 2 N .

一価のアニオンとしては、上記アニオン以外に、過ハロゲン酸イオン(ClO 、BrO 等)、ハロゲン化スルホン酸イオン(FSO 、ClSO 等)、硫酸イオン(CHSO 、CFSO 、HSO 等)、炭酸イオン(HCO 、CHCO 等)、アルミン酸イオン(AlCl 、AlF 等)、ヘキサフルオロビスマス酸イオン(BiF )、カルボン酸イオン(CHCOO、CFCOO、CCOO、CHCOO、CCOO、CFCOO等)、アリールホウ酸イオン(B(C 、CHCHCHCHB(C 等)、チオシアン酸イオン(SCN)及び硝酸イオン(NO )等が使用できる。 Examples of monovalent anions other than the above anions include perhalate ions (ClO 4 , BrO 4 etc.), halogenated sulfonate ions (FSO 3 , ClSO 3 etc.), sulfate ions (CH 3 SO 4 - , CF 3 SO 4 - , HSO 4 - etc.), carbonate ion (HCO 3 - , CH 3 CO 3 - etc.), aluminate ion (AlCl 4 - , AlF 4 - etc.), hexafluorobismuthate ion (BiF 6 ), carboxylate ions (CH 3 COO , CF 3 COO , C 6 H 5 COO , CH 3 C 6 H 4 COO , C 6 F 5 COO , CF 3 C 6 H 4 COO etc. ), aryl borate ions (B(C 6 H 5 ) 4 , CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 B(C 6 H 5 ) 3 etc.), thiocyanate ions (SCN ) and nitrate ions (NO 3 ) can be used.

これらアニオンは置換基を有していても良く、置換基としてアルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子等が挙げられる。
これらのアニオンのうち、スルホン酸アニオン及びカルボン酸アニオン等が好ましい
These anions may have a substituent, and the substituents are an alkyl group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfanylcarbonyl group, arylsulfanyl group, alkylsulfanyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly) An alkyleneoxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group, a halogen atom and the like are included.
Among these anions, sulfonate anions and carboxylate anions are preferred.

本発明のひとつの態様に係るオニウム塩は、光酸発生剤(A)の一態様として、アニオン部がポリマーの一部に結合した酸発生剤単位含有樹脂であってもよい。そのようなオニウム塩としては、例えば、上記式(1)及び(2)におけるXが下記一般式(6)で表される単位を有する樹脂が挙げられる。上記オニウム塩が酸発生剤単位含有樹脂の一つの単位として組成物に含有されることで、露光時に発生する酸の拡散が抑制されることによってLWRを抑制できる点で好ましい。
なお、上記一般式(6)で表される単位は、上記樹脂(B)に含まれていてもよく、上記樹脂(B)と異なる樹脂に含まれていてもよい。
The onium salt according to one aspect of the present invention may be, as one aspect of the photoacid generator (A), an acid generator unit-containing resin in which an anion moiety is bonded to a part of a polymer. Examples of such onium salts include resins in which X 1 - in the above formulas (1) and (2) has a unit represented by the following general formula (6). When the onium salt is contained in the composition as one unit of the acid generator unit-containing resin, diffusion of the acid generated during exposure is suppressed, thereby suppressing LWR.
In addition, the unit represented by the general formula (6) may be contained in the resin (B), or may be contained in a resin different from the resin (B).

Figure 0007249198000009
Figure 0007249198000009

上記式(6)中、R1及びLは各々独立に、上記式(4a)のR1及びLと同じ選択肢から各々選択される。
は、炭素原子数1~12直鎖又は分岐のアルキル基、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルケニル基、炭素原子数6~14の直鎖又は分岐のアリール基である。また、これらアルキル基、アルケニル基及びアリール基が有する一部又は全ての水素原子がフッ素原子に置換されてもよい。これらの基中の少なくとも1つのメチレン基は、2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
In formula (6) above, R 1 and L 6 are each independently selected from the same options as R 1 and L 6 in formula (4a) above.
Z 1 is a straight or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a straight or branched alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a straight or branched aryl group having 6 to 14 carbon atoms. Also, some or all of the hydrogen atoms of these alkyl groups, alkenyl groups and aryl groups may be substituted with fluorine atoms. At least one methylene group in these groups may be substituted with a divalent heteroatom-containing group.

上記式(6)で表されるアニオン部は下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Examples of the anion moiety represented by the formula (6) are shown below. However, the invention is not so limited.

Figure 0007249198000010
Figure 0007249198000010

Figure 0007249198000011
Figure 0007249198000011

本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩は、365nmのモル吸光係数が1.0×10cm/mol未満であることが好ましく、1.0×10cm/mol未満であることがより好ましい。
また、本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩のアセタール又はチオアセタールが脱保護したケトン誘導体は、365nmのモル吸光係数が1.0×10cm/mol以上であることが好ましく、1.0×10cm/mol以上であることがより好ましい。
上記ケトン誘導体の365nmのモル吸光係数は、本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩の365nmのモル吸光係数が5倍以上となることが好ましく、10倍以上となることがより好ましく、20倍以上となることがさらに好ましい。
上記特性とするには、上記式(1)又は(2)で表されるオニウム塩とすればよい。
Onium salts according to some aspects of the present invention preferably have a molar extinction coefficient at 365 nm of less than 1.0×10 5 cm 2 /mol, preferably less than 1.0×10 4 cm 2 /mol. is more preferred.
Further, the ketone derivative obtained by deprotecting the acetal of the onium salt or the thioacetal according to some aspects of the present invention preferably has a molar absorption coefficient at 365 nm of 1.0×10 5 cm 2 /mol or more. It is more preferably 0×10 6 cm 2 /mol or more.
The molar absorption coefficient at 365 nm of the ketone derivative is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, more preferably 20 times the molar absorption coefficient at 365 nm of the onium salt according to some embodiments of the present invention. It is more preferable to be above.
In order to obtain the above characteristics, the onium salt represented by the above formula (1) or (2) may be used.

<2>上記オニウム塩の合成方法
本発明のひとつの態様に係るオニウム塩のうち、スルホニウム塩及びヨードニウム塩の合成方法について説明する。本発明においてはこれに限定されない。
<2> Method for Synthesizing the Above Onium Salt Of the onium salts according to one aspect of the present invention, methods for synthesizing the sulfonium salt and the iodonium salt will be described. The present invention is not limited to this.

目的とするスルホニウム塩のスルホニオ基部分にアルキル基を有する場合(上記式(1)においてR11及びR12がアルキル基である場合)、例えば、下記に示す方法が挙げられる。まず、アルキルスルファニル基含有ベンゾイルクロリド(下記式(10a)においてh=1であり、アリール基がR13基を有しても良い。)と特定のR14基を有したブロモベンゼン誘導体(下記式(10b)においてi=1である。)をグリニャール試薬を用いて反応させ、アルキルスルファニルベンゾフェノン誘導体(10c)を得る。
14基は、置換しても良いアミノ基又はR14基が結合するアリール基とヘテロ環構造を形成したものである。そのようなブロモベンゼン誘導体(10b)は容易に入手可能又は随時合成可能である。
次いで、ジメチル硫酸等のアルキル化剤(R12 SO)を加えスルホニウム塩とした後、対応するアニオンを有する塩を用いて塩交換を行い、ジアルキル-アリールスルホニウム塩(10d)を得る。その後、酸触媒とアルコール(R15OH)を用いてカルボニル基をアセタール化することで目的とするスルホニウム塩(10e)を得る。
When the desired sulfonium salt has an alkyl group in the sulfonio group moiety (when R 11 and R 12 in the above formula (1) are alkyl groups), for example, the following methods may be mentioned. First, an alkylsulfanyl group-containing benzoyl chloride (h = 1 in the following formula (10a), and the aryl group may have an R 13 group) and a bromobenzene derivative having a specific R 14 group (the following formula i=1 in (10b)) is reacted with a Grignard reagent to give an alkylsulfanylbenzophenone derivative (10c).
The R 14 group forms a heterocyclic structure with an optionally substituted amino group or an aryl group to which the R 14 group is bonded. Such bromobenzene derivatives (10b) are readily available or can be synthesized at will.
Then, an alkylating agent (R 12 2 SO 4 ) such as dimethylsulfuric acid is added to form a sulfonium salt, followed by salt exchange with a salt having a corresponding anion to obtain a dialkyl-arylsulfonium salt (10d). Then, the target sulfonium salt (10e) is obtained by acetalizing the carbonyl group using an acid catalyst and an alcohol (R 15 OH).

Figure 0007249198000012
Figure 0007249198000012

目的とするスルホニウム塩のスルホニオ基部分にアリール基を有する場合(上記式(1)においてR11及びR12がアリール基である場合)、例えば、下記に示す方法が挙げられる。まず、特定のR14基を有するブロモベンゼン誘導体(下記式(11a)においてi=1である。)とアリールスルファニル基含有ベンゾイルクロリド(下記式(11b)においてh=1であり、アリール基がR13基を有しても良い)とをルイス酸を用いてフリーデル・クラフツ反応させ、ブロモベンゾフェノン誘導体(11c)を得る。
下記式(11a)におけるR14基は、置換しても良いアミノ基又はR14基が結合するアリール基とヘテロ環構造を形成したものである。そのようなブロモベンゼン誘導体(11a)は容易に入手可能又は随時合成可能である。
次いで、酸触媒とアルコール(R15OH)を用いてカルボニル基をアセタール化し、アセタール体(11d)を得る。そして、グリニャール試薬を用いてR11基とR12基を有するスルホキシド体(11e)と反応させてスルホニウム塩とした後、対応するアニオンを有する塩を用いて塩交換することにより目的のスルホニウム塩(11f)を得る。
When the desired sulfonium salt has an aryl group in the sulfonio group portion (when R 11 and R 12 are aryl groups in the above formula (1)), for example, the following methods may be mentioned. First, a bromobenzene derivative having a specific R 14 group (i = 1 in the following formula (11a)) and an arylsulfanyl group-containing benzoyl chloride (h = 1 in the following formula (11b), and the aryl group is R (which may have 13 groups) is subjected to a Friedel-Crafts reaction using a Lewis acid to obtain a bromobenzophenone derivative (11c).
The R 14 group in the following formula (11a) forms a heterocyclic structure with an optionally substituted amino group or an aryl group to which the R 14 group is bonded. Such bromobenzene derivatives (11a) are readily available or can be synthesized at will.
Then, the carbonyl group is acetalized using an acid catalyst and an alcohol (R 15 OH) to obtain the acetal form (11d). Then, a Grignard reagent is used to react with a sulfoxide body (11e) having R 11 and R 12 groups to obtain a sulfonium salt, and then a salt having a corresponding anion is used for salt exchange to obtain the desired sulfonium salt ( 11f).

Figure 0007249198000013
Figure 0007249198000013

ヨードニウム塩の場合、例えば、下記に示す方法が挙げられる。まず、特定のR14基含有ベンゼン(下記式(12a)においてm=1)とヨードベンゾイルクロリド(下記式(12b)においてn=1であり、アリール基がR13基を有しても良い)をルイス酸を用いてフリーデル・クラフツ反応させ、ヨードベンゾフェノン誘導体(12c)を得る。
下記式(12a)におけるR14基は、置換しても良いアミノ基又はR14基が結合するアリール基とヘテロ環構造を形成したものである。そのようなブロモベンゼン誘導体(12a)は容易に入手可能又は随時合成可能である。
次いで、トリフルオロメタンスルホン酸等の酸存在下でメタクロロ過安息香酸(mCPBA)等の酸化剤と反応させた後に芳香族化合物R17H(12d)との反応によりヨードニウム塩(12e)とし、その後、酸触媒とアルコール(R15OH)を用いてカルボニル基をアセタール化してアセタール体(12f)を得た後、必要に応じて対応するアニオンを有する塩を用いて塩交換することにより目的のヨードニウム塩(12g)を得る。
In the case of iodonium salts, for example, the methods shown below can be mentioned. First, a specific R 14 group-containing benzene (m = 1 in the following formula (12a)) and iodobenzoyl chloride (n = 1 in the following formula (12b), and the aryl group may have an R 13 group) is subjected to a Friedel-Crafts reaction using a Lewis acid to obtain an iodobenzophenone derivative (12c).
The R 14 group in the following formula (12a) forms a heterocyclic structure with an optionally substituted amino group or an aryl group to which the R 14 group is bonded. Such bromobenzene derivatives (12a) are readily available or can be synthesized at will.
Then, after reacting with an oxidizing agent such as meta-chloroperbenzoic acid (mCPBA) in the presence of an acid such as trifluoromethanesulfonic acid, the iodonium salt (12e) is formed by reaction with the aromatic compound R 17 H (12d), and then After acetalizing the carbonyl group using an acid catalyst and an alcohol (R 15 OH) to obtain the acetal form (12f), the desired iodonium salt is obtained by salt exchange using a salt having the corresponding anion if necessary. (12 g) is obtained.

Figure 0007249198000014
Figure 0007249198000014

オニウム塩のアニオン部がポリマーの一部と結合したポリマー成分である場合、例えば、下記に示す合成方法が挙げられる。まず、市販又は随時合成した重合性官能基を有するスルホネートと上記スルホニウム塩((10e)又は(11f)又はヨードニウム塩(12g)を塩交換することでアニオン部に重合性官能基を有するオニウム塩(重合性オニウム塩)を得る。次いで、得られた重合性オニウム塩と酸解離性化合物等をラジカル開始剤を用いて共重合することで目的のポリマー成分を得ることができる。 When the anion portion of the onium salt is a polymer component bound to a part of the polymer, for example, the synthesis method shown below can be used. First, the sulfonium salt ((10e) or (11f) or iodonium salt (12 g) is salt-exchanged with a commercially available or optionally synthesized sulfonate having a polymerizable functional group to obtain an onium salt ( Then, the polymerizable onium salt thus obtained and an acid dissociable compound or the like are copolymerized using a radical initiator to obtain the desired polymer component.

Figure 0007249198000015
Figure 0007249198000015

目的とするオニウム塩がL又はLがアルケニレン基を有している場合、例えば、下記に示す合成方法が挙げられる。R13基又はR14基を有するアセチル化合物(b)とアルデヒド化合物(c)を水酸化ナトリウムを用いて、アルドール反応させることで不飽和ケトン化合物(d)を得る。
下記式(b)におけるR14基は、置換しても良いアミノ基又はR14基が結合するアリール基とヘテロ環構造を形成したものである。そのようなアセチル化合物(b)は容易に入手可能又は随時合成可能である。
次いで、前記不飽和ケトン化合物とR11基とR12基を有するスルホキシド体をメタンスルホン酸等の強酸と脱水剤を用いて反応させることでスルホニウム塩を得る。その後、酸触媒とアルコール(R15OH)を用いてカルボニル基をアセタール化することで目的とするスルホニウム塩を得ることができる。
When the desired onium salt has an alkenylene group in L 4 or L 5 , for example, the synthesis method shown below can be mentioned. An unsaturated ketone compound (d) is obtained by subjecting an acetyl compound (b) having an R 13 group or an R 14 group and an aldehyde compound (c) to an aldol reaction using sodium hydroxide.
The R 14 group in the following formula (b) forms a heterocyclic structure with an optionally substituted amino group or an aryl group to which the R 14 group is bonded. Such acetyl compounds (b) are readily available or can be synthesized at will.
Next, the unsaturated ketone compound and the sulfoxide compound having R11 and R12 groups are reacted with a strong acid such as methanesulfonic acid and a dehydrating agent to obtain a sulfonium salt. After that, the target sulfonium salt can be obtained by acetalizing the carbonyl group using an acid catalyst and an alcohol (R 15 OH).

Figure 0007249198000016
Figure 0007249198000016

<3>組成物
本発明のひとつの態様は、上記光酸発生剤(A)と、酸反応性化合物を含む組成物に関する。好ましくは、組成物はさらに酸拡散抑制剤を含む。
<3> Composition One aspect of the present invention relates to a composition containing the photoacid generator (A) and an acid-reactive compound. Preferably, the composition further comprises an acid diffusion inhibitor.

(光酸発生剤)
本発明のひとつの態様の組成物中の上記光酸発生剤の含有量は、該光酸発生剤を除くレジスト組成物成分100質量部に対し0.1~50質量部であることが好ましく、1~30質量部であることがより好ましく、3~15質量部であることがさらに好ましい。
(Photoacid generator)
The content of the photoacid generator in the composition of one embodiment of the present invention is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist composition components excluding the photoacid generator. It is more preferably 1 to 30 parts by mass, even more preferably 3 to 15 parts by mass.

上記光酸発生剤の含有量の算出において、有機溶剤はレジスト組成物成分100質量部中に含まないこととする。 In calculating the content of the photoacid generator, the organic solvent is not included in 100 parts by mass of the resist composition components.

上記光酸発生剤が一つの単位として樹脂に含まれる場合、つまり上記光酸発生剤がポリマー成分である場合は、ポリマー主鎖を除いた質量基準とする。また、上記光酸発生剤がポリマー成分であって、且つ、後述の一般式(5a)~(5b)で表される単位(以下、「単位C」ともいう)及び上記一般式(4a)~(4d)で表される単位(以下、「単位B」ともいう)からなる群より選択される少なくとも1つの単位と共に同一ポリマーの単位として含まれる場合、上記光酸発生剤として作用する単位(以下、「単位A」ともいう)は、ポリマー全単位中、0.1~40モル%であることが好ましく、1~30モル%であることがより好ましく、3~20モル%であることがさらに好ましい。
上記レジスト組成物には上記光酸発生剤を、ポリマー成分及び低分子量成分問わず、単独又は2種以上を混合してもよく、その他の光酸発生剤と併用してもよい。
When the photoacid generator is contained in the resin as one unit, that is, when the photoacid generator is a polymer component, the weight is based on the weight excluding the main chain of the polymer. In addition, the photoacid generator is a polymer component, and units represented by general formulas (5a) to (5b) described later (hereinafter also referred to as "unit C") and general formulas (4a) to When it is included as a unit of the same polymer together with at least one unit selected from the group consisting of units represented by (4d) (hereinafter also referred to as "unit B"), the unit acting as the photoacid generator (hereinafter referred to as , also referred to as “unit A”) is preferably 0.1 to 40 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, and further preferably 3 to 20 mol% of the total polymer units. preferable.
In the resist composition, the photoacid generator may be used alone or in combination of two or more, regardless of whether it is a polymer component or a low-molecular-weight component, and may be used in combination with other photoacid generators.

上記オニウム塩を含有する光酸発生剤以外のその他の光酸発生剤としては、汎用的なイオン性光酸発生剤と非イオン性光酸発生剤が挙げられる。イオン性光酸発生剤としては、例えば、上記以外のヨードニウム塩及びスルホニウム塩等のオニウム塩化合物が挙げられる。非イオン性光酸発生剤としてはN-スルホニルオキシイミド化合物、オキシムスルホネート化合物、有機ハロゲン化合物及びスルホニルジアゾメタン化合物等が挙げられる。
上記オニウム塩を含有する光酸発生剤以外の光酸発生剤を含む場合、その含有量は光酸発生剤総量を除くレジスト組成物成分100質量部に対し0.1~50質量部であることが好ましい。
Photoacid generators other than the photoacid generator containing the onium salt include general-purpose ionic photoacid generators and nonionic photoacid generators. Examples of the ionic photoacid generator include onium salt compounds such as iodonium salts and sulfonium salts other than the above. Nonionic photoacid generators include N-sulfonyloxyimide compounds, oxime sulfonate compounds, organic halogen compounds and sulfonyldiazomethane compounds.
When a photoacid generator other than the photoacid generator containing the above onium salt is included, the content is 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist composition components excluding the total amount of the photoacid generator. is preferred.

(酸反応性化合物)
上記酸反応性化合物は、酸により脱保護する保護基を有する化合物、酸により重合する重合性基を有する化合物、及び、酸により架橋作用を有する架橋剤からなる群より選択される少なくともいずれかであることが好ましい。
酸により脱保護する保護基を有する化合物とは、酸によって保護基が脱保護することにより極性基を生じ、現像液に対する溶解性が変化する化合物である。例えばアルカリ現像液等を用いる水系現像の場合、アルカリ現像液に対して不溶性であるが、露光により上記光酸発生剤から発生する酸によって露光部において上記保護基が上記化合物から脱保護することにより、アルカリ現像液に対して可溶となる化合物である。
(acid-reactive compound)
The acid-reactive compound is at least one selected from the group consisting of a compound having a protective group that is deprotected by an acid, a compound having a polymerizable group that is polymerized by an acid, and a cross-linking agent having a cross-linking action by an acid. Preferably.
A compound having a protective group that can be deprotected by an acid is a compound whose protective group is deprotected by an acid to generate a polar group and change its solubility in a developer. For example, in the case of aqueous development using an alkaline developer or the like, the protective group is insoluble in the alkaline developer, but the protective group is deprotected from the compound in the exposed area by the acid generated from the photoacid generator upon exposure. , is a compound that becomes soluble in an alkaline developer.

本発明のひとつの態様は、上記酸反応性化合物は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂(B)であることが特に好ましい。
(樹脂(B))
上記樹脂(B)は、酸により脱保護する保護基を有する上記(4a)~(4d)で表される単位Bの少なくともいずれかを有するものである。
上記単位Bは、酸により脱保護する保護基を有する、樹脂(B)に含まれる単位であり、酸によって保護基が脱保護することにより極性基を生じ、現像液に対する溶解性が変化する単位である。例えばアルカリ現像液等を用いる水系現像の場合、アルカリ現像液に対して不溶性であるが、露光により上記光酸発生剤から発生する酸によって露光部において上記保護基が上記単位Bから脱保護することにより、アルカリ現像液に対して可溶となる化合物である。
In one aspect of the present invention, it is particularly preferred that the acid-reactive compound is a resin (B) whose solubility in a developer changes under the action of acid.
(Resin (B))
The resin (B) has at least one of the units B represented by the above (4a) to (4d) having a protective group that can be deprotected by an acid.
The above unit B is a unit contained in the resin (B) having a protective group that is deprotected by an acid, and a unit in which the protective group is deprotected by an acid to generate a polar group and change the solubility in a developer. is. For example, in the case of aqueous development using an alkaline developer or the like, the protective group is deprotected from the unit B in the exposed area by the acid generated from the photoacid generator upon exposure, although it is insoluble in the alkaline developer. It is a compound that becomes soluble in an alkaline developer.

本発明においては、アルカリ現像液に限定されず、水系中性現像液又は有機溶剤現像液であってもよい。そのため、有機溶剤現像液を用いる場合は、酸により脱保護する保護基を有する化合物は、露光により上記光酸発生剤から発生する酸によって露光部において上記保護基が上記化合物から脱保護して極性基を生じ、有機溶剤現像液に対して溶解性が低下する化合物である。 In the present invention, the developer is not limited to an alkaline developer, and may be an aqueous neutral developer or an organic solvent developer. Therefore, when an organic solvent developer is used, a compound having a protective group that can be deprotected by an acid is deprotected from the compound in the exposed area by the acid generated from the photoacid generator upon exposure. It is a compound that produces a group and lowers the solubility in an organic solvent developer.

上記極性基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基及びスルホ基等が挙げられる。これらの中でも構造中に-OHを有する極性基が好ましく、ヒドロキシ基又はカルボキシ基が好ましい。
酸で脱保護する保護基の具体例としては、カルボキシ基と第3級アルキルエステル基を形成する基;アルコキシアセタール基;テトラヒドロピラニル基;シロキシ基及びベンジロキシ基等が挙げられる。該保護基を有する化合物として、これら保護基がペンダントしたスチレン骨格、メタクリレート又はアクリレート骨格を有する化合物等が好適に用いられる。
Examples of the polar group include a hydroxy group, a carboxy group, an amino group and a sulfo group. Among these, a polar group having —OH in the structure is preferred, and a hydroxy group or a carboxy group is preferred.
Specific examples of protective groups that can be deprotected with an acid include groups that form tertiary alkyl ester groups with carboxy groups; alkoxyacetal groups; tetrahydropyranyl groups; siloxy groups and benzyloxy groups. As the compound having the protective group, a compound having a styrene skeleton, a methacrylate or an acrylate skeleton to which these protective groups are pendant, and the like are preferably used.

上記樹脂(B)は、酸により脱保護する保護基を有する単位Bを有するポリマー成分に代えて、保護基含有低分子化合物であってもよい。 The resin (B) may be a protective group-containing low-molecular-weight compound instead of a polymer component having a unit B having a protective group that can be deprotected by acid.

上記保護基含有低分子化合物は、上記樹脂(B)と同様に、上記(4a)~(4d)で表される単位の少なくともいずれかを有するものである。 The protective group-containing low-molecular-weight compound has at least one of the units represented by (4a) to (4d), as in the resin (B).

上記式(4a)~(4d)中、Rは水素原子、アルキル基及びハロゲン化アルキル基からなる群より選択されるいずれかである。
上記アルキル基としては、例えばメチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられ、これらの水素原子の一部がハロゲンに置換されていてもよい。その中でも特に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基であることが好ましい。
In formulas (4a) to (4d) above, R 1 is any one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a halogenated alkyl group.
Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isopropyl, t-butyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, and cyclohexyl groups, and some of these hydrogen atoms are halogen may be replaced with Among them, a hydrogen atom, a methyl group, and a trifluoromethyl group are particularly preferred.

上記一般式(4a)~(4d)中、下記式(a-1)又は(a-2)で示される部位は酸により脱保護する保護基(以下、「酸不安定性基」ともいう)であり、酸の作用で分解してカルボン酸又はフェノール性水酸基を生成して現像液に対する溶解性が変化する。
なお、下記式(a-1)及び(a-2)における破線は、上記式(4a)~(4d)中のL又は酸素原子との結合部を示す。下記式(a-1)及び(a-2)におけるR~R7は上記一般式(4a)~(4d)におけるR~R7と同じ選択肢から選択されることが好ましい。
In the above general formulas (4a) to (4d), the sites represented by the following formulas (a-1) or (a-2) are protecting groups that are deprotected by acid (hereinafter also referred to as "acid-labile groups"). It is decomposed by the action of acid to form carboxylic acid or phenolic hydroxyl groups, which changes the solubility in the developer.
The dashed lines in the following formulas (a-1) and (a-2) indicate the bond with L1 or the oxygen atom in the above formulas (4a) to (4d). R 2 to R 7 in formulas (a-1) and (a-2) below are preferably selected from the same options as R 2 to R 7 in formulas (4a) to (4d) above.

Figure 0007249198000017
Figure 0007249198000017

上記式(a-1)中、R及びRは独立して各々に直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソプロピル、t-ブチル、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、アダマンタン-1-イル基、アダマンタン-2-イル基、ノルボルナン-1-イル基及びノルボルナン-2-イル基等のアルキル基等が挙げられる。 In the above formula (a-1), R 2 and R 3 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isopropyl, t-butyl , cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, adamantan-1-yl group, adamantan-2-yl group, norbornan-1-yl group and norbornan-2-yl group.

は置換基を有してもよい直鎖、分岐、又は環状のアルキル基であり、アルキル基としてはRのアルキル基のそれぞれと同じ選択肢から選択され、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換されていてもよい。前記R、R、及びRは単結合で直接に又はメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して環構造を形成してもよい。 R4 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, the alkyl group is selected from the same options as the alkyl groups for R2 , and some of these hydrogen atoms are It may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, an oxo group, an amino group, an alkylamino group, or the like. The above R 5 , R 6 and R 7 may form a ring structure with a single bond either directly or through any one selected from the group consisting of methylene groups.

上記式(a-2)中、R及びRは独立して各々に、水素原子、及び、直鎖又は環状のアルキル基であり、アルキル基としてはRのアルキル基のそれぞれと同じ選択肢から選択される。 In formula (a-2) above, R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom and a linear or cyclic alkyl group, and the alkyl group is the same as the alkyl group for R 2 . is selected from

は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、アルキル基としてはRのアルキル基のそれぞれと同じ選択肢から選択され、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換されていてもよい。前記R、R及びRは単結合で直接に又はメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して環構造を形成してもよい。 R 7 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, and the alkyl group is selected from the same options as the alkyl group for R 2 , and some of these hydrogen atoms are hydroxyl groups. , an alkoxy group, an oxo group, an amino group, an alkylamino group, or the like. R 5 , R 6 and R 7 may form a ring structure with a single bond either directly or through any one selected from the group consisting of methylene groups.

上記式(a-1)及び(a-2)として具体的に、下記に示す構造が例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Specific examples of the above formulas (a-1) and (a-2) include the structures shown below. However, the invention is not so limited.

Figure 0007249198000018
Figure 0007249198000018

上記一般式(4c)~(4d)におけるRは、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかである。これらは、R13のそれぞれと同じ選択肢から選択される。 R 8 in the above general formulas (4c) to (4d) is an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group and a halogen Any one selected from the group consisting of atoms. These are selected from the same options as each of R13 .

上記一般式(4a)~(4d)におけるLは、直接結合、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、置換基を有してもよい直鎖、分岐若しくは環状のアルキレンカルボニルオキシ基又はアルキレンカルボニルアミノ基であり、カルボニルオキシ基又はカルボニルアミノ基が上記酸不安定性基と結合する。
上記式(4a)~(4d)中、lは1~2の整数であり、mは、lが1のとき0~4、lが2のとき0~6の整数であり、nは、lが1のとき1~5、lが2のとき1~7の整数であり、m+nは、lが1のとき1~5であり、lが2のとき1~7である。
L 6 in the above general formulas (4a) to (4d) is a direct bond, a carbonyloxy group, a carbonylamino group, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkylenecarbonyloxy group or an alkylenecarbonylamino group. and a carbonyloxy group or a carbonylamino group is bonded to the acid-labile group.
In the above formulas (4a) to (4d), l is an integer of 1 to 2, m is an integer of 0 to 4 when l is 1, and 0 to 6 when l is 2, and n is l is 1, it is an integer of 1 to 5; when l is 2, it is an integer of 1 to 7; when l is 1, m+n is 1 to 5;

上記一般式(4a)~(4d)で表される単位Bとして、具体的に下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Specific examples of units B represented by formulas (4a) to (4d) are shown below. However, the invention is not so limited.

Figure 0007249198000019
Figure 0007249198000019

上記樹脂(B)に代えて又は加えて、酸により重合する重合性基を有する化合物及び/又は酸により架橋作用を有する架橋剤を組成物に含有させてもよい。酸により重合する重合性基を有する化合物とは、酸によって重合することにより現像液に対する溶解性を変化させる化合物である。例えば水系現像の場合、水系現像液に対して可溶である化合物に対して作用し、重合後に該化合物を水系現像液に対して溶解性を低下させるものである。具体的には、エポキシ基、ビニルオキシ基及びオキセタニル基等を有する化合物が挙げられる。 Instead of or in addition to the resin (B), the composition may contain a compound having a polymerizable group capable of being polymerized by an acid and/or a cross-linking agent having a cross-linking action by an acid. A compound having a polymerizable group that is polymerized by an acid is a compound that changes solubility in a developer by being polymerized by an acid. For example, in the case of aqueous development, it acts on a compound soluble in an aqueous developer to reduce the solubility of the compound in the aqueous developer after polymerization. Specific examples include compounds having an epoxy group, a vinyloxy group, an oxetanyl group, and the like.

酸により重合する重合性基を有する化合物は、重合性低分子化合物であっても、重合性基を有する単位含有ポリマー成分であってもよい。
酸により架橋作用を有する架橋剤とは、酸によって架橋することにより現像液に対する溶解性を変化させる化合物である。例えば水系現像の場合、水系現像液に対して可溶である化合物に対して作用し、重合後又は架橋後に該化合物を水系現像液に対して溶解性を低下させるものである。具体的には、エポキシ基、ビニルオキシ基、1-アルコキシアミノ基及びオキセタニル基等の架橋性基を有する架橋剤が挙げられる。該化合物が架橋作用を有する架橋剤であるとき、架橋する相手の化合物、つまり架橋剤と反応して現像液に対する溶解性が変化する化合物としては、フェノール性水酸基を有する化合物等が挙げられる。
The compound having a polymerizable group that is polymerized by an acid may be a polymerizable low-molecular-weight compound or a unit-containing polymer component having a polymerizable group.
A cross-linking agent having a cross-linking action with an acid is a compound that changes the solubility in a developer by cross-linking with an acid. For example, in the case of aqueous development, it acts on a compound soluble in an aqueous developer to reduce the solubility of the compound in the aqueous developer after polymerization or crosslinking. Specific examples include cross-linking agents having cross-linkable groups such as epoxy groups, vinyloxy groups, 1-alkoxyamino groups and oxetanyl groups. When the compound is a cross-linking agent having a cross-linking action, examples of the compound to be cross-linked, that is, the compound that reacts with the cross-linking agent to change the solubility in the developer include compounds having a phenolic hydroxyl group.

酸により架橋作用を有する化合物は、架橋性低分子化合物であっても、架橋性基を有する単位含有ポリマー成分であってもよい。
上記樹脂(B)は、上記式(4a)~(4d)で表される単位Bの少なくともいずれかに加えて、レジスト組成物において通常用いられているその他の単位をポリマー成分に含有させてもよい。その他の単位としては、例えば、ラクトン骨格、スルトン骨格、スルホラン骨格及びラクタム骨格等からなる群より選択される少なくともいずれかの骨格を有する単位;エーテル構造、エステル構造、アセタール構造、及びヒドロキシ基を有する構造等からなる群より選択される少なくともいずれかの構造を有する単位;ヒドロキシアリール基含有単位;等が挙げられる。さらに、樹脂(B)は上記単位Aを含有しても良い。
The compound having a cross-linking action with an acid may be a cross-linkable low-molecular-weight compound or a unit-containing polymer component having a cross-linkable group.
In addition to at least one of the units B represented by the formulas (4a) to (4d), the resin (B) may contain other units commonly used in resist compositions in the polymer component. good. Other units include, for example, units having at least one skeleton selected from the group consisting of a lactone skeleton, a sultone skeleton, a sulfolane skeleton, a lactam skeleton, and the like; units having at least one structure selected from the group consisting of structures, etc.; hydroxyaryl group-containing units; and the like. Furthermore, the resin (B) may contain the unit A described above.

上記樹脂(B)は、上記単位Bを含むホモポリマーとして、又は、上記単位Bと、上記単位A及び後述する一般式(5a)~(5b)からなる群より選択される少なくとも1つの単位Cと、を有するコポリマーとして、組成物に含まれていてもよい。樹脂(B)がコポリマーである場合、上記樹脂(B)における上記単位Bは、ポリマー全単位中、3~50モル%であることが好ましく、5~35モル%であることがより好ましく、7~30モル%であることがさらに好ましい。 The resin (B) is a homopolymer containing the unit B, or at least one unit C selected from the group consisting of the unit B, the unit A, and general formulas (5a) to (5b) described later. and may be included in the composition as a copolymer having When the resin (B) is a copolymer, the unit B in the resin (B) is preferably 3 to 50 mol%, more preferably 5 to 35 mol%, of the total polymer units. More preferably ~30 mol%.

(樹脂(C))
本発明のひとつの態様においては、組成物が、下記式(5a)~(5b)で表される単位Cを1種類以上含む樹脂(C)を含むか、又は、上記樹脂(B)が上記単位Cの少なくともいずれかをさらに含むことが好ましい。
(Resin (C))
In one aspect of the present invention, the composition contains a resin (C) containing one or more units C represented by the following formulas (5a) to (5b), or the resin (B) is the above At least one of the units C is preferably further included.

Figure 0007249198000020
Figure 0007249198000020

上記式(5a)及び(5b)中、R、R及びLは独立して各々、上記式(4a)~(4d)のR、R及びLの各々と同じ選択肢から選択される。
は、-C(O)-O-、-SO-及び-O-SO-からなる群より選択される少なくともいずれかを含む環式基である。
pは0~4の整数であり、qは1~5の整数である。
上記環式基としては、ラクトン骨格;スルトン骨格;スルホラン骨格を含有する基等が挙げられる。
In formulas (5a) and (5b) above, R 1 , R 8 and L 6 are each independently selected from the same options as each of R 1 , R 8 and L 6 in formulas (4a) to (4d) above. be done.
R 9 is a cyclic group containing at least one selected from the group consisting of -C(O)-O-, -SO 2 - and -O-SO 2 -.
p is an integer of 0-4 and q is an integer of 1-5.
Examples of the cyclic group include groups containing a lactone skeleton, a sultone skeleton, and a sulfolane skeleton.

上記式(5a)~(5b)で表される単位Cは、上記単位A及び/又は上記式(4a)~(4d)で表される少なくともいずれかを単位Bとして含むコポリマーに含まれていてもよく、また、別のポリマーの単位であってもよい。
上記式(5a)で表される単位はヒドロキシアリール基含有単位(以下、「単位C1」ともいう)であり、上記式(5b)で表される単位はラクトン骨格;スルトン骨格;スルホラン骨格含有単位(以下、「単位C2」ともいう)である。
The unit C represented by the formulas (5a) to (5b) is contained in a copolymer containing at least one of the units A and/or the units B represented by the formulas (4a) to (4d). may also be units of another polymer.
The unit represented by the above formula (5a) is a hydroxyaryl group-containing unit (hereinafter also referred to as "unit C1"), and the unit represented by the above formula (5b) is a lactone skeleton; a sultone skeleton; a sulfolane skeleton-containing unit. (hereinafter also referred to as “unit C2”).

ヒドロキシアリール基含有単位C1を有するポリマーを用いた場合、上記光酸発生剤が分解する際の水素源となり得、酸発生効率をより向上させることができ、高感度となるため好ましい。また、ヒドロキシアリール基含有単位C1を有するポリマーはイオン化ポテンシャルが低いため、後述する第1活性エネルギー線に電子線又は極端紫外線(EUV)を用いる場合、2次電子を生成しやすく、上記光酸発生剤の酸発生効率を向上させ、高感度となるため好ましい。 When a polymer having hydroxyaryl group-containing units C1 is used, it can serve as a hydrogen source when the photoacid generator decomposes, and the acid generation efficiency can be further improved, resulting in high sensitivity, which is preferable. In addition, since the polymer having a hydroxyaryl group-containing unit C1 has a low ionization potential, when an electron beam or extreme ultraviolet (EUV) is used as the first active energy beam described later, secondary electrons are easily generated, and the photoacid generation It is preferable because it improves the acid generation efficiency of the agent and provides high sensitivity.

上記ヒドロキシアリール基含有単位C1は下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 Examples of the hydroxyaryl group-containing unit C1 are shown below. However, the invention is not so limited.

Figure 0007249198000021
Figure 0007249198000021

上記ヒドロキシアリール基含有単位C1が、上記単位A及び上記単位Bからなる群より選択される少なくとも1つと共に同一ポリマーの単位として含まれる場合、上記ヒドロキシアリール基含有単位C1は、水系現像のポジ型レジスト組成物用ではポリマー全単位中、3~90モル%であることが好ましく、5~80モル%であることがより好ましく、7~70モル%であることがさらに好ましい。水系現像のネガ型レジスト組成物用ではポリマー全単位中、60~99モル%であることが好ましく、70~98モル%であることがより好ましく、75~98モル%であることがさらに好ましい。 When the hydroxyaryl group-containing unit C1 is included as a unit of the same polymer together with at least one selected from the group consisting of the unit A and the unit B, the hydroxyaryl group-containing unit C1 is a positive type for aqueous development. For resist compositions, the content is preferably 3 to 90 mol %, more preferably 5 to 80 mol %, even more preferably 7 to 70 mol %, based on the total polymer units. In the case of a negative resist composition for aqueous development, the content is preferably 60 to 99 mol%, more preferably 70 to 98 mol%, even more preferably 75 to 98 mol%, based on the total polymer units.

ラクトン骨格;スルトン骨格;スルホラン骨格含有単位C2は下記に示すものが例示できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。 The lactone skeleton, sultone skeleton, and sulfolane skeleton-containing unit C2 are exemplified below. However, the invention is not so limited.

Figure 0007249198000022
Figure 0007249198000022

単位C2としてスルトン骨格含有単位又はスルホラン骨格含有単位を用いた場合、第1活性エネルギー線として電子線又は極端紫外線(EUV)照射によってイオン化することで酸を発生するため、本発明のいくつかの態様におけるオニウム塩のアセタールの脱保護反応に寄与して第2活性エネルギー線に吸収を持つケトン誘導体をより多く生成できる。また、上記単位Bを含む樹脂(B)との反応による極性変換にも寄与して樹脂の現像液に対する溶解性がより変化することで、高感度となるため好ましい。 When a sultone skeleton-containing unit or a sulfolane skeleton-containing unit is used as the unit C2, an acid is generated by ionization by electron beam or extreme ultraviolet (EUV) irradiation as the first active energy ray. can contribute to the deprotection reaction of the onium salt acetal in and produce more ketone derivatives having absorption in the second active energy ray. In addition, it is preferable because it contributes to polarity conversion due to the reaction with the resin (B) containing the above unit B, and the solubility of the resin in the developer is further changed, resulting in high sensitivity.

単位C2としてラクトン骨格含有単位、スルトン骨格含有単位;スルホラン骨格含有単位が、上記単位A及び上記単位Bからなる群より選択される少なくとも1つと共に同一ポリマーの単位として含まれる場合、上記単位C2はポリマー全単位中、3~70モル%であることが好ましく、5~50モル%であることがより好ましく、7~40モル%であることがさらに好ましい。 When the unit C2 includes a lactone skeleton-containing unit, a sultone skeleton-containing unit, and a sulfolane skeleton-containing unit together with at least one selected from the group consisting of the unit A and the unit B as units of the same polymer, the unit C2 is It is preferably 3 to 70 mol %, more preferably 5 to 50 mol %, even more preferably 7 to 40 mol % of the total polymer units.

本発明のひとつの態様の組成物において、上記単位A、上記単位B、及び上記単位C以外に、その他の化合物を同一ポリマーの単位として樹脂(B)及び/又は樹脂(C)に含んでいてもよい。その他の化合物としては、ArFリソグラフィ、KrF リソグラフィ、電子線リソグラフィ、EUVリソグラフィ等の樹脂組成物として一般的に使用されている化合物であれば特に限定されない。 In the composition of one aspect of the present invention, in addition to the above unit A, the above unit B, and the above unit C, other compounds are included in the resin (B) and/or the resin (C) as units of the same polymer. good too. Other compounds are not particularly limited as long as they are compounds generally used as resin compositions for ArF lithography, KrF 2 lithography, electron beam lithography, EUV lithography, and the like.

(スルホン若しくはスルホン酸エステルを含む低分子化合物、又は、ポリマー)
本発明のひとつの態様の組成物は、スルホン若しくはスルホン酸エステルを含む低分子化合物、又は、ポリマーを含んでいても良い。
(Low-molecular-weight compound containing sulfone or sulfonic acid ester, or polymer)
The composition of one embodiment of the invention may contain a low molecular weight compound or polymer containing a sulfone or sulfonate ester.

上記スルホン又はスルホン酸エステルとしては、特に制限はないが直鎖、分岐若しくは環状のアルキル、又は、アリール基を有するものが好ましい。アルキル又はアリール基の一部又はすべての水素原子がフッ素原子に置換されたものがさらに好ましい。当該化合物が含まれることで電子線又は極端紫外線の照射によりイオン化することで酸を発生するため、レジストの感度を上げることが出来る。
スルホン又はスルホン酸エステルを含む化合物の含有量は光酸発生剤総量を除くレジスト組成物成分100質量部に対し0.1~50質量部であることが好ましい。
The above sulfone or sulfonic acid ester is not particularly limited, but preferably has a linear, branched or cyclic alkyl or aryl group. More preferably, some or all of the hydrogen atoms in the alkyl or aryl group are substituted with fluorine atoms. When the compound is contained, it is ionized by irradiation with an electron beam or extreme ultraviolet rays to generate an acid, so that the sensitivity of the resist can be increased.
The content of the compound containing sulfone or sulfonic acid ester is preferably 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the resist composition components excluding the total amount of the photoacid generator.

上記スルホン又はスルホン酸エステルを含む化合物として具体的にはジメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、メチルフェニルスルホン、ジフェニルスルホン、フェニルトリフルオロメチルスルホン、ビス(4-フルオロフェニル)スルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸イソプロピル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸メチル、1,3-プロパンスルトン、1-プロペン1,3-スルトン、1,4-ブタンスルトン、1,2-ビス(トシルオキシ)エタン、1,8-ナフトスルトン、等であり、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of compounds containing sulfones or sulfonate esters include dimethylsulfone, isopropylmethylsulfone, methylphenylsulfone, diphenylsulfone, phenyltrifluoromethylsulfone, bis(4-fluorophenyl)sulfone, bis(phenylsulfonyl)methane, methyl methanesulfonate, isopropyl methanesulfonate, ethyl trifluoromethanesulfonate, methyl benzenesulfonate, 1,3-propanesultone, 1-propene 1,3-sultone, 1,4-butanesultone, 1,2-bis(tosyloxy ) ethane, 1,8-naphthosultone, and the like, each of which may be used alone or in combination of two or more.

(含フッ素はっ水ポリマー)
本発明のひとつの態様の組成物は、含フッ素はっ水ポリマーを含んでいても良い。
(Fluorine-containing water-repellent polymer)
The composition of one aspect of the present invention may contain a fluorine-containing water-repellent polymer.

上記含フッ素はっ水ポリマーとしては、特に制限はないが液浸露光プロセスに通常用いられるものが挙げられ、上記ポリマーよりもフッ素原子含有率が大きい方が好ましい。含フッ素はっ水ポリマーを含有した組成物を用いてレジスト膜を形成する場合に、含フッ素はっ水ポリマーのはっ水性に起因して、レジスト膜表面に上記含フッ素はっ水ポリマーを偏在化させることができる。
フッ素はっ水ポリマーのフッ素含有率としては、フッ素はっ水ポリマー中の炭化水素基における水素原子の25モル%以上がフッ素化されていることが好ましく、50モル%以上フッ素化されていることがより好ましい。
The fluorine-containing water-repellent polymer is not particularly limited, but includes those commonly used in the immersion exposure process, and preferably has a fluorine atom content higher than that of the above polymer. When a resist film is formed using a composition containing a fluorine-containing water-repellent polymer, the fluorine-containing water-repellent polymer is unevenly distributed on the surface of the resist film due to the water repellency of the fluorine-containing water-repellent polymer. can be made
As for the fluorine content of the fluorine water-repellent polymer, it is preferable that 25 mol % or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon groups in the fluorine water-repellent polymer are fluorinated, and 50 mol % or more is fluorinated. is more preferred.

組成物中のフッ素はっ水ポリマーの含有量としては、本発明のひとつの態様の上記ポリマー(該フッ素はっ水ポリマーでないもの)100質量部に対し、0.5~10質量部であることが、レジスト膜の疎水性が向上する点から好ましい。フッ素はっ水ポリマーは単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The content of the fluorine water-repellent polymer in the composition should be 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (not the fluorine water-repellent polymer) of one embodiment of the present invention. is preferable from the viewpoint of improving the hydrophobicity of the resist film. The fluorine water-repellent polymer may be used alone or in combination of two or more.

(光増感剤及びその前駆体)
本発明のひとつの態様の組成物は、光増感剤及びその前駆体を含んでいてもよい。以下、光増感剤及びその前駆体を合わせて「増感化合物」ともいう。
上記増感化合物としては、本発明のいくかの態様に係るオニウム塩の効果を低減しなければ特に制限はないが、チオキサントン誘導体及びそのアセタール化化合物、ベンゾフェノン誘導体及びそのアセタール化化合物、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体及びアルキルアルコール及びアリールアルコール等が挙げられる。
また、増感化合物として例えば下記一般式(7)で表される光増感剤前駆体を含んでいても良い。上記光増感剤前駆体が含まれることで、第1活性エネルギー線を照射することで上記光増感剤前駆体から光増感剤が生成し、その後、第2活性エネルギーを照射することで上記光増感剤と本発明のいくかの態様に係るオニウム塩との間で生じる増感反応を利用できるため、レジストの感度を上げることが出来ることから好ましい。
(Photosensitizer and its precursor)
The composition of one aspect of the invention may comprise a photosensitizer and its precursors. Hereinafter, the photosensitizer and its precursor are collectively referred to as a "sensitizing compound".
The sensitizing compound is not particularly limited as long as it does not reduce the effect of the onium salt according to some embodiments of the present invention, and includes thioxanthone derivatives and their acetalized compounds, benzophenone derivatives and their acetalized compounds, naphthalene derivatives, Examples include anthracene derivatives, alkyl alcohols and aryl alcohols.
Moreover, as a sensitizing compound, for example, a photosensitizer precursor represented by the following general formula (7) may be included. By containing the photosensitizer precursor, a photosensitizer is generated from the photosensitizer precursor by irradiating the first active energy ray, and then by irradiating the second active energy. Since the sensitization reaction that occurs between the photosensitizer and the onium salt according to some embodiments of the present invention can be utilized, the sensitivity of the resist can be increased, which is preferable.

Figure 0007249198000023
Figure 0007249198000023

上記式(7)中、Ar11及びAr12は、独立して各々に、置換基を有していてもよいフェニレン基であり、R21は、置換基を有していてもよいアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基からなる群より選択されるいずれかであり、Wは、硫黄原子、酸素原子及び直接結合からなる群より選択されるいずれかであり、R22は、置換基を有していてもよいアルキル基及びアリール基のいずれかであり、Yは、独立して各々に、酸素原子及び硫黄原子のいずれかであり、R23及びR24は、独立して各々に、置換基を有してもよい直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基並びにアラルキル基からなる群より選択されるいずれかであり、上記R23及びR24は、互いに結合して式中の2つのYと環構造を形成していてもよい。 In the above formula (7), Ar 11 and Ar 12 are each independently a phenylene group which may have a substituent, and R 21 is an alkylsulfanyl group which may have a substituent. , an arylsulfanyl group and an alkylsulfanylphenyl group, W is any one selected from the group consisting of a sulfur atom, an oxygen atom and a direct bond, and R 22 is a substituent Y is independently each either an oxygen atom or a sulfur atom, and R 23 and R 24 are each independently , a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and an aralkyl group which may have a substituent, and the above R 23 and R 24 are It may be bonded to each other to form a ring structure with two Y in the formula.

上記式(7)中のAr11及びAr12は、それぞれフェニレン基であり、それぞれR21以外又は-W-R22以外に置換基(以下、Ar11及びAr12の置換基を「第4置換基」という)を有していてもよい。なお、Ar11及びAr12は、合成の点から間接的に結合して環を形成していないことが好ましい。
上記第4置換基としては電子供与性基が挙げられる。該電子供与性基として具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシフェニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基等が挙げられる。第4置換基として、ポリエチレングリコール鎖(-(CO-)を有する長鎖アルコキシ基も挙げられる。また、第4置換基がAr11又はAr12のパラ位に結合する場合、OH基を第4置換基として有していてもよい。
Ar 11 and Ar 12 in the above formula (7) are each a phenylene group, and substituents other than R 21 or -WR 22 (hereinafter, the substituents of Ar 11 and Ar 12 are referred to as "fourth substituents group"). From the viewpoint of synthesis, Ar 11 and Ar 12 are preferably not indirectly bonded to form a ring.
An electron donating group is mentioned as said 4th substituent. Specific examples of the electron-donating group include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, alkoxyphenyl groups, alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups and alkylsulfanylphenyl groups. A fourth substituent also includes a long chain alkoxy group having a polyethylene glycol chain (-(CO 2 H 4 ) n -). Also, when the fourth substituent is bonded to the para-position of Ar 11 or Ar 12 , it may have an OH group as the fourth substituent.

なお、本発明において、Ar11又はAr12の「パラ位」等の置換位置は、上記式(7)中の2つのYとAr11とAr12と結合する4級炭素が結合する基に対する位置をいう。第4置換基だけでなく、他の基についても、「パラ位」等の置換位置の基準は上記4級炭素と結合する基に対する位置とする。
第4置換基としてのアルキル基、アルケニル基としては、上記式(1)におけるR11のアルキル基、アルケニル基と同様の選択肢から選択される。第4置換基としてのアルコキシ基としては、上記第1置換基におけるアルコキシ基(-OR)と同様の選択肢から選択される。
第4置換基としてのアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基としては、後述するR21のアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基と同様のものが挙げられる。
In the present invention, the substitution position such as the “para position” of Ar 11 or Ar 12 is the position relative to the group to which the quaternary carbons bonded to two Ys and Ar 11 and Ar 12 in the above formula (7) are bonded. Say. Not only for the fourth substituent but also for other groups, the standard of the substitution position such as "para position" is the position relative to the group bonded to the quaternary carbon.
The alkyl group and alkenyl group as the fourth substituent are selected from the same options as the alkyl group and alkenyl group for R 11 in formula (1) above. The alkoxy group as the fourth substituent is selected from the same options as those for the alkoxy group (--OR) in the first substituent.
The alkylsulfanyl group, arylsulfanyl group and alkylsulfanylphenyl group as the fourth substituent include those similar to the alkylsulfanyl group, arylsulfanyl group and alkylsulfanylphenyl group for R 21 described later.

第4置換基における上記アルキル基の任意のメチレン基が-C(=O)-基又は-O-C(=O)-基で置換された基であってもよい。ただし、-C(=O)-基及び-O-C(=O)-基は、上記4置換基において、Ar11及びAr12に直接結合しないことが好ましい。また、上記第4置換基において、-O-O、-S-S-及び-S-O-等のヘテロ原子の連続した繋がりを有しないことが好ましい。
第4置換基が、アルコキシ基、アルコキシフェニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基のときは、Ar11及びAr12であるフェニレン基のオルト位及び/又はパラ位に結合していることが好ましい。その際、置換基の数は3つ以下であることが好ましい。
Any methylene group of the alkyl group in the fourth substituent may be a group substituted with a -C(=O)- group or a -OC(=O)- group. However, the -C(=O)- group and the -OC(=O)- group are preferably not directly bonded to Ar 11 and Ar 12 in the above four substituents. In addition, in the above-mentioned fourth substituent, it is preferable that the heteroatoms such as —O—O, —S—S— and —S—O— are not connected continuously.
When the fourth substituent is an alkoxy group, an alkoxyphenyl group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group or an alkylsulfanylphenyl group, the phenylene group represented by Ar 11 and Ar 12 is bonded to the ortho and/or para positions of the phenylene group. preferably. In that case, the number of substituents is preferably three or less.

上記式(7)中のR21としては、置換基を有していてもよいアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基及びアルキルスルファニルフェニル基からなる群より選択されるいずれかである。
21のアルキルスルファニル基として具体的には、メチルスルファニル基、エチルスルファニル基、n-プロピルスルファニル基、n-ブチルスルファニル基等の炭素数1~20のアルキルスルファニル基が好ましく、炭素数1~12のアルキルスルファニル基がより好ましい。
21のアリールスルファニル基として具体的には、フェニルスルファニル基、ナフチルスルファニル基等が挙げられる。
R 21 in the above formula (7) is any one selected from the group consisting of optionally substituted alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups and alkylsulfanylphenyl groups.
Specifically, the alkylsulfanyl group for R 21 is preferably an alkylsulfanyl group having 1 to 20 carbon atoms such as methylsulfanyl group, ethylsulfanyl group, n-propylsulfanyl group, n-butylsulfanyl group, and 1 to 12 carbon atoms. is more preferred.
Specific examples of the arylsulfanyl group for R 21 include a phenylsulfanyl group and a naphthylsulfanyl group.

21のアルキルスルファニルフェニル基として具体的には、メチルスルファニルフェニル基、エチルスルファニルフェニル基、プロピルスルファニルフェニル基、ブチルスルファニルフェニル等の炭素数1~20のアルキルスルファニル基が結合したフェニル基が好ましく挙げられ、炭素数1~12のアルキルスルファニル基が結合したフェニル基がさらに好ましい。R21においてフェニレン基に結合するアルキルスルファニル基の置換位置としては特に制限はないが、パラ位であることが電子供与性と365nmのモル吸光係数を高める点から好ましい。上記R21は、Ar11であるフェニレン基のオルト位又はパラ位に結合していることが好ましい。 Specific examples of the alkylsulfanylphenyl group for R 21 preferably include a phenyl group to which an alkylsulfanyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methylsulfanylphenyl group, an ethylsulfanylphenyl group, a propylsulfanylphenyl group, and a butylsulfanylphenyl group are bonded. and more preferably a phenyl group to which an alkylsulfanyl group having 1 to 12 carbon atoms is attached. The substitution position of the alkylsulfanyl group bonded to the phenylene group in R 21 is not particularly limited, but the para-position is preferred from the viewpoint of increasing the electron-donating property and the molar absorption coefficient at 365 nm. The above R 21 is preferably bonded to the ortho- or para-position of the phenylene group Ar 11 .

上記式(7)中のR22としては、置換基を有していてもよいアルキル基及びアリール基のいずれかであり、上記R11のそれぞれと同様の選択肢から選択される。 R 22 in the above formula (7) is either an optionally substituted alkyl group or an aryl group, and is selected from the same options as for each of R 11 above.

上記式(7)中のR21及びR22は置換基を有していてもよく、該置換基(以下、R21及びR22の置換基を「第5置換基」という)としては、特に制限されないが、上記第4置換基に加え、電子吸引性基等が挙げられる。電子吸引性基としては、ニトロ基、スルホニル基等が挙げられる。上記R21又はR22に重合性基を導入し、これを重合したものを増感作用を付与したポリマーとして用いてもよく、第5置換基がポリマー主鎖を含む構成であってもよい。上記重合性基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、ビニル基等が挙げられる。 R 21 and R 22 in the above formula (7) may have a substituent, and the substituent (hereinafter, the substituent of R 21 and R 22 is referred to as a “fifth substituent”) is particularly Examples include, but are not limited to, an electron-withdrawing group in addition to the fourth substituent. A nitro group, a sulfonyl group, etc. are mentioned as an electron withdrawing group. A polymerizable group may be introduced into R 21 or R 22 above, and the polymer obtained by polymerizing the polymer may be used as the polymer imparted with a sensitizing effect, or the fifth substituent may include the main chain of the polymer. Examples of the polymerizable group include a (meth)acryloyloxy group, an epoxy group, and a vinyl group.

上記式(7)のWが酸素原子又は硫黄原子であるとき、上記WがAr12のオルト位又はパラ位であることが好ましい。上記Wが直接結合であるときは、上記WがAr12のオルト位又はパラ位であることが好ましい。 When W in the above formula (7) is an oxygen atom or a sulfur atom, it is preferred that the above W is at the ortho- or para-position of Ar 12 . When said W is a direct bond, said W is preferably at the ortho or para position of Ar 12 .

上記式(7)中のR21の総炭素数は特に制限はなく、R21が置換基を有する場合、総炭素数1~20であることが好ましい。上記式(7)中のR22の総炭素数は特に制限はなく、R22が置換基を有する場合、総炭素数1~20であることが好ましい。
なお、上記光増感剤前駆体がポリマーである場合、第5置換基となるポリマー主鎖を
含む部分を除いたR21及びR22の総炭素数が1~20であることが好ましい。
The total carbon number of R 21 in the above formula (7) is not particularly limited, and when R 21 has a substituent, the total carbon number is preferably 1-20. The total carbon number of R 22 in the above formula (7) is not particularly limited, and when R 22 has a substituent, it preferably has a total carbon number of 1-20.
When the photosensitizer precursor is a polymer, the total carbon number of R 21 and R 22 excluding the portion containing the polymer main chain serving as the fifth substituent is preferably 1-20.

Yは、独立して各々に、酸素原子及び硫黄原子のいずれかである。
23及びR24は、独立して各々に、置換基を有してもよい、直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基、並びに、アラルキル基からなる群より選択されるいずれかである。R23及びR24のアルキル基、アルケニル基としては、上記式(1)におけるR11のアルキル基、アルケニル基と同様の選択肢から選択される。
23及びR24のアルキニル基としては上記R23及びR24のアルキル基の一部が三重結合になったものから選択される。R23及びRのアラルキル基としては、上記R23及びR24のアルキル基の水素の一部が、フェニル基、ナフチル基等のアリール基で置換されているものから選択される。
Y is each independently either an oxygen atom or a sulfur atom.
R 23 and R 24 are independently selected from the group consisting of linear, branched or cyclic alkyl groups, alkenyl groups and alkynyl groups, and aralkyl groups, each of which may have a substituent. Either. The alkyl group and alkenyl group for R 23 and R 24 are selected from the same options as the alkyl group and alkenyl group for R 11 in formula (1) above.
The alkynyl group for R 23 and R 24 is selected from those in which part of the alkyl groups for R 23 and R 24 are triple bonds. The aralkyl group for R 23 and R 4 is selected from those in which some of the hydrogen atoms in the alkyl groups for R 23 and R 24 are substituted with aryl groups such as phenyl and naphthyl groups.

上記式(7)中のR23及びR24は置換基を有していてもよく、該置換基(以下、R23及びR24の置換基を「第6置換基」という)としては、特に制限されないが、上記第5置換基に加え、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等も挙げられる。
上記式(7)中のR23及びR24の総炭素数は特に制限はなく、上記光増感剤前駆体がポリマーの構成成分であってもよいが、R23又はR24が置換基を有する場合、それぞれ総炭素数1~20であることが好ましい。
R 23 and R 24 in the above formula (7) may have a substituent, and the substituent (hereinafter, the substituent of R 23 and R 24 is referred to as a “sixth substituent”) is particularly Although not limited, in addition to the above fifth substituent, aryl groups such as phenyl group and naphthyl group, and the like can also be mentioned.
The total carbon number of R 23 and R 24 in the above formula (7) is not particularly limited, and the photosensitizer precursor may be a constituent component of a polymer, but R 23 or R 24 may be a substituent. When it has, it is preferable that each has a total carbon number of 1 to 20.

上記R23及びR24は、互いに結合して式中の2つのYと環構造を形成していてもよい。
すなわち、本発明の一つの態様に係る光増感剤前駆体は下記式(8)で示される。下記式(8)において-R25-R26-は、-(CH-であることが好ましく、nは2以上の整数である。nは2以上であれば特に制限はないが、合成のしやすさから8以下であることが好ましい。R25及びR26は、上記式(7)におけるR23及びR24が互いに結合して環を形成したものに対応するものとする。
The above R 23 and R 24 may combine with each other to form a ring structure with two Y in the formula.
That is, the photosensitizer precursor according to one aspect of the present invention is represented by the following formula (8). In the following formula (8), -R 25 -R 26 - is preferably -(CH 2 ) n -, where n is an integer of 2 or more. Although n is not particularly limited as long as it is 2 or more, it is preferably 8 or less for ease of synthesis. R 25 and R 26 correspond to R 23 and R 24 in the above formula (7) combined to form a ring.

Figure 0007249198000024
Figure 0007249198000024

上記式(8)において、R25及びR26は、上記R23及びR24と同様の上記第6置換基を有していても良い。上記R23又はR24に重合性基を導入し、これを重合したものを増感作用を付与したポリマーとして用いても良い。
なお、R23及びR24の総炭素数は1~20であることが好ましい。上記光増感剤前駆体がポリマーである場合、第6置換基となるポリマー主鎖を含む部分を除いたR23及びR24の総炭素数が1~20であることが好ましい。
In formula (8) above, R 25 and R 26 may have the same sixth substituent as R 23 and R 24 above. A polymerizable group may be introduced into the above R 23 or R 24 , and a polymer obtained by polymerizing this may be used as a polymer imparted with a sensitizing action.
The total carbon number of R 23 and R 24 is preferably 1-20. When the photosensitizer precursor is a polymer, the total carbon number of R 23 and R 24 excluding the portion containing the polymer main chain serving as the sixth substituent is preferably 1-20.

上記光増感剤前駆体の酸処理後のもの、すなわち上記光増感剤前駆体が酸により脱保護された際に生成するカルボニル基を有する光増感剤は、365nmにおけるモル吸光係数が1.0×10cm/mol以上であることが好ましい。365nmにおけるモル吸光係数は高い方が好ましいが、1.0×1010cm/mol以下が現実的な値である。モル吸光係数を上記範囲とするには、光増感剤前駆体において、例えば、一つ以上のアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニルフェニル基、又は2つ以上のアルコキシ基若しくはアリールオキシ基を含む構成とすることが挙げられる。
本発明においてモル吸光係数は、溶媒としてクロロホルムを用い、UV-VIS吸光光度計により測定された365nmにおけるものである。
なお、本発明の一つの態様に係る光増感剤前駆体は、合成のしやすさ及び吸光特性の点から、光増感剤前駆体全体において、-Y-R23及び-Y-R24、又は、-Y-R25-R26-Y-以外のアルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルコキシフェニル基、アルキルスルファニルフェニル基、アルコキシ基及びアリールオキシ基からなる群から選ばれる基が4つ以下であることが好ましい。
After the acid treatment of the photosensitizer precursor, that is, the photosensitizer having a carbonyl group generated when the photosensitizer precursor is deprotected by acid has a molar absorption coefficient of 1 at 365 nm. It is preferably 0×10 5 cm 2 /mol or more. A higher molar extinction coefficient at 365 nm is preferable, but a realistic value is 1.0×10 10 cm 2 /mol or less. In order to make the molar extinction coefficient within the above range, the photosensitizer precursor contains, for example, one or more alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups, alkylsulfanylphenyl groups, or two or more alkoxy groups or aryloxy groups. A configuration including
In the present invention, the molar extinction coefficient is at 365 nm measured with a UV-VIS spectrophotometer using chloroform as a solvent.
In addition, the photosensitizer precursor according to one aspect of the present invention has -YR 23 and -YR 24 in the whole photosensitizer precursor in terms of ease of synthesis and light absorption characteristics or 4 or less groups selected from the group consisting of alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups, alkoxyphenyl groups, alkylsulfanylphenyl groups, alkoxy groups and aryloxy groups other than -YR 25 -R 26 -Y- is preferably

上記式(7)又は式(8)で表される光増感剤前駆体としては下記光増感剤前駆体が例示できる。下記例示中、括弧で示されたものはポリマー単位を表している。本発明のいくつかの態様における光増感剤前駆体はこれに限定されない。 Examples of the photosensitizer precursor represented by formula (7) or (8) include the following photosensitizer precursors. In the following examples, those shown in parentheses represent polymer units. Photosensitizer precursors in some embodiments of the present invention are not limited to this.

Figure 0007249198000025
Figure 0007249198000025

Figure 0007249198000026
Figure 0007249198000026

Figure 0007249198000027
Figure 0007249198000027

本発明の一つの態様に係る光増感剤前駆体の合成方法について説明する。本発明においてはこれに限定されない。
本発明の一つの態様に係る光増感剤前駆体が下記式(9)に示される構造の場合、例えば下記の方法により合成可能である。まず、-W-R22基を有するアルコキシベンゾイルクロリド、アルキルベンゾイルクロリド、チオアルコキシベンゾイルクロリド及びチオアルキルベンゾイルクロリド、並びに、これらのアルキル基がアリール基となったものからなる群より選択される1つと、R21基を有するハロゲン化ベンゼンとを用いて、グリニャール反応により反応させ、ベンゾフェノン誘導体を得る。次いで、該ベンゾフェノン誘導体と、アルコール及び必要に応じて脱水剤としてオルトギ酸トリアルキル(R23、R24=アルキル基)等のオルトエステルとを、0℃~還流温度で1~120時間反応させることにより、下記式(9)に示される誘導体を得ることができる。
A method for synthesizing a photosensitizer precursor according to one aspect of the present invention will now be described. The present invention is not limited to this.
When the photosensitizer precursor according to one aspect of the present invention has a structure represented by the following formula (9), it can be synthesized, for example, by the following method. First, one selected from the group consisting of alkoxybenzoyl chlorides, alkylbenzoyl chlorides, thioalkoxybenzoyl chlorides and thioalkylbenzoyl chlorides having —WR 22 groups, and those in which these alkyl groups are aryl groups; , with a benzene halide having an R 21 group, via a Grignard reaction to give the benzophenone derivative. Then, the benzophenone derivative is reacted with an alcohol and, if necessary, an orthoester such as trialkyl orthoformate (R 23 , R 24 =alkyl group) as a dehydrating agent at 0° C. to reflux temperature for 1 to 120 hours. can obtain a derivative represented by the following formula (9).

Figure 0007249198000028
Figure 0007249198000028

(その他の成分)
本発明のひとつの態様の組成物には、上記成分以外に必要により任意成分としてさらに、通常のレジスト組成物で用いられる酸拡散制御剤、界面活性剤、有機カルボン酸、有機溶剤、溶解抑制剤、安定剤及び色素、上記以外のポリマー等を組み合わせて含んでいてもよい。
(other ingredients)
In addition to the above components, the composition according to one aspect of the present invention may optionally further contain an acid diffusion control agent, a surfactant, an organic carboxylic acid, an organic solvent, and a dissolution inhibitor, which are used in ordinary resist compositions. , stabilizers and dyes, polymers other than those described above, and the like.

上記酸拡散制御剤は、光酸発生剤から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を制御する効果を奏する。そのため、得られるレジスト組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れたレジスト組成物が得られる。 The acid diffusion control agent has the effect of controlling the diffusion phenomenon of the acid generated from the photo-acid generator in the resist film and controlling undesirable chemical reactions in the non-exposed regions. Therefore, the storage stability of the obtained resist composition is further improved, and the resolution as a resist is further improved, and the line width change of the resist pattern due to the variation of the holding time from exposure to development can be suppressed. , a resist composition having excellent process stability can be obtained.

酸拡散制御剤としては、例えば、同一分子内に窒素原子を1個有する化合物、2個有する化合物、窒素原子を3個有する化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。また、酸拡散制御剤として、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基としては、例えば、露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物等が挙げられる。 Examples of the acid diffusion control agent include compounds having one nitrogen atom, compounds having two nitrogen atoms, compounds having three nitrogen atoms in the same molecule, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like. be done. As the acid diffusion control agent, a photodegradable base that is sensitized by exposure to generate a weak acid can also be used. Photodegradable bases include, for example, onium salt compounds and iodonium salt compounds which are decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability.

酸拡散制御剤として具体的には、特許3577743号、特開2001-215689号、特開2001-166476号、特開2008-102383号、特開2010-243773号、特開2011-37835号及び特開2012-173505号に記載の化合物が挙げられる。 Specifically, as the acid diffusion control agent, Japanese Patent No. 3577743, JP-A-2001-215689, JP-A-2001-166476, JP-A-2008-102383, JP-A-2010-243773, JP-A-2011-37835 and JP-A-2011-37835. compounds described in JP-A-2012-173505.

酸拡散制御剤の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対して0.01~10質量部であることが好ましく、0.03~5質量部であることがより好ましく、0.05~3質量部であることがさらに好ましい。
上記界面活性剤は、塗布性を向上させるために用いることが好ましい。界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマー等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対して0.0001~2質量部であることが好ましく、0.0005~1質量%であることがより好ましい。
The content of the acid diffusion control agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.03 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 0.05 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resist composition components. More preferably, it is 3 parts by mass.
The surfactant is preferably used to improve coatability. Examples of surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters. agents, fluorine-based surfactants, organosiloxane polymers, and the like.
The content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2 parts by mass, more preferably 0.0005 to 1% by mass, per 100 parts by mass of the resist composition components.

上記有機カルボン酸としては、脂肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、不飽和脂肪族カルボン酸、オキシカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ケトカルボン酸、安息香酸誘導体、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2-ナフトエ酸、1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸等を挙げることができる。電子線露光を真空化で行う際にはレジスト膜表面より揮発して描画チャンバー内を汚染してしまう恐れがあるので、好ましい有機カルボン酸としては、芳香族有機カルボン酸、その中でも例えば安息香酸、1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸が好適である。
有機カルボン酸の含有量は、レジスト組成物成分100質量部に対し、0.01~10質量部が好ましく、より好ましくは0.01~5質量部、更により好ましくは0.01~3質量部である。
Examples of the organic carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, unsaturated aliphatic carboxylic acids, oxycarboxylic acids, alkoxycarboxylic acids, ketocarboxylic acids, benzoic acid derivatives, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2 -naphthoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-3-naphthoic acid and the like. When electron beam exposure is performed in a vacuum, there is a risk of volatilization from the resist film surface and contamination of the writing chamber. 1-Hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-3-naphthoic acid are preferred.
The content of the organic carboxylic acid is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass, and still more preferably 0.01 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resist composition components. is.

有機溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、β-メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸シクロヘキシル、ジアセトンアルコール、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等が好ましい。これらの有機溶剤は単独又は組み合わせて用いられる。 Examples of organic solvents include ethylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether. Acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl β-methoxyisobutyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, toluene, xylene, cyclohexyl acetate, diacetone Alcohol, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N,N-dimethylacetamide, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like are preferred. These organic solvents are used alone or in combination.

レジスト組成物成分は、上記容器溶剤に溶解し、固形分濃度として、1~40質量%で溶解することが好ましい。より好ましくは1~30質量%、更に好ましくは3~20質量%である。このような固形分濃度の範囲とすることで、上記の膜厚を達成できる。 The resist composition components are preferably dissolved in the above-mentioned container solvent at a solid content concentration of 1 to 40% by mass. More preferably 1 to 30 mass %, still more preferably 3 to 20 mass %. By setting the solid content concentration in such a range, the above film thickness can be achieved.

本発明のひとつの態様のレジスト組成物がポリマーを含む場合、ポリマーは、重量平均分子量が2000~200000であることが好ましく、2000~50000であることがより好ましく、2000~15000であることがさらに好ましい。上記ポリマーの好ましい分散度(分子量分布)(Mw/Mn)は、感度の観点から、1.0~1.7であり、より好ましくは1.0~1.2である。上記ポリマーの重量平均分子量及び分散度は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。 When the resist composition of one aspect of the present invention contains a polymer, the polymer preferably has a weight average molecular weight of 2000 to 200000, more preferably 2000 to 50000, and further preferably 2000 to 15000. preferable. The preferred dispersity (molecular weight distribution) (Mw/Mn) of the polymer is 1.0 to 1.7, more preferably 1.0 to 1.2, from the viewpoint of sensitivity. The weight-average molecular weight and dispersity of the polymer are defined as polystyrene-equivalent values by GPC measurement.

本発明のひとつの態様の組成物は、上記組成物の各成分を混合することにより得られ、混合方法は特に限定されない。 A composition according to one aspect of the present invention is obtained by mixing each component of the above composition, and the mixing method is not particularly limited.

<4>デバイスの製造方法
本発明のひとつの態様は、上記組成物を基板上に塗布する等してレジスト膜を形成する工程と、上記レジスト膜に第1活性エネルギー線を照射す工程と、上記第1活性エネルギー線照射後のレジスト膜に第2活性エネルギー線を照射する工程と、上記第2活性エネルギー線照射後のレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法である。
<4> Device manufacturing method One aspect of the present invention includes the steps of forming a resist film by applying the composition onto a substrate, and irradiating the resist film with a first active energy ray; A method of manufacturing a device, comprising the steps of: irradiating a resist film after being irradiated with the first active energy ray with a second active energy ray; and developing the resist film after being irradiated with the second active energy ray to obtain a pattern. is.

本発明のひとつの形態は、上記組成物を用いて、レジスト膜を形成する工程と第1活性エネルギー線を照射する工程と第2活性エネルギーを照射する工程とパターンを形成する工程とを含み、個片化チップを得る前のパターンを有する基板の製造方法であってもよい。
本発明のひとつの形態は、上記組成物を用いて基板上に塗布膜を形成する工程と、第1活性エネルギー線及び第2活性エネルギー線を用いて、上記塗布膜を露光し、層間絶縁膜を得る工程とを含むデバイスの製造方法であってもよい。
One embodiment of the present invention includes the steps of forming a resist film, irradiating with a first active energy ray, irradiating with a second active energy, and forming a pattern using the above composition, It may be a method for manufacturing a substrate having a pattern before obtaining singulated chips.
One form of the present invention is a step of forming a coating film on a substrate using the above composition, exposing the coating film using a first active energy ray and a second active energy ray, and forming an interlayer insulating film. It may be a device manufacturing method including the step of obtaining

第1活性エネルギー線及び第2活性エネルギー線としては、本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩が、第2活性エネルギー線に顕著な吸収を持たなければ特に制限はないが、第1活性エネルギー線の波長は第2活性エネルギー線よりも短い、又は、光子若しくは粒子線のエネルギーが高いことが好ましい。下記に各活性エネルギー線を例示するが、第1活性エネルギー線の波長が第2活性エネルギー線よりも短い、又は、光子若しくは粒子線のエネルギーが高ければこれに限定されない。
第1活性エネルギー線としては、レジスト膜照射後に該レジスト膜中に酸等の活性種を発生させることができれば特に制限はないが、例えば、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、電子線又は極端紫外線(EUV)等が好ましく挙げられる。
The first active energy ray and the second active energy ray are not particularly limited as long as the onium salt according to some embodiments of the present invention does not have significant absorption in the second active energy ray. Preferably, the wavelength of the radiation is shorter than that of the second active energy radiation, or the energy of the photon or particle radiation is higher. Each actinic energy ray is exemplified below, but is not limited thereto if the wavelength of the first actinic energy ray is shorter than that of the second actinic energy ray, or if the energy of the photon or particle beam is high.
The first active energy ray is not particularly limited as long as it can generate active species such as acid in the resist film after irradiation of the resist film. Ultraviolet rays (EUV) are preferred.

第2活性エネルギー線としては、第1活性エネルギー線の照射後にレジスト膜中に発生した酸により、本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩のアセタール又はチオアセタール部分が脱保護して生成したケトン誘導体を活性化して酸等の活性種を発生させ得る光であればよい。例えば、KrFエキシマレーザ光、UV、可視光線等を意味し、特にUV光のうち365nm(i線)~436nm(g線)領域の光を用いることが好ましい。 As the second active energy ray, a ketone produced by deprotecting the acetal or thioacetal portion of the onium salt according to some embodiments of the present invention with an acid generated in the resist film after irradiation with the first active energy ray. Any light may be used as long as it can activate the derivative to generate an active species such as an acid. For example, it means KrF excimer laser light, UV, visible light, etc. Among UV light, it is particularly preferable to use light in the range of 365 nm (i-line) to 436 nm (g-line).

本発明のひとつの形態のデバイスの製造方法は、第1活性エネルギーを照射する工程と、第2活性エネルギー線を照射する工程との、の間に電熱線又はレーザーにより加熱する工程を有することが好ましい。この工程を有することで、オニウム塩の分解効率が向上し、さらなる感度向上につながり得る。加熱する工程はホットプレート等で実施することができ、デバイスの製造方法においてはプレベークの実施が該工程に相当する。 A method for manufacturing a device according to one aspect of the present invention may include a step of heating with a heating wire or laser between the step of irradiating with the first activation energy and the step of irradiating with the second activation energy ray. preferable. By having this step, the decomposition efficiency of the onium salt is improved, which can lead to further improvement in sensitivity. The heating step can be performed with a hot plate or the like, and in the device manufacturing method, the implementation of prebaking corresponds to this step.

上記基板としては、特に限定されず公知のものを用いることができる。例えば、シリコン、窒化シリコン、チタン、タンタル、パラジウム、銅、クロム、アルミニウム等の金属製の基板;ガラス基板;等が挙げられる。
本発明のひとつの態様において、LSI作成のための層間絶縁膜等を得るために用いるフォトリソグラフィ工程の露光に用いる活性エネルギー線としては、UV、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ光、電子線又は極端紫外線(EUV)等が好ましく挙げられる。
The substrate is not particularly limited, and known substrates can be used. Examples include metal substrates such as silicon, silicon nitride, titanium, tantalum, palladium, copper, chromium, and aluminum; glass substrates; and the like.
In one aspect of the present invention, the active energy beam used for exposure in the photolithography process used to obtain an interlayer insulating film for LSI fabrication includes UV, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam, or Extreme ultraviolet rays (EUV) are preferred.

第1活性エネルギー線の照射量は、光硬化性組成物中の各成分の種類及び配合割合、並びに塗膜の膜厚等によって異なるが、1J/cm以下又は1000μC/cm以下であることが好ましい。
本発明のひとつの態様において、上記レジスト組成物により形成されたレジスト膜の膜厚は10~200nmであることが好ましい。上記レジスト組成物は、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により基板上に塗布され、60~150℃で1~20分間、好ましくは80~120℃で1~10分間プリベークして薄膜を形成する。この塗布膜の膜厚は5~200nmであり、10~100nmであることが好ましい。
The irradiation amount of the first active energy ray varies depending on the type and blending ratio of each component in the photocurable composition, the film thickness of the coating film, etc., but it should be 1 J/cm 2 or less or 1000 μC/cm 2 or less. is preferred.
In one aspect of the present invention, the thickness of the resist film formed from the resist composition is preferably 10 to 200 nm. The above resist composition is applied onto a substrate by a suitable coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, etc., and is heated at 60 to 150° C. for 1 to 20 minutes, preferably 80 to 80 minutes. A thin film is formed by pre-baking at 120° C. for 1 to 10 minutes. The film thickness of this coating film is 5 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<1>スルホニウム塩の合成
<スルホニウム塩1の合成>
(合成例1)3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールの合成
塩化アルミニウム5.1gを塩化メチレン48gに添加して0℃とする。これに9-エチルカルバゾール6.8gを添加し、4-ブロモベンゾイルクロリド8.4gを塩化メチレン17gに溶解して30分かけて滴下した後に、25℃で1時間撹拌する。その後、純水40gを添加し、撹拌した後に分液して有機層を回収する。有機層に純水35g添加し、撹拌しながら水層が塩基性になるまで25質量%水酸化ナトリウム水溶液5.2gを加えた後に、有機層を回収し、純水40gで3回洗浄し、有機層の塩化メチレンを留去することで3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールを8.3g得る。
<1> Synthesis of sulfonium salt <Synthesis of sulfonium salt 1>
(Synthesis Example 1) Synthesis of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole 5.1 g of aluminum chloride is added to 48 g of methylene chloride and the temperature is adjusted to 0°C. 6.8 g of 9-ethylcarbazole is added thereto, 8.4 g of 4-bromobenzoyl chloride dissolved in 17 g of methylene chloride is added dropwise over 30 minutes, and the mixture is stirred at 25° C. for 1 hour. After that, 40 g of pure water is added, and after stirring, liquid separation is performed to recover the organic layer. Add 35 g of pure water to the organic layer, add 5.2 g of a 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution with stirring until the aqueous layer becomes basic, collect the organic layer, wash with 40 g of pure water three times, By distilling off the methylene chloride from the organic layer, 8.3 g of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole is obtained.

Figure 0007249198000029
Figure 0007249198000029

(合成例2)3-[(4―ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾール8.0gとオルトギ酸トリメチル1.8gとをメタノール20gに溶解した後に95質量%硫酸200mgを加え、60℃で3時間撹拌する。室温まで冷却し、トリエチルアミン1.0g加えた後にメタノールを留去する。残留物を塩化メチレン48g溶解し、純水32gで3回洗浄し、塩化メチレンを留去することで、3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールを8.8g得る。
(Synthesis Example 2) Synthesis of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole 8.0 g of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole and 1.8 g of trimethyl orthoformate were mixed with methanol. After dissolving in 20 g, 200 mg of 95% by mass sulfuric acid is added and stirred at 60° C. for 3 hours. After cooling to room temperature and adding 1.0 g of triethylamine, methanol is distilled off. 48 g of methylene chloride is dissolved in the residue, washed with 32 g of pure water three times, and methylene chloride is distilled off to obtain 8.8 g of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole.

Figure 0007249198000030
Figure 0007249198000030

(合成例3)4―[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩1)の合成
あらかじめ乾燥させたフラスコにテトラヒドロフラン2.0gとマグネシウム360mgと1,2-ジブロモエタン50mgとを加えてマグネシウムを活性化させる。活性化したことを確認後、溶液を50℃に昇温し、そこに上記合成例2で得た3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]―9―エチルカルバゾール4.0gをTHF6.0gに溶解させたものを滴下する。滴下後、50℃で2時間撹拌し、4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を得る。ジフェニルスルホキシド2.2gとトリメチルシリルクロライド1.5gとトリエチルアミン1.5gとを塩化メチレン9.5gに溶解した溶液中に、4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を10℃以下で滴下し、その後25℃で1時間撹拌する。撹拌後、10質量%塩化アンモニウム水溶液30gを5℃以下で添加してさらに10分撹拌した後、塩化メチレン40gとノナフルオロブタンスルホン酸カリウム3.8gを添加して25℃で2時間撹拌する。これを分液して純水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することで4-[ジメトキシ-(9―エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩1)を4.7g得る。
(Synthesis Example 3) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 1) 2.0 g of tetrahydrofuran and 360 mg of magnesium were placed in a pre-dried flask. 50 mg of 1,2-dibromoethane are added to activate the magnesium. After confirming activation, the solution was heated to 50° C., and 4.0 g of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole obtained in Synthesis Example 2 above was added to 6.0 g of THF. Add dropwise the solution dissolved in After dropping, the mixture is stirred at 50° C. for 2 hours to obtain a THF solution of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenylmagnesium bromide. 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenylmagnesium bromide was added to a solution of 2.2 g of diphenyl sulfoxide, 1.5 g of trimethylsilyl chloride and 1.5 g of triethylamine dissolved in 9.5 g of methylene chloride. is added dropwise at a temperature of 10° C. or lower, and then stirred at 25° C. for 1 hour. After stirring, 30 g of a 10% by mass ammonium chloride aqueous solution is added at 5°C or less, and the mixture is further stirred for 10 minutes. Then, 40 g of methylene chloride and 3.8 g of potassium nonafluorobutanesulfonate are added, and the mixture is stirred at 25°C for 2 hours. After liquid separation and washing with pure water three times, methylene chloride is distilled off to obtain crude crystals. The crude crystals are purified by silica gel column chromatography (methylene chloride/methanol=90/10 (volume ratio)) to give 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate. 4.7 g of (sulfonium salt 1) are obtained.

Figure 0007249198000031
Figure 0007249198000031

<スルホニウム塩2の合成>
(合成例4)4―[ジメトキシ―(9―エチルカルバゾール-3―イル)メチル]フェニルジフェニルスルホニウムベンゾエート(スルホニウム塩2)の合成
ノナフルオロブタンスルホン酸カリウムに代えて安息香酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジフェニルスルホニウムベンゾエート(スルホニウム塩2)を3.5g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 2>
(Synthesis Example 4) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldiphenylsulfonium benzoate (sulfonium salt 2) The above except that sodium benzoate is used instead of potassium nonafluorobutanesulfonate. By performing the same operation as in Synthesis Example 3, 3.5 g of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldiphenylsulfonium benzoate (sulfonium salt 2) is obtained.

Figure 0007249198000032
Figure 0007249198000032

<スルホニウム塩3の合成>
(合成例5)3-[2-(4-ブロモベンゾイル) -1,3-ジオキソラン-2-イル]-9-エチルカルバゾールの合成
メタノールに代えてエチレングリコールを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで3-[2-(4-ブロモベンゾイル) -1,3-ジオキソラン-2-イル]-9-エチルカルバゾールを8.6g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 3>
(Synthesis Example 5) Synthesis of 3-[2-(4-bromobenzoyl)-1,3-dioxolan-2-yl]-9-ethylcarbazole Same as Synthesis Example 2 except that ethylene glycol is used instead of methanol. to obtain 8.6 g of 3-[2-(4-bromobenzoyl)-1,3-dioxolan-2-yl]-9-ethylcarbazole.

Figure 0007249198000033
Figure 0007249198000033

(合成例6)ジフェニル-4-[2-(9-エチルカルバゾール-3-イル)-1,3-ジオキソラン-2-イル]フェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩3)の合成
3-[(4―ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールに代えて3-[2-(4-ブロモベンゾイル)-1,3-ジオキソラン-2-イル]-9-エチルカルバゾールを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことでジフェニル-4-[2-(9-エチルカルバゾール-3-イル)-1,3-ジオキソラン-2-イル]フェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩3)を4.5g得る。
(Synthesis Example 6) Synthesis of diphenyl-4-[2-(9-ethylcarbazol-3-yl)-1,3-dioxolan-2-yl]phenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 3) 3-[( The above synthesis example except that 3-[2-(4-bromobenzoyl)-1,3-dioxolan-2-yl]-9-ethylcarbazole is used in place of 4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole. Diphenyl-4-[2-(9-ethylcarbazol-3-yl)-1,3-dioxolan-2-yl]phenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 3) was obtained in 4 by performing the same operation as in 3. .5 g.

Figure 0007249198000034
Figure 0007249198000034

<スルホニウム塩4の合成>
(合成例7)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジベンゾチオフェニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩4)の合成
ジフェニルスルホキシドに代えてジベンゾチオフェンオキシドを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジベンゾチオフェニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩4)を3.1g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 4>
(Synthesis Example 7) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldibenzothiophenium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 4) Except for using dibenzothiophene oxide instead of diphenyl sulfoxide By performing the same operation as in Synthesis Example 3 above, 3.1 g of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldibenzothiophenium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 4) is obtained.

Figure 0007249198000035
Figure 0007249198000035

<スルホニウム塩5の合成>
(合成例8)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジベンゾチオフェニウム-4-(3-ヒドロキシアダマンチルカルボニルオキシ)-1,1,2-トリフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩5)の合成
ジフェニルスルホキシドに代えてジベンゾチオフェンオキシドを用い、また、ノナフルオロブタンスルホン酸カリウムに代えて4-(3-ヒドロキシアダマンチルカルボニルオキシ)-1,1,2-トリフルオロブタンスルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジベンゾチオフェニウム-4-(3-ヒドロキシアダマンチルカルボニルオキシ)-1,1,2-トリフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩5)を3.3g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 5>
(Synthesis Example 8) 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldibenzothiophenium-4-(3-hydroxyadamantylcarbonyloxy)-1,1,2-trifluorobutanesulfonate ( Synthesis of sulfonium salt 5) Using dibenzothiophene oxide instead of diphenyl sulfoxide and 4-(3-hydroxyadamantylcarbonyloxy)-1,1,2-trifluorobutanesulfonic acid instead of potassium nonafluorobutanesulfonate 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldibenzothiophenium-4-(3-hydroxyadamantylcarbonyloxy)-4-(3-hydroxyadamantylcarbonyloxy) was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 3 above, except that sodium was used. 3.3 g of -1,1,2-trifluorobutanesulfonate (sulfonium salt 5) are obtained.

Figure 0007249198000036
Figure 0007249198000036

<スルホニウム塩6の合成>
(合成例9)3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾチオフェンの合成
9-エチルカルバゾールに代えてジベンゾチオフェンを用いる以外は上記合成例1と同様の操作を行うことで3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾチオフェンを8.1g得る。

Figure 0007249198000037
<Synthesis of sulfonium salt 6>
(Synthesis Example 9) Synthesis of 3-(4-bromobenzoyl)dibenzothiophene 3-(4-bromobenzoyl) was obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 1 above, except that dibenzothiophene was used in place of 9-ethylcarbazole. 8.1 g of dibenzothiophene are obtained.
Figure 0007249198000037

(合成例10)3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾチオフェンの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾチオフェンを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾチオフェンを8.6g得る。
(Synthesis Example 10) Synthesis of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzothiophene Except for using 3-(4-bromobenzoyl)dibenzothiophene instead of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole 8.6 g of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzothiophene was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 2 above.

Figure 0007249198000038
Figure 0007249198000038

(合成例11)4-[(ジベンゾチオフェン-3-イル)ジメトキシメチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩6)の合成
3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールに代えて3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾチオフェンを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-[(ジベンゾチオフェン-3-イル)ジメトキシメチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩6)を4.5g得る。
(Synthesis Example 11) Synthesis of 4-[(dibenzothiophen-3-yl)dimethoxymethyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 6) 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole 4-[(dibenzothiophen-3-yl)dimethoxymethyl]phenyldiphenylsulfonium was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzothiophene was used instead of 4.5 g of nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 6) are obtained.

Figure 0007249198000039
Figure 0007249198000039

<スルホニウム塩7の合成>
(合成例12)3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾフランの合成
9-エチルカルバゾールに代えてジベンゾフランを用いる以外は上記合成例1と同様の操作を行うことで3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾフランを8.1g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 7>
(Synthesis Example 12) Synthesis of 3-(4-bromobenzoyl)dibenzofuran 3-(4-bromobenzoyl)dibenzofuran was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 above, except that dibenzofuran was used in place of 9-ethylcarbazole. 8.1 g is obtained.

Figure 0007249198000040
Figure 0007249198000040

(合成例13)3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾフランの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて3-(4-ブロモベンゾイル)ジベンゾフランを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾフランを8.4g得る。
(Synthesis Example 13) Synthesis of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzofuran The above procedure was performed except that 3-(4-bromobenzoyl)dibenzofuran was used in place of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole. By performing the same operation as in Synthesis Example 2, 8.4 g of 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzofuran is obtained.

Figure 0007249198000041
Figure 0007249198000041

(合成例14)4-[(ジベンゾフラン-3-イル)ジメトキシメチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩7)の合成
3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールに代えて3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]ジベンゾフランを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-[(ジベンゾフラン-3-イル)ジメトキシメチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩7)を4.1g得る。
(Synthesis Example 14) Synthesis of 4-[(dibenzofuran-3-yl)dimethoxymethyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 7) 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9-ethylcarbazole 4-[(dibenzofuran-3-yl)dimethoxymethyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutane was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]dibenzofuran was used instead. 4.1 g of sulfonate (sulfonium salt 7) are obtained.

Figure 0007249198000042
Figure 0007249198000042

<スルホニウム塩8の合成>
(合成例15)4-(4-ブロモベンゾイル)フェニルメチルフェニルアミンの合成
9-エチルカルバゾールに代えてジフェニルメチルアミンを用いる以外は上記合成例1と同様の操作を行うことで4-(4-ブロモベンゾイル)フェニルメチルフェニルアミンを8.0g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 8>
(Synthesis Example 15) Synthesis of 4-(4-bromobenzoyl)phenylmethylphenylamine 4-(4- 8.0 g of bromobenzoyl)phenylmethylphenylamine are obtained.

Figure 0007249198000043
Figure 0007249198000043

(合成例16)4-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]フェニルメチルフェニルアミンの合成
3-(4-ブロモベンゾイル) -9-エチルカルバゾールに代えて4-(4-ブロモベンゾイル)フェニルメチルフェニルアミンを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで4-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]フェニルメチルフェニルアミンを8.2g得る。
(Synthesis Example 16) Synthesis of 4-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]phenylmethylphenylamine 4-(4-bromobenzoyl)phenylmethylphenyl instead of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole 8.2 g of 4-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]phenylmethylphenylamine is obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that an amine is used.

Figure 0007249198000044
Figure 0007249198000044

(合成例17)4-[ジメトキシ-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニル]メチル]フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩8)の合成
3-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]-9-エチルカルバゾールに代えて4-[(4-ブロモフェニル)ジメトキシメチル]メチルフェニルアミンを用いる以外は上記合成例3と同様の操作を行うことで4-{ジメトキシ-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニル]メチル}フェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩8)を3.9g得る。
(Synthesis Example 17) Synthesis of 4-[dimethoxy-[4-(methylphenylamino)phenyl]methyl]phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 8) 3-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]-9 4-{dimethoxy-[4-(methylphenylamino)] was prepared in the same manner as in Synthesis Example 3 above, except that 4-[(4-bromophenyl)dimethoxymethyl]methylphenylamine was used in place of -ethylcarbazole. 3.9 g of phenyl]methyl}phenyldiphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 8) are obtained.

Figure 0007249198000045
Figure 0007249198000045

<スルホニウム塩9の合成>
(合成例18)9-エチル-3-(4-フェニルスルファニルベンゾイル)カルバゾールの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾール46gとベンゼンチオール20gと炭酸カルシウム25gとをN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)117gに加え、60℃で5時間撹拌する。その後、純水312gと酢酸エチル312gを加えて分液し、有機層を回収する。有機層を純水150gで2回洗浄し、酢酸エチルを留去すると粗結晶が得られる。それをイソプロピルエーテル150gに分散した後に、回収することで9-エチル-3-(4-フェニルスルファニルベンゾイル)カルバゾールを40g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 9>
(Synthesis Example 18) Synthesis of 9-ethyl-3-(4-phenylsulfanylbenzoyl)carbazole 46 g of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole, 20 g of benzenethiol and 25 g of calcium carbonate were mixed with N,N-dimethyl Add to 117 g of formamide (DMF) and stir at 60° C. for 5 hours. Thereafter, 312 g of pure water and 312 g of ethyl acetate are added to separate the layers, and the organic layer is recovered. The organic layer is washed twice with 150 g of pure water, and ethyl acetate is distilled off to obtain crude crystals. After dispersing it in 150 g of isopropyl ether, it is recovered to give 40 g of 9-ethyl-3-(4-phenylsulfanylbenzoyl)carbazole.

Figure 0007249198000046
Figure 0007249198000046

(合成例19)9-エチル-3-(4-フェニルスルフィニルベンゾイル)カルバゾールの合成
9-エチル-3-(4-フェニルスルファニルベンゾイル)カルバゾール38gをギ酸228gに溶解させた後に35質量%過酸化水素水を9.0g加えて、室温で17時間撹拌する。反応液を純水1100gに滴下し、生じた粗結晶を回収する。粗結晶を塩化メチレン228gに溶解した後に純水152gを加え、撹拌しながら水層が塩基性になるまで25質量%水酸化ナトリウム水溶液20gを加える。有機層を純水132gで洗浄した後に塩化メチレンを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をジイソプロピルエーテル152gに分散した後に、回収することで9-エチル-3-(4-フェニルスルフィニルベンゾイル)カルバゾールを36g得る。
(Synthesis Example 19) Synthesis of 9-ethyl-3-(4-phenylsulfinylbenzoyl)carbazole After dissolving 38 g of 9-ethyl-3-(4-phenylsulfinylbenzoyl)carbazole in 228 g of formic acid, 35% by mass of hydrogen peroxide was added. Add 9.0 g of water and stir at room temperature for 17 hours. The reaction solution is added dropwise to 1100 g of pure water, and the resulting crude crystals are collected. After dissolving the crude crystals in 228 g of methylene chloride, 152 g of pure water is added, and 20 g of a 25 mass % sodium hydroxide aqueous solution is added while stirring until the water layer becomes basic. After washing the organic layer with 132 g of pure water, the methylene chloride is distilled off to obtain crude crystals. The crude crystals are dispersed in 152 g of diisopropyl ether and then collected to obtain 36 g of 9-ethyl-3-(4-phenylsulfinylbenzoyl)carbazole.

Figure 0007249198000047
Figure 0007249198000047

(合成例20)3-[ジメトキシ-(4-フェニルスルフィニルフェニル)メチル]-9-エチルカルバゾールの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて9-エチル-3-(4-フェニルスルフィニルベンゾイル)カルバゾールを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで3-[ジメトキシ-(4-フェニルスルフィニルフェニル)メチル]-9-エチルカルバゾールを9.0g得る。
(Synthesis Example 20) Synthesis of 3-[dimethoxy-(4-phenylsulfinylphenyl)methyl]-9-ethylcarbazole Instead of 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole, 9-ethyl-3-(4 9.0 g of 3-[dimethoxy-(4-phenylsulfinylphenyl)methyl]-9-ethylcarbazole is obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that -phenylsulfinylbenzoyl)carbazole is used.

Figure 0007249198000048
Figure 0007249198000048

(合成例21)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-フルオロフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩9)の合成
あらかじめ乾燥させたフラスコにテトラヒドロフラン2.0gとマグネシウム330mgとを加える。そこに1-ブロモ-4-フルオロベンゼン1.4gを滴下する。滴下後、50℃で1時間撹拌し、4-フルオロフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を得る。上記合成例20で得た3-[ジメトキシ-(4-フェニルスルフィニルフェニル)メチル]-9-エチルカルバゾール2.0gとトリメチルシリルクロライド920mgとをテトラヒドロフラン10gに溶解した溶液中に、4-フルオロフェニルマグネシウムブロミドのTHF溶液を10℃以下で滴下し、その後25℃で1時間撹拌する。撹拌後、トリエチルアミン860mgを加え、10質量%塩化アンモニウム水溶液30gを5℃以下で添加してさらに10分撹拌し、酢酸エチル7.0gを加えて分液して有機層を回収する。テトラヒドロフランと酢酸エチルを留去した後、塩化メチレン15gと純水10gとノナフルオロブタンスルホン酸カリウム1.7gとを添加して25℃で2時間撹拌する。これを分液して純水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-フルオロフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩9)を2.1g得る。
(Synthesis Example 21) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-fluorophenylphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 9) Tetrahydrofuran2. Add 0 g and 330 mg magnesium. 1.4 g of 1-bromo-4-fluorobenzene is added dropwise thereto. After dropping, the mixture is stirred at 50° C. for 1 hour to obtain a THF solution of 4-fluorophenylmagnesium bromide. 4-fluorophenylmagnesium bromide was added to a solution prepared by dissolving 2.0 g of 3-[dimethoxy-(4-phenylsulfinylphenyl)methyl]-9-ethylcarbazole obtained in Synthesis Example 20 above and 920 mg of trimethylsilyl chloride in 10 g of tetrahydrofuran. is added dropwise at a temperature of 10° C. or lower, and then stirred at 25° C. for 1 hour. After stirring, 860 mg of triethylamine is added, 30 g of a 10% by mass ammonium chloride aqueous solution is added at 5° C. or lower, and the mixture is stirred for 10 minutes. After distilling off tetrahydrofuran and ethyl acetate, 15 g of methylene chloride, 10 g of pure water and 1.7 g of potassium nonafluorobutanesulfonate are added and stirred at 25° C. for 2 hours. After liquid separation and washing with pure water three times, methylene chloride is distilled off to obtain crude crystals. The crude crystals are purified by silica gel column chromatography (methylene chloride/methanol=90/10 (volume ratio)) to give 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-fluorophenylphenyl. 2.1 g of sulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 9) are obtained.

Figure 0007249198000049
Figure 0007249198000049

<スルホニウム塩10の合成>
(合成例22)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-フルオロフェニルフェニルスルホニウム-p-スチレンスルホネート(スルホニウム塩10)の合成
ノナフルオロブタンスルホン酸カリウムに代えてp-スチレンスルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例21と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-フルオロフェニルフェニルスルホニウム-p-スチレンスルホネート(スルホニウム塩10)を2.1g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 10>
(Synthesis Example 22) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-fluorophenylphenylsulfonium-p-styrenesulfonate (sulfonium salt 10) Instead of potassium nonafluorobutanesulfonate 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-fluorophenylphenylsulfonium-p was obtained in the same manner as in Synthesis Example 21 except that sodium p-styrenesulfonate was used as - 2.1 g of styrene sulfonate (sulfonium salt 10) are obtained.

Figure 0007249198000050
Figure 0007249198000050

<スルホニウム塩11の合成>
(合成例23)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-メチルスルファニルフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートの合成
1-ブロモ-4-フルオロベンゼンに代えて1-ブロモ-4-メチルスルファニルベンゼンを用いる以外は上記合成例21と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-メチルスルファニルフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートを2.2g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 11>
(Synthesis Example 23) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-methylsulfanylphenylphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 1- in place of 1-bromo-4-fluorobenzene 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-methylsulfanylphenylphenylsulfonium nonamic acid was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 21 except that bromo-4-methylsulfanylbenzene was used. 2.2 g of fluorobutanesulfonate are obtained.

Figure 0007249198000051
Figure 0007249198000051

(合成例24)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-メチルスルホニルフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩11)の合成
上記合成例23で得た4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-メチルスルファニルフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート200mgをギ酸1.2gに溶解させた後に35質量%過酸化水素水を60mg加えて、60℃で17時間撹拌する。反応液にジクロロメタン10gと純水6gとを加え、有機層を回収する。ジクロロメタンを留去した後にメタノール10gと硫酸10mgとを加え、60℃で3時間撹拌する。室温まで冷却し、トリエチルアミン23mg加えた後にメタノールを留去する。残留物を塩化メチレン10gに溶解し、純水6gで3回洗浄し、塩化メチレンを留去することで4-[ジメトキシ- (9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-メチルスルホニルフェニルフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩11)を200mg得る。
(Synthesis Example 24) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-methylsulfonylphenylphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 11) 4 obtained in Synthesis Example 23 above -[Dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-methylsulfanylphenylphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 200 mg was dissolved in formic acid 1.2 g, and then 60 mg of 35 mass% hydrogen peroxide solution was added. and stir at 60° C. for 17 hours. 10 g of dichloromethane and 6 g of pure water are added to the reaction solution, and the organic layer is recovered. After distilling off the dichloromethane, 10 g of methanol and 10 mg of sulfuric acid are added, and the mixture is stirred at 60° C. for 3 hours. After cooling to room temperature and adding 23 mg of triethylamine, methanol is distilled off. The residue was dissolved in 10 g of methylene chloride and washed with 6 g of pure water three times. 200 mg of phenylphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 11) are obtained.

Figure 0007249198000052
Figure 0007249198000052

<スルホニウム塩12の合成>
(合成例25)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-(1-エトキシエトキシ)フェニルフェニルスルホニウムカンファースルホネートの合成
ノナフルオロブタンスルホン酸カリウムに代えてカンファースルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例21と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-(1-エトキシエトキシ)フェニルフェニルスルホニウムカンファースルホネートを2.0g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 12>
(Synthesis Example 25) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-(1-ethoxyethoxy)phenylphenylsulfonium camphorsulfonate Camphorsulfone instead of potassium nonafluorobutanesulfonate 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-(1-ethoxyethoxy)phenylphenylsulfonium camphorsulfonate was obtained by the same procedure as in Synthesis Example 21 except that sodium phosphate was used. 2.0 g of

Figure 0007249198000053
Figure 0007249198000053

(合成例26)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-ヒドロキシフェニルフェニルスルホニウムカンファースルホネート(スルホニウム塩12)の合成
4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-(1-エトキシエトキシ)フェニルフェニルスルホニウムカンファースルホネート2.0gをメタノール20gに溶解した後にカンファースルホン酸100mgを加え、60℃で3時間撹拌する。室温まで冷却し、1質量%水酸化ナトリウム水溶液5g加えた後にメタノールを留去する。残留物を塩化メチレン48g溶解し、純水32gで3回洗浄し、塩化メチレンを留去することで、4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-4-ヒドロキシフェニルフェニルスルホニウムカンファースルホネート(スルホニウム塩12)をを1.4g得る。
(Synthesis Example 26) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-4-hydroxyphenylphenylsulfonium camphorsulfonate (sulfonium salt 12) 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazole- After dissolving 2.0 g of 3-yl)methyl]phenyl-4-(1-ethoxyethoxy)phenylphenylsulfonium camphorsulfonate in 20 g of methanol, 100 mg of camphorsulfonic acid is added and stirred at 60° C. for 3 hours. After cooling to room temperature and adding 5 g of a 1% by mass sodium hydroxide aqueous solution, methanol is distilled off. 48 g of the residue was dissolved in methylene chloride and washed with 32 g of pure water three times. 1.4 g of phenylsulfonium camphorsulfonate (sulfonium salt 12) are obtained.

Figure 0007249198000054
Figure 0007249198000054

<スルホニウム塩13の合成>
(合成例27)3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェンの合成
ベンゼンチオールに代えてN-メチルアニリンを用いる以外は合成例18と同様の操作を行うことで3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェンを28g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 13>
(Synthesis Example 27) Synthesis of 3-[4-(methylphenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene By performing the same operation as in Synthesis Example 18 except that N-methylaniline is used instead of benzenethiol, 3-[4 28 g of -(methylphenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene are obtained.

Figure 0007249198000055
Figure 0007249198000055

(合成例28)3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドの合成
9-エチル-3-(4-フェニルスルファニルベンゾイル)カルバゾールに代えて3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェンを用いる以外は合成例19と同様の操作を行うことで3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドを20g得る。
(Synthesis Example 28) Synthesis of 3-[4-(methylphenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene-9-oxide 9-ethyl-3-(4-phenylsulfanylbenzoyl) 3-[4-(methyl 20 g of 3-[4-(methylphenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene-9-oxide is obtained in the same manner as in Synthesis Example 19 except that phenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene is used.

Figure 0007249198000056
Figure 0007249198000056

(合成例29)3-[ジメトキシ-4-(メチルフェニルアミノ)フェニルメチル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドの合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて3-[4-(メチルフェニルアミノ)フェニルカルボニル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドを用いる以外は合成例2と同様の操作を行うことで3-[ジメトキシ-4-(メチルフェニルアミノ)フェニルメチル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドを20g得る。
(Synthesis Example 29) Synthesis of 3-[dimethoxy-4-(methylphenylamino)phenylmethyl]dibenzothiophene-9-oxide 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole is replaced with 3-[4-( 3-[dimethoxy-4-(methylphenylamino)phenylmethyl]dibenzothiophene-9-oxide was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that methylphenylamino)phenylcarbonyl]dibenzothiophene-9-oxide was used. Gain 20g.

Figure 0007249198000057
Figure 0007249198000057

(合成例30)フェニル-3-[ジメトキシ-(4-メチルフェニルアミノ)フェニルメチル]ジベンゾチオフェニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩13)の合成
3-[ジメトキシ-(4-フェニルスルフィニルフェニル)メチル]-9-エチルカルバゾールに代えて3-[ジメトキシ-4-(メチルフェニルアミノ)フェニルメチル]ジベンゾチオフェン-9-オキシドを用い、1-ブロモ-4-フルオロベンゼンに代えてブロモベンゼンを用いる以外は合成例21と同様の操作を行うことでフェニル-3-[ジメトキシ-(4-メチルフェニルアミノ)フェニルメチル]ジベンゾチオフェニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩13)を3.1g得る。
(Synthesis Example 30) Synthesis of phenyl-3-[dimethoxy-(4-methylphenylamino)phenylmethyl]dibenzothiophenium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 13) 3-[dimethoxy-(4-phenylsulfinylphenyl)methyl ]-9-ethylcarbazole is replaced by 3-[dimethoxy-4-(methylphenylamino)phenylmethyl]dibenzothiophene-9-oxide and 1-bromo-4-fluorobenzene is replaced by bromobenzene. By performing the same operation as in Synthesis Example 21, 3.1 g of phenyl-3-[dimethoxy-(4-methylphenylamino)phenylmethyl]dibenzothiophenium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 13) is obtained.

Figure 0007249198000058
Figure 0007249198000058

<スルホニウム塩14の合成>
(合成例31)ジフェニル-4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルスルホニウム-4-メタクリロキシ-1,1,2-トリフルオロブタンスルホネートの合成
ノナフルオロブタンスルホン酸カリウムに代えて4-メタクリロキシ1,1,2-トリフルオロブタンスルホン酸ナトリウムを用いる以外は上記合成例21と同様の操作を行うことでジフェニル-4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルスルホニウム-4-メタクリロキシ-1,1,2-トリフルオロブタンスルホネートを1.5g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 14>
(Synthesis Example 31) Synthesis of diphenyl-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylsulfonium-4-methacryloxy-1,1,2-trifluorobutanesulfonate Instead of potassium nonafluorobutanesulfonate, 4- Diphenyl-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylsulfonium-4-methacryloxy-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylsulfonium-4-methacryloxy-4-methacryloxy-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenyl- 1.5 g of 1,1,2-trifluorobutanesulfonate are obtained.

Figure 0007249198000059
Figure 0007249198000059

<スルホニウム塩15の合成>
(合成例32)4-メチルスルファニルベンゾイルクロリドの合成
4-メチルスルファニル安息香酸24.7gに塩化チオニル148gを添加して60℃で4時間撹拌する。撹拌後、塩化チオニルを減圧下で留去することで4-メチルスルファニルベンゾイルクロリドを27.5g得る。
<Synthesis of sulfonium salt 15>
(Synthesis Example 32) Synthesis of 4-methylsulfanylbenzoyl chloride To 24.7 g of 4-methylsulfanylbenzoyl benzoic acid, 148 g of thionyl chloride is added, and the mixture is stirred at 60°C for 4 hours. After stirring, thionyl chloride is distilled off under reduced pressure to obtain 27.5 g of 4-methylsulfanylbenzoyl chloride.

Figure 0007249198000060
Figure 0007249198000060

(合成例33)9-エチル-3-(4-メチルスルファニルベンゾイル)カルバゾールの合成
4-ブロモベンゾイルクロリドに代えて4-メチルスルファニルベンゾイルクロリドを用いる以外は合成例1と同様の操作を行うことで9-エチル-3-(4-メチルスルファニルベンゾイル)カルバゾールを34g得る。
(Synthesis Example 33) Synthesis of 9-ethyl-3-(4-methylsulfanylbenzoyl)carbazole The same procedure as in Synthesis Example 1 was performed except that 4-methylsulfanylbenzoyl chloride was used instead of 4-bromobenzoyl chloride. 34 g of 9-ethyl-3-(4-methylsulfanylbenzoyl)carbazole are obtained.

Figure 0007249198000061
Figure 0007249198000061

(合成例34)ジメチル-4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートの合成
上記合成例33で得られた9-エチル-3-(4-メチルスルファニルベンゾイル)カルバゾール1.0gをアセトニトリル7.0gに溶解し、これにジメチル硫酸920mgを添加して70℃で4時間撹拌する。撹拌後、純水20gを加えてさらに10分撹拌し、トルエン13gを加えて洗浄する。得られた水層にノナフルオロブタンスルホン酸カリウム1.5gと塩化メチレン10gとを加えて1時間程度撹拌する。これを分液して水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗結晶を得る。粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することでジメチル-4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートを1.6g得る。
(Synthesis Example 34) Synthesis of dimethyl-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate 9-ethyl-3-(4-methylsulfanylbenzoyl)carbazole obtained in Synthesis Example 33 above 1.0 g is dissolved in 7.0 g of acetonitrile, 920 mg of dimethyl sulfate is added thereto, and the mixture is stirred at 70° C. for 4 hours. After stirring, 20 g of pure water is added, and the mixture is further stirred for 10 minutes, and 13 g of toluene is added for washing. 1.5 g of potassium nonafluorobutanesulfonate and 10 g of methylene chloride are added to the resulting aqueous layer, and the mixture is stirred for about 1 hour. After liquid separation and washing with water three times, methylene chloride is distilled off to obtain crude crystals. Dimethyl-4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate was obtained by purifying the crude crystals by silica gel column chromatography (methylene chloride/methanol=90/10 (volume ratio)). You get 6g.

Figure 0007249198000062
Figure 0007249198000062

(合成例35)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジメチルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩15)の合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えてジメチル-4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルジメチルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート(スルホニウム塩15)を1.7g得る。
(Synthesis Example 35) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyldimethylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 15) To 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazole- 1.7 g of 3-yl)methyl]phenyldimethylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (sulfonium salt 15) are obtained.

Figure 0007249198000063
Figure 0007249198000063

<ヨードニウム塩1の合成>
(合成例36)9-エチル-3-(4-ヨードベンゾイル)カルバゾールの合成
4-ブロモベンゾイルクロリドに代えて4-ヨードベンゾイルクロリドを用いる以外は上記合成例1と同様の操作を行うことで9-エチル-3-(4-ヨードベンゾイル)カルバゾールを9.1g得る。
<Synthesis of iodonium salt 1>
(Synthesis Example 36) Synthesis of 9-ethyl-3-(4-iodobenzoyl)carbazole 9 by performing the same operation as in Synthesis Example 1 above except that 4-iodobenzoyl chloride is used in place of 4-bromobenzoyl chloride. - 9.1 g of ethyl-3-(4-iodobenzoyl)carbazole are obtained.

Figure 0007249198000064
Figure 0007249198000064

(合成例37)4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートの合成
硫酸16gに合成例36で得られた9-エチル-3-(4-ヨードベンゾイル)カルバゾール4gを加え、その後10℃以下で過硫酸カリウム10gを少しずつ加えて30分間撹拌する。撹拌後、ベンゼン9.8gを加えて25℃で3時間さらに撹拌する。撹拌後、10℃以下で純水30gを加え、その後、塩化メチレン40gとノナフルオロブタンスルホン酸カリウム4.7gを添加して25℃で2時間程度撹拌する。これを分液して水で3回洗浄後に塩化メチレンを留去することで粗体を得る。粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール=90/10(体積比))により精製することで4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートを4.5g得る。
(Synthesis Example 37) Synthesis of 4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate 9-ethyl-3-(4-iodobenzoyl)carbazole obtained in Synthesis Example 36 was added to 16 g of sulfuric acid. 4 g is added, and then 10 g of potassium persulfate is added little by little at 10° C. or less and stirred for 30 minutes. After stirring, 9.8 g of benzene is added and further stirred at 25° C. for 3 hours. After stirring, 30 g of pure water is added at 10° C. or lower, then 40 g of methylene chloride and 4.7 g of potassium nonafluorobutanesulfonate are added, and the mixture is stirred at 25° C. for about 2 hours. After liquid separation and washing with water three times, the methylene chloride is distilled off to obtain a crude product. The crude product was purified by silica gel column chromatography (methylene chloride/methanol=90/10 (volume ratio)) to give 4.5 g of 4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate. obtain.

Figure 0007249198000065
Figure 0007249198000065

(合成例38)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート(ヨードニウム塩1)の合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて4-(9-エチルカルバゾール―3-イルカルボニル)フェニルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート(ヨードニウム塩1)を4.2g得る。
(Synthesis Example 38) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate (iodonium salt 1) To 3-(4-bromobenzoyl)-9-ethylcarbazole 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazole-3 4.2 g of -yl)methyl]phenylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate (iodonium salt 1) are obtained.

Figure 0007249198000066
Figure 0007249198000066

<ヨードニウム塩2の合成>
(合成例39)4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニル-2,4,6-トリメチルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートの合成
ベンゼンに代えてメシチレンを用いる以外は上記合成例38と同様の操作を行うことで4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニル-2,4,6-トリメチルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートを4.4g得る。
<Synthesis of iodonium salt 2>
(Synthesis Example 39) Synthesis of 4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenyl-2,4,6-trimethylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate Same as Synthesis Example 38 except that mesitylene is used in place of benzene. 4.4 g of 4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenyl-2,4,6-trimethylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate is obtained.

Figure 0007249198000067
Figure 0007249198000067

(合成例40)4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-2,4,6-トリメチルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート(ヨードニウム塩2)の合成
3-(4-ブロモベンゾイル)-9-エチルカルバゾールに代えて4-(9-エチルカルバゾール-3-イルカルボニル)フェニル-2,4,6-トリメチルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネートを用いる以外は上記合成例2と同様の操作を行うことで4-[ジメトキシ-(9-エチルカルバゾール-3-イル)メチル]フェニル-2,4,6-トリメチルフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート(ヨードニウム塩1)を4.6g得る。
(Synthesis Example 40) Synthesis of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-2,4,6-trimethylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate (iodonium salt 2) 3-(4-bromo The same procedure as in Synthesis Example 2 above except that 4-(9-ethylcarbazol-3-ylcarbonyl)phenyl-2,4,6-trimethylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate is used in place of benzoyl)-9-ethylcarbazole. to obtain 4.6 g of 4-[dimethoxy-(9-ethylcarbazol-3-yl)methyl]phenyl-2,4,6-trimethylphenyliodonium nonafluorobutanesulfonate (iodonium salt 1).

Figure 0007249198000068
Figure 0007249198000068

<ポリマーAの合成>
(合成例41)ポリマーAの合成
ポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量8000)8.0gと35質量%塩酸水溶液0.010gとを脱水ジオキサン28gに溶解する。そこに2.73gのシクロヘキシルビニルエーテルを2.80gの脱水ジオキサンに溶解して30分かけてポリヒドロキシスチレン溶液に滴下する。滴下後に40℃として2時間撹拌する。撹拌後、冷却した後にジメチルアミノピリジン0.014gを添加する。その後、溶液を純水260g中に滴下することでポリマーを沈殿させる。これを減圧ろ過で分離して得られた固体を純水300gで2回洗浄した後、真空乾燥することで白色固体として下記に示すポリマーAを9.2g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer A>
(Synthesis Example 41) Synthesis of Polymer A 8.0 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight: 8000) and 0.010 g of 35% by mass hydrochloric acid aqueous solution are dissolved in 28 g of dehydrated dioxane. 2.73 g of cyclohexyl vinyl ether is dissolved in 2.80 g of dehydrated dioxane and added dropwise to the polyhydroxystyrene solution over 30 minutes. After dropping, the mixture is heated to 40° C. and stirred for 2 hours. After stirring, 0.014 g of dimethylaminopyridine are added after cooling. After that, the polymer is precipitated by dropping the solution into 260 g of pure water. The solid obtained by separating this by filtration under reduced pressure is washed twice with 300 g of pure water, and then vacuum-dried to obtain 9.2 g of polymer A shown below as a white solid. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000069
Figure 0007249198000069

<ポリマーBの合成>
(合成例42)ポリマーBの合成
アセトキシスチレン7.0gとt-ブチルメタクリレート3.1gとブチルメルカプタン0.022gとジメチル-2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)(AIBN)0.40gとをテトラヒドロフラン(THF)35gに溶解して脱酸素する。これをあらかじめ窒素気流化で還流温度としたTHF20g中に4時間かけて滴下する。滴下後、2時間撹拌してから室温に冷却する。これをヘキサン149gとTHF12gの混合溶媒中に滴下することでポリマーを沈殿させる。これを減圧ろ過で分離して得られた固体をヘキサン52gで洗浄した後、真空乾燥することで白色固体として下記式に示すポリマーBを10.3g得る。ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は9200である。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of Polymer B>
(Synthesis Example 42) Synthesis of Polymer B 7.0 g of acetoxystyrene, 3.1 g of t-butyl methacrylate, 0.022 g of butyl mercaptan, and 0.0 g of dimethyl-2,2′-azobis(2-methylpropionate) (AIBN). 40 g are dissolved in 35 g of tetrahydrofuran (THF) to deoxygenate. This is added dropwise over 4 hours into 20 g of THF which has been brought to the reflux temperature by nitrogen gas flow in advance. After dropping, the mixture is stirred for 2 hours and then cooled to room temperature. The polymer is precipitated by dropping this into a mixed solvent of 149 g of hexane and 12 g of THF. The solid obtained by separating this by filtration under reduced pressure is washed with 52 g of hexane and then vacuum-dried to obtain 10.3 g of polymer B represented by the following formula as a white solid. A weight-average molecular weight of 9,200 is obtained by polystyrene conversion using gel permeation chromatography. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000070
Figure 0007249198000070

(合成例43)ポリマーCの合成
ポリマーB6.0gとトリエチルアミン6.0gとメタノール6.0gと純水1.5gとをプロピレングリコールモノメチルエーテル30gに溶解し還流温度で6時間撹拌する。その後25℃に冷却し、得られた溶液をアセトン30gと純水30gの混合液に滴下することでポリマーを沈殿させる。これを減圧ろ過で分離して得られた固体を純水30gで2回洗浄した後、真空乾燥することで白色固体として下記式に示すポリマーCを4.3g得る。ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は9100である。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
(Synthesis Example 43) Synthesis of Polymer C 6.0 g of polymer B, 6.0 g of triethylamine, 6.0 g of methanol and 1.5 g of pure water are dissolved in 30 g of propylene glycol monomethyl ether and stirred at reflux temperature for 6 hours. After cooling to 25° C., the obtained solution is added dropwise to a mixture of 30 g of acetone and 30 g of pure water to precipitate the polymer. The solid obtained by separating this by filtration under reduced pressure is washed twice with 30 g of pure water, and then vacuum-dried to obtain 4.3 g of polymer C represented by the following formula as a white solid. A weight-average molecular weight of 9,100 is obtained by polystyrene conversion using gel permeation chromatography. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000071
Figure 0007249198000071

<ポリマーDの合成>
(合成例44)ポリマーDの合成
α-メタクリルオキシ-γ-ブチロラクトン5.0gと2-メチルアダマンタン-2-メタクリレート6.0gと3-ヒドロキシアダマンタン-1-メタクリレート4.3gとジメチル-2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)0.51gとをプロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセテート(PGMEA)26gに溶解して脱酸素する。これをあらかじめ85℃に加熱したPGMEA7.5gに4時間かけて滴下する。2時間撹拌した後、冷却する。冷却後にヘキサン180gに滴下することで再沈殿する。これをろ過し、ヘキサン70gで分散洗浄後に再度ろ過し、その後に真空乾燥することで、酸により反応する化合物として、下記式で表されるポリマーDを8.5g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer D>
(Synthesis Example 44) Synthesis of Polymer D 5.0 g of α-methacryloxy-γ-butyrolactone, 6.0 g of 2-methyladamantane-2-methacrylate, 4.3 g of 3-hydroxyadamantane-1-methacrylate, and dimethyl-2,2 0.51 g of '-azobis(2-methylpropionate) is dissolved in 26 g of propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA) to deoxygenate. This is added dropwise over 4 hours to 7.5 g of PGMEA preheated to 85°C. After stirring for 2 hours, cool. After cooling, it is reprecipitated by adding dropwise to 180 g of hexane. This is filtered, dispersed and washed with 70 g of hexane, filtered again, and then vacuum-dried to obtain 8.5 g of a polymer D represented by the following formula as a compound that reacts with an acid. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000072
Figure 0007249198000072

<ポリマーEの合成>
(合成例45)ポリマーEの合成
t-ブチルメタクリレートに代えてp-t-ブトキシスチレンを用いること以外は上記合成例42と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーEを10.1g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of Polymer E>
(Synthesis Example 45) Synthesis of Polymer E
10.1 g of Polymer E represented by the following formula is obtained in the same manner as in Synthesis Example 42 except that pt-butoxystyrene is used instead of t-butyl methacrylate. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000073
Figure 0007249198000073

(合成例46)ポリマーFの合成
ポリマーBに代えてポリマーEを用いること以外は上記合成例43と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーFを4.1g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
(Synthesis Example 46) Synthesis of Polymer F By performing the same operation as in Synthesis Example 43 except that Polymer E was used instead of Polymer B, 4.1 g of Polymer F represented by the following formula was obtained. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000074
Figure 0007249198000074

<ポリマーGの合成>
(合成例47)ポリマーGの合成
モノマーとして5-メタクリロイルオキシノルボルナン2,6-ラクトン5.5gと4-(1-エトキシエトキシ)フェニルメタクリレート6.2gと4-ヒドロキシフェニルメタクリレート4.4gとを用いること以外は上記合成例44と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーGを8.0g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer G>
(Synthesis Example 47) Synthesis of Polymer G As monomers, 5.5 g of 5-methacryloyloxynorbornane 2,6-lactone, 6.2 g of 4-(1-ethoxyethoxy)phenyl methacrylate, and 4.4 g of 4-hydroxyphenyl methacrylate are used. 8.0 g of polymer G represented by the following formula is obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 44 except for the above. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000075
Figure 0007249198000075

<ポリマーHの合成>
(合成例48)ポリマーHの合成
アセトキシスチレンに代えて1-アセトキシ-4-ビニルナフタレンを用い、また、t-ブチルメタクリレートに代えて1-(2-テトラヒドロピラニルオキシ)-4-ビニルナフタレンを用いること以外は上記合成例42と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーHを10.5g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer H>
(Synthesis Example 48) Synthesis of Polymer H 1-acetoxy-4-vinylnaphthalene was used in place of acetoxystyrene, and 1-(2-tetrahydropyranyloxy)-4-vinylnaphthalene was used in place of t-butyl methacrylate. 10.5 g of polymer H represented by the following formula is obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 42 except that the polymer is used. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000076
Figure 0007249198000076

(合成例49)ポリマーIの合成
ポリマーBに代えてポリマーHを用いること以外は上記合成例43と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーIを4.3g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
(Synthesis Example 49) Synthesis of Polymer I By performing the same operation as in Synthesis Example 43 except that polymer H is used instead of polymer B, 4.3 g of polymer I represented by the following formula is obtained. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000077
Figure 0007249198000077

<ポリマーJの合成>
(合成例50)ポリマーJの合成
α-メタクリルオキシ-γ-ブチロラクトンに代えて2-メタクリロイルオキシ-1,3-プロパンスルトンを用いること以外は上記合成例44と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーJを8.0g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer J>
(Synthesis Example 50) Synthesis of Polymer J The same procedure as in Synthesis Example 44 was performed except that 2-methacryloyloxy-1,3-propanesultone was used in place of α-methacryloxy-γ-butyrolactone. 8.0 g of polymer J shown in . In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000078
Figure 0007249198000078

<ポリマーKの合成>
(合成例51)ポリマーKの合成
α-メタクリルオキシ-γ-ブチロラクトンに代えて2-メタクリロイルオキシ-1,3-プロパンスルトンを用い、また、2-メチルアダマンタン-2-メタクリレートを1-エトキシエチルメタクリレートを用いること以外は上記合成例44と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーKを8.2g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer K>
(Synthesis Example 51) Synthesis of Polymer K Using 2-methacryloyloxy-1,3-propanesultone instead of α-methacryloxy-γ-butyrolactone, and 1-ethoxyethyl methacrylate in place of 2-methyladamantane-2-methacrylate 8.2 g of polymer K represented by the following formula is obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 44 except for using . In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000079
Figure 0007249198000079

<ポリマーLの合成>
(合成例52)ポリマーLの合成
モノマーとして5-メタクリロイルオキシノルボルナン2,6-スルトン7.2gと2-(1-エトキシエトキシ)-6-ビニルナフタレン5.9gと2-ヒドロキシ-6-ビニルナフタレン3.0gとを用いること以外は上記合成例44と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーLを8.0g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer L>
(Synthesis Example 52) Synthesis of Polymer L As monomers, 7.2 g of 5-methacryloyloxynorbornane 2,6-sultone, 5.9 g of 2-(1-ethoxyethoxy)-6-vinylnaphthalene and 2-hydroxy-6-vinylnaphthalene 8.0 g of polymer L represented by the following formula is obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 44 except that 3.0 g of polymer is used. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000080
Figure 0007249198000080

<ポリマーMの合成>
(合成例53)ポリマーMの合成
モノマーとして上記合成例31で得たスルホニウム塩14を4.7gと5-メタクリロイルオキシノルボルナン2,6-ラクトン3.9gと4-(1-エトキシエトキシ)フェニルメタクリレート4.2gと4-ヒドロキシフェニルメタクリレート3.2gとを用いること以外は上記合成例44と同様の操作を行うことで下記式に示すポリマーMを7.8g得る。なお、本発明におけるポリマーの単位のモノマー比は下記に限定されない。
<Synthesis of polymer M>
(Synthesis Example 53) Synthesis of Polymer M 4.7 g of the sulfonium salt 14 obtained in Synthesis Example 31 above, 3.9 g of 5-methacryloyloxynorbornane 2,6-lactone, and 4-(1-ethoxyethoxy)phenyl methacrylate as monomers. 7.8 g of a polymer M represented by the following formula is obtained in the same manner as in Synthesis Example 44 except that 4.2 g of 4-hydroxyphenyl methacrylate and 3.2 g of 4-hydroxyphenyl methacrylate are used. In addition, the monomer ratio of the polymer unit in the present invention is not limited to the following.

Figure 0007249198000081
Figure 0007249198000081

[実施例1~7及び比較例1~2]
<電子線感度評価1>
下記のようにしてサンプルを調製した。シクロヘキサノン3000mgに、上記ポリマーA、C、D、J、K及びMから選択されるいずれかの樹脂500mgと、光酸発生剤(PAG)及び増感化合物から選択される単独又は複数で適宜選択してそれぞれ0.036mmolと、酸拡散制御剤を0.0012mmolと、の割合で添加して組成物サンプル1~9を調整した。
上記光酸発生剤(PAG)としては上記スルホニウム塩1及び4、下記に示す比較スルホニウム塩1及び2を用いた。比較スルホニウム塩1は比較増感化合物1'を合わせて用いた。
酸拡散制御剤としてはトリオクチルアミンを用いた。
[Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 2]
<Electron beam sensitivity evaluation 1>
Samples were prepared as follows. To 3000 mg of cyclohexanone, 500 mg of any resin selected from the above polymers A, C, D, J, K and M, photoacid generators (PAG) and sensitizing compounds are selected as appropriate. Composition samples 1 to 9 were prepared by adding 0.036 mmol of each acid diffusion controller and 0.0012 mmol of the acid diffusion control agent.
As the photoacid generator (PAG), the above sulfonium salts 1 and 4, and comparative sulfonium salts 1 and 2 shown below were used. Comparative sulfonium salt 1 was used together with comparative sensitizing compound 1'.
Trioctylamine was used as an acid diffusion controller.

Figure 0007249198000082
Figure 0007249198000082

電子線感度評価は下記のようにして行う。あらかじめヘキサメチレンジシラザンを修飾したシリコンウェハ上に上記レジスト組成物サンプル1をスピンコートする。これを110℃のホットプレート上に1分間プレベークすることで、厚さ200nmの塗布膜が形成された基板を得る。該基板の塗布膜に対し、電子線描画装置を用いて30keVの電子線により200nmのラインアンドスペースパターンとなるように描画する。電子線照射後に60℃のホットプレート上で30秒PEBを実施した後に基板をUV露光装置(355nm~410nm)によって500mJ/cmの露光量で全面露光し、次いで、ホットプレート上で110℃で1分間加熱する。現像液(製品名:NMD-3、水酸化テトラメチルアンモニウム2.38質量%水溶液、東京応化工業(株)製)を用いて1分間現像し、その後に純水でリンスすることで200nmのラインアンドスペースパターンを得る。このときの電子線照射量をEsize[μC/cm]として電子線照射による感度を求める。上記その他のサンプル2~9に対しても、上記と同様にして感度評価を行う。サンプル組成と結果を表1に示す。 Electron beam sensitivity evaluation is performed as follows. A silicon wafer modified with hexamethylenedisilazane in advance is spin-coated with the resist composition sample 1 above. By pre-baking this on a hot plate at 110° C. for 1 minute, a substrate with a coating film having a thickness of 200 nm is obtained. An electron beam lithography apparatus is used to draw a line-and-space pattern of 200 nm on the coating film of the substrate with an electron beam of 30 keV. After the electron beam irradiation, the substrate was subjected to PEB on a hot plate at 60°C for 30 seconds, then exposed to the entire surface with a UV exposure device (355 nm to 410 nm) with an exposure dose of 500 mJ/cm 2 , and then on a hot plate at 110°C. Heat for 1 minute. Develop for 1 minute using a developer (product name: NMD-3, 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), then rinse with pure water to form a 200 nm line. Gets the ampersand space pattern. The electron beam irradiation dose at this time is defined as E size [μC/cm 2 ], and the sensitivity due to the electron beam irradiation is obtained. The other samples 2 to 9 are also subjected to sensitivity evaluation in the same manner as described above. Sample compositions and results are shown in Table 1.

表1において、それぞれのサンプルの感度は、比較スルホニウム塩1と比較増感化合物1'を添加したサンプル8(比較例1)の感度を100として、それに対するサンプル(実施例1~7及び比較例2)の評価結果を相対値として算出した。感度は数値が小さいほど優れた効果を有することを示す。 In Table 1, the sensitivity of each sample is determined by setting the sensitivity of sample 8 (comparative example 1) to which comparative sulfonium salt 1 and comparative sensitizing compound 1' were added to 100, and the corresponding samples (examples 1 to 7 and comparative example The evaluation result of 2) was calculated as a relative value. A smaller sensitivity value indicates a better effect.

Figure 0007249198000083
Figure 0007249198000083

いずれのポリマーにおいても本発明のいくつかの態様に係るオニウム塩を含有するサンプルである実施例1~7は、比較例1及び比較例2(比較例2のサンプル9は、例えばWO2018/074382に開示されているオニウム塩の一つを含有するサンプルである)と比較してUV照射後の感度が高いことが分かった。理由としては下記が考えられる。スルホニウム塩1及びスルホニウム塩4は、UV波長付近(>365nm)での吸収が比較スルホニウム塩2と比較して高くなり、UV照射後の感度が高くなるためと考えられる。スルホニウム塩1及びスルホニウム塩4がUV波長付近で吸収が高くなるのは、アミノ基を有し且つ縮環構造を有することに起因すると推測される。
図1に、スルホニウム塩1と比較スルホニウム塩2とのUV吸収係数を示す。図1に示すように、スルホニウム塩1は比較スルホニウム塩2よりもUV波長での吸収が大きくなる。UV吸収係数が増加するとUV照射による酸発生効率が向上するため感度が高くなる。
Examples 1 to 7, which are samples containing onium salts according to some aspects of the present invention in any polymer, are prepared according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 (Sample 9 of Comparative Example 2 is described, for example, in WO2018/074382. (a sample containing one of the disclosed onium salts) was found to be more sensitive after UV irradiation. The reason is as follows. Sulfonium salt 1 and sulfonium salt 4 show higher absorption in the vicinity of UV wavelengths (>365 nm) than comparative sulfonium salt 2, which is thought to be due to higher sensitivity after UV irradiation. It is presumed that the reason why the sulfonium salts 1 and 4 have high absorption in the vicinity of UV wavelengths is that they have an amino group and a condensed ring structure.
FIG. 1 shows the UV absorption coefficients of sulfonium salt 1 and comparative sulfonium salt 2. FIG. As shown in FIG. 1, sulfonium salt 1 absorbs more at UV wavelengths than comparative sulfonium salt 2. As the UV absorption coefficient increases, the efficiency of acid generation by UV irradiation improves, resulting in higher sensitivity.

スルホニウム塩8はアミノ基を有することから、スルホニウム塩1と同様にUV波長付近での吸収が比較スルホニウム塩2と比較して高くなり、UV照射後の感度が高くなる。
また、スルホニウム塩6等も、酸素原子や硫黄原子の縮環構造を有することで、スルホニウム塩1と同様にUV波長付近での吸収が比較スルホニウム塩2と比較して高くなり、UV照射後の感度が高くなる。
Since the sulfonium salt 8 has an amino group, the absorption in the vicinity of the UV wavelength is higher than that of the comparative sulfonium salt 2, similarly to the sulfonium salt 1, and the sensitivity after UV irradiation is increased.
In addition, since the sulfonium salt 6 and the like also have a condensed ring structure of oxygen atoms and sulfur atoms, similar to the sulfonium salt 1, the absorption near the UV wavelength is higher than that of the comparative sulfonium salt 2. Increased sensitivity.

本発明のいくつかの態様により、電子線又は極端紫外線等の第1活性エネルギー線照射により生じる活性種によってオニウム塩をケトン誘導体に構造変化させ、第2活性エネルギー線照射によって該ケトン誘導体が活性種を発生させることができるオニウム塩を含有する樹脂組成物を提供できる。上記オニウム塩が特定の置換基又は特定の構造を有することで、具体的にはアミノ基又はヘテロ縮環構造を有することで、照射するUV波長の吸収が向上する。そのため、上記オニウム塩を含む上記樹脂組成物は、UV照射により効率よく酸を発生する高感度なレジスト組成物となり得る。 According to some aspects of the present invention, an onium salt is structurally changed into a ketone derivative by an active species generated by irradiation with a first active energy ray such as an electron beam or extreme ultraviolet rays, and the ketone derivative is converted into an active species by irradiation with a second active energy ray. It is possible to provide a resin composition containing an onium salt capable of generating When the onium salt has a specific substituent or a specific structure, specifically an amino group or a heterocondensed ring structure, the absorption of UV wavelengths to be irradiated is improved. Therefore, the resin composition containing the onium salt can be a highly sensitive resist composition that efficiently generates acid upon UV irradiation.

Claims (13)

下記一般式(3)で表されるオニウム塩。
Figure 0007249198000084
(前記式()中、R11及びR12は独立して各々に、置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数~12のアルケニル基;置換基を有していてもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかであり、
前記R11、R12及びスルホニウム基が結合したアリール基のうちいずれか2つ以上は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、これらが結合する硫黄原子と共に環構造を形成してもよく、
前記R11及びR12中の少なくとも1つのメチレン基が2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
13及びR14は独立して各々に、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12であり、且つ、これらは置換基を有していても良く、
14の少なくとも1つがアミノ基であるか、又は、R14が、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基からなる群より選択されるいずれかを介して該R14が結合するアリール基と共に互いにヘテロ環構造を形成しており、
15及びR16は独立して各々に、置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数1~12のアルキル基;置換基を有していてもよい直鎖、分岐又は環状の炭素原子数~12のアルケニル基;置換基を有してもよい炭素原子数6~14のアリール基;及び、置換基を有していてもよい炭素原子数4~12のヘテロアリール基;からなる群より選択されるいずれかであり、
前記R15及びR16は、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子及びアルキレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、互いに結合して環構造を形成してもよく、
前記R15及びR16中の少なくとも1つのメチレン基が2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよく、
18 は、アルキル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルファニルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、炭素を有する場合の炭素原子数が1~12であり、且つ、これらは置換基を有しても良く、
2 及びL は、独立して各々に、直接結合;メチレン基;酸素原子;硫黄原子;窒素原子含有基;からなる群より選択されるいずれかであり、前記メチレン基は置換基を有してもよく、且つ、L 2 及びL のうちどちらか一方は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子含有基のいずれかであり、
Yは酸素原子又は硫黄原子であり、
eは0~4の整数であり、
fは0~3の整数であり、
gは0~4の整数であり、
は1価の対アニオンを表す。
An onium salt represented by the following general formula (3) .
Figure 0007249198000084
(In the above formula ( 3 ), R 11 and R 12 are independently each an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; A linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; any one selected from the group consisting of: a heteroaryl group having 4 to 12 carbon atoms;
Any two or more of the aryl groups to which R 11 , R 12 and the sulfonium group are bonded directly by a single bond or selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group may form a ring structure with the sulfur atom to which they are attached,
at least one methylene group in R 11 and R 12 may be substituted with a divalent heteroatom-containing group;
R 13 and R 14 each independently represent an alkyl group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfanylcarbonyl group, an arylsulfanyl group, alkylsulfanyl group, aryl group, heteroaryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, amino group, cyano is selected from the group consisting of a group, a nitro group and a halogen atom, and has 1 to 12 carbon atoms when it has carbon, and these may have a substituent,
at least one of R 14 is an amino group, or R 14 is selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom-containing group together with an aryl group to which said R 14 is bonded It forms a heterocyclic structure,
R 15 and R 16 are each independently an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; an optionally substituted linear chain; A branched or cyclic alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent; and an optionally substituted aryl group having 4 to 12 carbon atoms any one selected from the group consisting of a heteroaryl group;
R 15 and R 16 may be bonded to each other directly with a single bond or through any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and an alkylene group to form a ring structure,
at least one methylene group in R 15 and R 16 may be substituted with a divalent heteroatom-containing group;
R 18 is an alkyl group, hydroxy group, mercapto group, alkoxy group, alkylcarbonyl group, arylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, arylsulfanylcarbonyl group, alkylsulfanyl group, arylsulfanyl group, aryl group, hetero aryl group, aryloxy group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, (meth)acryloyloxy group, hydroxy(poly)alkyleneoxy group, amino group, cyano group, nitro group and halogen atom is any selected from the group consisting of 1 to 12 carbon atoms when having carbon, and these may have a substituent,
L 2 and L 3 are each independently selected from the group consisting of a direct bond; a methylene group; an oxygen atom; a sulfur atom; a nitrogen atom-containing group; and either one of L 2 and L 3 is an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom-containing group,
Y is an oxygen atom or a sulfur atom,
e is an integer from 0 to 4,
f is an integer from 0 to 3,
g is an integer from 0 to 4,
X represents a monovalent counter anion. )
請求項1に記載のオニウム塩を少なくとも含む光酸発生剤。 A photoacid generator containing at least the onium salt according to claim 1 . 請求項に記載の光酸発生剤と、酸反応性化合物と、を含む組成物。 A composition comprising the photoacid generator of claim 2 and an acid-reactive compound. 酸拡散制御剤をさらに含む請求項に記載の組成物。 4. The composition of claim 3 , further comprising an acid diffusion control agent. 前記酸反応性化合物が酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂(B)であり、
前記樹脂(B)が、下記(4a)~(4d)で表される単位の少なくともいずれかを有する、請求項又はに記載の組成物。
Figure 0007249198000085
(前記式(4a)中、
は水素原子、アルキル基及びハロゲン化アルキル基からなる群より選択されるいずれかであり、
及びRは独立して各々に、直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、
は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、
前記R、R、及びRのうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよく、
は、直接結合、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキレンカルボニルオキシ基、及び、アルキレンカルボニルアミノ基からなる群より選択されるいずれかである。
前記式(4b)中、R及びLは、前記式(4a)のR及びLの各々と同じ選択肢から選択され、
及びRは独立して各々に、水素原子、及び、直鎖、分岐又は環状のアルキル基からなる群より選択されるいずれかであり、
は置換基を有してもよい直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、
前記R、R、及びRのうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよい。
前記式(4c)中、R~R及びLは、前記式(4a)のR~R及びLの各々と同じ選択肢から選択され、
は独立して各々に、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルキルスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、及びハロゲン原子からなる群より選択されるいずれかであり、
のうち2つ以上が、単結合で直接に、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子含有基及びメチレン基からなる群より選択されるいずれかを介して、環構造を形成してもよく、
lは1~2の整数であり、
mは、lが1のとき0~4、lが2のとき0~6の整数であり、
nは、lが1のとき1~5、lが2のとき1~7の整数であり、
m+nは、lが1のとき1~5であり、lが2のとき1~7である。
前記式(4d)中、R、R~R、R、L、l及びnは、前記式(4a)~(4c)のR、R~R、R、L、l及びnの各々と同じ選択肢から選択される。)
the acid-reactive compound is a resin (B) whose solubility in a developer changes under the action of an acid;
5. The composition according to claim 3 , wherein the resin (B) has at least one of units represented by the following (4a) to ( 4d ).
Figure 0007249198000085
(In the above formula (4a),
R 1 is any selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and a halogenated alkyl group,
R 2 and R 3 are each independently a linear, branched or cyclic alkyl group;
R 4 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent,
two or more of R 2 , R 3 , and R 4 are directly via a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group, and a methylene group; , may form a ring structure,
L 6 is any one selected from the group consisting of a direct bond, a carbonyloxy group, a carbonylamino group, a linear, branched or cyclic alkylenecarbonyloxy group optionally having a substituent, and an alkylenecarbonylamino group is.
In formula (4b), R 1 and L 6 are selected from the same options as each of R 1 and L 6 in formula (4a);
R 5 and R 6 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and a linear, branched or cyclic alkyl group;
R7 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent,
two or more of R 5 , R 6 , and R 7 are directly through a single bond or through any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group, and a methylene group; , may form a ring structure.
In formula (4c), R 1 to R 4 and L 6 are selected from the same options as each of R 1 to R 4 and L 6 in formula (4a);
R 8 is independently selected from the group consisting of an alkyl group, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfanyl group, an alkylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, and a halogen atom; is either selected,
Two or more of R 8 may form a ring structure directly with a single bond or via any one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom-containing group and a methylene group. often,
l is an integer from 1 to 2,
m is an integer of 0 to 4 when l is 1 and 0 to 6 when l is 2;
n is an integer of 1 to 5 when l is 1 and 1 to 7 when l is 2;
m+n is 1 to 5 when l is 1, and 1 to 7 when l is 2.
In formula (4d), R 1 , R 5 to R 7 , R 8 , L 6 , l and n are R 1 , R 5 to R 7 , R 8 and L in formulas (4a) to (4c). 6 , l and n are selected from the same options as each. )
前記樹脂(B)が下記一般式(5a)~(5b)で表される単位の少なくともいずれかを含む、又は、
前記組成物が下記一般式(5a)~(5b)で表される単位の少なくともいずれかを含む樹脂(C)をさらに含む請求項に記載の組成物。
Figure 0007249198000086
(前記式(5a)中、R、R及びLは独立して各々、前記式(4a)のR、R及びLの各々と同じ選択肢から選択され、
pは0~4の整数であり、qは1~5の整数である。
前記式(5b)中、R及びLは独立して各々、前記式(4a)のR及びLの各々と同じ選択肢から選択され、
は、-C(O)-O-、-SO-及び-O-SO-からなる群より選択される少なくともいずれかを含む環式基である。)
The resin (B) contains at least one of units represented by the following general formulas (5a) to (5b), or
6. The composition according to claim 5 , further comprising a resin (C) containing at least one of units represented by the following general formulas (5a) to (5b).
Figure 0007249198000086
(In formula (5a) above, R 1 , R 8 and L 6 are each independently selected from the same choices as each of R 1 , R 8 and L 6 in formula (4a) above,
p is an integer of 0-4 and q is an integer of 1-5.
In formula (5b), R 1 and L 6 are each independently selected from the same options as each of R 1 and L 6 in formula (4a);
R 9 is a cyclic group containing at least one selected from the group consisting of -C(O)-O-, -SO 2 - and -O-SO 2 -. )
前記光酸発生剤が、前記オニウム塩におけるXが下記一般式(6)で表される単位を有する酸発生剤単位含有樹脂である、請求項のいずれか一項に記載の組成物。
Figure 0007249198000087
(前記式(6)中、R及びLは各々独立に、前記式(4a)のR及びLと同じ選択肢からそれぞれ選択され、
は、炭素原子数1~12の直鎖又は分岐のアルキレン基、炭素原子数~12の直鎖又は分岐のアルケニレン基、及び、炭素原子数6~14のアリーレン基からなる群から選択されるいずれかであり、
前記アルキレン基、アルケニレン基及びアリーレン基が有する水素の一部又は全てがフッ素原子に置換されてもよく、
前記アルキレン基、アルケニレン基及びアリーレン基中の少なくとも1つのメチレン基が、2価のヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。)
The composition according to any one of claims 3 to 6 , wherein the photoacid generator is an acid generator unit-containing resin in which X - in the onium salt has a unit represented by the following general formula (6): thing.
Figure 0007249198000087
(In formula (6), R 1 and L 6 are each independently selected from the same options as R 1 and L 6 in formula (4a),
Z 1 is selected from the group consisting of a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms, and an arylene group having 6 to 14 carbon atoms. is either
Some or all of the hydrogens of the alkylene group, alkenylene group and arylene group may be substituted with fluorine atoms,
At least one methylene group in the alkylene group, alkenylene group and arylene group may be substituted with a divalent heteroatom-containing group. )
請求項のいずれか一項に記載の組成物を基板上に塗布しレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に第1活性エネルギー線を照射する工程と、
前記第1活性エネルギー線照射後のレジスト膜に第2活性エネルギー線を照射する工程と、
前記第2活性エネルギー線照射後のレジスト膜を現像してパターンを得る工程と、を含むデバイスの製造方法。
A step of applying the composition according to any one of claims 3 to 7 onto a substrate to form a resist film;
a step of irradiating the resist film with a first active energy ray;
a step of irradiating a second active energy ray onto the resist film after the irradiation of the first active energy ray;
and obtaining a pattern by developing the resist film after being irradiated with the second active energy ray.
前記第1活性エネルギー線の波長が、前記第2活性エネルギー線の波長よりも短い請求項に記載のデバイスの製造方法。 9. The method of manufacturing a device according to claim 8 , wherein the wavelength of said first active energy ray is shorter than the wavelength of said second active energy ray. 前記第1活性エネルギー線が電子線又は極端紫外線である請求項又はに記載のデバイスの製造方法。 10. The device manufacturing method according to claim 8 , wherein the first active energy ray is an electron beam or extreme ultraviolet rays. 前記第1活性エネルギー線を照射する工程と、前記第2活性エネルギー線を照射する工程と、の間に、電熱線又はレーザーにより加熱する工程を含む請求項10のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。 11. The method according to any one of claims 8 to 10 , comprising a step of heating with a heating wire or laser between the step of irradiating the first active energy ray and the step of irradiating the second active energy ray. device manufacturing method. 前記第1活性エネルギー線照射によりレジスト膜中で前記組成物から第1活性種を発生させ、
前記第1活性種により前記光酸発生剤を構造変化させ、
前記第2活性エネルギー線照射により、前記構造変化した光酸発生剤から第2活性種を発生させる請求項11のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法。
generating a first active species from the composition in the resist film by irradiation with the first active energy ray;
structurally changing the photoacid generator with the first active species;
The device manufacturing method according to any one of claims 8 to 11 , wherein the second active energy ray irradiation generates a second active species from the structurally-changed photoacid generator.
前記構造変化した光酸発生剤がケトン誘導体である請求項12に記載のデバイスの製造方法。 13. The method of manufacturing a device according to claim 12 , wherein the structurally-changed photoacid generator is a ketone derivative.
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