JP5721630B2 - スルホニウム誘導体および潜在酸としてのその使用 - Google Patents

スルホニウム誘導体および潜在酸としてのその使用 Download PDF

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Description

本発明は、新規のスルホニウム塩、前記化合物を含む化学増幅フォトレジスト組成物、ならびに化学電磁放射線および電子ビームの放射によって活性化され得る潜在酸としての該化合物の使用に関する。
スルホニウム塩は、光開始剤として当該技術分野で既知である。US6368769およびJP2004−137172Aには、アシル基を含むフェニルチオフェニル−ジフェニルスルホニウム塩が開示されている。WO03/072567およびWO03/008404には、スルホニウムイオンが縮合環系、例えばチオキサンチル部分に位置するスルホニウム塩が開示されている。アシル基を含むジベンゾチオフェニル−ジアリールスルホニウム塩などこの種の他の化合物がUS2006/055088に開示されている。JP2005−263796Aには、アシル基を含む5−アリール−ジベンゾチオフェニウム塩が開示されている。JP2007−112728Aには、アシル基を含むトリアリールスルホニウム塩が開示されている。上記スルホニウム塩のいずれもが、SbF6 -、PF6 -、AsF6−、BF4 -、SbCl6 -、ClO4 -、アリールスルホネート、アルキルスルホネートまたはテトラアリールボレートを対アニオンとして有する。US5554664には、トリフルオロアルキルスルホニルメチドを対アニオンとして有するスルホニウム塩が開示されている。
当該技術分野において、熱的および化学的に安定しており、光、UV放射線、X線放射線または電子ビームによって活性化された後に、様々な酸触媒反応、例えば、重縮合反応、酸触媒解重合反応、酸触媒求電子置換反応、または保護基の酸触媒除去に触媒として使用可能な反応性潜在酸が必要とされている。遠紫外領域だけでなく、例えば、g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)およびEUV(13.5nm;極紫外)など広範囲な波長において高度な安定性、高度な感度および高度な分解能を有する潜在酸触媒が特に必要とされている。
意外にも、以下に記載される特定のスルホニウム塩は、広範な光源に対して安定かつ高活性であることが判明した。本発明のスルホニウム塩は、化学増幅フォトレジスト用途における前記酸触媒反応の触媒として好適である。加えて、本発明のスルホニウム塩は、増感剤を用いることなく高度な感度をもたらす当該用途に理想的なUV吸収プロファイルを有するため、i線および広帯域リソグラフィーに特に好適である。また、本発明のスルホニウム塩を含む化学増幅フォトレジスト組成物は、高分解能を提供する。
本発明の主題は、式I
Figure 0005721630
[式中、
Ar1は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
であり、
フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
は、非置換であるか、または1つ以上のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
1つ以上のハロゲン、NO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28または−OSO28によって置換されており、
場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28または−OSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
上のさらなる置換基と、あるいはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
の炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、
すべてのAr1は、酸の作用により開裂する−O−C−結合または−O−Si−結合を有する基によって、場合によってさらに置換されており、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールであり、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールは、非置換であるか、または1つ以上のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
1つ以上のハロゲン、NO2、CN、Ar、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、
場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar2およびAr3は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar2およびAr3は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合された
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
すべてのAr2およびAr3は、酸の作用により開裂する−O−C−結合または−O−Si−結合を有する基によって、場合によってさらに置換されており、
Rは、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
Rは、Ar、OR4、NR56、(CO)R8、(CO)OR4または(CO)NR56であり、
3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキルおよび分断されたC4−C30シクロアルケニルとしてのRは、非置換であるか、または1つ以上のハロゲン、NO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、
1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキルまたはArであり、あるいは
互いに独立して、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C10ハロアルキルであり、
1−C10ハロアルキル、Arおよび分断されたC2−C10ハロアルキルとしてのR1、R2およびR3は、非置換であるか、または1つ以上のNO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、あるいは
1およびR2は、それらが結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、1つ以上のO、NR7またはCOによって、場合によって分断された5、6または7員環を形成し、
4は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
4は、Ar、(CO)R8、(CO)OR8、(CO)NR56またはSO28であり、
3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR4は、非置換であるか、または1つ以上のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、
5およびR6は、互いに独立して、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
互いに独立して、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
互いに独立して、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
互いに独立して、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
5およびR6は、互いに独立して、Ar、(CO)R8、(CO)OR4または−SO28であり、
3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR5およびR6は、非置換であるか、または1つ以上のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、C1−C18ジアルキルアミノ、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、あるいは
5およびR6は、それらが結合されている窒素原子と一緒になって、1つ以上のO、NR7またはCOによって、場合によって分断された5、6または7員環を形成し、
7は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
7は、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56またはSO28であり、
3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR7は、非置換であるか、または1つ以上のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、
8は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、Ar、NR56であり、あるいは
1つ以上のO、S、NR、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、CO、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、
3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、Ar、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキルおよび分断されたC4−C30シクロアルケニルとしてのR8は、非置換であるか、または1つ以上のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、
Arは、フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールであり、
フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールは、非置換であるか、または1つ以上のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって置換されており、あるいは
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
1つ以上のハロゲン、NO2、CN、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ヘテロアリール、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7またはR8基を介して、フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成する]の化合物である。
式Iの化合物は、カルボニル官能基がトリアリールスルホニウム塩のアリール環上で置換されていること、およびそれらが対アニオンとしてトリスルホニルメチドアニオンを有することを特徴とする。
特に、式I
[式中、Ar1は、いずれも非置換であるか、または1つ以上のC1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7
によって置換されたフェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレンであり、
場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレン上のさらなる置換基と、あるいはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレンの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールであり、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールは、1つ以上のC1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7によって、場合によって置換されており、
場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニル、ビフェニリル、ナフチルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリル、ナフチルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar2およびAr3は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar2およびAr3は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
Rは、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、Ar、OR4またはNR56であり、C1−C18アルキルおよびC1−C10ハロアルキルとしてのRは、1つ以上のハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7によって、場合によって置換されており、
1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキルであり、
4は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
5およびR6は、互いに独立して、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
7は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
8は、水素、C1−C18アルキルまたはArであり、
Arは、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルであり、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルは、非置換であるか、または1つ以上のC1−C18アルキル、ハロゲン、NO2、CN、OR4、NR56またはSR7によって置換されており、場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニル、ビフェニリルまたはナフチル上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリルまたはナフチルの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成する]の化合物が興味深い。
さらに、式I
[式中、Ar1は、いずれも非置換であるか、または1つ以上のC1−C18アルキルまたはOR4によって置換されたフェニレンまたはヘテロアリーレンであり、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニル、ビフェニリルまたはヘテロアリールであり、フェニル、ビフェニリルまたはヘテロアリールは、非置換であるか、または1つ以上のC1−C18アルキル、ArまたはOR4によって置換されており、あるいは
Ar1およびAr2は、直接結合と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
Rは、C1−C18アルキルまたはArであり、
1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキルであり、
4は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
5およびR6は、互いに独立して、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
7は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
8は、水素、C1−C18アルキルまたはArであり、
Arは、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルであり、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルは、非置換であるか、または1つ以上のC1−C18アルキル、ハロゲン、NO2、CN、OR4、NR56またはSR7によって置換されており、場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニル、ビフェニリルまたはナフチル上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリルまたはナフチルの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成する]の化合物が興味深い。
本発明のさらなる化合物は、式I
[式中、Ar1は、非置換であるか、またはOR4によって置換されたフェニレンまたはヘテロアリーレンであり、あるいはAr1は、
Figure 0005721630
であり、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニルまたはビフェニリルであり、フェニルまたはビフェニリルは、非置換であるか、またはC1−C18アルキルよって置換されており、あるいは
Ar1およびAr2は、直接結合と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
Rは、C1−C18アルキルまたはArであり、
1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキル、特にトリフルオロメチルであり、
4は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28、特にアルキルであり、
Arは、フェニルであり、フェニルは、非置換であるか、またはOR4またはハロゲンによって置換されている]の化合物を包含する。
本発明の特定の主題は、式I
[式中、Ar1は、非置換であるか、またはOR4によって置換されたフェニレンまたはヘテロアリーレンであり、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニルまたはビフェニリルであり、
フェニルまたはビフェニリルは、非置換であるか、またはC1−C18アルキルよって置換されており、あるいは
Ar1およびAr2は、直接結合と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
Rは、Arであり、
1、R2およびR3は、C1−C10ハロアルキルであり、
4は、水素、C1−C18アルキルであり、
Arは、フェニルであり、フェニルは、非置換であるか、またはOR4によって置換されている]の化合物である。
さらに、式I
[式中、Ar1は、フェニレンまたはヘテロアリーレン、特にフェニレンまたはチオキサントンであり、フェニレンまたはヘテロアリーレンは、非置換であるか、またはOR4によって置換されており、
Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニルまたはビフェニリルであり、
フェニルまたはビフェニリルは、非置換であるか、またはC1−C18アルキルよって置換されており、あるいは
Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成し、
Rは、Arであり、
1、R2およびR3は、C1−C10ハロアルキルであり、
4は、C1−C18アルキルであり、
Arは、フェニルであり、フェニルは、非置換であるか、またはOR4によって置換されている]の化合物が興味深い。
実施例1〜4に示される化合物、ならびに以下の式(a)〜(d)
Figure 0005721630
の化合物が特に興味深い。
1−C18アルキルは、直鎖状または分枝状であり、例えば、C1−C16−、C1−C12−、C1−C8−、C1−C6−またはC1−C4−アルキルである。例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、2,4,4−トリメチルペンチル、2−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシルおよびオクタデシル、好ましくは、メチル、イソプロピルまたはブチルなどのC1−C4アルキルである。
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルは、例えば、非連続的なO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって、1〜5回、例えば1〜3回、または1もしくは2回分断されている。よって、得られる構造単位は、例えば、O(CH22OH、O(CH22OCH3、O(CH2CH2O)2CH2CH3、(CH2)−O−CH3、CH2CH2−O−CH2CH3、[CH2CH2O]y−CH3(y=1〜5)、(CH2CH2O)5CH2CH3、CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH2CH3、CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH3、S(CH22SCH3、(CH22NHCH3、(CH22O(CO)CH3、(CH22(CO)OCH3または(CH22NH(CO)CH3である。
本発明の文脈において、基、例えばアルキルまたはアルキレンが、1つ以上の規定の基、例えば、O、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断されている場合は、「分断する」基は、分断される基、例えばアルキルまたはアルキレンの間に位置することを意味するばかりでなく、末端であることも意味する。
3−C30シクロアルキルは、一環式または多環式脂肪族環、例えば、一環式、二環式または三環式脂肪族環、例えば、C3−C20−、C3−C18−、C3−C12−、C3−C10シクロアルキルである。本出願の文脈におけるC3−C30シクロアルキルは、少なくとも1つの環を含むアルキルと理解されるべきであり、すなわち、アルキルによって置換されている炭素環式脂肪族もこの定義に包含される。単環式環の例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはシクロヘプチル、特にシクロペンチルおよびシクロヘキシルである。さらなる例は、
Figure 0005721630
の構造体である。多環式環の例は、ペルヒドロアントラシル、ペルヒドロフェニアトリル、ペルヒドロナフチル、ペルヒドロフルオレニル、ペルヒドロクリセニル、ペルヒドロピセニル、アダマンチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[4.2.2]デシル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[3.3.2]デシル、ビシクロ[4.3.2]ウンデシル、ビシクロ[4.3.3]ドデシル、ビシクロ[3.3.3]ウンデシル、ビシクロ[4.3.1]デシル、ビシクロ[4.2.1]ノニル、ビシクロ[3.3.1]ノニル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、
Figure 0005721630
等である。アルキル置換多環式および架橋環、例えば
Figure 0005721630
等も本発明の文脈における「シクロアルキル」の定義に包含される。
「スピロ」−シクロアルキル化合物、例えば、スピロ[5.2]オクチル、スピロ[5.4]デシル、スピロ[5.5]ウンデシルも本文脈におけるC3−C30シクロアルキルの定義に包含される。本発明の化合物におけるそれぞれの定義の主題である多環式シクロアルキル基のさらなる例が、「イル」を達成するための結合を式(1)〜(46)に加えなければならないEP878738の11および12頁に示されている。当業者は、このことを認識している。
概して、脂環式環は、反復構造単位を形成することができる。
1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルは、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断された一環式または多環式脂肪族環、例えば
Figure 0005721630
である。
2−C12アルケニル基は、例えば、一不飽和または多不飽和直鎖状または分枝状であり、例えば、C2−C8−、C2−C6−またはC2−C4−アルケニルである。例は、アリル、メタリル、ビニル、1,1−ジメチルアリル、1−ブテニル、3−ブテニル、2−ブテニル、1,3−ペンタジエニル、5−ヘキセニルまたは7−オクテニル、特にアリルまたはビニルである。
4−C30シクロアルケニルは、一環式または多環式および一不飽和または多不飽和環、例えば、一環式、二環式、三環式または四環式の一不飽和または多不飽和環、例えば、C4−C20−、C4−C18−、C4−C12−、C4−C10シクロアルケニルである。シクロアルケニルの例は、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニルである。架橋アルケニル基、例えば
Figure 0005721630
等、特にシクロペンテニル、シクロヘキセニル、
Figure 0005721630
も上記定義に包含され、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルは、1つ以上のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7および/またはNR7(CO)によって分断された一環式または多環式および一不飽和または多不飽和環、例えば、
Figure 0005721630
である。
1−C18アルキレンは、直鎖状または分枝状アルキレン、例えば、C1−C2−、C2−C5アルキレンである。例は、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレンである。
置換フェニルは、1〜5個、例えば、1個、2個または3個、特に1〜2個の置換基をフェニル環上に保持する。置換は、好ましくは、フェニル環の4位、3,4位、3,5位または3,4,5位に存在する。
基フェニル、ビフェニル、ナフチル、フルオレニル、フェナントリル、アントラシルおよびヘテロアリールが1つ以上の基によって置換されているとき、それは例えば、一〜五置換、例えば、一置換、二置換または三置換、特に一置換または二置換されている。
Arが、1つ以上のC1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28および/またはOSO28によって置換されたフェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールであり、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28および/またはOSO28が、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
等の構造単位が得られる。
Arにおいて、置換基C1−C18アルキルが、ビフェニル、ナフチルまたはフルオレニル環の1つの炭素原子から前記環の別の炭素原子までのアルキレン架橋を形成すると、特に、エチレン、プロピレンおよびブチレン架橋が形成され、例えば、
Figure 0005721630
等の構造体が得られる。この関連の本出願による定義は、分枝状アルキレン架橋:
Figure 0005721630
を包含することも意図する。前記アルキレン架橋がさらなるフェニル環と縮合されると、例えば、
Figure 0005721630
の構造体が得られる。Ar1が、いずれも1つ以上のC1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28および/またはOSO28によって置換されたフェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
であり、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28および/またはOSO28が、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
Figure 0005721630
上のさらなる置換基と、あるいはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
Figure 0005721630
、ヘテロアリーレン、
Figure 0005721630
またはオキシジフェニレンの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
等の構造単位が得られる。
Ar1およびAr2が、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
の構造単位が得られる。
Ar1およびAr2が、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって、5、6または7員環を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
の構造単位が得られる。
Ar2およびAr3が、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
の構造単位が得られる。
Ar2およびAr3が、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって、5、6または7員環を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
の構造単位が得られる。
Ar1およびAr2が、Ar1に結合されている
Figure 0005721630
と一緒になって、
Figure 0005721630
を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
の構造単位が得られる。
2−C18アルカノイルは、例えば、アルキル部分が直鎖状または分枝状であるC2−C12、C2−C8−、C2−C6−またはC2−C4アルカノイルである。例は、アセチル、プロピオニル、ブタノイルまたはヘキサノイル、特にアセチルである。C1−C18アルコキシは、例えば、C1−C12−、C1−C8−、C1−C6−、C1−C4アルコキシであり、直鎖状または分枝状である。例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、n−ブトキシ、t−ブトキシ、オクチルオキシおよびドデシルオキシである。
1−C12アルキルチオにおいて、アルキル部分は、例えば直鎖状または分枝状である。例は、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオまたはブチルチオである。
2−C18アルコキシカルボニルは、(C1−C17アルキル)−O−C(O)−であり、C1−C17アルキルは、直鎖状または分枝状であり、適切な炭素数まで以上に定義されている通りである。例は、C2−C10−、C2−C8−、C2−C6−またはC2−C4アルコキシカルボニル、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニルまたはペントキシカルボニルである。
1−C10ハロアルキルは、例えば、ハロゲンによって一置換または多置換されたC1−C8−、C1−C6−またはC1−C4アルキルであり、アルキル部分は、例えば、以上に定義されている通りである。例えば、1〜23個のハロゲン置換基がアルキル基に存在する。例は、クロロメチル、トリクロロメチル、トリフルオロメチル、ノナフルオロブチルまたは2−ブロモプロピル、特にトリフルオロメチルまたはトリクロロメチルである。C1−C10フルオロアルキルが好適である。
2−C10ハロアルカノイルは、(C1−C9ハロアルキル)−C(O)−であり、C1−C9ハロアルキルは、適切な炭素数まで以上に定義されている通りである。例は、クロロアセチル、トリクロロアセチル、トリフルオロアセチル、ペンタフルオロプロピオニル、ペルフルオロオクタノイルまたは2−ブロモプロピオニル、特にトリフルオロアセチルまたはトリクロロアセチルである。
ハロベンゾイルは、ハロゲンおよび/またはC1−C4ハロアルキルによって一置換または多置換されたベンゾイルであり、C1−C4ハロアルキルは、以上に定義されている通りである。例は、ペンタフルオロベンゾイル、トリクロロベンゾイル、トリフルオロメチルベンゾイル、特にペンタフルオロベンゾイルである。
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素、特に塩素またはフッ素、好ましくはフッ素である。
フェニル−C1−C3アルキルは、例えば、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、α−メチルベンジルまたはα,α−ジメチルベンジル、特にベンジルである。
5およびR6が、それらが結合されている窒素と一緒になって、O、NR7またはCOによって、場合により分断された5、6または7員環を形成すると、例えば、
Figure 0005721630
等の構造体が得られる。
1−C18アルキルスルホニルの定義は、スルホニル基(−SO2−)に結合されている、以上に詳述した対応するC1−C18アルキル基を指す。よって、フェニルスルホニルおよび(4−メチルフェニル)スルホニルも、スルホニル基に結合された対応する基を指す。
2−C18アルカノイルオキシは、(C1−C17アルキル)−C(O)−O−であり、C1−C17アルキルは、直鎖状または分枝状であり、適切な炭素数まで以上に定義されている通りである。例は、C2−C10−、C2−C8−、C2−C6−またはC2−C4アルカノイルオキシ、例えば、アセチルオキシ、エタノイルオキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシまたはヘキサノイルオキシである。
1−C18アルキルスルホニルオキシは、(C1−C18アルキル)−S(O)2−O−であり、C1−C18アルキルは、直鎖状または分枝状であり、適切な炭素数まで以上に定義されている通りである。例は、C1−C10−、C1−C8−、C1−C6−またはC1−C4アルキルスルホニルオキシ、例えば、メタンスルホニルオキシ、プロパンスルホニルオキシまたはヘキサンスルホニルオキシである。
よって、フェニルスルホニルオキシおよび(4−メチルフェニル)スルホニルオキシも、−S(O)2−O−基に結合された対応する基を指す。
本出願において、「ヘテロアリール」という用語は、非置換および置換基、例えば、3−チエニル、2−チエニル、
Figure 0005721630
[式中、R4およびR5は、以上に定義されている通りである]、チアントレニル、イソベンゾフラニル、キサンテニル、チオキサンテニル、フェノキサンチイニル、
Figure 0005721630
[式中、Yは、S、OまたはNR6であり、R6は、以上に定義されている通りである]を指す。その例は、ピラゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリルまたはイソキサゾリルである。例えば、フリル、ピロリル、1,2,4−トリアゾリル、
Figure 0005721630
、または縮合芳香族基を有する5員環複素環、例えば、ベンズイミダゾリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ベンゾキサゾリルおよびベンゾチアゾリルも含まれる。
「ヘテロアリール」の他の例は、ピリジル、特に3−ピリジル、
Figure 0005721630
[式中、R3は、以上に定義されている通りである]、ピリミジニル、ピラジニル、1,3,5−トリアジニル、2,4−、2,2−または2,3−ジアジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、イソキノリル、キノリル、フェノキサジニルまたはフェナジニルである。本出願において、「ヘテロアリール」という用語は、また、チオキサンチル、キサンチル、
Figure 0005721630
[式中、mは、0または1であり、R3、R4、R5は、以上に定義されている通りである]、
Figure 0005721630
、アントラキノニル基を指す。ヘテロアリールの各々は、以上または請求項1に示される置換基を保持することができる。
フェニレンは、
Figure 0005721630
である。ナフチレンは、
Figure 0005721630
である。ビフェニレンは、
Figure 0005721630
である。オキシジフェニレンは、
Figure 0005721630
である。ヘテロアリーレンは、上記ヘテロアリール環の二価の基、例えば
Figure 0005721630
である。
酸の添加により開裂する−O−C−結合または−O−Si−結合を有し、Ar1、Ar2およびAr3基の置換基である基は、酸との反応後に式Iの化合物のアルカリ現像剤への溶解度を高める酸開裂性の基である。この効果は、例えば、US4883740に記載されている。
当該置換基として好適な基の例は、例えば、既知のオルトエステル、トリチルおよびベンジル基、カルボン酸のtert.−ブチルエステル、フェノールの炭酸tert.−ブチルまたはフェノールのシリルエーテル、例えば、OSi(CH33、CH2(CO)OC(CH33、(CO)OC(CH33、O(CO)OC(CH33または
Figure 0005721630
[式中、Z1およびZ2は、互いに独立して、水素、C1−C5アルキル、C3−C8−シクロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいはZ1およびZ2は、一緒になってC2−C5アルキレンであり、Z3は、非置換またはハロゲン置換C1−C5アルキル、非置換またはハロゲン置換C3−C8シクロアルキルまたはフェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいはZ1およびZ2が一緒になってC2−C5アルキレンでなければ、Z3およびZ2は、一緒になって、OまたはSによって分断され得るC2−C5アルキレンであってよい]である。
Figure 0005721630
の例は、(C817SO23-、(CF3SO23-、(C49SO23-、(CF3SO22(C49SO2)C-
Figure 0005721630
、C65SO2-(SO2CF32等である。
特許請求の範囲および明細書全体を通じての「および/または」あるいは「または/および」という用語は、規定の代替物(置換基)の1つが存在し得るだけでなく、規定の代替物(置換基)のいくつかが一緒に、すなわち異なる代替物(置換基)の混合物で存在し得ることを表すことを意図する。
「場合によって置換された」という用語は、非置換である、または置換されていることを指す。
「場合によって分断された」という用語は、分断されていない、または分断されていることを指す。
「場合によって」は、定義されている対応する選択肢の両方を包含することを意図する。
「少なくとも」という用語は、1つまたは2つ以上、例えば1つまたは2つまたは3つ、好ましくは1つまたは2つを規定することを意味する。
以上および本文全体の文脈において示される式Iの化合物を指す選択は、それらの化合物のみでなく、請求項の範囲のすべての範疇を指すことを意図する。すなわち、式Iの化合物を含む組成物、前記化合物を含む光開始剤混合物、ならびに前記化合物が採用される使用または方法請求項を指すことを意図する。
式Iのスルホニウム塩を、一般には、例えばJ.V.CrivelloのAdvances in Polymer Science 62,1−48,(1984)に記載されている様々な方法によって製造することができる。例えば、所望のスルホニウム塩を、アリール化合物と一塩化硫黄とを塩素およびルイス酸の存在下で反応させる、アリールグリニャール試薬とジアリールスルホキシドとを反応させる、ジアリールスルホキシドとアリール化合物とを酸の存在下で縮合させる、または硫化ジアリールとジアリールヨードニウム塩とを銅(II)塩の存在下で反応させることによって製造することができる。当業者は、適切な反応、ならびに採用すべき反応条件を十分に認識している。
式Iの化合物を感光性酸供与体として使用することができる。
したがって、本発明の主題は、
(a)酸の作用により硬化する化合物、または酸の作用によりその溶解度が向上する化合物と、
(b)上記の式Iの少なくとも1つの化合物とを含む組成物である。
式Iの化合物をフォトレジストにおける感光性酸供与体として使用することができる。それらは、場合により、酸の作用によりその溶解度が向上する化合物、すなわち以上に定義されている成分(a)の一部としても機能する。レジスト系を、式Iの化合物を含む系の画像様照射、およびそれに続く現像工程によって製造することができる。
よって、本発明は、
(a)酸の作用により硬化する化合物、または酸の作用によりその溶解度が向上する化合物と、
(b)感光性酸供与体として請求項1に記載の式Iの少なくとも1つの化合物と
を含む化学増幅フォトレジスト組成物に関する。
化学増幅フォトレジストは、放射線感応性成分が、後にレジストの少なくとも1つの酸感応性成分の化学反応を触媒する触媒量の酸を提供するレジスト組成物であると理解される。結果は、レジストの照射部分と未照射部分との溶解度差の誘発である。このプロセスの触媒的性質により、1つの酸分子が、何らかの二次反応によって捕集または破壊されない限り、それが反応性ポリマーマトリックスを1つの反応部位から次の反応部位に拡散するのに伴って複数の部位で反応を誘発し得る。したがって、レジストにおける露光部分と未露光部分との大きな溶解度差を誘発するには低い酸濃度で十分である。したがって、低濃度の潜在酸化合物のみ必要とされる。その結果、光学的撮像における露光波長において高度なコントラストおよび高度な透明性を有するレジストを製造することができ、それが、高い感光度で急勾配の垂直画像プロファイルをもたらすことになる。しかし、この触媒的プロセスの結果として、たいていの場合、溶解度差をもたらす触媒反応を開始または終了させるために露光後のベーキング工程を要するレジスト貯蔵時または処理時の酸の生成を生じさせないように、潜在酸触媒が(照射されていない限り)化学的かつ熱的に非常に安定している必要がある。超小型電子部品製造プロセスにおけるこれらのレジストの施用を妨害することになるあらゆる粒子生成を回避するため、液体レジスト配合物および固体レジストフィルムへの潜在触媒の良好な溶解度を有することも必要である。
対照的に、化学増幅機構に基づかないポジティブレジスト材料は、アルカリ現像剤への露光部分の溶解度の向上に寄与する、露光下で潜在酸から生成される唯一の酸濃度であるため、高濃度の潜在酸を含むべきである。低い酸濃度は、当該レジストの分解速度の変化に対する影響がわずかであり、反応が、典型的にはこの場合に後露光ベーキングを用いることなく進行するため、潜在酸の化学的および熱的安定性に関する要件は、化学増幅ポジティブレジストに対する要件より緩い。これらのレジストは、また、露光部分のアルカリ現像剤への十分な溶解度を達成するのに十分な酸を生成するためにはるかに大きな露光量を必要とするとともに、(高濃度の潜在酸が必要であるために)光学的透明性が比較的低く、解像度および画像勾配も低い。したがって、非化学増幅技術に基づくレジスト組成物は、化学増幅レジストと比較して感光性、解像度および画像品質が劣る。
以上から、潜在触媒の化学および熱的安定性は、化学増幅レジストにとって重要であること、および酸拡散要件、酸強度要件ならびに熱的および化学的安定性要件が異なるため、非化学増幅レジストで作用可能な潜在酸は、化学増幅レジストに必ずしも適用可能でないことが明らかになる。
レジストの照射の最中または後にレジスト材料の酸触媒反応の結果として生じる照射部分と未照射部分とのレジスト溶解度の差は、いずれのさらなる構成成分がレジストに存在するかに応じて2つのタイプであり得る。本発明による組成物が、照射後に現像剤への組成物の溶解度を向上させる成分を含む場合、そのレジストはポジティブである。
よって、本発明は、ポジティブレジストである化学増幅フォトレジスト組成物に関する。
一方、配合物の成分が照射後の組成物の溶解度を低下させる場合は、そのレジストはネガティブである。
よって、本発明は、また、ネガティブフォトレジストである化学増幅フォトレジスト組成物に関する。
未露光部分において、レジスト配合物にさらに存在するアルカリ可溶性結合剤樹脂の溶解速度を低下させ、未露光部において実質的にアルカリ不溶性であるため、アルカリ溶液での現像後にレジストフィルムが未露光部分に残留するが、酸の存在下で開裂するか、またはその反応生成物がアルカリ現像剤に可溶になるように再編成することが可能であるモノマーまたはポリマー化合物を、以降、溶解阻害剤と呼ぶ。
本発明は、特殊な実施形態として、
(a1)酸の存在下で分解し、露光部分におけるアルカリ現像剤水溶液へのレジストフィルムの溶解度を向上させる酸不安定基を有する少なくとも1つのポリマーと、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ポジティブアルカリ現像可能フォトレジスト組成物を含む。
本発明のさらなる実施形態は、
(a2)酸の存在下で分解し、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を高める少なくとも1つの酸不安定基を有する少なくとも1つのモノマーまたはオリゴマー溶解阻害剤、ならびに少なくとも1つのアルカリ可溶性ポリマーと、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ポジティブアルカリ現像可能フォトレジスト組成物である。
本発明の別の特定の実施形態は、
(a1)酸の存在下で分解し、露光部分におけるアルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を有する少なくとも1つのポリマーと、
(a2)酸の存在下で分解し、露光部分におけるアルカリ溶解度を向上させる少なくとも1つの酸不安定基を有するモノマーまたはオリゴマー溶解阻害剤と、
(a3)アルカリ現像剤に実質的に不溶である未露光部にレジストフィルムを維持する濃度のアルカリ可溶性モノマー、オリゴマーまたはポリマー化合物と、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ポジティブアルカリ現像可能フォトレジスト組成物にある。
したがって、本発明は、
(a1)が酸の存在下で分解して、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を有するポリマーであり、
(a2)が酸の存在下で分解して、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を有するモノマーまたはオリゴマー溶解阻害剤であり、
(a3)がアルカリ可溶性モノマー、オリゴマーまたはポリマー化合物である(a1)、(a2)および(a3)からなる群から選択される成分(a)としての少なくとも1つの成分と、
(b1)感光性酸供与体としての、以上に定義された少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む請求項5に記載の化学増幅ポジティブフォトレジスト組成物に関する。
それらの組成物は、成分(b)に加えて、他の感光性酸供与体および/または(c)他の添加剤を含むことができる。
当該化学増幅ポジティブレジスト系は、例えば、E.Reichmanis,F.M.Houlihan,O.Nalamasu,T.X.Neenan,Chem.Mater.1991,3,394;またはC.G.Willson,"Introduction to Microlithography,2nd.Ed.;L.S.Thompson,C.G.Willson,M.J.Bowden,Eds,Amer.Chem.Soc,Washington DC,1994,p.139に記載されている。
酸の存在下で分解し、芳香族ヒドロキシ基、カルボキシル基、ケト基およびアルデヒド基を生成し、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基の好適な例は、例えば、アルコキシアルキルエーテル基、テトラヒドロフラニルエーテル基、テトラヒドロピラニルエーテル基、tert.−アルキルエステル基、トリチルエーテル基、シリルエーテル基、例えばtert.−ブチルオキシカルボニルオキシ−のような炭酸アルキル基、トリチルエステル基、シリルエステル基、アルコキシメチルエステル基、クミルエステル基、アセタール基、ケタール基、テトラヒドロピラニルエステル基、テトラフラニルエステル基、第三級アルキルエーテル基および第三級アルキルエステル基等である。当該基の例としては、メチルエステルおよびtert−ブチルエステルなどのアルキルエステル、メトキシメチルエステル、エトキシメチルエステル、1−エトキシエチルエステル、1−イソブトキシエチルエステル、1−イソプロポキシエチルエステル、1−エトキシプロピルエステル、1−(2−メトキシエトキシ)エチルエステル、1−(2−アセトキシエトキシ)エチルエステル、1−[2−(1−アダマンチルオキシ)エトキシ]エチルエステル、1−[2−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)エトキシ]エチルエステル、テトラヒドロ−2−フリルエステルおよびテトラヒドロ−2−ピラニルエステルなどのアセタール型エステル、ならびにイソボルニルエステルなどの脂環式エステルが挙げられる。
酸の作用によって分解し、このポリマーを含むレジストフィルムのアルカリ現像液への溶解度を向上させることが可能な官能基を有し、ポジティブレジストに含めることができるポリマーは、その主鎖および/または側鎖、好ましくはその側鎖に酸不安定基を有することができる。
本発明における使用に好適な酸不安定基を有するポリマーを、アルカリ可溶性基を部分的または完全にそれぞれの酸不安定基に変換するポリマー類似反応により、あるいは例えばEP254853、EP878738、EP877293、JP02−025850a、JP03−223860aおよびJP04−251259aに開示されているように既に結合された酸不安定基を有するモノマーの(共)重合によって直接得ることができる。
本発明において、ポリマー主鎖に対する酸不安定基を有するポリマーは、好ましくは、比較的低い露光後ベーキング温度(典型的には室温〜110℃)で完全に開裂する例えばシリルエーテル、アセタール、ケタールおよびアルコキシアルキルエステル基(「低活性化エネルギーブロック基」と呼ぶ)を有するポリマー、ならびに酸の存在下で脱ブロック反応を完了するために、(典型的には110℃超)より高いベーキング温度を必要とする、例えばtert−ブチルエステル基またはtert.−ブチルオキシカルボニル(TBOC)基、あるいはエステル結合の酸素原子の隣に第二級または第三級炭素原子を含む他のエステル基(「高活性化エネルギーブロック基」と呼ぶ)を有するポリマーである。高活性化エネルギーブロック基ならびに低活性化エネルギーブロック基の両方が1つのポリマー内に存在するハイブリッド系を適用することもできる。代替的に、それぞれが異なるブロック基化学作用を利用するポリマーのポリマーブレンドを、本発明による感光性ポジティブレジスト組成物に使用することができる。
酸不安定基を有する好適なポリマーは、以下の異なるモノマータイプを含むポリマーおよびコポリマーである。
1)酸の存在下で分解して、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を含むモノマー、および
2)酸不安定基を有さず、アルカリ溶解度に寄与する基を有さないモノマー、および/または
3)ポリマーのアルカリ水溶液溶解度に寄与するモノマー。
タイプ1)のモノマーの例は、
(メタ)アクリル酸非環式もしくは環式第二級および第三級アルキル、例えば、アクリル酸t−ブチルを含むアクリル酸ブチル、メタクリル酸t−ブチルを含むメタクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸3−オキソシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロピラニル、(メタ)アクリル酸2−メチル−アダマンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボニルアルコール、メタクリル酸(2−テトラヒドロピラニル)オキシメチルトリシクロドデカンメタノール、(メタ)アクリル酸トリメチルシリルメチル、アクリル酸(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボニルアルコール、メタクリル酸(2−テトラヒドロピラニル)オキシメチルトリシクロドデカンメタノール、(メタ)アクリル酸トリメチルシリルメチルo−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシスチレン、非環式もしくは環式アルコキシカルボニルスチレン、例えば、p−t−ブトキシカルボニルスチレンを含むo−/m−/p−ブトキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルスチレン、非環式もしくは環式アルコキシカルボニルオキシスチレン、例えば、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレンを含むo−/m−/p−ブトキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルオキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルオキシスチレン、非環式もしくは環式アルコキシカルボニルアルコキシスチレン、例えば、o/m/p−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルメトキシスチレン、トリメチルシロキシスチレン、ジメチル(ブチル)シロキシスチレン、不飽和酢酸アルキル、例えば、酢酸イソプロペニルおよびその誘導体である。
低活性エネルギー酸不安定基を保持するタイプ1)のモノマーとしては、例えば、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)メチルスチレン、p−またはm−(1−メトキシエトキシ)−スチレン、p−またはm−(1−メトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−エトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−エトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−またはm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−エトキシエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−エトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−(1−エトキシフェニル−エトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−n−プロポキシエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−プロポキシエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシプロポキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソプロポキシポルポキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−n−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−ブトキシエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−tert−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−ペントキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−イソアミルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−n−ヘキシルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−シクロヘキシルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−またはm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン)、p−またはm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−またはm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−またはm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレンが挙げられる。アルコキシアルキルエステル酸不安定基を有するポリマーの他の例は、US5225316およびEP829766に示されている。アセタールブロック基を有するポリマーの例は、US5670299、EP780732、US5627006、US5558976、US5558971、US5468589、EP704762、EP762206、EP342498、EP553737に示され、ACS Symp.Ser.614,Microelectronics Technology,pp.35−55(1995)およびJ.Photopolymer Sci.Technol.Vol.10,No.4(1997),pp.571−578に記載されている。本発明に使用されるポリマーは、それらに限定されない。
酸不安定基としてアセタール基を有するポリマーに関しては、例えば、H.−T.Schacht,P.Falcigno,N.Muenzel,R.Schulz,and A. Medina,ACS Symp.Ser.706(Micro− and Nanopatterning Polymers),p.78−94,1997;H.−T.Schacht,N.Muenzel,P.Falcigno,H.Holzwarth,and J.Schneider,J.Photopolymer Science and Technology,Vol.9,(1996),573−586に記載の酸不安定架橋を含めることができる。この架橋系は、レジストパターンの耐熱性の点で好適である。
高活性化エネルギー酸不安定基を有するモノマーは、例えば、p−tert.−ブトキシカルボニルオキシスチレン、tert.−ブチル−アクリレート、tert.−ブチル−メタクリレート、2−メチル−2−アダマンチル−メタクリレート、イソボルニルメタクリレートである。
ArFレジスト技術に好適なタイプ1)のモノマーとしては、特に、例えば、アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−n−ブチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−n−ブチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル メタクリル酸2−(1−アダマンチル)イソプロピル、アクリル酸2−(1−アダマンチル)イソプロピル、メタクリル酸2−(1−アダマンチル)イソブチル、アクリル酸2−(1−アダマンチル)イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸1−メチルシクロヘキシル、アクリル酸1−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸1−エチルシクロヘキシル、アクリル酸1−エチルシクロヘキシル、メタクリル酸1−(n−プロピル)シクロヘキシル、アクリル酸1−(n−プロピル)シクロヘキシル、テトラヒドロ−2−メタクリロイルオキシ−2H−ピランおよびテトラヒドロ−2−アクリロイルオキシ−2H−ピランが挙げられる。酸不安定アダマンチル部分を含む他のモノマーは、JP2002−1265530A、JP2002−338627A、JP2002−169290A、JP2002−241442A、JP2002−145954A、JP2002−275215A、JP2002−156750A、JP2002−268222A、WO02/06901、JP2002−169292A、JP2002−162745A、JP2002−301161A、JP2002−311590A、JP2002−182393A、JP2002−371114A、JP2002−162745Aに開示されている。
例えば、JP2002−308938A、JP2002−308869A、JP2002−206009A、JP2002−179624A、JP2002−161116Aに示されるように、酸不安定基を有する特定のオレフィンもArFレジスト技術に好適である。
タイプ2)によるコモノマーの例は、芳香族ビニルモノマー、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレン、α−メチルナフチレン、アセナフチレン、ビニル脂環式化合物、例えば、ビニルノルボルナン、ビニルアダマンタン、ビニルシクロヘキサン、アルキル(メタ)アクリレート、例えば、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリロニトリル、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキサノール、無水イタコン酸ならびに無水マレイン酸である。
ArFレジスト技術に好適なタイプ2)によるコモノマーとしては、特に、例えば、アルファ−アクリロイルオキシ−ガンマ−ブチロラクトン、アルファ−メタクリロイルオキシ−ガンマ−ブチロラクトン、アルファ−アクリロイルオキシ−ベータ,ベータ−ジメチル−ガンマ−ブチロ−ラクトン、アルファ−メタクリロイルオキシ−ベータ,ベータージメチル−ガンマ−ブチロラクトン、アルファ−アクリロイルオキシ−アルファ−メチル−ガンマ−ブチロラクトン、アルファ−メタクリロイルオキシ−アルファ−メチル−ガンマ−ブチロラクトン、ベータ−アクリロイルオキシ−ガンマ,ベータ−メタクリロイルオキシ−アルファ−メチル−ガンマ−ブチロラクトン、ベータ−アクリロイルオキシ−ガンマ,ベータ−メタクリロイルオキシ−アルファ−メチル−ガンマ−ブチロラクトン、5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、2−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸tert−ブチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチルシクロヘキシル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−メチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−エチル−2−アダマンチル、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、2(5H)−フラノン、3−ビニル−ガンマ−ブチロラクトン、3−メタクリロイルオキシビシクロ[4,3,0]ノナン、3−アクリロイルオキシビシクロ「4,3,0」ノナン、メタクリル酸1−アダマンチル、アクリル酸1−アダマンチル、3−メタクリロイルオキシメチルテトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカン、3−アクリロイルオキシメチルテトラシクロ[4,4,0,12,5,17,10]ドデカン、2−メタクリロイルオキシノルボルナン、2−アクリロイルオキシノルボルナン、2−メタクリロイルオキシイソボルナン、2−アクリロイルオキシイソボルナン、2−メタクリロイルオキシメチルノルボルナン、2−アクリロイルオキシメチルノルボルナンが挙げられる。
タイプ3)によるコモノマーの例は、ビニル芳香族化合物、例えばヒドロキシスチレン、アクリル酸化合物、例えばメタクリル酸、エチルカルボニルオキシスチレンおよびその誘導体である。これらのポリマーは、例えば、US5827634、US5625020、US5492793、US5372912、EP660187、US5679495、EP813113およびEP831369に記載されている。さらなる例は、クロトン酸、イソクロトン酸、3−ブテン酸、アクリル酸、4−ペンテン酸、プロピオル酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマル酸およびアセチレンカルボン酸である。本発明に使用されるポリマーは、それらに限定されない。
ArFレジスト技術に好適なタイプ3)によるコモノマーとしては、特に、例えば、アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル、メタクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル、2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、5−ノルボルネン−2−メタノール、8−ヒドロキシメチル−4−メタクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、8−ヒドロキシメチル−4−アクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4−ヒドロキシメチル−8−メタクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4−ヒドロキシメチル−8−アククリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカンが挙げられる。
ArF技術に好適なラクトン部分を含む他のモノマーが、例えば、JP2002−006502A、JP2002−145955A、EP1127870、JP2002−357905A、JP2002−296783Aに開示されている。ArF技術に好適な他のオレフィンが、例えば、JP2002−351078A、JP2002−234918A、JP2002−251009A、EP1127870、JP2002−328475A、JP2002−278069A、JP2003−43689A、JP2002−202604A、WO01/86353、JP2002−023371、JP2002−072484A、JP2002−202604A、JP2001−330959A、JP2002−003537A、US6379861、JP2002−30114A、JP2002−278071A、JP2002−251011A、JP2003−122010A、US6599677、JP2002−139837A、JP2003−195504A、JP2001−264984A、JP2002−278069A、US6277538、JP2002−328475A、US2002/119391、US2003/78354に公開されている。
ポリマーにおける酸不安定モノマーの含有量は広範囲にわたって異なっていてよく、他のコモノマーの量および脱保護ポリマーのアルカリ溶解度に左右される。典型的には、ポリマーにおける酸不安定基を有するモノマーの含有量は、5〜60モル%である。含有量が小さすぎると、現像速度が過小になるとともに、露光部分にレジストの残留物が生じる。酸不安定モノマーの含有量が大きすぎると、現像後にレジストパターンが不完全に画定され(浸食され)、微細な特徴を分析できなくなり、かつ/または現像中にレジストの基板への接着が緩くなる。好ましくは、酸不安定基を有するコポリマーのMWは、約3’000〜約200’000、より好ましくは約5’000〜約50’000であり、分子量分布が約3以下、より好ましくは分子量分布が約2以下である。非フェノールポリマー、例えば、アクリル酸t−ブチルまたはメタクリル酸t−ブチルなどのアクリル酸アルキルおよびビニルノルボナニルまたはビニルシクロヘキサノール化合物などのビニルアクリル化合物のコポリマーも、当該遊離ラジカル重合または他の既知の手順によって製造することができ、それらは、好適には、約8’000〜約50’000のMWおよび約3以下の分子量分布を有することになる。
他のコモノマーを、好適には、ポリマーのガラス転移点等を制御することを目的として適切な量で添加することができる。
本発明において、酸不安定基を有する2つ以上のポリマーの混合物を使用することができる。例えば、極めて容易に開裂される酸不安定基、例えばアセタール基またはテトラヒドロピラニルオキシ基を有するポリマーと、容易に開裂されない酸開裂性基、例えば第三級アルキルエステル基を有するポリマーとの混合物を使用することができる。また、tert−ブチルエステル基および2−メチル−アダマンチル基または1−エトキシ−エトキシ基およびテトラヒドロピラニルオキシ基などの異なる酸開列性基を有する2つ以上のポリマーをブレンドすることによって異なる大きさの酸開裂性基を組み合わせることができる。非架橋樹脂と架橋樹脂の混合物を使用することもできる。本発明におけるこれらのポリマーの量は、全固体成分の合計量に基づいて、好ましくは、30〜99質量%、より好ましくは50〜98質量%である。アルカリ溶解度を制御するために、酸不安定基を有するアルカリ可溶性樹脂またはモノマーもしくはオリゴマー化合物を組成物にさらに含めることができる。
異なる酸不安定基を有するポリマーを含むポリマーブレンドの例が、EP780732、EP679951およびUS5817444に示されている。
好ましくは、モノマーおよびオリゴマー溶解阻害剤(a2)が本発明に使用される。
本発明に使用される、酸不安定基を有するモノマーまたはオリゴマー溶解阻害剤は、酸の存在下で分解し、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる少なくとも1つの酸不安定基を分子構造に有する化合物である。例は、アルコキシメチルエーテル基、テトラヒドロフラニルエーテル基、テトラヒドロピラニルエーテル基、アルコキシエチルエーテル基、トリチルエーテル基、シリルエーテル基、炭酸アルキル基、トリチルエステル基、シリルエステル基、アルコキシメチルエステル基、カルバミン酸ビニル基、カルバミン酸第三級アルキル基、トリチルアミノ基、クミルエステル基、アセタール基、ケタール基、テトラヒドロピラニルエステル基、テトラフラニルエステル基、第三級アルキルエーテル基および第三級アルキルエステル基等である。本発明に使用される酸分解性溶解阻害化合物の分子量は、3’000以下、好ましくは100〜3’000、より好ましくは200〜2’500である。
酸不安定基を有するモノマーおよびオリゴマー溶解阻害剤の例が、EP0831369に式(I)〜(XVI)として記載されている。酸不安定基を有する他の好適な溶解阻害剤が、US5356752、US5037721、US5015554、JP01−289946A、JP01−289947A、JP02−002560A、JP03−128959A、JP03−158855A、JP03−179353A、JP03−191351A、JP03−200251A、JP03−200252A、JP03−200253A、JP03−200254A、JP03−200255A、JP03−259149A、JP03−279958A、JP03−279959A、JP04−001650A、JP04−001651A、JP04−011260A、JP04−012356A、JP04−123567A、JP04−271349A、JP05−045869A、JP05−158233A、JP05−257275A、JP05−297581A、JP05−297583A、JP05−303197A、JP05−303200A、JP05−341510AおよびJP06−080913Aに示されている。
該組成物は、ポリマー溶解阻害剤、例えば、US5354643等に記載されているポリアセタール、またはポリ−N,O−アセタール、例えばUS5498506に記載されているものを、アルカリ可溶性ポリマーと組み合わせて、または露光後のレジストフィルムの現像剤への溶解度を向上させる酸不安定基を含むポリマーと、あるいは両タイプのポリマーと組み合わせて含むこともできる。
酸不安定基を有する溶解阻害剤が、式Iの化合物、アルカリ可溶性ポリマーおよび/または酸不安定基を有するポリマーと組み合わせて本発明に使用される場合、溶解阻害剤の量は、感光性組成物のすべての固体成分の合計量に基づいて、3〜55質量%、好ましくは5〜45質量%、最も好ましくは10〜35質量%である。
好ましくは、アルカリ水溶液(a3)に可溶のポリマーが本発明に使用される。これらのポリマーの例としては、ノボラック樹脂、水素化ノボラック樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、ポリ(o−ヒドロキシスチレン)、ポリ(m−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ヒドロキシスチレン/N置換マレイミドコポリマー、o/p−およびm/p−ヒドロキシスチレンコポリマー、部分o−アルキル化ポリ(ヒドロキシスチレン)[例えば、ヒドロキシル基の置換度が5〜30モル%であるo−メチル化、o−(1−メトキシ)エチル化、o−(1−エトキシ)エチル化、o−2−テトラヒドロピラニル化およびo−(t−ブトキシカルボニル)メチル化ポリ(ヒドロキシスチレン)]、o−アシル化ポリ(ヒドロキシスチレン)[例えば、ヒドロキシル基の置換度が5〜30モル%であるo−アセチル化およびo−(t−ブトキシ)カルボニル化ポリ(ヒドロキシスチレン)]、スチレン/無水マレイン酸コポリマー、スチレン/ヒドロキシスチレンコポリマー、α−メチルスチレン/ヒドロキシスチレンコポリマー、カルボキシル化メタクリル樹脂およびそれらの誘導体が挙げられる。さらに、ポリ(メタ)アクリル酸[例えば、ポリ(アクリル酸)]、(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリレートコポリマー[例えば、アクリル酸/アクリル酸メチルコポリマー、メタクリル酸/メタクリル酸メチルコポリマーまたはメタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸t−ブチルコポリマー]、(メタ)アクリル酸/アルケンコポリマー[例えば、アクリル酸/エチレンコポリマー]、(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリルアミドコポリマー[例えば、アクリル酸/アクリルアミドコポリマー]、(メタ)アクリル酸/塩化ビニルコポリマー[例えば、アクリル酸/塩化ビニルコポリマー]、(メタ)アクリル酸/酢酸ビニルコポリマー[例えば、アクリル酸/酢酸ビニルコポリマー]、マレイン酸/ビニルエーテルコポリマー[例えば、マレイン酸/メチルビニルエーテルコポリマー]、マレイン酸モノエステル/メチルビニルエステルコポリマー[例えば、マレイン酸モノメチルエステル/メチルビニルエーテルコポリマー]、マレイン酸/(メタ)アクリル酸コポリマー[例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマーまたはマレイン酸/メタクリル酸コポリマー]、マレイン酸/(メタ)アクリレートコポリマー[例えば、マレイン酸/アクリル酸メチルコポリマー]、マレイン酸/塩化ビニルコポリマー、マレイン酸/酢酸ビニルコポリマーおよびマレイン酸/アルケンコポリマー[例えば、マレイン酸/エチレンコポリマーおよびマレイン酸/1−クロロプロペンコポリマー]が好適である。しかし、本発明に使用されるアルカリ可溶性ポリマーは、これらの例に限定されるものと捉えられるべきでない。
特に好適なアルカリ可溶性ポリマー(a3)は、ノボラック樹脂、ポリ(o−ヒドロキシスチレン)、ポリ(m−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、それぞれのヒドロキシスチレンモノマーと、例えばp−ビニルシクロヘキサノールとのコポリマー、アルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、部分o−またはm−アルキル化およびo−またはm−アシル化ポリ(ヒドロキシスチレン)、スチレン/ヒドロキシスチレンコポリマーおよびα−メチルスチレン/ヒドロキシスチレンコポリマーである。ノボラック樹脂は、主成分としての1つ以上の所定のモノマーと1つ以上のアルデヒドとを酸触媒の存在下で付加縮合することによって得られる。
アルカリ可溶性樹脂の製造に有用なモノマーの例としては、ヒドロキシル化芳香族化合物、例えば、フェノール、クレゾール、すなわちm−クレゾール、p−クレゾールおよびo−クレゾール、キシレノール、例えば、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノールおよび2,3−キシレノール、アルコキシフェノール、例えば、p−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、3,5−ジメトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノール、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノール、m−ブトキシフェノールおよびp−ブトキシフェノール、ジアルキルフェノール、例えば、2−メチル−4−イソプロピルフェノール、ならびにm−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クロロフェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA、フェニルフェノール、レソルシノールおよびナフトールを含む他のヒドロキシル化芳香族が挙げられる。これらの化合物を単独で、または2つ以上のそれらの混合物として使用することができる。ノボラック樹脂の主たるモノマーは、上記例に限定されるものと捉えられるべきでない。
ノボラックを得るためのフェノール化合物との重縮合のためのアルデヒドの例としては、ホルムアルデヒド、p−ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピオンアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラル、クロロアセトアルデヒド、およびこれらから誘導されたアセタール、例えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタールが挙げられる。これらのうちホルムアルデヒドが好適である。
これらのアルデヒドを単独で、またはそれらの2つ以上の組み合わせで使用することができる。酸触媒の例としては、塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸およびシュウ酸が挙げられる。
そのようにして得られたノボラック樹脂の重量平均分子量は、好適には、1’000〜30’000である。その重量平均分子量が1’000未満であると、現像時の未露光部分におけるフィルムの目減りが大きくなりやすい。その重量平均分子量が50’000を超えると、現像速度が過小になり得る。ノボラック樹脂の分子量の特に好適な範囲は、2’000〜20’000である。
ノボラック樹脂以外のアルカリ可溶性ポリマーとして以上に示されているポリ(ヒドロキシスチレン)および誘導体およびそのコポリマーは、2’000以上、好ましくは4’000〜200’000、より好ましくは5’000〜50’000の重量平均分子量を有する。
耐熱性が向上したポリマーフィルムを得る観点から、その重量平均分子量は、望ましくは少なくとも5000以上である。本発明の文脈における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定され、ポリスチレン標準を用いて較正されたものであることを意味する。
本発明において、アルカリ可溶性ポリマーをその2つ以上の混合物として使用することができる。アルカリ可溶性ポリマーと、酸の作用によって分解し、アルカリ現像液への溶解度を向上させる基を有するポリマーとの混合物が使用される場合、アルカリ可溶性ポリマーの添加量は、(溶媒を除く)感光性組成物の全量に基づいて、好ましくは80質量%まで、より好ましくは60質量%まで、最も好ましくは40質量%までである。80質量%を超える量は、レジストパターンの厚さが著しく減少して、不完全な画像および低解像度を招くため望ましくない。
アルカリ可溶性ポリマーが、酸の作用によって分解して、アルカリ現像液への溶解度を向上させる基を有するポリマーを含めずに、溶解阻害剤とともに使用される場合、アルカリ可溶性ポリマーの量は、好ましくは40質量%〜90質量%、より好ましくは50〜85質量%、最も好ましくは60〜80質量%である。その量が40質量%より小さいと、感度の低下など望ましくない結果が引き起こされる。一方、90質量%を超えると、レジストパターンのフィルム厚さが著しく減少して、解像度および画像再現性が不十分になる。
ポリマーからの保護基の除去の原理で作用する化学増幅系における本発明によるスルホニウム塩誘導体の使用は、一般にはポジティブレジストを生成する。ポジティブレジストは、それらの解像度がより高いため、多くの用途においてネガティブレジストより好適である。しかし、ポジティブレジストの高解像度の利点とネガティブレジストの特性とを組み合わせるために、ポジティブレジスト機構を使用してネガティブレジストを生成することにも関心が持たれている。例えばEP361906に記載の所謂画像反転工程を導入することによって、これを達成することができる。この目的のために、画像様照射レジスト材料を、現像工程の前に、例えば気体状塩基で処理することによって、生成された酸を画像様中和する。次いで、全域に対する第2の照射および熱後処理を実施し、次いで通常の方法でネガティブ画像を現像する。
本発明による式Iの化合物は、ArFレジスト技術、すなわち撮像工程にArFエキシマーレーザ(193nm)を使用する技術における光潜在酸として特に好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、
Proceeding of SPIE 2438,474(1995);Proceeding of SPIE 3049,44(1997);Proceeding of SPIE 3333,144(1998);J.Photopolym.Sci Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);J.Photopolym.Sci.Technol.13,601(2000);JP2001−242627A;JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 3333,144(1998);JP2001−5184A、Lithomaxアルファ−7KとしてMitsubishi Rayonから市販;JP2001−272783A;米国特許出願第09/413763号(1999年10月7日出願);EP1091249;JP2000−292917A;JP2003−241385A;J.Photopolym.Sci.Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE 3333,11(1998);ACS 1998(University of Texas);JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 3999,13(2000);JP2001−296663A;米国特許出願第09/567814号(2000年5月9日出願);EP1128213;Proceeding of SPIE 3049,104(1997);J.Photopolym.Sci.Technol.10,521(1997);JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 4345,680(2001);J.Vac.Sci.Technol.B 16(6),p.3716,1998;Proceeding of SPIE 2724,356(1996);Proceeding of SPIE 4345,67(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);Proceeding of SPIE 4345,87(2001);Proceeding of SPIE 4345,159(2001);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3999,2(2000);Proceeding of SPIE 3999,23(2000);Proceeding of SPIE 3999,54(2000);Proceeding of SPIE 4345,119(2001)に公開されている。
前記文献に開示されている配合物は、参考として本明細書で援用される。本発明の化合物は、これらの引用文献に記載されているすべてのポリマー/コポリマーおよび組成物における光潜在酸としての使用に特に好適であることが理解される。
本発明による式Iの化合物は、二層レジストにおける光潜在酸として好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、Proc.SPIE 4345,361−370 (2001)、Proc.SPIE 4345,406−416(2001)、JP2002−278073A、JP2002−030116A、JP2002−030118A、JP2002−072477A、JP2002−348332A、JP2003−207896A、JP2002−082437A、US2003/65101、US2003/64321に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、多層レジストにおける光潜在酸として好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP2003−177540A、JP2003−280207A、JP2003−149822A、JP2003−177544Aに公開されている。
微孔パターンを作製するために、熱流法または化学収縮技術、所謂RELACS(化学収縮によって支援される解像度強化リソグラフィー)法を化学増幅レジストに適用する。本発明による式Iの化合物は、熱流法またはRELACS法のためのレジストにおける光潜在酸として好適である。これらの技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP2003−167357A、JP2001−337457A、JP2003−066626A、US2001/53496、Proceeding of SPIE 5039,789(2003)、IEDM98,Dig.,333(1998)、Proceeding Silicon Technology 11,12(1999)に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、F2レジスト技術、すなわち撮像工程にF2エキシマーレーザ(157nm)を使用する技術における光潜在酸として好適である。この技術は、157nmにて高度な透明性を有する特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。本出願に好適なポリマーの例は、例えば、Proc.SPIE 3999,330−334(2000)、Proc.SPIE 3999,357−364(2000)、Proc.SPIE 4345,273−284 (2001)、Proc.SPIE 4345,285−295(2001)、Proc.SPIE 4345,296−307(2001)、Proc.SPIE 4345,327−334(2001)、Proc.SPIE 4345,350−360(2001),Proc.SPIE 4345,379−384(2001)、Proc.SPIE 4345,385−395(2001)、Proc.SPIE 4345,417−427(2001)、Proc.SPIE 4345,428−438(2001)、Proc SPIE 4345,439−447(2001)、Proc.SPIE 4345,1048−1055(2001)、Proc.SPIE 4345,1066−1072(2001)、Proc.SPIE 4690,191−199(2002),Proc.SPIE 4690,200−211(2002),Proc.SPIE 4690,486−496(2002),Proc.SPIE 4690,497−503(2002),Proc.SPIE 4690,504−511(2002),Proc.SPIE 4690,522−532(2002)、US2002/0031718、US2002/0051938、US2002/0055060、US2002/0058199、US2002/0102490、US2002/0146639、US2003/0003379、US2003/0017404、WO02/021212、WO02/073316、WO03/006413、JP2001−296662A、JP2001−350263A、JP2001−350264A、JP2001−350265A、JP2001−356480A、JP2002−60475A、JP2002−090996A、JP2002−090997A、JP2002−155112A、JP2002−155118A、JP2002−155119A、JP2002−303982A、JP2002−327013A、JP2002−363222A、JP2003−002925A、JP2003−015301A、JP2003−177539A、JP2003−192735A、JP2002−155115A、JP2003−241386A、JP2003−255544A、US2003/36016、US2002/81499に記載のフルオロポリマーである。F2レジストのための他の好適なポリマーは、例えば、Proc.SPIE 3999,365−374(2000)、Proc.SPIE 3999,423−430(2000)、Proc.SPIE 4345,319−326(2001)、US20020025495、JP2001−296664A、JP2002−179795A、JP2003−20335A、JP2002−278073A、JP2002−055456A、JP2002−348332Aに記載の珪素含有ポリマーである。例えばJP2002−196495Aに記載の、(メタ)アクリロニトリルモノマー単位を含むポリマーもF2レジストに好適である。
本発明による式Iの化合物は、EUVレジスト、すなわち撮像工程に極紫外線(13nm)の光源を使用する技術における光潜在酸として好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP2002−055452A、JP2003−177537A、JP2003−280199A、JP2002−323758A、US2002/51932に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、EB(電子ビーム)またはX線レジスト、すなわち撮像工程にEBまたはX線を使用する技術における光潜在酸として好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP2002−099088A、JP2002−099089A、JP2002−099090A、JP2002−244297A、JP2003−005355A、JP2003−005356A、JP2003−162051A、JP2002−278068A、JP2002−333713A、JP2002−031892Aに公開されている。
本発明による式Iの化合物は、浸漬リソグラフィーのための化学増幅レジストにおける光潜在酸として好適である。この技術は、例えば、Proceeding of SPIE 5040,667(2003)、Proceeding of SPIE 5040,679(2003)、Proceeding of SPIE 5040,690(2003)、Proceeding of SPIE 5040,724(2003)に記載されているように、光源とレジストの間に液体媒体を使用して、レジストパターンの形状を最小限に抑える。
本発明による式Iの化合物は、ポジティブおよびネガティブ感光性ポリイミドにおける光潜在酸として好適である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を必要とする。好適な配合物、および好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP09−127697A、JP10−307393A、JP10−228110A、JP10−186664A、JP11−338154A、JP11−315141A、JP11−202489A、JP11−153866A、JP11−084653A、JP2000−241974A、JP2000−221681A、JP2000−034348A、JP2000−034347A、JP2000−034346A、JP2000−026603A、JP2001−290270A、JP2001−281440A、JP2001−264980A、JP2001−255657A、JP2001−214056A、JP2001−214055A、JP2001−166484A、JP2001−147533A、JP2001−125267A、JP2001−83704A、JP2001−066781A、JP2001−056559A、JP2001−033963A、JP2002−356555A、JP2002−356554A、JP2002−303977A、JP2002−284875A、JP2002−268221A、JP2002−162743A、JP2002−122993A、JP2002−099084A、JP2002−040658A、JP2002−037885A、JP2003−026919Aに公開されている。
前記文献に開示されている配合物は、参考として本明細書で援用される。本発明の化合物は、これらの引用文献に記載されているすべてのポリマー/コポリマーおよび組成物における潜在酸としての使用に好適であることが理解される。
レジストの照射の最中または後の酸によるレジスト材料の反応の結果として生じる照射部分と未照射部分とのレジスト溶解度の差は、いずれのさらなる構成成分がレジストに存在するかに応じて2つのタイプであり得る。本発明による組成物が、照射後に現像剤への組成物の溶解度を低下させる成分を含む場合は、レジストはネガティブである。本発明の主題は、また、化学増幅ネガティブフォトレジスト組成物に関する。
本発明は、特殊な実施形態として、
(a4)結合剤としてのアルカリ可溶性樹脂と、
(a5)それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分と、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ネガティブアルカリ現像可能フォトレジスト組成物を含む。
本発明のさらなる実施形態は、
(a5)それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分と、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ネガティブアルカリ現像可能フォトレジスト組成物である。
主題の組成物は、特殊な実施形態として、
(a5)それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分と、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ネガティブ溶媒現像可能フォトレジスト組成物を含む。
本発明の別の特定の実施形態は、
(a5)それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分と、
(a6)結合剤としての溶媒現像可能樹脂と、
(b)少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む化学増幅ネガティブ溶媒現像可能フォトレジスト組成物にある。
該組成物は、成分(b)に加えて、他の感光性酸供与体(b1)、他の光開始剤(d)、増感剤(e)および/または他の添加剤(c)を含むことができる。
本発明は、また、
(a4)が結合剤としてのアルカリ可溶性樹脂であり、
(a6)が結合剤としての溶媒現像可能樹脂であり、
(a5)が、それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分である(a4)、(a5)および(a6)からなる群から選択される成分(a)としての少なくとも1つの成分と、
(b)感光性酸供与体としての、以上に定義されている少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む請求項7に記載の化学増幅ネガティブフォトレジスト組成物に関する。
該組成物は、成分(a)および(b)または成分(a1)、(a2)、(a3)および(b)または成分(a4)、(a5)、(a6)および(b)に加えて、さらなる添加剤(c)、さらなる感光性酸供与体化合物(b1)、他の光開始剤(d)および/または増感剤(e)を含むことができる。
特徴としてネガティブレジストを生成する酸感応性成分(a5)は、特に、酸(例えば、式Iの化合物の照射時に形成される酸)によりそれら自体および/または組成物の1つ以上のさらなる成分と陽イオン重合もしくは酸触媒重合または架橋反応することが可能である化合物である。それらの例としては、環式エーテル、特にエポキシドおよびオキセタン、ならびにビニルエーテルおよびヒドロキシ含有化合物が挙げられる。ラクトン化合物および環式チオエーテルならびにビニルチオエーテルを使用することもできる。さらなる例としては、アミノプラスチックまたはフェノール系レゾール樹脂が挙げられる。これらは、特に、メラミン、尿素、エポキシ、フェノール、アクリル、ポリエステルおよびアルキド樹脂、またはそれらの混合物である。アミノ樹脂、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂が非常に好適である。酸硬化性樹脂は、広く知られており、例えば、Wagner,Sarx/Lackkunstharze(Munich,1971),pages 86 to 123 and 229 to 238、またはUllmann/Encyclopaedie der techn.Chemie,4th edition,volume 15(1978),pages 613 to 628、またはUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Verlag Chemie,1991,Vol.18,360ff.,Vol.A19,371 ffに記載されている。
例えば、芳香族、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂などすべての通常のエポキシドを使用することができる。これらは、少なくとも1つ、好ましくは2つのエポキシ基を分子内に有する化合物である。それらの例は、脂肪族もしくは脂環式ジオールまたはポリオール、例えば、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパンまたは1,4−ジメチロールシクロヘキサン、あるいは2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンおよびN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリンのグリシジルエーテルおよびβ−メチルグリシジルエーテル、ジおよびポリフェノール、例えばレソルシノール、4,4’−ジヒドロキシフェニル−2,2−プロパン、ノボラックまたは1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンのグリシジルエーテルである。それらの例としては、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルグリシジルエーテル、o−イクレシルグリシジルエーテル、ポリテトラヒドロフラングリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、C12/15アルキルグリシジルエーテルおよびシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが挙げられる。さらなる例としては、N−グリシジル化合物、例えば、エチレン尿素、1,3−プロピレン尿素または5−ジメチル−ヒダントインもしくは4,4’−メチレン−5,5’−テトラメチルジヒダントインのグリシジル化合物、あるいはイソシアヌル酸トリグリシジルなどの化合物が挙げられる。
本発明による配合物に使用されるグリシジルエーテル成分(a5)のさらなる例は、例えば、多価フェノールと過剰のクロロヒドリン、例えばエピクロロヒドリンとの反応によって得られる多価フェノールのグリシジルエーテル(例えば2,2−ビス(2,3−エポキシプロポキシフェノール)プロパンのグリシジルエーテル)である。本発明に関連して使用可能なグリシジルエーテルエポキシドのさらなる例は、例えば、US3018262およびLee and Nevilleによる"Handbook of Epoxy Resins",McGraw−Hill Book Co.,New York(1967)に記載されている。
成分(a5)として好適である多くの市販のグリシジルエーテルエポキシド、例えば、メタクリル酸グリシジル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、例えば、商品名EPON828、EPON825、EPON1004およびEPON1010(Shell)、DER−331、DER−332およびDER−334(Dow Chemical)、フェノールホルムアルデヒドノボラックの1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、例えば、DEN−431、DEN−438(Dow Chemical)、およびレソルシノールジグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、例えば、C8−C10グリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア7、C12−C14グリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア8、ブチルグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア61、クレシルグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア62、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア65、多官能性グリシジルエーテル、例えば1,4−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア67、ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア68、シクロヘキサンジメタノールのジグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア107、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア44、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア48、脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル、例えばヘロキシモディファイア84(いずれのヘロキシグリシジルエーテルもShellから得られる)も存在する。アクリル酸エステル、例えばスチレン−メタクリル酸グリシジルまたはメタクリル酸メチル−アクリル酸グリシジルのコポリマーを含むグリシジルエーテルも好適である。それらの例としては、1:1のスチレン/メタクリル酸グリシジル、1:1のメタクリル酸メチル/アクリル酸グリシジル、62.5:24:13.5のメタクリル酸メチル/アクリル酸エチル/メタクリル酸グリシジルが挙げられる。
グリシジルエーテル化合物のポリマーは、例えば、陽イオン性硬化を損なわないのであれば他の官能基を含むこともできる。
市販の成分(a5)として好適な他のグリシジルエーテル化合物は、多官能価の液体および固体ノボラックグリシジルエーテル樹脂、例えば、PY307、EPN1179、EPN1180、EPN1182およびECN9699である。
異なるグリシジルエーテル化合物の混合物を成分(5a)として使用可能なことが理解されるであろう。
グリシジルエーテル(a5)は、例えば、式XX
Figure 0005721630
[式中
xは、1〜6の数字であり、
50は、一価または六価アルキルまたはアリール基である]の化合物である。
例えば、式XX
[式中、
xは、1、2または3の数字であり、
50は、x=1である場合に、非置換またはC1−C12アルキル置換フェニル、ナフチル、アントラシル、ビフェニルイル、C1−C20アルキル、または1つ以上の酸素原子によって分断されたC2−C20アルキルであり、あるいは
50は、x=2である場合に、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、C6−C10シクロアルキレン、非置換またはハロ置換C1−C40アルキレン、1つ以上の酸素原子によって分断されたC2−C40アルキレン、または基
Figure 0005721630
であり、あるいは
50は、x=3である場合に、基
Figure 0005721630
であり、
zは、1〜10の数字であり、
60は、C1−C20アルキレン、酸素または
Figure 0005721630
である]のグリシジルエーテル化合物が好ましい。
グリシジルエーテル(a5)は、例えば、式XXa
Figure 0005721630
[式中、
70は、非置換またはC1−C12アルキル置換フェニル、ナフチル、アントラシル、ビフェニリル、C1−C20アルキル、1つ以上の酸素原子によって分断されたC2−C20アルキルであり、または式
Figure 0005721630
の基であり、
50は、フェニレン、C1−C20アルキレン、1つ以上の酸素原子によって分断されたC2−C20アルキレンであり、または基
Figure 0005721630
であり、
60は、C1−C20アルキレンまたは酸素である]の化合物である。
式XXb
Figure 0005721630
[式中、
50は、フェニレン、
フェニレン、C1−C20アルキレン、1つ以上の酸素原子によって分断されたC2−C20アルキレンであり、または基
Figure 0005721630
であり、
60は、C1−C20アルキレンまたは酸素である]のグリシジルエーテル化合物が好ましい。
成分(a5)のさらなる例は、分子毎に少なくとも2つの遊離アルコールおよび/またはフェノールヒドロキシ基を含む化合物と適切なエピクロロヒドリンとをアルカリ条件下で、あるいは酸触媒の存在下で反応させた後、アルカリ処理することによって得られるポリグリシジルエーテルおよびポリ(β−メチルグリシジル)エーテルである。異なるポリオールの混合物を使用することもできる。
当該エーテルを非環式アルコール、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよび高級ポリ(オキシエチレン)グリコール、プロパン−1,2−ジオールおよびポリ(オキシプロピレン)グリコール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,4,6−トリオール、グリセロール、1,1,1−トリメチロール−プロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトールから、脂環式アルコール、例えば、レソルシトール、キニトール、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンおよび1,1−ビス−(ヒドロキシメチル)シクロヘックス−3−エンから、芳香族核を有するアルコール、例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリンおよびp,p’−ビス(2−ヒドロキシエチルアミノ)ジフェニルメタンから、ポリ(エピクロロヒドリン)を用いて製造することができる。それらを、単核フェノール、例えばレソルシノールおよびヒドロキノン、ならびに多核フェノール、例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)および2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンから製造することもできる。
ポリグリシジルエーテルおよびポリ(β−メチルグリシジル)エーテルの製造に好適なさらなるヒドロキシ化合物は、アルデヒド、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロラルおよびフルフラルと、フェノール、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、3,5−ジメチルフェノール、4−クロロフェノールおよび4−tert−ブチルフェノールとの縮合によって得られるノボラックである。
ポリ(N−グリシジル)化合物を、例えば、エピクロロヒドリンと、少なくとも2つのアミノ水素原子を含むアミン、例えば、アニリン、n−ブチルアミン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)−プロパン、ビス(4−メチルアミノフェニル)メタンおよびビス(4−アミノフェニル)エーテル、スルホンおよびスルホキシドとの反応生成物の脱塩化水素によって得られる。さらなる好適なポリ(N−グリシジル)化合物としては、イソシアヌル酸トリグリシジル、ならびに環式アルキレン尿素、例えばエチレン尿素および1,3−プロピレン尿素のN,N’−ジグリシジル誘導体、ならびにヒダントイン、例えば5,5−ジメチルヒダントインが挙げられる。ポリ(S−グリシジル)化合物も好適である。それらの例としては、ジチオール、例えばエタン−1,2−ジチオールおよびビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテルのジ−S−グリシジル誘導体が挙げられる。
成分(a5)として、グリシジル基またはβ−メチルグリシジル基が異なる種類のヘテロ原子に結合したエポキシ樹脂、例えば、4−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体、サリチル酸またはp−ヒドロキシ安息香酸のグリシジルエーテル/グリシジルエステル、N−グリシジル−N’−(2−グリシジルオキシプロピル)−5,5−ジメチル−ヒダントインおよび2−グリシジルオキシ−1,3−ビス(5,5−ジメチル−1−グリシジルヒダントイン−3−イル)プロパンも考慮に入れられる。
ビスフェノールのジグリシジルエーテルが好ましい。それらの例としては、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、例えばARALDIT GY 250、ビスフェノールFのジグリシジルエーテルおよびビスフェノールSのジグリシジルエーテルが挙げられる。ビスフェノールAのジグリシジルエーテルが特に好ましい。
技術的に重要なさらなるグリシジル化合物は、カルボン酸、特にジおよびポリカルボン酸のグリシジルエステルである。それらの例は、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、テトラおよびヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸またはトリメリット酸の、あるいは二量化脂肪酸のグリシジルエステルである。
グリシジル化合物でないポリエポキシドの例は、ビニル−シクロヘキサンおよびジシクロペンタジエン、3−(3’−4’−エポキシシクロヘキシル)−8,9−エポキシ−2,4−ジオキサスピロ−[5.5]ウンデカン、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸の3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチルエステル、(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸3,4−エポキシシクロヘキシル−メチル)、ブタジエンジエポキシドまたはイソプレンジエポキシド、エポキシ化リノール酸誘導体またはエポキシ化ポリブタジエンである。
さらなる好適なエポキシ化合物は、例えば、一酸化リモネン、エポキシ化大豆油、ビスフェノール−Aおよびビスフェノール−Fエポキシ樹脂、例えば、ARALDIT(登録商標)GY250(A)、ARALDIT(登録商標)GY282(F)、ARALDIT(登録商標)GY285(F)、およびエポキシ基を含む光硬化性シロキサンである。
さらなる好適な陽イオン重合性または架橋性成分(a5)を、例えば、US3117099、US4299938およびUS4339567に見いだすことができる。
その脂肪族エポキシドの群から、特に、10、12、14または16個の炭素原子からなる非分枝鎖を有する一官能価シンボルα−オレフィンエポキシドが好適である。
今日では多くの異なるエポキシド化合物が市販されているため、結合剤の特性が大きく異なり得る。1つの可能な変型は、例えば組成物の意図する用途に応じて、異なるエポキシ化合物の混合物の使用ならびに柔軟剤および反応性希釈剤の添加である。
例えば、塗布を噴霧で実施するときに塗布を容易にするためにエポキシ樹脂を溶媒で希釈することができるが、エポキシ化合物は、好ましくは無溶媒状態で使用される。室温で粘性〜固体である樹脂を高温で塗布することができる。
スルホニウム塩誘導体を、光化学的に活性化され得る酸発生剤として、例えば、ネガティブレジスト系におけるポリ(グリシジル)メタクリレートの酸触媒架橋に使用することもできる。当該架橋反応は、例えば、Chae et alのPollimo 1993,17(3),292に記載されている。
あらゆる通常のビニルエーテル、例えば、芳香族、脂肪族または脂環式ビニルエーテル、ならびに珪素含有ビニルエーテルも成分(a5)として好適である。これらは、少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つのビニルエーテル基を分子内に有する化合物である。本発明による組成物における使用に好適なビニルエーテルの例としては、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、炭酸プロピレンのプロペニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、tert−アミルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ブタンジオールモノビニルエーテル、ヘキサンジオールモノビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールブチルビニルエーテル、ブタン−1,4−ジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールメチルビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、プルリオール−E−200ジビニルエーテル、ポリテトラヒドロフランジビニルエーテル−290、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、(4−シクロヘキシル−メチレンオキシエテン)−グルタル酸メチルエステルおよび(4−ブトキシエテン)−イソフタル酸エステルが挙げられる。
ヒドロキシ含有化合物の例としては、ポリエステルポリオール、例えば、ポリカプロラクトンまたはポリエステルアジペートポリオール、グリコールおよびポリエーテルポリオール、ヒマシ油、ヒドロキシ官能価ビニルおよびアクリル樹脂、セルロースエステル、例えば酢酸酪酸セルロース、ならびにフェノキシ樹脂が挙げられる。
さらなる陽イオン硬化性配合物を例えばEP119425に見いだすことができる。
成分(a5)として、脂環式エポキシド、またはビスフェノールAに基づくエポキシドが好ましい。
本発明による配合物は、成分(a5)として、酸の存在下で重合または重縮合反応可能な少なくとも1つ、好ましくは2つ以上の官能基を含む酸化乾燥アルキド樹脂に基づく非水性塗料組成物をさらに含むことができる。当該樹脂の例は、ビニル−エーテル官能化アルキド樹脂、アセタール官能化アルキド樹脂、および/または例えばWO99/47617に提案されているアルコキシシラン官能価アルキド樹脂である。それらの変性アルキド樹脂を単独で、または他のアルキド樹脂と組み合わせて使用することができる。非水性塗料におけるアルキド樹脂組成物の少なくとも一部は、その少なくとも一部が多不飽和である多くの不飽和脂肪酸化合物が含まれている結果として、酸化乾燥性である。
成分(5a)としてそれらの変性アルキド樹脂を含む配合物は、光開始剤(d)に加えて、酸化乾燥剤を場合によって含むことができる。好適な酸化乾燥剤は、例えば金属乾燥剤である。例えば、オクタン酸およびナフテン酸などの(脂環式)脂肪族酸の金属塩を好適な乾燥剤として挙げることができ、使用する金属は、例えば、コバルト、マンガン、鉛、ジルコニウム、カルシウム、亜鉛および希土類金属である。乾燥剤の混合物を使用してもよい。コバルト、ジルコニウムおよびカルシウムの金属塩、またはそれらの混合物が好ましい。(金属として計算される)乾燥剤は、通常、0.001〜3質量%の量で使用される。
特定の条件下では、変性アルキド樹脂を成分(5a)として使用する場合、式(I)のスルホニウム塩に加えて、1つ以上のモノまたはビスアシルホスフィン酸化物光開始剤を使用することも有利であり得る。好適なモノアシルまたはビスアシルホスフィン酸化物光開始剤としては、例えば、(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−ジフェニルホスフィン酸化物(DAROCUR(登録商標)TPO)または(2,4,6−トリメチルベンゾイル−フェニル−エトキシ−ホスフィン酸化物などのモノアシルホスフィン酸化物、あるいはビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチル−ホスフィン酸化物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−(2,4−ジぺンチルオキシフェニル)−ホスフィン酸化物およびビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニル−ホスフィン酸化物(IRGACURE(登録商標)819)などのビスアシルホスフィン酸化物光開始剤が挙げられる。それらのモノアシルまたはビスアシルホスフィン酸化物は、有利には、0.5〜5%の量で使用される。
成分(a5)が、光開始剤(d)に加えて、変性アルキド樹脂を含む場合、酸化乾燥剤および好適なモノアシルまたはビスアシルホスフィン酸化物光開始剤を使用することもできる。
成分(a5)として使用されるアルキド樹脂は、その少なくとも一部が多不飽和である多くの不飽和脂肪族化合物を含む。それらのアルキド樹脂の製造に使用されるのが好ましい不飽和脂肪族化合物は、不飽和脂肪族モノカルボン酸、特に多不飽和脂肪族モノカルボン酸である。
一不飽和脂肪酸の例は、ミリストレイン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ガドレイン酸、エルシン酸およびリシノール酸である。好ましくは、共役二重結合を含む脂肪酸、例えば脱水素化ヒマシ油脂肪酸および/またはキリ油脂肪酸が使用される。他の好適なモノカルボン酸としては、テトラヒドロ安息香酸および水素化もしくは非水素化アビエチン酸またはそれらの異性体が挙げられる。望まれる場合は、当該モノカルボン酸を全面的または部分的にトリグリセリドの形で、例えば植物油として、アルキド樹脂の製造に使用することができる。望まれる場合は、2つ以上の当該モノカルボン酸またはトリグリセリドの混合物を、場合によって1つ以上の飽和(脂環式)脂肪族または芳香族モノカルボン酸、例えば、ピバル酸、2−エチル−ヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、4−tert−ブチル安息香酸、シクロペンタン−カルボン酸、ナフテン酸、シクロヘキサンカルボン酸、2,4−ジメチル安息香酸、2−メチル安息香酸および安息香酸の存在下で使用することができる。
望まれる場合は、ポリカルボン酸、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−tert−ブチルイソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、アジピン酸、2,2,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、二量化脂肪酸、シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレン−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、エンドイソプロピリデン−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸およびブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸をアルキド樹脂に含めることもできる。望まれる場合は、当該カルボン酸を無水物として、またはエステル、例えば1〜4個の炭素原子を有するアルコールのエステルの形で使用することができる。
加えて、アルキド樹脂を二価または多価ヒドロキシ化合物で構成することができる。好適な二価ヒドロキシル化合物の例は、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサン−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールおよび2−メチル−2−シクロヘキシル−1,3−プロパンジオールである。好適なトリオールの例は、グリセロール、トリメチロールエタンおよびトリメチロールプロパンである。3つを超えるヒドロキシル基を有する好適なポリオールは、ペンタエリスリトール、ソルビトール、および当該化合物のエーテル化生成物、例えば、ジトリメチロールプロパン、ならびにジ、トリおよびテトラペンタエリスリトールである。
好ましくは、3〜12個の炭素原子を有する化合物、例えば、グリセロール、ペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールが使用される。
アルキド樹脂は構成成分の直接エステル化によって得られ、選択肢として、それらの成分の一部がエステルジオールまたはポリエステルジオールに既に変換されていてもよい。不飽和脂肪酸を乾燥油、例えば、アマニ油、マグロ魚油、脱水素化ヒマシ油、ヤシ油および脱水素化ヤシ油の形で使用することもできる。次いで、最終的なアルキド樹脂を、他の酸および添加ジオールとのエステル交換によって得る。エステル交換は、有利には、115〜250℃の範囲の温度にて、場合によってトルエンおよび/またはキシレンなどの溶媒の存在下で実施される。反応は、有利には、触媒量のエステル交換触媒の存在下で実施される。好適なエステル交換触媒の例としては、p−トルエンスルホン酸などの酸、アミンなどの塩基性化合物または酸化カルシウム、酸化亜鉛、オルトチタン酸テトライソプロピル、酸化ジブチル錫および塩化トリ−フェニルベンジルホスホニウムなどの化合物が挙げられる。
成分(a5)の一部として使用されるビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン化合物は、好ましくは、少なくとも2つのビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン基を含み、150以上の分子量を有する。それらのビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン化合物は、例えば、ビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン基、および最大限1つの官能性アミノ、エポキシ、チオール、イソシアネート、アクリル、水素化物またはヒドロキシル基を含む市販のビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン化合物と、アミノ、エポキシ、チオール、イソシアネート、アクリル、水素化またはヒドロキシル基と反応可能な少なくとも2つの基を有する化合物との反応によって得られる。それらの例として、少なくとも2つのエポキシ、イソシアネート、ヒドロキシルおよび/またはエステル基を有する化合物、あるいは少なくとも2つのエチレンまたはエチニレン性不飽和基を有する化合物を挙げることができる。
成分(a5)として、ビニルエーテル、アセタールおよび/またはアルコキシシラン化合物が、アミノ、ヒドロキシル、チオール、水素化物、エポキシおよび/またはイソシアネート基を介して、付加によりアルキド樹脂に共有結合した組成物が好ましい。その目的のために、該化合物は、アルキド樹脂に存在する反応性基と付加物を形成することができる少なくとも1つの基を有するべきである。
ビニルエーテル基をアルキド樹脂に含めるために、そのアルキル基が、アルキド樹脂に存在する反応性基の1種以上と付加物を形成することができるヒドロキシル、アミノ、エポキシまたはイソシアネート基などの反応性基によって置換されたビニルオキシアルキル化合物が使用される。
成分(a5)として、アルキド樹脂に存在する酸化乾燥基の数と、酸の存在下で反応性である基の数との比が1/10〜15/1、特に1/3〜5/1の範囲である組成物が好ましい。単一の変性アルキド樹脂の代わりに、1つのアルキド樹脂が高度に変性され、他のアルキド樹脂がより軽度に変性されている、または変性されていない複数のアルキド樹脂を使用することもできる。
アルキド樹脂に共有結合可能なビニルエーテル化合物の例は、エチレングリコールモノビニルエーテル、ブタンジオールモノビニルエーテル、ヘキサンジオールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、2−エチルヘキサンジオールモノビニルエーテル、ポリテトラヒドロフランモノビニルエーテル、テトラエチレングリコールモノビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテルおよびアミノプロピルビニルエーテルである。
例えば、ヒドロキシル基またはアミノ基を含むビニルエーテル化合物と過剰のジイソシアネートとを反応させることによって付加物を形成し、その遊離イソシアネート基含有付加物とアルキド樹脂の遊離ヒドロキシル基とを反応させることができる。好ましくは、最初にアルキド樹脂の遊離ヒドロキシル基が過剰のポリイソシアネートと反応し、次いで遊離イソシアネート基がアミノ基またはヒドロキシル基含有ビニルエーテル化合物と反応するプロセスを用いる。ジイソシアネートの代わりに、ジエステルを使用することもできる。アルキド樹脂に存在するヒドロキシル基と過剰のジエステルとをエステル交換した後、残留エステル基とヒドロキシ官能性ビニルエーテル化合物またはアミノ官能性ビニルエーテル化合物とをそれぞれエステル交換またはアミド交換すると、ビニル−エーテル官能性アルキド樹脂が得られる。メタクリル酸ヒドロキシエチル(HEMA)などのヒドロキシ官能性(メタ)アクリル酸エステルの存在下で製造を実施し、次いでそのようにして官能化されたアルキド樹脂をマイケル反応によって、ビニル−エーテル基含有化合物および第一級アミノ基含有化合物とを反応させた後、非塩基性窒素原子を得るために例えばイソシアネート化合物と反応させることによって、アルキド樹脂の製造時に(メタ)アクリレート基をアルキド樹脂に含めることもできる。
当該反応の例が、例えばWO99/47617に記載されている。リシニン脂肪酸をジペンタエリスリトールによりエステル化した後、遊離ヒドロキシル基とマロン酸ジエチルおよび4−ヒドロキシブチルビニルエーテルとを好適な比でエステル交換すると、成分(5a)としての使用に好適なビニル−エーテル官能性アルキド樹脂が得られる。
アセタール官能性アルキド樹脂を製造するため一般に、アミノ基で官能化されたジアルキルアセタールが使用される。好適なアセタール化合物の例としては、4−アミノブチルアルデヒドジメチルアセタールおよび4−アミノブチルアルデヒドジエチルアセタールが挙げられる。アルキド樹脂は、アミノアセタールモノマーを、イソシアネート基、低沸点アルコールのエステル基または(メタ)アクリレート基で官能化されたアルキド樹脂に添加することによって変性される。得られたジアルキル−アセタール変性アルキド樹脂を、高い固体含有量および低い粘度を有する塗料組成物に含めることができる。アセタール官能性アルキド樹脂の製造を、ヒドロキシアセタールとアルキド樹脂のカルボキシル基とを反応させることによって、あるいはジイソシアネートまたはジエステル化合物とアルキド樹脂のヒドロキシル基とを反応させることによって実施することもできる。
この製造方法の例、例えば、マロン酸ジエチルによりヒドロキシ官能性アルキド樹脂をエステル化した後、遊離エステル基と4−アミノブチルアルデヒドジメチルアセタールとを好適な比でアミド交換することがWO99/47617に記載されている。得られたアセタール変性アルキド樹脂は、成分(a5)として好適である。
アルコキシシラン基をアルキド樹脂に含めるため、アルキド樹脂を構成する構成成分の1種以上と後に反応させる1つ以上の反応性基を有するシロキサン化合物を使用する。これらは、例えば、式:(E)a−Si(R10b(R20c
[式中、
10は、アルコキシまたはオキシアルキレンアルコキシであり、またはEが水素であるときは、R10はハロゲンであり、
20は、脂肪族、脂環式または芳香族基であり、Eは、水素、またはアミノ、イソシアネート、メルカプトもしくはエポキシ基によって置換されたアルキル基であり、aは1〜3であり、bは1〜3であり、cは0〜2であり、a+b+c=4である]のアルコキシ−シランである。
10は、好ましくは、アルコキシ基に1〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基であり、R20は、好ましくは、最高18個の炭素原子を有する基である。
好適なシロキサン化合物の例は、3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、ポリグリコール−エーテル変性アミノシラン、3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリス−メトキシ−エトキシエトキシシラン、3−アミノプロピル−メチル−ジエトキシシラン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリメトキシ−シラン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−メチルジメトキシ−シラン、N−メチル−3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、3−ウレイドプロピル−トリエトキシシラン、3,4,5−ジヒドロイミダゾール−1−イル−プロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリメトキシシランおよび3−メルカプトプロピル−メチル−ジメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、トリ−メトキシシラン、トリクロロシラン、トリヨードシラン、トリブロモシラン、ジクロロメチルシランおよびジブロモメチルシランである。
例えば、アミノ基変性アルコキシシランを、ポリイソシアネートまたは低沸点アルコールのポリエステルで変性されたアルキド樹脂に挿入することによってアルキド樹脂を変性することができる。シリルヒドリド基を含む化合物をアルキド樹脂のエチレン性不飽和基に付加することによって、水素化物官能性アルコキシシランをアルキドに直接、すなわちジイソシアネートまたはジエステルなどの結合分子で変性することなく結合させることができる。その付加は、遷移金属によって触媒される。その方法では、好ましくは、ハロゲン化シリルヒドリドを使用し、付加反応を終了させるために、低沸点アルコールを用いてアルコキシシラン化合物に変換する。付加反応は、有利には、立体阻害基の不在下で実施され、例えば10−ウンデセンカルボン酸のエステルの場合と同様に、エチレン性不飽和基が末端基であるときに最適な形態で進行する。
アルコキシシロキサン変性アルキド樹脂の製造例が、WO99/47617に記載されている。ヒドロキシ官能性アルキド樹脂をマロン酸ジエチルでエステル化した後、遊離エステル基と3−アミノプロピルトリエトキシシランとを好適な比でアミド交換すると、アルコキシシラン変性アルキド樹脂が得られる。ヒドロキシ変性アルキド樹脂と過剰のイソホロンジイソシアネートとを反応させた後、遊離イソシアネート基と3−アミノプロピルトリエトキシシランとを反応させることができる。記載の方法によって得られる両アルコキシシロキサン変性アルキド樹脂は、成分(a5)における使用に好適である。
式Iのスルホニウム塩化合物を、例えば、シロキサン基含有樹脂のための光活性化性硬化剤として使用することもできる。それらの樹脂は、例えば、酸触媒加水分解を介して自己縮合する、または第2の樹脂成分、例えば、多官能価アルコール、ヒドロキシ基含有アクリルもしくはポリエステル樹脂、部分加水分解ポリビニルアセタールまたはポリビニルアルコールと架橋することができる。ポリシロキサンのその種の重縮合が、例えば、JJ.Lebrun,H.Pode,Comprehensive Polymer Science Vol.5,page 593,Pergamon Press,Oxford,1989に記載されている。
アミノ樹脂、例えば、非エーテル化もしくはエーテル化メラミン、尿素、グアニジンもしくはビウレット樹脂、特に、メチル化メラミン樹脂またはブチル化メラミン樹脂、対応するグリコールウリルおよびウロンが酸硬化性樹脂として特に好ましい。この文脈における「樹脂」は、一般にはオリゴマーを含む通常の技術的混合物、ならびに純粋および高純度化合物の両方であると理解される。N−ヘキサ(メトキシメチル)メラミンならびにテトラメトキシメチルグルコリルおよびN,N’−ジメトキシメチルウロンが最も好ましい酸硬化性樹脂である。
架橋剤成分は、一般には、ネガティブレジスト組成物の全固体含有量に基づいて、2〜40、好ましくは5〜30質量パーセントの濃度で存在すべきである。
ネガティブレジストにおける式Iの化合物の濃度は、概して、組成物の全固体含有量に基づいて、0.1〜30、好ましくは20質量パーセントまでである。1〜15質量パーセントが特に好ましい。
結合剤を本発明による組成物に添加することができ、これは、光重合性化合物が液体または粘性物質であるときに特に有利である。結合剤の量は、例えば、全固形分に基づいて、5〜95質量%、好ましくは10〜90質量%、特に40〜90質量%であってよい。結合剤は、使用分野およびそれに必要とされる特性、例えば水性および有機溶媒系での現像性、基板への接着性ならびに酸素に対する感応性に応じて選択されることになる。
好適な結合剤は、約2000〜2000000、好ましくは5000〜1000000の分子量を有するポリマーである。それらの例は、アクリレートおよびメタクリレートのホモおよびコポリマー、例えば、メタクリル酸メチル/アクリル酸エチル/メタクリル酸のコポリマー、ポリ(メタクリル酸アルキルエステル)、ポリ(アクリル酸アルキルエステル)、フェノール樹脂、セルロース誘導体、例えばセルロースエステルおよびエーテル、例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリオレフィン、環化ゴム、ポリエーテル、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリテトラヒドロフラン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、塩素化ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/塩化ビニリデンのコポリマー、塩化ビニリデンとアクリロニトリル、メタクリル酸メチルと酢酸ビニルとのコポリマー、ポリ酢酸ビニル、コポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリカプロラクタムおよびポリ(ヘキサメチレンアジパミド)などのポリマー、ポリ(エチレングリコールテレフタレート)およびポリ(ヘキサメチレングリコールスクシネート)などのポリエステル、ならびにポリアミドである。
適切であれば、ネガティブ組成物は、膜形成ポリマー結合剤(a4)を含むことができる。この結合剤は、好ましくはアルカリ可溶性フェノール樹脂である。この目的には、例えば、アルデヒド、例えばアセトアルデヒドまたはフルフラルアルデヒド、特にホルムアルデヒド、およびフェノール、例えば非置換フェノール、モノまたはジクロロ置換フェノール、例えばp−クロロフェノール、C1−C9アルキルによって一または二置換されたフェノール、例えば、o−、m−またはp−クレゾール、様々なキシレノール、p−tert−ブチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−フェニルフェノール、レソルシノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタンまたは2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好適である。エチレン性不飽和フェノールに基づくホモおよびコポリマー、例えば、ビニルおよび1−プロペニル置換フェノール、例えばp−ビニルフェノールまたはp−(1−プロペニル)フェノールのホモポリマー、あるいはこれらのフェノールと1つ以上のエチレン性不飽和材料、例えばスチレンとのコポリマーも好適である。結合剤の量は、一般には30〜95質量パーセント、好ましくは40〜80質量パーセントであるべきである。
好適な配合物、および本発明による式Iの化合物を使用するネガティブレジストのための好適なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、JP2003−043688A、JP2003−114531A、JP2002−287359A、JP2001−255656A、JP2001−305727A、JP2003−233185A、JP2003−186195A、US6576394に公開されている。
化学増幅ネガティブ溶媒現像可能フォトレジストは、酸によって触媒されると、それ自体および/または配合物中の他の成分と架橋反応または重合する特定の成分の使用を必要とする。好適な配合物は、例えば、US4882245、US5026624、US6391523に公開されている。
酸によって触媒されると、それ自体および/または他の成分と架橋反応または重合する好適な成分(a5)は、例えば、エポキシ化ビスフェノールAホルムアルデヒドノボラック樹脂およびエポキシ化テトラブロモビスフェノールAホルムアルデヒドノボラック樹脂を含む。ビスフェノールAとホルムアルデヒドのノボラック縮合生成物のグリシジルエーテルからなる好適なエポキシ樹脂は、平均で8つのエポキシ基を含み、平均分子量が約1400グラム/モルであり、エポキシ当量が約215グラム/モルである。当該樹脂は、例えば、Shell ChemicalからEPON(登録商標)Resin SU−8の商品名で市販されている。
様々な種類のポリマーを結合剤樹脂(a6)として化学増幅ネガティブ溶媒現像可能フォトレジストに使用することができる。好適な例としては、エピクロロヒドリンとビスフェノールAとの縮合生成物であるフェノキシポリオール樹脂が挙げられる。この種の樹脂は、例えば、PKHCの商品名でUnion Carbide Corporationから市販されている。
ポジティブおよびネガティブレジスト組成物は、式Iの感光性酸供与体化合物に加えて、さらなる感光性酸供与体化合物(b1)、さらなる添加剤(c)、他の光開始剤(d)および/または増感剤(e)を含むことができる。
したがって、本発明の主題は、また、成分(a)および(b)または成分(a1)、(a2)、(a3)および(b)または成分(a4)、(a5)および(b)に加えて、さらなる添加剤(c)、さらなる感光性酸供与体化合物(b1)、他の光開始剤(d)および/または増感剤(e)を含む上記の化学増幅レジスト組成物である。
ポジティブおよびネガティブレジストにおける本発明のスルホニウム塩誘導体を他の既知の光潜在酸(b1)、例えば、オニウム塩、6−ニトロベンジルスルホネート、ビススルホニルジアゾメタン化合物、シアノ基含有スルホン酸オニウム化合物等とともに使用することもできる。化学増幅レジストのための既知の光潜在酸の例は、US5731364、US5800964、EP704762、US5468589、US5558971、US5558976、US6004724、GB2348644、ならびに特にEP794457およびEP795786に記載されている。
光潜在酸の混合物が本発明によるレジスト組成物に使用される場合は、混合物における式Iのスルホニウム塩誘導体と他の光潜在酸(b1)との質量比は、好ましくは1:99〜99:1である。
式Iの化合物との混合に使用するのが好適である光潜在酸の例を以下に記載する。
(1)オニウム塩化合物、例えば、
ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩。ジフェニルヨードニウムトリフラート、ピレンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフェニルスルホニウムトリフラート、ヘキサフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸ジフェニルヨードニウム、ナフタレンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トルエンスルホン酸(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、トリフェニルスルホニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリフェニルスルホニウム(オクタフルオロブタン−1,4−ジスルホニル)イミド、トリフェニルスルホニウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、tert−ブチルジフェニルスルホニウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、トリフェニルスルホニウム1,3−ジスルホニルヘキサフルオロプロピレンイミド、テトラキス−(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリアリールスルホニウム、例えば、テトラキス−(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸トリフェニルスルホニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジアリールヨードニウム、例えばテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸ジフェニル、およびトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸ジフェニル[4−(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム等が好適である。ヨードニウム陽イオンは、4−メチルフェニル−4’−イソブチルフェニルヨードニウムまたは4−メチルフェニル−4’−イソプロピルフェニルヨードニウムであってもよい。トリフェニルスルホニウムトリフラート、ヘキサフルオロアンチモン酸ジフェニルヨードニウムが特に好適である。他の例が、JP2002−229192A、JP2003−140332A、JP2002−128755A、JP2003−035948A、JP2003−149800A、JP2002−006480A、JP2002−116546A、JP2002−156750A、US6458506、US2003/27061、US5554664、WO07/118794に記載されている。
(2)ハロゲン含有化合物
ハロアルキル基含有複素環式化合物およびハロアルキル基含有炭化水素化合物等。(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体、例えば、フェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシフェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンおよびナフチル−ビス−(トリクロロメチル)−s−トリアジン等、1.1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタン等が好適である。
(3)例えば、式
Figure 0005721630
[式中、
aおよびRbは、互いに独立して、それぞれ少なくとも1つの置換基、例えば、
Figure 0005721630
を有していてよいアルキル、シクロアルキルまたはアリールである]のスルホン化合物。当該化合物は、例えば、US2002/0172886−A、JP2003−192665A、US2002/9663に開示されている。さらなる例は、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンおよびそれらのα−ジアゾ誘導体等である。フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンが好適である。
(4)スルホネート化合物、例えば、
アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネートおよびイミドスルホネート等。好適なイミドスルホネート化合物は、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミドおよびN−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド等である。
他の好適なスルホネート化合物は、好ましくは、例えば、ベンゾイントシラート、ピロガロールトリストリフラート、ピロガロール(pyrogallolo)メタンスルホン酸トリエステル、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、シアン化α−(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−ベンジル、シアン化α−(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジル、シアン化α(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−2−チエニルメチル、α−(メタンスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、(4−メチルスルホニルオキシイミノ−シクロヘキサ−2,5−ジエニリデン)−フェニルアセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−フェニル−アセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−(10−カンファースルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−クロロフェニル)−アセトニトリル、2,2,2−トリフルオロ−1−{4−(3−[4−{2,2,2−トリフルオロ−1−(1−プロパンスルホニルオキシイミノ)−エチル}−フェノキシ]−プロポキシ)−フェニル}−エタノンオキシム1−プロパンスルホネート、2,2,2−トリフルオロ−1−{4−(3−[4−{2,2,2−トリフルオロ−1−(1−p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−エチル}−フェノキシ]−プロポキシ)−フェニル−エタノンオキシム1−p−トルエンスルホネート、2−[2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロ−1−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシイミノ)−ヘプチル]−フルオレン、2−[2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシイミノ)−ブチル]−フルオレン、2−[2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシイミノ)−ペンチル]−フルオレンおよび8−[2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシイミノ)−ペンチル]−フルオランテン等である。
本発明の放射線感応性樹脂組成物において、特に好適なスルホネート化合物としては、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミドおよびN−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド等が挙げられる。
(5)キノンジアジド化合物、例えば、
ポリヒドロキシ化合物の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル化合物。1,2−キノンジアジドスルホニル基、例えば、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基および1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニル基等を有する化合物が好適である。1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基または1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基を有する化合物が特に好適である。(ポリ)ヒドロキシフェニルアリールケトン、例えば、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’、4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,2,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3’,4,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノンおよび2,3’,4,4’,5’,6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル、ビス−[(ポリ)ヒドロキシルフェニル]アルカン、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパンおよび2,2−ビス−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン等の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル、(ポリ)ヒドロキシフェニルアルカン、例えば、4,4’−ジヒドロキシトリフェニルメタン、4,4’,4’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、4,4’,5,5’−テトラメチル−2,2’,2’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、2,2,5,5’−テトラメチル−4,4’,4’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−[1−(ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−フェニル)エタン等の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル、(ポリ)ヒドロキシフェニルフラバン、例えば、2,4,4,−トリメチル−2’,4’,7−トリヒドロキシ−2−フェニルフラバンおよび2,4,4−トリメチル−2’,4’,5’,6,7−ペンタヒドロキシ−2−フェニルフラバン等の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステルが特に好適である。
本発明による化合物との混合に使用するのに好適である光潜在酸の他の例は、JP2003−043678A、JP2003−005372A、JP−2003−043677A、JP2002−357904A、JP2002−229192Aに記載されている。
本発明のポジティブおよびネガティブフォトレジスト組成物は、フォトレジストに慣例的に使用される1つ以上の添加剤(c)、例えば、染料、顔料、可塑剤、界面活性剤、流動向上剤、湿潤剤、接着促進剤、チキソトロープ剤、着色剤、充填剤、溶解促進剤、酸増幅剤、光増感剤および有機塩基性化合物を当業者に既知の通常の量で場合によって含むことができる。
本発明のレジスト組成物に使用可能な有機塩基性化合物のさらなる例は、フェノールより強い塩基である化合物、特に窒素含有塩基性化合物である。これらの化合物は、例えばテトラアルキルアンモニウム塩のようにイオン性であるか、または非イオン性であり得る。好適な有機塩基性化合物は、異なる化学的環境を有する2つ以上の窒素原子を分子毎に有する窒素含有塩基性化合物である。少なくとも1つの置換または非置換アミノ基および少なくとも1つの窒素含有環構造の両方を含む化合物、ならびに少なくとも1つのアルキルアミノ基を有する化合物が特に好適である。当該好適な化合物の例としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリンおよびアミノアルキルモルホリンが挙げられる。非置換化合物、またはそれらの置換誘導体の両方が好適である。好適な置換基としては、アミノ、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ、ヒドロキシおよびシアノが挙げられる。特に好適な有機塩基性化合物の具体的な例としては、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルホリンおよびN−(2−アミノエチル)モルホリンが挙げられる。
好適な有機塩基性化合物の他の例は、DE4408318、US5609989、US5556734、EP762207、DE4306069、EP611998、EP813113、EP611998、US5498506、JP2003−043677A、JP2003−043678A、JP2002−226470A、JP2002−363146A、JP2002−363148A、JP2002−363152A、JP2003−98672A、JP2003−122013A、JP2002−341522Aに記載されている。しかし、本発明に好適な有機塩基性化合物は、これらの例に限定されない。
窒素含有塩基性化合物を単独で、またはそれらの2つ以上の組合せで使用することができる。窒素含有塩基性化合物の添加量は、(溶媒を除く)感光性樹脂組成物100質量部当たり通常は0.001〜10質量部、好ましくは0.01〜5質量部である。その量が0.001質量部より小さければ、本発明の効果を得ることができない。一方、10質量部を超えると、感度の低下、および未露光部における現像性の低下が生じやすい。
該組成物は、例えば、EP710885、US5663035、US5595855、US5525453およびEP611998に記載されているような、化学線下で分解する塩基性有機化合物(「自己不活化塩基(suicide base)」)をさらに含むことができる。
本発明の組成物に好適な染料(c)の例は、油可溶性染料および塩基性染料、例えば、オイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS、オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(いずれもOrient Chemical Industries Ltd.,Japan製)、クリスタルバイオレット(C142555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI451708B)、マラカイトグリーン(CI42000)およびメチレンブルー(CI52015)である。
遠紫外線より長い波長の領域に吸収を示すように光潜在酸を増感するために、さらにスペクトル増感剤(e)を添加することによって、例えば、i線またはg線放射に対する感応性を本発明の感光性組成物に付与することができる。好適なスペクトル増感剤の例としては、ベンゾフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、p,p’−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、アントロン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビンT、9,10−ジフェニルアントラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンズアントロン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、2−アシルクマリン誘導体、3,3’−カルボニル−ビス−(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)、3−(アロイルメチレン)チアゾリン、エオシン、ローダミン、エリスロシンおよびコロネンが挙げられる。しかし、好適なスペクトル増感剤は、これらの例に限定されない。
これらのスペクトル増感剤を、光源によって放射される遠紫外線を吸収するための光吸収剤として使用することもできる。この場合、光吸収剤は、基板からの光反射を低減し、レジストフィルム内の多反射の影響を小さくすることによって、定常波の効果を減ずる。
当該化合物の具体的な例を以下に示す。
1.チオキサントン
チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、1−メトキシカルボニルチオキサントン、2−エトキシカルボニルチオキサントン、3−(2−メトキシエトキシカルボニル)−チオキサントン、4−ブトキシカルボニルチオキサントン、3−ブトキシカルボニル−7−メチルチオキサントン、1−シアノ−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−クロロチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−エトキシチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−アミノチオキサントン、1−エトキシカルボニル−3−フェニルスルフリルチオキサントン、3,4−ジ−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシカルボニル]−チオキサントン、1,3−ジメチル−2−ヒドロキシ−9H−チオキサンテン−9−オン2−エチルヘキシルエーテル、1−エトキシカルボニル−3−(1−メチル−1−モルホリノエチル)−チオキサントン、2−メチル−6−ジメトキシメチル−チオキサントン、2−メチル−6−(1,1−ジメトキシベンジル)−チオキサントン、2−モルホリノメチルチオキサントン、2−メチル−6−モルホリノメチルチオキサントン、N−アリルチオキサントン−3,4−ジカルボキシミド、N−オクチルチオキサントン−3,4−ジカルボキシミド、N−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−チオキサントン−3,4−ジカルボキシミド、1−フェノキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メトキシチオキサントン、6−エトキシカルボニル−2−メチルチオキサントン、チオキサントン−2−カルボン酸ポリエチレングリコールエステル、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサントン−2−イルオキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウム塩化物。
2.ベンゾフェノン
ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジメチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(メチルエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(p−イソプロピルフェノキシ)ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、3−メチル−4’−フェニル−ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチル−4’−フェニル−ベンゾフェノン、4−(4−メチルチオフェニル)−ベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾイルベンゾエート、4−(2−ヒドロキシエチルチオ)−ベンゾフェノン、4−(4−トリルチオ)ベンゾフェノン、1−[4−(4−ベンゾイル−フェニルスルファニル)−フェニル]−2−メチル−2−(トルエン−4−スルホニル)−プロパン−1−オン、4−ベンゾイル−N,N,N−トリメチルベンゼンメタンアミニウム塩化物、2−ヒドロキシ−3−(4−ベンゾイルフェノキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミニウム塩化物一水和物、4−(13−アクリロイル−1,4,7,10,13−ペンタオキサトリデシル)−ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニル)オキシ]−エチル−ベンゼンメタンアミニウム塩化物。
3.クマリン
クマリン1、クマリン2、クマリン6、クマリン7、クマリン30、クマリン102、クマリン106、クマリン138、クマリン152、クマリン153、クマリン307、クマリン314、クマリン314T、クマリン334、クマリン337、クマリン500、3−ベンゾイルクマリン、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジメトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、3−ベンゾイル−6,8−ジクロロクマリン、3−ベンゾイル−6−クロロ−クマリン、3,3’−カルボニル−ビス[5,7−ジ(プロポキシ)−クマリン]、3,3’−カルボニル−ビス(7−メトキシクマリン)、3,3’−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノ−クマリン)、3−イソブチロイルクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジメトキシ−クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジエトキシ−クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジブトキシクマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジ(メトキシエトキシ)−クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジ(アリルオキシ)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−イソブチロイル−7−ジメチルアミノクマリン、5,7−ジメトキシ−3−(1−ナフトイル)−クマリン、5,7−ジエトキシ−3−(1−ナフトイル)−クマリン、3−ベンゾイルベンゾ[f]クマリン、7−ジエチルアミノ−3−チエノイルクマリン、3−(4−シアノベンゾイル)−5,7−ジメトキシクマリン、3−(4−シアノベンゾイル)−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ジメチルアミノ−3−フェニルクマリン、7−ジエチルアミノ−3−フェニルクマリン、JP09−179299AおよびJP09−325209Aに開示されているクマリン誘導体、例えば7−[{4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−S−トリアジン−2−イル}アミノ]3−フェニルクマリン。
4.3−(アロイルメチレン)−チアゾリン
3−メチル−2−ベンゾイルメチレン−β−ナフトチアゾリン、3−メチル−2−ベンゾイルメチレン−ベンゾチアゾリン、3−エチル−2−プロピオニルメチレン−β−ナフトチアゾリン。
5.ロダニン
4−ジメチルアミノベンザルロダニン、4−ジエチルアミノベンザルロダニン、3−エチル−5−(3−オクチル−2−ベンゾチアゾリニリデン)−ロダニン、ロダニン誘導体、JP08−305019Aに開示されている式[1]、[2]、[7]。
6.他の化合物
アセトフェノン、3−メトキシアセトフェノン、4−フェニルアセトフェノン、ベンジル、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンジル、2−アセチルナフタレン、2−ナフタルデヒド、ダンシル酸誘導体、9,10−アントラキノン、アントラセン、ピレン、アミノピレン、ペリレン、フェナントレン、フェナントレンキノン、9−フルオレノン、ジベンゾスベロン、クルクミン、キサントン、チオミヒラーズケトン、α−(4−ジメチルアミノベンジリデン)ケトン、例えば、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンジリデン)シクロペンタノン、2−(4−ジメチルアミノ−ベンジリデン)−インダン−1−オン、3−(4−ジメチルアミノ−フェニル)−1−インダン−5−イル−プロペノン、3−フェニルチオフタルイミド、N−メチル−3,5−ジ(エチルチオ)−フタルイミド、N−メチル−3,5−ジ(エチルチオ)−フタルイミド、フェノチアジン、メチルフェノチアジン、アミン、例えば、N−フェニルグリシン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸ブトキシエチル、4−ジメチルアミノアセトフェノン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、ポリ(プロピレングリコール)−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、ピロメタン、例えば1,3,5,7,9−ペンタメチルピロメタンBF2錯体、2,8−ジエチル−1,3,5,7,9−ペンタメチルピロメテンBF2錯体、2,8−ジエチル−5−フェニル−1,3,7,9−テトラメチルピロメテンBF2錯体、9,10−ビス(フェニルエチニル)−1,8−ジメトキシアントラセン、ベンゾ[1,2,3−kl:4,5,6−k’l’]ジキサンテン。
さらなる好適な添加剤(c)は、「酸増幅剤」、すなわち酸形成を加速する、または酸濃縮を促進する化合物である。当該化合物を、ポジティブもしくはネガティブレジスト、または撮像システムならびにすべての塗料用途において本発明による式Iのスルホニウム塩誘導体と併用することもできる。当該増幅剤は、例えば、Arimitsu,K.et al.J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,pp43;Kudo,K.et al.J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,pp 45;Ichimura,K.et al.Chem:Letters 1995,pp 551に記載されている。
望まれる場合は、本発明による組成物は、遊離ラジカル重合性成分、例えば、エチレン性不飽和モノマー、オリゴマーまたはポリマーを含むこともできる。これらのラジカル重合性成分を成分(a)に添加することができる。しかし、前記ラジカル硬化性成分は、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)または(a6)の一部であってもよい。好適な材料は、少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を含み、付加重合が可能である。当該化合物も成分(ax)の主題であるため、以下の説明は成分(ax)にも言及する。エチレン二重結合を含む好適なモノマーの例としては、アクリル酸およびメタクリル酸アルキルおよびヒドロキシアルキル、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシルおよび2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ステアリルおよびアクリル酸イソボルニルが挙げられる。さらなる好適な例としては、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N置換(メタ)アクリルアミド、ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルエーテル、例えばイソブチルビニルエーテル、スチレン、アルキル−およびハロ置換スチレン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンが挙げられる。
少なくとも2つの二重結合を含む好適なモノマーの例としては、ジアクリル酸グリセロール、トリアクリル酸グリセロール、ジアクリル酸エチレングリコール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジアクリル酸1,3−プロパンジオール、ジメタクリル酸1,3−プロパンジオール、ジアクリル酸ネオペンチルグリコール、ジアクリル酸ヘキサメチレングリコール、ジアクリル酸ビスフェノール−A、4,4’−ビス(2−アクリロイルオキシエトキシ)ジフェニルプロパン、トリアクリル酸もしくはテトラアクリル酸ペンタ−エリスリトール、テトラメタクリル酸ペンタエリスリトール、トリアクリル酸トリメチロールプロパン、トリメタクリル酸1,2,4−ブタントリオール、ジアクリル酸1,4−シクロヘキサンジオール、ヘキサ−アクリル酸ソルビトール、ビス[1−(2−アクリルオキシ)]−p−エトキシフェニルジメチルメタン、ビス[1−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシ)]−p−プロポキシフェニルジメチルメタンおよびイソシアヌル酸トリメタクリル酸トリスヒドロキシエチル、200〜500の分子量を有するポリ(エチレングリコール)のビス−アクリレートおよびビス−メタクリレート、フタル酸ジアリル、コハク酸ジビニル、アジピン酸ジビニルおよびフタル酸ジビニル、アクリル酸ビニル、ジビニルベンゼン、リン酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリルおよびトリス(2−アクリロイル−エチル)イソシアヌレートが挙げられる。
高分子量(オリゴマー)多不飽和化合物の例としては、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化またはビニルエーテルもしくはエポキシ基含有ポリエステル、ポリウレタンおよびポリエーテルが挙げられる。不飽和オリゴマーのさらなる例は、通常、マレイン酸、フタル酸および1つ以上のジオールから製造され、約500〜3000の分子量を有する不飽和ポリエステル樹脂である。ビニルエーテルモノマーおよびオリゴマー、ならびにポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリビニルエーテルおよびエポキシ主鎖を有するマレエート末端オリゴマーを使用することもできる。また、WO90/01512に記載されている、ビニルエーテル、およびマレイン酸で官能化されたモノマーのコポリマーも非常に好適である。しかし、ビニルエーテルおよびマレイン酸で官能化されたモノマーのコポリマーも好適である。当該不飽和オリゴマーは、プレポリマーと称することもできる。官能化アクリレートも好適である。官能化アクリレートまたはメタクリレートポリマーのベースポリマー(主鎖)を形成するために通常使用される好適なモノマーの例は、アクリレート、メタクリレート、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等である。加えて、好適な量の官能化モノマーが、官能性ポリマーを得るために重合時に共重合される。酸官能化アクリレートまたはメタクリレートポリマーは、アクリル酸およびメタクリル酸などの酸官能性モノマーを使用して得られる。ヒドロキシ官能性アクリレートまたはメタクリレートポリマーは、ヒドロキシ官能性モノマー、例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピルおよびメタクリル酸3,4−ジヒドロキシブチルから得られる。エポキシ官能化アクリレートまたはメタクリレートポリマーは、エポキシ官能性モノマー、例えば、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2,3−エポキシブチル、メタクリル酸3,4−エポキシブチル、メタクリル酸2,3−エポキシシクロヘキシル、メタクリル酸10,11−エポキシウンデシル等を使用して得られる。メタ−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネートなどのイソシアネート官能化モノマーからイソシアネート官能性ポリマーを得ることもできる。例えば、エチレン性不飽和一または多官能性カルボン酸とポリオールまたはポリエポキシドとのエステル、エチレン性不飽和基を鎖または側基に有するポリマー、例えば、不飽和ポリエステル、ポリアミドおよびポリウレタンならびにそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ポリブタジエンおよびブタジエンコポリマー、ポリイソプレンおよびイソプレンコポリマー、(メタ)アクリル基を側鎖に有するポリマーおよびコポリマー、ならびに1つ以上の当該ポリマーの混合物が特に好適である。
好適な一または多官能性不飽和カルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、桂皮酸、マレイン酸およびフマル酸ならびに不飽和脂肪酸、例えば、リノレン酸またはオレイン酸である。アクリル酸およびメタクリル酸が好ましい。
しかし、飽和ジまたはポリカルボン酸と不飽和カルボン酸との混合物を使用することもできる。好適な飽和ジまたはポリカルボン酸の例としては、例えば、テトラクロロフタル酸、テトラブロモフタル酸、無水フタル酸、アジピン酸、テトラヒドロフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ヘプタンジカルボン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸等が挙げられる。
好適なポリオールは、芳香族、ならびに特に脂肪族および脂環式ポリオールである。芳香族ポリオールの例は、ヒドロキノン、4,4’−ヒドロキシジフェニル、2,2−ジ(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、ならびにノボラックおよびレゾールである。ポリエポキシドの例は、記載のポリオールに基づくもの、特に芳香族ポリオールおよびエピクロロヒドリンである。ヒドロキシル基をポリマー鎖または側鎖に含むポリマーおよびコポリマー、例えば、ポリビニルアルコールおよびそのコポリマーまたはポリメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステルもしくはそれらのコポリマーもポリオールとして好適である。さらなる好適なポリオールは、ヒドロキシル末端基を有するオリゴエステルである。
脂肪族および脂環式ポリオールの例は、好ましくは2〜12個の炭素原子を有するアルキレンジオール、例えば、エチレングリコール、1,2−または1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−または1,4−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、好ましくは200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−、1,3−または1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、グリセロール、トリス(β−ヒドロキシエチル)アミン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールおよびソルビトールである。
ポリオールを1つまたは異なる不飽和カルボン酸によって部分的または完全にエステル化することができ、部分エステルにおける遊離ヒドロキシル基を変性しておく、例えばエーテル化しておく、または他のカルボン酸によってエステル化しておくことができる。
エステルの例は、
トリアクリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリル酸トリメチロールエタン、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、トリメタクリル酸トリメチロールエタン、ジメタクリル酸テトラメチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジアクリル酸テトラエチレングリコール、ジアクリル酸ペンタエリスリトール、トリアクリル酸ペンタエリスリトール、テトラアクリル酸ペンタエリスリトール、ジアクリル酸ジペンタエリスリトール、トリアクリル酸ジペンタエリスリトール、テトラアクリル酸ジペンタエリスリトール、ペンタアクリル酸ジペンタエリスリトール、ヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトール、オクタアクリル酸トリペンタエリスリトール、ジメタクリル酸ペンタエリスリトール、トリメタクリル酸ペンタエリスリトール、ジメタクリル酸ジペンタエリスリトール、テトラメタクリル酸ジペンタエリスリトール、オクタメタクリル酸トリペンタエリスリトール、ジイタコン酸ペンタエリスリトール、トリスイタコン酸ジペンタエリスリトール、ペンタイタコン酸ジペンタエリスリトール、ヘキサイタコン酸ジペンタエリスリトール、ジアクリル酸エチレングリコール、ジアクリル酸1,3−ブタンジオール、ジメタクリル酸1,3−ブタンジオール、ジイタコン酸1,4−ブタンジオール、トリアクリル酸ソルビトール、テトラアクリル酸ソルビトール、ペンタエリスリトール変性トリアクリレート、テトラメタクリル酸ソルビトール、ペンタアクリル酸ソルビトール、ヘキサアクリル酸ソルビトール、アクリル酸およびメタクリル酸オリゴエステル、ジおよびトリアクリル酸グリセロール、ジアクリル酸1,4−シクロヘキサン、200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコールのビスアクリレートおよびビスメタクリレート、ならびにそれらの混合物である。
好適な不飽和遊離ラジカル重合性化合物は、また、同じまたは異なる不飽和カルボン酸、ならびに好ましくは2〜6個、特に2〜4個のアミノ基を有する芳香族、脂環式および脂肪族ポリアミンのアミドである。当該ポリアミンの例は、エチレンジアミン、1,2−または1,3−プロピレンジアミン、1,2−、1,3−または1,4−ブチレンジアミン、1,5−ペンチレンジアミン、1,6−ヘキシレンジアミン、オクチレンジアミン、ドデシレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、フェニレンジアミン、ビスフェニレンジアミン、ジ−β−アミノエチルエーテル、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミンおよびジ(β−アミノエトキシ)−またはジ−(β−アミノプロポキシ)−エタンである。さらなる好適なポリアミンは、さらなるアミノ基を側鎖に有することができるポリマーおよびコポリマー、ならびにアミノ末端基を有するオリゴアミドである。当該不飽和アミドの例は、メチレンビスアクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、ビス(メタクリルアミドプロポキシ)エタン、メタクリル酸β−メタクリルアミドエチルおよびN−[(β−ヒドロキシエトキシ)エチル]−アクリルアミドである。
好適な不飽和ポリエステルおよびポリアミドは、例えば、マレイン酸およびジオールまたはジアミンから誘導される。マレイン酸は、他のジカルボン酸によって部分的に置き換えられていてもよい。それらをエチレン性不飽和コモノマー、例えばスチレンと一緒に使用することができる。ポリエステルおよびポリアミドをジカルボン酸およびエチレン性不飽和ジオールまたはジアミン、特に、例えば6〜20個の炭素原子のより長い鎖を有するものから誘導することができる。ポリウレタンの例は、飽和または不飽和ジイソシアネートおよび飽和または不飽和ジオールで構成されるものである。
ポリブタジエンおよびポリイソプレンならびにそれらのコポリマーは既知である。好適なコモノマーとしては、例えば、オレフィン、例えばエチレン、プロペン、ブテン、ヘキセン、(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレンおよび塩化ビニルが挙げられる。(メタ)アクリレート基を側鎖に有するポリマーも既知である。それらは、例えば、ノボラック系エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物、ビニルアルコール、または(メタ)アクリル酸でエステル化されたそのヒドロキシアルキル誘導体のホモまたはコポリマー、あるいは(メタ)アクリル酸ヒドロキシルアルキルでエステル化された(メタ)アクリレートのホモおよびコポリマーであってよい。
等しく遊離ラジカルおよび陽イオン架橋可能な化合物を使用することもできる。当該化合物は、例えば、ビニル基および脂環式エポキシ基の両方を含む。それらの例は、JP02−289611AおよびUS6048953に記載されている。
2つ以上の当該遊離ラジカル重合性材料の混合物を使用することもできる。
該配合物は、染料および/または白色もしくは有色顔料をさらなる添加剤(c)として含むこともできる。意図する用途に応じて、無機および有機顔料の両方を使用することができる。当該添加剤は、当業者に既知である。それらのいくつかの例は、例えばルチルまたはアナターゼ型の二酸化チタン顔料、カーボンブラック、酸化亜鉛、例えば亜鉛ホワイト、酸化鉄、例えば、酸化鉄イエロー、酸化鉄レッド、クロムイエロー、クロムグリーン、ニッケルチタンイエロー、ウルトラマリンブルー、コバルトブルー、バナジウム酸ビスマス、カドミウムイエローおよびカドミウムレッドである。有機顔料の例は、モノまたはビスアゾ顔料、およびそれらの金属錯体、フタロシアニン顔料、多環式顔料、例えば、ペリレン、アントラキノン、チオインジゴ、キナクリドンおよびトリフェニルメタン顔料、およびジケト−ピロロ−ピロール、イソインドリノン、例えばテトラクロロ−イソインドリノン、イソインドリン、ジオキサジン、ベンズイミダゾロンおよびキノフタロン顔料である。
それらの顔料を個々に、または配合物で混合して使用することができる。意図する用途に応じて、顔料は、当該技術分野における通常の量、全質量に基づいて例えば1〜60質量%または10〜30質量%の量で配合物に添加される。
配合物は、例えば、多様な種類の有機染料を含むこともできる。それらの例としては、アゾ染料、メチン染料、アントラキノン染料および金属錯体染料が挙げられる。通常の濃度は、全質量に基づいて、例えば0.1〜20%、特に1〜5%である。
添加する顔料、潜在顔料または染料、あるいは当該顔料および染料の異なる色の前駆体を、それらが、照射の結果としてヨードニウム塩から形成された酸の存在下で変色するように選択することができる。次いで、当該組成物は、変色により、それらが照射されたことを示し、例えば、UV放射線、電子ビーム、X線等に対する照射量指示薬として使用され得る。
解像度、パターンプロファイル、プロセス許容度、ラインエッジ粗さ、安定性などのレジスト性能を向上させるための他の添加剤(c)は、JP2002−122992A、JP2002−303986A、JP2002−278071A、JP2003−057827A、JP2003−140348A、JP2002−006495A、JP2002−023374A、JP2002−090987A、JP2002−091004A、JP2002−131913A、JP2002−131916A、JP2002−214768A、JP2001−318464A、JP2001−330947A、JP2003−57815A、JP2003−280200A、JP2002−287362A、JP2001−343750Aに記載されている。当該化合物を本発明による式Iのスルホニウム塩誘導体と組み合わせてポジティブまたはネガティブレジストに使用することもできる。
通常、本発明の感光性組成物を基板に塗布するために、組成物を適切な溶媒に溶解させる。これらの溶媒の好適な例としては、二塩化エチレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸2−メトキシエチル、酢酸2−エトキシエチル、2−エトキシエタノール、ジエチルグリコールジメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンおよびテトラヒドロフランが挙げられる。これらの溶媒を単独で、または混合物として使用することができる。それらの溶媒の好適な例は、エステル、例えば、酢酸2−メトキシエチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルおよび乳酸エチルである。当該溶媒の使用は、本発明による式Iによって表されるスルホニウム塩誘導体がそれらとの良好な相溶性、およびそれらへのより良好な溶解度を有するため、有利である。
界面活性剤を溶媒に添加することができる。好適な界面活性剤の例としては、非イオン性界面活性剤、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアセチルエーテルおよびポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、例えばポリオキシエチレン、オクチルフェノールエーテルおよびポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル、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、ソルビタン/脂肪酸エステル、例えば、モノラウリル酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、フルオロケミカル界面活性剤、例えば、F−top EF301、EF303、及びEF352(New Akita Chemical Company(日本)製)、Megafac F171およびF17.3(Dainippon Ink & Chemicals, Inc.(日本)製)、Fluorad FC 430およびFC431(Sumitomo 3M Ltd.(日本)製)、Asahi Guard AG710ならびにSurflon S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105およびSC106(Asahi Grass Col, Ltd.(日本)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(Shin−Etsu Chemical Co., Ltd.(日本)製)、ならびにアクリルまたはメタクリル(コ)ポリマーPoly−flow Now.75およびNO.95(Kyoeisha Chemical Co., Ltd.(日本)製)である。他の例は、JP2001−318459A、JP2002−006483Aに記載されている。界面活性剤の添加量は、通常、本発明による組成物の固体成分100質量部当たり2質量部以下、望ましくは0.5質量部以下である。界面活性剤を単独で、またはそれらの2種以上を組み合わせて添加することができる。
その溶液は、既知の塗装法、例えば、スピン塗装、浸漬、ナイフ塗装、カーテン注入法、ブラシ塗装、噴霧およびローラー塗装によって基板に均一に塗布される。感光層を一時的な軟質支持体に塗布し、次いで塗装転写(積層)によって最終基板に塗布することもできる。塗布量(塗装厚さ)および基板(塗装基板)の性質は、所望の応用分野に応じて決まる。塗装厚さの範囲は、基本的に、約0.01μm〜100μm以上の値を包含することができる。
塗装処理後に、一般に、溶媒を加熱によって除去して、基板上にフォトレジスト層を設ける。乾燥温度は、勿論、レジストの特定の成分が反応または分解し得る温度より低くなければならない。概して、乾燥温度は、60〜160℃の範囲である。
次いで、レジスト塗料を画像様照射する。「画像様照射」という表現は、化学線を使用する所定のパターンの照射、すなわち、所定のパターンを含むマスク、例えば透明、クロムマスクまたはレチクルを介する照射、および例えばコンピュータの制御下でレジスト表面に直接書き込むことで画像を生成するレーザビームまたは電子ビームを使用する照射の両方を含む。パターンを生成する別の方法は、例えばホログラフィック用途に使用される2つのビームまたは画像の干渉によるものである。例えば、A.Bertsch; J.Y.Jezequel;J.C.AndreのJournal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry 1997,107 pp.275−281およびK.P.NicolayのOffset Printing 1997,,pp.34−37に記載されているように、デジタル画像を生成するためにピクセル毎にアドレスすることができる液晶で構成されたマスクを使用することもできる。
照射、および必要な場合における熱処理の後、組成物の照射部(ポジティブレジストの場合)または未照射部(ネガティブレジストの場合)を、現像剤を使用してそれ自体既知の方法で除去する。
触媒反応、そして現像剤へのレジスト塗料の照射部分と未照射部分の溶解度の十分な差の発生を加速させるために、塗料を、現像前に加熱することが好ましい。照射前に加熱を実施または開始することもできる。60〜160℃の温度を用いるのが好ましい。時間は、加熱方法に左右され、必要であれば、いくつかの慣例の実験を用いて当業者により最適な時間を容易に決定することができる。それは、一般には数秒から数分である。例えば、ホットプレートを使用する場合は10〜300秒が非常に好適であり、対流オーブンを使用する場合は1〜30分が非常に好適である。レジスト上の未照射部における本発明による潜在酸供与体がそれらの処理条件下で安定であることが重要である。
次いで、塗料を現像し、照射後に現像剤への溶解度がより高くなった塗料の一部を除去する。必要であれば、加工物の軽度の撹拌、現像剤浴での塗料の穏やかなブラッシング、または噴霧現像により、その処理工程を加速させることができる。例えば、レジスト技術において通例の水性アルカリ現像剤を現像に使用することができる。当該現像剤は、例えば、水酸化ナトリウムまたはカリウム、対応する炭酸塩、炭酸水素塩、珪酸塩またはメタ珪酸水素塩、好ましくは無金属塩基、例えばアンモニアまたはアミン、例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、アルカノールアミン、例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、水酸化第四級アンモニウム、例えば水酸化テトラメチルアンモニウムまたは水酸化テトラエチルアンモニウムを含む。現像剤溶液は、一般には0.5Nまでであるが、通常は使用前に好適な方法で希釈される。例えば、約0.1〜0.3の規定度を有する溶液が好適である。現像剤の選択は、光硬化性表面塗料の性質、特に使用される結合剤、または得られる光分解生成物の性質に左右される。現像剤水溶液は、必要であれば、比較的少量の湿潤剤および/または有機溶媒を含むこともできる。現像液に添加可能な典型的な有機溶媒は、例えば、シクロヘキサノン、2−エトキシエタノール、トルエン、アセトン、イソプロパノール、ならびにこれらの溶媒の2種以上の混合物である。典型的な水性/有機現像剤系は、ブチルセロソルブRTM/水に基づく。
本発明の主題は、また、
(1)以上に記載の組成物を基板に塗布し、
(2)該組成物を60℃〜160℃の温度で塗布後ベークし、
(3)10nm〜1500nmの波長の光で画像様照射し、
(4)該組成物を60℃〜160℃の温度で場合によって露光後ベークし、かつ
(5)溶媒または水性アルカリ現像剤を用いて現像することによってフォトレジストを製造するための方法である。
画像様照射を、10〜450nmの範囲、特に10〜260nmの範囲の波長の単色または多色放射線で実施する方法が好適である。
フォトレジスト組成物をあらゆる基板に対して、当業者に既知のあらゆる露光法で使用することができる。例えば、珪素、砒化ガリウム、ゲルマニウム、アンチモン化インジウムなどの半導体基板、また、二酸化珪素、窒化珪素、窒化チタン、シロキサンなどの酸化物または窒化物層で被覆された基板、ならびに金属基板、およびアルミニウム、銅、タングステン等の金属による金属被覆基板を使用することができる。基板を、フォトレジストで被覆する前に、ポリマー材料、例えば、有機反射防止塗料、絶縁層およびポリマー材料の誘電塗料で被覆することもできる。
フォトレジスト層をあらゆる一般的技法、例えば直接書込みによって、すなわちレーザビームまたは投影リソグラフィーを用いて段階的および反復的モードまたは走査モードで、あるいはマスクを介する接触印刷によって露光することができる。
投影リソグラフィーの場合は、広範な光学的条件、例えば干渉性、部分干渉性または非干渉性照射を用いることができる。これは、軸外照明技術、例えば、放射線をレンズ中心を除くレンズの一定領域のみを透過させる環状照明および四極照明を含む。
パターンを再現するのに使用されるマスクは、硬質マスクまたは軟質マスクであり得る。マスクは、透明、半透明および不透明パターンを含むことができる。パターンサイズは、投影光学素子の解像度限界以下であり、マスクを通過した後の照射の空中画像、強度および相変調を改良するために何らかの方法で配置されたパターンを含むこともできる。これは、移相マスクおよびハーフトーン移相マスクを含む。
フォトレジスト組成物のパターニングプロセスを使用して、任意の所望の幾何学的構造および形状のパターン、例えば高濃度および隔離ライン、コンタクトホール、トレンチ、ドット等を生成することができる。
本発明によるフォトレジストは、優れたリソグラフィック特性、特に高感度、および撮像放射線に対する高度なレジスト透明性を有する。
本発明による組成物の見込まれる使用分野は、電子部品のためのフォトレジスト、エッチングレジスト、イオン注入レジスト、電気メッキレジストまたははんだレジストとしての使用、集積回路の製造または薄膜トランジスタレジスト(TFT)の製造、オフセット印刷基板またはスクリーン印刷ステンシルなどの印刷基板の製造、成形品のエッチング、あるいは様々な用途、例えば、J.Photochem.Photobio.A,158,163(2003),Chem.Mater.14,3656(2002)に記載されている三次元光情報記憶に採用される立体リソグラフィーまたはハログラフィーにおける使用である。
本発明による組成物は、また、金属間誘電体層、緩衝層、半導体装置の不活性化被膜を作製するのに好適であり、光電子部品のための導波管を作製するのに好適である。MEMS(微小電子機械システム)用途では、本発明による組成物をエッチングレジスト、材料堆積のための金型、および装置自体の三次元物体として使用することができる。それに応じて塗装基板および処理条件が異なる。当該例はUS6391523に記載されている。
本発明による式Iの化合物を、上記の増感剤化合物と組み合わせて、例えばWO03/0212358に記載されているホログラフィックデータ記憶(HDS)システムに使用することもできる。
本発明による組成物は、例えば、デジタル多用途ディスク(DVD)の製造における接着結合(DVD結合)のために使用され、例えばWO99/66506、WO99/63017、JP11−241055A、JP11−181391A、WO98/31765に記載されている接着剤、ならびに柔軟包装のための放射線硬化性積層接着剤(例えばUS5328940参照)、光接着剤(例えば独国特許出願DD225985)および感圧接着剤(例えばUS4988741およびEP115870)として使用される接着剤をも含む。
本発明による組成物は、有利には、紙、ガラス、金属、シリコン、ポリカーボネート、アクリレートポリマーおよび他のポリマー基板に対する良好な接着性を有し、硬化時にわずかな収縮しか示さない硬質塗料、接着ボンドまたは光重合寸法安定三次元成形品(例えば高速プロトタイピング用)が必要とされる場合に有利に使用される。
本発明による組成物は、また、木材、織物、紙、セラミック、ガラス、プラスチック、例えば特にフィルムの形のポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィンまたは酢酸セルロースを含むあらゆる種類の基板、特に、画像様照射によって画像が加えられることになるNi、Fe、Zn、Mg、Coまたは特にCuおよびAlならびにSi、酸化珪素または窒化珪素などの塗料金属のための塗料組成物として極めて好適である。
本発明は、また、酸の作用により架橋することができる組成物における光潜在酸供与体として、かつ/または溶解度が酸の作用により向上する組成物における溶解エンハンサとしての式Iの化合物の使用に関する。本発明の主題は、さらに、酸の作用により架橋することができる化合物を架橋する方法であって、式Iの化合物を上記組成物に添加し、10から1500nmの波長を有する光を画像様に、または領域全体に対して照射することを含む方法である。
本発明は、また、着色および無着色表面塗料、接着剤、積層接着剤、構造接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷基板、レリーフ印刷基板、平版印刷基板、凹版印刷基板、無処理印刷基板、スクリーン印刷ステンシル、歯科用組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイおよび液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正システム、レジスト、電子部品用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液体および乾燥膜の両方に対するエッチングレジスト、はんだレジスト、UVおよび可視レーザ直接撮像システムのためのフォトレジスト材料、プリント開路基板の順次堆積層における誘電体層を形成するためのフォトレジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録、光情報の記憶もしくはホログラフィックデータの記憶のための画像記録材料、脱色材料、画像記録材料のための脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、微小機械部品、メッキマスク、エッチングマスク、ガラス繊維ケーブル塗料、微小電子回路の製造における感光性酸供与体としての式Iの化合物の使用、特に、表面塗料、印刷インク、印刷基板、歯科用組成物、カラーフィルタ、レジストもしくは画像記録材料、またはホログラフィック画像を記録するための画像記録材料の製造における感光性酸供与体としての式Iの化合物の使用、ならびに着色および無着色表面塗料、接着剤、積層接着剤、構造接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷基板、レリーフ印刷基板、平版印刷基板、凹版印刷基板、無処理印刷基板、スクリーン印刷ステンシル、歯科用組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイおよび液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正システム、レジスト、電子部品用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液体および乾燥膜の両方に対するエッチングレジスト、はんだレジスト、UVおよび可視レーザ直接撮像システムのためのフォトレジスト材料、プリント開路基板の順次堆積層における誘電体層を形成するためのフォトレジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録、光情報の記憶もしくはホログラフィックデータの記憶のための画像記録材料、脱色材料、画像記録材料のための脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、微小機械部品、メッキマスク、エッチングマスク、ガラス繊維ケーブル塗料、微小電子回路の製造のための方法、表面塗料、印刷インク、印刷基板、歯科用組成物、カラーフィルタ、レジストもしくは画像記録材料、またはホログラフィック画像を記録するための画像記録材料の製造のための方法に関する。
本発明の主題は、カラーフィルタまたは化学増幅レジスト材料の製造における感光性酸供与体としての式Iの化合物の使用、ならびにカラーフィルタまたは化学増幅レジスト材料の製造のための方法に関する。
本発明は、さらに、いずれも感光性樹脂ならびに顔料および/または染料を含む赤色、緑色および青色画素ならびに黒色マトリックスを透明基板上に設け、基板の表面またはカラーフィルタ層の表面に透明電極を設けることによって製造されるカラーフィルタであって、前記感光性樹脂が式Iの化合物を感光性酸供与体として含むカラーフィルタに関する。
当業者は、色要素を与える好適な顔料または染料、ならびにブラックマトリックス、および例えばJP09−203806A、JP10−282650A、JP10−333334A、JP11−194494A、JP10−203037A、JP2003−005371Aに示されている対応する好適な樹脂を認識している。
既に以上に記載したように、光架橋性組成物において、スルホニウム塩誘導体は、潜在硬化触媒として作用する。それらは、光が照射されると、架橋反応を触媒する酸を放出する。加えて、放射線によって放出された酸は、例えば、ポリマー構造からの好適な酸感応性保護基の除去、または酸感応性基をポリマー主鎖に含むポリマーの開裂を触媒することができる。他の用途は、例えば、pHの変化、または酸感応性保護基によって保護された顔料の溶解度の変化に基づく変色系である。
該化合物を、例えばJP04−328552AまたはUS5237059に記載されているように、pHが変化すると変色する着色剤とともに使用する場合は、本発明によるスルホニウム塩誘導体を使用して、所謂「プリントアウト」画像を生成することもできる。当該変色系をEP199672に従って使用して、熱または放射線に敏感な物品を監視することもできる。
変色に加えて、(例えばEP648770、EP648817およびEP742255に記載される)可溶性顔料分子の酸触媒脱保護中に、顔料結晶を沈殿させることが可能である。潜在顔料前駆体の色が沈殿顔料結晶の色と異なる場合に、これを例えばEP654711に記載されているカラーフィルタの製造、あるいはプリントアウト画像および指示薬用途に使用することができる。
pH感応性染料または潜在顔料をスルホニウム塩誘導体と組み合わせて使用する組成物を電子放射線、例えばガンマ放射線、電子ビーム、UVまたは可視光に対する指示薬、あるいは単純な使い捨て線量計として使用することができる。特に、人間の目に見えないUV光またはIR光のような光に対しては、当該線量計が興味深い。
最後に、水性アルカリ現像剤に溶解しにくいスルホニウム塩誘導体を遊離酸への光誘発変換によって現像剤に可溶とすることで、それらを好適な膜形成樹脂と組み合わせて溶解度エンハンサとして使用することができる。
酸触媒によって架橋することができるため、本発明による式Iの光潜在酸によって架橋することができる樹脂は、例えば、多官能価アルコールまたはヒドロキシ基含有アクリルおよびポリエステル樹脂、または部分加水分解ポリビニルアセタールもしくはポリビニルアルコールと多官能価アセタール誘導体との混合物である。特定の条件下において、例えば、アセタール官能化樹脂の酸触媒自己縮合も可能である。
好適な酸硬化性樹脂は、概して、その硬化を酸触媒によって加速させることができるあらゆる樹脂、例えばアミノプラストまたはフェノール系レゾール樹脂である。これらの樹脂は、例えば、メラミン、尿素、エポキシ、フェノール、アクリル、ポリエステルおよびアルキド樹脂、特にアクリル、ポリエステルまたはアルキド樹脂とメラミン樹脂との混合物である。アクリル変性ポリエステルおよびアルキド樹脂などの変性表面塗料樹脂も含められる。アクリル、ポリエステルおよびアルキド樹脂という表現によって包含される個々の種類の樹脂の例が、例えば、Wagner,Sarx,Lackkunstharze (Munich,1971),pp.86−123 and pp.229−238、またはUllmann,Encyclopaedie der techn.Chemie,4th Ed.,Vol.15(1978),pp.613−628、またはUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Verlag Chemie,1991,Vol.18,p.360 ff.,Vol.A19,p.371 ff.に記載されている。
塗料用途において、表面塗料は、好ましくは、アミノ樹脂を含む。それらの例は、エーテル化または非エーテル化メラミン、尿素、グアニジンまたはビウレット樹脂である。酸触媒は、特に、エーテル化アミノ樹脂、例えばメチル化またはブチル化メラミン樹脂(N−メトキシメチルまたはN−ブトキシメチル−メラミン)またはメチル化/ブチル化グリコールウリルを含む表面塗料の硬化に特に重要である。他の樹脂組成物の例は、多官能価アルコールまたはヒドロキシ基含有アクリルおよびポリエステル樹脂、または部分加水分解ポリ酢酸ビニルもしくはポリビニルアルコールと、多官能価ジヒドロプロパニル誘導体、例えば3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−2−カルボン酸の誘導体との混合物である。酸触媒を使用してポリシロキサンを架橋することもできる。これらのシロキサン基含有樹脂は、例えば、酸触媒加水分解によって自己縮合するか、または樹脂の第2の成分、例えば、多官能価アルコール、ヒドロキシ基含有アクリルもしくはポリエステル樹脂、部分加水分解ポリビニルアセタールもしくはポリビニルアルコールと架橋することができる。ポリシロキサンの重縮合のタイプは、例えば、JJ.Lebrun,H.Pode,Comprehensive Polymer Science,Vol.5,p.593,Pergamon Press,Oxford,1989に記載されている。表面塗料の製造に好適である他の陽イオン重合性材料は、陽イオン機構によって重合可能なエチレン性不飽和化合物、例えばビニルエーテル、例えば、メチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、環式ビニルエーテル、例えば、3,4−ジヒドロ−2−ホルミル−2H−ピラン(二量体アクロレイン)または2−ヒドロキシメチル−3,4−ジヒドロ−2H−ピランの3,4−ジヒドロ−2H−ピラン−2−カルボン酸エステル、ビニルエステル、例えば酢酸ビニルおよびステアリン酸ビニル、モノおよびジオレフィン、例えば、a−メチルスチレン、N−ビニルピロリドンまたはN−ビニルカルバゾールである。
特定の目的のために、重合性不飽和基を含むモノマーまたはオリゴマー構成成分を有する樹脂混合物が使用される。式Iの化合物を使用して当該表面塗料を硬化させることもできる。その方法において、ラジカル重合開始剤または光開始剤をさらに使用することができる。前者は、不飽和基の重合を加熱処理中に開始し、後者はUV照射中に開始する。
本発明は、さらに、
(a)酸の作用により硬化する化合物、またはその溶解度が酸の作用により向上する化合物と、
(b)感光性酸供与体としての少なくとも1つの式Iの化合物と
を含む組成物に関する。
本発明によれば、式Iの化合物をさらなる感光性酸供与体化合物(b1)、さらなる光開始剤(d)、増感剤(e)および/または添加剤(c)とともに使用することができる。
好適な感光性酸供与体化合物(b1)、増感剤(e)および添加剤(c)は以上に記載されている。
さらなる光開始剤(d)の例は、ラジカル光開始剤、例えばカンファーキノン、ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体、ケタール化合物、例えばベンジルジメチルケタール(IRGACURE(登録商標)651)、アセトフェノン、アセトフェノン誘導体、例えばα−ヒドロキシシクロアルキルフェニルケトンまたはα−ヒドロキシアルキルフェニルケトン、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパノン(DAROCUR(登録商標)1173)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(IRGACURE(登録商標)184)、1−(4−ドデシルベンゾイル)−1−ヒドロキシ−1−メチル−エタン、1−(4−イソプロピルベンゾイル)−1−ヒドロキシ−1−メチル−エタン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(IRGACURE(登録商標)2959)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(IRGACURE(登録商標)127)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−フェノキシ]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、ジアルコキシアセトフェノン、α−ヒドロキシ−またはα−アミノアセトフェノン、例えば、(4−メチルチオベンゾイル)−1−メチル−1−モルホリノエタン(IRGACURE(登録商標)907)、(4−モルホリノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン(IRGACURE(登録商標)369)、(4−モルホリノベンゾイル)−1−(4−メチルベンジル)−1−ジメチルアミノプロパン(IRGACURE(登録商標)379)、(4−(2−ヒドロキシエチル)アミノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン)、(3,4−ジメトキシベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン、4−アロイル−1,3−ジオキソラン、ベンゾインアルキルエーテルおよびベンジルケタール、例えば、ジメチルベンジルケタール、フェニルグリシュウ酸エステルおよびそれらの誘導体、例えばオキソ−フェニル−酢酸2−(2−ヒドロキシ−エトキシ)エチルエステル、二量体フェニルグリシュウ酸エステル、例えばオキソ−フェニル−酢酸1−メチル−2−[2−(2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ)−プロポキシ]−エチルエステル(IRGACURE(登録商標)754)、オキシムエステル、例えば、1,2−オクタンジオン1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)(IRGACURE(登録商標)OXE01)、エタノン1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)(IRGACURE(登録商標)OXE02)、9H−チオキサンテン−2−カルボキサルデヒド9−オキソ−2−(O−アセチルオキシム)、過酸エステル、例えば、EP126541などの記載されているベンゾフェノンテトラカルボン酸過酸エステル、モノアシルホスフィン酸化物、例えば、(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ジフェニルホスフィン酸化物(DAROCUR(登録商標)TPO)、エチル(2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニル)ホスフィン酸エステル、ビスアシルホスフィン酸化物、例えば、ビス(2,6−ジメトキシ−ベンゾイル)―(2,4,4−トリメチル−ペンチル)ホスフィン酸化物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィン酸化物(IRGACURE(登録商標)819)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジペントキシフェニルホスフォン酸化物、トリアシルホスフィン酸化物、ハロメチルトリアジン、例えば、2−[2−(4−メトキシ−フェニル)−ビニル]−4,6−ビス−トリクロロメチル−[1,3,5]トリアジン、2−(4−メトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−[1,3,5]トリアジン、2−(3,4−ジメトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−[1,3,5]トリアジン、2−メチルー4,6−ビス−トリクロロメチル−[1,3,5]トリアジン、ヘキサアリールビスイミダゾール/共開始剤系、例えば2−メルカプトベンズチアゾールと組み合わせたオルト−クロロヘキサフェニル−ビスイミダゾール、フェロセニウム化合物、またはチタノセン、例えばビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−ピリル−フェニル)チタニウム(IRGACURE(登録商標)784)である。さらに、例えば、US4772530、EP775706、GB2307474、GB2307473およびGB2304472に記載されているホウ酸塩化合物。ホウ酸塩化合物は、好ましくは、電子受容体化合物、例えば染料陽イオンまたはチオキサントン誘導体と併用される。
DAROCUR(登録商標)およびIRGACURE(登録商標)化合物は、現在BASFの一部であるCiba Incから入手可能である。
さらなる光開始剤のさらなる例は、過酸化物化合物、例えば過酸化ベンゾイル(他の好適な過酸化物は、US4950581、第19欄、第17〜25行に記載されている)または陽イオン性光開始剤、例えば芳香族スルホニウムまたはヨードニウム塩、例えば、US4950581、第18欄、第60行から第19欄、第10行に見いだされるもの、またはシクロペンタジエニル−アレン−鉄(II)錯体塩、例えば(η6−イソプロピルベンゼン)(η5−シクロペンタジエニル)−鉄(II)ヘキサフルオロホスフェートである。
該組成物は、熱硬化性成分をさらなる添加剤(c)として含むこともできる。成分(c)の例としては、α,β不飽和酸およびそれらの誘導体から誘導されたオリゴマーおよび/またはポリマー、例えば、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート、アクリル酸ブチルで耐衝撃性が改良されたポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミドおよびポリアクリロニトリルが挙げられる。成分(c)のさらなる例は、ウレタン、一方で遊離ヒドロキシル基を有するポリエーテル、ポリエステルおよびポリアクリレートから誘導され、他方で脂肪族または芳香族ポリイソシアネートから誘導されたポリウレタン、ならびにそれらの遊離体が挙げられる。したがって、成分(c)は、例えば、置換アクリル酸エステル、例えば、アクリル酸エポキシ、アクリル酸ウレタンおよびポリエステルアクリレートから誘導された架橋性アクリル樹脂をも含む。アルキド樹脂、ポリエステル樹脂およびアクリレート樹脂、ならびにメラミン樹脂、尿素樹脂、イソシアネート、イソシアヌレート、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレートおよびエポキシ樹脂と架橋したそれらの変性体も成分(c)の構成成分であり得る。成分(c)は、例えば、一般には、熱可塑性または熱硬化性樹脂、特に熱硬化性樹脂に基づく膜形成結合剤である。それらの例は、アルキド、アクリル、ポリエステル、フェノール、メラミン、エポキシおよびポリウレタン樹脂、ならびにそれらの混合物である。それらの例を、例えばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th Ed.,Vol.A18,pp.368−426,VCH,Weinheim 1991に見いだすことができる。
成分(c)は、低温硬化性または高温硬化性結合剤であってよく、その場合は硬化触媒の添加が有利であり得る。結合剤の完全硬化を加速させる好適な触媒を、例えばUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Vol.A18,page 469,VCH Verlagsgesellschaft,Weinheim 1991に見いだすことができる。
成分(c)として好適な結合剤の具体的な例は、
1.硬化触媒が場合によって添加された低温または高温架橋性アルキド、アクリレート、ポリエステル、エポキシまたはメラミン樹脂あるいは当該樹脂の混合物に基づく表面塗料;
2.ヒドロキシル基含有アクリレート、ポリエステルまたはポリエーテル樹脂、および脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく二成分ポリウレタン表面塗料;
3.加熱中に脱ブロックされるブロックイソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく一成分ポリウレタン表面塗料(適宜メラミン樹脂を添加することも可能である);
4.脂肪族または芳香族ウレタンまたはポリウレタンおよびヒドロキシル基含有アクリレート、ポリエステルまたはポリエーテル樹脂に基づく一成分ポリウレタン表面塗料;
5.硬化触媒が場合によって添加された、遊離アミン基をウレタン構造に有する脂肪族または芳香族アクリル酸ウレタンまたはポリウレタンアクリレートおよびメラミン樹脂またはポリエーテル樹脂に基づく一成分ポリウレタン表面塗料;
6.(ポリ)ケチミンおよび脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく二成分表面塗料;
7.(ポリ)ケチミンおよび不飽和アクリレート樹脂またはポリアセトアセテート樹脂またはメタクリルアミドグリコレートメチルエステルに基づく二成分表面塗料;
8.カルボキシルまたはアミノ基含有ポリアクリレートおよびポリエポキシドに基づく二成分表面塗料;
9.無水物基含有アクリレート樹脂およびポリヒドロキシまたはポリアミノ成分に基づく二成分表面塗料;
10.アクリレート含有無水物およびポリエポキシドに基づく二成分表面塗料;
11.(ポリ)オキサゾリンおよび無水物基含有アクリレート樹脂または不飽和アクリレート樹脂あるいは脂肪族または芳香族イソシアネート、イソシアヌレートまたはポリイソシアネートに基づく二成分表面塗料;
12.不飽和ポリアクリレートおよびポリマロネートに基づく二成分表面塗料;
13.熱可塑性アクリレート樹脂または外因的架橋アクリレート樹脂とエーテル化メラミン樹脂との組合せに基づく熱可塑性ポリアクリレート表面塗料;
14.(メタ)アクリロイル基および遊離イソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸ウレタン、ならびにイソシアネート、例えば遊離またはエステル化ポリオールと反応する1つまたは複数の化合物に基づく表面塗料系である。当該系は、例えばEP928800に公開されている。
成分(c)として使用することもできるブロックイソシアネートは、例えば、Organischer Metallschutz:Entwicklung und Anwendung von Beschichtungsstoffen,pages 159−160,Vincentz Verlag,Hanover(1993)に記載されている。これらは、高反応性NCO基が特定の基、例えば、第一級アルコール、フェノール、酢酸エチルエステル、ε−カプロラクタム、フタルイミド、イミダゾール、オキシムまたはアミンとの反応によって「ブロック」される化合物である。ブロックイソシアネートは、液体系でもヒドロキシ基の存在下でも安定である。加熱すると、ブロック基(保護基)が再び除去され、NCO基が遊離する。
一成分系および二成分系を成分(c)として使用することができる。当該系の例は、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Vol.A18,Paints and Coatings,pages 404−407,VCH Verlagsgesellschaft mbH,Weinheim(1991)に記載されている。
組成を、具体的な調節、例えば結合剤/架橋剤比の変更によって最適化することが可能である。当該手段は、当業者に既知であり、塗装技術において慣例的である。
本発明による硬化方法において、成分(c)は、好ましくは、アクリレート/メラミン(およびメラミン誘導体)、二成分ポリウレタン、一成分ポリウレタン、二成分エポキシ/カルボキシまたは一成分エポキシ/カルボキシに基づく混合物である。当該系の混合物、例えば一成分ポリウレタンへのメラミン(またはその誘導体)の添加も可能である。
成分(c)は、好ましくは、メラミンを含むポリアクリレートまたはメラミン誘導体に基づく結合剤、あるいは非ブロックポリイソシアネートまたはポリイソシアヌレートを含むポリアクリレートおよび/またはポリエステルポリオールに基づく系である。
成分(c)は、成分(c)の結合剤および/または架橋剤構成成分と反応することが可能である少なくとも1つまたは複数のOH、NH2、COOH、エポキシまたはNCO基(=c1)をさらに含む、エチレン性不飽和結合を有するモノマーおよびオリゴマー化合物(プレポリマー)を含むこともできる。塗布および熱硬化後に、エチレン性不飽和結合は、UV光の照射により、架橋された高分子量の形に変換される。当該成分(c)の例は、例えば、上記文献、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th Ed.,Vol.A18,pages 451−453、またはS. Urano,K.Aoki,N.Tsuboniva and R. MizuguchiのProgress in Organic Coatings,20 (1992),471−486、またはH.Terashima and O.IsozakiのJOCCA 1992(6),222に記載されている。
(c1)は、例えば、OH基含有不飽和アクリレート、例えばアクリル酸ヒドロキシエチルもしくはヒドロキシブチルまたはアクリル酸グリシジルであってもよい。成分(c1)は、それがエチレン性不飽和二重結合、およびさらに遊離OH、COOH、NH2、エポキシまたはNCO基を含むのであれば、任意の所望の構造であってよい(例えば、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル等を含むことができる)。
(c1)を、エポキシ官能性オリゴマーとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させることによって得ることもできる。ビニル二重結合を有するOH官能性オリゴマーの典型的な例は、
Figure 0005721630
であり、CH2=CHCOOHと
Figure 0005721630
との反応によって得られる。
成分(c1)を得る別の可能な方法は、例えば、1つのみのエポキシ基を含み、分子内の別の位置に遊離OH基を有するオリゴマーの反応である。
UVおよび熱架橋性配合物における遊離ラジカル放射線硬化性重合性成分と熱重合性成分(c)との量比は重要でない。「二重硬化」系は、当業者に既知であるため、当業者は、意図する用途に応じた遊離ラジカルおよび熱架橋性成分の最適な混合比を熟知している。例えば、その比は、5:95から95:5、20:80から80:20または30:70から70:30、例えば40:60から60:40の範囲であり得る。「二重硬化」系、すなわち放射線硬化性成分および熱硬化性成分の両方を含む系の例を、なかでもUS5922473、第6から10欄に見いだすことができる。
表面塗料は、有機溶媒または水による表面塗料樹脂の溶液または懸濁液であってよいが、無溶媒であってもよい。溶媒含有量が小さい表面塗料、所謂「高固形分表面塗料」および粉末塗料組成物が特に興味深い。表面塗料は、例えば、多層塗料用仕上げラッカーとして自動車工業で使用される透明ラッカーであってよい。それらは、無機または有機化合物であってよい顔料および/または充填剤、ならびに金属効果仕上げのための金属粉末を含むこともできる。
表面塗料は、表面塗装技術において通例の比較的少量の特殊添加剤、例えば、流動向上剤、チキソトロープ剤、平滑剤、消泡剤、湿潤剤、接着促進剤、光安定剤、酸化防止剤または増感剤を含むこともできる。
UV吸収剤、例えば、ヒドロキシフェニル−ベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニル−ベンゾフェノン、シュウ酸アミドまたはヒドロキシフェニル−s−トリアジン型のUV吸収剤を光安定剤として本発明による組成物に添加することもできる。個々の化合物またはそれらの化合物の混合物を、立体阻害アミン(HALS)を添加して、または添加せずに使用することができる。
当該UV吸収剤および光安定剤の例を以下に示す。
1.2−(2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−t−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−sec−ブチル−5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクチルオキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’、5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’、5’−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−t−ブチル−5’−[2−(2−エチル−ヘキシルオキシ)−カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2‘−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−[2−(2−エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’−ドデシル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾールおよび2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニル−ベンゾトリアゾールの混合物、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−ベンゾトリアゾール−2−イル−フェノール]、2−[3’−tert−ブチル−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)−2’−ヒドロキシ−フェニル]−ベンゾトリアゾールとポリエチレングリコール300とのエステル交換生成物、[R−CH2CH2−COO(CH232−[R=3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシ−5’−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル−フェニル]。
2.2−ヒドロキシベンゾフェノン、例えば、4−ヒドロキシ、4−メトキシ、4−オクチルオキシ、4−デシルオキシ、4−ドデシルオキシ、4−ベンジルオキシ、4,2’、4’−トリヒドロキシまたは2’−ヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ誘導体。
3.非置換または置換安息香酸のエステル、例えば、サリチル酸4−tert−ブチル−フェニル、サリチル酸フェニル、サリチル酸オクチルフェニル、ジベンゾイルレソルシノール、ビス(4−tert−ブチルベンゾイル)レソルシノール、ベンゾイルレソルシノール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸2,4−ジ−tert−ブチルフェニルエステル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸へキサデシルエステル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸オクタデシルエステル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸2−メチル−4,6−ジ−tert−ブチルフェニルエステル。
4.アクリレート、例えば、α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリル酸エチルエステルまたはイソオクチルエステル、α−カルボメトキシ−桂皮酸メチルエステル、α−シアノ−β−メチル−p−メトキシ−桂皮酸メチルエステルまたはブチルエステル、α−カルボメトキシ−p−メトキシ−桂皮酸メチルエステル、N−(b−カルボメトキシ−β−シアノビニル)−2−メチル−インドリン。
5.立体阻害アミン、例えば、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)スクシネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)セバケート、n−ブチル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)エステル、1−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジンとコハク酸との縮合生成物、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミンと4−tert−オクチルアミノ−2,6−ジクロロ−1,3,5−s−トリアジンとの縮合生成物、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ニトリロトリアセテート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラオエート、1,1’−(1,2−エタンジイル)−ビス(3、3,5,5−テトラメチル−ピペラジノン)、4−ベンゾイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアリルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)−2−n−ブチル−2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルベンジル)マロネート、3−n−オクチル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4.5]デカン−2,4−ジオン、ビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)セバケート、ビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)スクシネート、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4―ピペリジル)−ヘキサメチレンジアミンと4−モルホリノ−2,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジンとの縮合生成物、2−クロロ−4,6−ジ(4−n−ブチルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジル)−1,3,5−トリアジンと1,2−ビス(3−アミノプロピルアミノ)エタンとの縮合生成物、2−クロロ−4,6−ジ(4−n−ブチルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル)−1,3,5−トリアジンと1,2−ビス(3−アミノプロピルアミノ)エタンとの縮合生成物、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4.5]デカン−2,4−ジオン、3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ピロリジン−2,5−ジオン、3−ドデシル−1−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−ピロリジン−2,5−ジオン。
6.シュウ酸ジアミド、例えば、4,4’−ジオクチルオキシ−オキサニリド、2,2’−ジエトキシ−オキサニリド、2,2’−ジ−オクチルオキシ−5,5’−ジ−tert−ブチル−オキサニリド、2,2’−ジドデシルオキシ−5,5’−ジ−tert−ブチルオキサニリド、2−エトキシ−2’−エチル−オキサニリド、N,N’−ビス(3−ジメチルアミノプロピル)オキサルアミド、2−エトキシ−5−tert−ブチル−2’−エチル−オキサニリド、および2−エトキシ−2’−エチル−5,4’−ジ−tert−ブチル−オキサニリドとその混合物、o−およびp−メトキシの混合物ならびにo−およびp−エトキシ−二置換オキサニリドの混合物。
7.2−(2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、例えば、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−プロピルオキシ−フェニル)−6−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(4−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ブチルオキシ−プロピルオキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチル−フェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−オクチルオキシ−プロピルオキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−ドデシル−/トリデシル−オキシ−(2−ヒドロキシプロピル)オキシ−2−ヒドロキシ−フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン。
8.亜リン酸塩および亜ホスホン酸塩、例えば、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキル、亜リン酸フェニルジアルキル、亜リン酸トリス(ノニルフェニル)、亜リン酸トリラウリル、亜リン酸トリオクタデシル、二亜リン酸ジステアリル−ペンタエリスリトール、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)亜リン酸塩、二亜リン酸ジイソデシルペンタエリスリトール、二亜リン酸ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール、二亜リン酸ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール、二亜リン酸ビス−イソデシルオキシ−ペンタエリスリトール、二亜リン酸ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトール、二亜リン酸ビス−(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール、三亜リン酸トリステアリル−ソルビトール、二亜ホスホン酸テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン、6−イソオクチルオキシ−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチル−12H−ジベンゾ[d,g]−1,3,2−ジオキサホスホシン、6−フルオロ−2,4,8,10−テトラ−tert−ブチル−12−メチル−ジベンゾ[d,g]−1,3−2−ジオキサホスホシン、亜リン酸ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)メチル、亜リン酸ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)エチル。
当該光安定剤を、例えば、それらがそこから焼付けラッカーの層内に拡散して保護される隣接表面塗料層に添加することもできる。隣接表面塗料層は、焼付けラッカーまたは焼付けラッカーの上の仕上げラッカーの下のプライマーであってよい。
例えば、照射時間を短縮し、かつ/または他の光源を使用できるようにスペクトル感度をシフトまたは向上させる光増感剤を樹脂に添加することも可能である。光増感剤の例は、(例えばUS4017652に記載されている)芳香族ケトンまたは芳香族アルデヒド(例えばUS4366228、EP738928、EP022188に記載されている)3−アシル−クマリン、(例えば、US5534633、EP538997、JP08−272095Aに記載されている)ケト−クマリン、(例えばEP624580に記載されている)スチリル−クマリン、3−(アロイルメチレン)−チアゾリン、チオキサントン、縮合芳香族化合物、例えばペリレン、(例えばUS4069954またはWO96/41237に記載されている)芳香族アミンまたは(例えばUS4026705に記載されている)陽イオンおよび塩基性着色剤、例えば、エオシン、ロダニンおよびエリスロシン着色剤、ならびにJP08−320551A、EP747771、JP07−036179A、EP619520、JP06−161109A、JP06−043641A、JP06−035198A、WO93/15440、EP568993、JP05−005005、JP05−027432A、JP05−301910A、JP04−014083A、JP04−294148A、EP359431、EP103294、US4282309、EP039025、EP005274、EP727713、EP726497またはDE2027467に記載されている染料および顔料である。
他の通常の添加剤は、意図する用途に応じて、光沢剤、充填剤、顔料、着色剤、湿潤剤または流動向上剤および接着促進剤である。
厚い着色塗料を硬化させるためには、US5013768に記載されているように、微小ガラスビーズまたは粉末状ガラス繊維を添加することが好適である。
スルホニウム塩誘導体を、例えばハイブリッド系で使用することができる。これらの系は、2つの異なる反応機構によって十分に硬化される配合物に基づく。それらの例は、酸触媒架橋反応または重合反応することが可能である成分を含むだけでなく、第2の機構によって架橋する成分をさらに含む系である。第2の機構の例は、ラジカル完全硬化、酸化性架橋または湿気誘発架橋である。第2の硬化機構を、必要であれば好適な触媒を用いて、または第2の光開始剤を使用して光によって純粋に熱で誘発することができる。
組成物がラジカル架橋性成分を含む場合は、特に(例えば二酸化チタンで)着色された組成物の硬化処理を、例えばEP245639に記載されているように、熱的条件下でラジカル形成する成分、例えばアゾ化合物、例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、トリアゼン、ジアゾスルフィド、ペンタザジエンまたはペルオキシ化合物、例えば、過酸化水素またはペルオキシカーボネート、例えばtert−ブチル過酸化水素を添加することによって支援することができる。コバルト塩などの酸化還元開始剤は、硬化を空気からの酸素による酸化性架橋によって支援することを可能にする。
表面塗料を当該技術分野で慣例の方法の1つ、例えば、噴霧、塗装または浸漬によって塗布することができる。好適な表面塗料は使用される場合は、例えば陽極電気泳動塗装による電気的塗布も可能である。乾燥後、表面塗装膜に照射する。必要であれば、次いで表面塗装膜を加熱処理によって十分に硬化させる。
式Iの化合物を、複合体から作製された硬化成形品に使用することもできる。複合体は、自立マトリックス材料、例えば、光硬化配合物が含浸されたガラス繊維布からなる。
表面処理ならびにガラス、アルミニウムおよび鋼表面の洗浄に好適である組成物において、光によって活性化できるスルホネート誘導体を酸発生剤として使用できることがEP592139から既知である。オルガノシラン系に当該化合物を使用すると、遊離酸を使用したときに得られるものより有意に良好な貯蔵安定性を有する組成物が得られる。式Iの化合物は、この用途にも好適である。
フォトリソグラフィーを使用して、ポリマーが必要な特性を有する状態に酸誘発移行するポリマーを成形するために、本発明のスルホニウム塩誘導体を使用することができる。例えば、スルホニウム塩誘導体を使用して、例えばM.L.Renak;C.Bazan; D.Roitman;Advanced materials 1997,9,392に記載されている共役放射性ポリマーをパターン化することができる。当該パターン化された放射性ポリマーを使用して、ディスプレイおよびデータ記憶媒体を製造するために使用できるマイクロスカラーパターン化発光ダイオード(LED)を製造することができる。同様に、ポリイミドの前駆体(例えば、現像剤への溶解度を変化させる酸不安定保護基を有するポリイミド前駆体)に照射して、マイクロチップおよびプリント開路基板の製造において保護被膜、絶縁層および緩衝層として機能できるパターン化ポリイミド層を形成することができる。
本発明の配合物を、それらが集積回路の製造において、プリント開路基板の順次構成システム、応力緩衝層に使用されるときに、相似被膜、光画像絶縁層および誘電体として使用することもできる。
例えばポリアニリンのような共役ポリマーをプロトンドーピングによって半導電性状態から導電性状態に変換できることが既知である。絶縁材料(未露光部)に埋め込まれた導電構造体(露光部)を形成するために、本発明のスルホニウム塩誘導体を使用して、当該共役ポリマーを含む組成物の画像様照射することができる。これらの材料を電気および電子装置の製造のための配線および接続部品として使用することができる。
式Iの化合物を含む組成物に対する好適な放射線源は、約10から1500、例えば10から1000、または好ましくは10から700ナノメートルの波長の放射線、ならびに電子ビーム放射線およびX線などの高エネルギー電磁放射線を放射する放射線源である。点源も平面投射器(ランプカーペット)も好適である。例は、炭素アークランプ、キセノンアークランプ、ハロゲン化金属が場合によってドープされた中圧、高圧および低圧水銀ランプ(ハロゲン化金属ランプ)、マイクロ波励起金属蒸気ランプ、エキシマランプ、超化学線蛍光管、蛍光灯、アルゴンフィラメントランプ、電子閃光ランプ、フォトグラフィック照明灯、電子ビーム、およびシンクロトンまたはレーザプラズマによって生成されるX線ビームである。放射線源と照射すべき本発明による基板との距離は、意図する用途ならびに放射線源の種類および/または強度に応じて2cmから150cmの範囲であり得る。好適な放射線源は、特に水銀蒸気ランプ、特に中および高圧水銀ランプであり、望まれる場合は、その放射線から他の波長の放射ラインを濾別することができる。それは、特に、比較的短い波長の放射線に当てはまる。しかし、適切な波長範囲で放射することが可能である低エネルギーランプ(例えば蛍光管)を使用することも可能である。その例は、フィリップスTL03ランプである。使用できる別のタイプの放射線源は、小帯域放射源または広帯域(白光)源としてスペクトル全体を通じて異なる波長で放射する発光ダイオード(LED)である。レーザ放射線源、例えば、エキシマレーザ、例えば、248nmでの照射のためのKr−Fレーザ、193nmのAr−Fレーザ、または157nmのF2レーザも好適である。可視領域および赤外線領域のレーザを使用することもできる。365、405および436ナノメートルの波長の水銀i、hおよびg線の放射線が特に好適である。光源として、13nmのさらなるEUV(極紫外)も好適である。好適なレーザビーム源は、例えば、454、458、466、472、478、488および514ナノメートルの波長の放射線を放射するアルゴンイオンレーザである。1064nmの光、ならびにその第2および第3の調波(それぞれ532nmおよび355nm)を放射するNd−YAGレーザを使用することもできる。例えば、442nmに放射を有するヘリウム/カドミウムレーザまたはUV領域で放射するレーザも好適である。その種類の照射では、ポジティブまたはネガティブレジストを生成するためにフォトマスクを光ポリマー被膜と接触させて使用することは必須でない。制御されたレーザビームは、直接皮膜状に書込むことが可能である。その目的のために、本発明による高感度の材料が非常に有利であり、比較的低強度で高度な書込み速度を可能にする。
照射されると、表面塗料の照射部分における組成物のスルホニウム塩誘導体が分解して酸を形成する。
高強度放射線による通常のUV硬化と対照的に、本発明による化合物を用いると、比較的低強度の放射線の作用の下で活性化が達成される。当該放射線は、例えば、日光(太陽光)および日光と同等の放射線源を含む。日光は、UV硬化に慣例的に使用される人工放射線源の光とスペクトル組成および強度が異なる。本発明による化合物の吸収特性は、硬化のための自然の放射線源と同じくらい太陽光の利用に好適である。本発明による化合物を活性化するのに使用できる日光と同等の人工光源は、低強度の投光器、例えば特定の蛍光ランプ、例えばフィリップスTL05特殊蛍光ランプまたはフィリップスTL09特殊蛍光ランプであると理解される。高日光分および日光そのものを有するランプは、特に、表面塗料層の表面を不粘着的に良好に硬化させることが可能である。その場合、高価な硬化装置が不必要であり、組成物を特に外装仕上げに使用することができる。日光または日光と同等の光源による硬化は、エネルギー節約方法であり、外装用途における揮発性有機成分の放出を防止する。平坦部品に好適であるコンベヤベルト法と対照的に、日光硬化は、静的または固定物品および構造体に対する外装仕上げにも使用され得る。
硬化すべき表面塗料を、日光または日光と同等の光源に直接曝露することができる。しかし、硬化を透明層(ガラス板またはプラスチックシート)の背後で行うこともできる。
以下の実施例は、本発明をより詳細に説明する。明細書の以降の箇所および特許請求の範囲の部および百分率は、他に指定する場合を除いて質量部および質量百分率である。3個を超える炭素原子を有するアルキル基が、特定の異性体に言及することなく示されている場合は、それぞれの場合においてn−異性体を指す。
実施例1
Figure 0005721630
の調製
5g(17.3mmol)の2−ベンゾイルジベンゾチオフェンと、3.98g(17.3mmol)のp−トリルスルホキシドと、17.5mlの無水酢酸と、17.5mlの酢酸と、4.3mlのCH2Cl2とを窒素雰囲気下にて200mlの三口フラスコ内で混合し、氷浴によって冷却する。温度を10℃未満に保ちながら、該懸濁物に対して6.5mlの硫酸を15分間にわたって滴加する。反応混合物を室温で18時間にわたって撹拌した後、50℃で7時間にわたって撹拌する。反応混合物を氷浴によって冷却した後、8.5g(20.8mmol)の58.5%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン水溶液を冷却しながら添加する。反応混合物を室温で終夜撹拌し、水に注ぎ込み、CH2Cl2で抽出する。有機相を水で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮する。溶離剤としてtert−ブチルメチルエーテル/酢酸エチル(3:1)を使用するカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製して、融点が55℃の淡黄色固体として実施例1の表題の化合物を得る。
構造を1H−NMRスペクトル(CDCl3)によって確認する。
Figure 0005721630
実施例2
Figure 0005721630
の調製
1.92gのP25を13.1mlのメタンスルホン酸に添加し、窒素雰囲気下にて室温で1時間にわたって撹拌する。該溶液に対して、1.13g(3.7mmol)の2−ベンゾイル−ジベンゾチオフェン−5−オキシドおよび0.79mlのトルエン(7.4mmol)を添加し、室温で終夜撹拌する。反応混合物を氷浴によって冷却した後、1.81g(4.4mmol)の58.5%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン水溶液を冷却しながら添加し、続いて15mlのCH2Cl2を添加する。反応混合物を室温で5時間にわたって撹拌し、水に注ぎ込み、CH2Cl2で抽出する。有機相を水で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮する。溶離剤としてCH2Cl2を使用するカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製して、融点が77〜78℃の褐色固体として実施例2の表題の化合物を得る。
構造を1H−NMRスペクトル(CDCl3)によって確認する。
Figure 0005721630
実施例3
Figure 0005721630
の調製
1.71g(7.5mmol)のチオキサンテン−9−オン−10−オキシドおよび1.60g(10.4mmol)のビフェニルを15℃で7mlの酢酸に添加する。7mlの無水酢酸および1.75mlのCH2Cl2を該混合物に添加した後、2.6mlのH2SO4を添加し、該混合物を15℃で2時間にわたって撹拌する。反応混合物を氷浴によって冷却した後、3.71g(9mmol)の58.5%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン水溶液を反応混合物に添加し、該混合物を5時間にわたって撹拌し、水に注ぎ込み、CH2Cl2で抽出する。有機相を水で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮する。溶離剤としてCH2Cl2/MeOH(20:1)使用するカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製して、褐色粉末として実施例3の表題の化合物を得る。
構造を1H−NMRスペクトル(DMSO−d6)によって確認する。
Figure 0005721630
実施例4
Figure 0005721630
の調製
3.0gのP25を20mlのメタンスルホン酸に添加し、窒素雰囲気下にて室温で1時間にわたって撹拌する。該溶液に対して、2.25g(11.1mmol)のジフェニルスルホキシドおよび2.7g(11.1mmol)の3,4’−ジメトキシベンゾフェノンを添加し、室温で終夜撹拌した後、50℃で3.5時間にわたって撹拌する。反応混合物を氷浴によって冷却した後、5.6g(13.8mmol)の58.5%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン水溶液を冷却しながら添加し、続いて15mlのCH2Cl2を添加する。反応混合物を室温で5時間にわたって撹拌し、水に注ぎ込み、CH2Cl2で抽出する。有機相を水で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濃縮する。溶離剤としてtert−ブチルメチルエーテル/酢酸エチル(2:1)を使用するカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製して、褐色油として実施例4の表題の化合物を得る。
構造を1H−NMRスペクトル(CDCl3)によって確認する。
Figure 0005721630
応用実施例
実施例A1:
化学増幅ネガティブレジスト配合物を、以下の成分を混合することによって調製する。
100.00部のエポキシ樹脂(MicroChem.、USAによって提供されたSU−8R2002)
245.00部のシクロペンタノン(同上)
5.00部の実例の光酸発生剤(PAG)
ヘキサメチルジシラザンによる化学処理がその上に予め施されたシリコンウェハにレジスト配合物をスピン塗布し、ホットプレートにて95℃で60秒間にわたって軽くベークして、2μmの膜厚を得る。次いで、Ushioの高圧水銀ランプ、HB−25106APおよびマスクアライナCanon PLA−501Fを使用して、(Asahi Technoglass(日本)によって提供された)V−42およびUV−D35フィルタおよび多密度石英マスクを介して、レジスト膜をUV放射線に曝露する。次いで、サンプルをホットプレートにて95℃で120秒にわたって露光後ベークし、現像させる。乳酸エチルにおいて60秒の浸漬現像後のレジスト厚さを露光前の厚さと同じにするのに十分な線量である線量(E1:1)を実測対比曲線から求める。必要な線量が小さいほど、レジスト配合物の感度が高くなる。結果を表1に要約する。
Figure 0005721630

Claims (17)

  1. 式I
    Figure 0005721630
    [式中、
    Ar1は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
    Figure 0005721630
    、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
    Figure 0005721630
    であり、
    フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
    Figure 0005721630
    、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
    Figure 0005721630
    は、非置換であるか、または1つまたは複数のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のハロゲン、NO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28または−OSO28によって置換されており、
    場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
    Figure 0005721630
    、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
    Figure 0005721630
    上のさらなる置換基と、あるいはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、
    Figure 0005721630
    、ヘテロアリーレン、オキシジフェニレンまたは
    Figure 0005721630
    の炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、
    すべてのAr1は、酸の作用により開裂する−O−C−結合または−O−Si−結合を有する基によって、場合によってさらに置換されており、
    Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールであり、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールは、非置換であるか、または1つまたは複数のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のハロゲン、NO2、CN、Ar、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、
    場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7および/またはR8基を介して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar2およびAr3は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
    Ar2およびAr3は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、Ar1に結合された
    Figure 0005721630
    と一緒になって、
    Figure 0005721630
    を形成し、
    すべてのAr2およびAr3は、酸の作用により開裂する−O−C−結合または−O−Si−結合を有する基によって、場合によってさらに置換されており、
    Rは、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
    Rは、Ar、OR4、NR56、(CO)R8、(CO)OR4または(CO)NR56であり、
    3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキルおよび分断されたC4−C30シクロアルケニルとしてのRは、非置換であるか、または1つまたは複数のハロゲン、NO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、
    1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキルまたはArであり、あるいは
    互いに独立して、1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C10ハロアルキルであり、
    1−C10ハロアルキル、Arおよび分断されたC2−C10ハロアルキルとしてのR1、R2およびR3は、非置換であるか、または1つまたは複数のNO2、CN、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、あるいは
    1およびR2は、それらが結合されている
    Figure 0005721630
    と一緒になって、1つまたは複数のO、NR7またはCOによって、場合によって分断された5、6または7員環を形成し、
    4は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
    4は、Ar、(CO)R8、(CO)OR8、(CO)NR56またはSO28であり、
    3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR4は、非置換であるか、または1つまたは複数のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、
    5およびR6は、互いに独立して、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
    互いに独立して、1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
    互いに独立して、1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
    互いに独立して、1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
    5およびR6は、互いに独立して、Ar、(CO)R8、(CO)OR4または−SO28であり、
    3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR5およびR6は、非置換であるか、または1つまたは複数のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、C1−C18ジアルキルアミノ、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、あるいは
    5およびR6は、それらが結合されている窒素原子と一緒になって、1つまたは複数のO、NR7またはCOによって、場合によって分断された5、6または7員環を形成し、
    7は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、O(CO)または(CO)Oによって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、あるいは
    7は、Ar、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56またはSO28であり、
    3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキル、分断されたC4−C30シクロアルケニルおよびArとしてのR7は、非置換であるか、または1つまたは複数のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、
    8は、水素、C3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、Ar、NR56であり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、CO、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルであり、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルであり、
    3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキル、Ar、分断されたC2−C18アルキル、分断されたC3−C30シクロアルキルおよび分断されたC4−C30シクロアルケニルとしてのR8は、非置換であるか、または1つまたは複数のAr、OH、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、フェニル−C1−C3−アルキル、C3−C30シクロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、C1−C18アルコキシ、フェノキシ、フェノキシカルボニル、フェニルチオ、フェニルチオカルボニル、NR56、C1−C12アルキルチオ、C2−C18アルコキシカルボニル、C2−C10ハロアルカノイル、ハロベンゾイル、C1−C18アルキルスルホニル、フェニルスルホニル、(4−メチルフェニル)スルホニル、C1−C18アルキルスルホニルオキシ、フェニルスルホニルオキシ、(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ、C2−C18アルカノイル、C2−C18アルカノイルオキシ、ベンゾイルまたはベンゾイルオキシによって置換されており、および
    Arは、フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールであり、
    フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールは、非置換であるか、または1つまたは複数のC3−C30シクロアルキル、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、C2−C12アルケニル、C4−C30シクロアルケニル、フェニル−C1−C3−アルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC2−C18アルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC3−C30シクロアルキルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のO、S、NR7、O(CO)、(CO)O、(CO)NR7またはNR7(CO)によって分断されたC4−C30シクロアルケニルによって置換されており、あるいは
    1つまたは複数のハロゲン、NO2、CN、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、ヘテロアリール、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28によって置換されており、場合によって、置換基C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、(CO)R8、(CO)OR4、(CO)NR56、O(CO)R8、O(CO)OR4、O(CO)NR56、NR7(CO)R8、NR7(CO)OR4、OR4、NR56、SR7、SOR8、SO28またはOSO28は、C1−C18アルキル、C2−C12アルケニル、R4、R5、R6、R7またはR8基を介して、フェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリル、フルオレニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成する]の化合物。
  2. Ar1は、いずれも非置換であるか、または1つまたは複数のC1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7
    によって置換されたフェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレンであり、
    場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレン上のさらなる置換基と、あるいはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレンまたはヘテロアリーレンの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、
    Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールであり、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはヘテロアリールは、1つまたは複数のC1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、ハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7によって、場合によって置換されており、
    場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニル、ビフェニリル、ナフチルまたはヘテロアリール上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリル、ナフチルまたはヘテロアリールの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar2およびAr3は、直接結合、O、S、NR7または(CO)と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
    Ar2およびAr3は、C1−C2アルキレン、O、S、NR7または(CO)と一緒になって5、6または7員環を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
    Figure 0005721630
    と一緒になって、
    Figure 0005721630
    を形成し、
    Rは、C1−C18アルキル、C1−C10ハロアルキル、Ar、OR4またはNR56であり、C1−C18アルキルおよびC1−C10ハロアルキルとしてのRは、1つまたは複数のハロゲン、NO2、CN、Ar、OR4、NR56またはSR7によって、場合によって置換されており、
    1、R2およびR3は、互いに独立して、C1−C10ハロアルキルであり、
    4は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
    5およびR6は、互いに独立して、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
    7は、水素、C1−C18アルキル、Ar、(CO)R8またはSO28であり、
    8は、水素、C1−C18アルキルまたはArであり、および
    Arは、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルであり、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルは、非置換であるか、または1つまたは複数のC1−C18アルキル、ハロゲン、NO2、CN、OR4、NR56またはSR7によって置換されており、場合によって、置換基C1−C18アルキル、OR4、NR56またはSR7は、C1−C18アルキル、R4、R5、R6またはR7基を介して、フェニル、ビフェニリルまたはナフチル上のさらなる置換基と、あるいはフェニル、ビフェニリルまたはナフチルの炭素原子の1つと、5、6または7員環を形成する、請求項1に記載の式Iの化合物。
  3. Ar1は、非置換であるか、またはOR4によって置換されたフェニレンまたはヘテロアリーレンであり、
    Ar2およびAr3は、互いに独立して、フェニルまたはビフェニリルであり、
    フェニルまたはビフェニリルは、非置換であるか、またはC1−C18アルキルよって置換されており、あるいは
    Ar1およびAr2は、直接結合と一緒になって縮合環系を形成し、あるいは
    Ar1およびAr2は、Ar1に結合されている
    Figure 0005721630
    と一緒になって、
    Figure 0005721630
    を形成し、
    Rは、Arであり、
    1、R2およびR3は、C1−C10ハロアルキルであり、
    4は、C1−C18アルキルであり、および
    Arは、フェニルであり、フェニルは、非置換であるか、またはOR4によって置換されている、請求項1に記載の式Iの化合物。
  4. (a)酸の作用により硬化する化合物、または酸の作用によりその溶解度が向上する化合物と、
    (b)感光性酸供与体としての請求項1に記載の式Iの少なくとも1つの化合物と
    を含む化学増幅フォトレジスト組成物。
  5. ポジティブレジストである、請求項4に記載の化学増幅フォトレジスト組成物。
  6. (a1)が酸の存在下で分解して、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を有するポリマーであり、
    (a2)が酸の存在下で分解して、アルカリ現像剤水溶液への溶解度を向上させる酸不安定基を有するモノマーまたはオリゴマー溶解阻害剤であり、
    (a3)がアルカリ可溶性モノマー、オリゴマーまたはポリマー化合物である(a1)、(a2)および(a3)からなる群から選択される成分(a)としての少なくとも1つの成分と、
    (b)感光性酸供与体としての、請求項1に記載の少なくとも1つの式Iの化合物と
    を含む、請求項5に記載の化学増幅ポジティブフォトレジスト組成物
  7. ネガティブレジストである、請求項4に記載の化学増幅フォトレジスト組成物。
  8. (a4)が結合剤としてのアルカリ可溶性樹脂であり、
    (a6)が結合剤としての溶媒現像可能樹脂であり、
    (a5)が、それ自体および/または他の成分との陽イオン重合性もしくは酸触媒重合性または架橋性を有する成分である(a4)、(a5)および(a6)からなる群から選択される成分(a)としての少なくとも1つの成分と、
    (b)感光性酸供与体としての、請求項1に記載の少なくとも1つの式Iの化合物と
    を含む、請求項7に記載の化学増幅ネガティブフォトレジスト組成物。
  9. 成分(a)および(b)または成分(a1)、(a2)、(a3)および(b)または成分(a4)、(a5)、(a6)および(b)に加えて、さらなる添加剤(c)、さらなる感光性酸供与体化合物(b1)、他の光開始剤(d)および/または増感剤(e)を含む、請求項4〜8のいずれか一項に記載の化学増幅フォトレジスト組成物。
  10. (1)請求項4に記載の組成物を基板に塗布し、
    (2)該組成物を60℃から160℃の温度で塗布後ベークし、
    (3)10nmから1500nmの波長の光で画像様照射し、
    (4)該組成物を60℃から160℃の温度で場合によって露光後ベークし、かつ
    (5)溶媒または水性アルカリ現像剤を用いて現像することによってフォトレジストを製造するための方法。
  11. (a)酸の作用により硬化する化合物、またはその溶解度が酸の作用により向上する化合物と、
    (b)感光性酸供与体としての、請求項1に記載の少なくとも1つの式Iの化合物と
    を含む組成物。
  12. 酸の作用により架橋することができる組成物における感光性酸供与体として、かつ/または溶解度が酸の作用により向上する組成物における溶解エンハンサとしての、請求項1に記載の式Iの化合物の使用。
  13. 酸の作用により架橋することができる化合物を架橋する方法であって、請求項1に記載の式Iの化合物を酸の作用により架橋することができる組成物に添加し、10〜1500nmの波長を有する光を画像様に、または領域全体に対して照射することを含む方法。
  14. 着色および無着色表面塗料、接着剤、積層接着剤、構造接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷基板、レリーフ印刷基板、平版印刷基板、凹版印刷基板、無処理印刷基板、スクリーン印刷ステンシル、歯科用組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイおよび液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正システム、レジスト、電子部品用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液体および乾燥膜の両方に対するエッチングレジスト、はんだレジスト、UVおよび可視レーザ直接撮像システムのためのフォトレジスト材料、プリント回路基板の順次堆積層における誘電体層を形成するためのフォトレジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録、光情報の記憶もしくはホログラフィックデータの記憶のための画像記録材料、脱色材料、画像記録材料のための脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、微小機械部品、メッキマスク、エッチングマスク、ガラス繊維ケーブル塗料又は微小電子回路の製造における感光性酸供与体としての、請求項1に記載の式Iの化合物の使用。
  15. 着色および無着色表面塗料、接着剤、積層接着剤、構造接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷基板、レリーフ印刷基板、平版印刷基板、凹版印刷基板、無処理印刷基板、スクリーン印刷ステンシル、歯科用組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイおよび液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正システム、レジスト、電子部品用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液体および乾燥膜の両方に対するエッチングレジスト、はんだレジスト、UVおよび可視レーザ直接撮像システムのためのフォトレジスト材料、プリント回路基板の順次堆積層における誘電体層を形成するためのフォトレジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録、光情報の記憶もしくはホログラフィックデータの記憶のための画像記録材料、脱色材料、画像記録材料のための脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、微小機械部品、メッキマスク、エッチングマスク、ガラス繊維ケーブル塗料又は微小電子回路を製造するための、請求項13に記載の方法。
  16. カラーフィルタまたは化学増幅レジストの製造における感光性酸供与体としての、請求項1に記載の式Iの化合物の使用。
  17. カラーフィルタまたは化学増幅レジストを製造するための、請求項13に記載の方法。
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