JP2006160988A - Fluorine-containing polymer, method for producing the same and resist protective coat composition - Google Patents

Fluorine-containing polymer, method for producing the same and resist protective coat composition Download PDF

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修 横小路
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泰秀 川口
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昌隆 江田
Yoko Takebe
洋子 武部
Takashi Sasaki
崇 佐々木
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorine-containing polymer having high transparency in a wide wave length range; to provide a method for producing the polymer; and to provide a resist protective coat composition having excellent transparency to far ultraviolet rays and vacuum ultraviolet rays, and high effects for suppressing a PED effect (Postexposure Delay effect), soluble in an alkali developing liquid to enable the coat to be removed by a developing step in a current resist process, and capable of protecting a resist membrane from an immersion solvent even in an immersion lithography step. <P>SOLUTION: The fluorine-containing polymer has a monomer unit obtained by subjecting a fluorine-containing diene represented by formula (1): CF<SB>2</SB>=CFCF<SB>2</SB>C(CF<SB>3</SB>)(OR<SP>1</SP>)-(CH<SB>2</SB>)<SB>n</SB>CR<SP>2</SP>=CHR<SP>3</SP>(1) (wherein, R<SP>1</SP>is a ≤20C organic group having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonylfluoride group; R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are each independently a hydrogen atom or a ≤12C alkyl group; and n is an integer of 0-2) to cyclic polymerization. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、含フッ素ポリマーおよびその製造方法、ならびにそれを含有するレジスト保護膜組成物に関する。   The present invention relates to a fluorine-containing polymer, a method for producing the same, and a resist protective film composition containing the same.

化学増幅型レジストのように反応機構に酸触媒反応を利用したレジスト材料は、レジスト塗膜の形成、露光、露光後のベーク、現像等のプロセスを経てパターン形成されるが、各プロセスの間に、露光(例えば、活性化学線照射)により生じた酸が大気中に不純物として浮遊しているアミン等と反応して失活することにより、現像工程においてレジスト像の形成が妨げられたり、感度の変化が引き起こされることが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
また、露光と露光後ベーク(PEB処理)の間の放置がレジスト特性に大きな悪影響を与えることが知られており、具体的には、露光と露光後ベークの間の放置時間が長くなると、レジスト感度が急速に低下し、パターンの形成が出来なくなるというPED効果(Postexposure Delay effect)が生じてしまうことが知られている。
Resist materials that use acid-catalyzed reaction as a reaction mechanism like chemically amplified resists are patterned through processes such as resist coating formation, exposure, post-exposure baking, and development. In addition, the acid generated by exposure (for example, active actinic radiation) reacts with amines floating as impurities in the atmosphere and deactivates, thereby preventing the formation of a resist image in the development process or increasing the sensitivity. It is known that a change is caused (for example, refer nonpatent literature 1).
In addition, it is known that exposure between exposure and post-exposure bake (PEB treatment) has a significant adverse effect on resist characteristics. Specifically, if the exposure time between exposure and post-exposure bake becomes longer, the resist It is known that the PED effect (Postexposure Delay effect) that the sensitivity rapidly decreases and the pattern cannot be formed is generated.

このPED効果を軽減するための方法の1つとして、レジスト膜と相溶しない高分子膜(レジスト保護膜)をレジスト膜の上に塗布する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、この方法は、大気中に浮遊するアミン等がレジスト膜に侵入するのを防ぐためにレジスト保護膜(トップコート)を塗布するものであるものの、該レジスト保護膜の塗布工程、除去工程等の工程が増えるという欠点があった。
As one method for reducing the PED effect, a method of applying a polymer film (resist protective film) that is incompatible with the resist film on the resist film is known (see, for example, Patent Document 1). ).
However, although this method is to apply a resist protective film (topcoat) in order to prevent amines etc. floating in the atmosphere from entering the resist film, There was a drawback that the number of processes increased.

また、レジスト保護膜を形成するレジスト保護膜組成物は、レジスト材料の特性を損なわないために、レジストプロセス(特に、フォトレジストプロセス、フォトリソグラフィプロセス)に使用されるX線、紫外線などの放射線に対し「透明」でなければならない。すなわち、レジスト保護膜組成物は、X線、紫外線などの放射線を吸収せず、不溶化などの副反応を起こさないことが要求されている。
しかしながら、PED効果を抑制する効果を持つとされる従来公知のレジスト保護膜組成物に用いられる物質の多くは、上記の要求を満足しておらず、特に、ArFエキシマレーザー(193nm)やF2エキシマレーザー(157nm)において、透明かつPED効果を十分に抑制する効果を併せ持つレジスト保護膜組成物はこれまで見出されていなかった。
The resist protective film composition for forming the resist protective film is resistant to radiation such as X-rays and ultraviolet rays used in resist processes (especially photoresist processes and photolithography processes) in order not to impair the characteristics of the resist material. It must be “transparent”. That is, it is required that the resist protective film composition does not absorb radiation such as X-rays and ultraviolet rays and does not cause side reactions such as insolubilization.
However, many of the substances used in conventionally known resist protective film compositions that have the effect of suppressing the PED effect do not satisfy the above requirements, and in particular, ArF excimer laser (193 nm) and F 2 In the excimer laser (157 nm), a resist protective film composition having both an effect of being transparent and sufficiently suppressing the PED effect has not been found so far.

一方、近年になって、投影レンズとレジスト膜との間に屈折率の大きな液体(特に、水)を用いることによって高解像露光が可能となる液浸露光技術が知られてきている。しかしながら、この液浸露光技術では、レジスト膜の膨潤や、レジスト膜から発生する不純物が上部の液体に溶解し、レンズを汚染することが問題となっている。   On the other hand, in recent years, there has been known an immersion exposure technique that enables high-resolution exposure by using a liquid having a large refractive index (particularly water) between the projection lens and the resist film. However, in this immersion exposure technique, there is a problem that the resist film is swollen and impurities generated from the resist film are dissolved in the upper liquid to contaminate the lens.

この問題を解決する方法の一つとして、屈折率の大きな液体およびレジスト膜のいずれにも相溶せず、更に上述したPED効果をも軽減できるレジスト保護膜をレジスト膜の上に塗布する方法が望まれている。
例えば、特許文献2には、「レジスト膜上に設けられる、液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料であって、露光光に対して透明で、液浸露光用の液体に対しては実質的な相溶性を持たず、かつ前記レジスト膜との間でミキシングを生じない特性を有することを特徴とする液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成材料。」が記載されており、環式または鎖式パーフルオロアルキルポリエーテルがレジスト保護膜形成材料として有効であることが記載されている。しかしながら、PED効果の軽減については何ら記載されておらず、またレジスト保護膜を除去するためにパーフルオロ有機化合物を用いていることから工程が煩雑であるという問題あった。
One method for solving this problem is to apply a resist protective film on the resist film that is not compatible with either a liquid having a large refractive index or a resist film and that can also reduce the above-described PED effect. It is desired.
For example, Patent Document 2 states that “a resist protective film forming material for an immersion exposure process provided on a resist film, which is transparent to exposure light and substantially free from immersion exposure liquid. A resist protective film forming material for an immersion exposure process characterized by having no compatible properties and having no mixing with the resist film. It is described that the formula perfluoroalkyl polyether is effective as a resist protective film forming material. However, there is no description about the reduction of the PED effect, and there is a problem that the process is complicated because a perfluoro organic compound is used to remove the resist protective film.

特開平4−204848号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-204848 国際公開第2004/074937号パンフレットInternational Publication No. 2004/074937 Pamphlet S.A.MacDonald et al.,「PROCEEDINGS OF SPIE」,31(1993),p.1925,(米国)S. A. MacDonald et al. "PROCEEDINGS OF SPIE", 31 (1993), p. 1925 (USA)

そこで、本発明は、幅広い波長領域において高い透明性を有する含フッ素ポリマーおよびその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、化学増幅型レジストのレジスト保護膜に用いた際に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性に優れ、PED効果を抑制する効果が高く、またアルカリ現像液に可溶で現行のレジストプロセスの現像工程にて除去することができ、更に液浸リソグラフィ工程においてもレジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能なレジスト保護膜組成物を提供することを目的とする。更に、本発明は、このレジスト保護膜組成物を用いたフォトレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the fluoropolymer which has high transparency in a wide wavelength range, and its manufacturing method. In addition, the present invention is excellent in transparency to deep ultraviolet rays such as KrF and ArF excimer lasers and vacuum ultraviolet rays such as F 2 excimer lasers and suppresses the PED effect when used as a resist protective film of a chemically amplified resist. Protective film composition that is highly soluble, soluble in an alkaline developer, can be removed in the development process of the current resist process, and can also protect the resist film from the immersion solvent in the immersion lithography process The purpose is to provide goods. Furthermore, this invention aims at providing the photoresist pattern formation method using this resist protective film composition.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定の含フッ素ポリマーを含有する組成物からなるレジスト保護膜が、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性に優れ、PED効果を十分に抑制し、またアルカリ現像液に可溶で該レジスト保護膜単独の除去工程が不要となり、更に液浸リソグラフィ工程においてレジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となることを見出し、本発明を達成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の(I)〜(VI)に示す含フッ素ポリマー(第1の態様)、(VII)〜(XII)に示す含フッ素ポリマーの製造方法(第2の態様)、(XIII)に示すレジスト保護膜組成物(第3の態様)および(XIV)に示すフォトレジストパターン形成方法(第4の態様)を提供するものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that a resist protective film made of a composition containing a specific fluorine-containing polymer is a far ultraviolet ray such as KrF or ArF excimer laser or a vacuum such as F 2 excimer laser. Excellent transparency to ultraviolet rays, sufficiently suppresses the PED effect, is soluble in an alkaline developer and eliminates the need to remove the resist protective film alone, and further protects the resist film from the immersion solvent in the immersion lithography process. As a result, the present invention has been achieved.
That is, the present invention is a fluoropolymer (first embodiment) shown in the following (I) to (VI), a method for producing a fluoropolymer shown in (VII) to (XII) (second embodiment), ( A resist protective film composition (third aspect) shown in XIII) and a photoresist pattern forming method (fourth aspect) shown in (XIV) are provided.

(I)下記式(1)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位、を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(1)
(式中、R1は、カルボキシ基(カルボン酸基:−CO2H)、スルホ基(スルホン酸基:−SO3H)およびスルホニルフルオリド基(−SO2F)からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(I) A fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (1).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OR 1) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (1)
Wherein R 1 is selected from the group consisting of a carboxy group (carboxylic acid group: —CO 2 H), a sulfo group (sulfonic acid group: —SO 3 H) and a sulfonyl fluoride group (—SO 2 F). And R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and n is an integer of 0 to 2. .)

(II)下記式(2)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位、を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ1−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(2)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Qは(CH2bC(CF3c(R4dOR1(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基であり、R1はカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(II) A fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (2).
CF 2 = CFCH 2 CHQ 1 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (2)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 1 represents (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OR 1 (b Is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group, R 1 is a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl group An organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of fluoride groups.), N is an integer of 0 to 2.)

(III)下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(III) a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3);
A monomer unit obtained by polymerizing a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group and a carbon-carbon double bond;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

(IV)下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合(CF2=CF−)とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(IV) a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3);
Monomer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and a carbon-carbon double bond (CF 2 ═CF—) substituted with a fluorine atom. Monomer units obtained by polymerizing the body,
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

(V)下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(V) a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4);
A monomer unit obtained by polymerizing a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group and a carbon-carbon double bond;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

(VI)下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(VI) a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4);
Obtained by polymerizing a monomer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and a carbon-carbon double bond substituted with a fluorine atom. Monomer units;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

(VII)下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する、上記(I)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(VII) a polymerization step for producing a polymer by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3), and the polymer is selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. A process for producing a fluoropolymer according to the above (I), which comprises an introducing step of introducing at least one substituent.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

(VIII)下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する、上記(II)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(VIII) A polymerization step of cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4) to produce a polymer, and the polymer is selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. A process for producing a fluoropolymer according to the above (II), which comprises an introduction step of introducing at least one substituent.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

(IX)下記式(3)で表される含フッ素ジエンと、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程を具備する、上記(III)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(IX) A single molecule having a fluorine-containing diene represented by the following formula (3), at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and a carbon-carbon double bond. A method for producing a fluorine-containing polymer, which comprises a copolymerization step of copolymerizing with a monomer, to obtain the fluorine-containing polymer according to (III).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

(X)下記式(3)で表される含フッ素ジエンと、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程とを具備する、上記(IV)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
(X) a fluorine-containing diene represented by the following formula (3), an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and carbon substituted with a fluorine atom -The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer as described in said (IV) which comprises the copolymerization process of copolymerizing the monomer which has a carbon double bond.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

(XI)下記式(4)で表される含フッ素ジエンと、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程を具備する、上記(V)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(XI) A single molecule having a fluorine-containing diene represented by the following formula (4), at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and a carbon-carbon double bond. A method for producing a fluorine-containing polymer, which comprises a copolymerization step of copolymerizing with a monomer, to obtain the fluorine-containing polymer according to (V) above.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

(XII)下記式(4)で表される含フッ素ジエンと、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程とを具備する、上記(VI)に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
(XII) a fluorine-containing diene represented by the following formula (4), an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), and carbon substituted with a fluorine atom -The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer as described in said (VI) which comprises the copolymerization process of copolymerizing the monomer which has a carbon double bond.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

(XIII)上記(I)〜(VI)のいずれかに記載の含フッ素ポリマーと、該含フッ素ポリマーを溶解する溶媒とを含有するレジスト保護膜組成物。   (XIII) A resist protective film composition comprising the fluoropolymer according to any one of (I) to (VI) above and a solvent for dissolving the fluoropolymer.

(XIV)基材の表面にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
上記レジスト層の上部に、上記(XIII)に記載のレジスト保護膜組成物を用いてレジスト保護膜を形成するレジスト保護膜形成工程と、
上記レジスト保護膜が形成された基材を液浸リソグラフィ法により露光し、アルカリ現像する処理工程と、
を具備するフォトレジストパターン形成方法。
(XIV) a resist layer forming step of forming a resist layer on the surface of the substrate;
A resist protective film forming step of forming a resist protective film on the resist layer using the resist protective film composition described in (XIII) above;
A base material on which the resist protective film is formed is exposed by an immersion lithography method and subjected to alkali development;
A photoresist pattern forming method comprising:

以下に説明するように、本発明によれば、幅広い波長領域において高い透明性を有する含フッ素ポリマーおよびその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、化学増幅型レジストのレジスト保護膜に用いた際に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性に優れ、PED効果を抑制する効果が高く、またアルカリ現像液に可溶で現行のレジストプロセスの現像工程にて除去することができ、更に液浸リソグラフィ工程においてもレジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能なレジスト保護膜組成物およびそれを用いたフォトレジストパターン形成方法を提供することができる。
更に、本発明の含フッ素ポリマーは、レジスト保護膜組成物としての用途の他に、例えば、イオン交換樹脂、イオン交換膜、燃料電池、各種電池材料、光ファイバー、電子用部材、透明フィルム材、農ビ用フィルム、接着剤、繊維材、耐候性塗料等にも利用可能であることから非常に有用である。
As described below, according to the present invention, it is possible to provide a fluorine-containing polymer having high transparency in a wide wavelength region and a method for producing the same.
Further, according to the present invention, when used as a resist protective film of a chemically amplified resist, it is excellent in transparency to deep ultraviolet rays such as KrF and ArF excimer lasers and vacuum ultraviolet rays such as F 2 excimer lasers, and suppresses the PED effect. Resist protection that can be removed in the development process of the current resist process, and is also soluble in an alkaline developer, and can protect the resist film from the immersion solvent in the immersion lithography process. A film composition and a method for forming a photoresist pattern using the same can be provided.
Furthermore, the fluorine-containing polymer of the present invention can be used, for example, as an ion protective resin composition, an ion exchange resin, an ion exchange membrane, a fuel cell, various battery materials, an optical fiber, an electronic member, a transparent film material, an agricultural film, and the like. It is very useful because it can be used for film for film, adhesive, fiber material, weather-resistant paint and the like.

本発明の第1の態様に係る含フッ素ポリマーは、
上記式(1)で表される含フッ素ジエン(以下、単に「含フッ素ジエン(1)」という。)を環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(A)」という。);
上記式(2)で表される含フッ素ジエン(以下、単に「含フッ素ジエン(2)」という。)を環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(B)」という。);
上記式(3)で表される含フッ素ジエン(以下、単に「含フッ素ジエン(3)」という。)を環化重合して得られるモノマー単位と、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体(以下、単に「単量体(5)」という。)を重合して得られるモノマー単位と、を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(C−1)」という。);
上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体(以下、単に「単量体(6)」という。)を重合して得られるモノマー単位と、を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(C−2)」という。);
上記式(4)で表される含フッ素ジエン(以下、単に「含フッ素ジエン(4)」という。)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位と、を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(D−1)」という。);および;
上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位と、を有する含フッ素ポリマー(以下、単に「含フッ素ポリマー(D−2)」という。)である。
The fluorine-containing polymer according to the first aspect of the present invention is
Fluorine-containing polymer having monomer units obtained by cyclopolymerization of the fluorine-containing diene represented by the above formula (1) (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing diene (1)”) (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing polymer”). (A) "));
Fluorine-containing polymer having monomer units obtained by cyclopolymerization of the fluorine-containing diene represented by the above formula (2) (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing diene (2)”) (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing polymer”). (B) ");
From a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorinated diene represented by the above formula (3) (hereinafter simply referred to as “fluorinated diene (3)”), a carboxy group, a sulfo group, and a sulfonyl fluoride group. A monomer unit obtained by polymerizing a monomer (hereinafter simply referred to as “monomer (5)”) having at least one substituent selected from the group consisting of and a carbon-carbon double bond. A fluorine-containing polymer (hereinafter, simply referred to as “fluorine-containing polymer (C-1)”);
A monomer unit obtained by cyclopolymerizing the above fluorinated diene (3), an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and a fluorine atom are substituted. And a monomer having a carbon-carbon double bond (hereinafter simply referred to as “monomer (6)”) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer unit (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing”). Polymer (C-2) "));
A monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene represented by the above formula (4) (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing diene (4)”) and the monomer (5) are polymerized. A fluorine-containing polymer having a monomer unit (hereinafter, simply referred to as “fluorine-containing polymer (D-1)”);
A fluorine-containing polymer (hereinafter simply referred to as “fluorine-containing polymer”) having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). D-2) ").

以下、上記含フッ素ジエン(1)〜(4)ならびに単量体(5)および(6)について詳述する。   Hereinafter, the fluorine-containing dienes (1) to (4) and the monomers (5) and (6) will be described in detail.

<含フッ素ジエン(1)>
含フッ素ジエン(1)は、下記式(1)で表されるジエンである。
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(1)
(式中、R1は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
<Fluorine-containing diene (1)>
The fluorine-containing diene (1) is a diene represented by the following formula (1).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OR 1) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and R 2 and R 3 are respectively Independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, n is an integer of 0 to 2.)

ここで、上記式(1)中、Rは、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基であれば特に限定されず、有機基はエーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよいアルキル基または含フッ素アルキル基であることが好ましい。
エーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよい炭素数20以下のアルキル基または含フッ素アルキル基は、直鎖状、分岐状の脂肪族炭化水素基のみでなく、環状脂肪族炭化水素基を有していてもよい。環状脂肪族炭化水素基としては、以下に示すものが挙げられ、環構造中にエーテル性酸素原子やカルボニル基を有していてもよい。
Here, in the above formula (1), R 1 is particularly limited as long as it is an organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. The organic group is preferably an alkyl group which may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group or a fluorine-containing alkyl group.
The alkyl group having 20 or less carbon atoms or the fluorinated alkyl group which may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group includes not only a linear or branched aliphatic hydrocarbon group but also a cyclic aliphatic hydrocarbon group. You may have. Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include those shown below, and the ring structure may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group.

環状脂肪族炭化水素基としては、環状構造を少なくとも1つ有する炭化水素基であることが好ましく、具体的には、例えば、以下に示すようなシクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシル基などの単環式飽和炭化水素基;4−シクロヘキシルシクロヘキシル基などの複環式飽和炭化水素基;1−デカヒドロナフチル基、2−デカヒドロナフチル基などの多環式飽和炭化水素基;1−ノルボルニル基、1−アダマンチル基などの架橋環式飽和炭化水素基;スピロ[3.4]オクチル基などのスピロ炭化水素基:等が含まれる。   The cyclic aliphatic hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having at least one cyclic structure. Specifically, for example, a monocyclic ring such as a cyclobutyl group, a cycloheptyl group, or a cyclohexyl group as shown below. Saturated hydrocarbon group; bicyclic saturated hydrocarbon group such as 4-cyclohexylcyclohexyl group; polycyclic saturated hydrocarbon group such as 1-decahydronaphthyl group and 2-decahydronaphthyl group; 1-norbornyl group, 1 -Bridged cyclic saturated hydrocarbon group such as adamantyl group; Spiro hydrocarbon group such as spiro [3.4] octyl group: and the like.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

このようなR1としては、CH2C(O)OH、CH(CH3)C(O)OH、CH2CH2C(O)OH、CF2C(O)OH、CF(CF3)C(O)OH、CF2CF2C(O)OH、CHFC(O)OH、C(O)CH2C(O)OH、CH2SO3H、CH2CH2SO3H、CF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fおよび以下に示すもの(結合位置を明確にするために、−OR1の形で示す。)等が好適に例示され、得られる含フッ素ポリマー(A)のTg(ガラス転移点)を維持するために短鎖長のアルキル基であることが好ましく、CH2C(O)OH、CH2CH2C(O)OH、CH2SO3H、CH2CH2SO3Hであることが特に好ましい。 As such R 1 , CH 2 C (O) OH, CH (CH 3 ) C (O) OH, CH 2 CH 2 C (O) OH, CF 2 C (O) OH, CF (CF 3 ) C (O) OH, CF 2 CF 2 C (O) OH, CHFC (O) OH, C (O) CH 2 C (O) OH, CH 2 SO 3 H, CH 2 CH 2 SO 3 H, CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and those shown below (shown in the form of —OR 1 in order to clarify the bonding position) and the like are preferably exemplified, and the resulting fluorine-containing polymer (A In order to maintain the Tg (glass transition point) of), it is preferably a short chain alkyl group, CH 2 C (O) OH, CH 2 CH 2 C (O) OH, CH 2 SO 3 H, CH 2 CH 2 SO 3 H is particularly preferred.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

次に、上記式(1)中、R2およびR3の炭素数12以下のアルキル基は、直鎖状、分岐状の脂肪族炭化水素基のみでなく、環状脂肪族炭化水素基を有していてもよい。また、水素原子の一部または全てがフッ素原子に置換されていてもよく、エーテル性酸素原子を有していてもよい。環状脂肪族炭化水素基としては、上記で例示したものと同様の基が挙げられる。 Next, in the above formula (1), the alkyl group having 12 or less carbon atoms of R 2 and R 3 has not only a linear or branched aliphatic hydrocarbon group but also a cyclic aliphatic hydrocarbon group. It may be. In addition, some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, and may have etheric oxygen atoms. Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include the same groups as those exemplified above.

このようなR2およびR3としては、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、炭素数6以下の環状脂肪族炭化水素基が好適に例示され、水素原子、メチル基であることがより好ましく、R2およびR3が共に水素原子であることが特に好ましい。 Examples of such R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. , R 2 and R 3 are particularly preferably hydrogen atoms.

上記式(1)で表される含フッ素ジエン(1)は、下記式(5)〜(7)で表わされる含フッ素ジエンであることが、これらの含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマー(A)が、合成が容易で安価に製造できるポリマーとなる理由から好ましい。なお、下記式(5)〜(7)中、R1は、上記式(1)におけるR1と同様である。
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−CH=CH2 ・・・(5)
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−CH2CH=CH2 ・・・(6)
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−(CH22CH=CH2 ・・・(7)
The fluorine-containing diene (1) represented by the above formula (1) is a fluorine-containing diene represented by the following formulas (5) to (7), and is obtained by cyclopolymerizing these fluorine-containing dienes. The fluorine-containing polymer (A) having a monomer unit is preferable because it becomes a polymer that can be easily synthesized and manufactured at low cost. In the following formulas (5) ~ (7), R 1 is the same as R 1 in the formula (1).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OR 1) -CH = CH 2 ··· (5)
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3 ) (OR 1 ) —CH 2 CH═CH 2 (6)
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3 ) (OR 1 ) − (CH 2 ) 2 CH═CH 2 (7)

<含フッ素ジエン(2)>
含フッ素ジエン(2)は、下記式(2)で表されるジエンである。
CF2=CFCH2CHQ1−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(2)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Qは(CH2bC(CF3c(R4dOR1(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基であり、R1はカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
<Fluorine-containing diene (2)>
The fluorine-containing diene (2) is a diene represented by the following formula (2).
CF 2 = CFCH 2 CHQ 1 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (2)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 1 represents (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OR 1 (b Is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group, R 1 is a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl group An organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of fluoride groups.), N is an integer of 0 to 2.)

ここで、上記式(2)中、R2およびR3は、上記式(1)におけるR2およびR3と基本的に同様である。 Here, in the above formula (2), R 2 and R 3 are basically the same as R 2 and R 3 in the formula (1).

次に、上記式(2)中、Qは、(CH2bC(CF3c(R4dOR1で表され、bは0〜3の整数、好ましくは0または1であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数、好ましくはc=2、d=0である。ここで、b=0または1であることが、含フッ素ジエン(2)を環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマー(B)を後述するレジスト組成物またはレジスト保護膜組成物として使用する場合に、塩基性現像液に対する溶解性が良好となる理由から好ましい。また、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基であり、R1は上記式(1)におけるR1と基本的に同様である。 Next, in the above formula (2), Q 1 is represented by (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OR 1 , and b is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1. C and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, preferably c = 2 and d = 0. Here, when b = 0 or 1, the fluorine-containing polymer (B) having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (2) is used as a resist composition or a resist protective film composition described later. When used, it is preferable because the solubility in a basic developer is good. Further, R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group, R 1 is basically the same as R 1 in the formula (1).

上記式(2)で表される含フッ素ジエン(2)は、下記式(8)〜(13)で表わされる含フッ素ジエンであることが、これらの含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマー(B)が、合成が容易で安価に製造できるポリマーとなる理由から好ましい。なお、下記式(8)〜(13)中、R1は、上記式(1)におけるR1と基本的に同様である。
CF2=CFCH2CH((CF32OR)−CH=CH2 ・・・(8)
CF2=CFCH2CH((CF32OR)−CH2CH=CH2 ・・・(9)
CF2=CFCH2CH((CF32OR)−(CH22CH=CH2 ・・・(10)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OR)−CH=CH2 ・・・(11)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OR)−CH2CH=CH2 ・・・(12)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OR)−(CH22CH=CH2 ・・・(13)
The fluorinated diene (2) represented by the above formula (2) is a fluorinated diene represented by the following formulas (8) to (13), and is obtained by cyclopolymerizing these fluorinated dienes. The fluorine-containing polymer (B) having a monomer unit is preferable because it becomes a polymer that can be easily synthesized and manufactured at low cost. In the following formulas (8) ~ (13), R 1 is basically the same as R 1 in the formula (1).
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OR 1) -CH = CH 2 ··· (8)
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OR 1) -CH 2 CH = CH 2 ··· (9)
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OR 1) - (CH 2) 2 CH = CH 2 ··· (10)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OR 1) -CH = CH 2 ··· (11)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OR 1) -CH 2 CH = CH 2 ··· (12)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OR 1) - (CH 2) 2 CH = CH 2 ··· (13)

<含フッ素ジエン(3)>
含フッ素ジエン(3)は、下記式(3)で表されるジエンである。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
<Fluorine-containing diene (3)>
The fluorine-containing diene (3) is a diene represented by the following formula (3).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)

ここで、上記式(3)中、R2およびR3は、上記式(1)におけるR2およびR3と基本的に同様である。 Here, in the above formula (3), R 2 and R 3 are basically the same as R 2 and R 3 in the formula (1).

上記式(3)で表される含フッ素ジエン(3)は、下記式(14)〜(16)で表わされる含フッ素ジエンであることが、これらの含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、後述する単量体(5)もしくは(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマー(C−1)もしくは(C−2)が、合成が容易で安価に製造できるポリマーとなる理由から好ましい。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−CH=CH2 ・・・(14)
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−CH2CH=CH2 ・・・(15)
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH22CH=CH2 ・・・(16)
The fluorinated diene (3) represented by the above formula (3) is a fluorinated diene represented by the following formulas (14) to (16), and is obtained by cyclopolymerizing these fluorinated dienes. A fluorine-containing polymer (C-1) or (C-2) having a monomer unit and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5) or (6) described later is easy to synthesize and manufactured at low cost It is preferable because it becomes a polymer that can be produced.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) -CH = CH 2 ··· (14)
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) -CH 2 CH = CH 2 ··· (15)
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) 2 CH = CH 2 ··· (16)

<含フッ素ジエン(4)>
含フッ素ジエン(4)は、下記式(4)で表されるジエンである。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
<Fluorine-containing diene (4)>
The fluorine-containing diene (4) is a diene represented by the following formula (4).
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)

ここで、上記式(4)中、R2およびR3は、上記式(1)におけるR2およびR3と基本的に同様である。 Here, in the above formula (4), R 2 and R 3 are basically the same as R 2 and R 3 in the formula (1).

次に、上記式(4)中、Q2は、(CH2bC(CF3c(R4dOHで表され、b、c、dおよびR4は、上記式(2)中のQにおけるものと基本的に同様である。 Next, in the above formula (4), Q 2 is represented by (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH, and b, c, d and R 4 are represented by the above formula (2) it is basically the same as those in the to Q 1 in.

上記式(4)で表される含フッ素ジエン(4)は、下記式(17)〜(22)で表わされる含フッ素ジエンであることが、これらの含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、後述する単量体(5)もしくは(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマー(D−1)もしくは(D−2)が、合成が容易で安価に製造できるポリマーとなる理由から好ましい。
CF2=CFCH2CH((CF32OH)−CH=CH2 ・・・(17)
CF2=CFCH2CH((CF32OH)−CH2CH=CH2 ・・・(18)
CF2=CFCH2CH((CF32OH)−(CH22CH=CH2 ・・・(19)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OH)−CH=CH2 ・・・(20)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OH)−CH2CH=CH2 ・・・(21)
CF2=CFCH2CH(CH2(CF32OH)−(CH22CH=CH2 ・・・(22)
The fluorine-containing diene (4) represented by the above formula (4) is a fluorine-containing diene represented by the following formulas (17) to (22), and is obtained by cyclopolymerizing these fluorine-containing dienes. A fluorine-containing polymer (D-1) or (D-2) having a monomer unit and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5) or (6) described later is easy to synthesize and manufactured at low cost It is preferable because it becomes a polymer that can be produced.
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OH) -CH = CH 2 ··· (17)
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OH) -CH 2 CH = CH 2 ··· (18)
CF 2 = CFCH 2 CH (( CF 3) 2 OH) - (CH 2) 2 CH = CH 2 ··· (19)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OH) -CH = CH 2 ··· (20)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OH) -CH 2 CH = CH 2 ··· (21)
CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 (CF 3) 2 OH) - (CH 2) 2 CH = CH 2 ··· (22)

<単量体(5)>
単量体(5)は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有し、重合性部位として炭素−炭素二重結合を有するものであれば特に限定されず、炭素−炭素二重結合が脂環式化合物の環構造を形成していてもよい。
<Monomer (5)>
The monomer (5) has at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and has a carbon-carbon double bond as a polymerizable site. It does not specifically limit, The carbon-carbon double bond may form the ring structure of an alicyclic compound.

このような単量体としては、下記式(23)で表される化合物が好適に例示される。
CR67=CR8−R9・・・(23)
(式中、R6およびR7は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子またはトリフルオロメチル基を表し、R8は、水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を表し、R9は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基あるいは該置換基を有する有機基を表す。)
As such a monomer, a compound represented by the following formula (23) is preferably exemplified.
CR 6 R 7 = CR 8 -R 9 (23)
(Wherein R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 8 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and R 9 represents And represents an organic group having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group.

ここで、上記式(23)中、R9は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基あるいは該置換基を有する有機基であれば特に限定されず、有機基はエーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよいアルキル基または含フッ素アルキル基であることが好ましい。
エーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよいアルキル基または含フッ素アルキル基は、直鎖状、分岐状の脂肪族炭化水素基のみでなく、環状脂肪族炭化水素基を有していてもよい。環状脂肪族炭化水素基としては、上記で例示したものと同様の基が挙げられ、環構造中にエーテル性酸素原子やカルボニル基を有していてもよい。
9がスルホニルフルオリド基を有する有機基の場合は、有機基はエーテル性酸素原子を有してもよい含フッ素アルキル基であることが特に好ましい。
Here, in the formula (23), R 9 is particularly limited as long as it is at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group, and a sulfonyl fluoride group, or an organic group having the substituent. The organic group is preferably an alkyl group or a fluorinated alkyl group which may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group.
The alkyl group or fluorine-containing alkyl group which may have an etheric oxygen atom or carbonyl group may have not only a linear or branched aliphatic hydrocarbon group but also a cyclic aliphatic hydrocarbon group. Good. Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include the same groups as those exemplified above, and the ring structure may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group.
When R 9 is an organic group having a sulfonyl fluoride group, the organic group is particularly preferably a fluorine-containing alkyl group that may have an etheric oxygen atom.

このようなR9としては、C(O)OH、SO3H、SO2F、CH2CH2C(O)OH、OCF2CF2CF2C(O)OH、CH2OCF2CF2SO3H、CH2O(OCF2CF22SO3H、OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3H、OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fおよび以下に示すもの(結合位置を明確にするために、−R9の形で示す。)等が好適に例示され、含フッ素ジエン(3)および(4)と共重合しやすいようにエステル基(カルボニルオキシ基)やフッ素原子を有していることが好ましく、C(O)OHやOCF2CF2CF2C(O)OHであることが特に好ましい。 Such R 9 includes C (O) OH, SO 3 H, SO 2 F, CH 2 CH 2 C (O) OH, OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OH, CH 2 OCF 2 CF 2. SO 3 H, CH 2 O (OCF 2 CF 2 ) 2 SO 3 H, OCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 3 H, OCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and below The compounds shown (in the form of -R 9 in order to clarify the bonding position) and the like are preferably exemplified, and an ester group (carbonyloxy) is used to facilitate copolymerization with the fluorine-containing dienes (3) and (4). Group) or a fluorine atom, and C (O) OH or OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OH is particularly preferable.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

上記式(23)で表される化合物としては、具体的には、例えば、CH2=CH−C(O)OH、CH2=C(CH3)C(O)OH、CH2=CFC(O)OH、CH2=C(CF3)C(O)OH、CF3CH=CHC(O)OH、CF3C(CH3)=CHC(O)OH、
(CF32C=CHC(O)OH、CF2=CF−C(O)OH、CF2=CFCH2CH2C(O)OH、CF2=CFOCF2CF2CF2C(O)OH、CH2=CH−SO3H、CH2=CH−CH2OCF2CF2SO3H、CH2=CH−CH2(OCF2CF22SO3H、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3H、CH2=CH−SO2F、CH2=CH−CH2OCF2CF2SO2F、CH2=CH−CH2(OCF2CF22SO2F、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fおよび以下に示す化合物等が挙げられる。
Specific examples of the compound represented by the formula (23) include CH 2 ═CH—C (O) OH, CH 2 ═C (CH 3 ) C (O) OH, and CH 2 ═CFC ( O) OH, CH 2 = C (CF 3) C (O) OH, CF 3 CH = CHC (O) OH, CF 3 C (CH 3) = CHC (O) OH,
(CF 3) 2 C = CHC (O) OH, CF 2 = CF-C (O) OH, CF 2 = CFCH 2 CH 2 C (O) OH, CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OH, CH 2 = CH-SO 3 H, CH 2 = CH-CH 2 OCF 2 CF 2 SO 3 H, CH 2 = CH-CH 2 (OCF 2 CF 2) 2 SO 3 H, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3) OCF 2 CF 2 SO 3 H, CH 2 = CH-SO 2 F, CH 2 = CH-CH 2 OCF 2 CF 2 SO 2 F, CH 2 = CH-CH 2 (OCF 2 CF 2) 2 SO 2 F, CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and the compounds shown below are exemplified.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

炭素−炭素二重結合が脂環式化合物の環構造を形成する化合物としては、具体的には、例えば、以下に示す化合物等が挙げられる。   Specific examples of the compound in which the carbon-carbon double bond forms the ring structure of the alicyclic compound include the compounds shown below.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

<単量体(6)>
単量体(6)は、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を有し、重合性部位としてフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有するものであれば特に限定されず、炭素−炭素二重結合が脂環式化合物の環構造を形成していてもよい。
<Monomer (6)>
The monomer (6) has an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), and is a carbon-carbon substituted with a fluorine atom as a polymerizable site. It will not specifically limit if it has a double bond, The carbon-carbon double bond may form the ring structure of an alicyclic compound.

このような単量体としては、下記式(24)で表される化合物が好適に例示される。
CF2=CF−R10・・・(24)
(式中、R10は、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)または該アルコキシカルボニル基を有する有機基を表す。)
As such a monomer, a compound represented by the following formula (24) is preferably exemplified.
CF 2 = CF-R 10 (24)
(Wherein R 10 represents an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) or an organic group having the alkoxycarbonyl group.)

ここで、上記式(24)中、R10は、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)または該アルコキシカルボニル基を有する有機基であれば特に限定されず、有機基はエーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよいアルキル基または含フッ素アルキル基であることが好ましい。
エーテル性酸素原子またはカルボニル基を有してもよいアルキル基または含フッ素アルキル基は、直鎖状、分岐状の脂肪族炭化水素基のみでなく、環状脂肪族炭化水素基を有していてもよい。環状脂肪族炭化水素基としては、上記で例示したものと同様の基が挙げられ、環構造中にエーテル性酸素原子やカルボニル基を有していてもよい。
10がアルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を有する有機基の場合は、有機基はエーテル性酸素原子を有してもよい含フッ素アルキル基であることが特に好ましい。
Here, in the above formula (24), R 10 may be an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) or an organic group having the alkoxycarbonyl group. The organic group is preferably an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group which may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group.
The alkyl group or fluorine-containing alkyl group which may have an etheric oxygen atom or carbonyl group may have not only a linear or branched aliphatic hydrocarbon group but also a cyclic aliphatic hydrocarbon group. Good. Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include the same groups as those exemplified above, and the ring structure may have an etheric oxygen atom or a carbonyl group.
When R 10 is an organic group having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), the organic group may contain an etheric oxygen atom. Particularly preferred is a fluorine alkyl group.

このようなR10としては、C(O)OCH3、C(O)OCH2CH3、C(O)OCH2CH2CH3、C(O)OCH2CH2CH2CH3、C(O)OCH2CH2CH2CH2CH3、C(O)OCH2CH2CH2CH2CH2CH3、OCF2CF2CF2C(O)OCH3、OCF2CF2CF2C(O)OCH2CH3等が好適に例示され、OCF2CF2CF2C(O)OCH3、OCF2CF2CF2C(O)OCH2CH3であることがより好ましい。 As such R 10 , C (O) OCH 3 , C (O) OCH 2 CH 3 , C (O) OCH 2 CH 2 CH 3 , C (O) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 , C ( O) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3, C (O) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3, OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3, OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 2 CH 3 and the like are suitably exemplified, and OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3 and OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 2 CH 3 are more preferable.

上記式(24)で表される化合物としては、具体的には、例えば、CF2=CF−C(O)OCH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH2CH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH2CH2CH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH2CH2CH2CH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH2CH2CH2CH2CH3、CF2=CF−OCF2CF2CF2C(O)OCH3、CF2=CF−OCF2CF2CF2C(O)OCH2CH3等が挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (24), specifically, for example, CF 2 = CF-C ( O) OCH 3, CF 2 = CF-C (O) OCH 2 CH 3, CF 2 = CF -C (O) OCH 2 CH 2 CH 3, CF 2 = CF-C (O) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3, CF 2 = CF-C (O) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3, CF 2 = CF-C (O ) OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3, CF 2 = CF-OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3, CF 2 = CF-OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 2 CH 3 and the like.

以下、本発明の含フッ素ポリマー(A)、(B)、(C−1)、(C−2)、(D−1)および(D−2)について詳述する。   Hereinafter, the fluoropolymers (A), (B), (C-1), (C-2), (D-1) and (D-2) of the present invention will be described in detail.

<含フッ素ポリマー(A)>
本発明の含フッ素ポリマー(A)は、上記含フッ素ジエン(1)を環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマーである。
上記含フッ素ジエン(1)は比較的温和な条件下で環化重合し、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、分光学的分析の結果等から以下の(a)〜(f)のモノマー単位が生成すると考えられる。なお、(a)〜(f)中、R1は、上記式(1)におけるR1と同様である。
具体的には、上記式(1)におけるnが0の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(a)またはモノマー単位(b)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=1の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(c)、モノマー単位(d)またはモノマー単位(e)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=2の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(f)を有する環化ポリマーが得られると考えられる。
<Fluoropolymer (A)>
The fluorine-containing polymer (A) of the present invention is a fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (1).
The fluorinated diene (1) undergoes cyclization polymerization under relatively mild conditions, and cyclization having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group as a ring side chain A polymer is obtained. This cyclopolymerization is considered to produce the following monomer units (a) to (f) from the results of spectroscopic analysis and the like. Incidentally, (a) in ~ (f), R 1 is the same as R 1 in the formula (1).
Specifically, it is considered that a cyclized polymer having the monomer unit (a) or the monomer unit (b) is obtained from the fluorine-containing diene (1) in the case where n in the above formula (1) is 0. It is considered that a cyclized polymer having monomer unit (c), monomer unit (d) or monomer unit (e) is obtained from fluorine-containing diene (1) when n = 1. From the fluorine-containing diene (1) in this case, it is considered that a cyclized polymer having the monomer unit (f) is obtained.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

本発明においては、含フッ素ポリマー(A)は、上記含フッ素ジエン(1)を環化重合して得られるモノマー単位、すなわち、このようなモノマー単位(a)〜(f)を有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、ラジカル重合性モノマーに由来するモノマー単位(以下、「他のモノマー単位」という。)を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(A)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。
上記ラジカル重合性モノマーとしては、具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレンなどのα−オレフィン類;テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどの含フッ素オレフィン類;パーフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソールなどの含フッ素環状モノマー類;パーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)などの環化重合しうるパーフルオロジエン類やハイドロフルオロジエン類;アクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどのアクリルエステル類;酢酸ビニル、安息香酸ビニル、アダマンチル酸ビニルなどのビニルエステル類;エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;シクロヘキセン、ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの環状オレフィン類;無水マレイン酸、塩化ビニル等が挙げられる。
In the present invention, the fluorine-containing polymer (A) is a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (1), that is, a polymer having such monomer units (a) to (f). There is no particular limitation as long as it does not impair the characteristics, and in addition to the monomer unit, a monomer unit derived from a radical polymerizable monomer (hereinafter referred to as “other monomer unit”) may be included. In the fluorine-containing polymer (A) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.
Specific examples of the radical polymerizable monomer include α-olefins such as ethylene, propylene and isobutylene; fluorine-containing olefins such as tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene; perfluoro (2,2-dimethyl- Fluorine-containing cyclic monomers such as 1,3-dioxole; perfluorodienes and hydrofluorodienes capable of cyclopolymerization such as perfluoro (butenyl vinyl ether); acrylic esters such as methyl acrylate and ethyl methacrylate; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl benzoate and vinyl adamantylate; vinyl ethers such as ethyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether; cyclic olefins such as cyclohexene, norbornene and norbornadiene; maleic anhydride Acid, vinyl chloride and the like.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(A)は、上記含フッ素ジエン(1)を環化重合して得られる環化ポリマーそのものであってもよく、また後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られる環化ポリマーにカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入してなる重合体であってもよく、更に下記式(25)〜(27)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られる環化ポリマーを加水分解してなる重合体であってもよい。
また、本発明の含フッ素ポリマー(A)は、上記含フッ素ジエン(2)〜(4)を環化重合して得られるモノマー単位や、上記単量体(5)および(6)を重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。
・CF2=CFCF2C(CF3)(OR11C(O)OR12)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(25)
・CF2=CFCF2C(CF3)(OR11SO312)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(26)
・CF2=CFCF2C(CF3)(OR11S(O)2F)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(27)
(式中、R11およびR12は、それぞれ独立に炭素数6以下の有機基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
Therefore, the fluorinated polymer (A) of the present invention may be a cyclized polymer itself obtained by cyclization polymerization of the fluorinated diene (1), and relates to the second aspect of the present invention described later. As shown in the production method, the cyclized polymer obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene represented by the above formula (3) is at least selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. A polymer obtained by introducing one substituent may be used, and a cyclized polymer obtained by cyclopolymerizing a fluorinated diene represented by the following formulas (25) to (27) may be hydrolyzed. It may be a polymer.
Further, the fluorine-containing polymer (A) of the present invention polymerizes monomer units obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (2) to (4) and the monomers (5) and (6). The monomer unit may be obtained.
· CF 2 = CFCF 2 C ( CF 3) (OR 11 C (O) OR 12) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (25)
· CF 2 = CFCF 2 C ( CF 3) (OR 11 SO 3 R 12) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (26)
· CF 2 = CFCF 2 C ( CF 3) (OR 11 S (O) 2 F) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (27)
(In the formula, R 11 and R 12 each independently represents an organic group having 6 or less carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is 0. It is an integer of ~ 2.)

ここで、上記式(25)〜(27)中、R11およびR12は、炭素数6以下の有機基であれば特に限定されず、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基が好適に例示される。
また、上記式(25)〜(27)中、R2およびR3は、上記式(1)におけるR2およびR3と基本的に同様である。
Here, in the above formulas (25) to (27), R 11 and R 12 are not particularly limited as long as they are organic groups having 6 or less carbon atoms. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group and the like The alkyl group is preferably exemplified.
In the formulas (25) to (27), R 2 and R 3 are basically the same as R 2 and R 3 in the formula (1).

本発明の含フッ素ポリマー(A)は、上記含フッ素ジエン(1)を環化重合して得られるモノマー単位を有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(A)は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(A)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 Since the fluorine-containing polymer (A) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerization of the fluorine-containing diene (1), it has an aliphatic ring structure in the main chain and a functional group in the side chain. It becomes a fluorine-containing polymer, has high chemical stability and heat resistance, and has high transparency in a wide wavelength range, especially transparency to far ultraviolet rays such as KrF and ArF excimer lasers and vacuum ultraviolet rays such as F 2 excimer lasers. become. In addition, since the fluorine-containing polymer (A) of the present invention has at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group, and a sulfonyl fluoride group as an acidic group, a chemically amplified resist substrate is used. It is excellent in the effect of suppressing the PED effect seen when left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern production. Furthermore, since the fluoropolymer (A) of the present invention is insoluble in the immersion solvent (water) and dissolves in the developer, the resist film is used as a resist protective film in immersion lithography. It is possible to protect from the immersion solvent, eliminating the need for a step of removing the protective film alone.

<含フッ素ポリマー(B)>
本発明の含フッ素ポリマー(B)は、上記含フッ素ジエン(2)を環化重合して得られるモノマー単位を有する含フッ素ポリマーである。
上記含フッ素ジエン(2)は比較的温和な条件下で環化重合し、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、分光学的分析の結果等から以下の(g)〜(l)のモノマー単位が生成すると考えられる。なお、(g)〜(l)中、Q1は、上記式(2)におけるQ1と同様である。
具体的には、上記式(2)におけるnが0の場合の含フッ素ジエン(2)からは、モノマー単位(g)またはモノマー単位(h)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=1の場合の含フッ素ジエン(2)からは、モノマー単位(i)、モノマー単位(j)またはモノマー単位(k)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=2の場合の含フッ素ジエン(2)からは、モノマー単位(l)を有する環化ポリマーが得られると考えられる。
<Fluoropolymer (B)>
The fluorine-containing polymer (B) of the present invention is a fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (2).
The fluorinated diene (2) undergoes cyclization polymerization under relatively mild conditions, and cyclization having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group as a ring side chain A polymer is obtained. This cyclopolymerization is considered to produce the following monomer units (g) to (l) from the results of spectroscopic analysis and the like. Incidentally, (g) in ~ (l), Q 1 is are the same as defined in Q 1 in the formula (2).
Specifically, it is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (g) or a monomer unit (h) is obtained from the fluorine-containing diene (2) when n in the above formula (2) is 0. It is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (i), a monomer unit (j) or a monomer unit (k) is obtained from the fluorine-containing diene (2) when n = 1. From the fluorine-containing diene (2) in this case, it is considered that a cyclized polymer having the monomer unit (1) is obtained.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

本発明においては、含フッ素ポリマー(B)は、上記含フッ素ジエン(2)を環化重合して得られるモノマー単位、すなわち、このようなモノマー単位(g)〜(l)を有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、含フッ素ポリマー(A)と同様、上述した他のモノマー単位を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(B)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。   In the present invention, the fluorine-containing polymer (B) is a monomer unit obtained by cyclopolymerization of the fluorine-containing diene (2), that is, a polymer having such monomer units (g) to (l). If it is, it will not specifically limit, In the range which does not impair the characteristic, you may have the other monomer unit mentioned above similarly to a fluorine-containing polymer (A) other than the said monomer unit. In the fluorine-containing polymer (B) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(B)は、上記含フッ素ジエン(2)を環化重合して得られる環化ポリマーそのものであってもよく、また後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られる環化ポリマーにカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入してなる重合体であってもよく、更に下記式(28)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られる環化ポリマーを加水分解してなる重合体であってもよい。
また、本発明の含フッ素ポリマー(B)は、上記含フッ素ジエン(1)、(3)および(4)を環化重合して得られるモノマー単位や、上記単量体(5)および(6)を重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。
CF2=CFCH2CHQ3−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(28)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q3は、(CH2bC(CF3c(R4d(OR11C(O)OR12)、(CH2bC(CF3c(R4d(OR11SO312)または(CH2bC(CF3c(R4d(OR11S(O)2F)(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基であり、R11およびR12は、それぞれ独立に炭素数6以下の有機基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
Therefore, the fluorinated polymer (B) of the present invention may be a cyclized polymer itself obtained by cyclization polymerization of the fluorinated diene (2), or according to the second aspect of the present invention described later. As shown in the production method, the cyclized polymer obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene represented by the above formula (4) is at least selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. A polymer formed by introducing one substituent may be a polymer obtained by hydrolyzing a cyclized polymer obtained by cyclopolymerizing a fluorinated diene represented by the following formula (28). There may be.
The fluorine-containing polymer (B) of the present invention is a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (1), (3) and (4), and the monomers (5) and (6). ) May be obtained by polymerizing the monomer unit.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 3 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (28)
(Wherein R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 3 represents (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d (OR 11 C (O) OR 12 ), (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d (OR 11 SO 3 R 12 ) or (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d ( OR 11 S (O) 2 F) (b is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. , R 11 and R 12 each independently represents an organic group having 6 or less carbon atoms.) N represents an integer of 0 to 2.)

ここで、上記式(28)中、R2およびR3は、上記式(1)におけるR2およびR3と基本的に同様である。
また、上記式(28)中、Q3は、(CH2bC(CF3c(R4d(OR11C(O)OR12)、(CH2bC(CF3c(R4d(OR11SO312)または(CH2bC(CF3c(R4d(OR11S(O)2F)で表され、b、c、dおよびR4は、上記式(2)中のQにおけるものと基本的に同様であり、R11およびR12は、上記式(25)〜(27)中のR11およびR12と基本的に同様である。
Here, in the above formula (28), R 2 and R 3 are basically the same as R 2 and R 3 in the formula (1).
In the above formula (28), Q 3 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d (OR 11 C (O) OR 12 ), (CH 2 ) b C (CF 3 ). c (R 4 ) d (OR 11 SO 3 R 12 ) or (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d (OR 11 S (O) 2 F), b, c, d and R 4 is basically the same as those in to Q 1 in the above formula (2), R 11 and R 12, the equation (25) ~ (27) R 11 and R 12 basically in The same as above.

本発明の含フッ素ポリマー(B)は、上記含フッ素ジエン(2)を環化重合して得られるモノマー単位を有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(B)は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(B)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 Since the fluorine-containing polymer (B) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerization of the fluorine-containing diene (2), the main chain has an aliphatic ring structure and the side chain has a functional group. It becomes a fluorine-containing polymer, has high chemical stability and heat resistance, and has high transparency in a wide wavelength range, especially transparency to far ultraviolet rays such as KrF and ArF excimer lasers and vacuum ultraviolet rays such as F 2 excimer lasers. become. In addition, since the fluorine-containing polymer (B) of the present invention has at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group as an acidic group, a chemically amplified resist substrate is used. It is excellent in the effect of suppressing the PED effect seen when left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern production. Furthermore, since the fluoropolymer (B) of the present invention is insoluble in the immersion solvent (water) and dissolves in the developer, the resist film is used as a resist protective film in immersion lithography. It becomes possible to protect from the immersion solvent, and the removal process of the protective film alone becomes unnecessary.

<含フッ素ポリマー(C−1)>
本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマーである。
<Fluoropolymer (C-1)>
The fluorine-containing polymer (C-1) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). It is a fluorine-containing polymer.

上記含フッ素ジエン(3)は比較的温和な条件下で環化重合し、水酸基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、分光学的分析の結果等から以下の(m)〜(r)のモノマー単位が生成すると考えられる。なお、(m)〜(r)中、R2は、上記式(3)におけるR2と同様である。
具体的には、上記式(3)におけるnが0の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(m)またはモノマー単位(n)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=1の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(o)、モノマー単位(p)またはモノマー単位(q)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=2の場合の含フッ素ジエン(1)からは、モノマー単位(r)を有する環化ポリマーが得られると考えられる。
The fluorinated diene (3) is cyclized and polymerized under relatively mild conditions to obtain a cyclized polymer having a hydroxyl group as a ring side chain. This cyclopolymerization is considered to produce the following monomer units (m) to (r) from the results of spectroscopic analysis and the like. Incidentally, (m) in ~ (r), R 2 is the same as R 2 in the formula (3).
Specifically, it is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (m) or a monomer unit (n) is obtained from the fluorine-containing diene (1) when n in the above formula (3) is 0. It is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (o), a monomer unit (p) or a monomer unit (q) is obtained from the fluorine-containing diene (1) when n = 1. From the fluorine-containing diene (1) in this case, it is considered that a cyclized polymer having the monomer unit (r) is obtained.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

上記単量体(5)は比較的温和な条件下で重合し、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を側鎖として有するポリマーが得られる。この重合により、例えば、上記式(23)で表される化合物として例示したCH2=CHC(O)OH、CH2=C(CH3)C(O)OH、CH2=CFC(O)OHを単量体として用いた場合には、分光学的分析の結果等から、以下の(i)〜(iii)のモノマー単位が生成すると考えられる。 The monomer (5) is polymerized under relatively mild conditions to obtain a polymer having as a side chain at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. By this polymerization, for example, CH 2 ═CHC (O) OH, CH 2 ═C (CH 3 ) C (O) OH, CH 2 ═CFC (O) OH exemplified as the compound represented by the above formula (23). When is used as a monomer, the following monomer units (i) to (iii) are considered to be generated from the results of spectroscopic analysis and the like.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

本発明においては、含フッ素ポリマー(C−1)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、含フッ素ポリマー(A)と同様、上述した他のモノマー単位を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。   In the present invention, the fluorine-containing polymer (C-1) includes a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3), and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). If it is a polymer which has this, it will not specifically limit, In the range which does not impair the characteristic, you may have the other monomer unit mentioned above similarly to a fluorine-containing polymer (A) other than the said monomer unit. In the fluorine-containing polymer (C-1) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記含フッ素ジエン(3)と上記単量体(5)とを共重合して得られる重合体であることが好ましい。また、本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、上記含フッ素ジエン(1)、(2)および(4)ならびに単量体(6)を環化重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。   Therefore, the fluorine-containing polymer (C-1) of the present invention comprises the fluorine-containing diene (3) and the monomer (5) as shown in the production method according to the second aspect of the present invention described later. It is preferable that it is a polymer obtained by copolymerizing. The fluorine-containing polymer (C-1) of the present invention has monomer units obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (1), (2) and (4) and the monomer (6). It may be.

本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(C−1)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 The fluorine-containing polymer (C-1) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). Fluorine-containing polymer having an aliphatic ring structure in the main chain and a functional group in the side chain, having high chemical stability and heat resistance, and high transparency in a wide wavelength range, especially KrF, ArF excimer laser It will have a transparency to vacuum ultraviolet rays such as far ultraviolet or F 2 excimer laser and the like. Moreover, since the fluoropolymer (C-1) of the present invention has at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group as an acidic group, a chemically amplified resist It is excellent in the effect of suppressing the PED effect seen when the substrate is left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern manufacturing. Furthermore, since the fluoropolymer (C-1) of the present invention is insoluble in the immersion solvent (water) and dissolves in the developer, the resist film is used when used as a resist protective film in immersion lithography. Can be protected from the immersion solvent, eliminating the need for a step of removing the protective film alone.

<含フッ素ポリマー(C−2)>
本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマーである。
<Fluoropolymer (C-2)>
The fluorine-containing polymer (C-2) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). It is a fluorine-containing polymer.

上記含フッ素ジエン(3)は比較的温和な条件下で環化重合し、水酸基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、上記含フッ素ポリマー(C−1)でも述べたように、分光学的分析の結果等から上述した(m)〜(r)のモノマー単位が生成すると考えられる。   The fluorinated diene (3) is cyclized and polymerized under relatively mild conditions to obtain a cyclized polymer having a hydroxyl group as a ring side chain. This cyclopolymerization is considered to produce the monomer units (m) to (r) described above from the results of spectroscopic analysis and the like as described in the fluoropolymer (C-1).

上記単量体(6)は比較的温和な条件下で重合し、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を側鎖として有するポリマーが得られる。この重合により、例えば、上記式(24)で表される化合物として例示したCF2=CF−C(O)OCH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH3、CF2=CF−OCF2CF2CF2C(O)OCH3を単量体として用いた場合には、分光学的分析の結果等から、以下の(iv)〜(vi)のモノマー単位が生成すると考えられる。 The monomer (6) is polymerized under relatively mild conditions, and a polymer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) as a side chain is obtained. can get. This polymerization, for example, the equation (24) CF 2 = CF- C exemplified as compounds represented by (O) OCH 3, CF 2 = CF-C (O) OCH 2 CH 3, CF 2 = CF- When OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3 is used as a monomer, the following monomer units (iv) to (vi) are considered to be generated from the results of spectroscopic analysis and the like.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

本発明においては、含フッ素ポリマー(C−2)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、含フッ素ポリマー(A)と同様、上述した他のモノマー単位を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。   In the present invention, the fluorine-containing polymer (C-2) includes a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3), and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). If it is a polymer which has this, it will not specifically limit, In the range which does not impair the characteristic, you may have the other monomer unit mentioned above similarly to a fluorine-containing polymer (A) other than the said monomer unit. In the fluorine-containing polymer (C-2) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記含フッ素ジエン(3)と上記単量体(6)とを共重合して得られる重合体であることが好ましい。また、本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、上記含フッ素ジエン(1)、(2)および(4)ならびに単量体(5)を環化重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。   Therefore, the fluorinated polymer (C-2) of the present invention comprises the fluorinated diene (3) and the monomer (6) as shown in the production method according to the second aspect of the present invention described later. It is preferable that it is a polymer obtained by copolymerizing. The fluorine-containing polymer (C-2) of the present invention has monomer units obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (1), (2) and (4) and the monomer (5). It may be.

本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して得られるモノマー単位と上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(C−2)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 Since the fluorine-containing polymer (C-2) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (3) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). Fluorine-containing polymer having an aliphatic ring structure in the main chain and a functional group in the side chain, high chemical stability and heat resistance, and high transparency in a wide wavelength range, especially KrF, ArF excimer laser It will have a transparency to vacuum ultraviolet rays such as far ultraviolet or F 2 excimer laser and the like. In addition, the fluorine-containing polymer (C-2) of the present invention has an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) as an acidic group. It is excellent in the effect of suppressing the PED effect observed when the amplification resist substrate is left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern manufacturing. Furthermore, since the fluoropolymer (C-2) of the present invention is insoluble in the immersion solvent (water) and dissolves in the developer, the resist film is used when used as a resist protective film in immersion lithography. Can be protected from the immersion solvent, eliminating the need for a step of removing the protective film alone.

<含フッ素ポリマー(D−1)>
本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマーである。
<Fluoropolymer (D-1)>
The fluorine-containing polymer (D-1) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). It is a fluorine-containing polymer.

上記含フッ素ジエン(4)は比較的温和な条件下で環化重合し、水酸基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、分光学的分析の結果等から以下の(s)〜(x)のモノマー単位が生成すると考えられる。なお、(s)〜(x)中、Q2は、上記式(4)におけるQ2と同様である。
具体的には、上記式(4)におけるnが0の場合の含フッ素ジエン(4)からは、モノマー単位(s)またはモノマー単位(t)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=1の場合の含フッ素ジエン(4)からは、モノマー単位(u)、モノマー単位(v)またはモノマー単位(w)を有する環化ポリマーが得られると考えられ、同様にn=2の場合の含フッ素ジエン(4)からは、モノマー単位(x)を有する環化ポリマーが得られると考えられる。
The fluorinated diene (4) is cyclized and polymerized under relatively mild conditions to obtain a cyclized polymer having a hydroxyl group as a ring side chain. This cyclopolymerization is considered to produce the following monomer units (s) to (x) from the results of spectroscopic analysis and the like. Incidentally, (s) in ~ (x), Q 2 is the same as Q 2 in the formula (4).
Specifically, it is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (s) or a monomer unit (t) is obtained from the fluorine-containing diene (4) in the case where n is 0 in the above formula (4). It is considered that a cyclized polymer having a monomer unit (u), a monomer unit (v) or a monomer unit (w) can be obtained from the fluorine-containing diene (4) in the case where n = 1. From the fluorine-containing diene (4) in this case, it is considered that a cyclized polymer having the monomer unit (x) is obtained.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

上記単量体(5)は比較的温和な条件下で重合し、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を側鎖として有するポリマーが得られる。この重合により、上記含フッ素ポリマー(C−1)でも述べたように、例えば、上記式(23)で表される化合物として例示したCH2=CHC(O)OH、CH2=C(CH3)C(O)OH、CH2=CFC(O)OHを単量体として用いた場合には、分光学的分析の結果等から、上述した(i)〜(iii)のモノマー単位が生成すると考えられる。 The monomer (5) is polymerized under relatively mild conditions to obtain a polymer having as a side chain at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. By this polymerization, as described in the fluoropolymer (C-1), for example, CH 2 ═CHC (O) OH, CH 2 ═C (CH 3 ) exemplified as the compound represented by the formula (23). ) When C (O) OH, CH 2 = CFC (O) OH is used as a monomer, the monomer units (i) to (iii) described above are generated from the results of spectroscopic analysis and the like. Conceivable.

本発明においては、含フッ素ポリマー(D−1)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、含フッ素ポリマー(A)と同様、上述した他のモノマー単位を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。   In the present invention, the fluorine-containing polymer (D-1) includes a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4), and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). If it is a polymer which has this, it will not specifically limit, In the range which does not impair the characteristic, you may have the other monomer unit mentioned above similarly to a fluorine-containing polymer (A) other than the said monomer unit. In the fluorine-containing polymer (D-1) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記含フッ素ジエン(4)と上記単量体(5)とを共重合して得られる重合体であることが好ましい。また、本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、上記含フッ素ジエン(1)〜(3)および単量体(6)を環化重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。   Therefore, the fluorinated polymer (D-1) of the present invention comprises the fluorinated diene (4) and the monomer (5) as shown in the production method according to the second aspect of the present invention described later. It is preferable that it is a polymer obtained by copolymerizing. Moreover, the fluorine-containing polymer (D-1) of the present invention may have a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (1) to (3) and the monomer (6). .

本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と上記単量体(5)を重合して得られるモノマー単位とを有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(D−1)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 The fluorine-containing polymer (D-1) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (5). Fluorine-containing polymer having an aliphatic ring structure in the main chain and a functional group in the side chain, high chemical stability and heat resistance, and high transparency in a wide wavelength range, especially KrF, ArF excimer laser It will have a transparency to vacuum ultraviolet rays such as far ultraviolet or F 2 excimer laser and the like. Moreover, since the fluorine-containing polymer (D-1) of the present invention has at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group as an acidic group, a chemically amplified resist It is excellent in the effect of suppressing the PED effect seen when the substrate is left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern manufacturing. Furthermore, since the fluoropolymer (D-1) of the present invention is insoluble in the immersion solvent (water) and dissolves in the developer, the resist film is used when used as a resist protective film in immersion lithography. Can be protected from the immersion solvent, eliminating the need for a step of removing the protective film alone.

<含フッ素ポリマー(D−2)>
本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する含フッ素ポリマーである。
<Fluoropolymer (D-2)>
The fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). It is a fluorine-containing polymer.

上記含フッ素ジエン(4)は比較的温和な条件下で環化重合し、水酸基を環側鎖として有する環化ポリマーが得られる。この環化重合により、上記含フッ素ポリマー(D−1)でも述べたように、分光学的分析の結果等から上述した(s)〜(x)のモノマー単位が生成すると考えられる。   The fluorinated diene (4) is cyclized and polymerized under relatively mild conditions to obtain a cyclized polymer having a hydroxyl group as a ring side chain. As described in the fluoropolymer (D-1), the cyclopolymerization is considered to generate the monomer units (s) to (x) described above from the results of spectroscopic analysis and the like.

上記単量体(6)は比較的温和な条件下で重合し、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を側鎖として有するポリマーが得られる。この重合により、上記含フッ素ポリマー(C−2)でも述べたように、例えば、上記式(24)で表される化合物として例示したCF2=CF−C(O)OCH3、CF2=CF−C(O)OCH2CH3、CF2=CF−OCF2CF2CF2C(O)OCH3を単量体として用いた場合には、分光学的分析の結果等から、上述した(iv)〜(vi)のモノマー単位が生成すると考えられる。 The monomer (6) is polymerized under relatively mild conditions, and a polymer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) as a side chain is obtained. can get. By this polymerization, as described in the fluoropolymer (C-2), for example, CF 2 ═CF—C (O) OCH 3 , CF 2 ═CF exemplified as the compound represented by the formula (24). When —C (O) OCH 2 CH 3 , CF 2 ═CF—OCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3 is used as a monomer, the above-described ( It is considered that monomer units of iv) to (vi) are formed.

本発明においては、含フッ素ポリマー(D−2)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と、上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有する重合体であれば特に限定されず、その特性を損なわない範囲で、上記モノマー単位以外に、含フッ素ポリマー(A)と同様、上述した他のモノマー単位を有していてもよい。なお、本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、他のモノマー単位の割合は50モル%以下が好ましく、特に15モル%以下が好ましい。   In the present invention, the fluorine-containing polymer (D-2) includes a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4), and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). If it is a polymer which has this, it will not specifically limit, In the range which does not impair the characteristic, you may have the other monomer unit mentioned above similarly to a fluorine-containing polymer (A) other than the said monomer unit. In the fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention, the proportion of other monomer units is preferably 50 mol% or less, particularly preferably 15 mol% or less.

したがって、本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、後述する本発明の第2の態様に係る製造方法にも示すように、上記含フッ素ジエン(4)と上記単量体(6)とを共重合して得られる重合体であることが好ましい。また、本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、上記含フッ素ジエン(1)〜(3)および単量体(5)を環化重合して得られるモノマー単位を有していてもよい。   Therefore, the fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention includes the fluorine-containing diene (4) and the monomer (6) as shown in the production method according to the second aspect of the present invention described later. It is preferable that it is a polymer obtained by copolymerizing. Moreover, the fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention may have a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing dienes (1) to (3) and the monomer (5). .

本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して得られるモノマー単位と上記単量体(6)を重合して得られるモノマー単位とを有するため、主鎖に脂肪族環構造を有し、側鎖に官能基を有する含フッ素ポリマーとなり、高い化学安定性や耐熱性を備え、また幅広い波長領域において高い透明性、特に、KrF、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線やF2エキシマレーザー等の真空紫外線に対する透明性を有することになる。また、本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)を酸性基として有しているため化学増幅系レジスト基板を描画後大気中に放置した場合にみられるPED効果を抑制する効果に優れ、高精度なパターン製造に好適に用いることができる。更に、本発明の含フッ素ポリマー(D−2)は、液浸溶媒(水)に不溶で、かつ、現像液に溶解することから、液浸リソグラフィにおいてレジスト保護膜として用いた際に、レジスト膜を液浸溶媒から保護することが可能となり、保護膜単独の除去工程が不要となる。 Since the fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention has a monomer unit obtained by cyclopolymerizing the fluorine-containing diene (4) and a monomer unit obtained by polymerizing the monomer (6). Fluorine-containing polymer having an aliphatic ring structure in the main chain and a functional group in the side chain, high chemical stability and heat resistance, and high transparency in a wide wavelength range, especially KrF, ArF excimer laser It will have a transparency to vacuum ultraviolet rays such as far ultraviolet or F 2 excimer laser and the like. In addition, since the fluorine-containing polymer (D-2) of the present invention has an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) as an acidic group, it has chemical properties. It is excellent in the effect of suppressing the PED effect observed when the amplification resist substrate is left in the atmosphere after drawing, and can be suitably used for high-precision pattern manufacturing. Furthermore, since the fluoropolymer (D-2) of the present invention is insoluble in an immersion solvent (water) and dissolves in a developing solution, when used as a resist protective film in immersion lithography, a resist film Can be protected from the immersion solvent, eliminating the need for a step of removing the protective film alone.

本発明の第1の態様に係る含フッ素ポリマーの分子量は、用途に応じて適宜選択される。例えば、後述する本発明の第3の態様に係るレジスト保護膜組成物として使用する場合、有機溶媒に均一に溶解することができ、かつレジスト上に均一に塗布できることが必要であるため、通常、ポリスチレン換算数平均分子量は1,000〜100,000であるのが適当であり、2,000〜20,000であるのが好ましい。数平均分子量がこの範囲であるのが、後述するレジスト膜を溶解しない有機溶媒に均一に溶解することができる理由から好ましい。   The molecular weight of the fluoropolymer according to the first aspect of the present invention is appropriately selected depending on the application. For example, when used as a resist protective film composition according to the third aspect of the present invention to be described later, it is necessary that it can be uniformly dissolved in an organic solvent and can be uniformly applied on the resist. The number average molecular weight in terms of polystyrene is suitably 1,000 to 100,000, preferably 2,000 to 20,000. It is preferable that the number average molecular weight is in this range because it can be uniformly dissolved in an organic solvent that does not dissolve the resist film described later.

本発明の第2の態様に係る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ポリマー(A)、(B)、(C−1)、(C−2)、(D−1)および(Dー2)のそれぞれを得る製造方法であって、具体的には、
上記含フッ素ポリマー(A)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(1)を環化重合して重合体を生成する重合工程を具備する製造方法;上記含フッ素ジエン(3)を環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する製造方法;上記式(25)〜(27)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体を加水分解する加水分解工程とを具備する製造方法;等が挙げられる。
上記含フッ素ポリマー(B)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(2)を環化重合して重合体を生成する重合工程を具備する製造方法;上記含フッ素ジエン(4)を環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する製造方法;上記式(28)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体を加水分解する加水分解工程とを具備する製造方法;等が挙げられる。
上記含フッ素ポリマー(C−1)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(3)と、上記単量体(5)とを環化重合(共重合)する共重合工程を具備する製造方法であり;上記含フッ素ポリマー(C−2)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(3)と、上記単量体(6)とを環化重合(共重合)する共重合工程を具備する製造方法である。
上記含フッ素ポリマー(D−1)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(4)と、上記単量体(5)とを環化重合(共重合)する共重合工程を具備する製造方法であり;上記含フッ素ポリマー(D−2)を得る含フッ素ポリマーの製造方法は、上記含フッ素ジエン(4)と、上記単量体(6)とを環化重合(共重合)する共重合工程を具備する製造方法である。
以下、単に、含フッ素ポリマー(C)というときは、含フッ素ポリマー(C−1)および(C−2)を示し、含フッ素ポリマー(D)というときは、含フッ素ポリマー(D−1)および(D−2)を示すものとする。
The production method of the fluoropolymer according to the second aspect of the present invention is the fluoropolymer (A), (B), (C-1), (C-2), (D-1) and (D-). 2) a method for obtaining each of the above, specifically,
The production method of the fluoropolymer for obtaining the fluoropolymer (A) includes a production method comprising a polymerization step of cyclopolymerizing the fluorodiene (1) to produce a polymer; the fluorodiene (3) A polymerization step for producing a polymer by cyclopolymerization, and an introduction step for introducing at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group into the polymer. Production method: Production method comprising a polymerization step of cyclopolymerizing the fluorine-containing diene represented by the above formulas (25) to (27) to produce a polymer, and a hydrolysis step of hydrolyzing the polymer And the like.
The production method of the fluoropolymer for obtaining the fluoropolymer (B) is a production method comprising a polymerization step of cyclopolymerizing the fluorodiene (2) to produce a polymer; the fluorodiene (4) A polymerization step for producing a polymer by cyclopolymerization, and an introduction step for introducing at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group into the polymer. Production method; production method comprising a polymerization step of cyclopolymerizing the fluorine-containing diene represented by the above formula (28) to produce a polymer, and a hydrolysis step of hydrolyzing the polymer; It is done.
The fluoropolymer production method for obtaining the fluoropolymer (C-1) comprises a copolymerization step in which the fluorodiene (3) and the monomer (5) are cyclopolymerized (copolymerized). The production method of the fluoropolymer for obtaining the fluoropolymer (C-2) is cyclopolymerization (copolymerization) of the fluorodiene (3) and the monomer (6). The production method comprises a copolymerization step.
The fluoropolymer production method for obtaining the fluoropolymer (D-1) comprises a copolymerization step in which the fluorodiene (4) and the monomer (5) are cyclopolymerized (copolymerized). The production method of the fluoropolymer for obtaining the fluoropolymer (D-2) is cyclopolymerization (copolymerization) of the fluorodiene (4) and the monomer (6). The production method comprises a copolymerization step.
Hereinafter, the fluorine-containing polymer (C) simply refers to the fluorine-containing polymers (C-1) and (C-2), and the fluorine-containing polymer (D) refers to the fluorine-containing polymer (D-1) and (D-2) shall be indicated.

本発明においては、「環化重合」という場合には、1種類の含フッ素ジエン(1)〜(4)を環化重合して単独重合体を得ること以外に、2種以上の含フッ素ジエン(1)を環化重合(共重合)して共重合体を得ること、2種以上の含フッ素ジエン(2)を環化重合(共重合)して共重合体を得ること、2種以上の含フッ素ジエン(3)を環化重合(共重合)して共重合体を得ること、2種以上の含フッ素ジエン(4)を環化重合(共重合)して共重合体を得ること、および、含フッ素ジエン(1)〜(4)のいずれかと上述した他のモノマーとを環化重合(共重合)して他のモノマー単位を繰り返し単位として有する共重合体を得ることを包含する。   In the present invention, in the case of “cyclopolymerization”, two or more fluorine-containing dienes are used in addition to the cyclopolymerization of one type of fluorine-containing diene (1) to (4) to obtain a homopolymer. (1) is cyclopolymerized (copolymerized) to obtain a copolymer, and two or more fluorine-containing dienes (2) are cyclopolymerized (copolymerized) to obtain a copolymer. To obtain a copolymer by cyclopolymerization (copolymerization) of the fluorine-containing diene (3), and to obtain a copolymer by cyclopolymerization (copolymerization) of two or more fluorine-containing dienes (4) And cyclopolymerizing (copolymerizing) any one of the fluorine-containing dienes (1) to (4) with the above-mentioned other monomer to obtain a copolymer having other monomer units as repeating units. .

本発明においては、上記重合工程および上記共重合工程は、重合開始源の存在下で行われる。
重合開始源は、重合反応をラジカル的に進行させるものであれば特に限定されないが、例えば、ラジカル発生剤、光、電離放射線等を用いることができる。これらのうち、ラジカル発生剤を用いることが好ましい。
ラジカル発生剤としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物、過硫酸塩等が挙げられ、なかでも以下に示す過酸化物が好ましい。
・C65−C(O)O−OC(O)−C65
・C65−C(O)O−OC(O)−C65
・C37−C(O)O−OC(O)−C37
・(CH33C−C(O)O−OC(O)−C(CH33
・(CH32CH−C(O)O−OC(O)−CH(CH32
・(CH33C−C610−C(O)O−OC(O)−C610−C(CH33
・(CH33C−O−C(O)O−OC(O)−O−C(CH33
・(CH32CH−O−C(O)O−OC(O)−O−CH(CH32
・(CH33C−C610−O−C(O)O−OC(O)−O−C610−C(CH33
ここで、C65はフェニル基、C65はペンタフルオロフェニル基、C610はシクロキシレン基を表す。
In the present invention, the polymerization step and the copolymerization step are performed in the presence of a polymerization initiation source.
The polymerization initiation source is not particularly limited as long as the polymerization reaction proceeds radically, and for example, a radical generator, light, ionizing radiation, or the like can be used. Of these, it is preferable to use a radical generator.
Examples of the radical generator include peroxides, azo compounds, persulfates, and the like, and the following peroxides are preferable.
· C 6 H 5 -C (O ) O-OC (O) -C 6 H 5
· C 6 F 5 -C (O ) O-OC (O) -C 6 F 5
· C 3 F 7 -C (O ) O-OC (O) -C 3 F 7
· (CH 3) 3 C- C (O) O-OC (O) -C (CH 3) 3
· (CH 3) 2 CH- C (O) O-OC (O) -CH (CH 3) 2
· (CH 3) 3 C- C 6 H 10 -C (O) O-OC (O) -C 6 H 10 -C (CH 3) 3
(CH 3 ) 3 C—O—C (O) O—OC (O) —O—C (CH 3 ) 3
· (CH 3) 2 CH- OC (O) O-OC (O) -O-CH (CH 3) 2
· (CH 3) 3 C- C 6 H 10 -O-C (O) O-OC (O) -O-C 6 H 10 -C (CH 3) 3
Here, C 6 H 5 represents a phenyl group, C 6 F 5 represents a pentafluorophenyl group, and C 6 H 10 represents a cyclohexylene group.

また、本発明においては、上記重合工程および上記共重合工程における重合方法は特に限定されず、得られる含フッ素ポリマーに応じて用いられる含フッ素ジエン(1)〜(4)、単量体(5)および(6)ならびに他のモノマーをそのまま重合に供するいわゆるバルク重合;これらを溶解または分散できるフッ化炭化水素、塩化炭化水素、フッ化塩化炭化水素、アルコール、炭化水素、その他の有機溶剤中で行う溶液重合;水性媒体中で適当な有機溶剤存在下あるいは非存在下に行う懸濁重合;水性媒体に乳化剤を添加して行う乳化重合等の方法が例示される。   Moreover, in this invention, the polymerization method in the said polymerization process and the said copolymerization process is not specifically limited, The fluorine-containing diene (1)-(4) used according to the fluorine-containing polymer obtained, monomer (5 ) And (6) and so-called bulk polymerization in which other monomers are subjected to polymerization as they are; in fluorinated hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, fluorinated chlorinated hydrocarbons, alcohols, hydrocarbons and other organic solvents capable of dissolving or dispersing them Examples include solution polymerization performed; suspension polymerization performed in the presence or absence of a suitable organic solvent in an aqueous medium; and emulsion polymerization performed by adding an emulsifier to the aqueous medium.

更に、本発明においては、上記重合工程および上記共重合工程における重合に必要に応じて用いられる有機溶剤は、1種類に限定されず、複数種類の有機溶剤による混合溶媒を用いてもよい。
具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノールなどの炭化水素系アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの炭化水素系ケトン類;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルt−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテルなどの炭化水素系エーテル類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどの環状脂肪族炭化水素系エーテル類;アセトニトリルなどのニトリル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの炭化水素系エステル類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などの塩化炭化水素類;R−113、R−113a、R−141b、R−225ca、R−225cbなどのフッ化塩化炭化水素類;1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフロロヘキサン、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフロロヘキサンなどのフッ化炭化水素類;メチル2,2,3,3−テトラフロロエチルエーテル等のフッ化炭化水素系エーテル類;2,2,2−トリフロロエタノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロイソプロパノール、2,2,3,3−テトラフロロプロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフロロペンタノールなどのフッ化炭化水素系アルコール類;等が挙げられる。
Furthermore, in this invention, the organic solvent used as needed for the superposition | polymerization in the said superposition | polymerization process and the said copolymerization process is not limited to 1 type, You may use the mixed solvent by a multiple types of organic solvent.
Specifically, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane; hydrocarbon alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, and t-butanol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and the like Hydrocarbon ketones; hydrocarbon ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, methyl ethyl ether, methyl t-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether; cyclic aliphatic hydrocarbons such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane Ethers; nitriles such as acetonitrile; methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, Hydrocarbon esters such as ethyl lopionate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; R-113, R-113a, R-141b, R Fluorocarbons such as -225ca and R-225cb; 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane, 1,1, Fluorinated hydrocarbons such as 1,2,2,3,3,4,4-nonafluorohexane; fluorinated hydrocarbon ethers such as methyl 2,2,3,3-tetrafluoroethyl ether; 2,2-trifluoroethanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 2,2,3,3,4,4,5 5-octafluoropentanol What fluorinated hydrocarbon alcohols; and the like.

更に、本発明においては、上記重合工程および上記共重合工程における重合を行う温度や圧力は特に限定されず、モノマーの沸点、加熱源、重合熱の除去等の諸因子を考慮して適宜設定することが望ましい。
具体的には、重合温度としては、0〜200℃の間で好適な温度に設定することができ、実用的に好適な範囲である室温〜100℃程度の温度に設定することが好ましい。また、重合圧力としては、減圧下であっても加圧下であってもよく、実用的に好適な範囲である常圧〜100気圧程度に設定することが好ましく、常圧〜10気圧程度に設定することがより好ましい。
Further, in the present invention, the temperature and pressure at which the polymerization is carried out in the polymerization step and the copolymerization step are not particularly limited, and are appropriately set in consideration of various factors such as the boiling point of the monomer, the heating source, and the removal of the polymerization heat. It is desirable.
Specifically, the polymerization temperature can be set to a suitable temperature between 0 to 200 ° C., and is preferably set to a temperature of about room temperature to about 100 ° C. which is a practically suitable range. Further, the polymerization pressure may be under reduced pressure or under pressure, and is preferably set to about atmospheric pressure to about 100 atmosphere, which is a practically suitable range, and is set to about atmospheric pressure to about 10 atmosphere. More preferably.

本発明においては、上記導入工程は、上記重合工程により得られた重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する工程である。
また、本発明においては、上記導入工程は、上記重合工程により得られた重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基の前駆体を導入した後に該置換基に変換する工程をも含む。具体的には、上記重合工程により得られた重合体中の水酸基をNa塩化し、次いで、ハライドやメタンスルホニル基等の脱離基を有するカルボン酸エステル化合物(例えば、ブロモ酢酸エチル等)、スルホン酸エステル化合物またはスルホニルフルオリド基含有化合物と反応させることでカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基の前駆体を導入し、その後に加水分解させることによりカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基に変換する方法等が例示される。
In the present invention, the introduction step is a step of introducing at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group into the polymer obtained by the polymerization step.
In the present invention, the introduction step introduces a precursor of at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group into the polymer obtained by the polymerization step. The process of converting into this substituent later is also included. Specifically, the hydroxyl group in the polymer obtained by the above polymerization step is Na-chlorinated, then a carboxylate compound having a leaving group such as a halide or methanesulfonyl group (for example, ethyl bromoacetate), sulfone, etc. By reacting with an acid ester compound or a compound containing a sulfonyl fluoride group, a precursor of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group is introduced, and then hydrolyzed to form a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group. Examples of the conversion method are illustrated.

本発明の第3の態様に係るレジスト保護膜組成物(以下、単に「本発明の保護膜組成物」という。)は、上記含フッ素ポリマー(A)〜(D)のいずれかと、溶媒(E)とを含有する組成物である。   The resist protective film composition according to the third aspect of the present invention (hereinafter simply referred to as “the protective film composition of the present invention”) includes any one of the fluoropolymers (A) to (D) and a solvent (E ).

本発明においては、上記溶媒(E)は、組成物として共に含有させる含フッ素ポリマー(A)〜(D)のいずれかを溶解するものであれば特に限定されるものではない。
このような溶媒(E)としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノ−ル、2−ペンタノール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオールなどのアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;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エチルエーテルなどのグリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテートなどのグリコールモノアルキルエーテルエステル類;フルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボンなどのフロン類;パーフルオロエーテル類、フルオロアルコール類、フルオロケトン類などのフッ素系溶媒;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、水と水溶性有機溶媒の混合物を用いることもできる。
また、本発明においては、レジスト保護膜組成物により形成されるレジスト保護膜は、レジスト膜の上部にスピンコート法等によって形成されるので、溶媒(E)は、実質的にレジスト膜を溶解しない溶媒であることが好ましい。これらのうち、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノ−ル、2−ペンタノール、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール等のアルコール類が特に好ましい。
In the present invention, the solvent (E) is not particularly limited as long as it dissolves any of the fluorine-containing polymers (A) to (D) to be contained together as a composition.
Examples of such a solvent (E) include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, ethylene glycol, and 1,2-propanediol. Ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Acetic esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Glycol monoalkyl such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether Ethers; glycol monoalkyl ether esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate and carbitol acetate; fluorocarbons, hydrofluorocarbons, hydrocarbons Fluorocarbons such as fluorocarbons; perfluoro ethers, fluoro alcohols, fluorine-based solvents such as fluoro ketones; and the like, may be used those either alone, or in combination of two or more. A mixture of water and a water-soluble organic solvent can also be used.
In the present invention, since the resist protective film formed from the resist protective film composition is formed on the top of the resist film by a spin coating method or the like, the solvent (E) does not substantially dissolve the resist film. A solvent is preferred. Of these, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, ethylene glycol and 1,2-propanediol are particularly preferable.

本発明のレジスト保護膜組成物における各成分の割合は、通常、含フッ素ポリマー(A)〜(D)のいずれか100質量部に対して、溶媒(E)を100〜4000質量部含有させるのが適当であり、含フッ素ポリマー(A)〜(D)のいずれか100質量部に対し、溶媒(E)を500〜2000質量部含有させるのが好ましい。   The proportion of each component in the resist protective film composition of the present invention is usually 100 to 4000 parts by mass of the solvent (E) with respect to any 100 parts by mass of the fluoropolymers (A) to (D). The solvent (E) is preferably contained in an amount of 500 to 2000 parts by mass with respect to any 100 parts by mass of the fluoropolymers (A) to (D).

本発明のレジスト保護膜組成物は、各成分を均一に混合した後、0.1〜2μmのフィルターによってろ過して用いることが好ましい。
本発明のレジスト保護膜組成物をシリコーンウエハ等の基板上のレジスト膜上に塗布乾燥することによりレジスト保護膜が形成される。塗布方法には回転塗布、流し塗布、ロール塗布等が採用される。形成されたレジスト保護膜上にパターンが描かれたマスクを介して光照射が行われ、その後現像処理がなされ、レジスト保護膜の除去およびレジスト膜のパターンが形成される。
The resist protective film composition of the present invention is preferably used after each component is uniformly mixed and then filtered through a 0.1 to 2 μm filter.
A resist protective film is formed by applying and drying the resist protective film composition of the present invention on a resist film on a substrate such as a silicone wafer. As the coating method, spin coating, flow coating, roll coating or the like is employed. Light irradiation is performed through a mask on which a pattern is drawn on the formed resist protective film, and then development processing is performed to remove the resist protective film and form a resist film pattern.

また、本発明のレジスト保護膜組成物は、解像性を向上させるために用いる液浸リソグラフィ工程で使用されることが好ましく、該レジスト保護膜組成物を構成する含フッ素ポリマーが水に不溶で、現像液(例えば、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液)に可溶であることから、液浸液として水を用いる液浸リソグラフィ工程で使用されることが最も好ましい。   In addition, the resist protective film composition of the present invention is preferably used in an immersion lithography process used to improve resolution, and the fluorine-containing polymer constituting the resist protective film composition is insoluble in water. It is most preferable to be used in an immersion lithography process using water as an immersion liquid because it is soluble in a developer (for example, an aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide)).

本発明においては、照射される光としては、具体的には、例えば、波長436nmのg線、波長365nmのi線などの紫外線、波長248nmのKrFエキシマレーザー、波長193nmのArFエキシマレーザー、波長157nmのF2エキシマレーザーなどの遠紫外線や真空紫外線が挙げられる。
本発明のレジスト保護膜組成物は、波長250nm以下の紫外線、特に波長200nm以下の紫外線(ArFエキシマレーザー光やF2エキシマレーザー光)が光源として使用される用途に有用なレジスト保護膜組成物である。
In the present invention, as the light to be irradiated, specifically, for example, ultraviolet rays such as g-line having a wavelength of 436 nm, i-line having a wavelength of 365 nm, KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm, ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm, wavelength of 157 nm And far ultraviolet rays such as F 2 excimer laser and vacuum ultraviolet rays.
The resist protective film composition of the present invention is a resist protective film composition useful for applications in which ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, particularly ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less (ArF excimer laser light or F 2 excimer laser light) is used as a light source. is there.

本発明の第4の態様に係るフォトレジストパターン形成方法は、基材の表面にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、該レジスト層形成工程で形成したレジスト層の上部に、上述した本発明の保護膜組成物を用いてレジスト保護膜を形成するレジスト保護膜形成工程と、該レジスト保護膜が形成された(該レジスト保護膜形成工程後の)基材を液浸リソグラフィ法により露光し、アルカリ現像する処理工程と、を具備するフォトレジストパターン形成方法である。   The photoresist pattern forming method according to the fourth aspect of the present invention includes a resist layer forming step of forming a resist layer on the surface of a substrate, and the above-described present invention on the resist layer formed in the resist layer forming step. A resist protective film forming step of forming a resist protective film using the protective film composition, and exposing the substrate on which the resist protective film is formed (after the resist protective film forming step) by an immersion lithography method, A photoresist pattern forming method comprising: a treatment step of alkali development.

ここで、上記レジスト層形成工程は、従来公知の形成工程であれば特に限定されず、例えば、シリコンウェーハ等の基板上に、公知のレジスト材料をスピンナー等で塗布した後、プレベーク(PAB処理)する工程等が挙げられる。   Here, the resist layer forming step is not particularly limited as long as it is a conventionally known forming step. For example, after applying a known resist material on a substrate such as a silicon wafer with a spinner or the like, pre-baking (PAB treatment) is performed. And the like.

次に、上記レジスト保護膜形成工程は、従来公知の形成工程において本発明の保護膜組成物を用いるものであれば特に限定されず、例えば、上記レジスト層形成工程により形成されたレジスト層上に、本発明の保護膜組成物をスピンナー等で塗布した後、ベーク処理または加熱乾燥処理する工程等が挙げられる。   Next, the resist protective film forming step is not particularly limited as long as the protective film composition of the present invention is used in a conventionally known forming step. For example, on the resist layer formed by the resist layer forming step, Examples include a step of applying the protective film composition of the present invention with a spinner and the like, followed by baking or heat drying.

次に、上記処理工程は、従来公知の液浸リソグラフィ法において用いられる露光処理、アルカリ現像処理であれば特に限定されない。
具体的には、まず、レジスト保護膜形成後の基板を純水や脱イオン水などの不活性水(浸漬液)に浸漬させた状態で、所望のマスクパターンを介して選択的に露光を行い、露光完了後に基板を浸漬液から取り出し、基板から浸漬液を除去する。次いで、露光した基板(レジスト膜)に対して露光後ベークを行い、アルカリ性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理する工程が例示される。そして、上記処理工程において乾燥を行うことにより、レジスト膜がマスクパターンに応じた形状にパターニングされた、レジストパターンが得られる。
本発明においては、液浸リソグラフィ法における露光に用いられる光は特に限定されず、照射光として上述した紫外線、遠紫外線、真空紫外線を用いることができる。
Next, the processing step is not particularly limited as long as it is an exposure process and an alkali development process used in a conventionally known immersion lithography method.
Specifically, first, the substrate after forming the resist protective film is selectively exposed through a desired mask pattern in a state where the substrate is immersed in an inert water (immersion liquid) such as pure water or deionized water. After the exposure is completed, the substrate is taken out of the immersion liquid, and the immersion liquid is removed from the substrate. Next, a step of performing post-exposure baking on the exposed substrate (resist film) and developing with an alkali developer composed of an alkaline aqueous solution is exemplified. And the resist pattern by which the resist film was patterned by the shape according to a mask pattern by drying in the said process process is obtained.
In the present invention, the light used for exposure in the immersion lithography method is not particularly limited, and the above-described ultraviolet rays, far ultraviolet rays, and vacuum ultraviolet rays can be used as the irradiation light.

このようなフォトレジストパターン形成方法は、本発明の保護膜組成物を用いてレジスト保護膜を形成しているため、レジスト層からの酸発生剤等の液浸媒体への溶出を抑制し、微細なフォトレジストパターンを形成することができる。   In such a photoresist pattern forming method, since the resist protective film is formed using the protective film composition of the present invention, the dissolution of the acid generator and the like from the resist layer into the immersion medium is suppressed, and the fine pattern is fine. A photoresist pattern can be formed.

次に、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
下記例に用いられた略称は以下のとおりである。
THF:テトラヒドロフラン。PSt:ポリスチレン。R225:ジクロロペンタフルオロプロパン(溶媒)。PFB:パーフルオロブチリルパーオキシド。IPP:ジイソプロピルパーオキシジカーボネート。
Next, although the Example of this invention is described concretely, this invention is not limited to these.
Abbreviations used in the following examples are as follows.
THF: tetrahydrofuran. PSt: polystyrene. R225: Dichloropentafluoropropane (solvent). PFB: perfluorobutyryl peroxide. IPP: diisopropyl peroxydicarbonate.

(合成例1)CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2の合成
2Lのガラス製反応器にCF2ClCFClCF2C(O)CF3の108gと脱水THF500mlを入れ、0℃に冷却した。そこに、CH2=CHCH2MgClの2MのTHF溶液200mlを200mlの脱水THFで希釈したものを、窒素雰囲気下で約5.5時間かけて滴下した。滴下終了後、0℃で30分、室温で17時間かくはんし、更に2N塩酸200mlを滴下した。その後、水200mlとジエチルエーテル300mlを加えて分液し、ジエチルエーテル層を有機層として得た。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、ろ過し粗液を得た。粗液をエバポレーターで濃縮し、次いで減圧蒸留して、85gのCF2ClCFClCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2(60〜66℃/0.7kPa)を得た。
次いで、500mlのガラス製反応器に亜鉛81gとジオキサン170mlを入れ、ヨウ素で亜鉛の活性化を行った。その後、100℃に加熱し、上記で合成したCF2ClCFClCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2の84gをジオキサン50mlで希釈したものを、1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、100℃で40時間かくはんした。反応液をろ過し、少量のジオキサンで洗浄した。ろ液を減圧蒸留し、30gのCF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH=CH2(36〜37℃/1kPa:以下、「モノマー1−1」という。)を得た。
Synthesis Example 1 Synthesis of CF 2 ═CFCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH 2 CH═CH 2 108 g of CF 2 ClCFClCF 2 C (O) CF 3 and 500 ml of dehydrated THF were placed in a 2 L glass reactor. And cooled to 0 ° C. A solution obtained by diluting 200 ml of a 2M THF solution of CH 2 ═CHCH 2 MgCl with 200 ml of dehydrated THF was added dropwise over about 5.5 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes and at room temperature for 17 hours, and 200 ml of 2N hydrochloric acid was further added dropwise. Then, 200 ml of water and 300 ml of diethyl ether were added and separated to obtain a diethyl ether layer as an organic layer. The organic layer was dried over magnesium sulfate and then filtered to obtain a crude liquid. The crude liquid was concentrated with an evaporator and then distilled under reduced pressure to obtain 85 g of CF 2 ClCFClCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH 2 CH═CH 2 (60 to 66 ° C./0.7 kPa).
Next, 81 g of zinc and 170 ml of dioxane were placed in a 500 ml glass reactor, and zinc was activated with iodine. Then heated to 100 ° C., a material obtained by diluting with dioxane 50ml of 84g of the above-synthesized CF 2 ClCFClCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH 2 CH = CH 2, was added dropwise over 1.5 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred at 100 ° C. for 40 hours. The reaction solution was filtered and washed with a small amount of dioxane. The filtrate was distilled under reduced pressure to obtain 30 g of CF 2 ═CFCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH 2 CH═CH 2 (36 to 37 ° C./1 kPa: hereinafter referred to as “monomer 1-1”). .

(合成例2)CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH=CH2の合成
合成例1において、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHMgClを用いることによって、CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH=CH2(以下、「モノマー1−2」という。)を得た。
(Synthesis Example 2) In the CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) Synthesis Example 1 of CH = CH 2, by using a CH 2 = CHMgCl instead of CH 2 = CHCH 2 MgCl, CF 2 = CFCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH═CH 2 (hereinafter referred to as “monomer 1-2”) was obtained.

(合成例3)CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH2CH=CH2の合成
合成例1において、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHCH2CH2MgClを用いることによって、CF2=CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH2CH=CH2(以下、「モノマー1−3」という。)を得た。
(Synthesis Example 3) CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) CH 2 CH 2 CH = in Synthesis Example 1 of CH 2, CH 2 = CHCH 2 CH 2 MgCl instead of CH 2 = CHCH 2 MgCl Was used to obtain CF 2 ═CFCF 2 C (CF 3 ) (OH) CH 2 CH 2 CH═CH 2 (hereinafter referred to as “Monomer 1-3”).

(合成例4)CF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH2CH=CH2の合成
1Lのガラス反応器にCF2ClCFClIの500gとCH2=CHC(CF32OHの344gとBPOの32.6gを入れ、95℃で71時間加熱した。反応粗液を減圧蒸留して、544gのCF2ClCFClCH2CHI(C(CF32OH)(55−58℃/0.2kPa)を得た。
5Lのガラス反応器に上記で合成したCF2ClCFClCH2CHI(C(CF32OH)の344gと脱水THFの1.7Lを入れ、−70℃に冷却した。そこに、CH2=CHCH2MgClの2M−THF溶液1.8Lを、4時間かけて滴下した。滴下終了後、0℃まで昇温し、16時間かくはんした後、飽和塩化アンモニウム水溶液1.6Lを添加して室温まで昇温した。反応液を分液し、有機層をエバポレーターで濃縮し、次いで減圧蒸留して、287gのCF2ClCFClCH2CH(C(CF32OH)CH2CH=CH2(62−66℃/0.2kPa)を得た。
次いで、1Lのガラス反応器に亜鉛97gと水300gを入れ、90℃に加熱した。そこに、上記で合成したCF2ClCFClCH2CH(C(CF32OH)CH2CH=CHの287gを滴下し、24時間かくはんした。反応液に塩酸70mLを滴下して2時間かくはんした後、ろ過して分液し、減圧蒸留して115gのCF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH2CH=CH2(53−54℃/1kPa、以下、「モノマー2−1」という。)を得た。
(Synthesis Example 4) CF 2 = CFCH 2 CH (C (CF 3) 2 OH) CH 2 CH = 500g of CF 2 ClCFClI glass reactor synthesis 1L of CH 2 and CH 2 = CHC (CF 3) 2 OH Of 344 g and 32.6 g of BPO were added and heated at 95 ° C. for 71 hours. The reaction crude liquid was distilled under reduced pressure to obtain 544 g of CF 2 ClCFClCH 2 CHI (C (CF 3 ) 2 OH) (55-58 ° C./0.2 kPa).
In a 5 L glass reactor, 344 g of CF 2 ClCFClCH 2 CHI (C (CF 3 ) 2 OH) synthesized above and 1.7 L of dehydrated THF were placed, and cooled to −70 ° C. There, the CH 2 = CHCH 2 MgCl a 2M-THF solution 1.8L, was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 0 ° C. and stirred for 16 hours, and then 1.6 L of a saturated aqueous ammonium chloride solution was added and the temperature was raised to room temperature. The reaction solution was separated, the organic layer was concentrated with an evaporator, and then distilled under reduced pressure to obtain 287 g of CF 2 ClCFClCH 2 CH (C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH═CH 2 (62-66 ° C./0 .2 kPa).
Next, 97 g of zinc and 300 g of water were placed in a 1 L glass reactor and heated to 90 ° C. There, CF 2 ClCFClCH 2 CH (C (CF 3) 2 OH) synthesized above was added dropwise to 287g of CH 2 CH = CH 2, was stirred for 24 hours. To the reaction solution, 70 mL of hydrochloric acid was added dropwise, stirred for 2 hours, filtered and separated, and distilled under reduced pressure to give 115 g of CF 2 ═CFCH 2 CH (C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH═CH 2 ( 53-54 ° C./1 kPa, hereinafter referred to as “monomer 2-1”).

(合成例5)CF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH=CH2の合成
合成例4において、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHMgClを用いることによって、CF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH=CH2(以下、「モノマー2−2」という。)を得ることができる。
In (Synthesis Example 5) CF 2 = CFCH 2 CH (C (CF 3) 2 OH) CH = Synthesis Example 4 of CH 2, by using a CH 2 = CHMgCl instead of CH 2 = CHCH 2 MgCl, CF 2 = CFCH 2 CH (C (CF 3 ) 2 OH) CH═CH 2 (hereinafter referred to as “monomer 2-2”) can be obtained.

(合成例6)CF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH2CH2CH=CH2の合成
合成例4において、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHCH2CH2MgClを用いることによって、CF2=CFCH2CH(C(CF32OH)CH2CH2CH=CH2(以下、「モノマー2−3」という。)を得ることができる。
(Synthesis Example 6) CF 2 = CFCH 2 CH (C (CF 3) 2 OH) CH 2 CH 2 CH = in Synthesis Example 4 of CH 2, CH 2 = CHCH 2 to MgCl instead of CH 2 = CHCH 2 CH By using 2 MgCl, CF 2 ═CFCH 2 CH (C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH 2 CH═CH 2 (hereinafter referred to as “monomer 2-3”) can be obtained.

(合成例7)CF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH2CH=CH2の合成
200mLのガラス製反応器にCF2ClCFClIの118gとAIBNの1.1gを入れ、75℃に加熱した。そこにCH2=CHCH2C(CF32OCH2OCH3の75.8gを1時間かけて滴下し、滴下終了後75℃で7時間かくはんした。次いで減圧蒸留して、144gのCF2ClCFClCH2CHI(CH2C(CF32OCH2OCH3)(80−85℃/0.16kPa)を得た。
2Lのガラス製反応器に上記で合成したCF2ClCFClCH2CHI(CH2C(CF32OCH2OCH3)の144gと脱水THFの550mLを入れ、−75℃に冷却した。そこにCH2=CHCH2MgClの2MTHF溶液220mlを2時間かけて滴下した。滴下終了後、−75℃で3時間かくはんした後、飽和塩化アンモニウム水溶液の400mLを添加して室温まで昇温した。反応液を分液し、有機層をエバポレーターで濃縮し、次いで減圧蒸留して66.3gのCF2ClCFClCH2CH(CH2C(CF32OCH2OCH3)CH2CH=CH2(54−56℃/0.08kPa)を得た。
次いで、500mLのガラス製反応器に上記で合成したCF2ClCFClCH2CH(CH2C(CF32OCH2OCH3)CH2CH=CH2の66.3gとメタノールの200mLを入れ、触媒量の濃塩酸を添加して60℃で19時間加熱した。その後、反応液を室温に冷却して、水30mLを添加し分液した。分液により得られた有機層をさらに150mlの水で洗浄して63gの粗液を得た。
次いで、200mLのガラス製反応器に亜鉛の30g、ジオキサンの78gおよび水の22gを入れ、85℃に加熱した。そこに上記の粗液63gを滴下し、24時間かくはんした。その後、反応液をろ過して希塩酸を添加して分液した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、減圧蒸留して23.6gのCF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH2CH=CH2(54−56℃/0.5kPa、以下、「モノマー3−1」という。)を得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of CF 2 ═CFCH 2 CH (CH 2 C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH═CH 2 In a 200 mL glass reactor, 118 g of CF 2 ClCFClI and 1.1 g of AIBN were placed. And heated to 75 ° C. There CH 2 = CHCH 2 C (CF 3) the 75.8g of 2 OCH 2 OCH 3 was added dropwise over 1 hour, and stirred for 7 hours After completion of the dropwise addition 75 ° C.. Next, distillation under reduced pressure yielded 144 g of CF 2 ClCFClCH 2 CHI (CH 2 C (CF 3 ) 2 OCH 2 OCH 3 ) (80-85 ° C./0.16 kPa).
A 2 L glass reactor was charged with 144 g of CF 2 ClCFClCH 2 CHI (CH 2 C (CF 3 ) 2 OCH 2 OCH 3 ) synthesized above and 550 mL of dehydrated THF, and cooled to −75 ° C. Thereto, 220 ml of a 2M THF solution of CH 2 = CHCH 2 MgCl was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at -75 ° C for 3 hours, 400 mL of a saturated aqueous ammonium chloride solution was added, and the temperature was raised to room temperature. The reaction solution was separated, the organic layer was concentrated with an evaporator, and then distilled under reduced pressure to obtain 66.3 g of CF 2 ClCFClCH 2 CH (CH 2 C (CF 3 ) 2 OCH 2 OCH 3 ) CH 2 CH═CH 2 ( 54-56 ° C./0.08 kPa).
Then, CF 2 ClCFClCH 2 CH (CH 2 C (CF 3) 2 OCH 2 OCH 3) synthesized above glass reactor 500mL put CH 2 CH = CH 2 of 66.3g and 200mL of methanol, the catalyst An amount of concentrated hydrochloric acid was added and heated at 60 ° C. for 19 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to room temperature, and 30 mL of water was added for liquid separation. The organic layer obtained by the liquid separation was further washed with 150 ml of water to obtain 63 g of a crude liquid.
A 200 mL glass reactor was then charged with 30 g of zinc, 78 g of dioxane and 22 g of water and heated to 85 ° C. Thereto, 63 g of the above crude liquid was added dropwise and stirred for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered and diluted hydrochloric acid was added for liquid separation. The organic layer was washed with saturated saline and distilled under reduced pressure to obtain 23.6 g of CF 2 ═CFCH 2 CH (CH 2 C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH═CH 2 (54-56 ° C./0.5 kPa). Hereafter referred to as “monomer 3-1”).

(合成例8)CF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH=CH2の合成
合成例4において、CH2=CHC(CF32OHの替わりにCH2=CHCH2C(CF32OHを、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHMgClを用いることによって、CF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH=CH2(以下、「モノマー3−2」という。)を得ることができる。
(Synthesis Example 8) CF 2 = CFCH 2 CH in (CH 2 C (CF 3) 2 OH) CH = Synthesis Example 4 of CH 2, CH 2 = CHC ( CF 3) CH 2 = CHCH instead of 2 OH By using 2 C (CF 3 ) 2 OH and CH 2 ═CHMgCl instead of CH 2 ═CHCH 2 MgCl, CF 2 ═CFCH 2 CH (CH 2 C (CF 3 ) 2 OH) CH═CH 2 ( Hereinafter, “monomer 3-2”) can be obtained.

(合成例9)CF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH2CH2CH=CH2の合成
合成例4において、CH2=CHC(CF32OHの替わりにCH2=CHCH2C(CF32OHを、CH2=CHCH2MgClの替わりにCH2=CHCH2CH2MgClを用いることによって、CF2=CFCH2CH(CH2C(CF32OH)CH2CH2CH=CH3(以下、「モノマー3−3」という。)を得ることができる。
Synthesis Example 9 Synthesis of CF 2 ═CFCH 2 CH (CH 2 C (CF 3 ) 2 OH) CH 2 CH 2 CH═CH 2 In Synthesis Example 4, instead of CH 2 ═CHC (CF 3 ) 2 OH CH 2 = CHCH 2 C (CF 3) a 2 OH, CH 2 = CHCH 2 to MgCl instead of by the use of CH 2 = CHCH 2 CH 2 MgCl , CF 2 = CFCH 2 CH (CH 2 C (CF 3) 2 OH) CH 2 CH 2 CH═CH 3 (hereinafter referred to as “monomer 3-3”) can be obtained.

(合成例10)
合成例1で得たモノマー1−1の172gと酢酸エチル46.3gを500mlの四つ口フラスコに仕込み、重合開始剤としてIPP5.14gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、40℃で19.5時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、140℃で20時間真空乾燥を行った。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体X−1」という。)0.9gを得た。
得られた重合体X−1のTHFを溶媒として用いたGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)5,300、重量平均分子量(Mw)12,500であり、Mw/Mn=2.37であった。また、示差走査熱分析(DSC)により測定したTgは149℃であり、室温で白色粉末状であった。
得られた重合体X−1はアセトン、THF、酢酸エチル、メタノール、2−パーフルオロヘキシルエタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
(Synthesis Example 10)
172 g of monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1 and 46.3 g of ethyl acetate were charged into a 500 ml four-necked flask, and 5.14 g of IPP was added as a polymerization initiator. The system was frozen and degassed, sealed, and polymerized at 40 ° C. for 19.5 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 140 ° C. for 20 hours. As a result, 0.9 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer X-1”) was obtained.
PSt conversion molecular weight measured by GPC using THF of the obtained polymer X-1 as a solvent was number average molecular weight (Mn) 5,300, weight average molecular weight (Mw) 12,500, and Mw / Mn = 2.37. Moreover, Tg measured by the differential scanning calorimetry (DSC) was 149 degreeC, and it was a white powder form at room temperature.
The obtained polymer X-1 is soluble in acetone, THF, ethyl acetate, methanol, 2-perfluorohexylethanol, and in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), perfluoro-n-octane. It was insoluble.

(合成例11)
合成例4で得たモノマー2−1の4gと酢酸エチルの2.2gを内容積30mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてPFBの3wt%R225溶液6.23gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(20℃)で41時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、90℃で21時間真空乾燥を行った。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体Y−1」という。)1.33gを得た。
得られた重合体Y−1のTHFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)15,600、重量平均分子量(Mw)25,100であり、Mw/Mn=1.61であった。また、示差走査熱分析(DSC)により測定したTgは118℃であり、室温で白色粉末状のポリマーであった。
得られた重合体Y−1はアセトン、THF、メタノール、R225には可溶であった。
(Synthesis Example 11)
4 g of monomer 2-1 obtained in Synthesis Example 4 and 2.2 g of ethyl acetate were charged into a glass pressure-resistant reactor having an internal volume of 30 mL, and 6.23 g of 3 wt% R225 solution of PFB was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, it was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (20 ° C.) for 41 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 21 hours. As a result, 1.33 g of an amorphous polymer (hereinafter referred to as “polymer Y-1”) having a fluorine-containing ring structure in the main chain was obtained.
PSt conversion molecular weight measured by GPC using THF of the obtained polymer Y-1 as a solvent is number average molecular weight (Mn) 15,600, weight average molecular weight (Mw) 25,100, and Mw / Mn = 1.61. Moreover, Tg measured by the differential scanning calorimetry (DSC) was 118 degreeC, and it was a white powdery polymer at room temperature.
The obtained polymer Y-1 was soluble in acetone, THF, methanol, and R225.

(合成例12)
合成例11において、モノマー2−1の替わりに合成例7で得たモノマー3−1を用いることによって、主鎖に含フッ素脂肪族環構造のモノマー単位を有する白色粉末状の非結晶性ポリマー(以下、「重合体Z−1」という。)を得た。
得られた重合体Z−1の分子量をGPC(THF溶媒)にて測定したところ、PSt換算で、数平均分子量(Mn)は7,600、重量平均分子量(Mw)は15,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.99であった。示差走査熱分析(DSC)により測定したガラス転移温度は99℃であった。
(Synthesis Example 12)
In Synthesis Example 11, by using the monomer 3-1 obtained in Synthesis Example 7 instead of the monomer 2-1, a white powdery amorphous polymer having a monomer unit having a fluorine-containing aliphatic ring structure in the main chain ( Hereinafter, “polymer Z-1” was obtained.
When the molecular weight of the obtained polymer Z-1 was measured by GPC (THF solvent), in terms of PSt, the number average molecular weight (Mn) was 7,600, and the weight average molecular weight (Mw) was 15,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.99. The glass transition temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC) was 99 ° C.

(実施例1)
合成例10で得た重合体X−1の6.0gとメタノール120gを300mLの丸底フラスコに入れ、マグネチックスターラーにてかくはんした。完全にポリマーが溶解したら水酸化ナトリウムメタノール溶液(水酸化ナトリウム0.35gにメタノール3.18gを加え予め溶解させておく)を加えて一晩室温にてかくはんした。溶媒留去した後、脱水THF150gとブロモ酢酸エチル1.48gを加えて激しくかくはんした。その後暫くすると徐々に溶液が白濁してきた。そのまま数日室温にてかくはんを続けた後、飽和重曹水100mlへ反応溶液を移した。ジエチルエーテル100gを加えて振とう後、下層を除去し、上層を無水硫酸マグネシウム20gにて乾燥した。ろ紙にて溶液をろ過し、溶媒を約半量になるまで留去し、その液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、90℃で18時間真空乾燥を実施した。その結果、薄茶白色粉末状の非結晶性ポリマーを4.33g得た。
Example 1
6.0 g of the polymer X-1 obtained in Synthesis Example 10 and 120 g of methanol were placed in a 300 mL round bottom flask and stirred with a magnetic stirrer. When the polymer was completely dissolved, a sodium hydroxide methanol solution (3.18 g of methanol was added to 0.35 g of sodium hydroxide and dissolved in advance) was stirred at room temperature overnight. After the solvent was distilled off, 150 g of dehydrated THF and 1.48 g of ethyl bromoacetate were added and stirred vigorously. After a while, the solution gradually became cloudy. Stirring was continued for several days at room temperature, and the reaction solution was transferred to 100 ml of saturated aqueous sodium bicarbonate. After adding 100 g of diethyl ether and shaking, the lower layer was removed, and the upper layer was dried over 20 g of anhydrous magnesium sulfate. The solution was filtered with filter paper, the solvent was distilled off to about half volume, and the solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 18 hours. As a result, 4.33 g of a thin brown white powdery amorphous polymer was obtained.

得られたポリマーの19F−NMRのCF3基のピーク(同炭素上の水酸基がブロック化されたCF3:δ=−70〜−74ppm<基準:CFCl3>、水酸基がブロック化されていないCF3:δ=−75ppm〜−79ppm<基準:CFCl3>)により計算された保護化率は15%であった。なお、保護化率は、以下の式により計算した。
(保護化率=(ブロック化された水酸基を有するモノマー単位中のCF3基のピーク面積)/((ブロック化された水酸基を有するモノマー単位中のCF3基のピーク面積)+(ブロック化されていない水酸基を有するモノマー単位中のCF3基のピーク面積))×100)
The peak of CF 3 group of 19 F-NMR of the obtained polymer (CF 3 in which a hydroxyl group on the same carbon is blocked: δ = −70 to −74 ppm <reference: CFCl 3 >, the hydroxyl group is not blocked) The protection ratio calculated by CF 3 : δ = −75 ppm to −79 ppm <reference: CFCl 3 >) was 15%. The protection rate was calculated by the following formula.
(Peak area of CF 3 groups in the monomer units having a protective ratio = (blocked hydroxyl group) / ((a peak area) + (block of CF 3 groups in the monomer units having a blocked hydroxyl group CF 3 group peak area in the monomer unit having a non-hydroxyl group)) × 100)

次いで、得られたポリマー0.5gをメタノール8.5gに溶解し、マグネチックスターラーにてかくはんした。完全にポリマーが溶解したら水酸化ナトリウムメタノール溶液(水酸化ナトリウム0.15gにメタノール1.48gを加え予め溶解させておく)を加えて20時間室温にてかくはんした。そこへ塩酸を添加して酸型とし、純水中に滴下してポリマーを再沈、ろ過して乾燥させた後、酢酸エチルに再溶解させた。その後、ヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、70℃で15時間真空乾燥を実施した。その結果、薄茶白色粉末状の非結晶性ポリマー(以下、「重合体1A」という。)を0.2g得た。1H−NMRより、エチルエステルのエチル基のピーク(CH3:δ=1.1ppm〜1.4ppm<基準:CFCl3>、−OCH2−:δ=4.0ppm〜4.3ppm<基準:CFCl3>)の消失を確認した。 Next, 0.5 g of the obtained polymer was dissolved in 8.5 g of methanol and stirred with a magnetic stirrer. When the polymer was completely dissolved, a sodium hydroxide methanol solution (1.48 g of methanol was added to 0.15 g of sodium hydroxide and dissolved in advance) was stirred for 20 hours at room temperature. Hydrochloric acid was added thereto to form an acid form, which was dropped into pure water to reprecipitate the polymer, filtered and dried, and then redissolved in ethyl acetate. Then, after dripping in hexane and reprecipitating a polymer, it vacuum-dried at 70 degreeC for 15 hours. As a result, 0.2 g of an amorphous polymer (hereinafter referred to as “polymer 1A”) in the form of a light brown white powder was obtained. From 1 H-NMR, ethyl group peaks of ethyl ester (CH 3 : δ = 1.1 ppm to 1.4 ppm <reference: CFCl 3 >, —OCH 2 —: δ = 4.0 ppm to 4.3 ppm <reference: The disappearance of CFCl 3 >) was confirmed.

(実施例2)
実施例1において、重合体X−1の替わりに、合成例11で得られた重合体Y−1を用いる以外は、実施例1と同様に反応を行ない、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体1B」という。)を得ることができる。
(Example 2)
In Example 1, instead of the polymer X-1, the reaction is performed in the same manner as in Example 1 except that the polymer Y-1 obtained in Synthesis Example 11 is used, and the main chain has a fluorinated ring structure. An amorphous polymer (hereinafter referred to as “polymer 1B”) can be obtained.

(実施例3)
合成例1で得たモノマー1−1の1.15gとCF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3H1.53gと酢酸エチル10.00gを内容積30mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの0.192gを添加する。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で18時間重合させる。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下してポリマーを再沈させ、90℃で24時間真空乾燥する。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体1C」という。)0.86gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子(Mn)15,800、重量平均分子量(Mw)27,600であり、Mw/Mn=1.76である。
示差走査熱分析(DSC)による測定より、得られた重合体1Cは、Tgが140℃であり、室温で白色粉末状のポリマーである。19F−NMRおよび1H−NMR測定により計算されたポリマー組成は、モノマー1−1からなる繰り返し単位/CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3Hからなる繰り返し単位=91/9モル%である。
得られた重合体1Cは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶である。
(Example 3)
1.15 g of monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1, 1.53 g of CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 3 H and 10.00 g of ethyl acetate and a glass pressure-resistant reactor having an internal volume of 30 mL And 0.192 g of IPP is added as a polymerization initiator. After the system is frozen and degassed, the tube is sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 18 hours. After the polymerization, the reaction solution is dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 24 hours. As a result, 0.86 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 1C”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent is a number average molecular weight (Mn) 15,800, a weight average molecular weight (Mw) 27,600, and Mw / Mn = 1.76.
From the measurement by differential scanning calorimetry (DSC), the obtained polymer 1C has a Tg of 140 ° C. and is a white powder polymer at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements is as follows: repeating unit consisting of monomer 1-1 / CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 3 H repeating unit = 91 / 9 mol%.
The obtained polymer 1C is soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例4)
合成例1で得られたモノマー1−1の2.29gとCF2=CFOCF2CF2CF2C(O)OHの0.38gと1,4−ジオキサン2.79gと酢酸エチル2.49gを内容積30mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの0.122gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で18時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、90℃で24時間真空乾燥を行った。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体2C」という。)1.90gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)5000、重量平均分子量(Mw)11400であり、Mw/Mn=2.28であった。
示差走査熱分析(DSC)により測定を行ったところ、得られた重合体2Cは、Tgが123℃であり、室温で白色粉末状のポリマーであった。19F−NMRおよび1H−NMR測定により計算されたポリマー組成は、モノマー1−1からなる繰り返し単位/CF2=CFOCF2CF2CF2C(O)OHからなる繰り返し単位=89/11モル%であった。
得られた重合体2Cは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
Example 4
2.29 g of monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1; 0.38 g of CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OH; 2.79 g of 1,4-dioxane; and 2.49 g of ethyl acetate. A glass pressure-resistant reactor having an internal volume of 30 mL was charged, and 0.122 g of IPP was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, the tube was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 18 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 24 hours. As a result, 1.90 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 2C”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent was a number average molecular weight (Mn) of 5000, a weight average molecular weight (Mw) of 11400, and Mw / Mn = 2.28.
When measured by differential scanning calorimetry (DSC), the polymer 2C obtained had a Tg of 123 ° C. and was a white powder polymer at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements was as follows: repeating unit consisting of monomer 1-1 / CF 2 = repeating unit consisting of CFOCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OH = 89/11 mol %Met.
The obtained polymer 2C was soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例5)
合成例1で得られたモノマー1−1の17.23gとCF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F4.06gと酢酸エチル74.02gを内容積150mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの1.82gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で18時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、90℃で24時間真空乾燥を実施した。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体3C」という。)15.03gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)19300、重量平均分子量(Mw)47800であり、Mw/Mn=2.12であった。
示差走査熱分析(DSC)により測定を行ったところ、得られた重合体3Cは、Tgが151℃であり、室温で白色粉末状のポリマーであった。19F−NMRおよびH−NMR測定により計算されたポリマー組成は、モノマー1−1からなる繰り返し単位/CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fからなる繰り返し単位=98/2モル%であった。
得られた重合体3Cは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
(Example 5)
17.23 g of a monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1, CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F4.06 g, and 74.02 g of ethyl acetate are pressure resistant reaction made of glass having an internal volume of 150 mL. The vessel was charged and 1.82 g of IPP was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, the tube was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 18 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 24 hours. As a result, 15.03 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 3C”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent was a number average molecular weight (Mn) 19300, a weight average molecular weight (Mw) 47800, and Mw / Mn = 2.12.
When measured by differential scanning calorimetry (DSC), the obtained polymer 3C had a Tg of 151 ° C. and was a white powder polymer at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements was as follows: repeating unit consisting of monomer 1-1 / CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F repeating unit = 98 / 2 mol%.
The obtained polymer 3C was soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例6)
合成例1で得られたモノマー1−1の15gとCH2=C(CH3)C(O)OHの0.46gと1,4−ジオキサン9.98gと酢酸エチル42.4gを内容積100mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの1.358gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で20時間重合させた。重合後、反応溶液をエバポレーターで25gになるまで濃縮して、メタノール100gを添加し均一な溶液とした。その後ヘキサン200g添加してかくはん後静置した。静置後ヘキサン層とメタノール層に分離した。メタノール層を濃縮乾固し、90℃で24時間真空乾燥した。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体4C」という。)11.5gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)2200、重量平均分子量(Mw)6800であり、Mw/Mn=3.01であった。
得られた重合体4Cは、室温で白色粉末状であった。19F−NMRおよび1H−NMR測定及び赤外分光法により計算されたポリマー組成は、モノマー1−1からなる繰り返し単位/CH2=C(CH3)C(O)OHからなる繰り返し単位=90/10モル%であった。
得られた重合体4Cは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
(Example 6)
15 mL of the monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1, 0.46 g of CH 2 ═C (CH 3 ) C (O) OH, 9.98 g of 1,4-dioxane, and 42.4 g of ethyl acetate were added to a volume of 100 mL. Were added to a glass pressure-resistant reactor, and 1.358 g of IPP was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, it was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 20 hours. After the polymerization, the reaction solution was concentrated to 25 g with an evaporator, and 100 g of methanol was added to obtain a uniform solution. Thereafter, 200 g of hexane was added and the mixture was allowed to stand after stirring. After standing, it was separated into a hexane layer and a methanol layer. The methanol layer was concentrated to dryness and vacuum dried at 90 ° C. for 24 hours. As a result, 11.5 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 4C”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent was a number average molecular weight (Mn) of 2200, a weight average molecular weight (Mw) of 6800, and Mw / Mn = 3.01.
The resulting polymer 4C was a white powder at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements and infrared spectroscopy is the repeating unit consisting of monomer 1-1 / CH 2 ═C (CH 3 ) C (O) OH repeating unit = It was 90/10 mol%.
The obtained polymer 4C was soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例7)
合成例1で得られたモノマー1−1の2.30gとCF2=CFOCF2CF2CF2C(O)OCH30.40gと酢酸エチル5.30gを内容積30mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの0.126gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で18時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、90℃で24時間真空乾燥を実施した。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体5C」という。)1.97gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)18300、重量平均分子量(Mw)51000であり、Mw/Mn=2.79であった。
示差走査熱分析(DSC)により測定を行ったところ、得られた重合体5Cは、Tgが150℃であり、室温で白色粉末状のポリマーであった。19F−NMRおよびH−NMR測定により計算されたポリマー組成は、モノマー1−1からなる繰り返し単位/CF2=CFOCF2CF2CF2C(O)OCH3からなる繰り返し単位=96/4モル%であった。
得られた重合体5Cは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
(Example 7)
2.30g and CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3 0.40g and pressure resistant reactor made of glass having an inner volume of 30mL of ethyl acetate 5.30g of monomer 1-1 obtained in Synthesis Example 1 Then, 0.126 g of IPP was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, the tube was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 18 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 90 ° C. for 24 hours. As a result, 1.97 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 5C”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent was a number average molecular weight (Mn) 18300, a weight average molecular weight (Mw) 51000, and Mw / Mn = 2.79.
When measured by differential scanning calorimetry (DSC), the obtained polymer 5C had a Tg of 150 ° C. and was a white powder polymer at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements was as follows: repeating unit consisting of monomer 1-1 / CF 2 ═CFOCF 2 CF 2 CF 2 C (O) OCH 3 repeating unit = 96/4 Mol%.
The obtained polymer 5C was soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例8)
合成例4で得られたモノマー2−1の1.5gと5−ノルボルネン−2−カルボン酸(以下、「モノマー4」という。)0.42gと酢酸ブチル3.56gを内容積30mLのガラス製耐圧反応器に仕込み、重合開始剤としてIPPの0.55gを添加した。系内を凍結脱気した後、封管し、恒温振とう槽内(40℃)で18時間重合させた。重合後、反応溶液をヘキサン中に滴下して、ポリマーを再沈させた後、80℃で24時間真空乾燥を行った。その結果、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶性ポリマー(以下、「重合体1D」という。)1.1gを得た。THFを溶媒として用いてGPCにより測定したPSt換算分子量は、数平均分子量(Mn)2100、重量平均分子量(Mw)3000であり、Mw/Mn=1.43であった。
示差走査熱分析(DSC)により測定を行ったところ、得られた重合体1Dは、Tgが135℃であり、室温で白色粉末状のポリマーであった。19F−NMRおよびH−NMR測定により計算されたポリマー組成は、モノマー2−1からなる繰り返し単位/モノマー4からなる繰り返し単位=80/20モル%であった。
得られた重合体1Dは、アセトン、THF、酢酸エチル、メタノールには可溶であり、R225、パーフルオロ(2−ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロ−n−オクタンには不溶であった。
(Example 8)
1.5 g of monomer 2-1 obtained in Synthesis Example 4, 0.42 g of 5-norbornene-2-carboxylic acid (hereinafter referred to as “monomer 4”) and 3.56 g of butyl acetate were made of glass having an internal volume of 30 mL. The pressure resistant reactor was charged, and 0.55 g of IPP was added as a polymerization initiator. After the system was frozen and degassed, the tube was sealed and polymerized in a constant temperature shaking tank (40 ° C.) for 18 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into hexane to reprecipitate the polymer, followed by vacuum drying at 80 ° C. for 24 hours. As a result, 1.1 g of an amorphous polymer having a fluorine-containing ring structure in the main chain (hereinafter referred to as “polymer 1D”) was obtained. The PSt equivalent molecular weight measured by GPC using THF as a solvent was a number average molecular weight (Mn) 2100, a weight average molecular weight (Mw) 3000, and Mw / Mn = 1.43.
When measured by differential scanning calorimetry (DSC), the obtained polymer 1D had a Tg of 135 ° C. and was a white powder polymer at room temperature. The polymer composition calculated by 19 F-NMR and 1 H-NMR measurements was: repeating unit consisting of monomer 2-1 / repeating unit consisting of monomer 4 = 80/20 mol%.
The obtained polymer 1D was soluble in acetone, THF, ethyl acetate, and methanol, and insoluble in R225, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran), and perfluoro-n-octane.

(実施例9)
実施例7において、モノマー1−1の替わりに、合成例4で得られたモノマー2−1を用いる以外は、実施例7と同様の反応を行い、主鎖に含フッ素環構造を有する非結晶ポリマー(以下、「重合体2D」という。)を得ることができる。
Example 9
In Example 7, the same reaction as in Example 7 was carried out except that the monomer 2-1 obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the monomer 1-1, and an amorphous having a fluorinated ring structure in the main chain A polymer (hereinafter referred to as “polymer 2D”) can be obtained.

(実施例10〜13)
実施例4〜7で得られた重合体2C〜5Cのそれぞれ1.0gを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート9.0gに溶解させ、孔径0.2μmのPTFE製フィルターを用いてろ過し、レジスト保護膜組成物を製造した。
次いで、CaF2基板上に、得られた各レジスト保護膜組成物を回転塗布し、塗布後90℃で2分間加熱処理して、下記表1に示す膜厚のレジスト保護膜を形成した。このようにして得られたレジスト保護膜の光線透過率を表1に示す。これにより、得られたレジスト保護膜の波長193nmのArFエキシマレーザー、波長157nmのF2エキシマレーザーに対する透過率はいずれも優れていることが分かった。
(Examples 10 to 13)
1.0 g of each of the polymers 2C to 5C obtained in Examples 4 to 7 was dissolved in 9.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and filtered using a PTFE filter having a pore size of 0.2 μm, and a resist protective film A composition was prepared.
Subsequently, each obtained resist protective film composition was spin-coated on the CaF 2 substrate, and after the coating, heat treatment was performed at 90 ° C. for 2 minutes to form a resist protective film having a thickness shown in Table 1 below. The light transmittance of the resist protective film thus obtained is shown in Table 1. Thus, it was found that the transmittance of the obtained resist protective film with respect to an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm and an F 2 excimer laser with a wavelength of 157 nm was excellent.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

(実施例14〜16)
実施例4、実施例6および実施例7で得られた重合体2C、4Cおよび5Cのそれぞれ1.0gを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート9.0gに溶解させ、孔径0.2μmのPTFE製フィルターを用いてろ過し、レジスト保護膜組成物を製造した。
次いで、ヘキサメチルジシラザンで処理したシリコン基板上に、得られた各レジスト保護膜組成物を回転塗布し、塗布後90℃で2分間加熱処理して、膜厚0.15μmのレジスト保護膜を形成した。このようにして得られたレジスト保護膜の水に対する接触角を測定した。結果を表2に示す。これにより、重合体2C、4C、5Cを含有するレジスト保護膜組成物からなる保護膜は、適度な接触角(70度〜90度)を有することが分かった。
(Examples 14 to 16)
1.0 g of each of polymers 2C, 4C and 5C obtained in Example 4, Example 6 and Example 7 was dissolved in 9.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and a PTFE filter having a pore size of 0.2 μm was prepared. And filtered to produce a resist protective film composition.
Next, each obtained resist protective film composition is spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane, and after the coating, it is heat-treated at 90 ° C. for 2 minutes to form a resist protective film having a thickness of 0.15 μm. Formed. The contact angle of the resist protective film thus obtained with respect to water was measured. The results are shown in Table 2. Thereby, it turned out that the protective film which consists of a resist protective film composition containing polymer 2C, 4C, 5C has a moderate contact angle (70 degree-90 degree | times).

Figure 2006160988
Figure 2006160988

(実施例17〜19)
実施例14〜16で作成したシリコン基板上のレジスト保護膜を、水およびアルカリ現像液のそれぞれに30秒間浸漬させた。その後、110℃にて90秒間乾燥し、水およびアルカリ現像液への溶解の有無を目視により確認した。結果を表3に示す。これにより、得られたレジスト保護膜はいずれも水に不溶で、アルカリ現像液に可溶であることが分かった。
(Examples 17 to 19)
The resist protective film on the silicon substrate prepared in Examples 14 to 16 was immersed in water and an alkali developer for 30 seconds. Then, it dried for 90 seconds at 110 degreeC, and the presence or absence of the melt | dissolution in water and an alkali developing solution was confirmed visually. The results are shown in Table 3. Thus, it was found that all of the obtained resist protective films were insoluble in water and soluble in an alkaline developer.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

(実施例20〜22)
実施例14〜16で作成したシリコン基板上のレジスト保護膜の193nmの光に対する屈折率を、J.A.Woollam社製分光エリプソメーター(M2000D)を用いて測定した。結果を表4に示す。これにより、得られたレジスト保護膜の193nmに対する屈折率は、いずれも水の193nmに対する屈折率(1.44)より大きく、液浸媒体が水の場合にも、保護膜として有用であることが分かった。
(Examples 20 to 22)
The refractive index with respect to the light of 193 nm of the resist protective film on the silicon substrate prepared in Examples 14 to 16 was measured using a spectroscopic ellipsometer (M2000D) manufactured by JA Woollam. The results are shown in Table 4. As a result, the refractive index with respect to 193 nm of the obtained resist protective film is larger than the refractive index (1.44) with respect to 193 nm of water, and even when the immersion medium is water, it may be useful as a protective film. I understood.

Figure 2006160988
Figure 2006160988

Claims (14)

下記式(1)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位、を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OR1)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(1)
(式中、R1は、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基を表し、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
A fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (1).
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OR 1) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and R 2 and R 3 are respectively Independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, n is an integer of 0 to 2.)
下記式(2)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位、を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ1−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(2)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Qは(CH2bC(CF3c(R4dOR1(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基であり、R1はカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を有する炭素数20以下の有機基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
A fluorine-containing polymer having a monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (2).
CF 2 = CFCH 2 CHQ 1 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (2)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 1 represents (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OR 1 (b Is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group, R 1 is a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl group An organic group having 20 or less carbon atoms having at least one substituent selected from the group consisting of fluoride groups.), N is an integer of 0 to 2.)
下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
Monomer units obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3);
A monomer unit obtained by polymerizing a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group and a carbon-carbon double bond;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)
下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
Monomer units obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3);
Obtained by polymerizing a monomer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and a carbon-carbon double bond substituted with a fluorine atom. Monomer units;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)
下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
A monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4);
A monomer unit obtained by polymerizing a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group and a carbon-carbon double bond;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)
下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して得られるモノマー単位と、
アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体を重合して得られるモノマー単位と、
を有する含フッ素ポリマー。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
A monomer unit obtained by cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4);
Obtained by polymerizing a monomer having an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms) and a carbon-carbon double bond substituted with a fluorine atom. Monomer units;
A fluorine-containing polymer.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)
下記式(3)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する、請求項1に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
A polymerization step of cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (3) to form a polymer; and at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group in the polymer A process for producing a fluoropolymer according to claim 1, comprising an introduction step of introducing one substituent.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)
下記式(4)で表される含フッ素ジエンを環化重合して重合体を生成する重合工程と、該重合体にカルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を導入する導入工程とを具備する、請求項2に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
A polymerization step of cyclopolymerizing a fluorine-containing diene represented by the following formula (4) to form a polymer, and at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group in the polymer; A method for producing a fluoropolymer according to claim 2, further comprising an introduction step of introducing one substituent.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)
下記式(3)で表される含フッ素ジエンと、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程を具備する、請求項3に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
A monomer having a fluorine-containing diene represented by the following formula (3), at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and a carbon-carbon double bond; The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer of Claim 3 which comprises the copolymerization process of copolymerizing these.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)
下記式(3)で表される含フッ素ジエンと、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程とを具備する、請求項4に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCF2C(CF3)(OH)−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(3)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表す。nは0〜2の整数である。)
Fluorine-containing diene represented by the following formula (3), an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), and a carbon-carbon 2 substituted with a fluorine atom. The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer of Claim 4 which comprises the copolymerization process of copolymerizing the monomer which has a heavy bond.
CF 2 = CFCF 2 C (CF 3) (OH) - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (3)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms. N is an integer of 0 to 2.)
下記式(4)で表される含フッ素ジエンと、カルボキシ基、スルホ基およびスルホニルフルオリド基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基と炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程を具備する、請求項5に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
A monomer having a fluorine-containing diene represented by the following formula (4), at least one substituent selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfo group and a sulfonyl fluoride group, and a carbon-carbon double bond; The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer of Claim 5 which comprises the copolymerization process of copolymerizing these.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)
下記式(4)で表される含フッ素ジエンと、アルコキシカルボニル基(C(O)OR5、R5は炭素数6以下のアルキル基を表す。)とフッ素原子で置換された炭素−炭素二重結合とを有する単量体と、を共重合する共重合工程とを具備する、請求項6に記載の含フッ素ポリマーを得る含フッ素ポリマーの製造方法。
CF2=CFCH2CHQ2−(CH2nCR2=CHR3 ・・・(4)
(式中、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素数12以下のアルキル基を表し、Q2は(CH2bC(CF3c(R4dOH(bは0〜3の整数であり、c、dはc+d=2を満たす0〜2の整数であり、R4は水素原子、フッ素原子またはメチル基である。)を表す。nは0〜2の整数である。)
Fluorine-containing diene represented by the following formula (4), an alkoxycarbonyl group (C (O) OR 5 , R 5 represents an alkyl group having 6 or less carbon atoms), and a carbon-carbon disubstituted with a fluorine atom. The manufacturing method of the fluorine-containing polymer which obtains the fluorine-containing polymer of Claim 6 which comprises the copolymerization process of copolymerizing the monomer which has a heavy bond.
CF 2 = CFCH 2 CHQ 2 - (CH 2) n CR 2 = CHR 3 ··· (4)
(In the formula, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 12 or less carbon atoms, and Q 2 is (CH 2 ) b C (CF 3 ) c (R 4 ) d OH (b is N is an integer of 0 to 3, c and d are integers of 0 to 2 satisfying c + d = 2, and R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a methyl group. .)
請求項1〜6のいずれかに記載の含フッ素ポリマーと、該含フッ素ポリマーを溶解する溶媒とを含有するレジスト保護膜組成物。   A resist protective film composition comprising the fluorine-containing polymer according to claim 1 and a solvent for dissolving the fluorine-containing polymer. 基材の表面にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層の上部に、請求項13に記載のレジスト保護膜組成物を用いてレジスト保護膜を形成するレジスト保護膜形成工程と、
前記レジスト保護膜が形成された基材を液浸リソグラフィ法により露光し、アルカリ現像する処理工程と、
を具備するフォトレジストパターン形成方法。
A resist layer forming step of forming a resist layer on the surface of the substrate;
A resist protective film forming step of forming a resist protective film on the resist layer using the resist protective film composition according to claim 13;
A step of exposing the substrate on which the resist protective film has been formed by an immersion lithography method and performing alkali development;
A photoresist pattern forming method comprising:
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