JP5682773B2 - Fluorosurfactant, coating composition using the same, and resist composition - Google Patents

Fluorosurfactant, coating composition using the same, and resist composition Download PDF

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本発明は、高度な表面平滑性が求められる各種塗料分野、あるいは精密塗工が要求され、スピンコーティング、スプレーコーティングの様な高速、高剪断力のかかる塗工方法を必要とするコーティング分野、例えば、紫外線、遠紫外線、エキシマレーザー光、X線等の放射線に感応するフォトレジストを使用するフォトリソグラフィー工程、詳しくはLSI、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の基板の製造、各種磁気ディスク、CD、DVD等の記録媒体の製造、PS版の製造、その他のフォトファブリケーション工程で好適に使用でき、かつ環境及び生体への蓄積性が低い含フッ素界面活性剤及びその組成物に関する。   The present invention can be applied to various coating fields where high surface smoothness is required, or coating fields that require precision coating and require high speed, high shearing coating methods such as spin coating and spray coating. Photolithography process using photoresist that is sensitive to radiation such as UV, far UV, excimer laser light, X-rays, in particular, semiconductor manufacturing process such as LSI and IC, manufacturing of substrates such as liquid crystal and thermal head, various magnetics The present invention relates to a fluorine-containing surfactant which can be suitably used in the production of recording media such as discs, CDs and DVDs, the production of PS plates, and other photofabrication processes, and has low accumulation in the environment and living body, and a composition thereof.

従来より各種コーティング分野において、得られる塗膜の均質性及び平滑性を向上させる目的で、炭化水素系、シリコーン系、フッ素系等の様々なレベリング剤と称される界面活性剤が使用されている。その中でもフッ素系界面活性剤は、その表面張力低下能が高いこと、塗工後の汚染が少ないことから幅広く用いられている。   In various coating fields, surfactants called various leveling agents such as hydrocarbons, silicones, and fluorines have been used for the purpose of improving the homogeneity and smoothness of the resulting coating film. . Among them, fluorine-based surfactants are widely used because of their high surface tension reducing ability and low contamination after coating.

このようなフッ素系界面活性剤としては、水素原子の少なくとも1つがフッ素原子に置換された炭素原子数20以下のアルキル基を有する重合単位を有する重合体を利用する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特に、炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を利用する界面活性剤が、その表面張力低下能に起因するレベリング剤としての性能に優れることが示されているが、炭素原子数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤ではその性能を維持することは難しく、炭素原子数が少なくなるにつれてさらに表面張力低下能は低くなる問題があった。   As such a fluorine-based surfactant, a method using a polymer having a polymer unit having an alkyl group having 20 or less carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom has been proposed (for example, , See Patent Document 1). In particular, it has been shown that a surfactant using a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms is excellent in performance as a leveling agent due to its ability to lower the surface tension, but the number of carbon atoms is 6 or less. In the case of a surfactant having a perfluoroalkyl group, it is difficult to maintain its performance, and there is a problem that the surface tension reducing ability further decreases as the number of carbon atoms decreases.

しかし、近年、炭素原子数8のパーフルオロアルキル基を有する化合物は分解することにより、環境及び生体への蓄積性が高いパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)又はパーフルオロオクタン酸(PFOA)を生成し得ることが明らかになった。また、炭素原子数が8よりもさらに多いパーフルオロアルキル基を有する化合物は、さらに環境及び生体への蓄積性が高い化合物を生成し得ることも明らかになった。そのため、市場では、構造上これらを生成し得えない炭素原子数6以下で、可能な限り短鎖長のフッ素化アルキル基、例えば炭素原子数4以下のものが求められているが、前述のとおり、短鎖長になるにつれて界面活性剤としての性能は両立するのが困難になる。   However, in recent years, compounds having a perfluoroalkyl group having 8 carbon atoms decompose to produce perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) or perfluorooctanoic acid (PFOA) having high accumulation in the environment and living body. It became clear to get. It has also been clarified that a compound having a perfluoroalkyl group having more carbon atoms than 8 can produce a compound having higher accumulation in the environment and living body. Therefore, the market demands a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms and a chain length as short as possible, for example, 4 or less carbon atoms, which cannot generate them due to the structure. As described above, as the chain length becomes shorter, it becomes difficult to achieve both performance as a surfactant.

特開平10−230154号公報JP-A-10-230154

本発明が解決しようとする課題は、炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基を有する界面活性剤であっても、炭素原子数8以上のフッ素化アルキル基を有する界面活性剤と同等以上の高い表面張力低下能を有するレベリング剤として用いることができるフッ素系界面活性剤を提供することである。また、このフッ素系界面活性剤を用いたコーティング組成物及びレジスト組成物を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that a surfactant having a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms is as high as or higher than a surfactant having a fluorinated alkyl group having 8 or more carbon atoms. It is to provide a fluorosurfactant that can be used as a leveling agent having a surface tension reducing ability. Moreover, it is providing the coating composition and resist composition using this fluorine-type surfactant.

本発明者らは、鋭意研究した結果、炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とエチレン性二重結合とを有するフッ素系重合性単量体と、非フッ素系重合性単量体との共重合体において、上記フッ素系重合性単量体の重合セグメントと上記非フッ素系重合性単量体の重合セグメントとを有するブロック共重合体からなるフッ素系界面活性剤で、該フッ素系界面活性剤中のフッ素原子含有量が特定の範囲のものは、炭素原子数8以上のフッ素化アルキル基とエチレン性二重結合とを有するフッ素系重合性単量体と、非フッ素系重合性単量体との通常のランダム共重合体と同等以上の表面張力低下能を示し、環境や生体への蓄積性においてよりリスクの低いフッ素系レベリング剤として有効であることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research, the present inventors have found that a fluorinated polymerizable monomer having a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms and an ethylenic double bond and a non-fluorinated polymerizable monomer are co-polymerized. In the polymer, a fluorosurfactant comprising a block copolymer having a polymer segment of the fluoropolymeric monomer and a polymer segment of the non-fluoropolymeric monomer, the fluorosurfactant The fluorine atom content in a specific range includes a fluorinated polymerizable monomer having a fluorinated alkyl group having 8 or more carbon atoms and an ethylenic double bond, and a non-fluorinated polymerizable monomer. The present invention has been completed by discovering that it has a surface tension reducing ability equivalent to or higher than that of a normal random copolymer and is effective as a low-level fluorine leveling agent in terms of accumulation in the environment and living body.

すなわち、本発明は、炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とエチレン性二重結合とを有するフッ素系重合性単量体(m1)からなる重合セグメントと、非フッ素系重合性単量体(m2)を含む重合セグメントからなるブロック共重合体で、該ブロック共重合が、炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1〜6のアルキルエステルを使用して原子移動ラジカル重合により製造されたもので、かつ該ブロック共重合体中のフッ素原子含有率が4〜40質量%であることを特徴とするフッ素系界面活性剤を提供するものである。


That is, the present invention relates to a polymer segment comprising a fluorinated polymerizable monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms and an ethylenic double bond, and a non-fluorinated polymerizable monomer ( a block copolymer comprising a polymer segment comprising m2) , wherein the block copolymer is an atom transfer radical using an alkyl ester of 1 to 6 carbon atoms of a 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms those prepared by polymerization or one the block copolymer of the fluorine atom content is to provide a fluorine-based surfactant, which is a 4 to 40 wt%.


また、本発明は、上記フッ素系界面活性剤を含有するコーティング組成物及びレジスト組成物を提供するものである。   Moreover, this invention provides the coating composition and resist composition containing the said fluorine-type surfactant.

本発明のフッ素系界面活性剤は、炭素原子数4以下の短鎖パーフルオロアルキル基を用いており、環境及び生体への蓄積性の低い安全な製品である。また、本発明のフッ素系界面活性剤をコーティング組成物やレジスト組成物の添加剤として用いると、スピンコーティング、スプレーコーティングの様な高速、高剪断力のかかる塗工方法を必要とするコーティング分野において高度な表面平滑性を実現することができる。   The fluorosurfactant of the present invention uses a short-chain perfluoroalkyl group having 4 or less carbon atoms and is a safe product with low accumulation in the environment and living body. In addition, when the fluorosurfactant of the present invention is used as an additive for a coating composition or a resist composition, in a coating field requiring a high-speed, high-shearing coating method such as spin coating or spray coating. High surface smoothness can be realized.

図1は実施例1で合成したフッ素系界面活性剤(1)のIRスペクトルである。FIG. 1 is an IR spectrum of the fluorosurfactant (1) synthesized in Example 1. 図2は実施例1で合成したフッ素系界面活性剤(1)のH−NMRスペクトルである。FIG. 2 is a 1 H-NMR spectrum of the fluorosurfactant (1) synthesized in Example 1. 図3は実施例1で合成したフッ素系界面活性剤(1)のGPCチャートである。FIG. 3 is a GPC chart of the fluorosurfactant (1) synthesized in Example 1.

本発明で用いる炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とエチレン性二重結合とを有するフッ素系重合性単量体(m1)としては、分子中に炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とエチレン性不飽和基とを有する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。また、上記炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とは、炭素原子数1〜4のパーフルオロアルキル基又は水素原子の一部をフッ素原子とした部分フッ素化アルキル基であるが、界面活性剤としての効果が高いことからパーフルオロアルキル基が好ましい。さらに、炭素原子数は多いほど好ましく、炭素原子数4のものが特に好ましい。   As the fluorine-based polymerizable monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms and an ethylenic double bond used in the present invention, a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms in the molecule and Any compound having an ethylenically unsaturated group can be used without particular limitation. The fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a partially fluorinated alkyl group in which a part of hydrogen atoms are fluorine atoms. A perfluoroalkyl group is preferable because of its high effect. Furthermore, the greater the number of carbon atoms, the better, and those with 4 carbon atoms are particularly preferred.

上記フッ素系重合性単量体(m1)としては、原料の入手性、各種コーティング組成物中の配合成分に対する相溶性を制御することの容易性、あるいは重合反応性の観点から(メタ)アクリルエステル基を有する化合物が適しており、具体的には一般式(1)で表されるフッ素化(メタ)アクリレート等が挙げられる。   The fluorine-based polymerizable monomer (m1) is a (meth) acrylic ester from the viewpoints of availability of raw materials, ease of controlling compatibility with blending components in various coating compositions, or polymerization reactivity. A compound having a group is suitable, and specific examples include fluorinated (meth) acrylates represented by the general formula (1).

Figure 0005682773
Figure 0005682773

さらに好ましい上記フッ素系重合性単量体(m1)として、下記式(1−1)〜(1−4)で表される化合物等が挙げられる。   More preferable examples of the fluorine-based polymerizable monomer (m1) include compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-4).

Figure 0005682773
Figure 0005682773

なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいい、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸とアクリル酸の一方又は両方をいう。   In the present invention, “(meth) acrylate” refers to one or both of methacrylate and acrylate, and “(meth) acrylic acid” refers to one or both of methacrylic acid and acrylic acid.

本発明で用いる非フッ素系単量体(m2)としては、例えば、オキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体、アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体等が挙げられる。上記オキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体としては、下記一般式(2)で表されるオキシアルキレン基を有する単量体が挙げられる。   Examples of the non-fluorinated monomer (m2) used in the present invention include an ethylenically unsaturated monomer having an oxyalkylene group and an ethylenically unsaturated monomer having an alkyl group. Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an oxyalkylene group include a monomer having an oxyalkylene group represented by the following general formula (2).

Figure 0005682773
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、X及びYはそれぞれ独立のアルキレン基であり、n及びmはそれぞれ0または1以上の整数であり、かつnとmとの合計は1以上であり、Zは水素原子又は炭素原子数1〜6のアルキル基である。)
Figure 0005682773
(Wherein R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, X and Y are each independently an alkylene group, n and m are each 0 or an integer of 1 or more, and the sum of n and m is 1) And Z is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

なお、上記一般式(2)中のX及びYはアルキレン基であるが、このアルキレン基は、置換基を有していてもよい。−O−(XO)−(YO)−部分の具体例としては、例えば、繰返し単位数nが1でmが0であり、かつXがエチレンであるエチレングリコール、繰返し単位数nが1でmが0であり、かつXがプロピレンであるプロピレングリコール、繰返し単位数nが1でmが0であり、かつXがブチレンであるブチレングリコール、繰返し単位数nが1以上の整数でmが0であり、かつXがエチレンであるポリエチレングリコール、繰返し単位数nが1以上の整数でmが0であり、かつXがともに1−メチルエチレン(プロピレン)であるポリプロピレングリコール、繰返し単位数n及びmがともに1以上の整数であり、かつX又はYがエチレンで他方が1−メチルエチレン(プロピレン)であるエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体等のポリアルキレングリコールが挙げられる。なお、これらのポリアルキレングリコールの重合度、すなわち一般式(2)中のnとmとの合計が1〜100のものが好ましい。 In addition, although X and Y in the said General formula (2) are alkylene groups, this alkylene group may have a substituent. Specific examples of the —O— (XO) n — (YO) m — moiety include, for example, ethylene glycol in which the number of repeating units n is 1 and m is 0, and X is ethylene, and the number of repeating units n is 1. In which m is 0 and X is propylene, the number of repeating units n is 1 and m is 0 and X is butylene glycol in which X is butylene, the number of repeating units n is an integer of 1 or more and m is Polyethylene glycol in which X is 0 and X is ethylene, polypropylene glycol in which the repeating unit number n is an integer of 1 or more and m is 0, and X is 1-methylethylene (propylene), repeating unit number n and Copolymerization of ethylene oxide and propylene oxide in which m is an integer of 1 or more and X or Y is ethylene and the other is 1-methylethylene (propylene) Examples include polyalkylene glycols such as coalescence. In addition, the thing of 1-100 of the polymerization degree of these polyalkylene glycols, ie, the sum total of n and m in General formula (2), is preferable.

上記オキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体は、上記の繰返し単位数nが1でmが0である場合は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、このアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルの(メタ)アクリル酸エステルではない末端が炭素原子数1〜6のアルキル基によって封止されたもの、繰返し単位数n及びmの合計が2以上の整数である場合は、ポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、このポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルの(メタ)アクリル酸エステルではない末端が炭素原子数1〜6のアルキル基によって封止されたもの等が挙げられる。上記オキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体の市販品としては、例えば、新中村化学工業株式会社製の「NKエステルM−20G」、「NKエステルM−40G」、「NKエステルM−90G」、「NKエステルM−230G」、「NKエステルAM−90G」、「NKエステルAMP−10G」、「NKエステルAMP−20G」、「NKエステルAMP−60G」、日油株式会社製の「ブレンマーPE−90」、「ブレンマーPE−200」、「ブレンマーPE−350」、「ブレンマーPME−100」、「ブレンマーPME−200」、「ブレンマーPME−400」、「ブレンマーPME−4000」、「ブレンマーPP−1000」、「ブレンマーPP−500」、「ブレンマーPP−800」、「ブレンマー70PEP−350B」、「ブレンマー55PET−800」、「ブレンマー50POEP−800B」、「ブレンマー10PPB−500B」、「ブレンマーNKH−5050」、「ブレンマーAP−400」、「ブレンマーAE−350」等が挙げられる。これらのオキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   When the number of repeating units n is 1 and m is 0, the ethylenically unsaturated monomer having an oxyalkylene group is a mono (meth) acrylic alkylene glycol such as ethylene glycol, propylene glycol, or butylene glycol. Acid ester, mono (meth) acrylic acid ester of alkylene glycol whose non- (meth) acrylic acid ester is capped with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the total number of repeating units n and m is When it is an integer of 2 or more, the end of the poly (alkylene glycol) mono (meth) acrylate, which is not the (meth) acrylate ester of the poly (alkylene glycol) mono (meth) acrylate, has 1 to 6 carbon atoms. And the like sealed with an alkyl group. Examples of commercially available ethylenically unsaturated monomers having an oxyalkylene group include “NK Ester M-20G”, “NK Ester M-40G”, and “NK Ester M-” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. "90G", "NK ester M-230G", "NK ester AM-90G", "NK ester AMP-10G", "NK ester AMP-20G", "NK ester AMP-60G", " "Blemmer PE-90", "Blemmer PE-200", "Blemmer PE-350", "Blemmer PME-100", "Blemmer PME-200", "Blemmer PME-400", "Blemmer PME-4000", "Blemmer PP-1000 "," Blemmer PP-500 "," Blemmer PP-800 "," Blemmer 70 " EP-350B "," Blemmer 55PET-800 "," Blemmer 50POEP-800B "," Blemmer 10PPB-500B "," Blemmer NKH-5050 "," Blemmer AP-400 "," Blemmer AE-350 "and the like. . These ethylenically unsaturated monomers having an oxyalkylene group can be used alone or in combination of two or more.

上記非フッ素系単量体(m2)として用いることができるアルキル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、下記一般式(3)で表される単量体が挙げられる。   Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an alkyl group that can be used as the non-fluorinated monomer (m2) include monomers represented by the following general formula (3).

Figure 0005682773
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素原子数1〜18の直鎖状、分岐状又は環構造を有するアルキル基である。)
Figure 0005682773
(In the formula, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is an alkyl group having a linear, branched or ring structure having 1 to 18 carbon atoms.)

なお、上記一般式(3)中のRは炭素原子数1〜18の直鎖状、分岐状又は環構造を有するアルキル基であるが、このアルキル基は、脂肪族又は芳香族の炭化水素基、水酸基等の置換基を有していてもよい。上記アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸の炭素原子数が1〜18のアルキルエステル;ジシクロペンタニルオキシルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニルオキシルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素原子数1〜18の橋架け環状アルキルエステルなどが挙げられる。これらのアルキル基を有するエチレン性不飽和単量体は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。 The above general formula (3) in R 5 is a straight-chain having 1 to 18 carbon atoms, is an alkyl group having a branched or cyclic structure, the alkyl group, an aliphatic or aromatic hydrocarbon It may have a substituent such as a group or a hydroxyl group. Specific examples of the ethylenically unsaturated monomer having an alkyl group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Alkyl having 1 to 18 carbon atoms in (meth) acrylic acid such as octyl acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate Esters: dicyclopentanyloxylethyl (meth) acrylate, isobornyloxylethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate , Dicyclopentenyl (meth) acryl Such as chromatography bets, etc. (meth) bridging cyclic alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms of acrylic acid. These ethylenically unsaturated monomers having an alkyl group can be used alone or in combination of two or more.

本発明のフッ素系界面活性剤を製造する方法としては、特に制限はないが、フッ素系重合性単量体(m1)からなる重合セグメントと、非フッ素系重合性単量体(m2)を含む重合セグメントからなるブロック共重合体を得るための重合反応の制御し易さからリビングラジカル重合が好ましい。   The method for producing the fluorosurfactant of the present invention is not particularly limited, and includes a polymer segment composed of a fluoropolymerizable monomer (m1) and a non-fluorine polymerizable monomer (m2). Living radical polymerization is preferred from the viewpoint of easy control of the polymerization reaction for obtaining a block copolymer comprising polymerized segments.

一般にリビングラジカル重合においては、活性重合末端が原子又は原子団により保護されたドーマント種が可逆的にラジカルを発生させてモノマーと反応することにより生長反応が進行し、第一のモノマーが消費されても生長末端が活性を失うことなく、逐次的に追加される第二モノマーと反応してブロックポリマーを得ることができる。このようなリビングラジカル重合の例としては、原子移動ラジカル重合(ATRP)、可逆的付加−開裂型ラジカル重合(RAFT)、ニトロキシドを介するラジカル重合(NMP)、有機テルルを用いるラジカル重合(TERP)等が挙げられる。これらのうちどの方法を使用するかは特に制約はないが、制御の容易さなどから上記ATRPが好ましい。ATRPは、有機ハロゲン化物、又はハロゲン化スルホニル化合物等を開始剤、遷移金属化合物と配位子からなる金属錯体を触媒として重合される。   In general, in living radical polymerization, a dormant species whose active polymerization end is protected by an atom or an atomic group reversibly generates a radical and reacts with the monomer, whereby the growth reaction proceeds and the first monomer is consumed. However, the growth terminal can react with the second monomer added sequentially without losing the activity, and the block polymer can be obtained. Examples of such living radical polymerization include atom transfer radical polymerization (ATRP), reversible addition-cleavage radical polymerization (RAFT), radical polymerization via nitroxide (NMP), radical polymerization using organic tellurium (TERP), etc. Is mentioned. There is no particular restriction as to which of these methods is used, but the above ATRP is preferable from the viewpoint of ease of control. ATRP is polymerized using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator, and a metal complex composed of a transition metal compound and a ligand as a catalyst.

上記ATRPで使用する重合開始剤には、有機ハロゲン化化合物を用いることができる。具体的には、1−フェニルエチルクロライド及び1−フェニルエチルブロマイド、クロロホルム、四塩化炭素、2−クロロプロピオニトリル、α,α’−ジクロロキシレン、α,α’−ジブロモキシレン、ヘキサキス(α−ブロモメチル)ベンゼン、炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸(例えば2−クロロプロピオン酸、2−ブロモプロピオン酸、2−クロロイソ酪酸、2−ブロモイソ酪酸など)の炭素原子数1〜6のアルキルエステル等が挙げられる。また、炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1〜6のアルキルエステルのより具体的な例としては、例えば、2−クロロプロピオン酸メチル、2−クロロプロピオン酸エチル、2−ブロモプロピオン酸メチル、2−ブロモイソ酪酸エチル等が挙げられる。   An organic halogenated compound can be used for the polymerization initiator used in the ATRP. Specifically, 1-phenylethyl chloride and 1-phenylethyl bromide, chloroform, carbon tetrachloride, 2-chloropropionitrile, α, α′-dichloroxylene, α, α′-dibromoxylene, hexakis (α- 1 to 6 carbon atoms of bromomethyl) benzene, a 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms (for example, 2-chloropropionic acid, 2-bromopropionic acid, 2-chloroisobutyric acid, 2-bromoisobutyric acid, etc.) Examples include alkyl esters. Moreover, as a more specific example of a C1-C6 alkyl ester of a C1-C6 2-halogenated carboxylic acid, for example, methyl 2-chloropropionate, ethyl 2-chloropropionate, Examples include methyl 2-bromopropionate and ethyl 2-bromoisobutyrate.

上記ATRPで使用する遷移金属化合物は、Mn+で表されるものである。遷移金属であるMn+は、Cu、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ru2+、Ru3+、Cr2+、Cr3+、Mo、Mo、Mo2+、Mo3+、W2+、W3+、Rh3+、Rh4+、Co、Co2+、Re2+、Re3+、Ni、Ni、Mn3+、Mn4+、V2+、V3+、Zn、Zn2+、Au、Au2+、Ag及びAg2+からなる群から選択することができる。また、Xは、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルコキシル基、(S01/2、(P01/3、(HP01/2、(HP0)、トリフラート、ヘキサフルオロホスフェート、メタンスルホネート、アリールスルホネート(好ましくはベンゼンスルホネート又はトルエンスルホネート)、SeR、CN及びRCOOからなる群から選択することができる。ここで、Rは、アリール、直鎖状又は分岐状の炭素原子数1〜20(好ましくは炭素原子数1〜10)のアルキル基を表し、Rは、水素原子、ハロゲンで1〜5回(好適にはフッ素もしくは塩素で1〜3回)置換されていてもよい直鎖状又は分岐状の炭素原子数1〜6のアルキル基(好ましくはメチル基)を表す。さらに、nは、金属上の形式電荷を表し、0〜7の整数である。 The transition metal compound used in the ATRP is represented by M n + X n . Transition metal M n + is Cu + , Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ru 2+ , Ru 3+ , Cr 2+ , Cr 3+ , Mo 0 , Mo + , Mo 2+ , Mo 3+ , W 2+ , W 3+ , Rh 3+ , Rh 4+ , Co + , Co 2+ , Re 2+ , Re 3+ , Ni 0 , Ni + , Mn 3+ , Mn 4+ , V 2+ , V 3+ , Zn + , Zn 2+ , Au + , Au 2+ , Ag + And Ag 2+ . X is a halogen atom, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, (S0 4 ) 1/2 , (P0 4 ) 1/3 , (HP0 4 ) 1/2 , (H 2 P0 4 ), triflate , Hexafluorophosphate, methane sulfonate, aryl sulfonate (preferably benzene sulfonate or toluene sulfonate), SeR 1 , CN and R 2 COO. Here, R 1 represents aryl, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms), and R 2 is 1 to 5 hydrogen atom or halogen. It represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably a methyl group) which may be substituted once (preferably 1 to 3 times with fluorine or chlorine). Further, n represents a formal charge on the metal and is an integer of 0 to 7.

上記遷移金属錯体としては特に限定されないが、好ましいものとして、7、8、9、10、11族の遷移金属錯体が、さらに好ましいものとして、0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄又は2価のニッケルの錯体が挙げられる。   Although it does not specifically limit as said transition metal complex, As a preferable thing, the transition metal complex of 7,8,9,10,11 is still more preferable as zero valent copper, monovalent copper, divalent ruthenium. A complex of divalent iron or divalent nickel may be mentioned.

上記の遷移金属と配位結合可能な配位子を有する化合物としては、遷移金属とσ結合を介して配位できる1つ以上の窒素原子、酸素原子、リン原子又は硫黄原子を含む配位子を有する化合物、遷移金属とπ結合を介して配位できる2つ以上の炭素原子を含む配位子を有する化合物、遷移金属とμ結合又はη結合を介して配位できる配位子を有する化合物が挙げられる。   The compound having a ligand capable of coordinating with a transition metal is a ligand containing at least one nitrogen atom, oxygen atom, phosphorus atom or sulfur atom that can be coordinated with the transition metal via a σ bond. A compound having two or more carbon atoms capable of coordinating with a transition metal via a π bond, a compound having a ligand capable of coordinating with a transition metal via a μ bond or η bond Is mentioned.

上記配位子を有する化合物の具体例としては、例えば、中心金属が銅の場合は2,2’−ビピリジル及びその誘導体、1,10−フェナントロリン及びその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリス(2−アミノエチル)アミン等のポリアミン等の配位子との錯体が挙げられる。また2価のルテニウム錯体としては、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジクロロトリス(トリブチルホスフィン)ルテニウム、ジクロロ(シクロオクタジエン)ルテニウム、ジクロロベンゼンルテニウム、ジクロロp−シメンルテニウム、ジクロロ(ノルボルナジエン)ルテニウム、シス−ジクロロビス(2,2’−ビピリジン)ルテニウム、ジクロロトリス(1,10−フェナントロリン)ルテニウム、カルボニルクロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等が挙げられる。さらに2価の鉄錯体としては、ビストリフェニルホスフィン錯体、トリアザシクロノナン錯体等が挙げられる。   Specific examples of the compound having a ligand include, for example, when the central metal is copper, 2,2′-bipyridyl and its derivatives, 1,10-phenanthroline and its derivatives, tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, hexa And a complex with a ligand such as polyamine such as methyltris (2-aminoethyl) amine. Examples of the divalent ruthenium complex include dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, dichlorotris (tributylphosphine) ruthenium, dichloro (cyclooctadiene) ruthenium, dichlorobenzeneruthenium, dichlorop-cymenruthenium, dichloro (norbornadiene) ruthenium, Examples include cis-dichlorobis (2,2′-bipyridine) ruthenium, dichlorotris (1,10-phenanthroline) ruthenium, and carbonylchlorohydridotris (triphenylphosphine) ruthenium. Furthermore, examples of the divalent iron complex include a bistriphenylphosphine complex and a triazacyclononane complex.

また、上記リビングラジカル重合においては、溶媒を使用することが好ましい。使用する溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。また、これらの溶媒は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   In the living radical polymerization, it is preferable to use a solvent. Examples of the solvent used include ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate; ether solvents such as diisopropyl ether, dimethoxyethane, and diethylene glycol dimethyl ether; halogen solvents such as dichloromethane and dichloroethane; toluene, Aromatic solvents such as xylene; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; aprotic polar solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明のフッ素系界面活性剤の製造にあたっては、重合開始剤、遷移金属化合物、該遷移金属と配位結合可能な配位子を有する化合物、及び溶媒の存在下で、フッ素系重合性単量体(m1)をリビングラジカル重合させた後、非フッ素系重合性単量体(m2)を加えてさらにリビングラジカル重合させるか、あるいは非フッ素系重合性単量体(m2)をリビングラジカル重合させた後、フッ素系重合性単量体(m1)をリビングラジカル重合させる方法のいずれかをとることが好ましい。   In the production of the fluorosurfactant of the present invention, in the presence of a polymerization initiator, a transition metal compound, a compound having a ligand capable of coordinating with the transition metal, and a solvent, a fluoropolymeric monomer. After subjecting the body (m1) to living radical polymerization, the non-fluorinated polymerizable monomer (m2) is added and further living radical polymerized, or the non-fluorinated polymerizable monomer (m2) is living radically polymerized. After that, it is preferable to take one of the methods of living radical polymerization of the fluorine-based polymerizable monomer (m1).

上記リビングラジカル重合の際の重合温度は、室温から120℃の範囲が好ましい。   The polymerization temperature in the living radical polymerization is preferably in the range of room temperature to 120 ° C.

また、本発明のフッ素系界面活性剤をリビングラジカル重合により製造する場合は、該フッ素系界面活性剤中に、重合で用いた遷移金属化合物に起因する金属が残留することがある。そこで、金属が残留すると問題を生じるフォトレジスト組成物等の半導体用途に用いる場合には、重合反応後に活性アルミナ等を用いて残留金属を除去することが好ましい。   Further, when the fluorosurfactant of the present invention is produced by living radical polymerization, the metal resulting from the transition metal compound used in the polymerization may remain in the fluorosurfactant. Therefore, when used in semiconductor applications such as a photoresist composition that causes a problem when the metal remains, it is preferable to remove the residual metal using activated alumina or the like after the polymerization reaction.

本発明のフッ素系界面活性剤の数平均分子量(Mn)は、3,000以上が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。数平均分子量(Mn)がこの範囲であると、本発明のフッ素系界面活性剤をコーティング組成物等の樹脂組成物に添加した際の他の配合成分との相溶性が良好であり、高度なレベリング性を実現することができる。なお、数平均分子量(Mn)の測定条件は、実施例に記載する。   The number average molecular weight (Mn) of the fluorosurfactant of the present invention is preferably 3,000 or more, and more preferably 5,000 to 100,000. When the number average molecular weight (Mn) is in this range, compatibility with other compounding components when the fluorosurfactant of the present invention is added to a resin composition such as a coating composition is good, Leveling can be achieved. In addition, the measurement conditions of a number average molecular weight (Mn) are described in an Example.

本発明のフッ素系界面活性剤中のフッ素原子含有率は、4〜40質量%の範囲であるが、5〜35質量%の範囲がより好ましく、6〜25質量%の範囲がさらに好ましい。フッ素原子含有率が4質量%未満の場合は十分なレベリング性能が発現せず、平滑な塗膜を得ることが難しい。また、フッ素原子含有率が40質量%を超えると、他の樹脂との相溶性が低下し、塗膜に濁りやブツが生じる等の問題がある。   The fluorine atom content in the fluorosurfactant of the present invention is in the range of 4 to 40% by mass, more preferably in the range of 5 to 35% by mass, and still more preferably in the range of 6 to 25% by mass. When the fluorine atom content is less than 4% by mass, sufficient leveling performance is not exhibited, and it is difficult to obtain a smooth coating film. On the other hand, when the fluorine atom content exceeds 40% by mass, the compatibility with other resins is lowered, and there are problems such as turbidity and unevenness in the coating film.

本発明のコーティング組成物は、上記の本発明のフッ素系界面活性剤を添加剤として用いたものである。コーティング組成物中の該フッ素系界面活性剤の添加量は、コーティング樹脂の種類、塗工方法、目的とする膜厚等によって異なるが、コーティング組成物のうち固形分100質量部に対して0.0001〜10質量部が好ましく、0.001〜5質量部がより好ましく、0.01〜2質量部がさらに好ましい。フッ素系界面活性剤がこの範囲の添加量であれば、十分に表面張力を低下させることができ、目的とするレベリング性が得られ、塗工時の泡立ち等不具合の発生を抑制できる。   The coating composition of the present invention uses the above-described fluorosurfactant of the present invention as an additive. The amount of the fluorosurfactant added in the coating composition varies depending on the type of coating resin, the coating method, the target film thickness, etc. 0001-10 mass parts is preferable, 0.001-5 mass parts is more preferable, 0.01-2 mass parts is further more preferable. If the amount of the fluorosurfactant added is within this range, the surface tension can be sufficiently lowered, the intended leveling property can be obtained, and the occurrence of problems such as foaming during coating can be suppressed.

コーティング組成物の添加剤として、本発明のフッ素系界面活性剤を用いることで、従来の炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤に比べ、環境及び生体に対する蓄積性の低く、かつ従来の炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤の同等以上、すなわち高速、高剪断力を伴う塗工方法においても、高度なレベリング性を発現させるコーティング組成物を提供することが可能である。このようなコーティング組成物としては、有用なコーティング組成物として、例えば、各種塗料用組成物や感光性樹脂組成物が挙げられる。   By using the fluorosurfactant of the present invention as an additive of the coating composition, it can accumulate to the environment and living organisms compared to conventional fluorosurfactants having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms. A coating composition that exhibits a high leveling property even in a coating method that is low and equivalent to or higher than a conventional fluorosurfactant having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, that is, high speed and high shearing force. Can be provided. Examples of such a coating composition include various coating compositions and photosensitive resin compositions as useful coating compositions.

上記塗料用組成物としては、例えば、石油樹脂塗料、セラック塗料、ロジン系塗料、セルロース系塗料、ゴム系塗料、漆塗料、カシュー樹脂塗料、油性ビヒクル塗料等の天然樹脂を用いた塗料;フェノール樹脂塗料、アルキッド樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、アミノ樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料、フッ素樹脂塗料等の合成樹脂を用いた塗料などが挙げられる。   Examples of the paint composition include petroleum resin paints, shellac paints, rosin paints, cellulose paints, rubber paints, rubber paints, lacquer paints, cashew resin paints, oil resin vehicle paints and the like; phenol resins Paints, alkyd resin paints, unsaturated polyester resin paints, amino resin paints, epoxy resin paints, vinyl resin paints, acrylic resin paints, polyurethane resin paints, silicone resin paints, paints using fluororesin paints, etc. It is done.

また、上記塗料用組成物中には必要に応じて、顔料、染料、カーボン等の着色剤;シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等の無機粉末;高級脂肪酸、ポリアクリル樹脂、ポリエチレン等の有機微粉末;耐光性向上剤、耐候性向上剤、耐熱性向上剤、酸化防止剤、増粘剤、沈降防止剤等の各種添加剤を適宜添加することが可能である。さらに、塗工方法については、公知公用の塗工方法であればいずれの方法も使用でき、例えば、ロールコーター、静電塗装、バーコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、デイッピング塗布、スプレー塗布等の方法が挙げられる。   In the coating composition, if necessary, colorants such as pigments, dyes, and carbon; inorganic powders such as silica, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, calcium oxide, and calcium carbonate; Organic fine powders such as fatty acids, polyacrylic resins, polyethylene; various additives such as light resistance improvers, weather resistance improvers, heat resistance improvers, antioxidants, thickeners, antisettling agents may be added as appropriate Is possible. Furthermore, as for the coating method, any method can be used as long as it is a publicly known and publicly used coating method, for example, a roll coater, electrostatic coating, bar coater, gravure coater, knife coater, dipping coating, spray coating, etc. Is mentioned.

上記感光性樹脂組成物は、可視光、紫外光等の光を照射することにより樹脂の溶解性、粘度、透明度、屈折率、伝導度、イオン透過性等の物性が変化するものである。この感光性樹脂組成物の中でも、レジスト組成物(フォトレジスト組成物、カラーフィルター用のカラーレジスト組成物等)は、高度なレベリング性が要求される。通常、半導体又は液晶に関するフォトリソグラフィーにおいては、レジスト組成物を高剪断力の伴うスピンコーティングによって、厚さが1〜2μm程度になるようにシリコンウェハー又は各種金属を蒸着したガラス基板上に塗布するのが一般的である。この際、塗布膜厚が振れたり、一般にストリエーションといわれる塗布ムラが発生したりすると、パターンの直線性や再現性が低下し、目的とする精度を有するレジストパターンが得られないという問題が生じる。また、最近はそれ以外にも滴下跡、全体ムラ、中心部に比較しエッジ部が膜厚化するビード現象等の様々なレベリングに関与する問題点がクローズアップされている。半導体素子の高集積化に伴うレジストパターンの微細化又はシリコンウェハーの大口径化、液晶用ガラス基板の大型化が進む現在、このような塗布膜厚の振れやストリエーションの発生を抑えることが重要な課題となっている。また近年、半導体、液晶素子の生産性向上、高機能化等の観点から、上記塗布膜厚の振れやストリエーションの発生の抑制を厳密にコントロールする必要がある。   The photosensitive resin composition changes its physical properties such as solubility, viscosity, transparency, refractive index, conductivity, and ion permeability of the resin when irradiated with light such as visible light and ultraviolet light. Among these photosensitive resin compositions, resist compositions (photoresist compositions, color resist compositions for color filters, etc.) are required to have a high leveling property. Usually, in photolithography relating to semiconductors or liquid crystals, a resist composition is applied onto a silicon wafer or a glass substrate on which various metals are vapor-deposited by spin coating with high shearing force so as to have a thickness of about 1 to 2 μm. Is common. At this time, if the coating film thickness fluctuates or coating unevenness commonly referred to as striation occurs, the linearity and reproducibility of the pattern deteriorates, resulting in a problem that a resist pattern having the desired accuracy cannot be obtained. . Recently, other problems related to various leveling such as dripping marks, overall unevenness, and a bead phenomenon in which the edge portion becomes thicker than the central portion have been highlighted. As resist patterns become finer, silicon wafers have larger diameters, and glass substrates for liquid crystals are becoming larger due to higher integration of semiconductor elements, it is important to suppress such fluctuations in coating thickness and the occurrence of striations. It is a difficult issue. In recent years, it has been necessary to strictly control the fluctuations in the coating film thickness and the occurrence of striations from the viewpoints of improving the productivity of semiconductors and liquid crystal elements and increasing the functionality.

ここで、本発明のフッ素系界面活性剤は、この感光性樹脂組成物、特にレジスト組成物の添加剤として用いることで、高度なレベリング性を発揮し、均一な塗膜を形成することができるため、上記のような問題を解決することができる。   Here, the fluorosurfactant of the present invention can exhibit a high leveling property and form a uniform coating film by using it as an additive of this photosensitive resin composition, particularly a resist composition. Therefore, the above problems can be solved.

通常、レジスト組成物は、界面活性剤とフォトレジスト剤からなり、このフォトレジスト剤は、(1)アルカリ可溶性樹脂、(2)放射線感応性物質(感光性物質)、(3)溶剤、そして必要に応じて(4)他の添加剤とからなる。   In general, a resist composition is composed of a surfactant and a photoresist agent. The photoresist agent is composed of (1) an alkali-soluble resin, (2) a radiation-sensitive material (photosensitive material), (3) a solvent, and necessary. Depending on (4) other additives.

本発明のレジスト組成物に用いられる(1)アルカリ可溶性樹脂としては、レジストのパターン化時に使用する現像液であるアルカリ性溶液に対して可溶な樹脂が挙げられる。上記アルカリ可溶性樹脂の例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、フロログリシノール、ハイドロキノン等の芳香族ヒドロキシ化合物及びこれらのアルキル置換又はハロゲン置換芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド化合物とを縮合して得られるノボラック樹脂、o−ビニルフェノール、m−ビニルフェノール、p−ビニルフェノール、α−メチルビニルフェノール等のビニルフェノール化合物及びこれらのハロゲン置換化合物の重合体又は共重合体、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸系又はメタアクリル酸系重合体もしくは共重合体、ポリビニルアルコール、更に上記各種樹脂の水酸基の一部を介してキノンジアジド基、ナフトキノンアジド基、芳香族アジド基、芳香族シンナモイル基等の放射性線感応性基を導入した変性樹脂等が挙げられる。これらのアルカリ可溶性樹脂は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   Examples of the (1) alkali-soluble resin used in the resist composition of the present invention include resins that are soluble in an alkaline solution that is a developer used for patterning a resist. Examples of the alkali-soluble resin include at least one selected from aromatic hydroxy compounds such as phenol, cresol, xylenol, resorcinol, phloroglicinol, and hydroquinone, and alkyl-substituted or halogen-substituted aromatic compounds, formaldehyde, acetaldehyde, Novolak resins obtained by condensing with aldehyde compounds such as benzaldehyde, vinylphenol compounds such as o-vinylphenol, m-vinylphenol, p-vinylphenol, α-methylvinylphenol, and polymers of these halogen-substituted compounds, or Copolymers, acrylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and hydroxyethyl (meth) acrylate, or methacrylic acid polymers or copolymers, polyvinyl alcohol, and various other resins Quinonediazide group through a portion of the hydroxyl groups, naphthoquinone azido group, an aromatic azide group, modified resin obtained by introducing a radioactive-sensitive groups, such as aromatic cinnamoyl group. These alkali-soluble resins can be used alone or in combination of two or more.

さらに、アルカリ可溶性樹脂としては、分子中にカルボン酸やスルホン酸等の酸性基を含むウレタン樹脂を用いることが可能であり、またこのウレタン樹脂を上記のアルカリ可溶型樹脂と併用することも可能である。   Furthermore, as the alkali-soluble resin, it is possible to use a urethane resin containing an acidic group such as carboxylic acid or sulfonic acid in the molecule, and this urethane resin can be used in combination with the above alkali-soluble resin. It is.

本発明のレジスト組成物に用いられる(2)放射性感応性物質(感光性物質)としては、上記アルカリ可溶性樹脂と混合し、紫外線、遠紫外線、エキシマレーザー光、X線、電子線、イオン線、分子線、γ線、等を照射することにより、アルカリ可溶性樹脂の現像液に対する溶解性を変化させる物質であれば用いることができる。   (2) Radioactive substance (photosensitive substance) used in the resist composition of the present invention is mixed with the above alkali-soluble resin, and ultraviolet rays, far ultraviolet rays, excimer laser light, X-rays, electron beams, ion rays, Any substance that changes the solubility of an alkali-soluble resin in a developer by irradiation with molecular beam, γ-ray, or the like can be used.

上記放射線感応性物質としては、キノンジアジド系化合物、ジアゾ系化合物、ジアジド系化合物、オニウム塩化合物、ハロゲン化有機化合物、ハロゲン化有機化合物と有機金属化合物との混合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物、そして特開昭59−152号公報に記載されているポリ(オレフィンスルホン)化合物等が挙げられる。   Examples of the radiation sensitive substances include quinonediazide compounds, diazo compounds, diazide compounds, onium salt compounds, halogenated organic compounds, mixtures of halogenated organic compounds and organometallic compounds, organic acid ester compounds, and organic acid amide compounds. , Organic acid imide compounds, and poly (olefin sulfone) compounds described in JP-A-59-152.

上記キノンジアジド系化合物としては、例えば、1,2−ベンゾキノンアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、その他1,2−ベンゾキノンアジド−4−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド、2,1−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロライド、2,1−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド等のキノンジアジド誘導体のスルホン酸クロライド等が挙げられる。   Examples of the quinonediazide compounds include 1,2-benzoquinoneazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2, 1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, other 1,2-benzoquinone azido-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride, sulfonic acid chloride of quinonediazide derivatives such as 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride, etc. It is done.

上記ジアゾ化合物としては、p−ジアゾジフエニルアミンとホルムアルデヒド又はアセトアルデヒドとの縮合物の塩、例えばヘキサフルオロ燐酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、過塩素酸塩又は過ヨウ素酸塩と上記縮合物との反応性生物であるジアゾ樹脂無機塩、USP3,300,309号明細書に記載されているような、上記縮合物とスルホン酸類との反応生成物であるジアゾ樹脂有機塩等が挙げられる。   Examples of the diazo compound include a salt of a condensate of p-diazodiphenylamine and formaldehyde or acetaldehyde, such as hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, perchlorate or periodate and the condensate. Examples thereof include diazo resin inorganic salts which are reactive organisms, diazo resin organic salts which are reaction products of the above condensates and sulfonic acids, as described in USP 3,300,309.

上記アジド化合物及びジアジド化合物としては、特開昭58−203438号公報に記載されているようなアジドカルコン酸、ジアジドベンザルメチルシクロヘキサノン類及びアジドシンナミリデンアセトフェノン類、日本化学会誌No.12、p1708−1714(1983年)記載の芳香族アジド化合物又は芳香族ジアジド化合物等が挙げられる。   Examples of the azide compound and diazide compound include azidochalconic acid, diazidobenzalmethylcyclohexanones and azidocinnamylideneacetophenones described in JP-A No. 58-203438, Journal of Chemical Society of Japan No. 12, an aromatic azide compound or an aromatic diazide compound described in p1708-1714 (1983).

上記ハロゲン化有機化合物としては、有機化合物のハロゲン化物であれば用いることができるが、具体例としては、ハロゲン含有オキサジアゾール系化合物、ハロゲン含有トリアジン系化合物、ハロゲン含有アセトフェノン系化合物、ハロゲン含有ベンゾフェノン系化合物、ハロゲン含有スルホキサイド系化合物、ハロゲン含有スルホン系化合物、ハロゲン含有チアゾール系化合物、ハロゲン含有オキサゾール系化合物、ハロゲン含有トリゾール系化合物、ハロゲン含有2−ピロン系化合物、ハロゲン含有脂肪族炭化水素系化合物、ハロゲン含有芳香族炭化水素系化合物、その他のハロゲン含有ヘテロ環状化合物、スルフェニルハライド系化合物等の各種化合物、更に例えばトリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモ−3−クロロプロピル)ホスフェート、クロロテトラブロモメタン、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモビフェニル、トリブロモフェニルアリルエーテル、テトラクロロビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、ビス(ブロモエチルエーテル)テトラブロモビスフェノールA、ビス(クロロエチルエーテル)テトラクロロビスフェノールA、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン等のハロゲン系難燃剤として使用されている化合物、ジクロロフェニルトリクロロエタン等の有機クロロ系農薬として使用されている化合物等も挙げられる。   Any halogenated organic compound can be used as the halogenated organic compound. Specific examples include halogen-containing oxadiazole compounds, halogen-containing triazine compounds, halogen-containing acetophenone compounds, and halogen-containing benzophenones. Compounds, halogen-containing sulfoxide compounds, halogen-containing sulfone compounds, halogen-containing thiazole compounds, halogen-containing oxazole compounds, halogen-containing trizole compounds, halogen-containing 2-pyrone compounds, halogen-containing aliphatic hydrocarbon compounds, Various compounds such as halogen-containing aromatic hydrocarbon compounds, other halogen-containing heterocyclic compounds, sulfenyl halide compounds, and further, for example, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, tris (2, -Dibromo-3-chloropropyl) phosphate, chlorotetrabromomethane, hexachlorobenzene, hexabromobenzene, hexabromocyclododecane, hexabromobiphenyl, tribromophenyl allyl ether, tetrachlorobisphenol A, tetrabromobisphenol A, bis (bromo Ethyl ether) tetrabromobisphenol A, bis (chloroethyl ether) tetrachlorobisphenol A, tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, Compounds used as halogen-based flame retardants such as 2,2-bis (4-hydroxyethoxy-3,5-dibromophenyl) propane, organic chloro-based compounds such as dichlorophenyltrichloroethane Compounds which are used as drugs may also be used.

上記有機酸エステルとしては、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル等が挙げられる。また、上記有機酸アミドとしては、カルボン酸アミド、スルホン酸アミド等が挙げられる。さらに、上記有機酸イミドとしては、カルボン酸イミド、スルホン酸イミド等が挙げられる。これらの放射線感応性物質は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   Examples of the organic acid esters include carboxylic acid esters and sulfonic acid esters. Examples of the organic acid amide include carboxylic acid amides and sulfonic acid amides. Furthermore, examples of the organic acid imide include carboxylic acid imide and sulfonic acid imide. These radiation sensitive substances can be used alone or in combination of two or more.

本発明のレジスト組成物において、放射線感応性物質の配合割合は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲が好ましく、3〜50質量部の範囲がより好ましい。   In the resist composition of the present invention, the blending ratio of the radiation sensitive substance is preferably in the range of 1 to 100 parts by mass and more preferably in the range of 3 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.

本発明のレジスト組成物に用いられる(3)溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン、ブチロラクトン等のケトン類;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコ−ル、tert−ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール等のアルコール類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のアルコールエーテル類;蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−オキシプロピオン酸ブチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸ブチル等のモノカルボン酸エステル類;セロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート等のセロソルブエステル類;プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコール類;ジエチレルグリコールモノメチルエーテル、ジエチレルグリコールモノエチルエーテル、ジエチレルグリコールジメチルエーテル、ジエチレルグリコールジエチルエーテル、ジエチレルグリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコール類;トリクロロエチレン、フロン溶剤、HCFC、HFC等のハロゲン化炭化水素類;パーフロロオクタンの様な完全フッ素化溶剤類、トルエン、キシレン等の芳香族類;ジメチルアセチアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の極性溶剤など、成書「溶剤ポケットハンドブック」(有機合成化学協会編、オ−ム社)に記載されている溶剤が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   Examples of the (3) solvent used in the resist composition of the present invention include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, cycloheptanone, 2-heptanone, methyl isobutyl ketone, butyrolactone; methanol, ethanol, alcohols such as n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, pentanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, Ethers such as dioxane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, pro Alcohol ethers such as lenglycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether; ethyl formate, propyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate , Esters such as propyl propionate, butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, propyl butyrate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, 2-oxypropionic acid Monocarboxylic such as propyl, butyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, butyl 2-methoxypropionate Esters: Cellosolve acetates such as cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate; propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono Propylene glycols such as butyl ether acetate; diethylene glycols such as diethyler glycol monomethyl ether, diethyler glycol monoethyl ether, diethyler glycol dimethyl ether, diethyler glycol diethyl ether, and diethyler glycol methyl ethyl ether; trichloroethylene; Freon solvent, Halogenated hydrocarbons such as HCFC and HFC; perfluorinated solvents such as perfluorooctane; aromatics such as toluene and xylene; dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc. Examples of the solvent include polar solvents, and solvents described in the book "Solvent Pocket Handbook" (Organic Synthetic Chemistry Association, Ohmsha). These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明のレジスト組成物の塗布方法としては、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、プレードコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング等の方法が挙げられ、塗布前にレジスト組成物をフィルターによって濾過して、固形の不純物を取り除くこともできる。   Examples of the method for applying the resist composition of the present invention include spin coating, roll coating, dip coating, spray coating, blade coating, curtain coating, and gravure coating. The resist composition is filtered through a filter before application. Thus, solid impurities can be removed.

上記の通り、本発明のフッ素系界面活性剤は、コーティング組成物(塗料用組成物、感光性樹脂組成物等)の添加剤として有用であり、特にレジスト組成物に有用であるが、その他の用途として、ハロゲン化写真感光材料の製造、平版印刷版の製造、カラーフィルター用材料等の液晶関連製品の製造、PS版の製造、その他のフォトファブリケーション工程等の単層、あるいは多層コーティング組成物に用いられる各種樹脂へ添加することでピンホール、ゆず肌、塗りムラ、ハジキ等の無い優れた平滑性を発現するレベリング剤としても用いることができる。   As described above, the fluorosurfactant of the present invention is useful as an additive for coating compositions (coating compositions, photosensitive resin compositions, etc.) and is particularly useful for resist compositions. Applications include single-layer or multi-layer coating compositions for the manufacture of halogenated photographic light-sensitive materials, the manufacture of lithographic printing plates, the manufacture of liquid crystal related products such as color filter materials, the manufacture of PS plates, and other photofabrication processes. It can be used as a leveling agent that exhibits excellent smoothness free from pinholes, yuzu skin, coating unevenness, repellency and the like.

さらに、本発明のフッ素系界面活性剤は、フッ素樹脂を含有する塗料、コーティング材に配合すると、フッ素化アルキル基の作用により該フッ素樹脂の分散性を向上させ、単にレベリング性だけでなく、フッ素樹脂の分散剤としての機能も期待できる。   Further, when the fluorosurfactant of the present invention is blended with a paint or coating material containing a fluororesin, the dispersibility of the fluororesin is improved by the action of a fluorinated alkyl group, and not only leveling properties but also fluorine It can also be expected to function as a resin dispersant.

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。また、下記実施例において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、下記の条件でGPC測定により求めた。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. In the following examples, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) were determined by GPC measurement under the following conditions.

[GPC測定条件]
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR−H」(6.0mmI.D.×4cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテック製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準試料:上記「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
[GPC measurement conditions]
Measuring device: “HLC-8220 GPC” manufactured by Tosoh Corporation
Column: Guard column “HHR-H” manufactured by Tosoh Corporation (6.0 mm ID × 4 cm)
+ "TSK-GEL GMHHR" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
Detector: ELSD ("ELSD2000" manufactured by Oltec)
Data processing: “GPC-8020 Model II version 4.10” manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature 40 ° C
Developing solvent Tetrahydrofuran
Flow rate 1.0 ml / min Standard sample: The following monodisperse polystyrene having a known molecular weight was used in accordance with the measurement manual of “GPC-8020 Model II version 4.10”.

(使用ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)。
(Polystyrene used)
“A-500” manufactured by Tosoh Corporation
"A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
“F-1” manufactured by Tosoh Corporation
"F-2" manufactured by Tosoh Corporation
“F-4” manufactured by Tosoh Corporation
“F-10” manufactured by Tosoh Corporation
“F-20” manufactured by Tosoh Corporation
“F-40” manufactured by Tosoh Corporation
“F-80” manufactured by Tosoh Corporation
“F-128” manufactured by Tosoh Corporation
Sample: A 1.0 mass% tetrahydrofuran solution in terms of resin solid content filtered through a microfilter (100 μl).

(実施例1)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、メチルエチルケトン(以下、「MEK」という。)300質量部、2,2’−ビピリジル6.26質量部及び塩化第一銅1.98質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)63.3質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル3.69質量部を加え、窒素気流下、40度で5時間反応させた。次いで、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルメタクリレート(以下、「NFMA」という。)36.7質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(1)を得た。このフッ素系界面活性剤(1)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,500、数平均分子量(Mn)7,200、分散度(Mw/Mn)1.18であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(1)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ18.2%であった。
(Example 1) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 300 parts by mass of methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as “MEK”), 2,2′-bipyridyl 6 .26 parts by mass and 1.98 parts by mass of cuprous chloride were charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 63.3 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation) and 3.69 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours. . Subsequently, 3,6.7 parts of 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl methacrylate (hereinafter referred to as “NFMA”) was added, and the temperature was raised to 60 ° C. for 12 hours. Reacted. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (1) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (1) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,500, the number average molecular weight (Mn) was 7,200, and the degree of dispersion (Mw / Mn) was 1.18. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (1) was measured by a combustion ion chromatography method and found to be 18.2%.

(実施例2)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MEK133質量部、2,2’−ビピリジル8.01質量部及び塩化第一銅2.54質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルモノメタクリレート(新中村化学工業株式会社製「NKエステルM−90G」)14.5質量部、ステアリルメタクリレート15.8質量部、イソブチルメタクリレート5.25質量部、メチルメタクリレート4.22質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル5.00質量部を加え、窒素気流下、40℃で5時間反応させた。次いで、NFMA37.5質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(2)を得た。このフッ素系界面活性剤(2)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)6,800、数平均分子量(Mn)5,400、分散度(Mw/Mn)1.27であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(2)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ24.3%であった。
(Example 2) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 133 parts by mass of MEK, 8.01 parts by mass of 2,2'-bipyridyl, and cuprous chloride 2 .54 parts by mass was charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, 14.5 parts by mass of polyethylene glycol monomethyl ether monomethacrylate (“NK Ester M-90G” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 15.8 parts by mass of stearyl methacrylate, 5.25 parts by mass of isobutyl methacrylate, 4. 22 parts by mass and 5.00 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours under a nitrogen stream. Next, 37.5 parts by mass of NFMA was added, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 12 hours. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (2) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (2) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 6,800, the number average molecular weight (Mn) was 5,400, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.27. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (2) was measured by a combustion ion chromatography method and found to be 24.3%.

(実施例3)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MEK300質量部、2,2’−ビピリジル6.26質量部及び塩化第一銅1.98質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)89.8質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル3.69質量部を加え、窒素気流下、40度で5時間反応させた。次いで、NFMA10.2質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(3)を得た。このフッ素系界面活性剤(3)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,700、数平均分子量(Mn)7,200、分散度(Mw/Mn)1.21であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(3)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ4.9%であった。
(Example 3) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 300 parts by mass of MEK, 6.26 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and cuprous chloride 1 .98 parts by mass was charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 89.8 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation) and 3.69 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours. . Next, 10.2 parts by mass of NFMA was added, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 12 hours. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (3) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (3) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,700, the number average molecular weight (Mn) was 7,200, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.21. It was. Moreover, it was 4.9% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (3) was measured by the combustion ion chromatography method.

(実施例4)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MEK90質量部、2,2’−ビピリジル6.26質量部及び塩化第一銅1.98質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)30質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル3.69質量部を加え、窒素気流下、40度で5時間反応させた。次いでMEK210質量部、NFMA70質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(4)を得た。このフッ素系界面活性剤(4)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,200、数平均分子量(Mn)7,000、分散度(Mw/Mn)1.17であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(4)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ35.0%であった。
(Example 4) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 90 parts by mass of MEK, 6.26 parts by mass of 2,2′-bipyridyl, and cuprous chloride 1 .98 parts by mass was charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 30 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation) and 3.69 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours. Next, 210 parts by mass of MEK and 70 parts by mass of NFMA were added, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 12 hours. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (4) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (4) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,200, the number average molecular weight (Mn) was 7,000, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.17. It was. Moreover, it was 35.0% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (4) was measured by the combustion ion chromatography method.

(比較例1)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MEK300質量部、2,2’−ビピリジル6.26質量部及び塩化第一銅1.98質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)93.8質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル3.69質量部を加え、窒素気流下、40度で5時間反応させた。次いで、NFMA6.2質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(C1)を得た。このフッ素系界面活性剤(C1)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,900、数平均分子量(Mn)7,700、分散度(Mw/Mn)1.16であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(C1)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ2.6%であった。
(Comparative Example 1) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 300 parts by mass of MEK, 6.26 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and cuprous chloride 1 .98 parts by mass was charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 93.8 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation) and 3.69 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours. . Next, 6.2 parts by mass of NFMA was added, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 12 hours. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C1) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C1) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,900, the number average molecular weight (Mn) was 7,700, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.16. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C1) was measured by a combustion ion chromatography method and found to be 2.6%.

(比較例2)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するブロック共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MEK30質量部、2,2’−ビピリジル6.26質量部及び塩化第一銅1.98質量部を仕込み、室温で30分撹拌した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)15質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル3.69質量部を加え、窒素気流下、40度で5時間反応させた。次いでMEK270質量部、NFMA85質量部を加え、60℃に昇温して12時間反応させた。この反応混合物に、活性アルミナ30質量部を加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してブロック重合体であるフッ素系界面活性剤(C2)を得た。このフッ素系界面活性剤(C2)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,200、数平均分子量(Mn)7,000、分散度(Mw/Mn)1.17であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(C2)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ44.0%であった。
(Comparative Example 2) Synthesis of a block copolymer having a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 30 parts by mass of MEK, 6.26 parts by mass of 2,2′-bipyridyl, and cuprous chloride 1 .98 parts by mass was charged and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, 15 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation) and 3.69 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 40 ° C. for 5 hours. Next, 270 parts by mass of MEK and 85 parts by mass of NFMA were added, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 12 hours. To this reaction mixture, 30 parts by mass of activated alumina was added and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C2) as a block polymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C2) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,200, the number average molecular weight (Mn) was 7,000, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.17. It was. Moreover, it was 44.0% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C2) was measured by the combustion ion chromatography method.

(比較例3)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するランダム共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MIBK120質量部を仕込み、攪拌しながら90℃に昇温した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)63.3質量部、NFMA36.7質量部及びターシャリーブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油株式会社製「パーブチルオー」)4.5質量部をMIBK80質量部に溶解させた溶液を2時間かけて滴下し、さらに90℃で9時間反応させ、ランダム共重合体であるフッ素系界面活性剤(C3)を得た。このフッ素系界面活性剤(C3)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)8,900、数平均分子量(Mn)7,600、分散度(Mw/Mn)1.17であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(C3)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ19.0%であった。
(Comparative example 3) Synthesis of random copolymer having fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms Into a nitrogen-substituted reaction vessel, 120 parts by mass of MIBK was charged and heated to 90 ° C while stirring. Thereafter, 63.3 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation), 36.7 parts by mass of NFMA, and tertiary butyl peroxy-2-ethylhexanoate (“NOF CORPORATION“ Perbutyl O ") 4.5 parts by mass in MIBK 80 parts by mass was dropped over 2 hours and further reacted at 90 ° C for 9 hours to obtain a fluorosurfactant (C3) as a random copolymer. It was. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C3) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 8,900, the number average molecular weight (Mn) was 7,600, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.17. It was. Moreover, it was 19.0% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C3) was measured by the combustion ion chromatography method.

(比較例4)炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有するランダム共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」という。)230質量部を仕込み、攪拌しながら90℃に昇温した。その後、NKエステルM−90Gを14.5質量部、ステアリルメタクリレート15.8質量部、イソブチルメタクリレート5.25質量部、メチルメタクリレート4.22質量部、NFMA42.5質量部、及び2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(以下、「ABNE」という。)4質量部をPGMEA110質量部に溶解させた溶液を2時間かけて滴下し、さらに95℃で10時間反応させ、ランダム共重合体であるフッ素系界面活性剤(C4)を得た。また、得られたフッ素系界面活性剤(C4)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ25.0%であった。
Comparative Example 4 Synthesis of Random Copolymer Having a C4 Fluorinated Alkyl Group Into a nitrogen-substituted reaction vessel, 230 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as “PGMEA”) was charged and stirred. The temperature was raised to 90 ° C. Thereafter, 14.5 parts by mass of NK ester M-90G, 15.8 parts by mass of stearyl methacrylate, 5.25 parts by mass of isobutyl methacrylate, 4.22 parts by mass of methyl methacrylate, 42.5 parts by mass of NFMA, and 2,2′- A solution prepared by dissolving 4 parts by mass of azobis (2-methylbutyronitrile) (hereinafter referred to as “ABNE”) in 110 parts by mass of PGMEA was added dropwise over 2 hours, and the mixture was further reacted at 95 ° C. for 10 hours. A combined fluorosurfactant (C4) was obtained. Moreover, it was 25.0% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C4) was measured by the combustion ion chromatography method.

(比較例5)炭素原子数8のフッ素化アルキル基を有するランダム共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、MIBK120質量部を仕込み、攪拌しながら100℃に昇温した。その後、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPP−1000」)68.2質量部、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロヘキシルメタクリレート(以下、「HFMA」という。)31.8質量部及びターシャリーブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油株式会社製「パーブチルオー」)4質量部をMIBK80質量部に溶解させた溶液を2時間かけて滴下し、さらに100℃で9時間反応させ、ランダム共重合体であるフッ素系界面活性剤(C5)を得た。また、得られたフッ素系界面活性剤(C5)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ18.7%であった。
(Comparative Example 5) Synthesis of random copolymer having fluorinated alkyl group having 8 carbon atoms Into a nitrogen-substituted reaction vessel, 120 parts by mass of MIBK was charged and heated to 100 ° C while stirring. Thereafter, 68.2 parts by mass of polypropylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PP-1000” manufactured by NOF Corporation), 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9 , 9,10,10,10-heptadecafluorohexyl methacrylate (hereinafter referred to as “HFMA”) 31.8 parts by mass and tertiary butyl peroxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation “Perbutyl Oh”) ) A solution prepared by dissolving 4 parts by mass in 80 parts by mass of MIBK was added dropwise over 2 hours, and further reacted at 100 ° C. for 9 hours to obtain a fluorosurfactant (C5) as a random copolymer. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C5) was measured by a combustion ion chromatography method and found to be 18.7%.

(比較例6)炭素原子数8のフッ素化アルキル基を有するランダム共重合体の合成
窒素置換した反応容器に、イソプロピルアルコール280質量部、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルモノメタクリレート(新中村化学工業株式会社製「NKエステルM−90G」)10.4質量部、ステアリルメタクリレート11.4質量部、イソブチルメタクリレート3.68質量部、メチルメタクリレート3.05質量部、HFMA28質量部及びアゾビスイソブチロニトリル10質量部を仕込み、攪拌して溶解させた。100℃で12時間反応させ、ランダム共重合体であるフッ素系界面活性剤(C6)を得た。また、得られたフッ素系界面活性剤(C6)のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィー法により測定したところ24.0%であった。
(Comparative Example 6) Synthesis of random copolymer having fluorinated alkyl group having 8 carbon atoms In a nitrogen-substituted reaction vessel, 280 parts by mass of isopropyl alcohol, polyethylene glycol monomethyl ether monomethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. “ NK ester M-90G ") 10.4 parts by weight, stearyl methacrylate 11.4 parts by weight, isobutyl methacrylate 3.68 parts by weight, methyl methacrylate 3.05 parts by weight, HFMA 28 parts by weight and azobisisobutyronitrile 10 parts by weight Was dissolved by stirring. The reaction was performed at 100 ° C. for 12 hours to obtain a fluorosurfactant (C6) which is a random copolymer. Moreover, it was 24.0% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C6) was measured by the combustion ion chromatography method.

上記の実施例1〜4及び比較例1〜6で得られたフッ素系界面活性剤(1)〜(4)及び(C1)〜(C6)を用いて、下記の測定及び評価を行った。   The following measurements and evaluations were performed using the fluorosurfactants (1) to (4) and (C1) to (C6) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6.

[環境及び生体への蓄積性]
環境及び生体への蓄積性の可能性が低いものを「○」とし、可能性が高いものを「×」として評価した。
[Accumulation in the environment and living body]
Those with low possibility of accumulation in the environment and living body were evaluated as “◯”, and those with high possibility were evaluated as “x”.

[静的表面張力の測定]
自動平衡式エレクトロ表面張力計ESB−IV型(協和科学株式会社製)を用いて、レジスト組成物用の一般的な溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対してフッ素系界面活性剤の固形分が0.1質量%となるように溶液を調製し、その溶液について25℃で白金板を用いたウィルヘルミー法にて静的表面張力を測定した。
[Measurement of static surface tension]
Using a self-balancing electro surface tension meter ESB-IV (manufactured by Kyowa Kagaku Co., Ltd.), the solid content of the fluorosurfactant is less than that of propylene glycol monomethyl ether acetate, which is a general solvent for resist compositions. The solution was prepared so that it might become 0.1 mass%, and static surface tension was measured by the Wilhelmy method using the platinum plate at 25 degreeC about the solution.

[レジスト組成物の調製]
2,3,4−トリヒドロキシベゾフェノンとオルトナフトキシジアジド−5−スルホニルクロライドとの縮合物27質量部と、クレゾ−ルとホルムアルデヒドとを縮合してなるノボラック樹脂100質量部と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400質量部に溶解して溶液を調製し、これにフッ素系界面活性剤を上記縮合物及びノボラック樹脂の合計100質量部に対して0.1質量部添加し、孔径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターで精密濾過してレジスト組成物を調製した。なお、比較例7として、フッ素系界面活性剤を添加しないレジスト組成物も調製した。
[Preparation of resist composition]
27 parts by mass of a condensate of 2,3,4-trihydroxybezophenone and orthonaphthoxydiazide-5-sulfonyl chloride and 100 parts by mass of a novolac resin obtained by condensing cresol and formaldehyde A solution is prepared by dissolving in 400 parts by mass of glycol monomethyl ether acetate, and 0.1 parts by mass of a fluorosurfactant is added to 100 parts by mass of the above condensate and novolak resin. A resist composition was prepared by microfiltration with a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter. As Comparative Example 7, a resist composition to which no fluorosurfactant was added was also prepared.

[樹脂との相溶性]
上記で得られたレジスト組成物の外観を目視で観察して、各フッ素系界面活性剤の樹脂との相溶性を下記の基準で評価した。
○:均一で濁りを生じていない。
×:濁りを生じる。
[Compatibility with resin]
The appearance of the resist composition obtained above was visually observed, and the compatibility of each fluorosurfactant with the resin was evaluated according to the following criteria.
○: Uniform and not turbid.
X: Turbidity occurs.

[塗布性の評価]
上記で得られたレジスト組成物を直径8インチのクロム処理ガラス基板上に、回転数500rpm又は3,000rpmでスピンコ−ティングした後、110℃で3分間加熱乾燥し、膜厚が1.5μmのレジスト膜を有するウェハーを得た。得られたレジスト膜の表面をナトリウムランプを用いる目視観察により、塗布性の評価として、塗膜表面の凹凸(塗布ムラ)及びウェハー中心より放射状にできる筋状の模様(ストリエーション)の発生の有無について、以下の基準で評価した。なお、ストリエーションについては、3,000rpmでスピンコ−ティングしたものについてのみ評価した。
[Evaluation of coating properties]
The resist composition obtained above was spin-coated on a chrome-treated glass substrate having a diameter of 8 inches at a rotational speed of 500 rpm or 3,000 rpm, and then heat-dried at 110 ° C. for 3 minutes to obtain a film thickness of 1.5 μm. A wafer having a resist film was obtained. As a result of visual observation of the surface of the obtained resist film using a sodium lamp, the presence or absence of occurrence of irregularities (coating unevenness) on the coating film surface and streaks (radiation) that can be radiated from the center of the wafer are evaluated as applicability. Were evaluated according to the following criteria. In addition, about the striation, only what was spin-coated at 3,000 rpm was evaluated.

(塗布性:塗布ムラ)
○:塗布ムラが観察されなかった。
△:塗布ムラが一部観察されるが、許容できるレベルである。
×:塗布ムラが多く観察され、許容できないレベルである。
(Applicability: uneven application)
○: Application unevenness was not observed.
Δ: Some coating unevenness is observed, but it is an acceptable level.
X: Many coating unevenness is observed and is an unacceptable level.

(塗布性:ストリエーション)
○:ストリエ−ションの発生が認められないもの。
△:ストリエ−ションがわずかに認められるもの。
×:ストリエ−ションが顕著に認められるもの。
(Applicability: striation)
○: The occurrence of a story is not recognized.
Δ: Slightly recognized storage
X: The striation is recognized remarkably.

上記で得られた測定及び評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the measurement and evaluation results obtained above.

Figure 0005682773
Figure 0005682773

表1に示した結果から、本発明の実施例1〜4のフッ素化界面活性剤は、静的表面張力が大きく低下し、レベリング性が向上することが分かった。また、本発明の実施例1〜4のフッ素化界面活性剤を用いたレジスト組成物は、塗布性が良好で、塗布ムラ及びストリエーションの発生も抑制できることが分かった。   From the results shown in Table 1, it was found that the static surface tension of the fluorinated surfactants of Examples 1 to 4 of the present invention was greatly reduced and the leveling property was improved. Moreover, it turned out that the resist composition using the fluorinated surfactant of Examples 1-4 of this invention has favorable applicability | paintability, and can also suppress generation | occurrence | production of a coating nonuniformity and striation.

一方、比較例1及び3〜6のフッ素化界面活性剤は、静的表面張力がわずかにしか低下せず、レベリング性の向上が見込めないことが分かった。また、比較例1及び3〜6のフッ素化界面活性剤を用いたレジスト組成物は、塗布性が不良で、塗布ムラ及びストリエーションの発生を十分に抑制できないことが分かった。さらに、比較例2のフッ素化界面活性剤は、静的表面張力が大きく低下したが、レジスト組成物に添加した際に、組成物中の樹脂との相溶性が不良で濁りを生じ、塗布ムラも生じることが分かった。   On the other hand, it was found that the fluorinated surfactants of Comparative Examples 1 and 3 to 6 have a slight decrease in static surface tension and cannot be expected to improve leveling properties. Moreover, it turned out that the resist composition using the fluorinated surfactant of Comparative Examples 1 and 3 to 6 has poor applicability and cannot sufficiently suppress the occurrence of coating unevenness and striation. Furthermore, although the static surface tension of the fluorinated surfactant of Comparative Example 2 was greatly reduced, when added to the resist composition, the compatibility with the resin in the composition was poor, resulting in turbidity and uneven coating. Also found to occur.

Claims (8)

炭素原子数4以下のフッ素化アルキル基とエチレン性二重結合とを有するフッ素系重合性単量体(m1)からなる重合セグメントと、非フッ素系重合性単量体(m2)を含む重合セグメントからなるブロック共重合体で、該ブロック共重合が、炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1〜6のアルキルエステルを重合開始剤として使用し原子移動ラジカル重合により製造されたもので、かつ該ブロック共重合体中のフッ素原子含有率が4〜40質量%であることを特徴とするフッ素系界面活性剤。 A polymer segment comprising a fluorinated polymerizable monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 4 or less carbon atoms and an ethylenic double bond, and a polymer segment comprising a non-fluorinated polymerizable monomer (m2) The block copolymer is produced by atom transfer radical polymerization using an alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms of a 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms as a polymerization initiator. fluorosurfactant having been either one fluorine atom content of the block copolymer is characterized by a 4 to 40 wt%. 炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1〜6のアルキルエステルが、2−クロロプロピオン酸メチル、2−クロロプロピオン酸エチル、2−ブロモプロピオン酸メチルまたは2−ブロモイソ酪酸エチルである請求項1記載のフッ素系界面活性剤。An alkyl ester of 1 to 6 carbon atoms of a 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms is methyl 2-chloropropionate, ethyl 2-chloropropionate, methyl 2-bromopropionate or 2-bromoisobutyric acid 2. The fluorosurfactant according to claim 1, which is ethyl. 炭素原子数1〜6の2−ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1〜6のアルキルエステルが、2−ブロモイソ酪酸エチルである請求項1記載のフッ素系界面活性剤。The fluorine-based surfactant according to claim 1, wherein the alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms of the 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms is ethyl 2-bromoisobutyrate. 上記フッ素系重合性単量体(m1)が、下記一般式(1)の少なくとも1つから選ばれる単量体である請求項1記載のフッ素系界面活性剤。
Figure 0005682773
The fluorine-based surfactant according to claim 1, wherein the fluorine-based polymerizable monomer (m1) is a monomer selected from at least one of the following general formula (1).
Figure 0005682773
上記非フッ素系重合性単量体(m2)が、下記一般式(2)で表されるオキシアルキレン基を有する単量体である請求項1記載のフッ素系界面活性剤。
Figure 0005682773
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、X及びYはそれぞれ独立のアルキレン基であり、n及びmはそれぞれ0または1以上の整数であり、かつnとmとの合計は1以上であり、Zは水素原子又は炭素原子数1〜6のアルキル基である。)
The fluorine-free polymerizable monomer (m2) is a fluorocarbon surfactant of claim 1 Symbol placement is a monomer having an oxyalkylene group represented by the following general formula (2).
Figure 0005682773
(Wherein R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, X and Y are each independently an alkylene group, n and m are each 0 or an integer of 1 or more, and the sum of n and m is 1) And Z is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
上記非フッ素含有重合性単量体(m2)が、上記一般式(2)で表されるオキシアルキレン基を有する単量体及び下記一般式(3)で表される単量体である請求項記載のフッ素系界面活性剤。
Figure 0005682773
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素原子数1〜18の直鎖状、分岐状又は環構造を有するアルキル基である。)
The non-fluorine-containing polymerizable monomer (m2) is a monomer having an oxyalkylene group represented by the general formula (2) and a monomer represented by the following general formula (3). 5. The fluorosurfactant according to 5 .
Figure 0005682773
(In the formula, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is an alkyl group having a linear, branched or ring structure having 1 to 18 carbon atoms.)
請求項1〜6のいずれか1項記載のフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とするコーティング組成物。   A coating composition comprising the fluorosurfactant according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6のいずれか1項記載のフッ素系界面活性剤を含有するレジスト組成物。   A resist composition containing the fluorosurfactant according to any one of claims 1 to 6.
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