JP5923878B2 - 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(以下、「PFOS」と略記する。)又はパーフルオロオクタン酸(以下、「PFOA」と略記する。)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。また、炭素原子数8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は、各種塗料に配合して均一に撹拌混合する際に、フッ素系界面活性剤の作用で起泡し、その泡が長時間消えないという問題もあった。   However, in recent years, compounds having a perfluoroalkyl group having 8 carbon atoms are decomposed, so that perfluorooctane sulfonic acid (hereinafter abbreviated as “PFOS”) or perfluoro, which has high accumulation in the environment and living organisms. It was revealed that octanoic acid (hereinafter abbreviated as “PFOA”) can be produced. 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. In addition, a fluorosurfactant having a C8 perfluoroalkyl group is foamed by the action of the fluorosurfactant when blended in various paints and uniformly stirred and mixed, and the foam is long. There was also a problem that time did not disappear.

上記のような状況の下、市場では、構造上、環境及び生体への蓄積性が高いPFOS又はPFOAを生成するリスクがなく、界面活性剤本来の性能である優れたレベリング性を有し、かつ起泡性が低く、起泡しても短時間で消泡する高い消泡性を有する界面活性剤が求められていた。   Under the circumstances as described above, the market has no risk of producing PFOS or PFOA having a high accumulation property in the environment and living body, and has an excellent leveling property that is the inherent performance of the surfactant, and There has been a demand for a surfactant having a low defoaming property and having a high defoaming property that defoams in a short time even when foamed.

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6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レベリング性を有し、かつ優れた消泡性を有す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 even if the surfactant has a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms, the leveling is equal to or higher than the surfactant having a fluorinated alkyl group having 8 or more carbon atoms. It is to provide a fluorosurfactant having an anti-foaming property. 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6以下のフッ素化アルキル基を有する単量体と、非フッ素系単量体とを共存下でリビングラジカル重合で共重合した共重合体からなるフッ素系界面活性剤は、構造上、環境及び生体への蓄積性が高いPFOS又はPFOAを生成するリスクがなく、界面活性剤本来の性能である優れたレベリング性を有し、かつ起泡性が低く、起泡しても短時間で消泡する優れた消泡性を有することを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research, the present inventors have found out from a copolymer obtained by copolymerizing a monomer having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms and a non-fluorinated monomer by living radical polymerization in the coexistence. Fluorosurfactant is structurally free from the risk of producing PFOS or PFOA with high accumulation in the environment and living body, has excellent leveling properties that are the original performance of the surfactant, and has foaming properties. The present invention was completed by finding that it has a low defoaming property and has an excellent defoaming property that defoams in a short time even when foaming.

すなわち、本発明は、炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有する単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)の共存下で原子移動ラジカル重合させることを特徴とするフッ素系界面活性剤の製造方法に関する。 That is, the present invention essentially includes a monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond by an oxygen atom) and a non-fluorine monomer (m2). as a monomer component, a process for producing the monomer (m1) and fluorine-containing surface active agent for causing atom transfer radical polymerization engaged in the coexistence of (m @ 2).

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に関する。   Moreover, this invention relates to 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8以上のフッ素化アルキル基を有さないため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にレベリング剤として添加すると、優れたレベリング剤として効果が得られ、消泡性も高いため、ハンドリング性に極めて優れる。また、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、スリットコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング等の多様な塗工方法に適応でき、高度な表面平滑性を有する塗膜を得ることができる。   Since the fluorosurfactant of the present invention does not have a fluorinated alkyl group having 8 or more carbon atoms, it is a safe product with low accumulation in the environment and living body. Further, when the fluorosurfactant of the present invention is added as a leveling agent to a coating composition or resist composition, an effect as an excellent leveling agent is obtained, and since the defoaming property is high, the handling property is extremely excellent. In addition, it can be applied to various coating methods such as spin coating, roll coating, dip coating, spray coating, blade coating, slit coating, curtain coating, gravure coating, etc., and a coating film with high surface smoothness can be obtained. .

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

本発明のフッ素系界面活性剤は、炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有する単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)を共存下でリビングラジカル重合することにより製造されたものである。   The fluorine-based surfactant of the present invention includes a monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond with an oxygen atom) and a non-fluorinated monomer (m2). ) As an essential monomer component, and is produced by living radical polymerization of the monomers (m1) and (m2) in the coexistence.

本発明で用いる炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有するフッ素系単量体(m1)としては、分子中に炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)と重合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、前記炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基とは、炭素原子数1〜6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り、炭素原子数6以下とはフッ素原子と結合している炭素原子数が6以下であることを意味する。また、これらのフッ素化アルキル基の中でも、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4〜6のものが特に好ましい。   The fluorine-based monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond with an oxygen atom) used in the present invention includes fluorine having 6 or less carbon atoms in the molecule. Any compound having an alkyl group (including those having an ether bond with an oxygen atom) and a polymerizable unsaturated group can be used without particular limitation. The fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a partially fluorinated alkyl group in which a part of hydrogen atoms are fluorine atoms, and has 6 carbon atoms. The following means that the number of carbon atoms bonded to the fluorine atom is 6 or less. Of these fluorinated alkyl groups, perfluoroalkyl groups are preferred because of their high effect as surfactants. Furthermore, it is preferable that the number of carbon atoms is large, and those having 4 to 6 carbon atoms are particularly preferable.

前記フッ素系単量体(m1)が有する重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられる。これらの中でも、原料の入手容易性、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が良好であることから、(メタ)アクリロイル基が好ましい。この(メタ)アクリロイル基を有する具体としては、一般式(1)で表される単量体が挙げられる。また、前記フッ素系単量体(m1)は、1種類だけ使用しても2種以上を併用しても構わない。   As a polymerizable unsaturated group which the said fluorine-type monomer (m1) has, a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a maleimide group, etc. are mentioned. Among these, a (meth) acryloyl group is preferable because of easy availability of raw materials, ease of controlling compatibility with blending components in various coating compositions, and good polymerization reactivity. Specific examples having the (meth) acryloyl group include a monomer represented by the general formula (1). Moreover, the said fluorine-type monomer (m1) may use only 1 type, or may use 2 or more types together.

Figure 0005923878
(上記一般式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基、シアノ基、フェニル基、ベンジル基又は−C2n−Rf’(nは1〜8の整数を表し、Rf’は下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)を表し、Xは、下記式(X−1)〜(X−10)のいずれか1つの基を表し、Rfは下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)
Figure 0005923878
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, a cyano group, a phenyl group, a benzyl group, or —C n H 2n —Rf ′ (n represents an integer of 1 to 8, Rf 'Represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7)), and X represents any one group of the following formulas (X-1) to (X-10). Rf represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7).

Figure 0005923878
(上記式(X−1)、(X−3)、(X−5)、(X−6)及び(X−7)中のnは1〜8の整数を表す。上記式(X−8)、(X−9)及び(X−10)中のmは1〜8の整数を表し、nは0〜8の整数を表す。上記式(X−6)及び(X−7)中のRf’’は下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)
Figure 0005923878
(In the above formulas (X-1), (X-3), (X-5), (X-6) and (X-7), n represents an integer of 1 to 8. The above formula (X-8 M in (X-9) and (X-10) represents an integer of 1 to 8, and n represents an integer of 0 to 8. In the above formulas (X-6) and (X-7) Rf ″ represents any one of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7).)

Figure 0005923878
(上記式(Rf−1)及び(Rf−2)中のnは1〜6の整数を表す。上記式(Rf−3)中のnは2〜6の整数を表す。上記式(Rf−4)中のnは4〜6の整数を表す。上記式(Rf−5)中のmは1〜5の整数であり、nは0〜4の整数であり、かつm及びnの合計は1〜5である。上記式(Rf−6)中のmは0〜4の整数であり、nは1〜4の整数であり、pは0〜4の整数であり、かつm、n及びpの合計は1〜5である。)
Figure 0005923878
(In the formulas (Rf-1) and (Rf-2), n represents an integer of 1 to 6. In the formula (Rf-3), n represents an integer of 2 to 6. The formula (Rf- N in 4) represents an integer of 4 to 6. m in the above formula (Rf-5) is an integer of 1 to 5, n is an integer of 0 to 4, and the sum of m and n is M in the above formula (Rf-6) is an integer of 0 to 4, n is an integer of 1 to 4, p is an integer of 0 to 4, and m, n and The total of p is 1-5.)

前記フッ素系単量体(m1)のより具体的な例として、下記式(m1−1)〜(m1−15)で表される化合物等が挙げられる。   More specific examples of the fluorine-based monomer (m1) include compounds represented by the following formulas (m1-1) to (m1-15).

Figure 0005923878
Figure 0005923878

また、本発明で用いる前記フッ素系単量体(m1)としては、レベリング性と消泡性のバランスが良いことから、炭素原子数4のフッ素化アルキル基を有する単量体と炭素原子数6のフッ素化アルキル基を有する単量体を併用することが好ましい。   In addition, the fluorine-based monomer (m1) used in the present invention has a good balance between leveling properties and antifoaming properties, so that it has a fluorinated alkyl group having 4 carbon atoms and 6 carbon atoms. It is preferable to use a monomer having a fluorinated alkyl group.

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単量体(m2−1)、アルキル基を有する単量体(m2−2)等が挙げられる。ここで、前記非フッ素系単量体(m2)が有する重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられるが、前記フッ素系単量体(m1)が有する重合性不飽和基が(メタ)アクリロイル基である場合は、共重合性が良好となることから、前記非フッ素系単量体(m2)が有する重合性不飽和基も(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。   As a non-fluorine-type monomer (m2) used by this invention, the monomer (m2-1) which has an oxyalkylene group, the monomer (m2-2) which has an alkyl group, etc. are mentioned, for example. Here, examples of the polymerizable unsaturated group possessed by the non-fluorinated monomer (m2) include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and a maleimide group. In the case where the polymerizable unsaturated group is a (meth) acryloyl group, the copolymerizability is good, so the polymerizable unsaturated group of the non-fluorinated monomer (m2) is also a (meth) acryloyl group. It is preferable that

前記オキシアルキレン基を有する単量体(m2−1)としては、下記一般式(2)で表される単量体が挙げられる。   Examples of the monomer (m2-1) having an oxyalkylene group include monomers represented by the following general formula (2).

Figure 0005923878
(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、Rは水素原子又は炭素原子数1〜6のアルキル基である。)
Figure 0005923878
(Wherein R 2 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 R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)

上記一般式(2)中のX及びYはアルキレン基であるが、このアルキレン基には、置換基を有しているものも含まれる。−O−(XO)n−(YO)m−部分の具体例としては、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残基、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残基、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残基、繰返し単位数nが2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残基、繰返し単位数nが2以上の整数でmが0であり、かつXがプロピレンであるポリプロピレングリコール残基、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の残基等のポリアルキレングリコールの残基が挙げられる。   X and Y in the general formula (2) are alkylene groups, and the alkylene groups include those having a substituent. Specific examples of the -O- (XO) n- (YO) m- moiety include an ethylene glycol residue in which the number of repeating units n is 1, m is 0, and X is ethylene, and the number of repeating units n is 1. A propylene glycol residue in which m is 0 and X is propylene, a repeating unit number n is 1 and m is 0, and a butylene glycol residue in which X is butylene, and the repeating unit number n is 2 or more Polyethylene glycol residue in which m is 0 and X is ethylene, polypropylene glycol residue in which repeating unit number n is an integer of 2 or more and m is 0, and X is propylene, repeating unit number n And m is an integer of 1 or more, and X or Y is ethylene, and the other is propylene oxide. Group, and the like.

前記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及びmの合計が1〜100の範囲のものが好ましく、2〜80の範囲のものがより好ましく、3〜50の範囲のものがより好ましい。なお、Xを含む繰返し単位及びYを含む繰返し単位は、ランダム状に配置されてもブロック状に配置されても構わない。   The polymerization degree of the polyalkylene glycol, that is, the total of n and m in the general formula (2) is preferably in the range of 1-100, more preferably in the range of 2-80, and in the range of 3-50. Is more preferable. In addition, the repeating unit containing X and the repeating unit containing Y may be arrange | positioned at random or a block shape.

上記一般式(2)中のRは、水素又は炭素原子数1〜6のアルキル基である。Rが水素の場合は、単量体は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ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となり、Rが炭素原子数1〜6の場合は、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となる。 R 3 in the general formula (2) is hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. When R 3 is hydrogen, the monomer is a mono (meth) acrylic ester of alkylene glycol such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc., and when R 3 has 1 to 6 carbon atoms, alkylene The terminal which is not the (meth) acrylic acid ester of the mono (meth) acrylic acid ester of glycol is sealed with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

前記オキシアルキレン基を有する単量体(m2−1)の中でも、複数のオキシアルキレン基からなるポリ(オキシアルキレン)基を有する単量体が好ましく、具体的な例としては、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(テトラエチレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリテトラエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(トリメチレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリトリメチレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(ブチレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、「ポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)」は、エチレングリコールとプロピレングリコールとのランダム共重合物を意味し、「ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール」は、エチレングリコールとプロピレングリコールとのブロック共重合物を意味する。他の物も同様である。これらのオキシアルキレン基を有する単量体の中でも、本発明のコーティング組成物中の他の成分との相溶性が良好となることから、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。   Among the monomers (m2-1) having an oxyalkylene group, a monomer having a poly (oxyalkylene) group composed of a plurality of oxyalkylene groups is preferable. As a specific example, polypropylene glycol mono (meta) ) Acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polytrimethylene glycol mono (meth) acrylate, polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol / propylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol / polypropylene glycol Mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol / tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol / polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate , Poly (propylene glycol / tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, Polypropylene glycol / polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, Poly (propylene glycol / butylene glycol) mono (meth) acrylate, Polypropylene glycol / polybutylene glycol mono (Meth) acrylate, poly (ethylene glycol / butylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol / polybutylene glycol mono (meth) acrylate, poly (tetraethylene glycol / butylene glycol) mono (meth) acrylate, polytetraethylene glycol・ Polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polybutylene glycol mono (meth) acrylate, poly ( Tylene glycol / trimethylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol / polytrimethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (propylene glycol / trimethylene glycol) mono (meth) acrylate, polypropylene glycol / polytrimethylene glycol mono ( (Meth) acrylate, poly (trimethylene glycol / tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, polytrimethylene glycol / polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (butylene glycol / trimethylene glycol) mono (meth) acrylate, Examples include polybutylene glycol and polytrimethylene glycol mono (meth) acrylate. “Poly (ethylene glycol / propylene glycol)” means a random copolymer of ethylene glycol and propylene glycol, and “polyethylene glycol / polypropylene glycol” means a block copolymer of ethylene glycol and propylene glycol. means. The same applies to other items. Among these monomers having an oxyalkylene group, compatibility with other components in the coating composition of the present invention is improved, so that polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate Polyethylene glycol / polypropylene glycol mono (meth) acrylate is preferable.

また、オキシアルキレン基を有する単量体(m2−1)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単量体(m2−1)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。   Moreover, as a commercial item of the monomer (m2-1) which has an oxyalkylene group, for example, “NK ester M-20G”, “NK ester M-40G”, “NK ester” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. M-90G, NK ester M-230G, NK ester AM-90G, NK ester AMP-10G, NK ester AMP-20G, NK ester AMP-60G, manufactured by NOF Corporation “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 70P” P-350B "," Blemmer 55PET-800 "," Blemmer 50POEP-800B "," Blemmer 10PPB-500B "," Blemmer NKH-5050 "," Blemmer AP-400 "," Blemmer AE-350 "and the like. . These monomers having an oxyalkylene group (m2-1) 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前記アルキル基を有する単量体(m2−2)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 alkyl group-containing monomer (m2-2) that can be used as the non-fluorine-based monomer (m2) include monomers represented by the following general formula (3).

Figure 0005923878
(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 0005923878
(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単量体(m2−2)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(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単量体(m2−2)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 monomer (m2-2) having an alkyl group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2 An alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms of (meth) acrylic acid, such as ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate; dicyclopentanyloxylethyl ( (Meth) acrylate, isobornyloxylethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl ( (Meth) bridging cyclic alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms of acrylic acid motor) acrylate. These monomers having an alkyl group (m2-2) can be used alone or in combination of two or more.

本発明のフッ素系界面活性剤は、フッ素系単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)を共存下でリビングラジカル重合することで得ることができる。   The fluorosurfactant of the present invention contains the above monomers (m1) and (m2) together with the fluoromonomer (m1) and the non-fluorine monomer (m2) as essential monomer components. It can be obtained by living radical polymerization under.

ここで、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共重合体を得ることができる。しかし、本発明では、第一のモノマーと第二モノマーとの共存下でリビングラジカル重合することを特徴としており、リビングラジカル重合を用いるが、得られる共重合体は規則性が乱れたランダム共重合体である。   Here, in general, in living radical polymerization, a dormant species whose active polymerization end is protected by an atom or atomic group reversibly generates a radical and reacts with the monomer, whereby the growth reaction proceeds, and the first monomer becomes The block copolymer can be obtained by reacting with the second monomer added successively without losing the activity of the growing end even if consumed. However, the present invention is characterized in that living radical polymerization is performed in the coexistence of the first monomer and the second monomer, and living radical polymerization is used. The resulting copolymer is a random copolymer having disordered regularity. It is a coalescence.

上記の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(以下、「ATRP」と略記する。)、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。   Examples of the above-mentioned living radical polymerization include atom transfer radical polymerization (hereinafter abbreviated as “ATRP”), reversible addition-cleavage radical polymerization (RAFT), radical polymerization via nitroxide (NMP), and organic tellurium. Examples include radical polymerization (TERP) to be used. 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、フッ素系単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を加えてリビングラジカル重合させることが好ましい。   In the production of the fluorosurfactant of the present invention, a fluoromonomer (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) It is preferable to add m1) and the non-fluorinated monomer (m2) to carry out living radical polymerization.

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際に、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重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、レベリング性及び消泡性をより優れたものにできることから、3,000以上が好ましく、4,000〜100,000の範囲がより好ましく、5,000〜50,000の範囲がさらに好ましい。また、本発明のフッ素系界面活性剤の分散度(Mw/Mn)は、レベリング性及び消泡性に優れたものとするため、3以下が好ましく、1.0〜2.5の範囲がより好ましく、1.0〜2.2の範囲がさらに好ましい。   The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the fluorosurfactant of the present invention are preferably 3,000 or more, and more preferably from 4,000 to 4,000, since the leveling property and defoaming property can be further improved. The range of 100,000 is more preferable, and the range of 5,000 to 50,000 is more preferable. Further, the dispersity (Mw / Mn) of the fluorosurfactant of the present invention is preferably 3 or less, more preferably in the range of 1.0 to 2.5, in order to be excellent in leveling properties and antifoaming properties. The range of 1.0 to 2.2 is more preferable.

ここで、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)測定に基づきポリスチレン換算した値である。なお、GPCの測定条件は以下の通りである。   Here, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are values converted to polystyrene based on gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”) measurement. The measurement conditions for GPC are as follows.

[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−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテックジャパン株式会社製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン(THF)
流速 1.0ml/分
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(5μl)。
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」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-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
Detector: ELSD ("ELSD2000" manufactured by Oltech Japan Co., Ltd.)
Data processing: “GPC-8020 Model II data analysis version 4.30” manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature 40 ° C
Developing solvent Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate 1.0 ml / min Sample: 1.0 mass% tetrahydrofuran solution filtered in terms of resin solids with a microfilter (5 μl).
Standard sample: The following monodisperse polystyrene having a known molecular weight was used in accordance with the measurement manual of “GPC-8020 Model II Data Analysis Version 4.30”.

(単分散ポリスチレン)
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」
東ソー株式会社製「F−288」
東ソー株式会社製「F−550」
(Monodispersed polystyrene)
“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
“F-288” manufactured by Tosoh Corporation
“F-550” manufactured by Tosoh Corporation

本発明のフッ素系界面活性剤中のフッ素原子含有率は、塗布ムラの少ない良好なレベリング性が得られ、消泡性に優れることから、4〜40質量%の範囲が好ましく、5〜35質量%の範囲がより好ましく、6〜30質量%の範囲がさらに好ましい。なお、フッ素原子含有率は、燃焼イオンクロマトグラフィーにより測定できる。   The fluorine atom content in the fluorosurfactant of the present invention is preferably in the range of 4 to 40% by mass, and preferably in the range of 4 to 40% by mass, because good leveling properties with less coating unevenness are obtained and excellent defoaming properties. % Is more preferable, and the range of 6 to 30% by mass is more preferable. The fluorine atom content can be measured by combustion ion chromatography.

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 addition amount of the fluorosurfactant in the coating composition varies depending on the type of coating resin, the coating method, the target film thickness, and the like, but is 0.1% relative to 100 parts by mass of the solid content in the coating composition. 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−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテックジャパン株式会社製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン(THF)
流速 1.0ml/分
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(5μl)。
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」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-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
+ "TSK-GEL GMHHR-N" (7.8 mm ID x 30 cm) manufactured by Tosoh Corporation
Detector: ELSD ("ELSD2000" manufactured by Oltech Japan Co., Ltd.)
Data processing: “GPC-8020 Model II data analysis version 4.30” manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature 40 ° C
Developing solvent Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate 1.0 ml / min Sample: 1.0 mass% tetrahydrofuran solution filtered in terms of resin solids with a microfilter (5 μl).
Standard sample: The following monodisperse polystyrene having a known molecular weight was used in accordance with the measurement manual of “GPC-8020 Model II Data Analysis Version 4.30”.

(単分散ポリスチレン)
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」
東ソー株式会社製「F−288」
東ソー株式会社製「F−550」
(Monodispersed polystyrene)
“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
“F-288” manufactured by Tosoh Corporation
“F-550” manufactured by Tosoh Corporation

(実施例1)
窒素置換した反応容器に、メタノール67質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、2−(ノナフルオロブチル)エチルメタクリレート(以下、「NFMA」と略記する。)3.37質量部、2−(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート(以下、「TFMA」と略記する。)3.33質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)13.3質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)20質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6質量部を加え、窒素気流下、60℃で10時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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ランダム共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)17,000、数平均分子量(Mn)13,000、分散度(Mw/Mn)1.31であった。また、得られたフッ素系界面活性剤(1)中のフッ素原子含有量を燃焼イオンクロマトグラフィーで測定したところ9.1質量%であった。
Example 1
A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 67 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and 0.305 parts by mass of cuprous chloride and stirred at room temperature for 60 minutes. Then, 2- (nonafluorobutyl) ethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “NFMA”) 3.37 parts by mass, 2- (tridecafluorohexyl) ethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “TFMA”) 3 .33 parts by mass, poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation "Blenmer 10PPB-500B"; average number of repetitions of oxybutylene 6), 13.3 parts by mass, polyethylene glycol monomethacrylate ( “Blenmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average oxyethylene repeating number 4.5) 20 parts by mass and 0.6 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 10 hours in a nitrogen stream. It was. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (1) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (1) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 17,000, the number average molecular weight (Mn) was 13,000, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.31. It was. Moreover, it was 9.1 mass% when the fluorine atom content in the obtained fluorosurfactant (1) was measured by combustion ion chromatography.

(実施例2)
窒素置換した反応容器に、メタノール26.68質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、NFMA7.04質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」)13.2質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)19.76質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6質量部を加え、窒素気流下、60℃で10時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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ランダム共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)34,300、数平均分子量(Mn)16,600、分散度(Mw/Mn)2.07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で測定したところ9.1質量%であった。
(Example 2)
A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 26.68 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and 0.305 parts by mass of cuprous chloride and stirred at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 7.04 parts by mass of NFMA, 13.2 parts by mass of poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blenmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation), polyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation) “Blemmer PE-200”; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) 19.76 parts by mass and 0.6 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 10 hours in a nitrogen stream. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (2) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of this fluorosurfactant (2) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 34,300, the number average molecular weight (Mn) was 16,600, and the degree of dispersion (Mw / Mn) was 2.07. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (2) was measured by combustion ion chromatography and found to be 9.1% by mass.

(実施例3)
窒素置換した反応容器に、メタノール26.68質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、TFMA6.36質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)13.46質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)20.18質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6質量部を加え、窒素気流下、60℃で10時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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ランダム共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)27,800、数平均分子量(Mn)15,400、分散度(Mw/Mn)1.81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で測定したところ9.1質量%であった。
(Example 3)
A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 26.68 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and 0.305 parts by mass of cuprous chloride and stirred at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 6.36 parts by mass of TFMA, 13.46 parts by mass of poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blenmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxybutylene 6), polyethylene glycol Monomethacrylate (“Blenmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average number of oxyethylene repeats: 4.5) 20.18 parts by mass and ethyl 2-bromoisobutyrate 0.6 parts by mass were added, and the mixture was heated at 60 ° C. under a nitrogen stream. For 10 hours. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (3) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (3) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 27,800, the number average molecular weight (Mn) was 15,400, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.81. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (3) was measured by combustion ion chromatography and found to be 9.1% by mass.

(実施例4)
窒素置換した反応容器に、メタノール60質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、NFMA5.56質量部、TFMA6.67質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)11.57質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)16.21質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6部を加え、窒素気流下、60℃で10時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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ランダム共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)15,600、数平均分子量(Mn)12,300、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(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で測定したところ15質量%であった。
Example 4
A nitrogen-substituted reaction vessel was charged with 60 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and 0.305 parts by mass of cuprous chloride and stirred at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 5.56 parts by mass of NFMA, 6.67 parts by mass of TFMA, poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blemmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions 6 of oxybutylene) 57 parts by mass, 16.21 parts by mass of polyethylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) and 0.6 parts of ethyl 2-bromoisobutyrate were added, and nitrogen was added. The reaction was carried out at 60 ° C. for 10 hours under an air stream. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (4) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (4) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 15,600, the number average molecular weight (Mn) was 12,300, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.27. It was. Moreover, it was 15 mass% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (4) was measured by combustion ion chromatography.

(比較例1)
窒素置換した反応容器に、メチルイソブチルケトン(以下、「MIBK」と略記する。)600質量部を仕込み、攪拌しながら100℃に昇温した。その後、NFMA50.52質量部、TFMA49.98質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)199.5質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)300質量部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(大塚化学株式会社製「MAIB」)6質量部をMIBK484.2質量部に溶解させた溶液を3時間かけて滴下し、さらに100℃で15時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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ランダム共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)25,200、数平均分子量(Mn)3,500、分散度(Mw/Mn)7.20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で測定したところ9.1質量%であった。
(Comparative Example 1)
In a nitrogen-substituted reaction vessel, 600 parts by mass of methyl isobutyl ketone (hereinafter abbreviated as “MIBK”) was charged and heated to 100 ° C. while stirring. Thereafter, NFMA 50.52 parts by mass, TFMA 49.98 parts by mass, poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blemmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions 6 of oxybutylene) 199. 5 parts by weight, 300 parts by weight of polyethylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (Otsuka Chemical) A solution prepared by dissolving 6 parts by mass of “MAIB” manufactured by MIBK in 484.2 parts by mass was added dropwise over 3 hours and further reacted at 100 ° C. for 15 hours. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C1) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C1) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 25,200, the number average molecular weight (Mn) was 3,500, and the dispersity (Mw / Mn) was 7.20. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C1) was measured by combustion ion chromatography and found to be 9.1% by mass.

(比較例2)
窒素置換した反応容器に、MIBK100質量部を仕込み、攪拌しながら100℃に昇温した。その後、NFMA27.79質量部、TFMA27.49質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)17.89質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)26.89質量部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(大塚化学株式会社製「MAIB」)1質量部をMIBK80.7質量部に溶解させた溶液を3時間かけて滴下し、さらに100℃で15時間反応させた。次いで、溶媒を減圧留去してランダム共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)16,000、数平均分子量(Mn)4,700、分散度(Mw/Mn)3.40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で測定したところ30質量%であった。
(Comparative Example 2)
A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 100 parts by mass of MIBK and heated to 100 ° C. while stirring. Then, 27.79 parts by mass of NFMA, 27.49 parts by mass of TFMA, poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation “Blenmer 10PPB-500B”; average number of repetitions of oxybutylene 6) 89 parts by mass, polyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation “Blenmer PE-200”; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) 26.89 parts by mass and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate ( A solution prepared by dissolving 1 part by mass of “MAIB” (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) in 80.7 parts by mass of MIBK was added dropwise over 3 hours, and further reacted at 100 ° C. for 15 hours. Subsequently, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C2) which was a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C2) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 16,000, the number average molecular weight (Mn) was 4,700, and the dispersity (Mw / Mn) was 3.40. It was. Moreover, it was 30 mass% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C2) was measured by combustion ion chromatography.

(比較例3)
窒素置換した反応容器に、MIBK100質量部を仕込み、攪拌しながら100℃に昇温した。その後、NFMA37.05質量部、TFMA36.65質量部、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)10.5質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)15.8質量部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート(大塚化学株式会社製「MAIB」)1質量部をMIBK80.7質量部に溶解させた溶液を3時間かけて滴下し、さらに100℃で15時間反応させた。次いで、溶媒を減圧留去して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)17,300、数平均分子量(Mn)5,600、分散度(Mw/Mn)3.09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で測定したところ40質量%であった。
(Comparative Example 3)
A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 100 parts by mass of MIBK and heated to 100 ° C. while stirring. Thereafter, 37.05 parts by mass of NFMA, 36.65 parts by mass of TFMA, poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blemmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxybutylene of 6) 10. 5 parts by weight, polyethylene glycol monomethacrylate (“Blenmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) 15.8 parts by weight and dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate ( A solution prepared by dissolving 1 part by mass of “MAIB” (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) in 80.7 parts by mass of MIBK was added dropwise over 3 hours, and further reacted at 100 ° C. for 15 hours. Subsequently, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C3) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C3) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 17,300, the number average molecular weight (Mn) was 5,600, and the dispersity (Mw / Mn) was 3.09. It was. Moreover, it was 40 mass% when the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C3) was measured by combustion ion chromatography.

(比較例4)
窒素置換した反応容器に、メタノール49.44質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)13.2質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)19.76質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6質量部を加え、窒素気流下、60℃で5時間反応させた後、NFMA7.04質量部を加え、さらに12時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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共重合体であるフッ素系界面活性剤(C4)を得た。このフッ素系界面活性剤(C4)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)16,300、数平均分子量(Mn)12,300、分散度(Mw/Mn)1.33であった。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で測定したところ9.1質量%であった。
(Comparative Example 4)
Into a nitrogen-substituted reaction vessel, 49.44 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl, and 0.305 parts by mass of cuprous chloride were charged and stirred at room temperature for 60 minutes. Then, 13.2 parts by mass of poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blemmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxybutylene of 6), polyethylene glycol monomethacrylate (NOF Corporation) "Blemmer PE-200" manufactured by company; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) 19.76 parts by mass and 0.6 parts by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C for 5 hours in a nitrogen stream. Thereafter, 7.04 parts by mass of NFMA was added, and the mixture was further reacted for 12 hours. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C4) as a block copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C4) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 16,300, the number average molecular weight (Mn) was 12,300, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.33. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C4) was measured by combustion ion chromatography and found to be 9.1% by mass.

(比較例5)
窒素置換した反応容器に、メタノール50.46質量部、2,2’−ビピリジル0.961質量部、塩化第一銅0.305質量部を仕込み、室温で60分撹拌した。その後、ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)13.46質量部、ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)20.18質量部及び2−ブロモイソ酪酸エチル0.6質量部を加え、窒素気流下、60℃で5時間反応させた後、TFMA6.36質量部を加え、さらに12時間反応させた。次いで、得られた反応物に、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共重合体であるフッ素系界面活性剤(C5)を得た。このフッ素系界面活性剤(C5)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)17,000、数平均分子量(Mn)12,700、分散度(Mw/Mn)1.34であった。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で測定したところ9.1質量%であった。
(Comparative Example 5)
A nitrogen-substituted reaction vessel was charged with 50.46 parts by mass of methanol, 0.961 parts by mass of 2,2′-bipyridyl and 0.305 parts by mass of cuprous chloride, and stirred at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 13.46 parts by mass of poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blenmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repeating oxybutylenes 6), polyethylene glycol monomethacrylate (NOF Corporation) “Blemmer PE-200” manufactured by company; average number of repetitions of oxyethylene 4.5) 20.18 parts by mass and 0.6 part by mass of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 5 hours in a nitrogen stream. Thereafter, 6.36 parts by mass of TFMA was added, and the mixture was further reacted for 12 hours. Next, 30 parts by mass of activated alumina was added to the reaction product and stirred. After filtering the activated alumina, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C5) as a block copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C5) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 17,000, the number average molecular weight (Mn) was 12,700, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.34. It was. Moreover, it was 9.1 mass% when the fluorine atom content of the obtained fluorochemical surfactant (C5) was measured by the combustion ion chromatography.

(比較例6)
窒素置換した反応容器に、イソプロピルアルコール352.6質量部、2−(ヘプタデカフルオロオクチル)エチルメタクリレート(以下、「HFMA」と略記する。)18.5質量部、ポリエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製「NKエステル4G」;オキシエチレンの平均繰り返し数4)4.4質量部、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノアクリレート(オキシエチレンの平均繰り返し数22、オキシプロピレンの平均繰り返し数22)57.2質量部、3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート(チッソ株式会社製「サイラプレーンTM−0701」;以下、「Si−MA」と略記する。)12質量部、メチルメタクリレート(以下、「MMA」と略記する。)7.8質量部、n−ドデシルメルカプタン(花王株式会社製「チオカルコール20」)1.2質量部及びアゾビスイソブチロニトリル0.4質量部を仕込み、攪拌して溶解させた後、75℃で6時間反応させた後、80℃で12時間反応させた。次いで、溶媒を減圧留去してランダム共重合体であるフッ素系界面活性剤(C6)を得た。このフッ素系界面活性剤(C6)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)37,400、数平均分子量(Mn)6,600、分散度(Mw/Mn)5.67であった。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で測定したところ11.5質量%であった。
(Comparative Example 6)
In a reaction vessel purged with nitrogen, 352.6 parts by mass of isopropyl alcohol, 18.5 parts by mass of 2- (heptadecafluorooctyl) ethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “HFMA”), polyethylene glycol dimethacrylate (Shin Nakamura Chemical) “NK ester 4G” manufactured by Kogyo Co., Ltd .; average number of repetitions of oxyethylene 4) 4.4 parts by mass, polyethylene glycol / polypropylene glycol monoacrylate (average number of repetitions 22 of oxyethylene, average number of repetitions 22 of oxypropylene) 2 parts by mass, 12 parts by mass of 3-tris (trimethylsiloxy) silylpropyl methacrylate (“Silane Plan TM-0701” manufactured by Chisso Corporation; hereinafter abbreviated as “Si-MA”), methyl methacrylate (hereinafter, “MMA”) ". 7.8 parts by mass, 1.2 parts by mass of n-dodecyl mercaptan (“thiocalcol 20” manufactured by Kao Corporation) and 0.4 parts by mass of azobisisobutyronitrile were stirred and dissolved, and then 75 ° C. And then reacted at 80 ° C. for 12 hours. Subsequently, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorosurfactant (C6) as a random copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the fluorosurfactant (C6) by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 37,400, the number average molecular weight (Mn) was 6,600, and the dispersity (Mw / Mn) was 5.67. It was. Further, the fluorine atom content of the obtained fluorosurfactant (C6) was measured by combustion ion chromatography and found to be 11.5% by mass.

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)の原料である単量体の種類、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、フッ素原子含有量及び生体蓄積安全性について、表1にまとめた。なお、生体蓄積安全性は下記の判断基準で評価した。   Types of monomers that are raw materials of the fluorosurfactants (1) to (4) and (C1) to (C6) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, and the number average molecular weight Table 1 summarizes (Mn), weight average molecular weight (Mw), fluorine atom content, and bioaccumulation safety. The bioaccumulation safety was evaluated according to the following criteria.

[生体蓄積安全性の評価]
以下の判断基準で、各フッ素系界面活性剤の生体蓄積安全性を評価した。
○:炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を含まず、生体に蓄積する可能性が低く、安全性が高い。
×:炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を含み、生体に蓄積する可能性が高く、安全性が低い。
[Evaluation of bioaccumulation safety]
The bioaccumulation safety of each fluorosurfactant was evaluated according to the following criteria.
○: It does not contain a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, has a low possibility of accumulating in a living body, and is highly safe.
X: It contains a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, has a high possibility of accumulating in a living body, and has low safety.

Figure 0005923878
Figure 0005923878

表1中の略号「BO−PO」、「EO」、「EO−DMA」及び「EO−PO」は、それぞれ下記のものを意味する。
BO−PO:ポリ(1,2−オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB−500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)
EO:ポリエチ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PE−200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)
EO−DMA:ポリエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製「NKエステル4G」;オキシエチレンの平均繰り返し数4)
EO−PO:ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノアクリレート(オキシエチレンの平均繰り返し数22、オキシプロピレンの平均繰り返し数22)
The abbreviations “BO-PO”, “EO”, “EO-DMA”, and “EO-PO” in Table 1 mean the following.
BO-PO: poly (1,2-oxybutylene) oxypropylene monomethacrylate (“Blenmer 10PPB-500B” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxybutylene of 6)
EO: Polyethylene glycol monomethacrylate (“Blemmer PE-200” manufactured by NOF Corporation; average number of repetitions of oxyethylene 4.5)
EO-DMA: Polyethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. “NK ester 4G”; average number of oxyethylene repeats 4)
EO-PO: Polyethylene glycol / polypropylene glycol monoacrylate (average number of repetitions of oxyethylene 22 and average number of repetitions of oxypropylene 22)

(実施例5)
上記の実施例1で得られたフッ素系界面活性剤(1)を用いて、下記の通り、レジスト組成物を調製し、塗布ムラの評価及び消泡性試験を行った。なお、消泡試験については、フッ素系界面活性剤のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製し、その溶液を起泡させた後、消泡するまでの時間を測定することで行った。
(Example 5)
Using the fluorine-based surfactant (1) obtained in Example 1 above, a resist composition was prepared as follows, and coating unevenness evaluation and an antifoaming test were performed. The defoaming test was carried out by preparing a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of a fluorosurfactant, measuring the time until defoaming after foaming the solution.

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得られたクレゾ−ルノボラック樹脂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(以下、「PGMEA」と略記する。)400質量部に溶解して溶液を調製し、これに実施例1で得られたフッ素系界面活性剤(1)を上記縮合物及びクレゾ−ル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。   100 parts by mass of cresol novolac resin obtained by condensing 27 parts by mass of a condensate of 2,3,4-trihydroxybezophenone and orthonaphthoxydiazide-5-sulfonyl chloride with cresol and formaldehyde A solution is prepared by dissolving 400 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as “PGMEA”), and the fluorosurfactant (1) obtained in Example 1 is added to the above. A resist composition was prepared by adding 0.1 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the condensate and the cresol-novolak resin, and performing microfiltration with a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter having a pore size of 0.1 μm.

[塗布ムラの評価]
上記で得られたレジスト組成物を直径8インチの表面がクロム処理されたガラス基板上に、回転数500rpm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により塗膜表面の凹凸を観察して、以下の基準で塗布ムラを評価した。
◎:塗布ムラが観察されなかった。
○:塗布ムラがわずかに観察される(塗布ムラとなった面積が全体の10%未満)。
△:塗布ムラが一部観察される(塗布ムラとなった面積が全体の10%以上30%未満)。
×:塗布ムラが多く観察される(塗布ムラとなった面積が全体の30%以上)。
[Evaluation of coating unevenness]
The resist composition obtained above was spin-coated on a glass substrate having a diameter of 8 inches on a chrome-treated surface at 500 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. The surface of the obtained resist film was visually observed using a sodium lamp to observe unevenness of the coating film surface, and coating unevenness was evaluated according to the following criteria.
A: Uneven coating was not observed.
○: Slight application unevenness is observed (the area where the application unevenness is less than 10% of the whole).
Δ: Some coating unevenness is observed (the area where the coating unevenness is 10% or more and less than 30% of the whole).
X: Many coating unevenness is observed (the area which became the coating unevenness is 30% or more of the whole).

[消泡性試験及びその評価]
実施例1で得られたフッ素系界面活性剤(1)の含有量が1質量%となるように添加したPGMEA溶液50gを100mlサンプル管に入れ、20秒間振とうした後、液面の発生した泡の消失により液面の面積の90%以上が露出するまでの時間を消泡時間として測定した。測定した消泡時間から、下記の基準で消泡性を評価した。なお、測定時間は600秒までとし、600秒経過後も液面の面積の90%以上が露出しなかったものについてはそれ以上の測定を行わなかった。
◎:液面の面積の90%以上が露出するのに要した時間が60秒未満である。
○:液面の面積の90%以上が露出するのに要した時間が60秒以上360秒未満である。
△:液面の面積の90%以上が露出するのに要した時間が360秒以上600秒未満である。
×:液面の面積の90%以上が露出するのに要した時間が600秒以上である。
[Defoaming test and evaluation]
50 g of PGMEA solution added so that the content of the fluorosurfactant (1) obtained in Example 1 was 1% by mass was placed in a 100 ml sample tube, shaken for 20 seconds, and then the liquid level was generated. The time until 90% or more of the liquid surface area was exposed due to the disappearance of bubbles was measured as the defoaming time. From the measured defoaming time, the defoaming property was evaluated according to the following criteria. The measurement time was up to 600 seconds, and no further measurement was performed for those in which 90% or more of the liquid surface area was not exposed even after 600 seconds had elapsed.
A: Time required for exposing 90% or more of the liquid surface area is less than 60 seconds.
○: The time required to expose 90% or more of the liquid surface area is 60 seconds or more and less than 360 seconds.
Δ: The time required for 90% or more of the liquid surface area to be exposed is 360 seconds or more and less than 600 seconds.
X: Time required for exposing 90% or more of the area of the liquid surface is 600 seconds or more.

(実施例6〜8及び比較例7〜12)
上記の実施例5と同様に、実施例2〜4及び比較例1〜6で得られたフッ素系界面活性剤(2)〜(4)及び(C1)〜(C6)を用いて、塗布ムラの評価及び消泡性試験を行った。
(Examples 6-8 and Comparative Examples 7-12)
In the same manner as in Example 5, using the fluorosurfactants (2) to (4) and (C1) to (C6) obtained in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, uneven coating was performed. Evaluation and antifoaming property test were conducted.

上記の実施例5〜8及び比較例7〜12で得られた評価及び試験結果を表2に示す。なお、消泡時間の「>600」との表記は、600秒経過後も液面の面積の90%以上が露出しなかったことを意味する。   Table 2 shows the evaluation and test results obtained in Examples 5-8 and Comparative Examples 7-12. In addition, the expression “> 600” of the defoaming time means that 90% or more of the liquid surface area was not exposed even after 600 seconds had elapsed.

Figure 0005923878
Figure 0005923878

表2に示した実施例5〜8の結果から、実施例1〜4で得られた本発明のフッ素化界面活性剤(1)〜(4)を用いたレジスト組成物は、塗布ムラが少なく平滑な塗膜が得られたことから、レベリング性に優れることが分かった。また、PGMEA溶液での消泡性も優れることが分かった。特に、実施例2で得られたフッ素系界面活性剤(2)は、非常に優れた消泡性を有していた。   From the results of Examples 5 to 8 shown in Table 2, the resist composition using the fluorinated surfactants (1) to (4) of the present invention obtained in Examples 1 to 4 has little coating unevenness. Since a smooth coating film was obtained, it turned out that it is excellent in leveling property. Moreover, it turned out that the defoaming property in a PGMEA solution is also excellent. In particular, the fluorosurfactant (2) obtained in Example 2 had very good antifoaming properties.

表2に示した比較例7の結果から、リビングラジカル重合ではなく、フリーラジカル重合で製造した比較例1のフッ素化界面活性剤(C1)は、フッ素原子含有量が実施例1〜3で得られた本発明のフッ素化界面活性剤(1)〜(3)と同程度であるが、塗布ムラを生じてレベリング性が不十分であることが分かった。   From the results of Comparative Example 7 shown in Table 2, the fluorinated surfactant (C1) of Comparative Example 1 produced not by living radical polymerization but by free radical polymerization has a fluorine atom content obtained in Examples 1 to 3. It was found to be the same level as the obtained fluorinated surfactants (1) to (3) of the present invention, but uneven coating occurred and the leveling property was insufficient.

表2に示した比較例8及び9の結果から、リビングラジカル重合ではなく、フリーラジカル重合で製造した比較例2及び3のフッ素化界面活性剤(C2)及び(C3)は、フッ素原子含有量を30質量%及び40質量%と高くしたものであるが、塗布ムラは少なく良好なレベリング性を有していたが、起泡した泡がすぐに消泡せず消泡性に問題があることが分かった。   From the results of Comparative Examples 8 and 9 shown in Table 2, the fluorinated surfactants (C2) and (C3) of Comparative Examples 2 and 3 produced not by living radical polymerization but by free radical polymerization had a fluorine atom content. However, the foamed foam does not immediately defoam but there is a problem with defoaming properties, although there was little coating unevenness and good leveling properties. I understood.

表2に示した比較例10及び11の結果から、本発明と同様にリビングラジカル重合で製造したが、ランダム共重合ではなく、ブロック共重合とした比較例4及び5のフッ素化界面活性剤(C4)及び(C5)は、塗布ムラは少なく優れたレベリング性を有していたが、起泡した泡がすぐに消泡せず消泡性に問題があることが分かった。   From the results of Comparative Examples 10 and 11 shown in Table 2, the fluorinated surfactants of Comparative Examples 4 and 5 were prepared by living radical polymerization in the same manner as in the present invention, but not by random copolymerization but by block copolymerization ( Although C4) and (C5) had excellent leveling properties with little coating unevenness, it was found that the foamed foam was not immediately defoamed and there was a problem in defoaming properties.

表2に示した比較例12の結果から、炭素原子数が8のフッ素化アルキル基を有する単量体を用いて製造した比較例6のフッ素化界面活性剤(C6)は、塗布ムラをやや生じレベリング性が良好でなく、起泡した泡がすぐに消泡せず消泡性に問題があることが分かった。   From the results of Comparative Example 12 shown in Table 2, the fluorinated surfactant (C6) of Comparative Example 6 produced using a monomer having a fluorinated alkyl group having 8 carbon atoms has a slight coating unevenness. The resulting leveling property was not good, and it was found that the foamed foam did not immediately disappear and there was a problem with the defoaming property.

Claims (6)

炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有する単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)の共存下で原子移動ラジカル重合させることを特徴とするフッ素系界面活性剤の製造方法As an essential monomer component, a monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond with an oxygen atom) and a non-fluorine monomer (m2) production method of the monomer (m1) and fluorine-containing surface active agent for causing atom transfer radical polymerization engaged in the coexistence of (m @ 2). 上記フッ素系単量体(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の製造方法
Figure 0005923878
(上記一般式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基、シアノ基、フェニル基、ベンジル基又は−C2n−Rf’(nは1〜8の整数を表し、Rf’は下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)を表し、Xは、下記式(X−1)〜(X−10)のいずれか1つの基を表し、Rfは下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)
Figure 0005923878
(上記式(X−1)、(X−3)、(X−5)、(X−6)及び(X−7)中のnは1〜8の整数を表す。上記式(X−8)、(X−9)及び(X−10)中のmは1〜8の整数を表し、nは0〜8の整数を表す。上記式(X−6)及び(X−7)中のRf’’は下記式(Rf−1)〜(Rf−7)のいずれか1つの基を表す。)
Figure 0005923878
(上記式(Rf−1)及び(Rf−2)中のnは1〜6の整数を表す。上記式(Rf−3)中のnは2〜6の整数を表す。上記式(Rf−4)中のnは4〜6の整数を表す。上記式(Rf−5)中のmは1〜5の整数であり、nは0〜4の整数であり、かつm及びnの合計は1〜5である。上記式(Rf−6)中のmは0〜4の整数であり、nは1〜4の整数であり、pは0〜4の整数であり、かつm、n及びpの合計は1〜5である。)
The method for producing a fluorosurfactant according to claim 1, wherein the fluoromonomer (m1) is a monomer selected from at least one of the following general formula (1).
Figure 0005923878
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, a cyano group, a phenyl group, a benzyl group, or —C n H 2n —Rf ′ (n represents an integer of 1 to 8, Rf 'Represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7)), and X represents any one group of the following formulas (X-1) to (X-10). Rf represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7).
Figure 0005923878
(In the above formulas (X-1), (X-3), (X-5), (X-6) and (X-7), n represents an integer of 1 to 8. The above formula (X-8 M in (X-9) and (X-10) represents an integer of 1 to 8, and n represents an integer of 0 to 8. In the above formulas (X-6) and (X-7) Rf ″ represents any one of the following formulas (Rf-1) to (Rf-7).)
Figure 0005923878
(In the formulas (Rf-1) and (Rf-2), n represents an integer of 1 to 6. In the formula (Rf-3), n represents an integer of 2 to 6. The formula (Rf- N in 4) represents an integer of 4 to 6. m in the above formula (Rf-5) is an integer of 1 to 5, n is an integer of 0 to 4, and the sum of m and n is M in the above formula (Rf-6) is an integer of 0 to 4, n is an integer of 1 to 4, p is an integer of 0 to 4, and m, n and The total of p is 1-5.)
上記非フッ素系単量体(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又は2記載のフッ素系界面活性剤の製造方法
Figure 0005923878
(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、Rは水素原子又は炭素原子数1〜6のアルキル基である。)
The method for producing a fluorine-based surfactant according to claim 1 or 2, wherein the non-fluorine-based monomer (m2) is a monomer having an oxyalkylene group represented by the following general formula (2).
Figure 0005923878
(Wherein R 2 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 R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
上記非フッ素系単量体(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3記載のフッ素系界面活性剤の製造方法
Figure 0005923878
(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 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). Of producing a fluorosurfactant.
Figure 0005923878
(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.)
炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有する単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)の共存下で原子移動ラジカル重合させてフッ素系界面活性剤を得る工程と、該フッ素系界面活性剤とアルカリ可溶性樹脂とを混合する工程を含むことを特徴とするレジスト組成物の製造方法。As an essential monomer component, a monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond with an oxygen atom) and a non-fluorine monomer (m2) Including a step of obtaining a fluorosurfactant by atom transfer radical polymerization in the presence of the monomers (m1) and (m2), and a step of mixing the fluorosurfactant and an alkali-soluble resin. A method for producing a resist composition. 炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基(酸素原子によるエーテル結合を有するものも含む。)を有する単量体(m1)及び非フッ素系単量体(m2)を必須の単量体成分として、前記単量体(m1)及び(m2)の共存下で原子移動ラジカル重合させてフッ素系界面活性剤を得る工程と、該フッ素系界面活性剤とアルカリ可溶性樹脂と溶剤とを混合する工程を含む請求項5記載のレジスト組成物の製造方法。As an essential monomer component, a monomer (m1) having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms (including those having an ether bond with an oxygen atom) and a non-fluorine monomer (m2) A step of obtaining a fluorosurfactant by atom transfer radical polymerization in the presence of the monomers (m1) and (m2), and a step of mixing the fluorosurfactant, an alkali-soluble resin and a solvent. A method for producing a resist composition according to claim 5.
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