JP7140964B2 - Fluorine-containing monomer, fluorine-containing polymer, pattern-forming composition using the same, and pattern-forming method thereof - Google Patents

Fluorine-containing monomer, fluorine-containing polymer, pattern-forming composition using the same, and pattern-forming method thereof Download PDF

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Description

本発明は、含フッ素単量体、含フッ素重合体およびそれを用いたパターン形成用組成物、並びにそのパターン形成方法に関する。特に、半導体製造におけるリソグラフィーに使用するレジスト材料、または電子機器製造において、インクにより電子回路等を形成する、例えば、導電性インクを用いた印刷によりガラス製または樹脂製の基板上に導電膜インクによるパターン回路を形成するプリンテッドエレクトロニクスに用いることのできる含フッ素重合体およびその前駆体としての含フッ素単量体、およびそれを用いたパターン形成用組成物、並びにそのパターン形成方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluorine-containing monomer, a fluorine-containing polymer, a pattern-forming composition using the same, and a pattern-forming method thereof. In particular, resist materials used for lithography in the manufacture of semiconductors, or electronic circuits in the manufacture of electronic devices, for example, by printing with conductive ink on a glass or resin substrate with conductive film ink. The present invention relates to a fluorine-containing polymer that can be used for printed electronics forming a pattern circuit, a fluorine-containing monomer as a precursor thereof, a pattern-forming composition using the same, and a pattern-forming method thereof.

含フッ素重合体は、その化学構造中にフッ素原子を有することによる優れた性質が知られている。撥水性、耐熱性、透明性、低屈折率性および感光性等を有する含フッ素重合体は、半導体製造におけるレジスト材料、およびプリンテッドエレクトロニクスにおけるパターン形成材料として使用される。 Fluorine-containing polymers are known to have excellent properties due to having fluorine atoms in their chemical structures. Fluorine-containing polymers having water repellency, heat resistance, transparency, low refractive index, and photosensitivity are used as resist materials in semiconductor manufacturing and pattern forming materials in printed electronics.

半導体製造におけるレジスト材料に使用する酸分解性基を有する含フッ素重合体は、光酸発生剤を加えレジスト膜とし、光照射によって光酸発生剤から発生した酸により酸分解性基が含フッ素重合体から解離することで、現像液に可溶または不溶の性質が変化し、レジスト膜にパターン形成が可能となる。プリンテッドエレクトロニクスにおいて、インクを弾くまたは弾かないパターンを設けたパターン形成膜の材料として、含フッ素重合体は利用される。 A fluorine-containing polymer having an acid-decomposable group, which is used as a resist material in semiconductor manufacturing, is made into a resist film by adding a photo-acid generator, and the acid-decomposable group is converted into a fluorine-containing polymer by the acid generated from the photo-acid generator by light irradiation. By dissociating from the coalescence, the property of being soluble or insoluble in the developer is changed, enabling pattern formation in the resist film. In printed electronics, fluoropolymers are used as materials for pattern-forming films provided with patterns that repel or do not repel ink.

フォトリソグラフィおよびプリンテッドエレクトロニクスに共通して、パターン形成材料としてフッ素を含む酸分解性基を有する含フッ素重合体を用いた場合、形成した含フッ素重合体膜は、光照射前は高い撥水性を示し、光照射後はフッ素を含む酸分解性基が解離することで照射部が撥水性から親水性へ変化する。 Common to photolithography and printed electronics, when a fluoropolymer having an acid-decomposable group containing fluorine is used as a pattern forming material, the formed fluoropolymer film exhibits high water repellency before light irradiation. After light irradiation, the irradiated area changes from water-repellent to hydrophilic due to the dissociation of the fluorine-containing acid-decomposable group.

プリンテッドエレクトロニクスにおいて、パターン形成材料からなる膜に、パターンを形成したマスクを介して光照射すると、マスクパターンが転写された未照射の撥水部と照射後の親水部からなる親撥パターンが形成され、その後、インクを塗布した際、撥水部がインクを弾くことにより、インクによるパターンが形成される。 In printed electronics, when a film made of a pattern forming material is irradiated with light through a patterned mask, a parent/repellent pattern consisting of unirradiated water-repellent areas to which the mask pattern has been transferred and hydrophilic areas after irradiation is formed. After that, when ink is applied, the water-repellent portion repels the ink to form a pattern of the ink.

例えば、特許文献1および特許文献2には、親撥パターンを与えるプリンテッドエレクトロニクス向けのパターン形成材料としてインクの濡れ広がり、滲みを抑えて高精細なパターンを形成するための、炭素数6以上の長鎖パーフルオロアルキル基を有する樹脂が開示され、これら樹脂が含むパーフルオロアルキル基の光照射による解離により、インクに対する親液部と撥液部のパターンが形成されることが記載される。 For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a pattern forming material for printed electronics that provides a hydrophilic and repellent pattern. Resins having long-chain perfluoroalkyl groups are disclosed, and a pattern of lyophilic portions and liquid-repellent portions with respect to ink is formed by dissociation of the perfluoroalkyl groups contained in these resins upon irradiation with light.

しかしながら、長鎖パーフルオロアルキル基を有する樹脂は、燃焼および分解しにくく環境への蓄積が懸念される。例えば、パーフルオロオクタン酸は米国環境保護庁より環境への蓄積が指摘されており使用の削減が要求される。このように、炭素数6以上のパーフルオロアルキル基を有するフッ素化合物は、環境への蓄積の観点において、使用を避けることが好ましい。 However, resins having long-chain perfluoroalkyl groups are difficult to burn and decompose, and there is a concern that they may accumulate in the environment. For example, perfluorooctanoic acid is pointed out by the US Environmental Protection Agency to accumulate in the environment, and its use should be reduced. Thus, it is preferable to avoid using fluorine compounds having a perfluoroalkyl group having 6 or more carbon atoms from the viewpoint of accumulation in the environment.

また、半導体製造におけるレジスト材料に使用する酸分解性基を有する重合体として、酸解離部に環状アセタール骨格を有する重合体が知られている。酸解離部に環状アセタール骨格を有する重合体は優れた酸解離性を示すことより、電子材料分野、特に感放射線パターニング組成物として開発されている。 As a polymer having an acid-decomposable group used as a resist material in the manufacture of semiconductors, a polymer having a cyclic acetal skeleton in the acid-dissociable portion is known. Polymers having a cyclic acetal skeleton in the acid-dissociable portion exhibit excellent acid-dissociable properties, and are therefore being developed in the field of electronic materials, particularly as radiation-sensitive patterning compositions.

例えば、特許文献3には、酸解離性の単量体として、メタクリル酸2-テトラヒドロフラニル等のフッ素を含まない環状アセタール単量体を含む重合体と、光酸発生剤を含む感放射線樹脂組成物を用いたパターン形成方法について開示されている。また、特許文献4には、高感度且つ高解像度で、現像時に残膜率が大きくなるパターン形成材料として、フッ素を含まない環状アセタール基を有する単量体、酸分解性基を有する単量体、架橋性基を有する単量体を共重合してなる重合体、および感放射線酸発生剤を含むポジ型感光性組成物が開示されている。 For example, Patent Document 3 discloses a radiation-sensitive resin composition containing a polymer containing a fluorine-free cyclic acetal monomer such as 2-tetrahydrofuranyl methacrylate as an acid-dissociable monomer and a photoacid generator. A pattern forming method using an object is disclosed. Further, Patent Document 4 describes a monomer having a fluorine-free cyclic acetal group and a monomer having an acid-decomposable group as a pattern forming material having high sensitivity and high resolution and having a large residual film rate during development. , a polymer obtained by copolymerizing a monomer having a crosslinkable group, and a positive photosensitive composition comprising a radiation-sensitive acid generator.

特許文献5には、環状ヘミアセタール構造を有する含フッ素重合体および前駆体としての含フッ素単量体が開示される。また、特許文献6には、環状ヘミアセタール構造を有する含フッ素単量体において環状ヘミアセタール構造を置換基で修飾し置換基の選択により、含フッ素重合体した際の撥水性、脂溶性、酸分解性を調整可能なことが開示されている。 Patent Document 5 discloses a fluoropolymer having a cyclic hemiacetal structure and a fluoromonomer as a precursor. Further, in Patent Document 6, by modifying the cyclic hemiacetal structure in a fluorine-containing monomer having a cyclic hemiacetal structure with a substituent and selecting a substituent, water repellency, oil solubility, and acidity when a fluorine-containing polymer is formed. It is disclosed that the degradability can be adjusted.

国際公開WO2014/178279のパンフレットPamphlet of International Publication WO2014/178279 特開2016-87602号公報JP 2016-87602 A 特開平4-26850号公報JP-A-4-26850 特開2012-42837号公報JP 2012-42837 A 特開2006-152255号公報JP 2006-152255 A 特開2010-106138号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-106138

本発明は、フォトレジスト、プリンテッドエレクトロニクスにおいて光酸発生剤を含む膜とした際に、製膜後光照射前は撥水性を示し、光照射後は光酸発生剤から生じた酸の作用により親水性となることで、光照射前の水に対する接触角が高く、光照射後の接触角が低く、高感度且つ高解像度のパターンを与えるパターン形成用組成物に用いる、炭素数4以上のパーフルオロアルキル基を含まない含フッ素重合体を提供することを目的とする。 In the present invention, when a film containing a photoacid generator is formed in a photoresist or printed electronics, it exhibits water repellency after film formation and before light irradiation, and after light irradiation, by the action of the acid generated from the photoacid generator. By becoming hydrophilic, it has a high contact angle with water before light irradiation, a low contact angle after light irradiation, and is used in a pattern-forming composition that gives a highly sensitive and high-resolution pattern. An object of the present invention is to provide a fluoropolymer containing no fluoroalkyl group.

また、パターン形成材料としての前記含フッ素重合体を含むパターン形成用組成物、およびパターン形成用組成物を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a pattern-forming composition containing the fluorine-containing polymer as a pattern-forming material, and a pattern-forming method using the pattern-forming composition.

さらにその前駆体として含フッ素単量体および含フッ素化合物、その製造方法を提供することを目的とする。 A further object of the present invention is to provide a fluorine-containing monomer and a fluorine-containing compound as their precursors, and a method for producing the same.

本明細書の実施例に示す様に、本発明者らは、特定の位置にトリフルオロメチル基が結合する含フッ素環状アセタール骨格を有する酸分解性基を持つ下記の繰り返し単位(1)を含む、含フッ素重合体(以下、含フッ素重合体(1)と呼ぶことがある)を新規に合成した。次いで、本発明の含フッ素重合体(1)が含まれるパターン形成用組成物を基板上に展開し製膜した。 As shown in the examples of the present specification, the present inventors have found that the following repeating unit (1) having an acid-decomposable group having a fluorine-containing cyclic acetal skeleton to which a trifluoromethyl group is attached at a specific position , a fluoropolymer (hereinafter sometimes referred to as fluoropolymer (1)) was newly synthesized. Next, a pattern-forming composition containing the fluoropolymer (1) of the present invention was spread on a substrate to form a film.

Figure 0007140964000001
Figure 0007140964000001

(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のアルキル基である。R~Rは、水素原子、または炭素数1~10の直鎖状のアルキル基である。Xは、単結合または2価の基である。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom or a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; R 2 to R 5 are a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkyl group, X is a single bond or a divalent group, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and R is 1 carbon atom is a fluorine-containing alkyl group of ∼3.)

次いで、本発明の含フッ素重合体(1)と、以下に示す特許文献6に記載の繰り返し単位(A)を含む含フッ素重合体、特許文献3に記載の繰り返し単位(B)を含む含フッ素重合体、または汎用のレジスト材料として知られる繰り返し単位(C)を含む含フッ素重合体に光酸発生剤および溶剤等を加え各々のパターン形成用組成物を調製した後、基板上に展開し製膜し加熱キュアリングした。すると、含フッ素重合体(1)を含む膜は、含フッ素重合体(A)および含フッ素重合体(B)を含む膜と比較して、水に対し10°程度高い接触角を示した(実施例の[表3]の実施例1~7、比較例1~2参照)。また、レジスト感度を測定したところ、含フッ素重合体(1)を含むレジスト膜は、繰り返し単位(A)を含む含フッ素重合体を含むレジスト膜、または繰り返し単位(B)を含むレジスト膜に比べ、高い感度を示した。含フッ素重合体(1)を含むレジスト膜は、繰り返し単位(A)を有する共重合体、繰り返し単位(B)を有する共重合体および繰り返し単位(C)を有する共重合体を含むレジスト膜に比べ、高い感度を示した(実施例の[表4]のレジスト1~3、比較レジスト1~3参照)。含フッ素重合体(1)を含むレジスト膜が、繰り返し単位(A)を有する含フッ素重合体を含むレジスト膜に比べ高い感度を示したことから、繰り返し単位(A)を有する含フッ素重合体に比較して含フッ素重合体(A)に対し、本発明の含フッ素重合体(1)の含フッ素環状アセタール構造の酸分解性が高いことが推測される。 Next, the fluorine-containing polymer (1) of the present invention, a fluorine-containing polymer containing the repeating unit (A) described in Patent Document 6 shown below, and a fluorine-containing polymer containing the repeating unit (B) described in Patent Document 3 After preparing each pattern-forming composition by adding a photoacid generator, a solvent, etc. to a polymer or a fluorine-containing polymer containing a repeating unit (C) known as a general-purpose resist material, it is spread on a substrate and manufactured. It was coated and heat-cured. Then, the film containing the fluoropolymer (1) showed a contact angle higher by about 10° to water than the films containing the fluoropolymer (A) and the fluoropolymer (B) ( See Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 in [Table 3] of Examples). In addition, when the resist sensitivity was measured, the resist film containing the fluoropolymer (1) was found to be more sensitive than the resist film containing the fluoropolymer containing the repeating unit (A) or the resist film containing the repeating unit (B). , showed high sensitivity. The resist film containing the fluoropolymer (1) is a resist film containing a copolymer having the repeating unit (A), a copolymer having the repeating unit (B) and a copolymer having the repeating unit (C). In comparison, high sensitivity was exhibited (see resists 1 to 3 and comparative resists 1 to 3 in [Table 4] of Examples). Since the resist film containing the fluoropolymer (1) showed higher sensitivity than the resist film containing the fluoropolymer having the repeating unit (A), the fluoropolymer having the repeating unit (A) In comparison, the acid decomposability of the fluorinated cyclic acetal structure of the fluoropolymer (1) of the present invention is presumed to be higher than that of the fluoropolymer (A).

Figure 0007140964000002
Figure 0007140964000002

次いで、30nmのラインアンドスペースのパターンを有するフォトマスクを準備し、各膜に、マスクを介して紫外光を照射したところ、本発明の含フッ素重合体(1)に属する含フッ素重合体を含むパターン形成用組成物からなるレジストパターンは、本発明の範疇にない他のパターン形成用組成物からなるレジストパターンに対し、感度が高く高解像度であることがわかった。(実施例の[表4]のレジスト1~3、比較レジスト1~3参照) Next, a photomask having a 30 nm line-and-space pattern was prepared, and each film was irradiated with ultraviolet light through the mask. It was found that the resist pattern made of the pattern-forming composition has high sensitivity and high resolution compared to resist patterns made of other pattern-forming compositions outside the scope of the present invention. (Refer to resists 1 to 3 and comparative resists 1 to 3 in [Table 4] of Examples)

このようにして、本発明者は、リソグラフィー、プリンテッドエレクトロニクスにおいて光酸発生剤を含む膜とした際に、製膜後光照射前は高い撥水性を示し、光照射後は光酸発生剤から生じた酸の作用により親水性となることで、光照射前の水に対する光照射前の接触角が高く、光照射後の接触角が低く、高感度で高精度のパターンを与えるパターン形成用組成物に用いる、炭素数4以上のパーフルオロアルキル基を含まない含フッ素重合体を得たことを確認した。 In this way, the present inventors have found that when a film containing a photoacid generator is formed in lithography and printed electronics, it exhibits high water repellency after film formation and before light irradiation, and after light irradiation, the photoacid generator is separated from the film. The pattern-forming composition becomes hydrophilic due to the action of the generated acid, so that the contact angle with respect to water before light irradiation is high before light irradiation, the contact angle after light irradiation is low, and the pattern is highly sensitive and highly accurate. It was confirmed that a fluorine-containing polymer containing no perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms was obtained.

すなわち、本発明は以下の発明1~16を含む。
[発明1]
式(1)で表される繰り返し単位を含む、含フッ素重合体。

Figure 0007140964000003
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) That is, the present invention includes Inventions 1 to 16 below.
[Invention 1]
A fluoropolymer comprising a repeating unit represented by formula (1).
Figure 0007140964000003
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[発明2]
前記式(1)中のR、R、Rが水素原子である、発明1の含フッ素重合体。
[Invention 2]
The fluoropolymer according to invention 1, wherein R 2 , R 4 and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms.

[発明3]
さらに、前記式(1)中のYがトリフルオロメチル基である、発明2の含フッ素重合体。
[発明4]
発明1~3の含フッ素重合体と、酸発生剤、塩基性化合物および溶剤を含む、レジストパターン形成用組成物。
[Invention 3]
Furthermore, the fluoropolymer of invention 2, wherein Y in the formula (1) is a trifluoromethyl group.
[Invention 4]
A resist pattern-forming composition comprising the fluorine-containing polymer of Inventions 1 to 3, an acid generator, a basic compound and a solvent.

[発明5]
発明4のレジストパターン形成用組成物を基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、
フォトマスクを介して波長300nm以下の電磁波または高エネルギー線を照射露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写する露光工程と、現像液を用いて膜を現像しパターンを得る現像工程を含む、レジストパターンの形成方法。
[Invention 5]
A film-forming step of applying the composition for forming a resist pattern of Invention 4 onto a substrate to form a film;
A resist comprising an exposure step in which an electromagnetic wave having a wavelength of 300 nm or less or a high-energy beam is irradiated through a photomask to transfer the pattern of the photomask onto the film, and a development step in which the film is developed using a developer to obtain a pattern. How the pattern is formed.

[発明6]
発明1~3の含フッ素重合体と、酸発生剤と溶剤を含む、インクパターン形成用組成物。
[Invention 6]
An ink pattern-forming composition comprising the fluorine-containing polymer of Inventions 1 to 3, an acid generator and a solvent.

[発明7]
発明6のインクパターン形成用組成物を基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、
フォトマスクを介して波長150nm以上、500nm以下の光を、膜に照射露光し、マスクのパターンを膜に転写し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る露光工程と、
得られたパターン形成膜にインクを塗布するパターン形成工程を含む、インクパターンの形成方法。
[Invention 7]
a film-forming step of applying the composition for forming an ink pattern of invention 6 onto a substrate to form a film;
an exposure step of irradiating and exposing the film to light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less through a photomask to transfer the pattern of the mask onto the film to obtain a patterned film having a lyophobic portion and a lyophilic portion;
A method of forming an ink pattern, including a pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.

[発明8]
発明6のインクパターン形成用組成物を基板上に塗布し得られた塗膜を加熱(プレベーク)する工程である製膜工程と、
次いで、波長150nm以上、500nm以下の光を描画装置により膜に走査露光して、パターンを膜に描画し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得、
得られたパターン形成膜にインクを塗布するパターン形成工程を含む、インクパターン形成方法。
[Invention 8]
a film-forming step, which is a step of heating (pre-baking) a coating film obtained by applying the composition for forming an ink pattern of invention 6 onto a substrate;
Next, the film is scanned with light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less by a drawing device to draw a pattern on the film to obtain a patterned film having a lyophobic portion and a lyophilic portion,
A method for forming an ink pattern, comprising a pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.

[発明9]
式(4)で表される含フッ素単量体。

Figure 0007140964000004
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) [Invention 9]
A fluorine-containing monomer represented by formula (4).
Figure 0007140964000004
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[発明10]
前記式(4)中のR、R、Rが水素原子である、発明9の含フッ素単量体。
[Invention 10]
The fluorine-containing monomer according to invention 9, wherein R 2 , R 4 and R 5 in the formula (4) are hydrogen atoms.

[発明11]
さらに、前記式(4)中のYがトリフルオロメチル基である、発明10の含フッ素単量体。
[Invention 11]
Furthermore, the fluorine-containing monomer of invention 10, wherein Y in the formula (4) is a trifluoromethyl group.

[発明12]
下記の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステルを環化させ、式(7)で表される環状ヘミアセタール化合物を得る工程を含む、
発明9の式(4)で表される含フッ素単量体の製造方法。

Figure 0007140964000005
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。)
[Invention 12]
A step of cyclizing a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) to obtain a cyclic hemiacetal compound represented by the formula (7) ,
A method for producing a fluorine-containing monomer represented by Formula (4) of Invention 9.
Figure 0007140964000005
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds may contain.)

[発明13]
式(7)で表される含フッ素環状ヘミアセタール。

Figure 0007140964000006
(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) [Invention 13]
A fluorine-containing cyclic hemiacetal represented by formula (7).
Figure 0007140964000006
(Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[発明14]
前記式(7)中のR、R、Rが水素原子である、発明13の含フッ素環状ヘミアセタール。
[Invention 14]
The fluorine-containing cyclic hemiacetal of invention 13, wherein R 2 , R 4 and R 5 in the formula (7) are hydrogen atoms.

[発明15]
さらに、前記式(7)中の、Yがトリフルオロメチル基である、発明14の含フッ素環状ヘミアセタール。
[Invention 15]
Furthermore, the fluorine-containing cyclic hemiacetal of Invention 14, wherein Y in the formula (7) is a trifluoromethyl group.

[発明16]
下記の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステルを環化させ、発明13~15の式(7)で表される含フッ素環状ヘミアセタールを得る、
含フッ素環状ヘミアセタールの製造方法。

Figure 0007140964000007
(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。) [Invention 16]
A hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or a hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) is cyclized to obtain a fluorine-containing cyclic hemi compound represented by the formula (7) of Inventions 13 to 15. get acetal,
A method for producing a fluorine-containing cyclic hemiacetal.
Figure 0007140964000007
(Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds may contain.)

本発明により、フォトレジスト、プリンテッドエレクトロニクスにおいて光酸発生剤を含む膜とした際に、製膜後光照射前は膜が撥水性を示し、光照射後は光酸発生剤から生じた酸の作用によりフッ素を含む酸分解性基が解離し膜が親水性となることで、光照射前の水に対する接触角が高く、光照射後の接触角が低く、高感度且つ高解像度のパターンを与えるパターン形成用組成物に用いる、炭素数4以上のパーフルオロアルキル基を含まない含フッ素重合体が得られた。 According to the present invention, when a film containing a photoacid generator is formed in a photoresist or printed electronics, the film exhibits water repellency after film formation and before light irradiation, and after light irradiation, the acid generated from the photoacid generator is repelled. The acid-decomposable group containing fluorine is dissociated by the action and the film becomes hydrophilic, so that the contact angle to water before light irradiation is high, the contact angle after light irradiation is low, and a pattern with high sensitivity and high resolution is provided. A fluorine-containing polymer containing no perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms, which is used in the pattern-forming composition, was obtained.

また、パターン形成材料としての前記含フッ素重合体を含むパターン形成用組成物、およびパターン形成用組成物を用いたパターン形成方法が得られた。 Moreover, a pattern-forming composition containing the fluoropolymer as a pattern-forming material and a pattern-forming method using the pattern-forming composition were obtained.

さらにその前駆体として含フッ素単量体および含フッ素化合物、その製造方法が得られた。 Furthermore, a fluorine-containing monomer and a fluorine-containing compound as their precursors and a method for producing the same were obtained.

本発明の含フッ素環状アセタール骨格を有する重合体は、炭素数1~3のパーフルオロアルキル基を含み、炭素数4以上のパーフルオロアルキル基を含まないので、環境に蓄積する懸念がない。 Since the polymer having a fluorine-containing cyclic acetal skeleton of the present invention contains a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms and does not contain a perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms, there is no concern that it will accumulate in the environment.

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. It should be understood that the scope of the present invention also includes modifications, improvements, etc., to the following embodiments.

1.含フッ素重合体
本発明の含フッ素重合体は、式(1)で表される繰り返し単位を含む、含フッ素環状アセタール構造を有する重合体である。以下、含フッ素重合体(1)と呼ぶことがある。
1. Fluoropolymer The fluoropolymer of the present invention is a polymer having a fluorinated cyclic acetal structure containing a repeating unit represented by formula (1). Hereinafter, it may be referred to as fluoropolymer (1).

[含フッ素重合体(1)] [Fluorine-containing polymer (1)]

Figure 0007140964000008
Figure 0007140964000008

(式中、R水素原子、フッ素原子または炭素数1~10のアルキル基である。 R~Rは、水素原子、または炭素数1~10のアルキル基である。Xは、単結合または2価の基である。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)(Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) (wherein R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; R 2 to R 5 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; X is a single bond; or a divalent group, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a carboxylic acid ester group (--COOR) (R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

式(1)中のR、R、R、R、R、X、Yについて説明する。
[R
式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下の水素原子がフッ素原子と置換されていてもよい。
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , X and Y in formula (1) will be explained.
[R 1 ]
In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms, and Among them, 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.

は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル基(-C(CFH)、ヘプタフルオロイソプロピル基を例示することができる。重合の容易さから、Rは、水素原子、フッ素原子、またはメチル基であることが好ましい。 R 1 is hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, fluorine atom, trifluoromethyl group, trifluoroethyl group, trifluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexa Examples include a fluoroisopropyl group (--C(CF 3 ) 2 H) and a heptafluoroisopropyl group. For ease of polymerization, R 1 is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or a methyl group.

[R~R
~Rは、水素原子、素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。
[R 2 to R 5 ]
R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 3 to 10 carbon atoms and having 1 to 10 primes, and 7 of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group The following may be substituted with a fluorine atom.

~Rは、合成の容易さから、電子吸引性の置換基よりも供与性のアルキル基が好ましく、立体障害のない水素原子またはメチル基が好ましい。 For ease of synthesis, R 2 to R 5 are preferably donating alkyl groups rather than electron-withdrawing substituents, and are preferably hydrogen atoms or methyl groups free of steric hindrance.

[X]
Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
[X]
X is a single bond or a divalent group, and 7 or less hydrogen atoms in the divalent group may be substituted with fluorine atoms.

Xは、炭素数2~10の2価の基であることが好ましく、メチレン基、炭素数2~10のアルキレン基、炭素数2~10アルケニレン基、炭素数6~10の2価のアリール基、または炭素数4 ~10の2価の脂環式炭化水素基を挙げることができる。
アルキレン基またはアルケニレン基は、エーテル結合(-O-)、カルボニル基(-(C=O-)、カルボキシル基(-(C=O)O-、または-O(C=O)-を含んでいてもよい。2価の基が長鎖となると撥液性が低下することより、好ましくは、単結合、オキシエチレン基(-O-CH-CH-)、またはオキシアセチル基(-O-CH-CO-)である。
X is preferably a divalent group having 2 to 10 carbon atoms, such as a methylene group, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms, and a divalent aryl group having 6 to 10 carbon atoms. , or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 10 carbon atoms.
The alkylene group or alkenylene group includes an ether bond (-O-), a carbonyl group (-(C=O-), a carboxyl group (-(C=O)O-, or -O(C=O)- A single bond, an oxyethylene group (—O—CH 2 —CH 2 —), or an oxyacetyl group (—O —CH 2 —CO—).

[Y]
Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、または炭素数1~3のカルボン酸エステル基(-COOR)(Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基)である。含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
[Y]
Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (--COOR) having 1 to 3 carbon atoms (R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). Seven or less hydrogen atoms contained in the fluorine-containing alkyl group or carboxylic acid ester group may be substituted with fluorine atoms.

Yは、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル基、またはヘプタフルオロイソプロピル基を例示することができる。合成の容易さから、好ましくは、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル基が好ましい。 Y can be exemplified by a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, a pentafluoroethyl group, a trifluoropropyl group, a 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl group, or a heptafluoroisopropyl group. can. For ease of synthesis, trifluoromethyl group, trifluoroethyl group and 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl group are preferred.

また、本発明の含フッ素単量体(1)において、上記に示した置換基の種類、組み合わせによっては、分子内に不斉炭素水素を持つ場合があり、エナンチオマー(鏡像異性体)、ジアステレオマー(2個以上の不斉炭素原子を有する異性体であって、鏡像関係にはならない立体異性体)が存在し得る。しかしながら式(1)は、これらの立体異性体の全部を代表して示す。なお、立体異性体は、単独で用いてもよく、混合物で用いてもよい。 Further, in the fluorine-containing monomer (1) of the present invention, depending on the type and combination of substituents shown above, the molecule may have asymmetric carbon hydrogen, enantiomers, diastereoisomers, Mers (stereoisomers with two or more asymmetric carbon atoms, which are not mirror images) can exist. Formula (1), however, represents all of these stereoisomers. Stereoisomers may be used singly or as a mixture.

[含フッ素重合体(2)]
本発明の含フッ素重合体(1)は、前記式(1)中のR、R、Rが水素原子である、以下の繰り返し単位(2)を含む含フッ素重合体)であることが好ましい。含フッ素重合体(1)をパターン形成用組成物とし基板上に製膜する際、溶剤への溶解性のために、前記式(1)中のR、R、Rが水素原子であることが好ましく、本発明に用いるのに好ましくは、式(2)で表される繰り返し単位を含む、含フッ素環状アセタール構造を有する重合体であることが好ましい。以下、含フッ素重合体(2)と呼ぶことがある。
[Fluorine-containing polymer (2)]
The fluoropolymer (1) of the present invention is a fluoropolymer containing the following repeating unit (2), wherein R 2 , R 4 and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms. is preferred. When the fluorine-containing polymer (1) is used as a pattern-forming composition to form a film on a substrate, R 2 , R 4 and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms due to solubility in solvents. It is preferably a polymer having a fluorine-containing cyclic acetal structure containing a repeating unit represented by formula (2). Hereinafter, it may be referred to as fluoropolymer (2).

Figure 0007140964000009
Figure 0007140964000009

(式中のR、R、X、Yは、式(1)と同義である。) (R 1 , R 3 , X and Y in the formula have the same meanings as in formula (1).)

[含フッ素重合体(3)]
本発明の含フッ素重合体(1)は、さらに、前記式(1)中のYがトリフルオロメチル基である、以下の繰り返し単位(3)を含む含フッ素重合体(3)であることが好ましい。
[Fluorine-containing polymer (3)]
The fluoropolymer (1) of the present invention is further a fluoropolymer (3) containing the following repeating unit (3), wherein Y in the formula (1) is a trifluoromethyl group. preferable.

さらに、溶剤への溶解性のために、前記式(1)中のYがトリフルオロメチル基であることが好ましく、式(3)で表される繰り返し単位を含む、含フッ素環状アセタール構造を有する重合体であることが好ましい。以下、含フッ素重合体(3)と呼ぶことがある。 Furthermore, for solubility in solvents, Y in formula (1) is preferably a trifluoromethyl group, and has a fluorine-containing cyclic acetal structure containing a repeating unit represented by formula (3). Polymers are preferred. Hereinafter, it may be referred to as fluoropolymer (3).

Figure 0007140964000010
Figure 0007140964000010

(式中のR、R、Xは、式(1)と同義である。) (R 1 , R 3 and X in the formula have the same meanings as in formula (1).)

1-1.含フッ素重合体(1)の酸による分解
環状アセタール構造は、一般的なアセタール同様に酸発生剤からの酸により分解することが知られている。本発明の含フッ素重合体(1)の含フッ素環状アセタール構造も同様に、以下に示す反応が進行すると推測される。
1-1. Decomposition of Fluorine-Containing Polymer (1) by Acid It is known that the cyclic acetal structure is decomposed by an acid from an acid generator in the same manner as common acetals. The fluorine-containing cyclic acetal structure of the fluorine-containing polymer (1) of the present invention is also presumed to undergo the following reaction.

酸による反応は以下の式に示す、含フッ素重合体(1)から、酸分解性基(1B)が解離し式(1A)で表される繰り返し単位が残る、または含フッ素環状アセタール構造の開環により、式(1C)で表される繰り返し単位が生成する2つの反応経路があると推測され、撥水性の含フッ素重合体(1)から、親水性の式(1A)で表される繰り返し単位または式(1C)で表される繰り返し単位を含む含フッ素重合体が生成することにより、インクの膜に対する接触角は低下し、インクによるパターン形成の機能が発現すると推測される。 The reaction with an acid is represented by the following formula. From the fluorine-containing polymer (1), the acid-decomposable group (1B) is dissociated to leave the repeating unit represented by the formula (1A), or the fluorine-containing cyclic acetal structure is opened. It is presumed that there are two reaction pathways through which the repeating unit represented by the formula (1C) is generated by the ring. It is presumed that the formation of the fluorine-containing polymer containing the unit or the repeating unit represented by formula (1C) reduces the contact angle of the ink with respect to the film, and the function of pattern formation by the ink is exhibited.

Figure 0007140964000011
Figure 0007140964000011

1-2.他の繰り返し単位を与える単量体
本発明の含フッ素重合体(1)において、繰り返し単位(1)以外の他の繰り返し単位を含んでいてもよい。繰り返し単位(1)以外の他の繰り返し単位は、含フッ素重合体(1)を成分とするパターン形成用組成物を膜とする際の含フッ素重合体(1)の溶剤溶解性、または膜とした際の膜の硬さ等を調整する目的で含フッ素重合体(1)の構造中に加えるものである。
1-2. Monomers Providing Other Repeating Units The fluoropolymer (1) of the present invention may contain repeating units other than the repeating units (1). Repeating units other than the repeating unit (1) are determined by the solvent solubility of the fluoropolymer (1) when forming a film from the pattern forming composition containing the fluoropolymer (1) as a component, or the solubility of the fluoropolymer (1) with the film. It is added to the structure of the fluoropolymer (1) for the purpose of adjusting the hardness of the film when it is coated.

繰り返し単位(1)と他の繰り返し単位を含む含フッ素重合体(1)は、繰り返し単位(1)を与える含フッ素単量体(1)と他の繰り返し単位を与える単量体を共重合させることで得られる。 A fluorine-containing polymer (1) containing repeating units (1) and other repeating units is obtained by copolymerizing a fluorine-containing monomer (1) that gives repeating units (1) and a monomer that gives other repeating units. obtained by

他の繰り返し単位を与える単量体は重合性不飽和結合を有し、繰り返し単位(1)を与える含フッ素単量体(1)と共重合可能であればよく、他の繰り返し単位を与える単量体としては、密着性基を与える単量体、アクリル酸エステル類、含フッ素アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、含フッ素メタクリル酸エステル類、へキサフルオロイソプロパノール基(-C(CFOH、以下HFIP基と呼ぶことがある)を有する単量体、スチレン類、含フッ素スチレン類、ビニルエーテル類、アリルエーテル類、含フッ素ビニルエーテル類、含フッ素アリルエーテル類、オレフィン類、含フッ素オレフィン類、ノルボルネン類、含フッ素ノルボルネン類、または、その他の重合性不飽和結合を有する単量体等を挙げることができる。 A monomer that provides another repeating unit has a polymerizable unsaturated bond and is copolymerizable with the fluorine-containing monomer (1) that provides the repeating unit (1). Examples of the monomers include monomers that provide an adhesive group, acrylic acid esters, fluorine-containing acrylic acid esters, methacrylic acid esters, fluorine-containing methacrylic acid esters, hexafluoroisopropanol group (—C(CF 3 ) 2 OH (hereinafter sometimes referred to as HFIP group), styrenes, fluorine-containing styrenes, vinyl ethers, allyl ethers, fluorine-containing vinyl ethers, fluorine-containing allyl ethers, olefins, fluorine-containing olefins , norbornenes, fluorine-containing norbornenes, or other monomers having a polymerizable unsaturated bond.

[密着基を有する単量体]
含フッ素重合体(1)をレジスト成分とする際、化学構造中に密着性基を導入することで、リソグラフィーにおいて基板との好ましい密着性を得ることができる。密着性基としては、ラクトン構造を含む基を挙げることができる。
[Monomer having adhesion group]
When the fluorine-containing polymer (1) is used as a resist component, by introducing an adhesion group into the chemical structure, favorable adhesion to a substrate can be obtained in lithography. Examples of adhesive groups include groups containing a lactone structure.

本発明の含フッ素重合体(1)に密着性基を導入する場合は、含フッ素単量体(1)と共重合可能な単環式または多環式のラクトン構造を有する基を含む単量体を使用することができる。 When introducing an adhesive group into the fluoropolymer (1) of the present invention, a monomer containing a group having a monocyclic or polycyclic lactone structure copolymerizable with the fluoromonomer (1) body can be used.

単環式のラクトン構造としては、γ-ブチロラクトンまたはメバロニックラクトンから水素原子1つを除き結合手とした基、多環式のラクトン構造としてはノルボルナンラクトンから水素原子1つを除き結合手とした基を例示することができる。ラクトン構造を含む、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを共重合することによって、ラクトン構造を本発明の含フッ素重合体(1)に導入する。こうすることで、含フッ素重合体(1)をレジスト成分としリソグラフィーに用いる際、基板との密着性を向上させるばかりでなく、現像液との親和性を高めることが期待される。 A monocyclic lactone structure is a group in which one hydrogen atom is removed from γ-butyrolactone or mevalonic lactone to form a bond. can be exemplified. A lactone structure is introduced into the fluoropolymer (1) of the present invention by copolymerizing an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester containing a lactone structure. By doing so, when the fluorine-containing polymer (1) is used as a resist component for lithography, it is expected that not only the adhesiveness to the substrate is improved but also the compatibility with the developing solution is enhanced.

レジスト膜とした際に基板との密着性を与える繰り返し単位として、以下の繰り返し単位を例示することができる。 The following repeating units can be exemplified as repeating units that provide adhesion to the substrate when formed into a resist film.

Figure 0007140964000012
Figure 0007140964000012

入手の容易さから、特に好ましくは、5-メタクリロリロキシ-2,6-ノルボルナンカルボラクトン(以下、MNLAと呼ぶことがある)である。上図中にMNLAで示す。 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone (hereinafter sometimes referred to as MNLA) is particularly preferred because of its easy availability. It is indicated by MNLA in the above figure.

[アクリル酸エステル類]
アクリル酸エステル類としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレートもしくは2-ヒドロキシプロピルアクリレート、またはエチレングリコール、プロピレングリコールもしくはテトラメチレングリコール基を有するアクリレート、または不飽和アミドとしてのアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミドもしくはジアセトンアクリルアミド、またはtert-ブチルアクリレート、3-オキソシクロヘキシルアクリレート、アダマンチルアクリレート、メチルアダマンチルアクリレート、エチルアダマンチルアクリレート、ヒドロキシアダマンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレートもしくはトリシクロデカニルアクリレート、またはラクトン環もしくはノルボルネン環等の環構造を有するアクリレート、またはα位にシアノ基を有するこれらアクリル酸エステルを例示することができる。
[Acrylic esters]
Acrylic esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, 2-hydroxy Ethyl acrylate or 2-hydroxypropyl acrylate, or acrylates with ethylene glycol, propylene glycol or tetramethylene glycol groups, or acrylamide, N-methylolacrylamide or diacetone acrylamide as unsaturated amides, or tert-butyl acrylate, 3-oxo Cyclohexyl acrylate, adamantyl acrylate, methyladamantyl acrylate, ethyladamantyl acrylate, hydroxyadamantyl acrylate, cyclohexyl acrylate or tricyclodecanyl acrylate, or acrylates having a ring structure such as a lactone ring or norbornene ring, or those having a cyano group at the α-position Acrylic acid esters can be exemplified.

[含フッ素アクリル酸エステル類]
含フッ素アクリル酸エステル類としては、含フッ素有機基をアクリル部位のα位に有する、またはエステル部位に有する含フッ素アクリル酸エステルを挙げることができる。α位とエステル部位ともに含フッ素有機基を有していてもよく、α位にシアノ基を有しエステル部位含フッ素アルキル基を有していてもよい。
[Fluorine-containing acrylic esters]
Examples of fluorine-containing acrylic acid esters include fluorine-containing acrylic acid esters having a fluorine-containing organic group at the α-position of the acrylic moiety or at the ester moiety. Both the α-position and the ester moiety may have a fluorine-containing organic group, or the α-position may have a cyano group and an ester moiety-containing fluorine-containing alkyl group.

含フッ素アクリル酸エステル類がα位に有する含フッ素有機基としては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基またはノナフルオロ-n-ブチルを例示することができる。 Examples of the fluorine-containing organic group that the fluorine-containing acrylates have at the α-position include a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group and a nonafluoro-n-butyl group.

含フッ素アクリル酸エステル類のエステル部位における含フッ素有機基としては、パーフルオロもしくは水素原子を含む含フッ素アルキル基、または環状構造の水素原子をフッ素原子、トリフルオロメチル基、HFIP基で置換した含フッ素ベンゼン環、含フッ素シクロペンタン環、含フッ素シクロヘキサン環もしくは含フッ素シクロヘプタン環を含む基を、例示することができる。 The fluorine-containing organic group in the ester moiety of the fluorine-containing acrylates includes perfluoro or fluorine-containing alkyl groups containing hydrogen atoms, or groups containing fluorine atoms, trifluoromethyl groups, and HFIP groups substituted for hydrogen atoms in a cyclic structure. Groups containing a fluorine-containing benzene ring, a fluorine-containing cyclopentane ring, a fluorine-containing cyclohexane ring, or a fluorine-containing cycloheptane ring can be exemplified.

含フッ素アクリル酸エステル類としては、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、ヘプタフルオロイソプロピルアクリレート、1,1-ジフィドロヘプタフルオロ-n-ブチルアクリレート、1,1,5-トリフィドロオクタフルオロ-n-ペンチルアクリレート、1,1,2,2-テトラフィドロトリデカフルオロ-n-オクチルアクリレート、1,1,2,2-テトラフィドロヘプタデカフルオロ-n-デシルアクリレート、6-[3,3,3-トリフルオロ-2-ヒドロキシ2-(トリフルオロメチル)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル-2-イルアクリレート、6-[3,3,3-トリフルオロ-2-ヒドロキシ2-(トリフルオロメチル)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル-2-イル 2-(トリフルオロメチル)アクリレート、1,4-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-ヒドロキシイソプロピル)シクロヘキシルアクリレート、または1,4-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-ヒドロキシイソプロピル)シクロヘキシル-2-トリフルオロメチルアクリレートを例示することができる。 Fluorine-containing acrylic acid esters include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate, Heptafluoroisopropyl acrylate, 1,1-diphydroheptafluoro-n-butyl acrylate, 1,1,5-trifidrooctafluoro-n-pentyl acrylate, 1,1,2,2-tetraphydrotridecafluoro- n-octyl acrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluoro-n-decyl acrylate, 6-[3,3,3-trifluoro-2-hydroxy 2-(trifluoromethyl)propyl]bicyclo [2.2.1]heptyl-2-yl acrylate, 6-[3,3,3-trifluoro-2-hydroxy 2-(trifluoromethyl)propyl]bicyclo[2.2.1]heptyl-2- yl 2-(trifluoromethyl)acrylate, 1,4-bis(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl)cyclohexyl acrylate, or 1,4-bis(1,1, 1,3,3,3-Hexafluoro-2-hydroxyisopropyl)cyclohexyl-2-trifluoromethyl acrylate can be exemplified.

[メタクリル酸エステル類]
メタクリル酸エステル類としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、またはエチレングリコール、プロピレングリコールもしくはテトラメチレングリコール基を有するメタクリレート、または不飽和アミドとしてのメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミドもしくはジアセトンアクリルアミド、またはtert-ブチルメタクリレート、3-オキソシクロヘキシルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、メチルアダマンチルメタクリレート、エチルアダマンチルメタクリレート、ヒドロキシアダマンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートもしくはトリシクロデカニルメタクリレート、またはラクトン環もしくはノルボルネン環等の環構造を有するメタクリレートを例示することができる。
[Methacrylic acid esters]
Methacrylate esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-hydroxy Ethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate or methacrylates with ethylene glycol, propylene glycol or tetramethylene glycol groups, or methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide or diacetone acrylamide as unsaturated amides, or tert -Butyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl methacrylate, adamantyl methacrylate, methyladamantyl methacrylate, ethyladamantyl methacrylate, hydroxyadamantyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate or tricyclodecanyl methacrylate, or methacrylates having a ring structure such as a lactone ring or a norbornene ring be able to.

[含フッ素メタクリル酸エステル類]
含フッ素メタクリル酸エステル類としては、含フッ素有機基をエステル部位に有する含フッ素メタクリル酸エステル類を挙げることができる。
[Fluorine-containing methacrylic acid esters]
Examples of fluorine-containing methacrylic acid esters include fluorine-containing methacrylic acid esters having a fluorine-containing organic group in the ester moiety.

この様な、含フッ素有機基としては、パーフルオロフルオロもしくは水素原子を含む含フッ素アルキル基、もしくは環状構造の水素原子をフッ素原子、トリフルオロメチル基、HFIP基等で置換した含フッ素ベンゼン環、含フッ素シクロペンタン環、含フッ素シクロヘキサン環または含フッ素シクロヘプタン環を例示することができる。 Such a fluorine-containing organic group includes perfluorofluoro or a fluorine-containing alkyl group containing a hydrogen atom, or a fluorine-containing benzene ring in which a hydrogen atom of a cyclic structure is substituted with a fluorine atom, a trifluoromethyl group, an HFIP group, or the like, A fluorine-containing cyclopentane ring, a fluorine-containing cyclohexane ring, or a fluorine-containing cycloheptane ring can be exemplified.

含フッ素アクリル酸エステル類としては、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ヘプタフルオロイソプロピルメタクリレート、1,1-ジヒドロヘプタフルオロ-n-ブチルメタクリレート、1,1,5-トリヒドロオクタフルオロ-n-ペンチルメタクリレート、1,1,2,2-テトラヒドロトリデカフルオロ-n-オクチルメタクリレート、1,1,2,2-テトラヒドロヘプタデカフルオロ-n-デシルメタクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチルアクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレート、6-[3,3,3-トリフルオロ-2-ヒドロキシ-2-(トリフルオロメチル)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル-2-イルメタクリレート、または1、4-ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-ヒドロキシイソプロピル)シクロヘキシルメタクリレートを例示することができる。 Fluorine-containing acrylic acid esters include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, Heptafluoroisopropyl methacrylate, 1,1-dihydroheptafluoro-n-butyl methacrylate, 1,1,5-trihydrooctafluoro-n-pentyl methacrylate, 1,1,2,2-tetrahydrotridecafluoro-n-octyl methacrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluoro-n-decyl methacrylate, perfluorocyclohexylmethyl acrylate, perfluorocyclohexylmethyl methacrylate, 6-[3,3,3-trifluoro-2-hydroxy-2- (trifluoromethyl)propyl]bicyclo[2.2.1]heptyl-2-yl methacrylate, or 1,4-bis(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl)cyclohexyl Methacrylates can be exemplified.

[HFIP基を有する単量体]
HFIP基を有する単量体としては、以下に示す単量体を例示することができる。
[Monomer having HFIP group]
As the monomer having an HFIP group, the monomers shown below can be exemplified.

Figure 0007140964000013
Figure 0007140964000013

(Rは水素原子、メチル基、フッ素原子、またはトリフルオロメチル基を表す。また、HFIP基は、その一部又は全部が保護基で保護されていてもよい。) ( R9 represents a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group. Further, the HFIP group may be partially or wholly protected with a protecting group.)

[スチレン類、含フッ素スチレン類]
スチレン類としては、スチレン、ヒドロキシスチレンを例示することができる。
[Styrenes, fluorine-containing styrenes]
Examples of styrenes include styrene and hydroxystyrene.

含フッ素スチレン類としては、ペンタフルオロスチレン、トリフルオロメチルスチレン、ビストリフルオロメチルスチレン、フッ素原子もしくはトリフルオロメチル基で芳香環構造の水素原子を置換してなるスチレン、HFIP基もしくはその水酸基を保護基で保護したHFIP基で、芳香環構造の水素原子を置換してなるスチレン、α位にハロゲン原子、アルキル基もしくは含フッ素アルキル基が結合したこれらスチレン、またはパーフルオロビニル基含有のスチレンを例示することができる。 Examples of fluorine-containing styrenes include pentafluorostyrene, trifluoromethylstyrene, bistrifluoromethylstyrene, styrene obtained by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring structure with a fluorine atom or a trifluoromethyl group, HFIP group or its hydroxyl group as a protective group. Styrenes obtained by substituting the hydrogen atom of the aromatic ring structure with an HFIP group protected with, those styrenes in which a halogen atom, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group is bonded to the α-position, or a perfluorovinyl group-containing styrene are exemplified. be able to.

[ビニルエーテル類、アリルエーテル類、含フッ素ビニルエーテル類、含フッ素アリルエーテル類]
ビニルエーテル類またはアリルエーテル類は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ヒドロキシエチル基もしくはヒドロキシブチル基を含有してもよく、アルキルビニルエーテルあるいはアルキルアリルエーテルであってもよい。ヒドロキシエチル基もしくはヒドロキシブチル基を含有するビニルエーテルの場合は、アルコール部位がアセチル基、ブチロイル基、プロピノイル基によりエステル結合を形成してもよい。シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、芳香環、その環状構造内に水素原子やカルボニル結合を有する環状型ビニルエーテルまたは環状型アリルエーテルであってもよい。含フッ素ビニルエーテル、含フッ素アリルエーテルとしては、これらビニルエーテルもしくはアリルエーテルが有する水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された含フッ素ビニルエーテルもしくは含フッ素アリルエーテルを挙げることができる。
[Vinyl ethers, allyl ethers, fluorine-containing vinyl ethers, fluorine-containing allyl ethers]
Vinyl ethers or allyl ethers are methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, t-butyl, hydroxyethyl or hydroxybutyl groups and may be alkyl vinyl ethers or alkyl allyl ethers. In the case of a vinyl ether containing a hydroxyethyl group or a hydroxybutyl group, the alcohol moiety may form an ester bond with an acetyl group, a butyroyl group or a propinoyl group. It may be a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an aromatic ring, or a cyclic vinyl ether or cyclic allyl ether having a hydrogen atom or a carbonyl bond in its cyclic structure. Examples of fluorine-containing vinyl ethers and fluorine-containing allyl ethers include fluorine-containing vinyl ethers and fluorine-containing allyl ethers in which some or all of the hydrogen atoms of these vinyl ethers or allyl ethers have been substituted with fluorine atoms.

[オレフィン類、含フッ素オレフィン類]
オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、イソブテン、シクロペンテンまたはシクロヘキセンを例示することができる。含フッ素オレフィン類としては、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンもしくはヘキサフルオロイソブテン、1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロシクロペンテン、オクタフルオロシクロペンテンまたはデカフルオロシクロヘキセンを例示することができる。
[Olefins, fluorine-containing olefins]
Examples of olefins include ethylene, propylene, isobutene, cyclopentene and cyclohexene. Examples of fluorine-containing olefins include vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene or hexafluoroisobutene, 1-chloro-2,3,3,4,4, 5,5-heptafluorocyclopentene, octafluorocyclopentene or decafluorocyclohexene may be mentioned.

[ノルボルネン類、含フッ素ノルボルネン類]
ノルボルネン類、含フッ素ノルボルネン類は重合性基を有していればよく、1個のノルボルネン骨格のみならず、複数のノルボルネン骨格を有していてもよい。ノルボルネン類または含フッ素ノルボルネン類は、不飽和化合物とジエン化合物のとのDiels-Alder付加反応で生成する。
[Norbornenes, fluorine-containing norbornenes]
Norbornenes and fluorine-containing norbornenes only need to have a polymerizable group, and may have not only one norbornene skeleton but also a plurality of norbornene skeletons. Norbornenes or fluorine-containing norbornenes are produced by the Diels-Alder addition reaction between an unsaturated compound and a diene compound.

このような不飽和化合物としては、含フッ素オレフィン、アリルアルコール、含フッ素アリルアルコール、ホモアリルアルコール、含フッ素ホモアリルアルコール、アクリル酸、α-フルオロアクリル酸、α-トリフルオロメチルアクリル酸、メタクリル酸、上記アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、含フッ素アクリル酸エステル又は含フッ素メタクリル酸エステル、2-(ベンゾイルオキシ)ペンタフルオロプロパン、2-(メトキシエトキシメチルオキシ)ペンタフルオロプロペン、2-(テトラヒドロキシピラニルオキシ)ペンタフルオロプロペン、2-(ベンゾイルオキシ)トリフルオロエチレン、または2-(メトキメチルオキシ)トリフルオロエチレンを例示することができる。ジエン化合物としては、シクロペンタジエン、またはシクロヘキサジエンを例示することができる。 Examples of such unsaturated compounds include fluorine-containing olefins, allyl alcohol, fluorine-containing allyl alcohol, homoallyl alcohol, fluorine-containing homoallyl alcohol, acrylic acid, α-fluoroacrylic acid, α-trifluoromethylacrylic acid, methacrylic acid. , the above acrylic acid ester, methacrylic acid ester, fluorine-containing acrylic acid ester or fluorine-containing methacrylic acid ester, 2-(benzoyloxy) pentafluoropropane, 2-(methoxyethoxymethyloxy) pentafluoropropene, 2-(tetrahydroxypyrani Examples include pentafluoropropene, 2-(benzoyloxy)trifluoroethylene, or 2-(methoxymethyloxy)trifluoroethylene. Examples of diene compounds include cyclopentadiene and cyclohexadiene.

含フッ素ノルボルネン化合物としては、3-(5-ビシクロ[2.2.1]ヘプテン-2-イル)-1,1,1-トリフルオロ-2-(トリフルオロメチル)-2-プロパノールを例示することができる。 Examples of fluorine-containing norbornene compounds include 3-(5-bicyclo[2.2.1]hepten-2-yl)-1,1,1-trifluoro-2-(trifluoromethyl)-2-propanol. be able to.

[その他の重合性不飽和結合を有する単量体]
その他の重合性不飽和結合を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸を例示することができる。
[Monomers having other polymerizable unsaturated bonds]
Other monomers having polymerizable unsaturated bonds include acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic acid, fumaric acid, and maleic anhydride.

その他の単量体として、重合部位からの有機基の長さが長鎖となる場合、または、多くのヘテロ原子を含む場合は、他の繰り返し単位由来の有機基の影響が強くなり、末端の含フッ素アルキル基による撥液性を及ぼす効果が軽減される、また重合体の溶解性が低くなる懸念がある。よって、他の単量体として、好ましくは、炭素数10未満のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルであり、特に好ましくは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、またはイソブチルメタクリレートである。 As other monomers, if the length of the organic group from the polymerization site is long, or if it contains many heteroatoms, the effect of the organic group derived from other repeating units becomes stronger, and the terminal There is a concern that the effect of the fluorine-containing alkyl group on the liquid repellency will be reduced and the solubility of the polymer will be lowered. Therefore, other monomers are preferably acrylic acid esters and methacrylic acid esters having less than 10 carbon atoms, and particularly preferably methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, Or isobutyl methacrylate.

1-3.含フッ素重合体(1)における各繰り返し単位の含有割合
含フッ素重合体(1)全量に対する、式(4)で表される繰り返し単位の含有割合は、10mol%以上、100mol%以下であり、より好ましくは10mol%以上、90mol%、である。含フッ素重合体(1)中の繰り返し単位(1)の含有が10mol%よりも少ないと、含フッ素重合体(1)からなる膜を露光してなる、パターン形成膜の未露光部に撥水性が得られない。
1-3. Content ratio of each repeating unit in the fluoropolymer (1) The content ratio of the repeating unit represented by the formula (4) with respect to the total amount of the fluoropolymer (1) is 10 mol% or more and 100 mol% or less. It is preferably 10 mol % or more and 90 mol %. When the content of the repeating unit (1) in the fluoropolymer (1) is less than 10 mol %, the non-exposed areas of the pattern forming film formed by exposing the film comprising the fluoropolymer (1) are water-repellent. is not obtained.

含フッ素重合体(1)全量に対する、その他の単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、好ましくは0mol%以上、90mol%以下、より好ましくは10mol%以上、90mol%以下である。 The content of repeating units derived from other monomers is preferably 0 mol % or more and 90 mol % or less, more preferably 10 mol % or more and 90 mol % or less, relative to the total amount of the fluoropolymer (1).

その他の単量体に由来する繰り返し単位は、含フッ素重合体(1)の有機溶媒への溶解性、膜とした際の基板との密着性または硬さ等を向上させるためのものである。必要なければ用いなくてもよいが、10mol%より少ないと、膜とした際の基板との密着性または硬さが向上しなく、90mol%を超えると繰り返し単位(1)の含有量が少なくなり、含フッ素重合体(1)からなる膜を露光してなる、パターン形成膜の未露光部に撥水性が得られるという効果、また露光部の親水性が得られると言う効果が得られ難い。 The repeating units derived from other monomers are intended to improve the solubility of the fluoropolymer (1) in organic solvents, the adhesion to the substrate when formed into a film, the hardness, and the like. Although it may not be used if necessary, if it is less than 10 mol %, the adhesiveness or hardness to the substrate when formed into a film will not improve, and if it exceeds 90 mol %, the content of the repeating unit (1) will decrease. It is difficult to obtain the effect of imparting water repellency to the unexposed areas of the pattern forming film obtained by exposing the film comprising the fluoropolymer (1) and the effect of imparting hydrophilicity to the exposed areas.

1-4.フッ素重合体(1)の分子量
本発明の含フッ素重合体(1)の数平均分子量は、1,000以上、100,000以下であり、好ましくは3,000以上、50,000以下である。分子量分散は1以上、4以下であり、好ましくは1以上、2.5以下である。
1-4. Molecular Weight of Fluoropolymer (1) The number average molecular weight of the fluoropolymer (1) of the present invention is 1,000 or more and 100,000 or less, preferably 3,000 or more and 50,000 or less. The molecular weight distribution is 1 or more and 4 or less, preferably 1 or more and 2.5 or less.

数平均分子量が1000より少ないと、含フッ素重合体(1)を成分として含むパターン形成用組成物からなる膜が柔らかくなるとともに、所望の厚さの膜を形成することが難しくなる。また、露光後のパターン形成膜において、撥液部位および親液部位からなる微細なパターンを形成することが困難であるとともに、パターンの耐久性が乏しくなる虞がある。数平均分子量が100,000より多いと、含フッ素重合体(1)が溶剤に溶け難くなり、製膜後、ひび割れが発生し、含フッ素重合体(1)を成分として含むパターン形成用組成物からなる膜を塗膜として形成することが困難である。 If the number-average molecular weight is less than 1,000, the film formed from the pattern-forming composition containing the fluoropolymer (1) as a component becomes soft, and it becomes difficult to form a film of desired thickness. In addition, it is difficult to form a fine pattern consisting of a liquid-repellent portion and a liquid-philic portion in the pattern-formed film after exposure, and the durability of the pattern may be poor. If the number average molecular weight is more than 100,000, the fluorine-containing polymer (1) becomes difficult to dissolve in a solvent, cracks occur after film formation, and the pattern forming composition containing the fluorine-containing polymer (1) as a component. It is difficult to form a film composed of as a coating film.

2.含フッ素重合体の合成
[含フッ素重合体(1)の合成]
本発明の含フッ素重合体(1)の合成は、一般的に使用される重合方法から選択することができる。ラジカル重合、イオン重合が好ましく、場合により、配位アニオン重合、リビングアニオン重合、カチオン重合を選択することができる。重合反応に用いる反応器は特に限定されない。また、重合においては、重合溶媒を用いてもよい。以下、ラジカル重合について説明する。
2. Synthesis of Fluoropolymer [Synthesis of Fluoropolymer (1)]
Synthesis of the fluoropolymer (1) of the present invention can be selected from commonly used polymerization methods. Radical polymerization and ionic polymerization are preferred, and coordinated anionic polymerization, living anionic polymerization, and cationic polymerization can be selected depending on the case. A reactor used for the polymerization reaction is not particularly limited. Moreover, in polymerization, a polymerization solvent may be used. Radical polymerization will be described below.

ラジカル重合は、ラジカル重合開始剤またはラジカル開始源の存在下で、塊状重合、溶液重合、懸濁重合または乳化重合等の公知の重合方法により、回分式、半連続式または連続式のいずれかの操作で行うことができる。 Radical polymerization is carried out in the presence of a radical polymerization initiator or a radical initiation source by a known polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization or emulsion polymerization, either batchwise, semicontinuously or continuously. Operation can be done.

<ラジカル重合開始剤>
ラジカル重合開始剤としては、アゾ系化合物、過酸化物系化合物、レドックス系化合物を挙げることができる。アゾ系化合物としては、アゾビスイソブチロニトリルを例示することができる。過酸化物系化合物としては、t-ブチルパーオキシピバレート、ジ-t-ブチルパーオキシド、i-ブチリルパーオキシド、ラウロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキシド、ジシンナミルパーオキシド、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、過酸化ベンゾイル、過酸化水素または過硫酸アンモニウムを例示することができる。
<Radical polymerization initiator>
Examples of radical polymerization initiators include azo-based compounds, peroxide-based compounds, and redox-based compounds. As an azo compound, azobisisobutyronitrile can be exemplified. Peroxide compounds include t-butyl peroxypivalate, di-t-butyl peroxide, i-butyryl peroxide, lauroyl peroxide, succinic acid peroxide, dicinnamyl peroxide, di-n-propylperoxy Dicarbonates, t-butyl peroxyallyl monocarbonate, benzoyl peroxide, hydrogen peroxide or ammonium persulfate may be mentioned.

<重合溶媒>
重合溶媒としては、ラジカル重合を阻害しないものが好ましく、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、またはアルコール系溶剤を挙げることができる。他に水、エーテル系、環状エーテル系、フロン系、または芳香族系の溶媒を用いてもよい。
<Polymerization Solvent>
The polymerization solvent is preferably one that does not inhibit radical polymerization, and examples thereof include ester solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, and alcohol solvents. In addition, water, ether-based, cyclic ether-based, flon-based, or aromatic solvents may be used.

重合溶媒としては、エステル系溶媒としての酢酸エチルまたは酢酸n-ブチル、ケトン系溶媒としてのアセトンまたはメチルイソブチルケトン、炭化水素系溶媒としてのトルエンまたはシクロヘキサン、アルコール系溶媒としてのメタノール、イソプロピルアルコールまたはエチレングリコールモノメチルエーテルを例示することができる。 Polymerization solvents include ethyl acetate or n-butyl acetate as an ester solvent, acetone or methyl isobutyl ketone as a ketone solvent, toluene or cyclohexane as a hydrocarbon solvent, methanol, isopropyl alcohol or ethylene as an alcohol solvent. Glycol monomethyl ether can be exemplified.

これらの重合溶媒は単独でもあるいは2種類以上を混合しても使用してもよく。また、メルカプタンのような分子量調整剤を併用してもよい。 These polymerization solvents may be used alone or in combination of two or more. A molecular weight modifier such as mercaptan may also be used in combination.

<重合条件>
重合温度はラジカル重合開始剤あるいはラジカル重合開始源の種類により適宜選択すればよい。重合温度が20℃以上、200℃以下、好ましくは30℃以上、140℃以下となるように、ラジカル重合開始剤あるいはラジカル重合開始源の種類を適宜選択することが好ましい。含フッ素重合体(1)の分子量は、ラジカル重合開始剤あるいはラジカル重合開始源の選択、および重合条件を調整することにより制御可能である。
<Polymerization conditions>
The polymerization temperature may be appropriately selected according to the type of radical polymerization initiator or radical polymerization initiation source. It is preferable to appropriately select the type of radical polymerization initiator or radical polymerization initiation source so that the polymerization temperature is 20° C. or higher and 200° C. or lower, preferably 30° C. or higher and 140° C. or lower. The molecular weight of the fluoropolymer (1) can be controlled by selecting a radical polymerization initiator or a radical polymerization initiation source and adjusting polymerization conditions.

また、重合後の含フッ素重合体(1)を含む溶液または分散液から、有機溶媒または水等の前記重合溶媒である除去する方法としては、公知の方法を使用することができ、再沈殿、濾過または減圧下での加熱蒸留を挙げることができる。 In addition, as a method for removing the polymerization solvent such as an organic solvent or water from the solution or dispersion containing the fluoropolymer (1) after polymerization, known methods can be used, such as reprecipitation, Filtration or hot distillation under reduced pressure may be mentioned.

本発明の含フッ素重合体(1)をレジスト成分としての使用する際は、含フッ素重合体(1)の分子量の多少により、含フッ素重合体(1)の現像液溶解性が異なり、リソグラフィーにおけるパターニング条件が変わり得る。含フッ素重合体(1)の分子量が高いと現像液への溶解速度が遅くなり、分子量が低いと溶解速度が速くなる傾向がある。含フッ素重合体(1)の分子量はこの重合条件を調整することにより制御可能である。 When the fluoropolymer (1) of the present invention is used as a resist component, the solubility of the fluoropolymer (1) in a developer varies depending on the molecular weight of the fluoropolymer (1). Patterning conditions may vary. When the molecular weight of the fluoropolymer (1) is high, the dissolution rate in the developer tends to be slow, and when the molecular weight is low, the dissolution rate tends to be fast. The molecular weight of the fluoropolymer (1) can be controlled by adjusting the polymerization conditions.

3.レジストパターン形成用組成物
本発明のレジストパターン形成用組成物は、含フッ素重合体(1)~(3)のいずれかに、酸発生剤、塩基性化合物および溶剤を加えてなり、リソグラフィーに用いることができる。以下、レジストパターン形成用組成物を単にレジストと呼ぶことがある。
3. Resist Pattern Forming Composition The resist pattern forming composition of the present invention is obtained by adding an acid generator, a basic compound and a solvent to any one of the fluoropolymers (1) to (3), and is used in lithography. be able to. Hereinafter, the composition for forming a resist pattern may simply be referred to as a resist.

本発明の含フッ素重合体(1)~(3)は、特に光増感ポジ型レジストの成分として好適に用いられる。本発明のレジストは、含フッ素重合体(1)~(3)を含むレジスト、特に光増感ポジ型レジスト材料を提供するものである。 The fluoropolymers (1) to (3) of the present invention are particularly suitable for use as components of photosensitized positive resists. The resist of the present invention provides a resist containing fluorine-containing polymers (1) to (3), particularly a photosensitized positive resist material.

本発明のレジストはその成分として、(A)本発明の含フッ素重合体(1)~(3)のいずれか、(B)光酸発生剤、(C)塩基性化合物、(D)溶剤を含むことが好ましい。また、必要により(E)界面活性剤を加えてもよい。 The resist of the present invention comprises, as its components, (A) any one of the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, (C) a basic compound, and (D) a solvent. preferably included. Moreover, (E) a surfactant may be added as necessary.

3-1.(B)光酸発生剤
本発明のレジストに用いる光酸発生剤には、特に制限はなく、化学増幅型レジストの酸発生剤として用いられるものの中から、任意のものを選択して使用することができ、オニウムスルホネートまたはスルホン酸エステルを挙げることができる。例えば、ヨードニウムスルホネート、スルホニウムスルホネート、N-イミドスルホネート、N-オキシムスルホネート、o-ニトロベンジルスルホネート、またはピロガロールのトリスメタンスルホネートを例示することができる。
3-1. (B) Photo-acid generator The photo-acid generator used in the resist of the present invention is not particularly limited, and an arbitrary one may be selected and used from those used as acid generators for chemically amplified resists. and include onium sulfonates or sulfonate esters. Examples include iodonium sulfonate, sulfonium sulfonate, N-imidosulfonate, N-oxime sulfonate, o-nitrobenzylsulfonate, or trismethanesulfonate of pyrogallol.

リソグラフィーにおいて露光により、これらの光酸発生剤から発生する酸は、アルカンスルホン酸、アリールスルホン酸、あるいは部分的もしくは完全にフッ素化されたアリールスルホン酸またはアルカンスルホン酸等である。これら光酸発生剤の中、部分的もしくは完全にフッ素化されたアルカンスルホン酸を発生する光酸発生剤が好ましい。例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、またはトリフェニルスルホニウムパーフルオロ-n-ブタンスルホナートを例示することができる。 Acids generated from these photoacid generators upon exposure in lithography include alkanesulfonic acids, arylsulfonic acids, or partially or fully fluorinated arylsulfonic or alkanesulfonic acids. Among these photoacid generators, photoacid generators that generate partially or completely fluorinated alkanesulfonic acids are preferred. Examples include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate.

3-2.(C)塩基性化合物
本発明の含フッ素重合体(1)~(3)のいずれかを含むレジストには、塩基性化合物を配合することができる。塩基性化合物には、前記光酸発生剤より発生する酸が、レジスト膜中に拡散する際の拡散速度を遅くする働きがある。塩基性化合物の配合には、酸拡散距離を調整してレジストパターンの形状の改善、レジスト膜形成後に露光するまでの引き置き時間が長くても、所望の精度のレジストパターンを与える安定性を向上する効果が期待される。
3-2. (C) a basic compound
A resist containing any one of the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention may contain a basic compound. The basic compound has the function of slowing down the diffusion speed of the acid generated from the photoacid generator when it diffuses into the resist film. In the formulation of the basic compound, the acid diffusion distance is adjusted to improve the shape of the resist pattern, and even if the leave time after the resist film formation until exposure is long, the stability of giving the resist pattern with the desired accuracy is improved. effect is expected.

このような塩基性化合物としては、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、複素環式アミン類、または脂肪族多環式アミン類を挙げることができる。これらのアミン類の中でも、好ましくは第2級もしくは第3級の脂肪族アミン、またはアルキルアルコールアミンである。例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデカニルアミン、トリドデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデカニルアミン、ジドデシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デカニルアミン、ドデシルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジオクタノールアミン、トリオクタノールアミン、アニリン、ピリジン、ピコリン、ルチジン、ビピリジン、ピロール、ピペリジン、ピペラジン、インドール、またはヘキサメチレンテトラミンを例示することができる。これら塩基性化合物は単独でも2種以上組み合わせてもよい。 Such basic compounds may include aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, or aliphatic polycyclic amines. Among these amines, secondary or tertiary aliphatic amines or alkyl alcohol amines are preferred. For example, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecanylamine, tridodecylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecanylamine, didodecylamine, dicyclohexylamine, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine , decanylamine, dodecylamine, diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, dioctanolamine, trioctanolamine, aniline, pyridine, picoline, lutidine, bipyridine, pyrrole, piperidine, piperazine, indole, or hexamethylenetetramine can be exemplified. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明のレジストにおける塩基性化合物の配合量は、含フッ素重合体(1)100質量部に対して0.001~2質量部、好ましくは、含フッ素重合体(1)100質量部に対して0.01~1質量部である。配合量が0.001質量部よりも少ないと添加剤としての効果が十分得られず、2質量部を超えると解像性や感度が低下する場合がある。 The amount of the basic compound to be blended in the resist of the present invention is 0.001 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (1), preferably with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (1). It is 0.01 to 1 part by mass. If the amount is less than 0.001 parts by mass, the effect as an additive cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 2 parts by mass, the resolution and sensitivity may be lowered.

3-3.(D)溶剤
本発明のレジストには、(A)本発明の含フッ素重合体(1)~(3)のいずれか、(B)光酸発生剤、および(C)塩基性化合物に加え、(D)溶剤を配合する。溶剤は(A)本発明の含フッ素重合体(1)~(3)のいずれか、(B)光酸発生剤、(C)塩基性化合物を含むレジスト成分を溶解して均一な溶液にできればよく、従来のレジスト用溶剤の中から選択して用いることができる。また、2種類以上の溶剤を混合して用いてもよい。
3-3. (D) Solvent The resist of the present invention contains (A) any one of the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, and (C) a basic compound, (D) Add a solvent. The solvent should dissolve (A) any one of the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, and (C) a resist component containing a basic compound to form a uniform solution. Often, it can be selected and used from conventional resist solvents. Moreover, you may mix and use a solvent of 2 or more types.

この様な溶剤として、ケトン類、アルコール類、多価アルコール類、エステル類、芳香族系溶剤、エーテル類、フッ素系溶剤、または、塗布性を高める目的で高沸点溶剤であるターペン系の石油ナフサ溶媒やパラフィン系溶媒を挙げることができる。 Examples of such solvents include ketones, alcohols, polyhydric alcohols, esters, aromatic solvents, ethers, fluorine-based solvents, and terpene-based petroleum naphtha, which is a high-boiling solvent for the purpose of improving coating properties. Solvents and paraffinic solvents can be mentioned.

例えば、ケトン類としてのアセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンメチルイソペンチルケトンもしくは2-ヘプタノン、アルコール類としてのイソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、n-ペンタノール、イソペンタノール、tert-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、2,3-ジメチル-2-ペンタノール、n-ヘキシサノール、n-ヘプタノール、2-ヘプタノール、n-オクタノール、n-デカノール、s-アミルアルコール、t-アミルアルコール、イソアミルアルコール、2-エチル-1-ブタノール、ラウリルアルコール、ヘキシルデカノールもしくはオレイルアルコール、多価アルコールとしてのエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノアセテート、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)もしくはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、およびこれら多価アルコールの誘導体、エステル類としての乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチルもしくはエトキシプロピオン酸エチル、芳香族系溶剤としてのトルエンもしくはキシレン、エーテル類としてのジエチルエーテル、ジオキサン、アニソールもしくはジイソプロピルエーテル、またはフッ素系溶剤としてのヘキサフルオロイソプロピルアルコールを例示することができる。 For example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone methyl isopentyl ketone or 2-heptanone as ketones, isopropanol, butanol, isobutanol, n-pentanol, isopentanol, tert- pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-2-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, 2-heptanol, n-octanol, n- decanol, s-amyl alcohol, t-amyl alcohol, isoamyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, lauryl alcohol, hexyldecanol or oleyl alcohol, ethylene glycol as polyhydric alcohol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene Glycol monomethyl ether (PGME), derivatives of these polyhydric alcohols, methyl lactate as esters, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate or Examples include ethyl ethoxypropionate, toluene or xylene as aromatic solvents, diethyl ether, dioxane, anisole or diisopropyl ether as ethers, and hexafluoroisopropyl alcohol as fluorine solvents.

本発明のレジストとして、これら溶剤の中でも特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン、乳酸エチル(EL)が好ましい。 Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, and ethyl lactate (EL) are particularly preferred as the resist of the present invention.

本発明のレジストに配合する溶剤の量は特に限定されないが、レジストとした際の固形分濃度が好ましくは3質量%以上、25質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上、15質量%以下である。レジストの固形分濃度を調整することによって、形成される樹脂膜の膜厚を調整することが可能である。 The amount of the solvent to be blended in the resist of the present invention is not particularly limited, but the solid content concentration of the resist is preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 15% by mass. It is below. By adjusting the solid content concentration of the resist, it is possible to adjust the film thickness of the formed resin film.

また、本発明の含フッ素重合体(1)~(3)は、幅広い溶剤に対する溶解性に優れており、上記のアルコール系溶剤の中でも、炭素数5~20のアルコール系溶剤に溶解することは特筆すべきことである。このようなアルコールとして、n-ペンタノール、イソペンタノール、tert-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、2,3-ジメチル-2-ペンタノール、n-ヘキシサノール、n-ヘプタノール、2-ヘプタノール、n-オクタノール、n-デカノール、s-アミルアルコール、t-アミルアルコール、イソアミルアルコール、2-エチル-1-ブタノール、ラウリルアルコール、ヘキシルデカノールまたはオレイルアルコールを例示することができる。 In addition, the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention have excellent solubility in a wide range of solvents, and among the above alcohol-based solvents, they are soluble in alcohol-based solvents having 5 to 20 carbon atoms. It is worth mentioning. Such alcohols include n-pentanol, isopentanol, tert-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-2-pentanol, n -hexanol, n-heptanol, 2-heptanol, n-octanol, n-decanol, s-amyl alcohol, t-amyl alcohol, isoamyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, lauryl alcohol, hexyldecanol or oleyl alcohol be able to.

3-4.(E)界面活性剤
本発明のレジストにおいては、必要により界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、またはフッ素原子とケイ素原子の両方を有する界面活性剤を挙げることができ、2種以上を含有することができる。
3-4. (E) Surfactant A surfactant may be added to the resist of the present invention, if necessary. Examples of surfactants include fluorine-based surfactants, silicon-based surfactants, and surfactants having both fluorine atoms and silicon atoms, and two or more of them can be contained.

3-5.レジスト
本発明のレジストは、一般的なレジスト材料を溶解できない炭素数5~20のアルコール系溶剤等で溶液化することが可能である。これにより、ダブルパターニングプロセス用の上層レジストとして使用できる。また本発明のレジストは耐水性が高く、適度な撥水性を有しながら現像液親和性を有する。
3-5. Resist The resist of the present invention can be dissolved in a C5-C20 alcoholic solvent or the like that cannot dissolve general resist materials. This allows it to be used as an upper layer resist for double patterning processes. Moreover, the resist of the present invention has high water resistance, and has an affinity for a developing solution while having moderate water repellency.

本発明のレジストは、露光前は水に対する適度な撥水性を有し、露光後には現像液に対する速やかな溶解性を示すので、ドライ露光のみならず、レジストとレンズの間を水等の空気よりも屈折率の大きい媒体で満たして露光する液浸露光においてラフネスのない優れた解像度のパターン形成が可能であると推察される。液浸露光によるフォトリソグラフィにおいては、レジストの保護膜であるトップコート膜を用いる場合と用いない場合があるが、本発明のレジストは組成と配合を調整することによって液浸露光にも適用することができると推察される。 The resist of the present invention has moderate water repellency before exposure and exhibits rapid solubility in a developer after exposure. It is presumed that a high-resolution pattern without roughness can be formed by liquid immersion exposure in which a medium having a large refractive index is used for exposure. In photolithography by immersion exposure, a topcoat film, which is a resist protective film, may or may not be used, but the resist of the present invention can be applied to immersion exposure by adjusting the composition and formulation. It is presumed that

液浸露光の媒体としては、水の他にもフッ素系溶剤、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤、含硫黄溶剤等があげられ、本発明の含フッ素重合体(1)を含むレジストはこれらの媒体にも適用できる可能性がある。 In addition to water, the medium for immersion exposure includes fluorine-based solvents, silicon-based solvents, hydrocarbon-based solvents, sulfur-containing solvents, and the like. It can also be applied to media.

4.レジストパターンの形成方法
本発明のレジストパターンの形成方法は、本発明のレジストを基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、フォトマスクを介して波長300nm以下の電磁波または高エネルギー線を照射露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写する露光工程と、現像液を用いて膜を現像しパターンを得る現像工程を含む。
なお、本発明において、高エネルギー線とは、電子線または軟X線のことを示す。
4. Method for Forming a Resist Pattern The method for forming a resist pattern of the present invention comprises a film forming step of coating the resist of the present invention on a substrate to form a film, and irradiating an electromagnetic wave having a wavelength of 300 nm or less or a high-energy ray through a photomask. It includes an exposure step of exposing to light and transferring the pattern of the photomask onto the film, and a developing step of developing the film using a developer to obtain a pattern.
In the present invention, the high-energy beam refers to electron beams or soft X-rays.

本発明のレジストパターンの形成方法は、含フッ素重合体(1)~(3)のいずれかを含むレジストを使用するリソグラフィーによるパターン形成方法であり、(A)基板上にレジストを塗布しレジスト膜を形成する製膜工程、(B)レジスト膜を加熱させた後に、パターン加工したフォトマスクを介してレジスト膜に波長300nm以下の電磁波または高エネルギー線を照射し露光する露光工程、(C)露光したレジスト膜をアルカリ現像液で現像して、基板上にフォトマスクのパターンが転写されたレジストパターンを得る現像工程からなる。 The method for forming a resist pattern of the present invention is a method for forming a pattern by lithography using a resist containing any one of the fluoropolymers (1) to (3). (B) After heating the resist film, an exposure step of irradiating the resist film with an electromagnetic wave having a wavelength of 300 nm or less or a high-energy ray through a patterned photomask and exposing it, (C) Exposure The developed resist film is developed with an alkaline developer to obtain a resist pattern in which the pattern of the photomask is transferred onto the substrate.

例えば、(A)製膜工程においては、基板としてのシリコンウエハ上に、スピンコートによって、本発明の含フッ素重合体(1)~(3)のいずれかを含むレジストを塗布し、シリコンウエハをホットプレート上で60~200℃、10秒~10分間、好ましくは80℃以上、150℃以下、30秒以上、2分間以下にプリベークし基板上にレジスト膜を製膜する。次いで(B)露光工程においては、パターン加工されたフォトマスクを露光装置にセットし、紫外線、エキシマレーザ、X線等の高エネルギー線または電子線を、露光量が1mJ/cm以上、200mJ/cm以下、好ましくは10mJ/cm以上、100mJ/cm以下となるようにフォトマスクを介してレジスト膜に照射した後、ホットプレート上で60℃以上、150℃以下、10秒以上、5分間以下、好ましくは80℃以上、130℃以下、30秒以上、3分間以下、必要に応じてポストエクスポーザーベーク(PEB)を行う。次いで(C)現像工程においては、0.1質量%以上、5質量%以下、好ましくは2質量%以上、3質量%以下の濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液による現像液を用い、10秒以上、3分間以下、好ましくは30秒以上、2分間以下、レジスト膜とdip法、パドル法、スプレー法等の既存の方法で接触させ現像することによって、目的のレジストパターンが得られる。 For example, in (A) the film forming step, a silicon wafer as a substrate is coated with a resist containing any one of the fluoropolymers (1) to (3) of the present invention by spin coating, and the silicon wafer is coated. A resist film is formed on the substrate by pre-baking on a hot plate at 60 to 200° C. for 10 seconds to 10 minutes, preferably 80° C. to 150° C. for 30 seconds to 2 minutes. Next, in the exposure step (B), the patterned photomask is set in an exposure device, and high-energy rays such as ultraviolet rays, excimer lasers, X-rays, or electron beams are applied at an exposure amount of 1 mJ/ cm2 or more and 200 mJ/cm2. cm 2 or less, preferably 10 mJ/cm 2 or more and 100 mJ/cm 2 or less. Post-exposure baking (PEB) is performed for 30 seconds or more and 3 minutes or less, preferably 80° C. or more and 130° C. or less, for 3 minutes or less, if necessary. Next, in the development step (C), a developer using an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution having a concentration of 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, preferably 2% by mass or more and 3% by mass or less, The target resist pattern is obtained by contacting the resist film with the resist film for 10 seconds or more and 3 minutes or less, preferably 30 seconds or more and 2 minutes or less, by an existing method such as a dip method, a puddle method, or a spray method.

上記基板は、シリコンウエハの他に、金属またはガラス基板を用いることが可能である。また、基板上には有機系あるいは無機系の膜が設けられていてもよい。例えば、反射防止膜、多層レジストの下層があってもよく、レジストパターンが形成されていてもよい。 As the substrate, a metal or glass substrate can be used in addition to the silicon wafer. Also, an organic or inorganic film may be provided on the substrate. For example, there may be an antireflection film, a lower layer of multilayer resist, and a resist pattern may be formed.

なお、本発明のレジストのリソグラフィーにおいて、露光に用いる電磁波の波長は限定されないが、KrFエキシマレーザによるUV光(波長248nm)、ArFエキシマレーザによるUV光(波長193nm)、極端紫外線リソグラフィー(Extreme ultraviolet lithography EUV)、X線を選択することができ、特
に、ArFエキシマレーザによるUV光が好ましく採用される。
In the lithography of the resist of the present invention, the wavelength of the electromagnetic wave used for exposure is not limited. EUV), X-rays can be selected, and in particular UV light from an ArF excimer laser is preferably employed.

本発明のレジストは、露光前は水に対する適度な撥水性を有し、露光後には現像液に対する速やかな溶解性を示し、ラフネスのない優れた解像性のパターン形成が可能である。 The resist of the present invention has moderate water repellency before exposure, exhibits rapid solubility in a developer after exposure, and enables pattern formation with excellent resolution without roughness.

本発明のレジストを用いたリソグラフィーによるパターン形成方法により半導体デバイスを製造することができる。デバイスとしては、特に限定されないが、シリコンウエハ、化合物半導体基板、絶縁性基板等に形成されるCPU(Central Processing Unit)、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の微細加工により製造される半導体装置が挙げられる。 A semiconductor device can be manufactured by a pattern forming method by lithography using the resist of the present invention. Devices are not particularly limited, but microfabrication such as CPU (Central Processing Unit), SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory) formed on silicon wafers, compound semiconductor substrates, insulating substrates, etc. and a semiconductor device manufactured by

5.インクパターン形成用組成物
本発明のインクパターン形成用組成物は、含フッ素重合体(1)~(3)のいずれかに、酸発生剤および溶剤を加えてなり、プリントエレクトロニクスにおけるインクパターン形成に用いることができる。以下、インクによるパターンをインクパターンと呼ぶことがある。
5. Ink pattern-forming composition The ink pattern-forming composition of the present invention is obtained by adding an acid generator and a solvent to any one of the fluoropolymers (1) to (3), and is used for ink pattern formation in printed electronics. can be used. Hereinafter, a pattern made of ink may be referred to as an ink pattern.

本発明のインクパターン形成用組成物は、その成分として、含フッ素重合体(1)~(3)のいずれか、(A)酸発生剤、(B)溶剤を含む。その他(C)クエンチャー、(D)増感剤、(E)重合性化合物を含むことが好ましく、必要に応じて界面活性剤、保存安定剤、接着助剤または耐熱性向上剤を含んでいてもよい。 The ink pattern-forming composition of the present invention contains, as its components, any one of the fluoropolymers (1) to (3), (A) an acid generator, and (B) a solvent. In addition, it preferably contains (C) a quencher, (D) a sensitizer, and (E) a polymerizable compound. good too.

(A)酸発生剤は、インクパターン形成用組成物から製膜した膜中において、露光時に光照射によって酸を発生する化合物である。(B)溶剤はインクパターン形成用組成物の成分を溶解または分散するための物質である。(C)クエンチャーは、露光時に、酸発生剤からの酸の拡散を防止し得られるパターンを高精細にするための物質である。(D)増感剤は露光感度を上げるための物質である。(E)重合性化合物は露光後に得られるパターン形成膜をより硬くするための物質である。以下、各々の成分について記載する。 (A) The acid generator is a compound that generates an acid in a film formed from the composition for forming an ink pattern by light irradiation at the time of exposure. (B) The solvent is a substance for dissolving or dispersing the components of the ink pattern forming composition. (C) A quencher is a substance for preventing the diffusion of acid from the acid generator during exposure and making the resulting pattern highly precise. (D) A sensitizer is a substance for increasing exposure sensitivity. (E) The polymerizable compound is a substance for making the pattern forming film obtained after exposure harder. Each component is described below.

5-1.(A)酸発生剤
本発明のインクパターン形成用組成物の成分として用いる(A)酸発生剤としては、光照射によって酸を発生する化合物である光酸発生剤を使用できる。
5-1. (A) Acid Generator As the acid generator (A) used as a component of the ink pattern forming composition of the present invention, a photoacid generator, which is a compound that generates an acid upon irradiation with light, can be used.

本発明のインクパターン形成用組成物に成分として用いる(A)酸発生剤は、光照射によって酸を発生する化合物であればよく、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、またはカルボン酸エステル化を等が挙げることができる。 The (A) acid generator used as a component in the composition for forming an ink pattern of the present invention may be any compound that generates an acid upon irradiation with light, such as an oxime sulfonate compound, an onium salt, a sulfonimide compound, a halogen-containing compound, and diazomethane. compounds, sulfone compounds, sulfonate ester compounds, or carboxylic acid esterification, and the like.

[オキシムスルホネート化合物]
オキシムスルホネート化合物としては、炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数4~12の脂環式炭化水素基、または炭素数6~20のアリール基を挙げることができる。これらの基が有する水素原子の一部または全部がハロゲン原子または置換基で置換されていてもよい。好ましくは、炭素数1~12の直鎖状または炭素数3~12分岐状のアルキル基である。置換基としては、炭素数1~10のアルコキシ基、7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニル基等の橋かけ環式脂環基を含む脂環式基を挙げることができる。
[Oxime sulfonate compound]
Examples of oxime sulfonate compounds include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, fluoroalkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, alicyclic hydrocarbon groups having 4 to 12 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 20 carbon atoms. can be done. Some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with halogen atoms or substituents. Preferably, it is a linear or branched C 3-12 alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Examples of substituents include alicyclic groups including bridged cyclic alicyclic groups such as alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms and 7,7-dimethyl-2-oxonorbornyl groups.

炭素数1~12のフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基またはヘプチルフルオロプロピル基を例示することができる。炭素数4~12の脂環式炭化水素が有してもよい置換基としては、炭素数1~5のアルキル基またはアルコキシ基を挙げることができる。 Examples of C 1-12 fluoroalkyl groups include trifluoromethyl, pentafluoroethyl and heptylfluoropropyl groups. Examples of substituents that the alicyclic hydrocarbon having 4 to 12 carbon atoms may have include an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.

炭素数6~20のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基またはキシリル基を挙げることができる。炭素数6~20のアリール基が有してよい置換基としては、炭素数1~5のアルキル基もしくはアルコキシ基、またはハロゲン原子を挙げることができる。 Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include phenyl group, naphthyl group, tolyl group and xylyl group. Examples of substituents that the aryl group having 6 to 20 carbon atoms may have include an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom.

オキシムスルホネート化合物としては、(5-プロピルスルフォニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-オクチルスルフォニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(カンファースルフォニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-p-トルエンスルフォニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、または(5-オクチルスルフォニルオキシイミノ)-(4-メトキシフェニル)アセトニトリルを例示することができる。 Oxime sulfonate compounds include (5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl)acetonitrile, (5-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2 -methylphenyl)acetonitrile, (camphorsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl)acetonitrile, (5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2 -methylphenyl)acetonitrile, or (5-octylsulfonyloxyimino)-(4-methoxyphenyl)acetonitrile.

[オニウム塩]
オニウム塩としては、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、アルキルスルホニウム塩、ベンジルスルホニウム塩、ジベンジルスルホニウム塩、置換ベンジルスルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩またはテトラヒドロチオフェニウム塩を挙げることができる。
[Onium salt]
Onium salts can include diphenyliodonium salts, triphenylsulfonium salts, alkylsulfonium salts, benzylsulfonium salts, dibenzylsulfonium salts, substituted benzylsulfonium salts, benzothiazonium salts or tetrahydrothiophenium salts.

<ジフェニルヨードニウム塩>
ジフェニルヨードニウム塩としては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム-p-トルエンスルホナート、ジフェニルヨードニウムブチルトリス(2,6-ジフルオロフェニル)ボレート、4-メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム-p-トルエンスルホナート、またはビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムカンファースルホン酸を例示することができる。
<Diphenyliodonium salt>
Diphenyliodonium salts include diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate, and diphenyliodonium butyl. tris(2,6-difluorophenyl)borate, 4-methoxyphenylphenyliodonium tetrafluoroborate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium tetrafluoroborate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium hexafluoroarsenate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium trifluoromethanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium trifluoroacetate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium-p-toluenesulfonate, or bis(4 -t-butylphenyl)iodonium camphorsulfonic acid can be exemplified.

<トリフェニルスルホニウム塩>
トリフェニルスルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホン酸、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム-p-トルエンスルホナート、またはトリフェニルスルホニウムブチルトリス(2、6-ジフルオロフェニル)ボレートを例示することができる。
<Triphenylsulfonium salt>
Triphenylsulfonium salts include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonic acid, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, or triphenylsulfonium Butyltris(2,6-difluorophenyl)borate can be exemplified.

<アルキルスルホニウム塩>
アルキルスルホニウム塩としては、4-アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル-4-(ベンジルオキシカルボニルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル-4-(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル-4-(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、またはジメチル-3-クロロ-4-アセトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを例示することができる。
<Alkyl sulfonium salt>
Examples of alkylsulfonium salts include 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-4-(benzyloxycarbonyloxy)phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl-4-( benzoyloxy)phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl-4-(benzoyloxy)phenylsulfonium hexafluoroarsenate, or dimethyl-3-chloro-4-acetoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate.

<ベンジルスルホニウム塩>
ベンジルスルホニウム塩としては、ベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-4-メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-2-メチル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-3-クロロ-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、または4-メトキシベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートを例示することができる。
<Benzylsulfonium salt>
Benzylsulfonium salts include benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxyphenylmethyl sulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroarsenate, or 4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenyl Methylsulfonium hexafluorophosphate can be exemplified.

<ジベンジルスルホニウム塩>
ジベンジルスルホニウム塩としては、ジベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-アセトキシフェニルジベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル-4-メトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル-3-クロロ-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジベンジル-3-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、またはベンジル-4-メトキシベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートを例示することができる。
<Dibenzylsulfonium salt>
The dibenzylsulfonium salts include dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenyldibenzylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-methoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate. fluoroantimonate, dibenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroarsenate, dibenzyl-3-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenylsulfonium hexafluoroantimonate, or benzyl-4-methoxybenzyl- 4-Hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate can be exemplified.

<置換ベンジルスルホニウム塩>
置換ベンジルスルホニウム塩としては、p-クロロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p-ニトロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p-クロロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p-ニトロベンジル-3-メチル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3,5-ジクロロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、またはo-クロロベンジル-3-クロロ-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを例示することができる。
<Substituted benzylsulfonium salt>
Substituted benzylsulfonium salts include p-chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p-nitrobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p-chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, p-nitrobenzyl-3-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 3,5-dichlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, or o-chlorobenzyl-3- Chloro-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate can be exemplified.

<ベンゾチアゾニウム塩>
ベンゾチアゾニウム塩としては、3-ベンジルベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、3-ベンジルベンゾチアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、3-ベンジルベンゾチアゾニウムテトラフルオロボレート、3-(p-メトキシベンジル)ベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、3-ベンジル-2-メチルチオベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、または3-ベンジル-5-クロロベンゾチアゾニウムヘキサフルオロアンチモネートを例示することができる。
<Benzothiazonium salt>
Benzothiazonium salts include 3-benzylbenzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazonium hexafluorophosphate, 3-benzylbenzothiazonium tetrafluoroborate, 3-(p-methoxybenzyl) Benzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzyl-2-methylthiobenzothiazonium hexafluoroantimonate, or 3-benzyl-5-chlorobenzothiazonium hexafluoroantimonate can be exemplified.

<テトラヒドロチオフェニウム塩>
テトラヒドロチオフェニウム塩としては、4,7-ジ-n-ブトキシ-1-ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム-1,1,2,2-テトラフルオロ-2-(ノルボルナン-2-イル)エタンスルホネート、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム-2-(5-t-ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル)-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネート、または1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム-2-(6-t-ブトキシカルボニルオキシビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル)-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネートを例示することができる。
<Tetrahydrothiophenium salt>
Tetrahydrothiophenium salts include 4,7-di-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate and 1-(4-n-butoxynaphthalene-1-yl)tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate. , 1-(4-n-butoxynaphthalene-1-yl)tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1-(4-n-butoxynaphthalene-1-yl)tetrahydrothiophenium-1,1, 2,2-tetrafluoro-2-(norbornan-2-yl)ethanesulfonate, 1-(4-n-butoxynaphthalene-1-yl)tetrahydrothiophenium-2-(5-t-butoxycarbonyloxybicyclo[ 2.2.1]heptan-2-yl)-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, or 1-(4-n-butoxynaphthalen-1-yl)tetrahydrothiophenium-2-(6 -t-butoxycarbonyloxybicyclo[2.2.1]heptan-2-yl)-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate.

<スルホンイミド化合物>
スルホンイミド化合物としては、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(フェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(ノナフルオロブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(フェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ペンタフルオロエチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ヘプタフルオロプロピルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ノナフルオロブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(エチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(プロピルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ペンチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ヘキシルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(ヘプチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、N-(オクチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミド、またはN-(ノニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシイミドを例示することができる。
<Sulfonimide compound>
Sulfonimide compounds include N-(trifluoromethylsulfonyloxy)succinimide, N-(camphorsulfonyloxy)succinimide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)succinimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) succinimide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)succinimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)phthalimide, N-(camphorsulfonyloxy)phthalimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)phthalimide, N- (2-fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(camphorsulfonyloxy)diphenylmaleimide, 4-methylphenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(2-trifluoromethyl phenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(phenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept- 5-ene-2,3-dicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(trifluoromethanesulfonyl oxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(nonafluorobutanesulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3 -dicarboximide, N-(camphorsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(camphorsulfonyloxy)-7-oxabicyclo[2.2 .1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)-7-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxy imide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)-7-oxabicyclo[ 2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)bicyclo [2. 2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)-7-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2, 3-dicarboximide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)-7 -oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]heptane-5,6-oxy-2 , 3-dicarboximide, N-(camphorsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)bicyclo[ 2.2.1]heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]heptane-5,6-oxy- 2,3-dicarboximide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy ) naphthyldicarboximide, N-(camphorsulfonyloxy) naphthyldicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy) naphthyldicarboximide, N-(phenylsulfonyloxy) naphthyldicarboximide, N-(2- trifluoromethylphenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(pentafluoroethylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(heptafluoropropylsulfonyloxy) naphthyldicarboximide, N-(nonafluorobutylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(ethylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(propylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(butylsulfonyloxy) naphthyldicarboximide, N-(pentylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(hexylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(heptylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide , N-(octylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, or N-(nonylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide.

<ハロゲン含有化合物>
ハロゲン含有化合物としては、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物を挙げることができる。
<Halogen-containing compound>
Halogen-containing compounds include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds.

<ジアゾメタン化合物>
ジアゾメタン化合物としては、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4-キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル-p-トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル(1,1-ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1-ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、またはフェニルスルホニル(ベンゾイル)ジアゾメタンを例示することができる。
<Diazomethane compound>
The diazomethane compounds include bis(trifluoromethylsulfonyl)diazomethane, bis(cyclohexylsulfonyl)diazomethane, bis(phenylsulfonyl)diazomethane, bis(p-tolylsulfonyl)diazomethane, bis(2,4-xylylsulfonyl)diazomethane, bis (p-chlorophenylsulfonyl)diazomethane, methylsulfonyl-p-toluenesulfonyldiazomethane, cyclohexylsulfonyl(1,1-dimethylethylsulfonyl)diazomethane, bis(1,1-dimethylethylsulfonyl)diazomethane, or phenylsulfonyl(benzoyl)diazomethane can be exemplified.

<スルホン化合物>
スルホン化合物としては、β-ケトスルホン化合物、β-スルホニルスルホン化合物、ジアリールジスルホン化合物が挙げることができる。
<Sulfone compound>
Sulfone compounds include β-ketosulfone compounds, β-sulfonylsulfone compounds, and diaryldisulfone compounds.

<スルホン酸エステル化合物>
スルホン酸エステル化合物としては、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、またはイミノスルホネートを挙げることができる。
<Sulfonic acid ester compound>
The sulfonate compounds may include alkylsulfonates, haloalkylsulfonates, arylsulfonates, or iminosulfonates.

<カルボン酸エステル化合物>
カルボン酸エステル化合物としては、カルボン酸o-ニトロベンジルエステルを挙げることができる。
<Carboxylic acid ester compound>
Carboxylic acid ester compounds include carboxylic acid o-nitrobenzyl esters.

<本発明のインクパターン形成用組成物が含む(A)酸発生剤>
これら(A)酸発生剤は、単独、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。インクパターン形成用組成物からなる膜の露光感度を向上させる効果が大きいことより、好ましくは、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル化合物であり、特に好ましくは、オキシムスルホネート化合物である。
<(A) Acid Generator Contained in the Ink Pattern Forming Composition of the Present Invention>
These (A) acid generators may be used alone or in combination of two or more. Oxime sulfonate compounds, onium salts, and sulfonate compounds are preferred, and oxime sulfonate compounds are particularly preferred, since they are highly effective in improving the exposure sensitivity of a film made of the ink pattern-forming composition.

[インクパターン形成用組成物中の(A)酸発生剤の含有]
本発明のインクパターン形成用組成物中の(A)酸発生剤の含有は、本発明の含フッ素重合体(1)を基準とする質量%で表して、好ましくは0.1%以上、10%以下、より好ましくは1%以上、5%以下である。(A)酸発生剤の含有量を上述の範囲とすることで、インクパターン形成用組成物の高い露光感度が得られ、撥液部位と親液部位による、より高精細なパターン形成膜が得られる。
[Containment of (A) Acid Generator in Ink Pattern Forming Composition]
The content of (A) the acid generator in the ink pattern forming composition of the present invention is preferably 0.1% or more and 10% by mass based on the fluorine-containing polymer (1) of the present invention. % or less, more preferably 1% or more and 5% or less. By setting the content of the acid generator (A) within the range described above, the composition for forming an ink pattern can have high exposure sensitivity, and a pattern forming film with higher definition can be obtained due to the lyophobic portion and the lyophilic portion. be done.

5-2.(B)溶剤
本発明のインクパターン形成用組成物に成分として用いる(B)溶剤としては、インクパターン形成用組成物の各成分を溶解または分散することができればよく、アルコール類、エーテル類、ジエチレングリコールアルキルエーテル類、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ケトン類またはエステル類等の有機溶剤を挙げることができる。以下、各々の(B)溶剤を示す。
5-2. (B) Solvent The solvent (B) used as a component in the composition for forming an ink pattern of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse each component of the composition for forming an ink pattern. Organic solvents such as alkyl ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether propionates, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ketones or esters can be mentioned. Each (B) solvent is shown below.

[アルコール類]
アルコール類としては、長鎖アルキルアルコール類、芳香族アルコール類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類;、プロピレングリコールモノアルキルエーテルを挙げることができる。
[Alcohol]
Examples of alcohols include long-chain alkyl alcohols, aromatic alcohols, ethylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers; and propylene glycol monoalkyl ethers.

<長鎖アルキルアルコール類>
長鎖アルキルアルコール類としては、1-ヘキサノール、1-オクタノール、1-ノナノール、1-ドデカノール、1,6-ヘキサンジオール、または1,8-オクタンジオールを例示することができる。
<Long-chain alkyl alcohols>
Examples of long-chain alkyl alcohols include 1-hexanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-dodecanol, 1,6-hexanediol, or 1,8-octanediol.

<芳香族アルコール類>
芳香族アルコール類としては、ベンジルアルコールを例示することができる。エチレングリコールモノアルキルエーテル類としては、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、またはエチレングリコールモノブチルエーテルを例示することができる。
<Aromatic alcohols>
Benzyl alcohol can be illustrated as aromatic alcohols. Examples of ethylene glycol monoalkyl ethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether.

<プロピレングリコールモノアルキルエーテル類>
プロピレングリコールモノアルキルエーテル類としては、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、またはプロピレングリコールモノブチルエーテルを例示することができる。
<Propylene glycol monoalkyl ethers>
Examples of propylene glycol monoalkyl ethers include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether.

<ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類>
ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類としては、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、またはジプロピレングリコールモノブチルエーテルを例示することができる。
<Dipropylene glycol monoalkyl ethers>
Examples of dipropylene glycol monoalkyl ethers include dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, and dipropylene glycol monobutyl ether.

本発明のインクパターン形成用組成物を溶解し易く、製膜し易いことより、これらアルコール類の中でも、好ましくは、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、またはプロピレングリコールモノエチルエーテルである。 Among these alcohols, benzyl alcohol, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, or Propylene glycol monoethyl ether.

[エーテル類]
エーテル類としては、テトラヒドロフラン、ヘキシルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、または1,4-ジオキサンを例示することができる。
[Ethers]
Examples of ethers include tetrahydrofuran, hexylmethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, and 1,4-dioxane.

[ジエチレングリコールアルキルエーテル類]
ジエチレングリコールアルキルエーテル類としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、またはジエチレングリコールエチルメチルエーテル等を例示することができる。
[Diethylene glycol alkyl ethers]
Examples of diethylene glycol alkyl ethers include diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, and the like.

<エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類>
エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類としては、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、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、またはエチレングリコールモノエチルエーテルアセテーを例示することができる。
<Ethylene glycol alkyl ether acetates>
Examples of ethylene glycol alkyl ether acetates include methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.

<プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類>
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類としては、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プロピルエーテルアセテート、またはプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートを例示することができる。
<Propylene glycol alkyl ether acetates>
Examples of propylene glycol monoalkyl ether acetates include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate.

<プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート類>
プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート類としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルプロピオネート、またはプロピレングリコールモノブチルエーテルプロピオネートを例示することができる。
<Propylene glycol monoalkyl ether propionates>
Examples of propylene glycol monoalkyl ether propionates include propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, propylene glycol monopropyl ether propionate, or propylene glycol monobutyl ether propionate. can be done.

[脂肪族炭化水素類]
脂肪族炭化水素類としては、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、シクロヘキサン、またはデカリンを例示することができる。
[Aliphatic hydrocarbons]
Examples of aliphatic hydrocarbons include n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, cyclohexane, and decalin. .

[芳香族炭化水素類]
芳香族炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、i-プロピルベンゼン、n-ブチルベンゼン、メシチレン、クロロベンゼン、またはジクロロベンゼンを例示することができる。
[Aromatic hydrocarbons]
Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, n-propylbenzene, i-propylbenzene, n-butylbenzene, mesitylene, chlorobenzene, and dichlorobenzene.

[ケトン類]
ケトン類としては、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、2-ヘプタノン、または4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンを例示することができる。
[Ketones]
Examples of ketones include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone.

[エステル類]
エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸ブチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、3-ヒドロキシプロピオン酸メチル、3-ヒドロキシプロピオン酸エチル、3-ヒドロキシプロピオン酸プロピル、3-ヒドロキシプロピオン酸ブチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、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、2-エトキシプロピオン酸メチル、または2-エトキシプロピオン酸エチルを例示することができる。
[Esters]
Esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, i-propyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, and ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate. , methyl hydroxyacetate, ethyl hydroxyacetate, butyl hydroxyacetate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, 3-hydroxypropionate Butyl acid, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, propyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propyl ethoxyacetate, butyl ethoxyacetate, methyl propoxyacetate, propoxy ethyl acetate, propyl propoxyacetate, butyl propoxyacetate, methyl butoxyacetate, ethyl butoxyacetate, propyl butoxyacetate, butyl butoxyacetate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, 2- Examples include butyl methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, or ethyl 2-ethoxypropionate.

[インクパターン形成用組成物中の(B)溶剤の含有率]
これら(B)溶剤は、単独、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
[Content of solvent (B) in ink pattern forming composition]
These (B) solvents may be used alone or in combination of two or more.

インクパターン形成用組成物中の(B)溶剤の含有は、(BC)溶剤以外のインクパターン形成用組成物100質量部に対して、好ましくは200質量部~1600質量部であり、より好ましくは400質量部~1000質量部である。(B)溶剤の使用を上述の範囲にすることで、インクパターン形成用組成物のガラス基板等に対する濡れ性を向上させ、さらに塗布ムラの発生を抑制し、均一な膜を得ることができる。 The content of the (B) solvent in the ink pattern forming composition is preferably 200 parts by mass to 1600 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of the ink pattern forming composition other than the (BC) solvent. 400 parts by mass to 1000 parts by mass. By using the solvent (B) within the range described above, it is possible to improve the wettability of the composition for forming an ink pattern on a glass substrate or the like, suppress the occurrence of coating unevenness, and obtain a uniform film.

5-3.(C)クエンチャー
本発明のインクパターン形成用組成物に用いる(C)クエンチャーは、膜とした際の露光時に(A)酸発生剤からの酸の拡散を防止する酸拡散抑制材として機能するものであり、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を挙げることができる。光崩壊性塩基として、好ましくはオニウム塩化合物である。
5-3. (C) Quencher The (C) quencher used in the composition for forming an ink pattern of the present invention functions as an acid diffusion suppressing material that prevents diffusion of acid from the acid generator (A) during exposure when forming a film. A photodegradable base that is sensitized by exposure to generate a weak acid can be mentioned. The photodisintegrating base is preferably an onium salt compound.

光崩壊性塩基は、露光部においては酸を発生する一方、未露光部ではアニオンによる高い酸捕捉機能が発揮されて、(A)酸発生剤からの酸を補足し、露光部から未露光部拡散する酸を失活させる。未露光部のみにおいて酸を失活させる。本発明のパターン形成用組成物を露光した後のパターン形成膜において撥液部位と親液部位の境界が明確となり、インク塗布後のパターンのコントラストが向上し、精緻なパターンが得られる。(C)クエンチャーは、単独、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The photodegradable base generates an acid in the exposed area, while the anion exhibits a high acid-capturing function in the unexposed area. quench the diffusing acid. The acid is deactivated only in the unexposed areas. In the pattern-forming film after exposure to the pattern-forming composition of the present invention, the boundary between the lyophobic portion and the lyophilic portion becomes clear, the contrast of the pattern after ink application is improved, and a fine pattern can be obtained. (C) A quencher may be used alone or in combination of two or more.

[インクパターン形成用組成物中の(C)クエンチャーの含有]
インクパターン形成用組成物中の(C)クエンチャーの含有は、含フッ素重合体(1)100質量部に対して、好ましくは0.001質量部~5質量部であり、より好ましくは0.005質量部~3質量部である。(C)クエンチャーの含有を上述の範囲とすることで、本発明のインクパターン形成用組成物を露光した後のパターン形成膜において撥液部位と親液部位の境界が明確となり、インク塗布後のパターンのコントラストが向上し、精緻なパターンが得られる。
[Containment of (C) quencher in ink pattern-forming composition]
The content of (C) the quencher in the ink pattern-forming composition is preferably 0.001 to 5 parts by mass, more preferably 0.001 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the fluoropolymer (1). 005 parts by mass to 3 parts by mass. (C) By setting the content of the quencher within the range described above, the boundary between the liquid-repellent portion and the lyophilic portion becomes clear in the pattern-forming film after exposure to the composition for forming an ink pattern of the present invention, and after the ink is applied, The contrast of the pattern is improved, and a fine pattern can be obtained.

5-4.(D)増感剤
本発明のインクパターン形成用組成物に用いる(D)増感剤は、インクパターン形成用組成物の露光感度をより向上させたい際に加えるものである。(D)増感剤は、光線または放射線を吸収して励起状態となる化合物であることが好ましい。(D)増感剤は励起状態となることで、(A)酸発生剤と接触した際、電子移動、エネルギー移動または発熱等を生じ、これにより、(A)酸発生剤は分解し酸を生成し易くなる。(D)増感剤は、350nm~450nmの領域に吸収波長を有すればよく、多核芳香族類、キサンテン類、キサントン類、シアニン類、メロシアニン類、ローダシアニン類、オキソノール類、チアジン類、アクリジン類、アクリドン類、アントラキノン類、スクアリウム類、スチリル類、ベーススチリル類、またはクマリン類を挙げることができる。
以下、各々の(D)増感剤を示す。
5-4. (D) Sensitizer The (D) sensitizer used in the ink pattern forming composition of the present invention is added when the exposure sensitivity of the ink pattern forming composition is desired to be further improved. (D) The sensitizer is preferably a compound that absorbs light or radiation and enters an excited state. (D) The sensitizer is in an excited state, and upon contact with the acid generator (A), causes electron transfer, energy transfer, heat generation, or the like, whereby the acid generator (A) decomposes to generate an acid. easier to generate. (D) Sensitizers may have an absorption wavelength in the region of 350 nm to 450 nm, polynuclear aromatics, xanthenes, xanthones, cyanines, merocyanines, rhodacyanines, oxonols, thiazines, acridine , acridones, anthraquinones, squariums, styryls, base styryls, or coumarins.
Each (D) sensitizer is shown below.

[多核芳香族類]
多核芳香族類としては、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン,3,7-ジメトキシアントラセン、または9,10-ジプロピルオキシアントラセンを例示することができる。
[Polynuclear aromatics]
Examples of polynuclear aromatics include pyrene, perylene, triphenylene, anthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 3,7-dimethoxyanthracene, and 9,10-dipropyloxyanthracene. be able to.

[キサンテン類]
キサンテン類としては、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガルを例示することができる。
[Xanthenes]
Examples of xanthenes include fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, and rose bengal.

[キサントン類]
キサントン類としては、キサントン、チオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、またはイソプロピルチオキサントンを例示することができる。
[Xanthones]
Examples of xanthones include xanthone, thioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone, and isopropylthioxanthone.

[シアニン類]
シアニン類としては、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニンを例示することができる。
[Cyanines]
Examples of cyanines include thiacarbocyanine and oxacarbocyanine.

[メロシアニン類]
メロシアニン類としては、メロシアニン、カルボメロシアニンを例示することができる。
[Merocyanines]
Examples of merocyanines include merocyanine and carbomerocyanine.

[チアジン類]
チアジン類としては、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルーを例示することができる。
[thiazines]
Examples of thiazines include thionin, methylene blue, and toluidine blue.

[アクリジン類]
アクリジンとしては、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビンを例示することができる。
[Acridines]
Examples of acridine include acridine orange, chloroflavin, and acriflavin.

[アクリドン類]
アクリドン類としては、アクリドン、10-ブチル-2-クロロアクリドンを例示することができる。
[Acridones]
Examples of acridones include acridone and 10-butyl-2-chloroacridone.

[アントラキノン類]
アントラキノン類としては、アントラキノンを例示することができる。
[Anthraquinones]
Anthraquinones can be exemplified as anthraquinones.

[スクアリウム類]
スクアリウム類としては、スクアリウムを例示することができる。
[Squariums]
Squarium can be exemplified as the squarium.

[ベーススチリル類]
ベーススチリル類としては、2-[2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]ベンゾオキサゾールを例示することができる。
[Base styryl]
Examples of base styryl compounds include 2-[2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl]benzoxazole.

[クマリン類]
クマリン類としては、7-ジエチルアミノ4-メチルクマリン、7-ヒドロキシ4-メチルクマリン、または2,3,6,7-テトラヒドロ-9-メチル-1H,5H,11H[l]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-ノンを例示することができる。
[Coumarins]
Coumarins include 7-diethylamino 4-methylcoumarin, 7-hydroxy 4-methylcoumarin, or 2,3,6,7-tetrahydro-9-methyl-1H,5H,11H[l]benzopyrano[6,7, 8-ij]quinolizin-11-nones can be exemplified.

これら(D)増感剤は、単独、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 These (D) sensitizers may be used alone or in combination of two or more.

[本発明のインクパターン形成用組成物が含む(D)増感剤]
本発明のインクパターン形成用組成物に使用する(D)増感剤としては、露光感度向上の効果が大きいことより、好ましくは、多核芳香族類、アクリドン類、スチリル類、ベーススチリル類、クマリン類、またはキサントン類であり、特に好ましくはキサントン類である。キサントン類の中でもジエチルチオキサントンおよびイソプロピルチオキサントンが好ましい。
[(D) Sensitizer contained in the composition for forming an ink pattern of the present invention]
As the sensitizer (D) used in the composition for forming an ink pattern of the present invention, polynuclear aromatics, acridones, styryls, base styryls, and coumarins are preferable because they are highly effective in improving exposure sensitivity. or xanthones, particularly preferably xanthones. Among xanthones, diethylthioxanthone and isopropylthioxanthone are preferred.

[インクパターン形成用組成物中の(D)増感剤の含有率]
(D)増感剤の含有は、含フッ素重合体(1)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部~8質量部であり、より好ましくは1質量部~4質量部である。(D)増感剤の含有を上述の範囲とすることで、インクパターン形成用組成物の露光感度を向上させ、本発明のパターン形成用組成物を露光した後のパターン形成膜において撥液部位と親液部位の境界が明確となり、インク塗布後のインクパターンのコントラストが向上し、精緻なパターンが得られる。
[Content of (D) sensitizer in ink pattern-forming composition]
The content of the sensitizer (D) is preferably 0.1 to 8 parts by mass, more preferably 1 to 4 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the fluoropolymer (1). . (D) By setting the content of the sensitizer within the range described above, the exposure sensitivity of the ink pattern-forming composition is improved, and the liquid-repellent portion of the pattern-forming film after exposure with the pattern-forming composition of the present invention is The boundary between the lyophilic portion and the lyophilic portion becomes clear, the contrast of the ink pattern after ink application is improved, and a fine pattern can be obtained.

5-5.(E)重合性化合物
本発明のインクパターン形成用組成物に成分として用いる(E)重合性化合物は、得られるパターン形成膜をより硬くするために、インクパターン形成用組成物に含有させるものである。(E)重合性化合物は、含フッ素重合体(1)以外の、エチレン性不飽和結合を有する化合物である。このような(E)重合性化合物としては、重合性が良好であり、インクパターン形成用組成物から得られるパターン形成膜がより硬くなることから、単官能または2官能以上の、アクリル酸エステル類およびメタクリル酸エステルを挙げることができる。
5-5. (E) Polymerizable compound The (E) polymerizable compound used as a component in the composition for forming an ink pattern of the present invention is contained in the composition for forming an ink pattern in order to make the resulting pattern-forming film harder. be. (E) The polymerizable compound is a compound having an ethylenically unsaturated bond other than the fluoropolymer (1). As such a polymerizable compound (E), since the polymerizable compound has good polymerizability and the pattern forming film obtained from the composition for forming an ink pattern becomes harder, a monofunctional or bifunctional or higher functional acrylic acid ester is used. and methacrylic acid esters.

以下、各々の(E)重合性化合物を示す。
[単官能のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル]
Each (E) polymerizable compound is shown below.
[Monofunctional acrylate and methacrylate]

<単官能アクリル酸エステル>
単官能アクリル酸エステルとしては、2-ヒドロキシエチルアクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアクリレート、(2-アクリロイルオキシエチル)(2-ヒドロキシプロピル)フタレート、または(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-ヒドロキシプロピル)フタレートを例示することができる。
<Monofunctional acrylic acid ester>
Monofunctional acrylates include 2-hydroxyethyl acrylate, diethylene glycol monoethyl ether acrylate, (2-acryloyloxyethyl)(2-hydroxypropyl) phthalate, or (2-methacryloyloxyethyl)(2-hydroxypropyl) phthalate. can be exemplified.

<単官能メタクリル酸エステル>
単官能メタクリル酸エステルとしては、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート、またはω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレートを例示することができる。
<Monofunctional methacrylic acid ester>
Examples of monofunctional methacrylic acid esters include 2-hydroxyethyl methacrylate, diethylene glycol monoethyl ether methacrylate, and ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate.

単官能のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルは市販品を入手することが可能であり、例えば、東亞合成株式会社から、商品名、アロニックス(登録商標)、品番M-101、M-111、M-114、およびM-5300、日本化薬株式会社から、商品名、KAYARAD、品番TC-110S、TC-120S、大阪有機化学工業株式会社から、商品名、ビスコート158、2311ビスコート等が市販されている。 Monofunctional acrylic acid esters and methacrylic acid esters are commercially available, for example, Toagosei Co., Ltd., trade name, Aronix (registered trademark), product numbers M-101, M-111, M- 114, and M-5300, Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name KAYARAD, product numbers TC-110S, TC-120S, and Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., trade names Viscoat 158, 2311 Viscoat, etc. are commercially available. .

[2官能のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル]
2官能アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、または1,9-ノナンジオールジアクリレートを例示することができる。
[Bifunctional acrylic acid ester and methacrylic acid ester]
Examples of bifunctional acrylic esters include ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, and 1,9-nonanediol diacrylate. can be done.

2官能メタクリル酸エステルとしては、プロピレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、または1,9-ノナンジオールジメタクリレートを例示することができる。 Examples of bifunctional methacrylic acid esters include propylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, and 1,9-nonanediol dimethacrylate. can be done.

2官能のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステは市販品を入手することが可能であり、例えば、東亞合成株式会社から、商品名、アロニックス(登録商標)、品番、M-210、M-240、M-6200、日本化薬株式会社から、商品名、KAYARAD、品番、HDDA、HX-220、R-604、大阪有機化学工業株式会社から、商品名、ビスコート、品番、260、312、335HP、共栄社化学株式会社から、商品名、ライトアクリレート1,9-NDA等が市販されている。 Bifunctional acrylic acid esters and methacrylic acid esters are commercially available, for example, from Toagosei Co., Ltd., trade name, Aronix (registered trademark), product number, M-210, M-240, M -6200, Nippon Kayaku Co., Ltd., product name, KAYARAD, product number, HDDA, HX-220, R-604, Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., product name, Viscoat, product number, 260, 312, 335HP, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. commercially available under the trade name of light acrylate 1,9-NDA.

[3官能以上のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル]
3官能以上のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリ(2-アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、トリ(2-メタクリロイルオキシエチル)フォスフェート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートの、または直鎖アルキレン基および脂環式構造を有し、かつ2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、分子内に1個以上の水酸基とを有し、かつ3個、4個または5個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物と反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート系化合物を例示することができる。
[Trifunctional or higher acrylic acid ester and methacrylic acid ester]
Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol penta Acrylates, dipentaerythritol pentamethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, ethylene oxide-modified dipentaerythritol hexaacrylate, tri(2-acryloyloxyethyl) ) phosphate, tri(2-methacryloyloxyethyl) phosphate, succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate, succinic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate, tris(acryloxyethyl) isocyanurate, or linear alkylene groups and alicyclic A compound having a formula structure and having two or more isocyanate groups, and a compound having one or more hydroxyl groups in the molecule and having three, four or five (meth)acryloyloxy groups A polyfunctional urethane acrylate compound obtained by reacting with can be exemplified.

3官能以上のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルは市販品を入手することが可能であり、例えば、東亞合成株式会社から、商品名、アロニックス(登録商標)、品番、M-309、M-315、M-400、M-405、M-450、M-7100、M-8030、M-8060、TO-1450、日本化薬株式会社から、商品名、KAYARAD、品番、TMPTA、DPHA、DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120、同DPEA-12、大阪有機化学工業株式会社から、商品名、ビスコート、品番、295、300、360、GPT、3PA、400、共栄社化学株式会社から、商品名、ライトアクリレート1,9-NDA等が市販されている。多官能ウレタンアクリレート系化合物は、第一工業製薬株式会社から、商品名、ニューフロンティア(登録商標)品便、R-1150、日本化薬株式会社ヵら、商品名、KAYARAD、品番、DPHA-40H等が市販されている。 Tri- or more functional acrylates and methacrylates are commercially available, for example, Toagosei Co., Ltd., trade name, Aronix (registered trademark), product numbers, M-309, M-315, M-400, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060, TO-1450, from Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name, KAYARAD, product number, TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120, DPEA-12, from Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., product name, Viscoat, product number, 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400, from Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Trade names such as light acrylate 1,9-NDA are commercially available. The polyfunctional urethane acrylate compound is from Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name New Frontier (registered trademark) R-1150, Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name KAYARAD, product number DPHA-40H. etc., are commercially available.

本発明のインクパターン形成用組成物に使用する(E)重合性化合物としては、得られるパターン形成膜をより硬くする効果が大きいことより、好ましくは、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレートまたは多官能ウレタンアクリレート系化合物である。特に好ましくは、3官能以上のアク(メタ)リル酸エステルが好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物である。 As the polymerizable compound (E) used in the ink pattern-forming composition of the present invention, ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate, 1,9 is preferable because it has a large effect of making the obtained pattern-forming film harder. - nonanediol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, mixtures of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate, ethylene They are oxide-modified dipentaerythritol hexaacrylate, succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate, succinic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate, or polyfunctional urethane acrylate compounds. Particularly preferred is a tri- or higher functional ac(meth)rylic acid ester, which is a mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate.

[インクパターン形成用組成物中の(E)重合性化合物の含有率]
これら(E)重合性化合物は、単独、または2種類以上を組み合わせて用いてもよい。(E)重合性化合物の含有は、含フッ素重合体(1)100質量部に対して、好ましくは1質量部~300質量部であり、さらに好ましくは、3質量部~200質量部であり、特に好ましくは5質量部~100質量部である。(E)重合性化合物の使用量を上述の範囲内とすることで、インクパターン形成用組成物から得られるパターン形成膜をより硬くすることができる。
[Content of (E) polymerizable compound in composition for ink pattern formation]
These (E) polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more. (E) The content of the polymerizable compound is preferably 1 part by mass to 300 parts by mass, more preferably 3 parts by mass to 200 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the fluoropolymer (1), Particularly preferably, it is 5 parts by mass to 100 parts by mass. By setting the amount of the polymerizable compound (E) within the above range, the pattern forming film obtained from the ink pattern forming composition can be made harder.

6.インクパターンの形成方法 6. Ink pattern formation method

本発明のインクパターンの形成方法は、以下の2種類のパターン形成方法(A)、(B)が挙げられる。インクパターンの形成方法(A)はフォトマスクを用いる方法であり、インクパターンの形成方法(B)は描画装置を用いる方法である。 The ink pattern forming method of the present invention includes the following two types of pattern forming methods (A) and (B). The ink pattern forming method (A) is a method using a photomask, and the ink pattern forming method (B) is a method using a drawing apparatus.

[インクパターンの形成方法(A)]
本発明のインクパターンの形成方法(A)は、上記インクパターン形成用組成物を基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、フォトマスクを介して波長150nm以上、500nm以下の光を、膜に照射露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る露光工程と、得られたパターン形成膜にインクを塗布するしインクによるパターンを得るインクパターン形成工程を含む。
[Ink pattern forming method (A)]
The method (A) for forming an ink pattern of the present invention includes a film forming step of applying the composition for forming an ink pattern on a substrate to form a film; A film is irradiated with light, the pattern of the photomask is transferred to the film, and an exposure step of obtaining a patterned film having a lyophobic portion and a lyophilic portion is obtained. including a step of forming an ink pattern to obtain an ink pattern.

[パターン形成方法(B)]
本発明のインクパターンの形成方法(B)は、上記インクパターン形成用組成物を基板上に塗布し得られた塗膜を加熱する製膜工程と、次いで、波長150nm以上、500nm以下の光を描画装置により膜に走査露光して、パターンを膜に描画し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る描画工程と、得られたパターン形成膜にインクを塗布するインクパターン形成工程を含む。
[Pattern Forming Method (B)]
The method (B) for forming an ink pattern of the present invention comprises a film forming step of applying the composition for forming an ink pattern onto a substrate and heating the resulting coating film; A drawing step of scanning and exposing the film with a drawing device to draw a pattern on the film to obtain a pattern forming film having a lyophobic portion and a lyophilic portion, and an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film. including.

6-1.インクパターンの形成方法の製膜工程およびインクパターン形成工程
以下に、本発明のインクパターンの形成方法(A)および(B)に共通する製膜工程、インクパターンの形成方法(A)における露光固定、および(B)における描画工程、並びにインクパターンの形成方法(A)および(B)に共通するインクパターン形成工程について示す。
6-1. Film Forming Process and Ink Pattern Forming Process of Ink Pattern Forming Method Hereinafter, the film forming process common to the ink pattern forming methods (A) and (B) of the present invention, and the exposure and fixation in the ink pattern forming method (A). , and (B), and the ink pattern forming process common to the ink pattern forming methods (A) and (B).

6-2.製膜工程
製膜工程は、上述の本発明のインクパターン形成用組成物を基板に塗布し、得られた塗膜を加熱(プレベーク)する工程である。
6-2. Film-Forming Step The film-forming step is a step of applying the ink pattern-forming composition of the present invention described above to a substrate and heating (pre-baking) the resulting coating film.

[基板]
製膜工程で用いる基板としては、従来、電子回路に用いられてきた、樹脂製基板、ガラス基板、石英、シリコン等の半導体基板を挙げることができる。樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、またはポリイミドを例示することができる。
[substrate]
Substrates used in the film-forming process include resin substrates, glass substrates, quartz substrates, silicon substrates, and other semiconductor substrates conventionally used in electronic circuits. Examples of resins include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polycarbonate, and polyimide.

基板にインクパターン形成用組成物を塗布する前に、必要に応じて基板表面を洗浄、粗面化、微少な凹凸面の付与等の前処理を施しておいていてもよい。 Before applying the composition for forming an ink pattern to the substrate, the surface of the substrate may be subjected to pretreatment such as washing, roughening, and providing a fine uneven surface, if necessary.

[塗布方法]
インクパターン形成組成物の基板への塗布方法としては、特に限定されず、はけまたはブラシを用いた塗布、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、フレキソ印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、またはディスペンス法を挙げることができる。本発明のパターンの形成方法において、好ましくはスピンコート法が好ましい。
[Application method]
The method of applying the ink pattern-forming composition to the substrate is not particularly limited, and may be coating using a brush or brush, dipping, spraying, roll coating, spin coating, slit die coating. methods, bar coating methods, flexographic printing, offset printing, inkjet printing, or dispensing methods may be mentioned. In the pattern forming method of the present invention, spin coating is preferred.

[膜厚]
上記工程で形成される塗膜の厚みは、所望の用途に応じ適宜調整すればよい。本発明のインクパターン形成方法において、好ましくは0.1μm~20μmである。
[Thickness]
The thickness of the coating film formed in the above steps may be appropriately adjusted according to the desired application. In the ink pattern forming method of the present invention, the thickness is preferably 0.1 μm to 20 μm.

[プレベーク]
用いるインクパターン形成用組成物の組成等によっても異なるが、本発明のインクパターンの形成方法(A)および(B)に共通するプレベークの条件は、好ましくは加熱温度60℃~120℃、加熱時間1分間~10分間である。
[Pre-bake]
The pre-baking conditions common to the ink pattern forming methods (A) and (B) of the present invention are preferably a heating temperature of 60° C. to 120° C. and a heating time of 1 minute to 10 minutes.

6-3.露光工程および描画工程
[露光工程]
インクパターンの形成方法(A)における露光工程は、製膜工程で得られた膜にフォトマスクを介して波長150nm以上、500nm以下の光を照射し露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る工程である。露光は、所望のパターンと同様のパターンの露光部が形成されるように、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光する。
6-3. Exposure process and drawing process
[Exposure process]
In the exposure step in the ink pattern forming method (A), the film obtained in the film forming step is irradiated with light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less through a photomask, and the pattern of the photomask is transferred to the film. 2 is a step of obtaining a pattern forming film having a lyophobic portion and a lyophilic portion. Exposure is performed through a photomask having a predetermined pattern so that an exposed portion having a pattern similar to the desired pattern is formed.

[描画工程]
インクパターンの形成方法(B)における描画工程は、製膜工程で得られた膜に波長150nm以上、500nm以下の光を描画装置により膜に走査露光して、パターンを膜に描画し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る工程である。例えば、直描式露光装置を用いて所定のパターンを走査することで行う。
[Drawing process]
In the drawing step in the ink pattern forming method (B), the film obtained in the film forming step is scanned and exposed to light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less by a drawing device to draw a pattern on the film to make it liquid-repellent. This is a step of obtaining a pattern forming film having a portion and a lyophilic portion. For example, it is performed by scanning a predetermined pattern using a direct writing exposure apparatus.

[使用光]
露光および描画には、可視光線、紫外線、X線または荷電粒子の流れである放射線を使用することができる。好ましくは、波長150nm以上、500nm以下の紫外線であり、特に好ましくは紫外線発光ダイオードによる365nmの紫外線である。
[Light used]
Visible light, ultraviolet light, X-rays or radiation that is a stream of charged particles can be used for exposure and writing. UV light with a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less is preferred, and UV light with a wavelength of 365 nm from a UV light emitting diode is particularly preferred.

露光および描画により、膜中の(A)酸発生剤より発生する酸の効果により、含フッ素重合体(1)が有する酸解離性基が脱離し揮発する。その結果、露光部の膜厚が未露光部の膜厚に比べ薄くなり、凹状のパターンが形成される。その際、酸解離性基は含フッ素原子を有するため、未露光部は撥液性を示し、露光部は親液性となる。したがって、基板上に形成された膜は、撥液性の未露光部と、凹状のパターンである親液性の露光部とを有するパターン形成膜となる。 Due to the effect of the acid generated from the acid generator (A) in the film by exposure and drawing, the acid dissociable groups of the fluoropolymer (1) are eliminated and volatilized. As a result, the film thickness of the exposed portion becomes thinner than the film thickness of the unexposed portion, and a concave pattern is formed. At that time, since the acid-dissociable group has a fluorine-containing atom, the unexposed area exhibits liquid repellency and the exposed area becomes lyophilic. Therefore, the film formed on the substrate is a patterned film having lyophobic unexposed areas and lyophilic exposed areas that are recessed patterns.

[加熱]
露光後のパターン形成膜は加熱することが好ましい。露光後のパターン形成膜を加熱することで、露光部において含フッ素重合体(1)から解離した酸解離性基による成分をさらに揮発させることができ、露光された凹部と、未露光の凸部からなる、より精緻なパターンが得られる。
[heating]
It is preferable to heat the pattern forming film after exposure. By heating the pattern-formed film after exposure, it is possible to further volatilize the components of the acid-dissociable groups dissociated from the fluoropolymer (1) in the exposed areas, and the exposed concave portions and the unexposed convex portions can be further volatilized. A more precise pattern consisting of is obtained.

パターン形成膜を加熱する方法としては、例えば、該膜形成基板を、ホットプレート、バッチ式オーブンまたはコンベア式オーブンを用いて加熱する方法、あるいはドライヤー等を用いて熱風乾燥する方法、真空ベークする方法を挙げることができる。加熱の条件は、組成物の組成や、得られた塗膜の厚み等によっても異なるが、好ましくは、60℃以上、150℃以下で、3分以上、30分以下である。 Examples of the method of heating the pattern-formed film include a method of heating the film-formed substrate using a hot plate, a batch-type oven, or a conveyor-type oven, a method of drying with hot air using a dryer or the like, and a method of vacuum baking. can be mentioned. The heating conditions vary depending on the composition of the composition, the thickness of the resulting coating film, etc., but are preferably 60° C. or higher and 150° C. or lower for 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter.

6-4.インクパターン形成工程
インクパターンの形成は、得られたパターン形成膜にインクを塗布しインクによるパターンを得ることでなされる。
6-4. Ink Pattern Forming Step The ink pattern is formed by applying ink to the obtained pattern forming film and obtaining a pattern with the ink.

パターン形成膜の露光前後の親撥部と撥液部の、インク溶媒である水およびヘキサデカンに対する接触角の差は、好ましくは30°以上であり、より好ましくは50°以上である。接触角差が上述の範囲にあることにより、凸状の撥液性部位にインクを塗布した場合であっても、インクをはじき、親液部である凹部にインクが移動しやすくなり、露光された凹部と、未露光の凸部からなる、より精緻なインクパターンが得られる。 The difference in contact angle between the hydrophilic and liquid-repellent portions and the liquid-repellent portions of the pattern forming film before and after exposure to water and hexadecane, which are ink solvents, is preferably 30° or more, more preferably 50° or more. When the contact angle difference is within the above range, even when ink is applied to the convex liquid-repellent portion, the ink is repelled and the ink easily moves to the concave portion which is the lyophilic portion, so that it is not exposed to light. A finer ink pattern can be obtained, which consists of the concave portions and the unexposed convex portions.

[導電性インクパターンの形成]
本発明のインクパターンの形成方法において、インクとして導電性インク用いることで、基板上に導電性インクパターンを形成することができる。
[Formation of conductive ink pattern]
In the method for forming an ink pattern of the present invention, a conductive ink pattern can be formed on a substrate by using a conductive ink as the ink.

6-5.電子回路および電子デバイスへの応用
本発明のインクパターンの形成方法において基板上に導電性インクパターンからなる電機回路を形成し、電子デバイスを製造することができる。
6-5. Application to Electronic Circuits and Electronic Devices In the method of forming an ink pattern of the present invention, an electric circuit comprising a conductive ink pattern can be formed on a substrate to manufacture an electronic device.

電子回路は、基板上に形成された導電性インクパターンによる配線である。電子デバイスは、電子回路を有する機器であり、液晶ディスプレイ、携帯電話等の携帯情報機器、デジタルカメラ、有機ディスプレイ、有機EL照明、各種センサーまたはウェアラブルデバイスを挙げることができる。 An electronic circuit is wiring by a conductive ink pattern formed on a substrate. An electronic device is a device having an electronic circuit, and examples thereof include liquid crystal displays, mobile information devices such as mobile phones, digital cameras, organic displays, organic EL lighting, various sensors, and wearable devices.

7.含フッ素単量体
本発明の含フッ素重合体(1)~(3)は、以下に示す本発明の含フッ素単量体(4)を単独重合または共重合させることで合成する。
7. Fluoromonomer The fluoropolymers (1) to (3) of the present invention are synthesized by homopolymerizing or copolymerizing the fluoromonomer (4) of the present invention shown below.

[含フッ素単量体(4)]
本発明の含フッ素単量体は、下記の式(4)で表される含フッ素単量体であり、含フッ素環状アセタール構造を有するものであり、含フッ素重合体(1)は、含フッ素単量体(4)を単独または共重合させて得られる。以下、含フッ素単量体(4)と呼ぶことがある。
[Fluorine-containing monomer (4)]
The fluorine-containing monomer of the present invention is a fluorine-containing monomer represented by the following formula (4) and has a fluorine-containing cyclic acetal structure, and the fluorine-containing polymer (1) is a fluorine-containing It is obtained by homopolymerizing or copolymerizing the monomer (4). Hereinafter, it may be referred to as fluorine-containing monomer (4).

Figure 0007140964000014
Figure 0007140964000014

(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。以下同じ。) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.The same shall apply hereinafter.)

[含フッ素単量体(5)]
本発明の含フッ素単量体(1)は、前記式(1)中のR、R、Rが水素原子である、含フッ素単量(5)であることが好ましい。
[Fluorine-containing monomer (5)]
The fluorine-containing monomer (1) of the present invention is preferably the fluorine-containing monomer (5) in which R 2 , R 4 and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms.

含フッ素単量体(4)を重合させて得られる含フッ素重合体(1)を、本発明のレジストまたはインクパターン形成用組成物の成分とし基板上に製膜する際、溶剤への溶解性のために、前記式(4)中のR、R、Rが水素原子であることが好ましく、好ましくは、以下の式(5)で表される含フッ素環状アセタール構造を有する含フッ素単量台である。以下、含フッ素単量体(5)と呼ぶことがある。 When the fluoropolymer (1) obtained by polymerizing the fluoromonomer (4) is used as a component of the resist or ink pattern forming composition of the present invention to form a film on a substrate, the solubility in a solvent For this reason, R 2 , R 4 and R 5 in the above formula (4) are preferably hydrogen atoms, preferably a fluorine-containing cyclic acetal structure represented by the following formula (5) It is a single unit. Hereinafter, it may be referred to as fluorine-containing monomer (5).

Figure 0007140964000015
Figure 0007140964000015

(式(5)中のR、R、X、Yは、式(4)と同義である。) (R 1 , R 3 , X, and Y in formula (5) are synonymous with formula (4).)

[含フッ素単量体(6)]
本発明の含フッ素単量体(5)は、さらに、前記式(5)中のYがトリフルオロメチル基である、以下の含フッ素単量体(6)であることが好ましい。
[Fluorine-containing monomer (6)]
The fluoromonomer (5) of the present invention is preferably the following fluoromonomer (6), wherein Y in the formula (5) is a trifluoromethyl group.

さらに、含フッ素単量体(5)を単独重合または共重合させて得られる前述の含フッ素重合体(2)を、レジストまたはインクパターン形成用組成物とし基板上に製膜する際、溶剤への溶解性のために、前記式(4)中のYがトリフルオロメチル基であることが好ましく、さらに、好ましくは、以下の式(6)で表される含フッ素環状アセタール構造を有する含フッ素単量体である。以下、含フッ素単量体(6)と呼ぶことがある。 Furthermore, when the above-mentioned fluoropolymer (2) obtained by homopolymerizing or copolymerizing the fluoromonomer (5) is used as a composition for forming a resist or an ink pattern and formed on a substrate, it is dissolved in a solvent. Y in the above formula (4) is preferably a trifluoromethyl group, more preferably a fluorine-containing cyclic acetal structure represented by the following formula (6): It is a monomer. Hereinafter, it may be referred to as fluorine-containing monomer (6).

Figure 0007140964000016
Figure 0007140964000016

(式(6)中のR、R、Xは、式(4)と同義である。)
本発明の含フッ素単量体(4)として、以下に具体例を例示するが、これらのものに限定されるものではない。
(R 1 , R 3 and X in formula (6) are synonymous with formula (4).)
Specific examples of the fluorine-containing monomer (4) of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0007140964000017
Figure 0007140964000017

8.含フッ素単量体(4)の製造方法
本発明の含フッ素単量体(4)の製造方法について示す。
本発明の含フッ素単量体の製造方法は、以下の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたは、ヒドロキシビニルエステルを環化させ、式(7)で表される環状ヘミアセタール化合物を得る工程を含む。
8. Method for Producing Fluoromonomer (4) The method for producing the fluoromonomer (4) of the present invention will be described.
The method for producing a fluoromonomer of the present invention comprises cyclizing a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the following formula (11), ) to obtain a cyclic hemiacetal compound represented by

Figure 0007140964000018
Figure 0007140964000018

(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。以下、同じ。) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds (The same applies hereinafter.)

8-1.含フッ素環状ヘミアセタール化合物のアシル化またはアルキル化
本発明の含フッ素単量体(4)は、式(7)で表される含フッ素環状ヘミアセタール化合物(以下、含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)と呼ぶことがある)に重合性基を導入し、含フッ素単量体(4)を得ることで、合成可能である。以下に本反応を示す。
8-1. Acylation or Alkylation of Fluorinated Cyclic Hemiacetal Compound The fluorinated monomer (4) of the present invention is a fluorinated cyclic hemiacetal compound represented by the formula (7) (hereinafter referred to as a fluorinated cyclic hemiacetal compound (7 ) can be synthesized by introducing a polymerizable group into (sometimes referred to as ) to obtain a fluorine-containing monomer (4). This reaction is shown below.

Figure 0007140964000019
Figure 0007140964000019

(R、R~R、X、Yは上式と同義であり、Aは、水素原子、ハロゲン原子、アクロイル基、またはメタクロイル基である。) (R 1 , R 2 to R 5 , X, and Y are the same as defined above, and A is a hydrogen atom, a halogen atom, an acryloyl group, or a methacryloyl group.)

本反応は、水酸基を有する含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)の水酸基のアシル化またはアルキル化反応することで可能である、塩基の存在下、溶媒中または無溶媒で、アクリロイル化合物(12)において、Xが単結合であるアシル化剤、またはXが2価の有機基であるアルキル化剤との反応させることにより、含フッ素単量体(4)を合成する反応である。 This reaction is possible by acylating or alkylating the hydroxyl group of the fluorine-containing cyclic hemiacetal compound (7) having a hydroxyl group, in the presence of a base, in a solvent or without a solvent, in the acryloyl compound (12). , an acylating agent in which X is a single bond, or an alkylating agent in which X is a divalent organic group to synthesize the fluorine-containing monomer (4).

8-1-1.含フッ素環状ヘミアセタール化合物のアシル化
[アシル化剤]
アシル化剤としては、カルボン酸クロリドまたはカルボン酸無水物を挙げることができる。
8-1-1. Acylation of fluorine-containing cyclic hemiacetal compounds [acylating agents]
Acylating agents may include carboxylic acid chlorides or carboxylic acid anhydrides.

アシル化剤としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、2-フルオロアクリル酸クロリド、または2-メタクロイロキシアセチルクロリドを例示ずることができる。 Examples of acylating agents include acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic anhydride, methacrylic acid anhydride, 2-fluoroacrylic acid chloride, and 2-methacryloyloxyacetyl chloride.

アシル化剤の使用量は、含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)1モルに対し、0.5モル以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が、アシル化の収率が高くなるため好ましい。アシル化剤との反応は、塩基存在下、反応は無溶媒、または溶媒中で行うことができる。 The amount of the acylating agent used is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, particularly 1 mol or more and 3 mol or less, per 1 mol of the fluorine-containing cyclic hemiacetal compound (7). It is preferable because it becomes expensive. The reaction with the acylating agent can be carried out in the presence of a base in the absence of solvent or in a solvent.

[塩基]
塩基としては、無機塩基、有機塩基を挙げることができる。反応に用いる塩基の使用量は、含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)1モルに対し0.05以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が、収率が高くなるため好ましい。
[base]
Examples of bases include inorganic bases and organic bases. The amount of the base used in the reaction is preferably 0.05 or more and 10 mol or less per 1 mol of the fluorine-containing cyclic hemiacetal compound (7), and particularly preferably 1 mol or more and 3 mol or less, because the yield is increased. .

<無機塩基>
無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸水素カリウムを例示することができる。
<Inorganic base>
Examples of inorganic bases include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate.

<有機塩基>
有機塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、トリエチレンジアミン、ジメチルアミノピリジン等を例示することができる。
<Organic base>
Examples of organic bases include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, dimethylaminopyridine and the like.

[溶媒]
溶媒としては、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒または塩素系溶媒を挙げることができる。必要に応じて、水とともに用いてもよい。
[solvent]
Examples of solvents include hydrocarbon solvents, ether solvents and chlorine solvents. You may use with water as needed.

<炭化水素系溶媒>
炭化水素系溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、またはキシレンを例示することができる。
<Hydrocarbon solvent>
Examples of hydrocarbon solvents include hexane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, and xylene.

<エーテル系溶媒>
エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、またはエチレングリコールジメチルエーテルを例示することができる。
<Ether solvent>
Examples of ether solvents include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and ethylene glycol dimethyl ether.

<塩素系溶媒>
塩素系溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、または1,2-ジクロロエチレンを例示することができる。
<Chlorine-based solvent>
Examples of chlorinated solvents include methylene chloride, chloroform, and 1,2-dichloroethylene.

8-1-2.含フッ素環状ヘミアセタール化合物のアルキル化
含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)の水酸基のアルキル化によっても重合性基の導入は可能である。反応には反応速度を促進ために触媒を用いてもよい。
[アルキル化剤]
アルキル化剤として、ハロゲン化アルキル類、スルホン酸エステル類を挙げることができる。
8-1-2. Alkylation of Fluorine-Containing Cyclic Hemiacetal Compound A polymerizable group can also be introduced by alkylating the hydroxyl group of the fluorine-containing cyclic hemiacetal compound (7). A catalyst may be used in the reaction to accelerate the reaction rate.
[Alkylating agent]
Alkylating agents include alkyl halides and sulfonic acid esters.

アシル化剤との反応は、塩基存在下、反応は無溶媒、又は溶媒中で行うことができる。アルキル化剤の使用量は、含フッ素環状ヘミアセタール化合物(7)1モルに対し、0.5モル以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が、収率が高くなるため好ましい。 The reaction with the acylating agent can be carried out in the presence of a base in the absence of solvent or in a solvent. The amount of the alkylating agent to be used is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less per 1 mol of the fluorine-containing cyclic hemiacetal compound (7). preferable.

<ハロゲン化アルキル>
ハロゲン化アルキルとしては、アクリル酸クロロエチル、メタクリル酸クロロエチル、アクリル酸ブロモエチル、メタクリル酸ブロモエチルを例示することができる。
<Alkyl Halide>
Examples of alkyl halides include chloroethyl acrylate, chloroethyl methacrylate, bromoethyl acrylate, and bromoethyl methacrylate.

<スルホン酸エステル>
スルホン酸エステルとしては、アクリル酸-2-メチルスルホニロキシエチル、メタクリル酸-2-メチルスルホニロキシエチル、アクリル酸-2-p-トルエンスルホニロキシエチル、メタクリル酸-2-p-トルエンスルホニロキシエチルを例示することができる。
<Sulfonic acid ester>
Sulfonic acid esters include 2-methylsulfonyloxyethyl acrylate, 2-methylsulfonyloxyethyl methacrylate, 2-p-toluenesulfonyloxyethyl acrylate, and 2-p-toluenesulfonyl methacrylate. Niloxyethyl can be exemplified.

[塩基]
塩基としては、無機塩基、有機塩基を挙げることができる。有機塩基としては、有機金属塩、を挙げることができる。反応に用いる塩基の使用量は、0.05モル以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が、収率が高くなるため好ましい。
[base]
Examples of bases include inorganic bases and organic bases. Examples of organic bases include organic metal salts. The amount of the base used in the reaction is preferably 0.05 mol or more and 10 mol or less, and is particularly preferably 1 mol or more and 3 mol or less because the yield increases.

<無機塩基>
無機塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、アンモニアを例示することができる。
<Inorganic base>
Examples of inorganic bases include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, and ammonia. can do.

<有機塩基>
有機金属塩としては、有機リチウム塩、グリニャール試薬またはアルカリ金属塩を例示することができる。
<Organic base>
Examples of organic metal salts include organic lithium salts, Grignard reagents and alkali metal salts.

有機リチウム塩としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、トリエチレンジアミン、ジメチルアミノピリジン、メチルリチウム、またはn-ブチルリチウムを例示することができる。 Examples of organic lithium salts include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, dimethylaminopyridine, methyllithium, and n-butyllithium.

グリニャール試薬としては、臭化メチルマグネシウムを例示することができる。 Examples of Grignard reagents include methylmagnesium bromide.

アルカリ金属塩としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、またはカリウムt-ブトキシドを例示することができる。 Examples of alkali metal salts include sodium methoxide, sodium ethoxide, and potassium t-butoxide.

[溶媒]
溶媒としては、一般的に求核置換反応によいとされている溶媒が好ましく、非プロトン系極性溶媒類、プロトン系極性溶媒を挙げることができる。これら溶剤と水との2層系であってもよい。
[solvent]
As the solvent, a solvent that is generally considered to be good for nucleophilic substitution reactions is preferable, and examples include aprotic polar solvents and protic polar solvents. A two-layer system of these solvents and water may be used.

非プロトン系極性溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、またはN-メチルピロリドンを例示することができる。 Examples of aprotic polar solvents include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and N-methylpyrrolidone.

プロトン系極性溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、またはジクロロエチレンを例示することができる。 Examples of protic polar solvents include acetone, methyl ethyl ketone, acetonitrile, propionitrile, diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, and dichloroethylene.

[触媒]
アルキル化反応の反応速度を促進するために触媒として、ヨウ化物または臭化物を加えてもよい。触媒を加える場合の添加量はヘミアセタール化合物(7)1モルに対し、0.001~1モル、特に0.005~0.5モルとすることが好ましい。
[catalyst]
Iodide or bromide may be added as a catalyst to accelerate the kinetics of the alkylation reaction. When the catalyst is added, it is preferably added in an amount of 0.001 to 1 mol, particularly 0.005 to 0.5 mol, per 1 mol of the hemiacetal compound (7).

<ヨウ化物>
ヨウ化物としては、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム、またはヨウ化テトラブチルアンモニウムを例示することができる。
<iodide>
Examples of iodides include sodium iodide, lithium iodide, and tetrabutylammonium iodide.

<臭化物>
臭化物としては、臭化ナトリウム、臭化リチウム、または臭化テトラブチルアンモニウムを例示することができる。
<Bromide>
Examples of bromides include sodium bromide, lithium bromide, and tetrabutylammonium bromide.

9.含フッ素環状ヘミアセタール
本発明の含フッ素重合体(1)は、含フッ素単量体(4)を重合させて得られる。含フッ素単量体は、含フッ素単量体であり、含フッ素環状アセタール構造を有するものである。含フッ素環状ヘミアセタール(7)は、含フッ素単量体(4)の前駆体としての化合物である。
9. Fluorine-Containing Cyclic Hemiacetal The fluoropolymer (1) of the present invention is obtained by polymerizing the fluoromonomer (4). A fluorine-containing monomer is a fluorine-containing monomer having a fluorine-containing cyclic acetal structure. The fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) is a compound as a precursor of the fluorine-containing monomer (4).

[含フッ素環状ヘミアセタール(7)] [Fluorine-containing cyclic hemiacetal (7)]

Figure 0007140964000020
Figure 0007140964000020

(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。) (Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[含フッ素環状ヘミアセタール(8)]
本発明の含フッ素ヘミアセタール(7)は、前記式(7)中のR、R、Rが水素原子である、以下の含フッ素ヘミアセタール(8)であることが好ましい。
[Fluorine-containing cyclic hemiacetal (8)]
The fluorine-containing hemiacetal (7) of the present invention is preferably the following fluorine-containing hemiacetal (8) in which R 2 , R 4 and R 5 in the formula (7) are hydrogen atoms.

本発明の含フッ素重合体(2)は、含フッ素単量体(5)を重合させて得られる。含フッ素単量体は、含フッ素単量体であり、含フッ素環状アセタール構造を有するものである。また、以下の含フッ素環状ヘミアセタール(8)は、含フッ素単量体(5)の前駆体としての化合物である。 The fluoropolymer (2) of the present invention is obtained by polymerizing the fluoromonomer (5). A fluorine-containing monomer is a fluorine-containing monomer having a fluorine-containing cyclic acetal structure. Moreover, the following fluorine-containing cyclic hemiacetal (8) is a compound as a precursor of the fluorine-containing monomer (5).

Figure 0007140964000021
Figure 0007140964000021

(式(8)中のR、Xは、式(7)と同義である。)
[含フッ素環状ヘミアセタール(9)]
本発明の含フッ素ヘミアセタール(7)は、さらに、前記式(8)中のYがトリフルオロメチル基である、含フッ素ヘミアセタール(9)であることが好ましい。
(R 3 and X in formula (8) are synonymous with formula (7).)
[Fluorine-containing cyclic hemiacetal (9)]
The fluorine-containing hemiacetal (7) of the present invention is preferably the fluorine-containing hemiacetal (9) in which Y in the formula (8) is a trifluoromethyl group.

本発明の含フッ素重合体(3)は、含フッ素単量体(6)を重合させて得られる含フッ素単量体であり、含フッ素環状アセタール構造を有するものである。以下の含フッ素環状ヘミアセタール(9)は、含フッ素単量体(6)の前駆体としての化合物である。 The fluorine-containing polymer (3) of the present invention is a fluorine-containing monomer obtained by polymerizing the fluorine-containing monomer (6) and has a fluorine-containing cyclic acetal structure. The following fluorine-containing cyclic hemiacetal (9) is a compound as a precursor of the fluorine-containing monomer (6).

Figure 0007140964000022
Figure 0007140964000022

(式(9)中の、Rは、式(7)と同義である。) (R 3 in formula (9) has the same meaning as formula (7).)

10.含フッ素環状ヘミアセタール(7)の合成
本発明の含フッ素環状ヘミアセタール(7)の製造方法について説明する。
10. Synthesis of Fluorine-Containing Cyclic Hemiacetal (7) A method for producing the fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) of the present invention will be described.

以下の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステルを環化させ、式(7)で表される発明12の環状ヘミアセタール化合物を得る、環状ヘミアセタール化合物の製造方法である。 A hydroxycarbonyl compound represented by formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by formula (11) is cyclized to obtain a cyclic hemiacetal compound of invention 12 represented by formula (7). , a method for producing a cyclic hemiacetal compound.

Figure 0007140964000023
Figure 0007140964000023

(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。)
本発明の含フッ素環状ヘミアセタール(7)は、主として以下に示す2つの工程を経て合成可能である。
(Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds may contain.)
The fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) of the present invention can be synthesized mainly through the following two steps.

10-1.第1工程
第1工程は、アリルアルコール類、アリルエーテル類またはアリルエステル類と、ヘキサフルオロアセトン(以下、HFAと呼ぶことがある)またはトリフルオロピルビン酸エステルのカルボニル-エン反応により、式(10)で表されるヒドロキシビニルエステルまたは式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルを得る工程である。
10-1. 1st step The 1st step is a carbonyl-ene reaction of allyl alcohols, allyl ethers or allyl esters with hexafluoroacetone (hereinafter sometimes referred to as HFA) or trifluoropyruvate to react with the formula (10 ) or a hydroxyvinyl ether represented by formula (11).

以下に、式(12)で表されるアリルアルコール類、アリルエーテル類またはアリルエステル類と、式(13)で表されるトリフルオロカルボニル化合物のカルボニル-エン反
応により、式(10)で表されるヒドロキシビニルカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシエステルを得る反応を示す。
Below, allyl alcohols, allyl ethers or allyl esters represented by formula (12) and a trifluorocarbonyl compound represented by formula (13) undergo a carbonyl-ene reaction, represented by formula (10). hydroxyvinylcarbonyl compound or hydroxyvinyl ether or hydroxyester represented by formula (11).

以下、ヒドロキシカルボニル化合物(10)、ヒドロキシビニルエーテル(11)アリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)、アリルエステル類(12)、トリフルオロカルボニル化合物(13)と呼ぶことがある。 Hereinafter, they may be referred to as hydroxycarbonyl compounds (10), hydroxyvinyl ethers (11), allyl alcohols (12), allyl ethers (12), allyl esters (12), and trifluorocarbonyl compounds (13).

Figure 0007140964000024
Figure 0007140964000024

(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and 7 or less hydrogen atoms contained in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with fluorine atoms, and R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms; Z is a linear, C3-20 branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and even if some or all of the hydrogen atoms in Z are substituted with halogen atoms It may contain an ether bond, a siloxane bond, a thioether bond, and a carbonyl bond.)

Zが水素原子であるアリルアルコール類(12)または、Zがアルキル基であり水酸基が保護されたアリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)と、Yがトリフルオロメチル基であるHFAを混合し、オートクレーブ等による密閉加圧下、必要に応じて加熱することで、ヒドロキシビニルエステル(10)またはヒドロキシビニルエーテル(11)を選択的に合成することが可能である。さらに、HFAの替わりに、トリフルオロピルビン酸エステルに用いた場合においても、反応は効率よく進行する。 Allyl alcohols (12) in which Z is a hydrogen atom, or allyl ethers (12) or allyl esters (12) in which Z is an alkyl group and a hydroxyl group is protected, and an HFA in which Y is a trifluoromethyl group It is possible to selectively synthesize hydroxyvinyl ester (10) or hydroxyvinyl ether (11) by mixing and, if necessary, heating under closed pressure in an autoclave or the like. Furthermore, even when trifluoropyruvate is used instead of HFA, the reaction proceeds efficiently.

本反応は、アリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)のアリル部位と含フッ素カルボニル化合物(13)とのエン反応であり、アリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)側のオレフィン部の電子密度が高いほど反応が進行しやすく、副反応少なく選択的に反応を進めることができる。アリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)中ののR~Rの全てが水素原子であるよりも、いくつかが電子供与性基で置換されていることが好ましく、電子供与性基としてはメチル基が好ましい。 This reaction is an ene reaction between the allyl moiety of allyl alcohol (12), allyl ether (12) or allyl ester (12) and fluorine-containing carbonyl compound (13). The higher the electron density of the olefin moiety on the ether (12) or allyl ester (12) side, the easier the reaction proceeds, and the reaction can proceed selectively with less side reactions. Rather than all of R 2 to R 5 in allyl alcohols (12), allyl ethers (12) or allyl esters (12) being hydrogen atoms, some are substituted with electron donating groups is preferred, and the electron-donating group is preferably a methyl group.

アリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)に1モル対するHFAまたはトリフルオロピルビン酸エステルの使用量は、0.5モル以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が好ましい。 The amount of HFA or trifluoropyruvate used per 1 mol of allyl alcohol (12), allyl ether (12) or allyl ester (12) is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, particularly 1 mol or more and 3 mol or less are preferable.

[アリルアルコール類]
Zが水素原子であるアリルアルコール類(12)としては、アリルアルコール、β-メタリルアルコール、1-ブテン-3―オール、クロチルアルコール、または3-メチル-2―ブテン-1―オールを例示することができる。
[Allyl alcohols]
Examples of allyl alcohols (12) in which Z is a hydrogen atom include allyl alcohol, β-methallyl alcohol, 1-buten-3-ol, crotyl alcohol, and 3-methyl-2-buten-1-ol. can do.

[アリルエーテル類]
Zが水素原子以外のアリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)としては、上述のアリルアルコール類(12)の水酸基に保護基を導入したものが好ましく保護基の種類としては、シリル基、アセタール類、アシル類、ベンジル類、またはカルバメート類を挙げることができる。オレフィン部の電子密度を向上させ、反応を促進するために、保護基は、アセタール系、シリル系、カルバメート類またはベンジル系が好ましい。
[Allyl ethers]
As the allyl ethers (12) or allyl esters (12) in which Z is other than a hydrogen atom, those obtained by introducing a protecting group to the hydroxyl group of the above-mentioned allyl alcohols (12) are preferable. , acetals, acyls, benzyls, or carbamates. In order to improve the electron density of the olefin portion and promote the reaction, the protecting group is preferably an acetal, silyl, carbamate or benzyl group.

<シリル基類>
シリル基類としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基またはt-ブチルジフェニルシリル基を例示することができる。
<Silyl groups>
Examples of silyl groups include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tributylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group and t-butyldiphenylsilyl group.

<アセタール類>
アセタール類としては、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、ブトキシエチル基、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、ベンジロキシメチル基またはメトキシエトキシメチル基を例示することができる。
<Acetals>
Examples of acetals include tetrahydropyranyl group, ethoxyethyl group, butoxyethyl group, methoxymethyl group, methylthiomethyl group, benzyloxymethyl group and methoxyethoxymethyl group.

<アシル類>
アシル類としては、ホルミル基、アセチル基、トリフルオロアセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、ピバロイル基、アクリリル基またはメタクリリル基を例示することができる。
<Acyls>
Examples of acyl group include formyl group, acetyl group, trifluoroacetyl group, propionyl group, benzoyl group, pivaloyl group, acrylyl group and methacrylyl group.

<ベンジル類>
ベンジル類としては、ベンジル基、p-メトキシベンジル基を例示することができる。
<Benzils>
Examples of benzyls include a benzyl group and a p-methoxybenzyl group.

<カルバメート類>
カルバメート類としては、t-ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基を例示することができる。
<Carbamates>
Examples of carbamates include a t-butoxycarbonyl group and a benzyloxycarbonyl group.

10-2.第1工程
上記第1工程の反応は無触媒、無溶媒でも進行するが、反応を促進させるためには、溶媒中で酸触媒を用いることも可能である。より安価に製造するためには、無溶媒、無触媒で行い、反応生成物より下記の式(10)で表されるヒドロキシアルデヒド、ケトン類、または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテル類、ヒドロキシビニルエステル類を蒸留等の精製操作で単離することが好ましい。
10-2. 1st Step The reaction in the 1st step proceeds without a catalyst or solvent, but an acid catalyst can be used in a solvent to promote the reaction. In order to produce more inexpensively, it is carried out without a solvent and without a catalyst, and from the reaction product, a hydroxy aldehyde represented by the following formula (10), a ketone, or a hydroxy vinyl ether represented by the formula (11), It is preferable to isolate the hydroxyvinyl esters by a purification operation such as distillation.

Figure 0007140964000025
Figure 0007140964000025

触媒は使用有無を特に限定されず、使用する場合無機酸、有機酸、ルイス酸のいずれも使用することができる。 Whether or not the catalyst is used is not particularly limited, and when used, any of inorganic acids, organic acids and Lewis acids can be used.

無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸 またはゼオライトを例示することができる。有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、陽イオン交換樹脂、ルイス酸を挙げることができる。具体的には、カルボン酸としては、ギ酸、酢酸またはトリフルオロ酢酸、スルホン酸としては、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸またはp-トルエンスルホン、ルイス酸としては、塩化アルミニウム、四塩化チタンまたは塩化すずを例示することができる。 Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid and zeolite. Examples of organic acids include carboxylic acids, sulfonic acids, cation exchange resins, and Lewis acids. Specifically, formic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid as carboxylic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid or p-toluenesulfone as sulfonic acid, aluminum chloride, tetrafluoroacetic acid as Lewis acid Titanium chloride or tin chloride can be exemplified.

溶媒を用いなくても反応は進行するが用いる場合は、原料であるアリルアルコール類(12)、アリルエーテル類(12)またはアリルエステル類(12)と、HFAまたはトリフルオロピルビン酸エステル(13)、目的物である式(10)または式(11)で表される含フッ素化合物に不活性な溶媒であればよい。例としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素またはエーテル類を挙げることができる。 The reaction proceeds without the use of a solvent, but when it is used, allyl alcohol (12), allyl ether (12), or allyl ester (12) as raw materials, and HFA or trifluoropyruvate (13) Any solvent that is inert to the target fluorine-containing compound represented by the formula (10) or (11) may be used. Examples include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons or ethers.

[脂肪族炭化水素]
脂肪族炭化水素としては、ヘキサン、ヘプタン、 シクロヘキサン、環状の脂肪族炭化水素であるメチルシクロヘキサンを例示することができる。
[Aliphatic hydrocarbon]
Examples of aliphatic hydrocarbons include hexane, heptane, cyclohexane, and methylcyclohexane which is a cyclic aliphatic hydrocarbon.

[芳香族炭化水素]
芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエンまたはキシレンを例示することができる。
[Aromatic hydrocarbon]
Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene and xylene.

[ハロゲン化炭化水素]
ハロゲン化炭化水素としては、塩化メチレンを例示することができる。
[Halogenated hydrocarbon]
Methylene chloride can be exemplified as the halogenated hydrocarbon.

[エーテル類]
エーテル類としては、ジエチルエーテル、時ブチルエーテル、テトラヒドロフランまたはエチレングリコールジメチルエーテルを例示することができる。
[Ethers]
Examples of ethers include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and ethylene glycol dimethyl ether.

10-3.第2工程
第2工程は、ヒドロキシカルボニル化合物(10)、ヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステル(11)を分子内環化させ、式(9)で表される環状ヘミアセタール化合物(7)を得る工程である。
10-3. Second step The second step is a step of intramolecularly cyclizing hydroxycarbonyl compound (10), hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester (11) to obtain cyclic hemiacetal compound (7) represented by formula (9). be.

第1工程での生成物の種類、置換基によって種々異なるが、主に上述に示す三つの方法(方法1~3)で可能である。 The three methods (Methods 1 to 3) shown above can be used, although they vary depending on the type of product and substituents in the first step.

10-3-1.方法-1
方法-1は、以下の反応式に示す様に、ヒドロキシカルボニル化合物(10)を溶媒中、酸または塩基の作用により、選択的に分子内環化が進行し、含フッ素環状ヘミアセタール(7)を得る方法である。
10-3-1. Method-1
In Method-1, as shown in the following reaction scheme, the hydroxycarbonyl compound (10) is selectively intramolecularly cyclized by the action of an acid or base in a solvent to form a fluorine-containing cyclic hemiacetal (7). is a method of obtaining

Figure 0007140964000026
Figure 0007140964000026

本方法は、溶媒中、酸性条件または塩基性条件下で行うことが好ましい。 The method is preferably carried out in a solvent under acidic or basic conditions.

酸としては、無機酸、有機酸、ルイス酸のいずれも使用することができる。反応に用いる酸の使用量は、ヒドロキシカルボニル化合物(10)1モルに対して、0.01モル以上、1モル以下が好ましく、特に0.05モル以上、0.2モル以下が好ましい。 Any of inorganic acids, organic acids and Lewis acids can be used as the acid. The amount of the acid used in the reaction is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, particularly preferably 0.05 mol or more and 0.2 mol or less, per 1 mol of the hydroxycarbonyl compound (10).

塩基としては、無機塩基、有機塩基を挙げることができる。未反応の原料および微量含まれる含フッ素アルコール類を取り除くことが可能な、水-有機溶剤の2層系で、塩基性下、特に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを用いることが特に好ましい。反応に用いる塩基の使用量は、ヒドロキシカルボニル化合物(10)1モルに対して、0.5モル以上、10モル以下が好ましく、特に1モル以上、3モル以下が収率が高くなるため好ましい。 Examples of bases include inorganic bases and organic bases. It is particularly preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide under basic conditions in a two-layer system of water-organic solvent, which is capable of removing unreacted raw materials and trace fluorine-containing alcohols. The amount of the base used in the reaction is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less per 1 mol of the hydroxycarbonyl compound (10), and is particularly preferably 1 mol or more and 3 mol or less because the yield is high.

[無機酸]
無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸 またはゼオライトを例示することができる。
[Inorganic acid]
Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid and zeolite.

[有機酸]
有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、陽イオン交換樹脂、ルイス酸を挙げることができる。カルボン酸としては、ギ酸、酢酸またはトリフルオロ酢酸、スルホン酸としては、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸またはp-トルエンスルホン、ルイス酸としては、塩化アルミニウム、四塩化チタンまたは塩化すずを例示することができる。
[Organic acid]
Examples of organic acids include carboxylic acids, sulfonic acids, cation exchange resins, and Lewis acids. Carboxylic acid: formic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid; sulfonic acid: methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid or p-toluenesulfone; Lewis acid: aluminum chloride, titanium tetrachloride or tin chloride can be exemplified.

[無機塩基]
無機塩基としては、塩水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、アンモニア例示することができる。
[Inorganic base]
Examples of inorganic bases include lithium salt hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, and ammonia. be able to.

[有機塩基]
有機塩基としては、有機リチウム塩、グリニャール試薬、有機アルカリ金属塩を挙げることができる。
[Organic base]
Examples of organic bases include organic lithium salts, Grignard reagents, and organic alkali metal salts.

有機リチウム塩としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、トリエチレンジアミン、ジメチルアミノピリジン、メチルリチウムまたはn-ブチルリチウムを例示することができる。グリニャール試薬としては、臭化メチルマグネシウムを例示することができる。有機アルカリ金属塩としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt-ブトキシドを例示することができる。 Examples of organic lithium salts include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, dimethylaminopyridine, methyllithium and n-butyllithium. Examples of Grignard reagents include methylmagnesium bromide. Examples of organic alkali metal salts include sodium methoxide, sodium ethoxide and potassium t-butoxide.

[溶媒]
溶媒を用いなくても反応は進行するが用いる場合は、原料であるヒドロキシカルボニル化合物(10)、生成物である含フッ素環状ヘミアセタール(7)に不活性な溶媒であればよい。例えば、水、アルコール類、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル類を挙げることができる。
[solvent]
Although the reaction proceeds without the use of a solvent, any solvent that is inert to the raw material hydroxycarbonyl compound (10) and the product fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) may be used. Examples include water, alcohols, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and ethers.

脂肪族炭化水素としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、環状の脂肪族炭化水素であるメチルシクロヘキサンを例示することができる。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエンまたはキシレンを例示することができる。ハロゲン化炭化水素としては、塩化メチレン、エーテル類としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフランまたはエチレングリコールジメチルエーテルを例示することができる。 Examples of aliphatic hydrocarbons include hexane, heptane, cyclohexane, and methylcyclohexane, which is a cyclic aliphatic hydrocarbon. Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene and xylene. Examples of halogenated hydrocarbons include methylene chloride, and examples of ethers include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and ethylene glycol dimethyl ether.

10-3-2.方法-2
方法-2は、以下の反応式に示す様に、ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)を脱保護した後、溶媒中、酸または塩基の作用により、水酸基の水素原子を引き抜くことによって、選択的に分子内環化が進行し、含フッ素環状ヘミアセタール(7)を得る方法である。以下に本反応を示す。
10-3-2. Method-2
In method-2, as shown in the following reaction formula, after deprotection of hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11), the hydrogen atom of the hydroxyl group is removed by the action of an acid or base in a solvent. In this method, intramolecular cyclization proceeds selectively to obtain a fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) by abstraction. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000027
Figure 0007140964000027

ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)は水酸基が保護されている化合物であり、ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)は保護基を脱保護し、ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)からヒドロキシカルボニル化合物(10)に変換した後に、方法-1と同様に分子内環化を進行させて、含フッ素環状ヘミアセタール(7)を得ることができる。脱保護は、一般的な脱保護方法を用いることが可能である。使用する酸、塩基または溶媒は、方法―1と同様である。 Hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) is a compound in which the hydroxyl group is protected, and hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) deprotects the protective group. , hydroxyvinyl ether (11), or hydroxyvinyl ester (11) is converted to hydroxycarbonyl compound (10), followed by intramolecular cyclization in the same manner as method-1 to form a fluorine-containing cyclic hemiacetal ( 7) can be obtained. A common deprotection method can be used for deprotection. The acid, base or solvent to be used is the same as in Method-1.

10-3-2.方法-3
方法-3は、以下の反応式に示す様に、ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)溶媒中、酸または塩基の作用により、水酸基の水素原子を引き抜くことによって、選択的に分子内環化を進行させ含フッ素環状アセタール中間体(14)を得た後、脱保護することで、含フッ素環状ヘミアセタール(7)を得る方法である。以下に本反応を示す。
10-3-2. Method-3
Method-3, as shown in the following reaction formula, is selected by abstracting a hydrogen atom from a hydroxyl group in a solvent of hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) under the action of an acid or base. In this method, the intramolecular cyclization proceeds to obtain the fluorine-containing cyclic acetal intermediate (14), followed by deprotection to obtain the fluorine-containing cyclic hemiacetal (7). This reaction is shown below.

Figure 0007140964000028
Figure 0007140964000028

[分子内環化]
ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)を無溶媒または溶媒下で酸触媒を加え、溶媒沸点程度まで加熱することにより、式(14)で表される含フッ素環状アセタール中間体を得ることができる。
[Intramolecular cyclization]
Hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) is added with an acid catalyst in the absence of solvent or in the presence of a solvent, and heated to about the boiling point of the solvent to give a fluorine-containing cyclic acetal intermediate represented by formula (14). you can get a body

含フッ素環状アセタール中間体(14)が高い収率が得られることから、特に好ましくは、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸または硫酸である。反応に用いる酸の使用量は、ヒドロキシビニルエ-テル(11)、またはヒドロキシビニルエステル(11)1モルに対し、0.01モル以上、1モル以下が好ましく、特に0.05モル以上、0.2モル以下が好ましい。 Particularly preferred are trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid and sulfuric acid, since they give a high yield of the fluorine-containing cyclic acetal intermediate (14). The amount of acid used in the reaction is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, particularly 0.05 mol or more and 0 .2 mol or less is preferred.

[酸]
方法-3に用いる酸としては、無機酸、有機酸、ルイス酸のいずれも使用することができる。
[acid]
Any of inorganic acids, organic acids and Lewis acids can be used as the acid used in Method-3.

<無機酸>
無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸 またはゼオライトを例示することができる。
<Inorganic acid>
Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid and zeolite.

<有機酸>
有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、陽イオン交換樹脂、ルイス酸を挙げることができる。
<Organic acid>
Examples of organic acids include carboxylic acids, sulfonic acids, cation exchange resins, and Lewis acids.

カルボン酸としては、ギ酸、酢酸またはトリフルオロ酢酸、スルホン酸としては、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸またはp-トルエンスルホンを例示することができる。ルイス酸としては、塩化アルミニウム、四塩化チタンまたは塩化すずを例示することができる。 Examples of carboxylic acids include formic acid, acetic acid and trifluoroacetic acid, and examples of sulfonic acids include methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid and p-toluenesulfone. Examples of Lewis acids include aluminum chloride, titanium tetrachloride and tin chloride.

[脱保護]
含フッ素環状アセタール中間体(14)は、含フッ素環状ヘミアセタール(7)の水酸基を他置換基で保護した形であり、保護基を脱保護することで、含フッ素環状ヘミアセタール(7)を得ることが可能となる。脱保護は、一般的な脱保護方法を用いることができる。
[Deprotection]
The fluorine-containing cyclic acetal intermediate (14) is a form in which the hydroxyl group of the fluorine-containing cyclic hemiacetal (7) is protected with another substituent, and the protective group is deprotected to obtain the fluorine-containing cyclic hemiacetal (7). can be obtained. A general deprotection method can be used for deprotection.

一方で、ヒドロキシビニルエーテル(11)のZが重合性基を有する含フッ素化合物(15)の場合、方法-3の前段の分子内環化によって、含フッ素単量体(4)が合成可能である。以下に本反応を示す。 On the other hand, when Z of hydroxyvinyl ether (11) is a fluorine-containing compound (15) having a polymerizable group, the fluorine-containing monomer (4) can be synthesized by intramolecular cyclization in the first stage of Method-3. . This reaction is shown below.

Figure 0007140964000029
Figure 0007140964000029

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

1.含フッ素環状ヘミアセタールの合成
含フッ素単量体(4)を得るための前駆体としての、前述の式(7)で表される含フッ素単量体に属する、含フッ素環状ヘミアセタール-1~7を以下の製法で合成した。
1. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal Fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 to belonging to the fluorine-containing monomer represented by the above formula (7), as a precursor for obtaining the fluorine-containing monomer (4) 7 was synthesized by the following method.

1-1-1.含フッ素環状ヘミアセタール-1の合成(その1)
攪拌機を備えた反応器中に、アリルアルコール(東京化成株式会社製、11.6g(0.2mol)を仕込み、反応器を密閉した。次に、真空ポンプで反応器内を脱気した後、攪拌機で内容物を攪拌しながら、HFA、66.4g(0.40mol)を導入した。次いで、反応器内を150℃に昇温した後、40時間攪拌を続けた。反応終了後、内容物を抜き出して分液ロートに移し、濃度3.5質量%の塩酸50mlを加え、2時間攪拌した後、有機層と水層を分離した。有機層に濃度4質量%の水酸化ナトリウム水を50ml加え、1時間攪拌後、有機層を分離し圧力3.0kPa、温度60℃~62℃の条件で減圧蒸留し、以下の式に示す含フッ素環状ヘミアセタール-1、22.4gを収率50%で得た。以下に本反応を示す。
1-1-1. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 (Part 1)
Allyl alcohol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., 11.6 g (0.2 mol) was charged into a reactor equipped with a stirrer, and the reactor was sealed. Next, after degassing the inside of the reactor with a vacuum pump, While stirring the content with a stirrer, 66.4 g (0.40 mol) of HFA was introduced in. Then, the temperature inside the reactor was raised to 150° C., and stirring was continued for 40 hours. 50 ml of hydrochloric acid with a concentration of 3.5% by mass was added, and after stirring for 2 hours, the organic layer and the aqueous layer were separated, and 50 ml of sodium hydroxide solution with a concentration of 4% by mass was added to the organic layer. After stirring for 1 hour, the organic layer was separated and distilled under reduced pressure at a pressure of 3.0 kPa and a temperature of 60° C. to 62° C. to obtain 22.4 g of a fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 represented by the following formula, yield 50. %.This reaction is shown below.

Figure 0007140964000030
Figure 0007140964000030

<NMR分析結果>
核磁気共鳴分析(以下、NMRと呼ぶことがある)の結果を以下に示す。
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)2.32-2.59(2H,m),2.65-2.78(2H,m),4.11(1H,br)、6.20(1H,d)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.5 (3F,s)、-79.5 (3F,s)
<NMR analysis result>
The results of nuclear magnetic resonance analysis (hereinafter sometimes referred to as NMR) are shown below.
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: TMS); δ (ppm) 2.32-2.59 (2H, m), 2.65-2.78 (2H, m), 4.11 ( 1H, br), 6.20 (1H, d)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.5 (3F, s), -79.5 (3F, s)

1-1-2.含フッ素環状ヘミアセタール-1の合成(その2)
攪拌機を備えた反応器中に、アリルアルコール11.6g(0.2mol)、メタンスルホン酸(0.2g(0.0002mol)を仕込み、反応器を密閉した。次に、真空ポンプで反応器内を脱気した後、攪拌機で内容物を攪拌しながら、HFA 66.4g(0.40mol)を導入した。次いで、反応器内を120℃昇温した後、20時間攪拌を続けた。反応終了後、内容物を抜き出して分液ロートに移し濃度4質量%の水酸化ナトリウム水を50ml加え、1時間攪拌後、有機層を分離し圧力3.0kPa、温度60℃~62℃の条件で減圧蒸留し、以下の式に示す含フッ素環状ヘミアセタール-1としての、28gを収率63%で得た。以下に本反応を示す。
1-1-2. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 (Part 2)
A reactor equipped with a stirrer was charged with 11.6 g (0.2 mol) of allyl alcohol and 0.2 g (0.0002 mol) of methanesulfonic acid, and the reactor was sealed. was deaerated, 66.4 g (0.40 mol) of HFA was introduced while stirring the contents with a stirrer, the temperature in the reactor was raised to 120° C., and stirring was continued for 20 hours. After that, the content was extracted and transferred to a separating funnel, 50 ml of sodium hydroxide solution having a concentration of 4% by mass was added, and after stirring for 1 hour, the organic layer was separated and the pressure was reduced under the conditions of a pressure of 3.0 kPa and a temperature of 60°C to 62°C. Distillation gave 28 g of a fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 represented by the following formula with a yield of 63%.The reaction is shown below.

Figure 0007140964000031
Figure 0007140964000031

1-2.含フッ素環状ヘミアセタール-2の合成
攪拌機を備えた反応器中に、β-メタリルアルコール(東京化成株式会社製、14.4g(0.2mol)を仕込み、反応器を密閉した。次に、真空ポンプで反応器内を脱気した後、攪拌機で内容物を攪拌しながら、HFA、66.4g(0.40mol)を導入した。次いで、反応器内を40℃昇温した後、2時間攪拌を続けた。反応終了後、内容物を抜き出して分液ロートに移し、濃度3.5質量%の塩酸50mlを加え、2時間攪拌した後、有機層と水層を分離した。有機層に濃度4質量%の水酸化ナトリウム水を50ml加え、1時間攪拌後、有機層を分離し圧力3.0kPa、温度68℃~69℃の条件で減圧蒸留し、以下の式に示す含フッ素環状ヘミアセタール-2としての、43.7gを収率92%で得た。以下に本反応を示す。
1-2. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 A reactor equipped with a stirrer was charged with β-methallyl alcohol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., 14.4 g (0.2 mol), and the reactor was sealed. Next, After degassing the inside of the reactor with a vacuum pump, 66.4 g (0.40 mol) of HFA was introduced while stirring the contents with a stirrer, then the inside of the reactor was heated to 40° C., and then 2 hours. After the reaction was completed, the content was extracted and transferred to a separating funnel, 50 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added, and after stirring for 2 hours, the organic layer and the aqueous layer were separated. 50 ml of sodium hydroxide solution with a concentration of 4% by mass was added, and after stirring for 1 hour, the organic layer was separated and distilled under reduced pressure at a pressure of 3.0 kPa and a temperature of 68° C. to 69° C. to obtain a fluorine-containing cyclic hemi 43.7 g of acetal-2 was obtained with a yield of 92%.The reaction is shown below.

Figure 0007140964000032
Figure 0007140964000032

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)
異性体1 1.14(3H,d)、1.93-2.05(1H,m),2.40(2H,dd)、3.80(1H, d)、5.19(1H,d)
異性体2 1.10(3H,d)、2.18(1H,dd),2.2-2.5(1H,m),2.55(1H,dd)、3.25(1H, d)、5.55(1H,d)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.5 (3F,m)、-79.5(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: TMS); δ (ppm)
Isomer 1 1.14(3H,d), 1.93-2.05(1H,m), 2.40(2H,dd), 3.80(1H,d), 5.19(1H,d )
Isomer 2 1.10(3H,d), 2.18(1H,dd), 2.2-2.5(1H,m), 2.55(1H,dd), 3.25(1H,d ), 5.55 (1H,d)
19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.5 (3F, m), -79.5 (3F, m)

1-3.含フッ素環状ヘミアセタール-3の合成
前述の含フッ素環状ヘミアセタール-2合成において使用したβ-メタリルアルコールの替わりに3-ブテン-2-オール(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、含フッ素環状ヘミアセタール-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素環状ヘミアセタール-3を収率87%で得た。以下に本反応を示す。
1-3. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-3 Except for using 3-buten-2-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of β-methallyl alcohol used in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 , the reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 to obtain fluorine-containing cyclic hemiacetal-3 with a yield of 87%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000033
Figure 0007140964000033

1-4.含フッ素環状ヘミアセタール-4の合成
前述の含フッ素環状ヘミアセタール-2合成において使用したβ-メタリルアルコールの替わりにクロチルアルコール(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、含フッ素環状ヘミアセタール-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素環状ヘミアセタール-4を収率75%で得た。以下に本反応を示す。
1-4. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-4 Except for using crotyl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of β-methallyl alcohol used in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2, a fluorine-containing cyclic In the same procedure as in the synthesis of hemiacetal-2, the reaction represented by the following formula was carried out to obtain fluorine-containing cyclic hemiacetal-4 with a yield of 75%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000034
Figure 0007140964000034

1-5.含フッ素環状ヘミアセタール-5の合成
前述の含フッ素環状ヘミアセタール-2合成において使用したβ-メタリルアルコールの替わりに3-メチル-2-ブテン-1-オール(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、フッ素環状ヘミアセタール-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、フッ素環状ヘミアセタール-5を収率65%で得た。以下に本反応を示す。
1-5. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-5 3-methyl-2-buten-1-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used in place of β-methallyl alcohol used in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2. The reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as in the synthesis of fluorine cyclic hemiacetal-2, except that it was used, to obtain fluorine cyclic hemiacetal-5 in a yield of 65%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000035
Figure 0007140964000035

1-6.含フッ素環状ヘミアセタール-6の合成
攪拌機付き100mlガラス製フラスコに予め定法に従いβ-メタリルアルコールをt-ブチルジメチルシリルで保護したβ-メタリル-t-ブチルジメチルシリルエーテル1.86g(0.01mol)と、別途合成したトリフルオロピルビン酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル、2.92g(0.01mol)を混合した。次いで、反応器内を50℃昇温した後、18時間攪拌を続けた。反応終了後、内容物を抜き出して分液ロートに移し、濃度3.5質量%の塩酸10mlを加え、2時間攪拌した後、有機層と水層を分離した。有機層に濃度4質量%の水酸化ナトリウム水を10ml加え、1時間攪拌後、有機層を分離しシリカゲルカラムクロマトグラフィー法にて分離した。以下の式に示す含フッ素環状ヘミアセタール-6、19.0gを収率52%で得た。以下に本反応を示す。
1-6. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-6 1.86 g (0.01 mol) of β-methallyl-t-butyldimethylsilyl ether in which β-methallyl alcohol was protected with t-butyldimethylsilyl was placed in a 100 ml glass flask equipped with a stirrer according to the standard method. ) was mixed with 2.92 g (0.01 mol) of separately synthesized 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl trifluoropyruvate. Then, after the inside of the reactor was heated to 50° C., stirring was continued for 18 hours. After completion of the reaction, the contents were extracted and transferred to a separating funnel, 10 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added, and after stirring for 2 hours, the organic layer and the aqueous layer were separated. 10 ml of sodium hydroxide solution having a concentration of 4% by mass was added to the organic layer, and after stirring for 1 hour, the organic layer was separated by silica gel column chromatography. 19.0 g of a fluorine-containing cyclic hemiacetal-6 represented by the following formula was obtained with a yield of 52%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000036
Figure 0007140964000036

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)
異性体1 1.17(3H,d)、1.97-2.11(1H,m),2.45(2H,dd)、3.81(1H, d)、5.25(1H,d)、5.68(1H,m)
異性体2 1.11(3H,d)、2.22(1H,dd),2.25-2.53(1H,m),2.65(1H,dd)、3.30(1H, d)、5.60(1H,d)、5.68(1H,m)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.1 (6F,m)、-78.5(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: TMS); δ (ppm)
Isomer 1 1.17(3H,d), 1.97-2.11(1H,m), 2.45(2H,dd), 3.81(1H,d), 5.25(1H,d ), 5.68 (1H, m)
Isomer 2 1.11(3H,d), 2.22(1H,dd), 2.25-2.53(1H,m), 2.65(1H,dd), 3.30(1H,d ), 5.60 (1H, d), 5.68 (1H, m)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.1 (6F, m), -78.5 (3F, m)

[トリフルオロピルビン酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルの合成] 上記含フッ素環状ヘミアセタール-6の合成に用いたトリフルオロピルビン酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルの合成手順を以下に示す。 [Synthesis of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl trifluoropyruvate] Trifluoropyruvate 1,1,1,3,3, A procedure for synthesizing 3-hexafluoroisopropyl is shown below.

攪拌機付き100mlガラス製フラスコにトリフルオロピルビン酸エチル(セントラル硝子株式会社、商品名:E-TFPA)17.0g(0.1mol)中に、10質量%水酸化ナトリウム水50mlを加え、2時間攪拌した。減圧濃縮し、エタノールを留去した後、10質量%塩酸55mlを加え中和した後、ジクロロメタン30mlを加え、生成しているトリフルオロピルビン酸をジクロロメタン層に抽出した。ジクロロメタン層を分液し、乾燥剤にて水分を除去した後、CDI(カルボニルジイミダゾール)16.2g(0.1mol)(和光純薬株式会社製)を加え、室温にて1時間攪拌し、HFIP(セントラル硝子株式会社製)16.8g(0.1mol)を加え、さらに2時間攪拌した。反応液に濃度3.5質量%の塩酸30mlを加え、純水30mlで2回洗浄した。有機層を分離し、圧力40kPa、温度65℃の条件で減圧蒸留し、トリフルオロピルビン酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル16gを収率55%で得た。以下に本反応を示す。 50 ml of 10% by mass sodium hydroxide solution was added to 17.0 g (0.1 mol) of ethyl trifluoropyruvate (Central Glass Co., Ltd., trade name: E-TFPA) in a 100 ml glass flask equipped with a stirrer and stirred for 2 hours. did. After concentrating under reduced pressure and distilling off ethanol, 55 ml of 10% by mass hydrochloric acid was added for neutralization, and then 30 ml of dichloromethane was added to extract the generated trifluoropyruvic acid into the dichloromethane layer. After separating the dichloromethane layer and removing moisture with a drying agent, 16.2 g (0.1 mol) of CDI (carbonyldiimidazole) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. 16.8 g (0.1 mol) of HFIP (manufactured by Central Glass Co., Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 2 hours. 30 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added to the reaction solution, and the reaction solution was washed twice with 30 ml of pure water. The organic layer was separated and distilled under reduced pressure at a pressure of 40 kPa and a temperature of 65° C. to obtain 16 g of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl trifluoropyruvate with a yield of 55%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000037
Figure 0007140964000037

<NMR分析結果>
1H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)5.65(1
H,m)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-76.6
(6F,s)、-83.1 (3F,s)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 5.65 (1
H, m)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -76.6
(6F,s), -83.1 (3F,s)

1-7.含フッ素環状ヘミアセタール-7の合成
前述の含フッ素環状ヘミアセタール-6の合成において使用したトリフルオロピルビン酸1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルの替わりに、別途合成したトリフルオロピルビン酸2,2,2‐トリフルオロエチルを用いた以外は、含フッ素環状ヘミアセタール-6の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素環状ヘミアセタール-7を収率61%で得た。以下に本反応を示す。
1-7. Synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-7 Instead of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl trifluoropyruvate used in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-6, a separately synthesized tri Fluorine-containing cyclic hemiacetal-7 was obtained by the reaction shown in the following formula in the same procedure as in the synthesis of fluorine-containing cyclic hemiacetal-6, except that 2,2,2-trifluoroethyl fluoropyruvate was used. Obtained with a yield of 61%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000038
Figure 0007140964000038

[トリフルオロピルビン酸2,2,2-トリフルオロエチルの合成]
上記含フッ素環状ヘミアセタール-7の合成に用いたリフルオロピルビン酸2,2,2-トリフルオロエチルの合成手順を以下に示す。
[Synthesis of 2,2,2-trifluoroethyl trifluoropyruvate]
The procedure for synthesizing 2,2,2-trifluoroethyl lifluoropyruvate used in the synthesis of the fluorine-containing cyclic hemiacetal-7 is shown below.

攪拌機付き100mlガラス製フラスコに先に合成例を示したトリフルオロピルビン酸のジクロロメタン溶液に、CDI(カルボニルジイミダゾール)16.2g(0.1mol)を加え、室温にて1時間攪拌し、2,2,2-トリフルオロエタノール(和光純薬株式会社製)10.0g(0.1mol)を加え、さらに2時間攪拌した。反応液に濃度3.5質量%の塩酸30mlを加え、純水30mlで2回洗浄した。有機層を分離し、圧力30kPa、温度65℃の条件で減圧蒸留し、トリフルオロピルビン酸2,2,2-トリフルオロエチル11gを収率50%で得た。以下に本反応を示す。 16.2 g (0.1 mol) of CDI (carbonyldiimidazole) was added to the dichloromethane solution of trifluoropyruvic acid shown in the synthesis example above in a 100 ml glass flask equipped with a stirrer and stirred at room temperature for 1 hour. 10.0 g (0.1 mol) of 2,2-trifluoroethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 2 hours. 30 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added to the reaction solution, and the reaction solution was washed twice with 30 ml of pure water. The organic layer was separated and distilled under reduced pressure at a pressure of 30 kPa and a temperature of 65° C. to obtain 11 g of 2,2,2-trifluoroethyl trifluoropyruvate with a yield of 50%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000039
Figure 0007140964000039

2.含フッ素単量体の合成
前述の式(7)含フッ素環状ヘミアセタール-1、2、6、7を用いて含フッ素単量体(4)を合成した。
2. Synthesis of Fluorine-Containing Monomer Fluorine-containing monomer (4) was synthesized using the fluorine-containing cyclic hemiacetal-1, 2, 6, and 7 of formula (7).

2-1.含フッ素単量体-1の合成
攪拌機付き300mlガラス製フラスコに、含フッ素環状ヘミアセタール-1 22.4g(0.1mol)、トリエチルアミン15.1g(0.15mol)、重合禁止剤としてメトキシフェノール(1000ppm)を加え、内温30℃以下でメタクリル酸無水物 16.9g(0.11mol)を滴下した。2時間攪拌後、ジイソプロピルエーテル40ml 、純水30mlを加え、攪拌、分液後、1重量%水酸化ナトリウム水20mlを加え1時間攪拌した後、分液した。有機層を純水30mlで2回洗浄した後、1.1kPa、温度70℃~72℃の条件で減圧蒸留し、含フッ素単量体-1を収率85%で得た。以下に本反応を示す。
2-1. Synthesis of fluorine-containing monomer-1 In a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, 22.4 g (0.1 mol) of fluorine-containing cyclic hemiacetal-1, 15.1 g (0.15 mol) of triethylamine, and methoxyphenol ( 1000 ppm) was added, and 16.9 g (0.11 mol) of methacrylic anhydride was added dropwise at an internal temperature of 30°C or less. After stirring for 2 hours, 40 ml of diisopropyl ether and 30 ml of pure water were added, and after stirring and liquid separation, 20 ml of 1% by weight aqueous sodium hydroxide was added, stirred for 1 hour, and then separated. After the organic layer was washed twice with 30 ml of pure water, it was distilled under reduced pressure under conditions of 1.1 kPa and a temperature of 70° C. to 72° C. to obtain a fluorine-containing monomer-1 with a yield of 85%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000040
Figure 0007140964000040

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.92(3H,s),2.32-2.59(2H,m),2.72-2.89(2H,m),5.65(1H,q)、6.12(1H,q)、6.68(1H,d)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.5 (3F,s)、-79.5 (3F,s)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: TMS); δ (ppm) 1.92 (3H, s), 2.32-2.59 (2H, m), 2.72-2.89 ( 2H, m), 5.65 (1H, q), 6.12 (1H, q), 6.68 (1H, d)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.5 (3F, s), -79.5 (3F, s)

2-2.含フッ素単量体-2の合成
前述の含フッ素単量体-1の合成において使用した含フッ素環状ヘミアセタール-1の替わりに含フッ素環状ヘミアセタール-2を用いた以外は、含フッ素単量体-1の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-2を収率93%で得た。以下に本反応を示す。
2-2. Synthesis of fluorine-containing monomer-2 Except for using fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 instead of fluorine-containing cyclic hemiacetal-1 used in the synthesis of fluorine-containing monomer-1, The reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as in the synthesis of body-1 to obtain fluorine-containing monomer-2 with a yield of 93%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000041
Figure 0007140964000041

核磁気共鳴分析の結果を以下に示す。
<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.19(3H,s)(異性体A)、1.23(3H,s)(異性体B)、後、異性体のピーク分離せず、混合物として帰属した。1.92(3H,s),2.32-2.59(2H,m),2.72-2.89(2H,m),5.65(1H,q)、6.14(1H,q)、6.17(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.3 (3F,s)、-79.0 (3F,s)
The results of nuclear magnetic resonance analysis are shown below.
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.19 (3H, s) (isomer A), 1.23 (3H, s) (isomer B), The isomeric peaks were not separated and assigned as a mixture. 1.92 (3H, s), 2.32-2.59 (2H, m), 2.72-2.89 (2H, m), 5.65 (1H, q), 6.14 (1H, q), 6.17 (1H,dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.3 (3F, s), -79.0 (3F, s)

2-3.含フッ素単量体-3の合成
前述の含フッ素単量体-2の合成において使用したメタクリル酸無水物の替わりに2-フルオロアクリル酸クロリドを用いた以外は、含フッ素単量体-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-3を収率70%で得た。以下に本反応を示す。
2-3. Synthesis of fluorine-containing monomer-3 Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride in place of the methacrylic anhydride used in the synthesis of fluorine-containing monomer-2, the synthesis of fluorine-containing monomer-2 was carried out. In the same procedure as in the synthesis, the reaction represented by the following formula was carried out to obtain fluorine-containing monomer-3 with a yield of 70%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000042
Figure 0007140964000042

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.17(3H,s)(異性体A)、1.22(3H,s)(異性体B)、後、異性体のピーク分離せず、混合物として帰属した。1.92(3H,s),2.32-2.59(2H,m),2.72-2.89(2H,m),6.12(1H,q)、6.45(1H,q)、6.68(1H,d)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-10.3(1F,S),-77.3 (3F,s)、-79.0 (3F,s)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.17 (3H, s) (isomer A), 1.22 (3H, s) (isomer B), The isomeric peaks were not separated and assigned as a mixture. 1.92 (3H, s), 2.32-2.59 (2H, m), 2.72-2.89 (2H, m), 6.12 (1H, q), 6.45 (1H, q), 6.68 (1H, d)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -10.3 (1F, S), -77.3 (3F, s), -79.0 (3F, s)

2-4.含フッ素単量体-4の合成
前述の含フッ素単量体-2の合成において使用したメタクリル酸無水物の替わりに2-メタクロイロキシアセチルクロリドを用いた以外は、含フッ素単量体-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-4を収率80%で得た。以下に本反応を示す。
2-4. Synthesis of fluorine-containing monomer-4 Fluorine-containing monomer-2 except that 2-methacryloyloxyacetyl chloride was used instead of methacrylic anhydride used in the synthesis of fluorine-containing monomer-2. Fluorine-containing monomer-4 was obtained in a yield of 80% by carrying out the reaction represented by the following formula in the same procedure as in the synthesis of . This reaction is shown below.

Figure 0007140964000043
Figure 0007140964000043

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.21(3H,s)、1.90(3H,s),2.30-2.55(2H,m),2.74-2.86(2H,m),4.43(2H,s), 5.60(1H,q)、6.09(1H,q)、6.15(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.7 (3F,s)、-79.6 (3F,s)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.21 (3H, s), 1.90 (3H, s), 2.30-2.55 (2H, m) , 2.74-2.86 (2H, m), 4.43 (2H, s), 5.60 (1H, q), 6.09 (1H, q), 6.15 (1H, dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.7 (3F, s), -79.6 (3F, s)

2-5.含フッ素単量体-5の合成
攪拌機付き300mlガラス製フラスコに、含フッ素環状ヘミアセタール-2、22.4g(0.1mol)、トリエチルアミン15.1g(0.15mol)、ヨウ化カリウム、0.8g(0.05mol)、ジメチルホルムアミド20ml、重合禁止剤としてメトキシフェノール(1000ppm)を加え、内温30℃以下でメタクリル酸クロロエチル 16.3g(0.11mol)を滴下した。2時間攪拌後、ジイソプロピルエーテル40ml 、純水30mlを加え、攪拌、分液後、5重量%塩酸水50mlを加え30分攪拌した後、分液した。有機層を純水50mlで2回洗浄した後、1.0kPa、温度89℃~91℃の条件で減圧蒸留し、含フッ素単量体-5を収率45%で得た。以下に本反応を示す。
2-5. Synthesis of fluorine-containing monomer-5 In a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, 22.4 g (0.1 mol) of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2, 15.1 g (0.15 mol) of triethylamine, potassium iodide, and 0.1 g (0.1 mol) of triethylamine were added. 8 g (0.05 mol), 20 ml of dimethylformamide, and methoxyphenol (1000 ppm) as a polymerization inhibitor were added, and 16.3 g (0.11 mol) of chloroethyl methacrylate was added dropwise at an internal temperature of 30°C or lower. After stirring for 2 hours, 40 ml of diisopropyl ether and 30 ml of pure water were added, and after stirring and liquid separation, 50 ml of 5% by weight aqueous hydrochloric acid was added and stirred for 30 minutes, followed by liquid separation. After the organic layer was washed twice with 50 ml of pure water, it was distilled under reduced pressure under conditions of 1.0 kPa and a temperature of 89° C. to 91° C. to obtain fluorine-containing monomer-5 with a yield of 45%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000044
Figure 0007140964000044

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.23(3H,s)、1.92(3H,s),2.22-2.50(2H,m),2.70-2.81(2H,m),3.85(2H,m),4.03(2H,m)、 5.63(1H,q)、6.15(1H,q)、6.22(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.0 (3F,s)、-79.3(3F,s)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.23 (3H, s), 1.92 (3H, s), 2.22-2.50 (2H, m) , 2.70-2.81 (2H, m), 3.85 (2H, m), 4.03 (2H, m), 5.63 (1H, q), 6.15 (1H, q), 6.22(1H,dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.0 (3F, s), -79.3 (3F, s)

2-6.含フッ素単量体-6の合成
前述の含フッ素環状単量体-2の合成において使用した含フッ素環状ヘミアセタール-2の替わりに含フッ素環状ヘミアセタール-6を用いた以外は、含フッ素単量体-2の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-6を収率78%で得た。以下に本反応を示す。
2-6. Synthesis of fluorine-containing monomer-6 Except for using fluorine-containing cyclic hemiacetal-6 instead of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 used in the synthesis of fluorine-containing cyclic monomer-2, The reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as in the synthesis of monomer-2 to obtain fluorine-containing monomer-6 with a yield of 78%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000045
Figure 0007140964000045

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.16(3H,s)、1.95(3H,s),2.27-2.54(2H,m),2.65-2.80(2H,m),5.61(1H,q)、5.83(1H,m)、6.12(1H,q)、6.18(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.5(6F,m)、-79.5(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.16 (3H, s), 1.95 (3H, s), 2.27-2.54 (2H, m) , 2.65-2.80(2H,m), 5.61(1H,q), 5.83(1H,m), 6.12(1H,q), 6.18(1H,dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.5 (6F, m), -79.5 (3F, m)

2-7.含フッ素単量体-7の合成
前述の含フッ素単量体-2の合成において使用した含フッ素環状ヘミアセタール-2の替わりに含フッ素環状ヘミアセタール-7を用いた以外は、含フッ素単量体-7の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-7を収率74%で得た。以下に本反応を示す。
2-7. Synthesis of fluorine-containing monomer-7 Except for using fluorine-containing cyclic hemiacetal-7 instead of fluorine-containing cyclic hemiacetal-2 used in the synthesis of fluorine-containing monomer-2, The reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as in the synthesis of compound-7 to obtain fluorine-containing monomer-7 with a yield of 74%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000046
Figure 0007140964000046

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.22(3H,s)、1.89(3H,s),2.24-2.50(2H,m),2.68-2.87(2H,m),4.86(2H,m)、5.65(1H,q)、6.13(1H,q)、6.18(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-77.9(3F,m)、-78.5(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.22 (3H, s), 1.89 (3H, s), 2.24-2.50 (2H, m) , 2.68-2.87(2H,m), 4.86(2H,m), 5.65(1H,q), 6.13(1H,q), 6.18(1H,dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference material: C 6 D 6 ); δ (ppm) -77.9 (3F, m), -78.5 (3F, m)

2-8.含フッ素単量体-8の合成
前述の含フッ素単量体-6の合成において使用したメタクリル酸無水物の替わりに2-フルオロアクリル酸クロリドを用いた以外は、含フッ素単量体-6の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-8を収率68%で得た。以下に本反応を示す。
2-8. Synthesis of fluorine-containing monomer-8 Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride instead of methacrylic anhydride used in the synthesis of fluorine-containing monomer-6, the synthesis of fluorine-containing monomer-6 was performed. In the same procedure as in the synthesis, the reaction shown in the following formula was carried out to obtain fluorine-containing monomer-8 with a yield of 68%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000047
Figure 0007140964000047

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.17(3H,s)、2.27-2.52(2H,m),2.62-2.82(2H,m),5.64(1H,q)、5.93(1H,m)、6.42(1H,q)、6.68(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-10.1(1F,S),-77.9(6F,m)、-79.0(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.17 (3H, s), 2.27-2.52 (2H, m), 2.62-2.82 ( 2H,m), 5.64(1H,q), 5.93(1H,m), 6.42(1H,q), 6.68(1H,dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) −10.1 (1F, S), −77.9 (6F, m), −79.0 (3F, m)

2-9.含フッ素単量体-9の合成
前述の含フッ素単量体-7の合成において使用したメタクリル酸無水物の替わりに2-フルオロアクリル酸クロリドを用いた以外は、含フッ素単量体-7の合成と同様の手順で、以下の式に示す反応を行い、含フッ素単量体-9を収率65%で得た。以下に本反応を示す。
2-9. Synthesis of fluorine-containing monomer-9 Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride instead of methacrylic anhydride used in the synthesis of fluorine-containing monomer-7, the synthesis of fluorine-containing monomer-7 was carried out. In the same procedure as in the synthesis, the reaction shown in the following formula was carried out to obtain fluorine-containing monomer-9 with a yield of 65%. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000048
Figure 0007140964000048

<NMR分析結果>
H-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:TMS);δ(ppm)1.17(3H,s)、2.27-2.52(2H,m),2.62-2.82(2H,m),4.93(2H,m)、5.64(1H,q)、6.42(1H,q)、6.68(1H,dd)
19F-NMR(溶媒:重クロロホルム,基準物質:C);δ(ppm)-10.4(1F,S),-77.1(6F,m)、-79.3(3F,m)
<NMR analysis result>
1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.17 (3H, s), 2.27-2.52 (2H, m), 2.62-2.82 ( 2H, m), 4.93 (2H, m), 5.64 (1 H, q), 6.42 (1 H, q), 6.68 (1 H, dd)
19 F-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ (ppm) −10.4 (1F, S), −77.1 (6F, m), −79.3 (3F, m)

3.比較単量体の合成
本発明の含フッ素単量体-1~7と比較するために、式(6)で表される含フッ素単量体に属さない比較単量体1-3を合成した。
3. Synthesis of Comparative Monomer In order to compare with the fluoromonomers-1 to 7 of the present invention, a comparative monomer 1-3 not belonging to the fluoromonomer represented by formula (6) was synthesized. .

3-1.比較単量体-1の合成
特許文献3に記載の方法を用いて比較単量体-1を合成した。
3-1. Synthesis of Comparative Monomer-1 Comparative monomer-1 was synthesized using the method described in Patent Document 3.

攪拌機付き1000mlガラス製フラスコに、メタクリル酸 30.0g、ジヒドロキシピラン58.6gを、エチレンジクロリド450mlに溶解させ、パラトルエンスルホン酸0.1gを加え1時間攪拌した。トリエチルアミン3mlを加え反応を停止した。得られた反応混合物を水50mlで洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒留去後、0.4kPa、温度66℃~67℃の条件で減圧蒸留し、比較単量体-1、50gを得た。以下に本反応を示す。以下に本反応を示す。 In a 1000 ml glass flask equipped with a stirrer, 30.0 g of methacrylic acid and 58.6 g of dihydroxypyran were dissolved in 450 ml of ethylene dichloride, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was stirred for 1 hour. 3 ml of triethylamine was added to stop the reaction. The resulting reaction mixture was washed with 50 ml of water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and distilled under reduced pressure at 0.4 kPa and a temperature of 66° C. to 67° C. to obtain 50 g of Comparative Monomer-1. Obtained. This reaction is shown below. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000049
Figure 0007140964000049

3-2.比較単量体-2の合成
特許文献5に記載の方法を用いて比較単量体-2を合成した。
3-2. Synthesis of Comparative Monomer-2 Comparative monomer-2 was synthesized using the method described in Patent Document 5.

HFIP16.8g、テトラヒドロフラン120gの混合物に、窒素雰囲気下、5℃でブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液)129mlを加え、5℃で1時間撹拌した。次に5℃でメタクリル酸2-オキソプロピル14.2gを加えた。10時間撹拌後、希塩酸を加えて反応を停止するとともに中和を行った。通常の水系後処理の後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、合成中間体であるトリオール25.3gを得た。トリオール化合物24g、トリエチルアミン15.6g、トルエン15gの混合物を70℃で4時間撹拌した。室温まで冷却後、希塩酸で中和し、有機層を分取した。洗浄、乾燥、濃縮の通常の後処理で得られた粗生成物を減圧蒸留してヘミアセタール20gを得た。 To a mixture of 16.8 g of HFIP and 120 g of tetrahydrofuran, 129 ml of butyl lithium (1.6 M hexane solution) was added at 5°C under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 5°C for 1 hour. Then 14.2 g of 2-oxopropyl methacrylate was added at 5°C. After stirring for 10 hours, dilute hydrochloric acid was added to stop the reaction and neutralize. After ordinary aqueous work-up, purification was carried out by silica gel column chromatography to obtain 25.3 g of triol, which is a synthetic intermediate. A mixture of 24 g of triol compound, 15.6 g of triethylamine and 15 g of toluene was stirred at 70° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid, and the organic layer was separated. 20 g of hemiacetal was obtained by distillation under reduced pressure of the crude product obtained by normal post-treatment of washing, drying and concentration.

上記で得たヘミアセタール3.2g、ヨウ化メチル2.8g、酸化銀(I)2.8g、酢酸エチル150gの混合物を40℃で24時間攪拌した。不溶分をろ別、減圧濃縮の後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、比較単量体-2、3gを得た。以下に本反応を示す。 A mixture of 3.2 g of the hemiacetal obtained above, 2.8 g of methyl iodide, 2.8 g of silver (I) oxide and 150 g of ethyl acetate was stirred at 40° C. for 24 hours. After removing the insoluble matter by filtration and concentrating under reduced pressure, purification was performed by silica gel column chromatography to obtain Comparative Monomer-2, 3 g. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000050
Figure 0007140964000050

3-3.比較単量体-3の合成
攪拌機付き300mlガラス製フラスコに、メタクリル酸ビニル(東京化成株式会社製、以下同じ)、33.6g(0.3mol)、HFIP、52.9g(0.315mol)を入れた後、硫酸、0.74g(7.5mmol)を徐々に加え、反応温度40 ℃ で6 時間攪拌し、以下の式に示す反応を行った。以下に本反応を示す。
3-3. Synthesis of Comparative Monomer-3 In a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, 33.6 g (0.3 mol) of vinyl methacrylate (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., the same applies hereinafter) and 52.9 g (0.315 mol) of HFIP were added. After adding, 0.74 g (7.5 mmol) of sulfuric acid was gradually added and stirred at a reaction temperature of 40° C. for 6 hours to carry out the reaction represented by the following formula. This reaction is shown below.

Figure 0007140964000051
Figure 0007140964000051

反応液を室温に冷却した後、濃度6質量%の重曹水、50mlを加え、攪拌した。次いで、反応液を分液ロートに移し、静置して分離し有機層を採取した。採取した有機層を減圧蒸留し、比較単量体-3、39gを収率47%で得た。得られた比較単量体-3の沸点は、圧力4.0kPaで62℃であった。 After cooling the reaction solution to room temperature, 50 ml of sodium bicarbonate water having a concentration of 6% by mass was added and stirred. Then, the reaction solution was transferred to a separatory funnel, allowed to stand and separated, and the organic layer was collected. The collected organic layer was distilled under reduced pressure to obtain 39 g of Comparative Monomer-3 with a yield of 47%. The obtained comparative monomer-3 had a boiling point of 62° C. at a pressure of 4.0 kPa.

4.重合体の合成
含フッ素単量体-1~9、比較単量体-1~3、および比較単量体4としてのメタクリル酸ヘキサフルオロイソプロピル(セントラル硝子株式会社製、商品名、HFIP-M)を用いて、含フッ素重合体-1~12および比較重合体-1~7を合成した。含フッ素重合体-1~12は、含フッ素重合体(4)に属する。比較単量体-1~7は、本発明の含フッ素重合体-1~12と比較するためのものであり、含フッ素重合体(4)に属さない。
4. Polymer synthesis Hexafluoroisopropyl methacrylate as fluorine-containing monomers-1 to 9, comparative monomers-1 to 3, and comparative monomer 4 (manufactured by Central Glass Co., Ltd., trade name, HFIP-M) were used to synthesize fluoropolymers-1 to 12 and comparative polymers-1 to 7. Fluoropolymers-1 to 12 belong to fluoropolymer (4). Comparative monomers-1 to 7 are for comparison with the fluoropolymers-1 to 12 of the present invention and do not belong to the fluoropolymer (4).

なお、含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~4は、単量体の効果、性能の差が明確に現れるよう自己重合体を合成し、その性能を比較した。含フッ素重合体-10~12および比較重合体-5~7は、共重合単量体を5-メタクリロリロキシ-2,6-ノルボルナンカルボラクトン(MNLA)に固定して、本発明の含フッ素単量体と比較単量体のレジスト用材料として性能を比較するために行った。 The fluoropolymers-1 to 9 and the comparative polymers-1 to 4 were synthesized self-polymers so that the effects of the monomers and the difference in performance could be clearly seen, and their performances were compared. Fluoropolymers-10 to 12 and Comparative Polymers-5 to 7 were obtained by fixing a copolymer monomer to 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone (MNLA) to obtain the fluorine-containing polymer of the present invention. This was done to compare the performance of the monomer and the comparative monomer as resist materials.

[重合体の分析]
<NMR>
重合体における繰り返し組成の組成は、NMRによるH-NMRおよび19F-NMRの測定値により決定した。
<分子量>
重合体の数平均分子量Mnと分子量分散(数平均分子量Mnと質量平均分子量Mwの比=Mw/Mn)は、高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下、GPCと呼ぶことがある。東ソー株式会社製、形式HLC-8320GPC)を使用し、東ソー株式会社製ALPHA-MカラムとALPHA-2500カラムを1本ずつ直列に繋ぎ、展開溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定した。検出器には、屈折率差測定検出器を用いた。
[Analysis of polymer]
<NMR>
The composition of the repeating composition in the polymer was determined by NMR measurements of 1 H-NMR and 19 F-NMR.
<Molecular weight>
Polymer number average molecular weight Mn and molecular weight dispersion (ratio of number average molecular weight Mn and mass average molecular weight Mw = Mw/Mn) are measured by high-speed gel permeation chromatography (hereinafter sometimes referred to as GPC. Manufactured by Tosoh Corporation, format HLC-8320 GPC), ALPHA-M column and ALPHA-2500 column manufactured by Tosoh Corporation were connected in series, and measurement was performed using tetrahydrofuran as a developing solvent. A refractive index difference measurement detector was used as the detector.

4-1.含フッ素重合体-1の合成
攪拌機付き300mlガラス製フラスコ中に、室温で、含フッ素単量体-1、29.2g(0.1mol)、溶媒として2-ブタノン、60gを加え、濃度33質量%のブタノン溶液とした。重合開始剤として2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(以下、AIBNと呼ぶことがある、和光純薬株式会社製)、0.8g(0.005mol)加え、撹拌しながら脱気した後に、フラスコ内を窒素ガスで置換し、温度80℃に昇温した後6時間反応させた。反応終了後の内容物を、n-ヘプタン500gに滴下し、白色の沈殿を得た。この沈殿を濾別し、温度60℃下にて減圧乾燥を行い、含フッ素単量体-1に基づく繰り返し単位を含む含フッ素重合体-1を、白色固体として25.6gを収率88%で得た。
4-1. Synthesis of fluoropolymer-1 Into a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, 29.2 g (0.1 mol) of fluoromonomer-1 and 60 g of 2-butanone as a solvent were added at room temperature to give a concentration of 33 mass. % butanone solution. 0.8 g (0.005 mol) of 2,2′-azobis(isobutyronitrile) (hereinafter sometimes referred to as AIBN, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a polymerization initiator, and degassed while stirring. After that, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was raised to 80° C., and the reaction was carried out for 6 hours. After completion of the reaction, the content was added dropwise to 500 g of n-heptane to obtain a white precipitate. This precipitate was separated by filtration and dried under reduced pressure at a temperature of 60° C. to give 25.6 g of a white solid of fluoropolymer-1 containing repeating units based on fluoromonomer-1, yield 88%. I got it in

Figure 0007140964000052
Figure 0007140964000052

<GPC測定結果>
Mw=22,000、Mw/Mn=2.0
<GPC measurement results>
Mw=22,000, Mw/Mn=2.0

4-2.含フッ素重合体-2の合成
前述の含フッ素重合体―1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、含フッ素単量体-2を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体―2を合成し、含フッ素重合体―2を収率87%で得た。
4-2. Synthesis of fluoropolymer-2 Except for using fluoromonomer-2 instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above, fluoropolymer- A fluoropolymer-2 containing the following repeating unit was synthesized in the same manner as in the synthesis of 1 to obtain a fluoropolymer-2 with a yield of 87%.

Figure 0007140964000053
Figure 0007140964000053

<GPC測定結果>
Mw=23,100、Mw/Mn=2.1
<GPC measurement results>
Mw=23,100, Mw/Mn=2.1

4-3.含フッ素重合体-3の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、含フッ素単量体-3を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体―3を合成し、含フッ素重合体―3を収率93%で得た。
<GPC測定結果>
Mw=21,200、Mw/Mn=2.3
4-3. Synthesis of fluoropolymer-3 Instead of the fluoromonomer-1 used in the synthesis of the fluoropolymer-1 described above, the fluoropolymer-3 was used except that the fluoromonomer-3 was used. A fluoropolymer-3 containing the following repeating unit was synthesized in the same manner as in the synthesis of 1 to obtain a fluoropolymer-3 with a yield of 93%.
<GPC measurement results>
Mw=21,200, Mw/Mn=2.3

Figure 0007140964000054
Figure 0007140964000054

4-4.含フッ素重合体-4の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素単量体-4を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-4を合成し、含フッ素重合体-4を収率92%で得た。
4-4. Synthesis of fluoropolymer-4 Fluoropolymer-1 except that fluoromonomer-4 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A fluorine-containing polymer-4 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of , to obtain a fluorine-containing polymer-4 in a yield of 92%.

Figure 0007140964000055
Figure 0007140964000055

<GPC測定結果>
Mw=22,500、Mw/Mn=2.1
<GPC measurement results>
Mw=22,500, Mw/Mn=2.1

4-5.含フッ素重合体-5の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素単量体-5を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体―5を合成し、含フッ素重合体-5を収率90%で得た。
4-5. Synthesis of fluoropolymer-5 Fluoropolymer-1 except that fluoromonomer-5 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A fluorine-containing polymer-5 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of , to obtain a fluorine-containing polymer-5 with a yield of 90%.

Figure 0007140964000056
Figure 0007140964000056

<GPC測定結果>
Mw=24,200、Mw/Mn=2.3
<GPC measurement results>
Mw=24,200, Mw/Mn=2.3

4-6.含フッ素重合体-6の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素環状単量体-6を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-6を合成し、含フッ素重合体-6を収率72%で得た。
4-6. Synthesis of fluorine-containing polymer-6 Except for using the fluorine-containing cyclic monomer-6 instead of the fluorine-containing monomer-1 used in the synthesis of the fluorine-containing polymer-1 described above, the fluorine-containing polymer- A fluoropolymer-6 containing the following repeating unit was synthesized in the same manner as in the synthesis of 1 to obtain a fluoropolymer-6 with a yield of 72%.

Figure 0007140964000057
Figure 0007140964000057

<GPC測定結果>
Mw=20,700、Mw/Mn=2.5
<GPC measurement results>
Mw=20,700, Mw/Mn=2.5

4-7.含フッ素重合体-7の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素単量体-7を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-7を合成し、含フッ素重合体-7を収率78%で得た。
4-7. Synthesis of fluoropolymer-7 Fluoropolymer-1 except that fluoromonomer-7 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A fluorine-containing polymer-7 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of , to obtain a fluorine-containing polymer-7 with a yield of 78%.

Figure 0007140964000058
Figure 0007140964000058

<GPC測定結果>
Mw=20,100、Mw/Mn=2.2
<GPC measurement results>
Mw=20,100, Mw/Mn=2.2

4-8.含フッ素重合体-8の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素単量体-8を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-8を合成し、含フッ素重合体-8を収率90%で得た。
4-8. Synthesis of fluoropolymer-8 Fluoropolymer-1 except that fluoromonomer-8 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A fluorine-containing polymer-8 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of , to obtain a fluorine-containing polymer-8 in a yield of 90%.

Figure 0007140964000059
Figure 0007140964000059

<GPC測定結果>
Mw=19,700、Mw/Mn=2.3
<GPC measurement results>
Mw=19,700, Mw/Mn=2.3

4-9.含フッ素重合体-9の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに含フッ素単量体-9を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-9を合成し、含フッ素重合体-9を収率89%で得た。
4-9. Synthesis of fluoropolymer-9 Fluoropolymer-1 except that fluoromonomer-9 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A fluorine-containing polymer-9 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of , to obtain a fluorine-containing polymer-9 with a yield of 89%.

Figure 0007140964000060
Figure 0007140964000060

<GPC測定結果>
Mw=20,900、Mw/Mn=2.1
<GPC measurement results>
Mw=20,900, Mw/Mn=2.1

4-10.含フッ素重合体-10の合成
ガラス製フラスコ中に、室温(約20℃)で含フッ素単量体-1を29.2g(0.1mol)、レジストとした際に密着性の繰り返し単位を与える5-メタクリロリロキシ-2,6-ノルボルナンカルボラクトン(MNLA)を11.1g(0.05mol)およびn-ドデシルメルカプタン(東京化成株式会社製)0.67gを仕込み、2-ブタノン82.8gを加え溶解させた。重合開始剤として2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(以下、AIBNと呼ぶことがある、和光純薬株式会社製)を1.7g加え撹拌しながら脱気した後にフラスコ内を窒素ガスで置換し、温度75℃に昇温した後16時間反応させた。反応終了後の内容物をn-ヘプタン620.0gに滴下し、白色の沈殿を得た。この沈殿を濾別し、温度60℃下にて減圧乾燥を行い、以下に示す、含フッ素単量体-1由来の繰り返し単位、およびMNLA由来の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-8を、白色固体として34gを収率85%で得た。
4-10. Synthesis of fluoropolymer-10 Into a glass flask at room temperature (approximately 20°C), 29.2 g (0.1 mol) of fluoromonomer-1 is added to provide a repeating unit of adhesion when used as a resist. 11.1 g (0.05 mol) of 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarboractone (MNLA) and 0.67 g of n-dodecylmercaptan (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) were charged, and 82.8 g of 2-butanone was added. was added and dissolved. As a polymerization initiator, 1.7 g of 2,2'-azobis(isobutyronitrile) (hereinafter sometimes referred to as AIBN, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and deaerated while stirring, and then nitrogen gas was introduced into the flask. and the reaction was continued for 16 hours after the temperature was raised to 75°C. After completion of the reaction, the content was added dropwise to 620.0 g of n-heptane to obtain a white precipitate. This precipitate was separated by filtration and dried under reduced pressure at a temperature of 60° C. to obtain a fluoropolymer-8 containing repeating units derived from the fluoromonomer-1 and repeating units derived from the MNLA shown below, 34 g was obtained as a white solid in 85% yield.

Figure 0007140964000061
Figure 0007140964000061

<NMR測定結果>
含フッ素重合体-10中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、含フッ素単量体-10による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=67:33であった。
<GPC測定結果>
Mw=8,500、Mw/Mn=1.7
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in the fluoropolymer-10 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of fluorine-containing monomer-10:repeating units of MNLA=67:33.
<GPC measurement results>
Mw=8,500, Mw/Mn=1.7

4-11.含フッ素重合体-11の合成
前述の含フッ素重合体-10の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、含フッ素単量体-2を用いた以外は、含フッ素重合体-10の合成と同様の手順で含フッ素重合体-11を合成し、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-11を収率86%で得た。
4-11. Synthesis of fluoropolymer-11 Instead of the fluoromonomer-1 used in the synthesis of the fluoropolymer-10 described above, the fluoropolymer-1 was used except that the fluoromonomer-2 was used. A fluorine-containing polymer-11 was synthesized in the same procedure as the synthesis of 10, and a fluorine-containing polymer-11 containing the following repeating units was obtained with a yield of 86%.

Figure 0007140964000062
Figure 0007140964000062

<NMR測定結果>
含フッ素重合体-11中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、含フッ素単量体-11による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=65:35であった。
<GPC測定結果>
Mw=8,700、Mw/Mn=1.6
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in the fluoropolymer-11 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of fluorine-containing monomer-11:repeating units of MNLA=65:35.
<GPC measurement results>
Mw=8,700, Mw/Mn=1.6

4-12.含フッ素重合体-12の合成
前述の含フッ素重合体-10の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、含フッ素単量体-6を用いた以外は、含フッ素単量体-10の合成と同様の手順で含フッ素重合体-12を合成し、以下の繰り返し単位を含む含フッ素重合体-12を収率73%で得た。
4-12. Synthesis of fluoropolymer-12 Instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-10 described above, fluoromonomer-6 was used, except that fluoromonomer A fluorine-containing polymer-12 was synthesized in the same procedure as the synthesis of -10, and a fluorine-containing polymer-12 containing the following repeating units was obtained with a yield of 73%.

Figure 0007140964000063
Figure 0007140964000063

<NMR測定結果>
含フッ素重合体-12中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、含フッ素単量体-12による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=64:36であった。
<GPC測定結果>
Mw=7、700、Mw/Mn=1.7
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in the fluoropolymer-12 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of fluorine-containing monomer-12:repeating units of MNLA=64:36.
<GPC measurement results>
Mw=7,700, Mw/Mn=1.7

5.比較重合体の合成
本発明の含フッ素重合体-1~10と比較するために、含フッ素重合体(4)に属さない比較重合体-1~7を合成した。
5. Synthesis of Comparative Polymers For comparison with the fluoropolymers-1 to 10 of the present invention, comparative polymers-1 to 7 not belonging to the fluoropolymer (4) were synthesized.

5-1.比較重合体-1の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに比較単量体-1を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-1を合成した。
5-1. Synthesis of Comparative Polymer-1 Synthesis of fluoropolymer-1 except that comparative monomer-1 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. Comparative polymer-1 containing the following repeating units was synthesized in the same manner as above.

Figure 0007140964000064
Figure 0007140964000064

<GPC測定結果>
Mw=20,100、Mw/Mn=2.2
<GPC measurement results>
Mw=20,100, Mw/Mn=2.2

5-2.比較重合体-2の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに比較単量体-2を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-2を合成した。
5-2. Synthesis of Comparative Polymer-2 Synthesis of fluoropolymer-1 except that comparative monomer-2 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. Comparative polymer-2 containing the following repeating units was synthesized in the same manner as above.

Figure 0007140964000065
Figure 0007140964000065

<GPC測定結果>
Mw=23,400、Mw/Mn=2.1
<GPC measurement results>
Mw=23,400, Mw/Mn=2.1

5-3.比較重合体-3の合成
前述の含フッ素重合体―1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに比較単量体-3を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-3を合成した。
5-3. Synthesis of Comparative Polymer-3 Synthesis of fluoropolymer-1 except that comparative monomer-3 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. A comparative polymer-3 containing the following repeating units was synthesized in the same manner as above.

Figure 0007140964000066
Figure 0007140964000066

<GPC測定結果>
GPC測定結果はMw=22,800、Mw/Mn=2.1であった。
<GPC measurement results>
GPC measurement results were Mw=22,800 and Mw/Mn=2.1.

5-4.比較重合体-4の合成
前述の含フッ素重合体-1の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに比較単量体-4を用いた以外は、含フッ素重合体-1の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-4を合成した。
5-4. Synthesis of Comparative Polymer-4 Synthesis of fluoropolymer-1 except that comparative monomer-4 was used instead of fluoromonomer-1 used in the synthesis of fluoropolymer-1 described above. Comparative polymer-4 containing the following repeating units was synthesized in the same manner as above.

Figure 0007140964000067
Figure 0007140964000067

<GPC測定結果>
Mw=20,100、Mw/Mn=2.1
<GPC measurement results>
Mw=20,100, Mw/Mn=2.1

5-5.比較重合体-5の合成
前述の含フッ素重合体-8の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、比較単量体-1を用いた以外は、含フッ素単量体-8の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-5を合成し、比較重合体-5を収率89%で得た。
5-5. Synthesis of Comparative Polymer-5 Instead of the fluoromonomer-1 used in the synthesis of the above-mentioned fluoropolymer-8, the fluoromonomer-8 was used except that the comparative monomer-1 was used. A comparative polymer-5 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of No. 1, and a comparative polymer-5 was obtained with a yield of 89%.

Figure 0007140964000068
Figure 0007140964000068

<NMR測定結果>
比較重合体-5中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、比較単量体-1による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=67:33であった。
<GPC測定結果>
Mw=8、300、Mw/Mn=1.7
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in Comparative Polymer-5 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of comparative monomer-1: repeating units of MNLA=67:33.
<GPC measurement results>
Mw=8, 300, Mw/Mn=1.7

5-6.比較重合体-6の合成
前述の含フッ素重合体-8の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、比較単量体-2を用いた以外は、含フッ素単量体-8の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-6を合成し、比較重合体-6を収率83%で得た。
5-6. Synthesis of Comparative Polymer-6 Instead of the fluoromonomer-1 used in the synthesis of the above-mentioned fluoropolymer-8, the fluoromonomer-8 was used except that the comparative monomer-2 was used. A comparative polymer-6 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of No. 1, and a comparative polymer-6 was obtained in a yield of 83%.

Figure 0007140964000069
Figure 0007140964000069

<NMR測定結果>
比較重合体-6中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、比較単量体-2による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=65:35であった。
<GPC測定結果>
Mw=8、900、Mw/Mn=1.6
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in Comparative Polymer-6 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of comparative monomer-2: repeating units of MNLA=65:35.
<GPC measurement results>
Mw=8, 900, Mw/Mn=1.6

5-7.比較重合体-7の合成
前述の含フッ素重合体-8の合成において使用した含フッ素単量体-1の替わりに、比較単量体-4を用いた以外は、含フッ素単量体-8の合成と同様の手順で、以下の繰り返し単位を含む比較重合体-7を合成し、比較重合体-7を収率81%で得た。
5-7. Synthesis of Comparative Polymer-7 Fluoromonomer-8 except that Comparative Monomer-4 was used instead of Fluoromonomer-1 used in the synthesis of Fluoropolymer-8 described above. Comparative polymer-7 containing the following repeating unit was synthesized in the same procedure as in the synthesis of Comparative polymer-7 with a yield of 81%.

Figure 0007140964000070
Figure 0007140964000070

<NMR測定結果>
比較重合体-7中の、各繰り返し単位の組成比をNMRにより測定した。測定結果は、mol%で表わして、比較単量体-3による繰り返し単位:MNLAによる繰り返し単位=66:34であった。
<GPC測定結果>
Mw=8、100、Mw/Mn=1.6
<NMR measurement result>
The composition ratio of each repeating unit in Comparative Polymer-7 was measured by NMR. The measurement result, expressed in mol %, was repeating units of comparative monomer-3: repeating units of MNLA=66:34.
<GPC measurement results>
Mw=8, 100, Mw/Mn=1.6

5―8.含フッ素重合体-1~10、比較重合体-1~7の繰り返し単位
以下に、含フッ素重合体-1~10および比較重合体1~7が含む繰り返し単位を示す。
5-8. Repeating Units of Fluoropolymers-1 to 10 and Comparative Polymers-1 to 7 The repeating units contained in fluoropolymers-1 to 10 and comparative polymers 1 to 7 are shown below.

Figure 0007140964000071
Figure 0007140964000071

5-9.含フッ素重合体-1~10、比較重合体-1~7の組成、分子量および収率
表1に、含フッ素重合体-1~10、比較重合体-1~7の組成(繰り返し単位の比)、重量平均分子量、分子量分布および収率を示す。
5-9. Compositions, molecular weights and yields of fluoropolymers-1 to 10 and comparative polymers-1 to 7 ), weight average molecular weight, molecular weight distribution and yield.

Figure 0007140964000072
Figure 0007140964000072

5―10.含フッ素重合体-1~9、比較重合体-1~4のガラス転移点および5%重量減少率
含フッ素重合体-1~9、比較重合体-1~4のガラス転移点および5%重量減少率を以下の方法で測定した。
5-10. Glass transition points and 5% weight loss of fluoropolymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 Glass transition points and 5% weight loss of fluoropolymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 Reduction rate was measured by the following method.

[ガラス転位点および5%重量減少率の測定方法]
含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~4の熱物性を測定した。
株式会社日立ハイテクサイエンス製、示差走査熱量計(以下、DSCと呼ぶことがある)および示差熱熱重量同時測定装置(以下、DTAと呼ぶことがある)を用いてガラス転移点(以下、Tgと呼ぶことがある)および熱重量測定での5%重量減少率(以下、Td5と呼ぶことがある)を測定した。
[Measurement method of glass transition point and 5% weight loss rate]
Thermophysical properties of fluorine-containing polymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 were measured.
Glass transition point (hereinafter referred to as Tg) using a differential scanning calorimeter (hereinafter sometimes referred to as DSC) and a simultaneous differential thermal thermogravimetric analyzer (hereinafter sometimes referred to as DTA) manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. ) and a 5% weight loss rate (hereinafter sometimes referred to as Td5) in thermogravimetry were measured.

[測定結果]
表2に、含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~4のTgおよびTd5の測定結果を示す。リソグラフィーおよびプリンテッドエレクトロニクス用のパターン形成材料において、TgおよびTd5は高い方が、マスクパターンがより忠実に転写され、得られるパターンのラインエッヂラフネスやラインワイズラフネスがよい傾向があることが知られている。
[Measurement result]
Table 2 shows the measurement results of Tg and Td5 of fluoropolymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4. In pattern forming materials for lithography and printed electronics, it is known that the higher Tg and Td5, the more faithfully the mask pattern is transferred, and the resulting pattern tends to have better line edge roughness and line width roughness. there is

Figure 0007140964000073
Figure 0007140964000073

環状アセタール構造を有する含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~2は、鎖状の比較重合体3、4に比べ、25℃近く高いTgであった。
含フッ素重合体1~3、8、9は、同様の骨格でフッ素原子を持たない比較重合体1に比べ高いTgを示した。
Fluoropolymers-1 to 9 having a cyclic acetal structure and Comparative polymers-1 to 2 had a Tg higher by nearly 25.degree.
Fluoropolymers 1 to 3, 8 and 9 exhibited a higher Tg than Comparative Polymer 1 having a similar skeleton and no fluorine atom.

6.プリンテッドエレクトロニクス用のパターン形成用組成物
6-1.プリンテッドエレクトロニクス用のパターン形成用組成物の調製
以下に示す繰り返し単位を含む、含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~4を用いて、本発明のパターン形成用組成物-1~9、その比較のための比較組成物-1~4を調製した。
6. Pattern-forming composition for printed electronics 6-1. Preparation of Pattern-Forming Composition for Printed Electronics Pattern-forming composition-1 of the present invention was prepared using fluorine-containing polymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 containing the repeating units shown below. 9, Comparative Compositions-1-4 for comparison thereof were prepared.

Figure 0007140964000074
Figure 0007140964000074

含フッ素重合体-1~9および比較重合体-1~4に対し、(A)酸発生剤としてのN-ヒドロキシナフタルイミド-トリフルオロメタンスルホン酸エステル、(D)増感剤としての2-イソプロピルチオキサントン、(C)クエンチャーとしての2-フェニルベンゾイミダゾール、(B)有機溶剤としてジエチレングリコールメチルエチルエーテルを加え、パターン形成用組成物-1~9、比較組成物-1~4を調製した。
パターン形成用組成物-1~9、比較組成物-1~4の各組成比は、質量部で表して、重合体:(A)酸発生剤:(D)増感剤:(C)クエンチャー:(B)有機溶剤が100:
2:1:0.05:300のとなるように配合した。
For fluoropolymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4, (A) N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonate as an acid generator and (D) 2-isopropyl as a sensitizer Thioxanthone, (C) 2-phenylbenzimidazole as a quencher, and (B) diethylene glycol methyl ethyl ether as an organic solvent were added to prepare Pattern Forming Compositions-1 to 9 and Comparative Compositions-1 to 4.
Each composition ratio of Pattern Forming Compositions-1 to 9 and Comparative Compositions-1 to 4 is expressed in parts by mass, polymer: (A) acid generator: (D) sensitizer: (C) citric Char: (B) organic solvent is 100:
The ratio was 2:1:0.05:300.

6-2.プリンテッドエレクトロニクス用のパターン形成用組成物の製膜
ガラス基板上に、調製したパターン形成用組成物-1~9、比較組成物-1~4をスピンナーにより塗布し、100℃に加熱したホットプレート上で2分間乾燥させ、膜厚0.5μmの膜を形成した。次いで、高圧水銀ランプを膜に照射した。また、フォトマスクを介して、高圧水銀ランプを用いて紫外光を照射しフォトマスクのパターンを膜に転写し、その後、ホットプレートを用い、温度100℃で5分間加熱乾燥した。このようにして、親水部および撥水部からなるパターン(親撥パターン)を形成してなるガラス基板を得た。
6-2. Film formation of pattern-forming composition for printed electronics On a glass substrate, the prepared pattern-forming compositions-1 to 9 and comparative compositions-1 to 4 were applied with a spinner, and a hot plate heated to 100 ° C. It was dried on top for 2 minutes to form a film with a thickness of 0.5 μm. The film was then irradiated with a high pressure mercury lamp. Also, the pattern of the photomask was transferred to the film by irradiating the film with ultraviolet light using a high-pressure mercury lamp through the photomask, and then the film was dried by heating at a temperature of 100° C. for 5 minutes using a hot plate. In this manner, a glass substrate having a pattern (parent/repellent pattern) formed of hydrophilic portions and water-repellent portions was obtained.

6-3.パターン形成用組成物からなる膜の露光前後での接触角の測定、および水性インクによるパターンの形成 6-3. Measurement of contact angle of film composed of pattern-forming composition before and after exposure, and formation of pattern with water-based ink

[接触角の測定]
ガラス基板上の膜に対して、水滴を載せ、接触角計(協和界面科学株式会社製)を用い、液滴法で紫外光未照射部および照射部の静的接触角を、拡張収縮法で紫外光未照射部の動的後退角を測定した。本発明において静的接触角とは、水滴を膜面に載せて着滴したとき,膜面とのなす角度を言い、動的後退角とは、水滴をニードル等で吸引し、水滴が収縮するときの接触角のことを言い、動的前進角とは、水滴をニードル等で吐出し、水滴が拡張するときの接触角のことを言う。
[Measurement of contact angle]
A water droplet is placed on the film on the glass substrate, and a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) is used to measure the static contact angle of the ultraviolet light unirradiated area and the ultraviolet light irradiated area by the droplet method. A dynamic receding angle was measured in a portion not irradiated with ultraviolet light. In the present invention, the static contact angle refers to the angle formed with the film surface when a water droplet is placed on the film surface and the dynamic receding angle is the contraction of the water droplet when the water droplet is sucked with a needle or the like. The dynamic advancing angle is the contact angle when a water droplet is ejected with a needle or the like and expands.

リソグラフィーおよびプリンテッドエレクトロニクス用のパターン形成材料において、パターン形成膜は未照射部の静的接触角が高い方が好ましく、マスクパターンがより忠実に転写され、得られるパターンのラインエッヂラフネスやラインワイズラフネスがよく高解像度のパターンが得られる。また、照射部の静的接触角が低く、未照射部と照射部の接触角の差が大きい方がパターンを切るのが容易である。 In pattern-forming materials for lithography and printed electronics, it is preferable that the pattern-forming film has a high static contact angle in the non-irradiated area, so that the mask pattern can be transferred more faithfully, and the line edge roughness and line width roughness of the resulting pattern can be improved. A high-resolution pattern can be obtained. Moreover, when the static contact angle of the irradiated portion is low and the difference between the contact angles of the non-irradiated portion and the irradiated portion is large, it is easier to cut the pattern.

パターン形成膜の未照射部の動的後退角が高い方が、マスクパターンがより忠実に転写され、得られるパターンのラインエッヂラフネスやラインワイズラフネスがよく高解像度のパターンが得られる。高解像度のパターンを得るには、未照射部において、動的前進角および動的後退角がともに高く、ヒステリシス(動的前進角-動的後退角)は小さいことが好ましい。 The higher the dynamic receding angle of the non-irradiated portion of the pattern forming film, the more faithfully the mask pattern is transferred, and the resulting pattern has good line edge roughness and line width roughness, and a high resolution pattern can be obtained. In order to obtain a high-resolution pattern, it is preferable that both the dynamic advancing angle and the dynamic receding angle are high and the hysteresis (dynamic advancing angle - dynamic receding angle) is small in the unirradiated area.

[インクパターン]
得られたガラス基板上の親撥パターンに、自動極小接触角計( 協和界面科学株式会社社製、品番 MCA-2) を用い、ホウケイ酸ガラス毛細管(マイクロキャピラリー)にて水性インクを50pl 滴下し、5 秒後にパターンを顕微鏡観察した。そして、親撥パターンに沿って水性インクがパターニングできれば良、パターンから溢れれば不可、どちらとも分別できないものを可とした。
[Ink pattern]
Using an automatic minimal contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., product number MCA-2), 50 pl of water-based ink was dropped on the resulting hydrophilic/repellent pattern on the glass substrate using a borosilicate glass capillary (microcapillary). , the pattern was observed microscopically after 5 seconds. Then, if the water-based ink can be patterned along the hydrophilic/repellent pattern, it is acceptable, and if it overflows the pattern, it is not acceptable.

[測定結果]
表3に、上述のパターン形成用組成物-1~9、および比較例1~4の静的接触角および動的接触角の測定結果を示す。表3において、実施例1~9がパターン形成用組成物-1~9に、比較例1~4が比較組成物-1~4の測定値に対応する。
[Measurement result]
Table 3 shows the measurement results of the static contact angle and dynamic contact angle of the above pattern forming compositions-1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4. In Table 3, Examples 1 to 9 correspond to Pattern Forming Compositions-1 to 9, and Comparative Examples 1 to 4 correspond to the measured values of Comparative Compositions-1 to 4.

Figure 0007140964000075
Figure 0007140964000075

[接触角]
実施例1~9のトリフルオロメチル基を含むパターン形成用組成物は、紫外光未照射部の接触角が大きく良好な撥水性を示した。
[Contact angle]
The pattern-forming compositions containing trifluoromethyl groups of Examples 1 to 9 exhibited good water repellency with a large contact angle on the area not irradiated with ultraviolet light.

比較例1のフッ素原子を含まない比較重合体-1を用いた比較組成物-1から形成した膜の未照射部の接触角は73°および後退接触角は58°であった。比較例2のフッ素原子を含む比較重合体-2を用いた比較組成物-2から形成した膜の紫外線未照射部の接触角は94度であり、実施例1~9のパターン形成用組成物-1~9から形成した膜に撥水性に劣っていた。 The non-irradiated portion of the film formed from Comparative Composition-1 using Comparative Polymer-1 containing no fluorine atom of Comparative Example 1 had a contact angle of 73° and a receding contact angle of 58°. The film formed from Comparative Composition-2 using Comparative Polymer-2 containing a fluorine atom of Comparative Example 2 had a contact angle of 94 degrees at the UV-unirradiated portion. The films formed from -1 to -9 were inferior in water repellency.

比較例4の比較組成物-4は、酸解離性のないヘキサフルオロイソプロピル基を有する比較重合体-4を用いており、紫外光照射部の接触角が大きく親水性を示さなかった。
[インクパターン]
実施例1~9の含フッ素重合体-1~9を用いた各パターン形成用組成物-1~9によ
る親撥パターンにおいては、未照射部の接触角と照射部の接触角の差が40°以上あること、また後退接触角が高いため、撥水部の水性インクは、親水部へ速やかに流動した。
Comparative Composition-4 of Comparative Example 4 used Comparative Polymer-4 having a hexafluoroisopropyl group having no acid dissociation property, and did not exhibit hydrophilicity due to the large contact angle of the ultraviolet light irradiated portion.
[Ink pattern]
The difference between the contact angle of the unirradiated area and the contact angle of the irradiated area was 40 in the hydrophilic and repellent patterns formed by the respective pattern forming compositions-1 to 9 using the fluoropolymers-1 to 9 of Examples 1 to 9. ° or more and the receding contact angle is high, the water-based ink in the water-repellent portion quickly flows to the hydrophilic portion.

一方で、比較重合体-2を用いた比較組成物-2による親撥パターンにおいては、親撥パターンの未照射部と照射部の差が30°程度であり、且つ後退接触角が80°と低く、撥水部位の水性インクの残存が見られた。 On the other hand, in the parent-repellent pattern of Comparative Composition-2 using Comparative Polymer-2, the difference between the unirradiated portion and the irradiated portion of the parent-repellent pattern was about 30°, and the receding contact angle was 80°. It was low, and residual water-based ink was observed in the water-repellent portion.

比較例1においては、比較重合体-1がフッ素原子を含んでいない。撥水部の撥水性が十分でなく水の濡れ性があり、水性インクが残存した一方で、比較例4は酸解離性のないヘキサフルオロイソプロピル基を有する比較重合体-4を用いており、親撥パターンが形成されず、膜表面に水性インクの膜ができた。 In Comparative Example 1, Comparative Polymer-1 does not contain fluorine atoms. The water repellency of the water repellent part was not sufficient and water wettability was present, and the water-based ink remained. A water-based ink film was formed on the film surface without forming a hydrophilic/repellent pattern.

7.レジスト
7.1 レジストの調製
以下に示す以下の繰り返し単位を含む、含フッ素重合体-10~12および比較重合体-5~7を用いて、レジスト溶液としてのレジスト-1~3および比較レジスト-1~3を調製した。
7. Resist 7.1 Preparation of Resist Using fluorine-containing polymers-10 to 12 and comparative polymers-5 to 7 containing the following repeating units shown below, resist-1 to 3 and comparative resist- as resist solutions 1-3 were prepared.

Figure 0007140964000076
Figure 0007140964000076

上記各重合体に、光酸発生剤としてノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、塩基性化合物として、トリエタノールアミン、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を加えてレジスト溶液を調製した。レジストの組成比は質量部で表して重合体:光酸発生剤:塩基性物質:溶剤が100:5:1:900のとなるように配合し、各レジスト溶液を調製した。 A resist solution was prepared by adding triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate as a photoacid generator, triethanolamine as a basic compound, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent to each of the above polymers. Each resist solution was prepared by blending the resist so that the composition ratio of the resist, expressed in parts by mass, was 100:5:1:900 (polymer:photoacid generator:basic substance:solvent).

[レジスト膜の成膜]
シリコンウエハに反射防止膜用溶液(日産化学工業株式会社製、品番ARC29A)を塗布した後、200℃下、60秒間乾燥させ、膜厚78nmの反射防止膜を設けた。次いで、前述の各レジスト溶液を0.2μmのメンブランフィルターでろ過した後、反射防止膜上にスピンナーを用い回転数1,500rpmで塗布し、ホットプレート上で100℃下、90秒間、乾燥させ、レジスト膜を形成した。
[Formation of resist film]
A silicon wafer was coated with an antireflection film solution (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., product number ARC29A) and then dried at 200° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 78 nm. Then, after each resist solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, it was applied onto the antireflection film using a spinner at a rotation speed of 1,500 rpm, dried on a hot plate at 100° C. for 90 seconds, A resist film was formed.

7.2 レジストの現像液溶解性およびレジストパターンの解像度の評価
各レジスト膜に対し、レジストの現像液溶解性およびレジストパターンの解像度の評価、並びに接触角の測定を行った。以下に測定方法を示す。
7.2 Evaluation of Resist Solubility in Developer and Resolution of Resist Pattern For each resist film, the solubility of the resist in developer and the resolution of the resist pattern were evaluated, and the contact angle was measured. The measurement method is shown below.

[現像液溶解性]
レジスト膜を形成したシリコンウエハを、室温でアルカリ現像液に60秒間浸漬し、現像液に対する溶解性を試験した。アルカリ現像液には、リソグラフィーで標準的に用いられる濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(以下、TMAHと呼ぶことがある)を用いた。レジスト膜の溶解性は、浸漬後のレジスト膜の膜厚を光干渉型の膜厚計で測定することによって判定した。レジスト膜が完全に消失している場合を「可溶」、レジスト膜の膜厚に変化が見られない場合を「不溶」とした。
[Developer solubility]
The silicon wafer on which the resist film was formed was immersed in an alkaline developer at room temperature for 60 seconds to test the solubility in the developer. As an alkaline developer, a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (hereinafter sometimes referred to as TMAH) having a concentration of 2.38% by mass, which is commonly used in lithography, was used. The solubility of the resist film was determined by measuring the film thickness of the resist film after immersion with a light interference film thickness meter. When the resist film disappeared completely, it was evaluated as "soluble", and when the film thickness of the resist film did not change, it was evaluated as "insoluble".

[レジストパターンの感度および解像度]
配線の幅と隣り合う配線同士の間隔がそれぞれ30nmのラインアンドスペースのパターンを有するフォトマスクを準備した。
[Sensitivity and resolution of resist pattern]
A photomask having a line-and-space pattern with a wiring width of 30 nm and an interval between adjacent wirings of 30 nm was prepared.

レジスト膜を形成したシリコンウエハを、100℃で60秒間プリベークを行った後、フッ化アルゴンエキシマレーザを用い発振波長193nmで、フォトマスクを介してフォトマスクのパターンが転写されるように紫外光を照射し、レジスト膜を露光した。シリコンウエハを回転させつつ、純水を2分間滴下した。その後、120℃で60秒間ポストエクスポーザーベークを行い、その後、アルカリ現像液としてのTMAHを用いで現像し、その後、純水に30秒間つけた後、エアーナイフにて乾燥させた。続いて、100℃で45秒乾燥させるポストベイクを行い、このようにして、レジストパターンを形成したシリコンウエハ得た。 After pre-baking the silicon wafer on which the resist film was formed at 100° C. for 60 seconds, an argon fluoride excimer laser was used to emit ultraviolet light at an oscillation wavelength of 193 nm through the photomask so that the pattern of the photomask was transferred. Irradiated to expose the resist film. Pure water was dropped for 2 minutes while rotating the silicon wafer. Thereafter, post-exposure baking was performed at 120° C. for 60 seconds, followed by development using TMAH as an alkaline developer, immersion in pure water for 30 seconds, and drying with an air knife. Subsequently, post-baking was performed by drying at 100° C. for 45 seconds to obtain a silicon wafer having a resist pattern formed thereon.

<感度>
上記操作において、30nmのラインアンドスペースのパターンが1回の形成される際の最適露光量Eop(mj/cm)を求め感度の目安とした。
<Sensitivity>
In the above operation, the optimum exposure dose Eop (mj/cm 2 ) for forming a 30 nm line-and-space pattern once was determined and used as a measure of sensitivity.

<解像度>
得られたパターンが転写されたシリコンウェハを割断し、フォトマスクの30nmのラインアンドスペースのパターンが転写されたウエハ上のレジストパターンを顕微鏡で観察し、ラインエッヂラフネスの確認できないものを解像度「優」、確認できるが微小であるものを解像度「良」、ラインエッヂラフネスが顕著であるものを解像度「不可」とした。
<Resolution>
The obtained pattern-transferred silicon wafer was cut, and the resist pattern on the wafer, to which the 30 nm line-and-space pattern of the photomask was transferred, was observed under a microscope. The resolution was rated as "good" when the line edge roughness was noticeable but was rated as "improper".

[接触角の測定方法]
得られたシリコンウエハ上のレジスト膜に対して、接触角計(協和界面科学株式会社製)を用いて水滴の接触角を測定した。
[Method for measuring contact angle]
The contact angle of a water droplet on the obtained resist film on the silicon wafer was measured using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

接触角が高いレジスト膜は、マスクパターンがより忠実に転写され、得られるパターンのラインエッヂラフネスやラインワイズラフネスがよく高解像度のパターンが得られる。また、液浸露光リソグラフィーにおいて、膜中への水の浸入がなくウォーターマーク欠陥の発生が少ない。 A resist film with a high contact angle allows the mask pattern to be transferred more faithfully, and the obtained pattern has good line edge roughness and line width roughness, and a high resolution pattern can be obtained. Also, in liquid immersion lithography, water does not enter the film, and watermark defects are less likely to occur.

表4に、レジストの現像液溶解性およびレジストパターンの感度および解像度の評価結果、並びに接触角の測定結果を示す。 Table 4 shows the evaluation results of the developer solubility of the resist, the sensitivity and resolution of the resist pattern, and the measurement results of the contact angle.

Figure 0007140964000077
Figure 0007140964000077

[現像液溶解性の評価]
表4に示すように、レジスト-1~3、および比較レジスト-1~3は、いずれも未露光の状態ではアルカリ現像液に不溶であり、露光後は可溶となった。このことから、試験したレジスト全てが感光性樹脂として、アルカリ現像液としてのTMAHに対し、溶解コントラストを有していることが示された。
[Evaluation of developer solubility]
As shown in Table 4, resists-1 to 3 and comparative resists-1 to 3 were all insoluble in an alkaline developer in the unexposed state, but became soluble after exposure. From this, it was shown that all the tested resists as photosensitive resins have a dissolution contrast with respect to TMAH as an alkaline developer.

[レジストパターンの感度および解像度の評価]
<感度>
感度については、比較レジスト-1~3の最適露光量は、レジスト-1~3の最適露光量に比べいずれも低い値となった。比較例レジスト-2の構造の環状のアセタール構造に比べ低い値であった。さらにフッ素原子を有しない環状のアセタール構造である比較レジスト-1の最適露光量は低い値であり、非環状のアセタール構造である比較レジスト-3の最適露光量は最も低い値であった。
[Evaluation of resist pattern sensitivity and resolution]
<Sensitivity>
As for the sensitivity, the optimum exposure doses of the comparative resists-1 to 3 were all lower than the optimum exposure doses of the resists-1 to 3. The value was lower than that of the cyclic acetal structure of Comparative Example Resist-2. Furthermore, the optimum exposure dose of Comparative Resist-1, which has a cyclic acetal structure having no fluorine atoms, is low, and the optimum exposure dose of Comparative Resist-3, which has a non-cyclic acetal structure, is the lowest.

<解像度>
表4に示すとおり、レジスト-1~3、比較レジスト-2を用いた場合には、所望の30nmのラインアンドスペースのパターンを有するパターンが形成され、良好な解像性を示し「良」と判定した。これに対して、比較レジスト-1の場合はラインエッヂラフネスが確認され、「不可」と判定した。比較レジスト-3の場合は、微小なラインエッヂラフネス確認され、レジスト-1~3および比較レジスト-2と比較すると劣っていたため「可」と判定した。
<Resolution>
As shown in Table 4, when resists-1 to 3 and comparative resist-2 were used, a pattern having a desired 30 nm line-and-space pattern was formed, exhibiting good resolution, and was rated as "good." Judged. On the other hand, in the case of the comparative resist-1, line edge roughness was confirmed, and it was judged as "improper". In the case of Comparative Resist-3, fine line edge roughness was confirmed, and it was judged as "acceptable" because it was inferior to Resists-1 to 3 and Comparative Resist-2.

[接触角の測定結果]
レジスト1-3の水後退接触角は、比較レジスト1-2に比べ、いずれも高い値となった。比較レジスト2は、含フッ素環状アセタール構造を持つ重合体を含んでいるが、レジスト1-3に劣る結果となった。
[Measurement result of contact angle]
The water receding contact angles of Resist 1-3 were all higher than those of Comparative Resist 1-2. Comparative resist 2, which contains a polymer having a fluorine-containing cyclic acetal structure, was inferior to resist 1-3.

Claims (16)

式(1)で表される繰り返し単位を含む、含フッ素重合体。
Figure 0007140964000078
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。)
A fluoropolymer comprising a repeating unit represented by formula (1).
Figure 0007140964000078
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
前記式(1)中のR、R、Rが水素原子である、請求項1に記載の含フッ素重合体。 2. The fluoropolymer according to claim 1, wherein R2 , R4 and R5 in formula ( 1 ) are hydrogen atoms. さらに、前記式(1)中のYがトリフルオロメチル基である、請求項2に記載の含フッ素重合体。 3. The fluoropolymer according to claim 2, wherein Y in formula (1) is a trifluoromethyl group. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の含フッ素重合体と、酸発生剤、塩基性化合物および溶剤を含む、レジストパターン形成用組成物。 A composition for forming a resist pattern, comprising the fluoropolymer according to any one of claims 1 to 3, an acid generator, a basic compound and a solvent. 請求項4に記載のレジストパターン形成用組成物を基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、
フォトマスクを介して波長300nm以下の電磁波または高エネルギー線を照射露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写する露光工程と、現像液を用いて膜を現像しパターンを得る現像工程を含む、レジストパターンの形成方法。
A film-forming step of applying the composition for forming a resist pattern according to claim 4 onto a substrate to form a film;
A resist comprising an exposure step in which an electromagnetic wave having a wavelength of 300 nm or less or a high-energy beam is irradiated through a photomask to transfer the pattern of the photomask onto the film, and a development step in which the film is developed using a developer to obtain a pattern. How the pattern is formed.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の含フッ素重合体と、酸発生剤と溶剤を含む、インクパターン形成用組成物。 An ink pattern-forming composition comprising the fluoropolymer according to any one of claims 1 to 3, an acid generator and a solvent. 請求項6に記載のインクパターン形成用組成物を基板上に塗布し膜を形成する製膜工程と、
フォトマスクを介して波長150nm以上、500nm以下の光を、膜に照射露光し、フォトマスクのパターンを膜に転写し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る露光工程と、
得られたパターン形成膜にインクを塗布するインクパターン形成工程を含む、インクパターンの形成方法。
A film-forming step of applying the composition for forming an ink pattern according to claim 6 onto a substrate to form a film;
an exposure step of irradiating and exposing the film to light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less through a photomask to transfer the pattern of the photomask onto the film to obtain a patterned film having a lyophobic portion and a lyophilic portion;
A method of forming an ink pattern, comprising an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.
請求項6に記載のインクパターン形成用組成物を基板上に塗布し得られた塗膜を加熱する製膜工程と、
次いで、波長150nm以上、500nm以下の光を描画装置により膜に走査露光して、パターンを膜に描画し、撥液部と親液部を有するパターン形成膜を得る描画工程と、
得られたパターン形成膜にインクを塗布するインクパターン形成工程を含む、インクパターン形成方法。
A film-forming step of applying the composition for forming an ink pattern according to claim 6 onto a substrate and heating the resulting coating film;
Next, a drawing step of scanning and exposing the film to light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less with a drawing device to draw a pattern on the film to obtain a pattern forming film having a lyophobic portion and a lyophilic portion;
A method for forming an ink pattern, comprising an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.
式(4)で表される含フッ素単量体。
Figure 0007140964000079
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。)
A fluorine-containing monomer represented by formula (4).
Figure 0007140964000079
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
前記式(4)中のR、R、Rが水素原子である、請求項9に記載の含フッ素単量体。 10. The fluoromonomer according to claim 9, wherein R2 , R4 and R5 in the formula ( 4 ) are hydrogen atoms. さらに、前記式(4)中のYがトリフルオロメチル基である、請求項10に記載の含フッ素単量体。 Furthermore, the fluorine-containing monomer according to claim 10, wherein Y in said formula (4) is a trifluoromethyl group. 下記の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステルを環化させ、式(7)で表される環状ヘミアセタール化合物を得る工程を含む、
請求項9に記載の式(4)で表される含フッ素単量体の製造方法。
Figure 0007140964000080
(式中、Rは、水素原子、フッ素原子または炭素数1~10の直鎖状のまたは炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Xは、単結合または2価の基であり、2価の基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。)
A step of cyclizing a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) to obtain a cyclic hemiacetal compound represented by the formula (7) ,
10. A method for producing a fluorine-containing monomer represented by formula (4) according to claim 9.
Figure 0007140964000080
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Of the atoms, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, and R 2 to R 5 are hydrogen atoms, linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms. Of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with fluorine atoms X is a single bond or a divalent group, including a divalent group 7 or less hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds may contain.)
式(7)で表される含フッ素環状ヘミアセタール。
Figure 0007140964000081
(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。)
A fluorine-containing cyclic hemiacetal represented by formula (7).
Figure 0007140964000081
(Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms.R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
前記式(7)中のR、R、Rが水素原子である、請求項13に記載の含フッ素環状ヘミアセタール。 14. The fluorine-containing cyclic hemiacetal according to claim 13, wherein R2 , R4 , and R5 in formula ( 7 ) are hydrogen atoms. さらに、前記式(7)中の、Yがトリフルオロメチル基である、請求項14に記載の含フッ素環状ヘミアセタール。 15. The fluorine-containing cyclic hemiacetal according to claim 14, wherein Y in formula (7) is a trifluoromethyl group. 下記の式(10)で表されるヒドロキシカルボニル化合物または式(11)で表されるヒドロキシビニルエーテルまたはヒドロキシビニルエステルを環化させ、請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載の式(7)で表される含フッ素環状ヘミアセタール化合物を得る、
含フッ素環状ヘミアセタール化合物の製造方法。
Figure 0007140964000082
(式中、R~Rは、水素原子、炭素数1~10の直鎖状または炭素数3~10の分枝状のアルキル基であり、アルキル基中の炭素原子に結合する水素原子のうち、7個以下がフッ素原子と置換されていてもよい。Yは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基(-COOR)であり、含フッ素アルキル基、またはカルボン酸エステル基が含む7個以下の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~3の含フッ素アルキル基である。Zは、炭素数1-20の直鎖状、炭素数3-20分岐鎖状または環状のアルキル基であり、Z中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されていてもよく、エーテル結合、シロキサン結合、チオエーテル結合、カルボニル結合を含んでいてもよい。)
A hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) is cyclized, and the formula according to any one of claims 13 to 15 ( 7) obtaining a fluorine-containing cyclic hemiacetal compound represented by
A method for producing a fluorine-containing cyclic hemiacetal compound.
Figure 0007140964000082
(Wherein, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the alkyl group Among them, 7 or less may be substituted with fluorine atoms, Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (—COOR), and a fluorine-containing alkyl group or carboxylic 7 or less hydrogen atoms contained in the acid ester group may be substituted with fluorine atoms, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. , a branched or cyclic alkyl group with 3 to 20 carbon atoms, some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, and ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds, carbonyl bonds may contain.)
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