KR102234960B1 - Fluorinated monomer, fluorinated polymer, and composition for pattern formation using the same, and method for pattern formation thereof - Google Patents

Fluorinated monomer, fluorinated polymer, and composition for pattern formation using the same, and method for pattern formation thereof Download PDF

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Abstract

광산발생제와 함께 막으로 하였을 때에, 제막 후에는 발수성을 나타내고, 광 조사에 의해 산에 의해 친수성으로 되는 패턴 형성 재료로서, 고감도 또한 고해상도의 패턴을 부여하는 탄소수 4 이상의 퍼플루오로알킬기를 포함하지 않는 함불소 중합체를 제공한다. 본 발명의 함불소 중합체는, 식 (1)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Figure 112020000657015-pct00083

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 알킬기이고, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 알킬기이고, X는 단결합 또는 2가의 기이고, Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. 이들 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)When used as a film with a photoacid generator, it is a pattern forming material that exhibits water repellency after film formation and becomes hydrophilic by acid by irradiation with light, and does not contain a perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms that gives a highly sensitive and high resolution pattern. It provides a non-fluorinated polymer. The fluorinated polymer of the present invention is characterized by containing a repeating unit represented by formula (1).
Figure 112020000657015-pct00083

(In the formula, 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, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a single bond or a divalent group, and Y is A fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and up to 7 hydrogen atoms contained in these groups may be substituted with a fluorine atom. .)

Description

함불소 단량체, 함불소 중합체 및 그것을 이용한 패턴 형성용 조성물, 및 그 패턴 형성 방법Fluorinated monomer, fluorinated polymer, and composition for pattern formation using the same, and method for pattern formation thereof

본 발명은 함불소 단량체, 함불소 중합체 및 그것을 이용한 패턴 형성용 조성물, 및 그 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 특히, 반도체 제조에 있어서의 리소그래피에 사용하는 레지스트 재료, 또는 전자 기기 제조에 있어서, 잉크에 의해 전자 회로 등을 형성하는, 예를 들면, 도전성 잉크를 이용한 인쇄에 의해 유리제 또는 수지제의 기판 상에 도전막 잉크에 의한 패턴 회로를 형성하는 프린티드 일렉트로닉스에 이용할 수 있는 함불소 중합체 및 그 전구체로서의 함불소 단량체, 및 그것을 이용한 패턴 형성용 조성물, 및 그 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorinated monomer, a fluorinated polymer, and a composition for forming a pattern using the same, and a method for forming a pattern thereof. In particular, a resist material used for lithography in semiconductor manufacturing, or an electronic circuit or the like with ink in the manufacturing of electronic devices, for example, on a glass or resin substrate by printing using a conductive ink. The present invention relates to a fluorinated polymer that can be used in printed electronics to form a patterned circuit using a conductive film ink, a fluorinated monomer as a precursor thereof, a composition for pattern formation using the same, and a pattern formation method thereof.

함불소 중합체는, 그 화학 구조 중에 불소 원자를 갖는 것에 의한 우수한 성질이 알려져 있다. 발수성, 내열성, 투명성, 저굴절률성 및 감광성 등을 갖는 함불소 중합체는, 반도체 제조에 있어서의 레지스트 재료, 및 프린티드 일렉트로닉스에 있어서의 패턴 형성 재료로서 사용된다.A fluorinated polymer is known for its excellent properties due to having a fluorine atom in its chemical structure. A fluorinated polymer having water repellency, heat resistance, transparency, low refractive index, photosensitivity, and the like is used as a resist material in semiconductor manufacturing and a pattern forming material in printed electronics.

반도체 제조에 있어서의 레지스트 재료에 사용하는 산 분해성기를 갖는 함불소 중합체는, 광산발생제를 추가하여 레지스트 막으로 하고, 광 조사에 의해서 광산발생제로부터 발생한 산에 의해 산 분해성기가 함불소 중합체로부터 해리됨으로써, 현상액에 가용(可溶) 또는 불용(不溶)의 성질이 변화되어, 레지스트 막에 패턴 형성이 가능하게 된다. 프린티드 일렉트로닉스에 있어서, 잉크를 튕기는 또는 튕기지 않는 패턴을 마련한 패턴 형성 막의 재료로서, 함불소 중합체는 이용된다.A fluorinated polymer having an acid-decomposable group used in a resist material in semiconductor manufacturing is made into a resist film by adding a photoacid generator, and acid-decomposable groups are dissociated from the fluorinated polymer by acid generated from the photoacid generator by light irradiation. As a result, the property of soluble or insoluble in the developer is changed, and pattern formation on the resist film becomes possible. In printed electronics, a fluorinated polymer is used as a material for a pattern forming film provided with a pattern that repels or does not repel ink.

포토리소그래피 및 프린티드 일렉트로닉스에 공통되게, 패턴 형성 재료로서 불소를 포함하는 산 분해성기를 갖는 함불소 중합체를 이용한 경우, 형성한 함불소 중합체 막은, 광 조사 전에는 높은 발수성을 나타내고, 광 조사 후에는 불소를 포함하는 산 분해성기가 해리됨으로써 조사부가 발수성으로부터 친수성으로 변화된다.In common with photolithography and printed electronics, when a fluorinated polymer having an acid-decomposable group containing fluorine is used as a pattern forming material, the formed fluorinated polymer film exhibits high water repellency before light irradiation, and fluorine after light irradiation. When the contained acid-decomposable group is dissociated, the irradiation part changes from water repellency to hydrophilicity.

프린티드 일렉트로닉스에 있어서, 패턴 형성 재료로 이루어지는 막에, 패턴을 형성한 마스크를 개재하여 광 조사하면, 마스크 패턴이 전사된 미조사의 발수부와 조사 후의 친수부로 이루어지는 친발(親撥) 패턴이 형성되고, 그 후, 잉크를 도포하였을 때, 발수부가 잉크를 튕김으로써, 잉크에 의한 패턴이 형성된다.In printed electronics, when a film made of a pattern forming material is irradiated with light through a patterned mask, a self-repelling pattern consisting of an unirradiated water-repellent portion to which the mask pattern is transferred and a hydrophilic portion after irradiation is formed. Then, when the ink is applied, the water-repellent portion repels the ink, thereby forming a pattern by the ink.

예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 친발 패턴을 부여하는 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성 재료로서 잉크의 젖음 확산, 스며듦을 억제하여 고정세(高精細)한 패턴을 형성하기 위한, 탄소수 6 이상의 장쇄(長鎖) 퍼플루오로알킬기를 갖는 수지가 개시되고, 이들 수지가 포함하는 퍼플루오로알킬기의 광 조사에 의한 해리에 의해, 잉크에 대한 친액(親液)부와 발액(撥液)부의 패턴이 형성되는 것이 기재된다.For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, as a pattern forming material for printed electronics that imparts a propellant pattern, the number of carbon atoms for forming a high-definition pattern by suppressing wet diffusion and permeation of ink. A resin having 6 or more long-chain perfluoroalkyl groups is disclosed, and by dissociation of the perfluoroalkyl groups contained in these resins by light irradiation, the lyophilic portion and liquid repellent to the ink. It is described that the pattern of the) part is formed.

그러나, 장쇄 퍼플루오로알킬기를 갖는 수지는, 연소 및 분해되기 어려워 환경에의 축적이 우려된다. 예를 들면, 퍼플루오로옥탄산은 미국 환경보호청으로부터 환경에의 축적이 지적되고 있어 사용의 삭감이 요구된다. 이와 같이, 탄소수 6 이상의 퍼플루오로알킬기를 갖는 불소 화합물은, 환경에의 축적의 관점에 있어서, 사용을 피하는 것이 바람직하다.However, the resin having a long-chain perfluoroalkyl group is difficult to burn and decompose, and there is a concern about accumulation in the environment. For example, perfluorooctanoic acid has been pointed out by the US Environmental Protection Agency to accumulate in the environment, and it is required to reduce its use. As described above, it is preferable to avoid the use of the fluorine compound having a perfluoroalkyl group having 6 or more carbon atoms from the viewpoint of accumulation in the environment.

또, 반도체 제조에 있어서의 레지스트 재료에 사용하는 산 분해성기를 갖는 중합체로서, 산해리부에 환상 아세탈 골격을 갖는 중합체가 알려져 있다. 산해리부에 환상 아세탈 골격을 갖는 중합체는 우수한 산해리성을 나타내는 것으로부터, 전자 재료 분야, 특히 감방사선 패터닝 조성물로서 개발되고 있다.Further, as a polymer having an acid-decomposable group used in a resist material in semiconductor manufacturing, a polymer having a cyclic acetal skeleton at the acid dissociation portion is known. Polymers having a cyclic acetal skeleton at the acid dissociation portion exhibit excellent acid dissociation properties, and are therefore being developed in the field of electronic materials, particularly as radiation-sensitive patterning compositions.

예를 들면, 특허문헌 3에는, 산해리성의 단량체로서, 메타크릴산 2-테트라히드로푸라닐 등의 불소를 포함하지 않는 환상 아세탈 단량체를 포함하는 중합체와, 광산발생제를 포함하는 감방사선 수지 조성물을 이용한 패턴 형성 방법에 대하여 개시되어 있다. 또, 특허문헌 4에는, 고감도 또한 고해상도이고, 현상시에 잔막률이 커지는 패턴 형성 재료로서, 불소를 포함하지 않는 환상 아세탈기를 갖는 단량체, 산 분해성기를 갖는 단량체, 가교성 기를 갖는 단량체를 공중합하여 이루어지는 중합체, 및 감방사선 산발생제를 포함하는 포지티브형 감광성 조성물이 개시되어 있다.For example, in Patent Document 3, as an acid-dissociable monomer, a radiation-sensitive resin composition containing a fluorine-free cyclic acetal monomer such as 2-tetrahydrofuranyl methacrylate, and a photoacid generator Disclosed is a pattern forming method used. In addition, in Patent Document 4, as a pattern forming material that has high sensitivity and high resolution and increases the residual film rate during development, a monomer having a cyclic acetal group not containing fluorine, a monomer having an acid decomposable group, and a monomer having a crosslinkable group are copolymerized. A positive photosensitive composition comprising a polymer and a radiation-sensitive acid generator is disclosed.

특허문헌 5에는, 환상 헤미아세탈 구조를 갖는 함불소 중합체 및 전구체로서의 함불소 단량체가 개시된다. 또, 특허문헌 6에는, 환상 헤미아세탈 구조를 갖는 함불소 단량체에 있어서 환상 헤미아세탈 구조를 치환기로 수식하여 치환기의 선택에 따라, 함불소 중합체로 하였을 때의 발수성, 지용성, 산 분해성을 조정 가능하다는 것이 개시되어 있다.Patent Document 5 discloses a fluorinated polymer having a cyclic hemiacetal structure and a fluorinated monomer as a precursor. In addition, Patent Document 6 states that in a fluorinated monomer having a cyclic hemiacetal structure, the cyclic hemiacetal structure is modified with a substituent, and the water repellency, oil solubility, and acid decomposition properties in the case of a fluorinated polymer can be adjusted according to the selection of the substituent. It is disclosed.

국제공개 WO2014/178279의 팜플렛Pamphlet of international publication WO2014/178279 일본 공개특허 특개2016-87602호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-87602 일본 공개특허 특개평4-26850호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 4-26850 일본 공개특허 특개2012-42837호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-42837 일본 공개특허 특개2006-152255호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-152255 일본 공개특허 특개2010-106138호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-106138

본 발명은 포토레지스트, 프린티드 일렉트로닉스에 있어서 광산발생제를 포함하는 막으로 하였을 때에, 제막 후 광 조사 전에는 발수성을 나타내고, 광 조사 후에는 광산발생제로부터 생긴 산의 작용에 의해 친수성으로 됨으로써, 광 조사 전의 물에 대한 접촉각이 높고, 광 조사 후의 접촉각이 낮고, 고감도 또한 고해상도의 패턴을 부여하는 패턴 형성용 조성물에 이용하는, 탄소수 4 이상의 퍼플루오로알킬기를 포함하지 않는 함불소 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 패턴 형성 재료로서의 상기 함불소 중합체를 포함하는 패턴 형성용 조성물, 및 패턴 형성용 조성물을 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 전구체로서 함불소 단량체 및 함불소 화합물, 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, when a film containing a photoacid generator is used in a photoresist and printed electronics, it exhibits water repellency after film formation and before light irradiation, and becomes hydrophilic by the action of an acid generated from the photoacid generator after light irradiation. It is an object to provide a fluorinated polymer that does not contain a perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms, which is used in a composition for pattern formation that has a high contact angle with water before irradiation, a low contact angle after light irradiation, and imparts a high-sensitivity and high-resolution pattern. It is done. Another object of the present invention is to provide a pattern forming composition containing the fluorinated polymer as a pattern forming material, and a pattern forming method using the pattern forming composition. In addition, it is an object of the present invention to provide a fluorinated monomer and a fluorinated compound, and a method for producing the same as a precursor.

본 명세서의 실시예에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, 특정 위치에 트리플루오로메틸기가 결합하는 함불소 환상 아세탈 골격을 갖는 산 분해성기를 갖는 하기의 반복 단위 (1)을 포함하는, 함불소 중합체(이하, 함불소 중합체 (1)이라고 부르는 경우가 있음)를 신규로 합성하였다. 이어서, 본 발명의 함불소 중합체 (1)이 포함되는 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 전개하여 제막하였다.As shown in the examples of the present specification, the present inventors have a fluorinated polymer comprising the following repeating unit (1) having an acid-decomposable group having a fluorinated cyclic acetal skeleton bonded to a trifluoromethyl group at a specific position ( Hereinafter, the fluorinated polymer (1) may be called) was newly synthesized. Next, the composition for pattern formation containing the fluorinated polymer (1) of the present invention was developed on a substrate to form a film.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020000657015-pct00001
Figure 112020000657015-pct00001

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 알킬기이다. R2∼R5는 수소 원자, 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 알킬기이다. X는 단결합 또는 2가의 기이다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, R은, 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(Wherein, 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. X is a single bond or a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Y is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

이어서, 본 발명의 함불소 중합체 (1)과, 이하에 나타내는 특허문헌 6에 기재된 반복 단위 (A)를 포함하는 함불소 중합체, 특허문헌 3에 기재된 반복 단위 (B)를 포함하는 함불소 중합체, 또는 범용의 레지스트 재료로서 알려진 반복 단위 (C)를 포함하는 함불소 중합체에 광산발생제 및 용제 등을 추가하여 각각의 패턴 형성용 조성물을 조제한 후, 기판 상에 전개하여 제막하여 가열 큐어링하였다.Next, the fluorinated polymer (1) of the present invention, a fluorinated polymer containing the repeating unit (A) described in Patent Document 6 shown below, a fluorinated polymer containing the repeating unit (B) described in Patent Document 3, Alternatively, a photoacid generator, a solvent, etc. were added to a fluorinated polymer containing a repeating unit (C) known as a general-purpose resist material to prepare a composition for pattern formation, followed by spreading and forming a film on a substrate, followed by heat curing.

그러면, 함불소 중합체 (1)을 포함하는 막은, 함불소 중합체 (A) 및 함불소 중합체 (B)를 포함하는 막과 비교하여, 물에 대하여 10° 정도 높은 접촉각을 나타냈다(실시예의 [표 3]의 실시예 1∼7, 비교예 1∼2 참조). 또, 레지스트 감도를 측정한 바, 함불소 중합체 (1)을 포함하는 레지스트 막은, 반복 단위 (A)를 포함하는 함불소 중합체를 포함하는 레지스트 막, 또는 반복 단위 (B)를 포함하는 레지스트 막에 비하여, 높은 감도를 나타냈다. 함불소 중합체 (1)을 포함하는 레지스트 막은, 반복 단위 (A)를 갖는 공중합체, 반복 단위 (B)를 갖는 공중합체 및 반복 단위 (C)를 갖는 공중합체를 포함하는 레지스트 막에 비하여, 높은 감도를 나타냈다(실시예의 [표 4]의 레지스트 1∼3, 비교 레지스트 1∼3 참조). 함불소 중합체 (1)을 포함하는 레지스트 막이, 반복 단위 (A)를 갖는 함불소 중합체를 포함하는 레지스트 막에 비하여 높은 감도를 나타냈기 때문에, 반복 단위 (A)를 갖는 함불소 중합체에 비교하여 함불소 중합체 (A)에 대하여, 본 발명의 함불소 중합체 (1)의 함불소 환상 아세탈 구조의 산 분해성이 높다는 것이 추측된다.Then, the film containing the fluorinated polymer (1) exhibited a contact angle of about 10° higher with respect to water compared to the film containing the fluorinated polymer (A) and the fluorinated polymer (B) (Table 3 of Examples ], Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 2). In addition, when the resist sensitivity was measured, the resist film containing the fluorinated polymer (1) was added to the resist film containing the fluorinated polymer containing the repeating unit (A) or the resist film containing the repeating unit (B). In comparison, it showed high sensitivity. The resist film containing the fluorinated polymer (1) is higher than that of the resist film containing the copolymer having the repeating unit (A), the copolymer having the repeating unit (B), and the copolymer having the repeating unit (C). The sensitivity was shown (refer to resists 1 to 3 and comparative resists 1 to 3 in [Table 4] in Examples). Since the resist film containing the fluorinated polymer (1) exhibited higher sensitivity than the resist film containing the fluorinated polymer having the repeating unit (A), compared to the fluorinated polymer having the repeating unit (A). With respect to the fluoropolymer (A), it is estimated that the acid decomposition property of the fluorinated cyclic acetal structure of the fluorinated polymer (1) of the present invention is high.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020000657015-pct00002
Figure 112020000657015-pct00002

이어서, 30 ㎚의 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하고, 각 막에, 마스크를 개재하여 자외광을 조사한 바, 본 발명의 함불소 중합체 (1)에 속하는 함불소 중합체를 포함하는 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 레지스트 패턴은, 본 발명의 범주에 없는 기타의 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 레지스트 패턴에 대하여, 감도가 높고 고해상도임을 알 수 있었다.(실시예의 [표 4]의 레지스트 1∼3, 비교 레지스트 1∼3 참조)Subsequently, a photomask having a 30 nm line and space pattern was prepared, and each film was irradiated with ultraviolet light through a mask. As a result, a pattern containing a fluorinated polymer belonging to the fluorinated polymer (1) of the present invention It was found that the resist pattern composed of the forming composition has high sensitivity and high resolution compared to resist patterns composed of other pattern forming compositions not within the scope of the present invention. Refer to comparative resist 1 to 3)

이와 같이 하여, 본 발명자는, 리소그래피, 프린티드 일렉트로닉스에 있어서 광산발생제를 포함하는 막으로 하였을 때에, 제막 후 광 조사 전에는 높은 발수성을 나타내고, 광 조사 후에는 광산발생제로부터 생긴 산의 작용에 의해 친수성으로 됨으로써, 광 조사 전의 물에 대한 접촉각이 높고, 광 조사 후의 접촉각이 낮고, 고감도이고 고정밀도인 패턴을 부여하는 패턴 형성용 조성물에 이용하는, 탄소수 4 이상의 퍼플루오로알킬기를 포함하지 않는 함불소 중합체를 얻었다는 것을 확인하였다.In this way, the inventors of the present invention show high water repellency after film formation and before light irradiation after film formation when a film containing a photoacid generator in lithography and printed electronics, and after light irradiation due to the action of the acid generated from the photoacid generator. By being hydrophilic, the contact angle with water before light irradiation is high, the contact angle after light irradiation is low, and fluorine-containing, which does not contain a perfluoroalkyl group having 4 or more carbon atoms, used in a pattern forming composition that gives a highly sensitive and highly accurate pattern. It was confirmed that a polymer was obtained.

즉, 본 발명은 이하의 발명 1∼16을 포함한다.That is, the present invention includes the following inventions 1 to 16.

[발명 1][Invention 1]

식 (1)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는, 함불소 중합체.A fluorinated polymer containing a repeating unit represented by formula (1).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112020000657015-pct00003
Figure 112020000657015-pct00003

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms contained in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[발명 2][Invention 2]

상기 식 (1) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 발명 1의 함불소 중합체.The fluorinated polymer of Invention 1, wherein R 2 , R 4 , and R 5 in the above formula (1) are hydrogen atoms.

[발명 3][Invention 3]

또한, 상기 식 (1) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 발명 2의 함불소 중합체.Further, the fluorinated polymer of Invention 2, wherein Y in the formula (1) is a trifluoromethyl group.

[발명 4][Invention 4]

발명 1∼3의 함불소 중합체와, 산발생제, 염기성 화합물 및 용제를 포함하는, 레지스트 패턴 형성용 조성물.A composition for forming a resist pattern, comprising the fluorinated polymer of the inventions 1 to 3, an acid generator, a basic compound, and a solvent.

[발명 5][Invention 5]

발명 4의 레지스트 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과,A film forming step of forming a film by applying the composition for forming a resist pattern of the invention 4 on a substrate,

포토마스크를 개재하여 파장 300 ㎚ 이하의 전자파 또는 고에너지선을 조사 노광하고, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하는 노광 공정과,An exposure step of irradiating exposure with electromagnetic waves or high energy rays having a wavelength of 300 nm or less through a photomask, and transferring the pattern of the photomask to the film;

현상액을 이용하여 막을 현상하여 패턴을 얻는 현상 공정을 포함하는, 레지스트 패턴의 형성 방법.A method of forming a resist pattern, comprising a developing step of obtaining a pattern by developing a film using a developer.

[발명 6][Invention 6]

발명 1∼3의 함불소 중합체와, 산발생제와 용제를 포함하는, 잉크 패턴 형성용 조성물.A composition for forming an ink pattern, comprising the fluorinated polymer of the inventions 1 to 3, an acid generator and a solvent.

[발명 7][Invention 7]

발명 6의 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과,A film forming step of forming a film by applying the composition for forming an ink pattern of the invention 6 on a substrate,

포토마스크를 개재하여 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을, 막에 조사 노광하여, 마스크의 패턴을 막에 전사하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 노광 공정과,An exposure step of irradiating the film with light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less through a photomask to transfer the pattern of the mask to the film to obtain a pattern forming film having a liquid-repellent portion and a lyophilic portion;

얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하는 패턴 형성 공정을 포함하는, 잉크 패턴의 형성 방법.A method for forming an ink pattern, comprising a pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.

[발명 8][Invention 8]

발명 6의 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 얻어진 도막을 가열(프리 베이크)하는 공정인 제막 공정과,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 the invention 6 on a substrate,

이어서, 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을 묘화 장치에 의해 막에 주사 노광하여, 패턴을 막에 묘화하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻고, 얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하는 패턴 형성 공정을 포함하는, 잉크 패턴 형성 방법.Subsequently, a pattern in which light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less is scanned and exposed to the film with a drawing device to draw a pattern on the film to obtain a pattern forming film having a liquid-repellent portion and a lyophilic portion, and apply ink to the obtained pattern-forming film. A method of forming an ink pattern, including a forming process.

[발명 9][Invention 9]

식 (4)로 나타내어지는 함불소 단량체.Fluorinated monomer represented by formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112020000657015-pct00004
Figure 112020000657015-pct00004

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms contained in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[발명 10][Invention 10]

상기 식 (4) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 발명 9의 함불소 단량체.The fluorinated monomer of Invention 9, wherein R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (4) are hydrogen atoms.

[발명 11][Invention 11]

또한, 상기 식 (4) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 발명 10의 함불소 단량체.Further, the fluorinated monomer of Invention 10, wherein Y in the formula (4) is a trifluoromethyl group.

[발명 12][Invention 12]

하기의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르를 환화(環化)시키고, 식 (7)로 나타내어지는 환상 헤미아세탈 화합물을 얻는 공정을 포함하는, 발명 9의 식 (4)로 나타내어지는 함불소 단량체의 제조 방법.Cyclic hemiacetal compound represented by formula (7) by cyclizing a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by formula (11) A method for producing a fluorinated monomer represented by Formula (4) of Invention 9, including the step of obtaining.

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112020000657015-pct00005
Figure 112020000657015-pct00005

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is hydrogen An atom or a C 1-20 linear, C 3-20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds And may contain a carbonyl bond.)

[발명 13][Invention 13]

식 (7)로 나타내어지는 함불소 환상 헤미아세탈.Fluorinated cyclic hemiacetal represented by formula (7).

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112020000657015-pct00006
Figure 112020000657015-pct00006

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[발명 14][Invention 14]

상기 식 (7) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 발명 13의 함불소 환상 헤미아세탈.The fluorinated cyclic hemiacetal of the invention 13, wherein R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (7) are hydrogen atoms.

[발명 15][Invention 15]

또한, 상기 식 (7) 중의, Y가 트리플루오로메틸기인, 발명 14의 함불소 환상 헤미아세탈.Further, in the above formula (7), Y is a trifluoromethyl group, the fluorinated cyclic hemiacetal of the invention 14.

[발명 16][Invention 16]

하기의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르를 환화시키고, 발명 13∼15의 식 (7)로 나타내어지는 함불소 환상 헤미아세탈을 얻는, 함불소 환상 헤미아세탈의 제조 방법.The hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or the hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) is cyclized, and the fluorinated ring represented by the formula (7) of the inventions 13 to 15 A method for producing fluorinated cyclic hemiacetal to obtain hemiacetal.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112020000657015-pct00007
Figure 112020000657015-pct00007

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a C1-C3 fluorinated alkyl group, Z is a hydrogen atom or a C1-C20 linear, C3-C20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z are It may be substituted with a halogen atom, and may contain an ether bond, a siloxane bond, a thioether bond, and a carbonyl bond.)

본 발명에 의해, 포토레지스트, 프린티드 일렉트로닉스에 있어서 광산발생제를 포함하는 막으로 하였을 때에, 제막 후 광 조사 전에는 막이 발수성을 나타내고, 광 조사 후에는 광산발생제로부터 생긴 산의 작용에 의해 불소를 포함하는 산 분해성기가 해리되어 막이 친수성으로 됨으로써, 광 조사 전의 물에 대한 접촉각이 높고, 광 조사 후의 접촉각이 낮고, 고감도 또한 고해상도의 패턴을 부여하는 패턴 형성용 조성물에 이용하는, 탄소수 4 이상의 퍼플루오로알킬기를 포함하지 않는 함불소 중합체가 얻어졌다. 또, 패턴 형성 재료로서의 상기 함불소 중합체를 포함하는 패턴 형성용 조성물, 및 패턴 형성용 조성물을 이용한 패턴 형성 방법이 얻어졌다. 또한, 그 전구체로서 함불소 단량체 및 함불소 화합물, 그 제조 방법이 얻어졌다.According to the present invention, when a film containing a photoacid generator is formed in a photoresist and printed electronics, the film exhibits water repellency after film formation and before light irradiation, and after light irradiation, fluorine is removed by the action of the acid generated from the photoacid generator. Since the acid-decomposable group contained is dissociated and the film becomes hydrophilic, the contact angle with water before light irradiation is high, the contact angle after light irradiation is low, and a perfluorocarbon number of 4 or more is used for a pattern forming composition that gives a high-sensitivity and high-resolution pattern. A fluorinated polymer containing no alkyl group was obtained. Further, a pattern formation composition containing the fluorinated polymer as a pattern formation material, and a pattern formation method using the pattern formation composition were obtained. Further, as the precursors, a fluorinated monomer and a fluorinated compound, and a method for producing the same were obtained.

본 발명의 함불소 환상 아세탈 골격을 갖는 중합체는, 탄소수 1∼3의 퍼플루오로알킬기를 포함하고, 탄소수 4 이상의 퍼플루오로알킬기를 포함하지 않으므로, 환경에 축적될 우려가 없다.Since the polymer having a fluorinated 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 fear of accumulating in the environment.

이하에, 본 발명의 실시의 최량의 형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 당업자의 통상의 지식에 기초하여, 이하의 실시 형태에 대하여 적절히 변경, 개량 등이 가해진 것도 본 발명의 범위에 들어간다는 것이 이해되어야 한다.Hereinafter, the best mode of implementation of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments, and within the scope not departing from the spirit of the present invention, based on the ordinary knowledge of those skilled in the art, the following It should be understood that appropriate changes, improvements, and the like are included in the scope of the present invention.

1. 함불소 중합체1. Fluorinated polymer

[함불소 중합체 (1)][Fluorinated polymer (1)]

본 발명의 함불소 중합체는, 식 (1)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 중합체이다. 이하에서, 함불소 중합체 (1)이라고 부르는 경우가 있다.The fluorinated polymer 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 called a fluorinated polymer (1).

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112020000657015-pct00008
Figure 112020000657015-pct00008

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 알킬기이다. R2∼R5는 수소 원자 또는 탄소수 1∼10의 알킬기이다. X는 단결합 또는 2가의 기이다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)(R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(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 fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a carboxylic acid ester group (-COOR) (R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

식 (1) 중의 R1, R2, R3, R4, R5, X, Y에 대하여 설명한다. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , X and Y in Formula (1) will be described.

[R1][R 1 ]

식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다.In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less hydrogen atoms are fluorine atoms. And may be substituted.

R1은 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로에틸기, 트리플루오로프로필기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필기(-C(CF3)2H), 헵타플루오로이소프로필기를 예시할 수 있다. 중합의 용이함으로부터, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 메틸기인 것이 바람직하다.R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, a trifluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro A loisopropyl group (-C(CF 3 ) 2 H) and a heptafluoroisopropyl group can be illustrated. From the ease of polymerization, R 1 is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or a methyl group.

[R2∼R5][R 2 ∼R 5 ]

R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다.R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less may be substituted with a fluorine atom. .

R2∼R5는, 합성의 용이함으로부터, 전자흡인성의 치환기보다 공여성의 알킬기가 바람직하고, 입체장해가 없는 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하다.R 2 to R 5 are preferably a donor alkyl group than an electron-withdrawing substituent, and a hydrogen atom or a methyl group without steric hindrance is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.

[X][X]

X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms included in the divalent group may be substituted with a fluorine atom.

X는 탄소수 2∼10의 2가의 기인 것이 바람직하고, 메틸렌기, 탄소수 2∼10의 알킬렌기, 탄소수 2∼10 알케닐렌기, 탄소수 6∼10의 2가의 아릴기, 또는 탄소수 4∼10의 2가의 지환식 탄화수소기를 들 수 있다. 알킬렌기 또는 알케닐렌기는 에테르 결합(-O-), 카르보닐기(-(C=O-), 카르복실기(-(C=O)O-, 또는 -O(C=O)-)를 포함하고 있어도 된다. 2가의 기가 장쇄로 되면 발액성이 저하되는 것으로부터, 바람직하게는 단결합, 옥시에틸렌기(-O-CH2-CH2-) 또는 옥시아세틸기(-O-CH2-CO-)이다.X is preferably a C2-C10 divalent group, a methylene group, a C2-C10 alkylene group, a C2-C10 alkenylene group, a C6-C10 divalent aryl group, or a C4-C10 2 And a valent alicyclic hydrocarbon group. The alkylene group or alkenylene group may contain an ether bond (-O-), a carbonyl group (-(C=O-), a carboxyl group (-(C=O)O-, or -O(C=O)-)) Since the liquid repellency decreases when the divalent group becomes long chain, it is preferably a single bond, an oxyethylene group (-O-CH 2 -CH 2 -) or an oxyacetyl group (-O-CH 2 -CO-). .

[Y][Y]

Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 탄소수 1∼3의 카르본산 에스테르기(-COOR)(R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기)이다. 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.Y is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a carboxylic acid ester group having 1 to 3 carbon atoms (-COOR) (R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). 7 or less hydrogen atoms contained in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom.

Y는 트리플루오로메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기, 트리플루오로프로필기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필기, 또는 헵타플루오로이소프로필기를 예시할 수 있다. 합성의 용이함으로부터, 바람직하게는 트리플루오로메틸기, 트리플루오로에틸기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필기가 바람직하다.Y is a trifluoromethyl group, trifluoroethyl group, pentafluoroethyl group, trifluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl group, or heptafluoroisopropyl group can do. From the ease of synthesis, a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, and a 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl group are preferable.

또, 본 발명의 함불소 중합체 (1)에 있어서, 상기에 나타낸 치환기의 종류, 조합에 따라서는, 분자 내에 부제(不齊) 탄소 원자를 갖는 경우가 있고, 에난티오머(거울상 이성체), 다이아스테레오머(2개 이상의 부제 탄소 원자를 갖는 이성체로서, 거울상 관계로는 되지 않는 입체이성체)가 존재할 수 있다. 그러나, 식 (1)은, 이들 입체이성체의 전부를 대표하여 나타낸다. 또한, 입체이성체는 단독으로 이용해도 되고 혼합물로 이용해도 된다.In addition, in the fluorinated polymer (1) of the present invention, depending on the kind and combination of the substituents shown above, there may be cases where an asymmetric carbon atom is contained in the molecule, and enantiomers (enantiomers), dia. Stereomers (isomers having two or more subtitle carbon atoms, which are not enantiomers) may exist. However, Formula (1) represents and represents all of these stereoisomers. In addition, stereoisomers may be used alone or as a mixture.

[함불소 중합체 (2)][Fluorinated polymer (2)]

본 발명의 함불소 중합체 (1)은, 상기 식 (1) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 이하의 반복 단위 (2)를 포함하는 함불소 중합체인 것이 바람직하다. 함불소 중합체 (1)을 패턴 형성용 조성물로 하여 기판 상에 제막할 때, 용제에의 용해성을 위하여, 상기 식 (1) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인 것이 바람직하고, 본 발명에 이용하는 데에 바람직하게는, 식 (2)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 중합체인 것이 바람직하다. 이하에서, 함불소 중합체 (2)라고 부르는 경우가 있다.It is preferable that the fluorinated polymer (1) of the present invention is a fluorinated polymer containing the following repeating units (2) in which R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms. When forming a film on a substrate using the fluorinated polymer (1) as a pattern forming composition, for solubility in a solvent, it is preferable that R 2 , R 4 , and R 5 in the above formula (1) be a hydrogen atom. For use in the invention, preferably, it is a polymer having a fluorinated cyclic acetal structure containing a repeating unit represented by formula (2). Hereinafter, it may be called a fluorinated polymer (2).

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112020000657015-pct00009
Figure 112020000657015-pct00009

(식 중의 R1, R3, X, Y는 식 (1)과 동의(同義)이다.)(In the formula, R 1 , R 3 , X, and Y are synonymous with formula (1).)

[함불소 중합체 (3)][Fluorinated Polymer (3)]

본 발명의 함불소 중합체 (1)은, 또한, 상기 식 (1) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 이하의 반복 단위 (3)을 포함하는 함불소 중합체 (3)인 것이 바람직하다. 또한, 용제에의 용해성을 위하여, 상기 식 (1) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인 것이 바람직하고, 식 (3)으로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 중합체인 것이 바람직하다. 이하에서, 함불소 중합체 (3)이라고 부르는 경우가 있다.It is preferable that the fluorinated polymer (1) of the present invention is a fluorinated polymer (3) containing the following repeating units (3) in which Y in the formula (1) is a trifluoromethyl group. In addition, for solubility in a solvent, it is preferable that Y in the above formula (1) is a trifluoromethyl group, and it is preferably a polymer having a fluorinated cyclic acetal structure including a repeating unit represented by formula (3). Do. Hereinafter, it may be called a fluorinated polymer (3).

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112020000657015-pct00010
Figure 112020000657015-pct00010

(식 중의 R1, R3, X는 식 (1)과 동의이다.)(In the formula, R 1 , R 3 , and X have the same meaning as formula (1).)

1-1. 함불소 중합체 (1)의 산에 의한 분해1-1. Decomposition of Fluorinated Polymer (1) by Acid

환상 아세탈 구조는, 일반적인 아세탈과 마찬가지로 산발생제로부터의 산에 의해 분해되는 것이 알려져 있다. 본 발명의 함불소 중합체 (1)의 함불소 환상 아세탈 구조도 마찬가지로, 이하에 나타내는 반응이 진행된다고 추측된다.It is known that the cyclic acetal structure is decomposed by an acid from an acid generator similarly to a general acetal. The fluorinated cyclic acetal structure of the fluorinated polymer (1) of the present invention is also inferred that the reaction shown below proceeds in the same manner.

산에 의한 반응은 이하의 식에 나타내는, 함불소 중합체 (1)로부터, 산 분해성기 (1B)가 해리되어 식 (1A)로 나타내어지는 반복 단위가 남거나, 또는 함불소 환상 아세탈 구조의 개환(開環)에 의해, 식 (1C)로 나타내어지는 반복 단위가 생성되는 2개의 반응 경로가 있다고 추측되고, 발수성의 함불소 중합체 (1)로부터, 친수성의 식 (1A)로 나타내어지는 반복 단위 또는 식 (1C)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체가 생성됨으로써, 잉크의 막에 대한 접촉각은 저하되고, 잉크에 의한 패턴 형성의 기능이 발현된다고 추측된다.In the reaction with an acid, the acid-decomposable group (1B) is dissociated from the fluorinated polymer (1) represented by the following formula, leaving a repeating unit represented by formula (1A), or the ring opening of a fluorinated cyclic acetal structure.環), it is estimated that there are two reaction pathways in which the repeating unit represented by formula (1C) is generated, and from the water-repellent fluorinated polymer (1), the repeating unit represented by the hydrophilic formula (1A) or the formula ( It is presumed that by generating the fluorinated polymer containing the repeating unit represented by 1C), the contact angle of the ink to the film decreases, and the function of pattern formation by the ink is expressed.

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112020000657015-pct00011
Figure 112020000657015-pct00011

1-2. 기타의 반복 단위를 부여하는 단량체1-2. Monomers that impart other repeating units

본 발명의 함불소 중합체 (1)에 있어서, 반복 단위 (1) 이외의 기타의 반복 단위를 포함하고 있어도 된다. 반복 단위 (1) 이외의 기타의 반복 단위는, 함불소 중합체 (1)을 성분으로 하는 패턴 형성용 조성물을 막으로 할 때의 함불소 중합체 (1)의 용제용해성, 또는 막으로 하였을 때의 막의 단단함 등을 조정할 목적으로 함불소 중합체 (1)의 구조 중에 추가하는 것이다.In the fluorinated polymer (1) of the present invention, other repeating units other than the repeating unit (1) may be included. Other repeating units other than the repeating unit (1) are the solvent solubility of the fluorinated polymer (1) when the composition for pattern formation containing the fluorinated polymer (1) as a component is used as a film, or It is added in the structure of the fluorinated polymer (1) for the purpose of adjusting the hardness and the like.

반복 단위 (1)과 기타의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체 (1)은, 반복 단위 (1)을 부여하는 함불소 단량체 (4)와 기타의 반복 단위를 부여하는 단량체를 공중합시킴으로써 얻어진다.The fluorinated polymer (1) containing the repeating unit (1) and other repeating units is obtained by copolymerizing a fluorinated monomer (4) giving the repeating unit (1) and a monomer giving another repeating unit.

기타의 반복 단위를 부여하는 단량체는 중합성 불포화 결합을 갖고, 반복 단위 (1)을 부여하는 함불소 단량체 (4)와 공중합 가능하면 되고, 기타의 반복 단위를 부여하는 단량체로서는, 밀착성 기를 부여하는 단량체, 아크릴산 에스테르류, 함불소 아크릴산 에스테르류, 메타크릴산 에스테르류, 함불소 메타크릴산 에스테르류, 헥사플루오로이소프로판올기(-C(CF3)2OH, 이하에서 HFIP기라고 부르는 경우가 있음)를 갖는 단량체, 스티렌류, 함불소 스티렌류, 비닐에테르류, 알릴에테르류, 함불소 비닐에테르류, 함불소 알릴에테르류, 올레핀류, 함불소 올레핀류, 노르보르넨류, 함불소 노르보르넨류, 또는, 기타의 중합성 불포화 결합을 갖는 단량체 등을 들 수 있다.The monomer giving other repeating units should just have a polymerizable unsaturated bond and can be copolymerized with the fluorinated monomer (4) giving the repeating unit (1), and as a monomer giving other repeating units, it gives an adhesive group. Monomers, acrylic acid esters, fluorinated acrylic acid esters, methacrylic acid esters, fluorinated methacrylic acid esters, hexafluoroisopropanol group (-C(CF 3 ) 2 OH, hereinafter sometimes referred to as HFIP group) ), styrenes, fluorinated styrenes, vinyl ethers, allyl ethers, fluorinated vinyl ethers, fluorinated allyl ethers, olefins, fluorinated olefins, norbornene, fluorinated norbornene , Or other monomers having a polymerizable unsaturated bond.

[밀착 기를 갖는 단량체][Monomer having adhesion group]

함불소 중합체 (1)을 레지스트 성분으로 할 때, 화학 구조 중에 밀착성 기를 도입함으로써, 리소그래피에 있어서 기판과의 바람직한 밀착성을 얻을 수 있다. 밀착성 기로서는, 락톤 구조를 포함하는 기를 들 수 있다.When using the fluorinated polymer (1) as a resist component, by introducing an adhesive group into the chemical structure, preferable adhesion to the substrate in lithography can be obtained. As an adhesive group, a group containing a lactone structure is mentioned.

본 발명의 함불소 중합체 (1)에 밀착성 기를 도입하는 경우는, 함불소 단량체 (4)와 공중합 가능한 단환식 또는 다환식의 락톤 구조를 갖는 기를 포함하는 단량체를 사용할 수 있다.When introducing an adhesive group into the fluorinated polymer (1) of the present invention, a monomer containing a group having a monocyclic or polycyclic lactone structure copolymerizable with the fluorinated monomer (4) can be used.

단환식의 락톤 구조로서는, γ-부티로락톤 또는 메발로닉락톤으로부터 수소 원자 1개를 제거하여 결합손으로 한 기, 다환식의 락톤 구조로서는 노르보르난락톤으로부터 수소 원자 1개를 제거하여 결합손으로 한 기를 예시할 수 있다. 락톤 구조를 포함하는, 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 공중합함으로써, 락톤 구조를 본 발명의 함불소 중합체 (1)에 도입한다. 이렇게 함으로써, 함불소 중합체 (1)을 레지스트 성분으로 하여 리소그래피에 이용할 때, 기판과의 밀착성을 향상시킬 뿐만 아니라, 현상액과의 친화성을 높이는 것이 기대된다.The monocyclic lactone structure is a group obtained by removing one hydrogen atom from γ-butyrolactone or mevalonic lactone to form a bond, and as a polycyclic lactone structure, one hydrogen atom is removed from norbornanlactone and bonded. One can be illustrated by hand. A lactone structure is introduced into the fluorinated polymer (1) of the present invention by copolymerizing an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester containing a lactone structure. By doing so, when using the fluorinated polymer (1) as a resist component for lithography, it is expected that not only the adhesion to the substrate will be improved, but also the affinity to the developer will be improved.

레지스트 막으로 하였을 때에 기판과의 밀착성을 부여하는 반복 단위로서, 이하의 반복 단위를 예시할 수 있다.The following repeating units can be exemplified as a repeating unit that imparts adhesion to a substrate when a resist film is formed.

[화학식 12][Formula 12]

Figure 112020000657015-pct00012
Figure 112020000657015-pct00012

입수의 용이함으로부터, 특히 바람직하게는 5-메타크릴로일옥시-2,6-노르보르난카르보락톤(이하, MNLA라고 부르는 경우가 있음)이다. 위 그림 중에 MNLA로 나타낸다.From the ease of availability, it is particularly preferably 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone (hereinafter sometimes referred to as MNLA). In the figure above, it is represented by MNLA.

[아크릴산 에스테르류][Acrylic acid esters]

아크릴산 에스테르류로서는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필아크릴레이트, 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 테트라메틸렌글리콜기를 갖는 아크릴레이트, 또는 불포화 아미드로서의 아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드 또는 디아세톤아크릴아미드, 또는 tert-부틸아크릴레이트, 3-옥소시클로헥실아크릴레이트, 아다만틸아크릴레이트, 메틸아다만틸아크릴레이트, 에틸아다만틸아크릴레이트, 히드록시아다만틸아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트 또는 트리시클로데카닐아크릴레이트, 또는 락톤환 또는 노르보르넨환 등의 환 구조를 갖는 아크릴레이트, 또는 α 위치에 시아노기를 갖는 이들 아크릴산 에스테르를 예시할 수 있다.As acrylic esters, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl Acrylamide, N-methylol as an acrylate, lauryl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate or 2-hydroxypropyl acrylate, or an acrylate having an ethylene glycol, propylene glycol or tetramethylene glycol group, or an unsaturated amide Acrylamide or diacetoneacrylamide, or tert-butyl acrylate, 3-oxocyclohexyl acrylate, adamantyl acrylate, methyl adamantyl acrylate, ethyl adamantyl acrylate, hydroxyadamantyl acrylate , Cyclohexyl acrylate or tricyclodecanyl acrylate, or an acrylate having a ring structure such as a lactone ring or a norbornene ring, or these acrylic esters having a cyano group at the α-position.

[함불소 아크릴산 에스테르류][Fluorinated acrylic acid esters]

함불소 아크릴산 에스테르류로서는, 함불소 유기기를 아크릴 부위의 α 위치에 갖거나, 또는 에스테르 부위에 갖는 함불소 아크릴산 에스테르를 들 수 있다. α 위치와 에스테르 부위 모두 함불소 유기기를 갖고 있어도 되고, α 위치에 시아노기를 갖고 에스테르 부위에 함불소 알킬기를 갖고 있어도 된다.Examples of the fluorinated acrylic acid esters include fluorinated acrylic acid esters having a fluorinated organic group at the α-position of the acrylic moiety or the ester moiety. Both the α-position and the ester moiety may have a fluorinated organic group, or may have a cyano group in the α-position and a fluorinated alkyl group in the ester moiety.

함불소 아크릴산 에스테르류가 α 위치에 갖는 함불소 유기기로서는, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로에틸기 또는 노나플루오로-n-부틸기를 예시할 수 있다.Examples of the fluorinated organic group that the fluorinated acrylic acid esters have at the α-position include a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, or a nonafluoro-n-butyl group.

함불소 아크릴산 에스테르류의 에스테르 부위에 있어서의 함불소 유기기로서는, 퍼플루오로 또는 수소 원자를 포함하는 함불소 알킬기, 또는 환상 구조의 수소 원자를 불소 원자, 트리플루오로메틸기, HFIP기에 의해 치환한 함불소 벤젠환, 함불소 시클로펜탄환, 함불소 시클로헥산환 또는 함불소 시클로헵탄환을 포함하는 기를 예시할 수 있다.As the fluorinated organic group in the ester moiety of fluorinated acrylic acid esters, a perfluoro or a fluorinated alkyl group containing a hydrogen atom, or a cyclic hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, a trifluoromethyl group, or an HFIP group. A group including a fluorinated benzene ring, a fluorinated cyclopentane ring, a fluorinated cyclohexane ring, or a fluorinated cycloheptane ring can be illustrated.

함불소 아크릴산 에스테르류로서는 2,2,2-트리플루오로에틸아크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필아크릴레이트, 헵타플루오로이소프로필아크릴레이트, 1,1-디히드로헵타플루오로-n-부틸아크릴레이트, 1,1,5-트리히드로옥타플루오로-n-펜틸아크릴레이트, 1,1,2,2-테트라히드로트리데카플루오로-n-옥틸아크릴레이트, 1,1,2,2-테트라히드로헵타데카플루오로-n-데실아크릴레이트, 6-[3,3,3-트리플루오로-2-히드록시 2-(트리플루오로메틸)프로필]비시클로[2.2.1]헵틸-2-일아크릴레이트, 6-[3,3,3-트리플루오로-2-히드록시 2-(트리플루오로메틸)프로필]비시클로[2.2.1]헵틸-2-일 2-(트리플루오로메틸)아크릴레이트, 1,4-비스(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-히드록시이소프로필)시클로헥실아크릴레이트, 또는 1,4-비스(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-히드록시이소프로필)시클로헥실-2-트리플루오로메틸아크릴레이트를 예시할 수 있다.As fluorinated acrylic acid esters, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroiso Propylacrylate, heptafluoroisopropylacrylate, 1,1-dihydroheptafluoro-n-butylacrylate, 1,1,5-trihydrooctafluoro-n-pentylacrylate, 1,1, 2,2-tetrahydrotridecafluoro-n-octylacrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluoro-n-decylacrylate, 6-[3,3,3-trifluoro -2-hydroxy 2-(trifluoromethyl)propyl]bicyclo[2.2.1]heptyl-2-ylacrylate, 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 Rho-2-hydroxyisopropyl)cyclohexylacrylate, or 1,4-bis(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl)cyclohexyl-2-tri Fluoromethyl acrylate can be illustrated.

[메타크릴산 에스테르류][Methacrylic acid esters]

메타크릴산 에스테르류로서는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 테트라메틸렌글리콜 기를 갖는 메타크릴레이트, 또는 불포화 아미드로서의 메타크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드 또는 디아세톤아크릴아미드, 또는 tert-부틸메타크릴레이트, 3-옥소시클로헥실메타크릴레이트, 아다만틸메타크릴레이트, 메틸아다만틸메타크릴레이트, 에틸아다만틸메타크릴레이트, 히드록시아다만틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트 또는 트리시클로데카닐메타크릴레이트, 또는 락톤환 또는 노르보르넨환 등의 환 구조를 갖는 메타크릴레이트를 예시할 수 있다.As methacrylic acid esters, 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-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, or having an ethylene glycol, propylene glycol or tetramethylene glycol group Methacrylate, or methacrylamide as unsaturated amide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide or diacetoneacrylamide, or tert-butylmethacrylate, 3-oxocyclohexylmethacrylate, a Damantyl methacrylate, methyladamantyl methacrylate, ethyladamantyl methacrylate, hydroxyadamantyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate or tricyclodecanyl methacrylate, or lactone ring or nor A methacrylate having a ring structure, such as a bornene ring, can be illustrated.

[함불소 메타크릴산 에스테르류][Fluorinated methacrylic acid esters]

함불소 메타크릴산 에스테르류로서는, 함불소 유기기를 에스테르 부위에 갖는 함불소 메타크릴산 에스테르류를 들 수 있다.Examples of the fluorinated methacrylic acid esters include fluorinated methacrylic acid esters having a fluorinated organic group at the ester site.

이와 같은 함불소 유기기로서는, 퍼플루오로플루오로 또는 수소 원자를 포함하는 함불소 알킬기, 또는 환상 구조의 수소 원자를 불소 원자, 트리플루오로메틸기, HFIP기 등에 의해 치환한 함불소 벤젠환, 함불소 시클로펜탄환, 함불소 시클로헥산환 또는 함불소 시클로헵탄환을 예시할 수 있다.Examples of such a fluorinated organic group include perfluorofluoro or a fluorinated 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 cyclopentane ring, a fluorine-containing cyclohexane ring, or a fluorine-containing cycloheptane ring can be illustrated.

함불소 아크릴산 에스테르류로서는 2,2,2-트리플루오로에틸메타크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필메타크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필메타크릴레이트, 헵타플루오로이소프로필메타크릴레이트, 1,1-디히드로헵타플루오로-n-부틸메타크릴레이트, 1,1,5-트리히드로옥타플루오로-n-펜틸메타크릴레이트, 1,1,2,2-테트라히드로트리데카플루오로-n-옥틸메타크릴레이트, 1,1,2,2-테트라히드로헵타데카플루오로-n-데실메타크릴레이트, 퍼플루오로시클로헥실메틸아크릴레이트, 퍼플루오로시클로헥실메틸메타크릴레이트, 6-[3,3,3-트리플루오로-2-히드록시-2-(트리플루오로메틸)프로필]비시클로[2.2.1]헵틸-2-일메타크릴레이트, 또는 1,4-비스(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-히드록시이소프로필)시클로헥실메타크릴레이트를 예시할 수 있다.As fluorinated acrylic acid esters, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro Loisopropylmethacrylate, heptafluoroisopropylmethacrylate, 1,1-dihydroheptafluoro-n-butylmethacrylate, 1,1,5-trihydrooctafluoro-n-pentylmethacrylate Rate, 1,1,2,2-tetrahydrotridecafluoro-n-octylmethacrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluoro-n-decylmethacrylate, perfluorocyclo Hexylmethylacrylate, perfluorocyclohexylmethylmethacrylate, 6-[3,3,3-trifluoro-2-hydroxy-2-(trifluoromethyl)propyl]bicyclo[2.2.1] Heptyl-2-ylmethacrylate, or 1,4-bis(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxyisopropyl)cyclohexyl methacrylate can be illustrated.

[HFIP기를 갖는 단량체][Monomer having HFIP group]

HFIP기를 갖는 단량체로서는, 이하에 나타내는 단량체를 예시할 수 있다.As a monomer which has an HFIP group, the monomer shown below can be illustrated.

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112020000657015-pct00013
Figure 112020000657015-pct00013

(R9는 수소 원자, 메틸기, 불소 원자, 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. 또, HFIP기는 그 일부 또는 전부가 보호기로 보호되어 있어도 된다.)(R 9 represents a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group. In addition, a part or all of the HFIP group may be protected by a protecting group.)

[스티렌류, 함불소 스티렌류][Styrene, fluorinated styrene]

스티렌류로서는 스티렌, 히드록시스티렌을 예시할 수 있다.Styrene and hydroxystyrene can be illustrated as styrenes.

함불소 스티렌류로서는 펜타플루오로스티렌, 트리플루오로메틸스티렌, 비스트리플루오로메틸스티렌, 불소 원자 또는 트리플루오로메틸기에 의해 방향환 구조의 수소 원자를 치환하여 이루어지는 스티렌, HFIP기 또는 그 수산기를 보호기로 보호한 HFIP기에 의해, 방향환 구조의 수소 원자를 치환하여 이루어지는 스티렌, α 위치에 할로겐 원자, 알킬기 또는 함불소 알킬기가 결합한 이들 스티렌, 또는 퍼플루오로비닐기 함유의 스티렌을 예시할 수 있다.Examples of fluorinated styrenes include pentafluorostyrene, trifluoromethylstyrene, bistrifluoromethylstyrene, styrene obtained by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring structure with a fluorine atom or trifluoromethyl group, an HFIP group, or a hydroxyl group thereof. Styrene obtained by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring structure by an HFIP group protected by a protecting group, styrene having a halogen atom, an alkyl group, or a fluorinated alkyl group bonded to the α-position, or styrene containing a perfluorovinyl group can be illustrated .

[비닐에테르류, 알릴에테르류, 함불소 비닐에테르류, 함불소 알릴에테르류][Vinyl ethers, allyl ethers, fluorinated vinyl ethers, fluorinated allyl ethers]

비닐에테르류 또는 알릴에테르류는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, 히드록시에틸기 또는 히드록시부틸기를 함유해도 되고, 알킬비닐에테르 또는 알킬알릴에테르여도 된다. 히드록시에틸기 또는 히드록시부틸기를 함유하는 비닐에테르의 경우는, 알콜 부위가 아세틸기, 부티로일기, 프로피노일기에 의해 에스테르 결합을 형성해도 된다. 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 노르보르닐기, 방향환, 그 환상 구조 내에 수소 원자나 카르보닐 결합을 갖는 환상형 비닐에테르 또는 환상형 알릴에테르여도 된다. 함불소 비닐에테르, 함불소 알릴에테르로서는, 이들 비닐에테르 또는 알릴에테르가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자에 의해 치환된 함불소 비닐에테르 또는 함불소 알릴에테르를 들 수 있다.Vinyl ethers or allyl ethers are methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, t-butyl, hydroxyethyl or hydroxybutyl. It may contain, and may be an alkyl vinyl ether or an alkyl allyl ether. In the case of 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. Cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group, aromatic ring, cyclic vinyl ether or cyclic allyl ether having a hydrogen atom or a carbonyl bond in the cyclic structure may be used. Examples of the fluorinated vinyl ether and fluorinated allyl ether include fluorinated vinyl ether or fluorinated allyl ether in which some or all of the hydrogen atoms of these vinyl ethers or allyl ethers are substituted with fluorine atoms.

[올레핀류, 함불소 올레핀류][Olefins, fluorinated olefins]

올레핀류로서는 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐, 시클로펜텐 또는 시클로헥센을 예시할 수 있다. 함불소 올레핀류로서는 불화비닐, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌 또는 헥사플루오로이소부텐, 1-클로로-2,3,3,4,4,5,5-헵타플루오로시클로펜텐, 옥타플루오로시클로펜텐 또는 데카플루오로시클로헥센을 예시할 수 있다.As olefins, ethylene, propylene, isobutene, cyclopentene, or cyclohexene can be illustrated. As fluorinated olefins, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene or hexafluoroisobutene, 1-chloro-2,3,3,4 ,4,5,5-heptafluorocyclopentene, octafluorocyclopentene or decafluorocyclohexene can be illustrated.

[노르보르넨류, 함불소 노르보르넨류][Norbornene, fluorinated norbornene]

노르보르넨류, 함불소 노르보르넨류는 중합성 기를 갖고 있으면 되고, 1개의 노르보르넨 골격뿐만 아니라, 복수의 노르보르넨 골격을 갖고 있어도 된다. 노르보르넨류 또는 함불소 노르보르넨류는, 불포화 화합물과 디엔 화합물과의 Diels-Alder 부가 반응에 의해 생성된다.Norbornenes and fluorinated norbornenes need only have a polymerizable group, and may have not only one norbornene skeleton but also a plurality of norbornene skeletons. Norbornene or fluorinated norbornene is produced by a Diels-Alder addition reaction of an unsaturated compound and a diene compound.

이와 같은 불포화 화합물로서는 함불소 올레핀, 알릴알콜, 함불소 알릴알콜, 호모알릴알콜, 함불소 호모알릴알콜, 아크릴산, α-플루오로아크릴산, α-트리플루오로메틸아크릴산, 메타크릴산, 상기 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 함불소 아크릴산 에스테르 또는 함불소 메타크릴산 에스테르, 2-(벤조일옥시)펜타플루오로프로판, 2-(메톡시에톡시메틸옥시)펜타플루오로프로펜, 2-(테트라히드록시피라닐옥시)펜타플루오로프로펜, 2-(벤조일옥시)트리플루오로에틸렌, 또는 2-(메톡시메틸옥시)트리플루오로에틸렌을 예시할 수 있다. 디엔 화합물로서는 시클로펜타디엔 또는 시클로헥사디엔을 예시할 수 있다.Examples of such unsaturated compounds include fluorinated olefins, allyl alcohol, fluorinated allyl alcohol, homoallyl alcohol, fluorinated homoallyl alcohol, acrylic acid, α-fluoroacrylic acid, α-trifluoromethylacrylic acid, methacrylic acid, and the acrylic acid ester. , Methacrylic acid ester, fluorinated acrylic acid ester or fluorinated methacrylic acid ester, 2-(benzoyloxy)pentafluoropropane, 2-(methoxyethoxymethyloxy)pentafluoropropene, 2-(tetrahyde Roxypyranyloxy) pentafluoropropene, 2-(benzoyloxy)trifluoroethylene, or 2-(methoxymethyloxy)trifluoroethylene can be illustrated. As a diene compound, cyclopentadiene or cyclohexadiene can be illustrated.

함불소 노르보르넨 화합물로서는 3-(5-비시클로[2.2.1]헵텐-2-일)-1,1,1-트리플루오로-2-(트리플루오로메틸)-2-프로판올을 예시할 수 있다.Examples of the fluorinated norbornene compound include 3-(5-bicyclo[2.2.1]hepten-2-yl)-1,1,1-trifluoro-2-(trifluoromethyl)-2-propanol. can do.

[기타의 중합성 불포화 결합을 갖는 단량체][Other monomers having polymerizable unsaturated bonds]

기타의 중합성 불포화 결합을 갖는 단량체로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 말레산, 푸마르산, 무수 말레산을 예시할 수 있다.Examples of other monomers having a polymerizable unsaturated bond include acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic acid, fumaric acid, and maleic anhydride.

기타의 단량체로서, 중합 부위로부터의 유기기의 길이가 장쇄로 되는 경우, 또는, 많은 헤테로 원자를 포함하는 경우는, 기타의 반복 단위 유래의 유기기의 영향이 강해지고, 말단의 함불소 알킬기에 의한 발액성을 미치는 효과가 경감될, 또, 중합체의 용해성이 낮아질 우려가 있다. 따라서, 기타의 단량체로서, 바람직하게는 탄소수 10 미만의 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르이고, 특히 바람직하게는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트 또는 이소부틸메타크릴레이트이다.As other monomers, when the length of the organic group from the polymerization site becomes a long chain, or when it contains many heteroatoms, the influence of the organic group derived from other repeating units becomes strong, and the fluorinated alkyl group at the terminal is There is a fear that the effect of exerting liquid repellency may be reduced, and the solubility of the polymer may be lowered. Therefore, as other monomers, preferably, they are 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. 함불소 중합체 (1)에 있어서의 각 반복 단위의 함유 비율1-3. Content ratio of each repeating unit in fluorinated polymer (1)

함불소 중합체 (1) 전량에 대한, 식 (4)로 나타내어지는 반복 단위의 함유 비율은 10 ㏖% 이상 100 ㏖% 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ㏖% 이상 90 ㏖% 이하이다. 함불소 중합체 (1) 중의 반복 단위 (1)의 함유가 10 ㏖%보다 적으면, 함불소 중합체 (1)로 이루어지는 막을 노광하여 이루어지는, 패턴 형성 막의 미노광부에 발수성이 얻어지지 않는다.The content ratio of the repeating unit represented by formula (4) with respect to the total amount of the fluorinated polymer (1) is 10 mol% or more and 100 mol% or less, and more preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less. When the content of the repeating unit (1) in the fluorinated polymer (1) is less than 10 mol%, water repellency is not obtained in the unexposed portion of the patterned film formed by exposing the film made of the fluorinated polymer (1).

함불소 중합체 (1) 전량에 대한, 기타의 단량체에 유래하는 반복 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 0 ㏖% 이상 90 ㏖% 이하, 보다 바람직하게는 10 ㏖% 이상 90 ㏖% 이하이다.The content ratio of the repeating unit derived from other monomers with respect to the total amount of the fluorinated polymer (1) is preferably 0 mol% or more and 90 mol% or less, and more preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less.

기타의 단량체에 유래하는 반복 단위는, 함불소 중합체 (1)의 유기용매에의 용해성, 막으로 하였을 때의 기판과의 밀착성 또는 단단함 등을 향상시키기 위한 것이다. 필요 없으면 이용하지 않아도 되지만, 10 ㏖%보다 적으면, 막으로 하였을 때의 기판과의 밀착성 또는 단단함이 향상되지 않고, 90 ㏖%를 초과하면 반복 단위 (1)의 함유량이 적어지고, 함불소 중합체 (1)로 이루어지는 막을 노광하여 이루어지는, 패턴 형성 막의 미노광부에 발수성이 얻어진다는 효과, 또, 노광부의 친수성이 얻어진다는 효과가 얻어지기 어렵다.The repeating units derived from other monomers are for improving the solubility of the fluorinated polymer (1) in an organic solvent, adhesion to the substrate when used as a film, or hardness. If it is not necessary, it is not necessary to use, but if it is less than 10 mol%, the adhesion or rigidity with the substrate when it is formed as a film is not improved, and if it exceeds 90 mol%, the content of the repeating unit (1) decreases, and the fluorinated polymer It is difficult to obtain the effect of obtaining water repellency in the unexposed portion of the patterned film, and that the hydrophilicity of the exposed portion is obtained, obtained by exposing the film made of (1).

1-4. 함불소 중합체 (1)의 분자량1-4. Molecular weight of fluorinated polymer (1)

본 발명의 함불소 중합체 (1)의 수평균 분자량은 1,000 이상 100,000 이하이고, 바람직하게는 3,000 이상 50,000 이하이다. 분자량 분산은 1 이상 4 이하이고, 바람직하게는 1 이상 2.5 이하이다. 수평균 분자량이 1000보다 적으면, 함불소 중합체 (1)을 성분으로 하여 포함하는 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 막이 물러짐과 함께, 원하는 두께의 막을 형성하기가 어려워진다. 또, 노광 후의 패턴 형성 막에 있어서, 발액 부위 및 친액 부위로 이루어지는 미세한 패턴을 형성하기가 곤란함과 함께, 패턴의 내구성이 부족해질 우려가 있다. 수평균 분자량이 100,000보다 많으면, 함불소 중합체 (1)이 용제에 녹기 어려워지고, 제막 후, 균열이 발생하여, 함불소 중합체 (1)을 성분으로 하여 포함하는 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 막을 도막으로서 형성하기가 곤란하다.The number average molecular weight of the fluorinated polymer (1) of the present invention is 1,000 or more and 100,000 or less, and preferably 3,000 or more and 50,000 or less. The molecular weight dispersion is 1 or more and 4 or less, preferably 1 or more and 2.5 or less. When the number average molecular weight is less than 1000, the film made of the composition for pattern formation containing the fluorinated polymer (1) as a component becomes brittle, and it becomes difficult to form a film having a desired thickness. In addition, in the pattern forming film after exposure, it is difficult to form a fine pattern composed of a liquid-repellent portion and a lyophilic portion, and there is a fear that the durability of the pattern may be insufficient. When the number average molecular weight is more than 100,000, the fluorinated polymer (1) becomes difficult to dissolve in a solvent, and cracks occur after film formation, and a film made of a composition for pattern formation containing the fluorinated polymer (1) as a component is used as a coating film. Difficult to form.

2. 함불소 중합체의 합성2. Synthesis of Fluorinated Polymer

[함불소 중합체 (1)의 합성][Synthesis of Fluorinated Polymer (1)]

본 발명의 함불소 중합체 (1)의 합성은, 일반적으로 사용되는 중합 방법으로부터 선택할 수 있다. 라디칼 중합, 이온 중합이 바람직하고, 경우에 따라, 배위 아니온 중합, 리빙 아니온 중합, 카티온 중합을 선택할 수 있다. 중합 반응에 이용하는 반응기는 특별히 한정되지 않는다. 또, 중합에 있어서는, 중합 용매를 이용해도 된다. 이하에서, 라디칼 중합에 대하여 설명한다.Synthesis of the fluorinated polymer (1) of the present invention can be selected from generally used polymerization methods. Radical polymerization and ionic polymerization are preferred, and coordination anionic polymerization, living anionic polymerization, and cation polymerization may be selected as the case may be. The reactor used for the polymerization reaction is not particularly limited. Moreover, in polymerization, you may use a polymerization solvent. Hereinafter, radical polymerization will be described.

라디칼 중합은, 라디칼 중합개시제 또는 라디칼 개시원의 존재 하에서, 괴상(塊狀) 중합, 용액 중합, 현탁 중합 또는 유화(乳化) 중합 등의 공지의 중합 방법에 의해, 회분(回分)식, 반연속식 또는 연속식의 어느 것의 조작으로 행할 수 있다.Radical polymerization is a batch type, semi-continuous polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization in the presence of a radical polymerization initiator or a radical initiator. It can be performed by the operation of either an equation or a continuous type.

< 라디칼 중합개시제 ><Radical polymerization initiator>

라디칼 중합개시제로서는 아조계 화합물, 과산화물계 화합물, 레독스계 화합물을 들 수 있다.Examples of the radical polymerization initiator include azo compounds, peroxide compounds, and redox compounds.

아조계 화합물로서는 아조비스이소부티로니트릴을 예시할 수 있다. 과산화물계 화합물로서는 t-부틸퍼옥시피발레이트, 디-t-부틸퍼옥시드, i-부티릴퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, 숙신산 퍼옥시드, 디신나밀퍼옥시드, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시알릴모노카보네이트, 과산화벤조일, 과산화수소 또는 과황산암모늄을 예시할 수 있다.As an azo compound, azobisisobutyronitrile can be illustrated. As peroxide compounds, t-butylperoxypivalate, di-t-butyl peroxide, i-butyryl peroxide, lauroyl peroxide, succinic acid peroxide, disinnamyl peroxide, di-n-propyl peroxide Carbonate, t-butylperoxyallyl monocarbonate, benzoyl peroxide, hydrogen peroxide, or ammonium persulfate can be exemplified.

< 중합 용매 ><Polymerization solvent>

중합 용매로서는, 라디칼 중합을 저해하지 않는 것이 바람직하고, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 탄화수소계 용매 또는 알콜계 용제를 들 수 있다. 그 외에 물, 에테르계, 환상 에테르계, 프레온계 또는 방향족계의 용매를 이용해도 된다.As the polymerization solvent, it is preferable that radical polymerization is not inhibited, and an ester solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, or an alcohol solvent is exemplified. In addition, water, ether, cyclic ether, freon, or aromatic solvents may be used.

중합 용매로서는, 에스테르계 용매로서의 아세트산 에틸 또는 아세트산 n-부틸, 케톤계 용매로서의 아세톤 또는 메틸이소부틸케톤, 탄화수소계 용매로서의 톨루엔 또는 시클로헥산, 알콜계 용매로서의 메탄올, 이소프로필알콜 또는 에틸렌글리콜모노메틸에테르를 예시할 수 있다.As the polymerization solvent, 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 as an alcohol solvent, isopropyl alcohol or ethylene glycol monomethyl Ether can be illustrated.

이들 중합 용매는 단독이어도 되고 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 또, 메르캅탄과 같은 분자량조정제를 병용해도 된다.These polymerization solvents may be used alone or in combination of two or more. Further, a molecular weight modifier such as mercaptan may be used in combination.

< 중합 조건 ><Polymerization conditions>

중합 온도는 라디칼 중합개시제 또는 라디칼 중합 개시원의 종류에 따라 적절히 선택하면 된다. 중합 온도가 20℃ 이상 200℃ 이하, 바람직하게는 30℃ 이상 140℃ 이하가 되도록, 라디칼 중합개시제 또는 라디칼 중합개시원의 종류를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 함불소 중합체 (1)의 분자량은, 라디칼 중합개시제 또는 라디칼 중합개시원의 선택, 및 중합 조건을 조정함으로써 제어 가능하다.The polymerization temperature may be appropriately selected according to the kind of the radical polymerization initiator or the radical polymerization initiator. It is preferable to appropriately select the kind of radical polymerization initiator or radical polymerization initiator so that the polymerization temperature is 20°C or more and 200°C or less, and preferably 30°C or more and 140°C or less. The molecular weight of the fluorinated polymer (1) can be controlled by selecting a radical polymerization initiator or a radical polymerization initiator, and adjusting polymerization conditions.

또, 중합 후의 함불소 중합체 (1)을 포함하는 용액 또는 분산액으로부터, 유기 용매 또는 물 등의 상기 중합 용매를 제거하는 방법으로서는, 공지의 방법을 사용할 수 있고, 재침전, 여과 또는 감압 하에서의 가열 증류를 들 수 있다.In addition, as a method of removing the polymerization solvent such as an organic solvent or water from a solution or dispersion containing the fluorinated polymer (1) after polymerization, a known method can be used, and reprecipitation, filtration, or heat distillation under reduced pressure. Can be mentioned.

본 발명의 함불소 중합체 (1)을 레지스트 성분으로서 사용할 때는, 함불소 중합체 (1)의 분자량의 다소에 따라, 함불소 중합체 (1)의 현상액 용해성이 달라, 리소그래피에 있어서의 패터닝 조건이 바뀔 수 있다. 함불소 중합체 (1)의 분자량이 높으면 현상액에의 용해 속도가 느려지고, 분자량이 낮으면 용해 속도가 빨라지는 경향이 있다. 함불소 중합체 (1)의 분자량은 이 중합 조건을 조정함으로써 제어 가능하다.When using the fluorinated polymer (1) of the present invention as a resist component, the solubility of the developer solution of the fluorinated polymer (1) varies depending on the molecular weight of the fluorinated polymer (1), and patterning conditions in lithography may change. have. When the molecular weight of the fluorinated polymer (1) is high, the dissolution rate in the developing solution is slow, and when the molecular weight is low, the dissolution rate tends to increase. The molecular weight of the fluorinated polymer (1) can be controlled by adjusting these polymerization conditions.

3. 레지스트 패턴 형성용 조성물3. Composition for forming resist pattern

본 발명의 레지스트 패턴 형성용 조성물은, 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것에, 산발생제, 염기성 화합물 및 용제를 추가하여 이루어지고, 리소그래피에 이용할 수 있다. 이하에서, 레지스트 패턴 형성용 조성물을 간단하게 레지스트라고 부르는 경우가 있다.The composition for forming a resist pattern of the present invention is formed by adding an acid generator, a basic compound, and a solvent to any of the fluorinated polymers (1) to (3), and can be used for lithography. Hereinafter, the composition for forming a resist pattern may be simply referred to as a resist.

본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3)은, 특히 광증감 포지티브형 레지스트의 성분으로서 적절하게 이용된다. 본 발명의 레지스트는, 함불소 중합체 (1)∼(3)을 포함하는 레지스트, 특히 광증감 포지티브형 레지스트 재료를 제공하는 것이다.The fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention are particularly suitably used as a component of a photosensitizing positive resist. The resist of the present invention is to provide a resist containing fluorinated polymers (1) to (3), particularly a photosensitizing positive resist material.

본 발명의 레지스트는 그 성분으로서, (A) 본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것, (B) 광산발생제, (C) 염기성 화합물, (D) 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 필요에 따라 (E) 계면활성제를 추가해도 된다.The resist of the present invention contains (A) any of the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, (C) a basic compound, and (D) a solvent as its components. desirable. Moreover, you may add (E) surfactant as needed.

3-1. (B) 광산발생제3-1. (B) photoacid generator

본 발명의 레지스트에 이용하는 광산발생제에는, 특별히 제한은 없고, 화학증폭형 레지스트의 산발생제로서 이용되는 것 중에서, 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있고, 오늄술포네이트 또는 술폰산 에스테르를 들 수 있다. 예를 들면, 요오도늄술포네이트, 술포늄술포네이트, N-이미드술포네이트, N-옥심술포네이트, o-니트로벤질술포네이트, 또는 피로가롤의 트리스메탄술포네이트를 예시할 수 있다.The photoacid generator used for the resist of the present invention is not particularly limited, and any one used as an acid generator for a chemically amplified resist can be selected and used, and onium sulfonate or sulfonic acid ester may be mentioned. For example, iodonium sulfonate, sulfonium sulfonate, N-imide sulfonate, N-oxime sulfonate, o-nitrobenzyl sulfonate, or trismethanesulfonate of pyrogarol can be exemplified. .

리소그래피에 있어서 노광에 의해, 이들 광산발생제로부터 발생하는 산은, 알칸술폰산, 아릴술폰산, 또는 부분적 또는 완전히 불소화된 아릴술폰산 또는 알칸술폰산 등이다. 이들 광산발생제 중, 부분적 또는 완전히 불소화된 알칸술폰산을 발생하는 광산발생제가 바람직하다. 예를 들면, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 또는 트리페닐술포늄퍼플루오로-n-부탄술포네이트를 예시할 수 있다.Acids generated from these photoacid generators by exposure in lithography are alkanesulfonic acid, arylsulfonic acid, or partially or completely fluorinated arylsulfonic acid or alkanesulfonic acid. Among these photoacid generators, a photoacid generator that generates partially or completely fluorinated alkanesulfonic acid is preferred. For example, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, or triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate can be illustrated.

3-2. (C) 염기성 화합물3-2. (C) basic compound

본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것을 포함하는 레지스트에는, 염기성 화합물을 배합할 수 있다. 염기성 화합물에는, 상기 광산발생제로부터 발생하는 산이, 레지스트 막 중에 확산할 때의 확산 속도를 느리게 하는 작용이 있다. 염기성 화합물의 배합에는, 산 확산 거리를 조정하여 레지스트 패턴의 형상의 개선, 레지스트 막 형성 후에 노광할 때까지의 놓아둔 시간이 길더라도, 원하는 정밀도의 레지스트 패턴을 부여하는 안정성을 향상하는 효과가 기대된다.A basic compound can be blended into the resist containing any of the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention. The basic compound has an effect of slowing the diffusion rate when the acid generated from the photoacid generator diffuses into the resist film. The blending of the basic compound is expected to improve the shape of the resist pattern by adjusting the acid diffusion distance, and to improve the stability of imparting a resist pattern with the desired accuracy even if the time left until exposure after the formation of the resist film is long. .

이와 같은 염기성 화합물로서는 지방족 아민류, 방향족 아민류, 복소환식 아민류 또는 지방족 다환식 아민류를 들 수 있다. 이들 아민류 중에서도 바람직하게는 제2급 또는 제3급의 지방족 아민, 또는 알킬알콜아민이다. 예를 들면, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리헵틸아민, 트리옥틸아민, 트리노닐아민, 트리데카닐아민, 트리도데실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데카닐아민, 디도데실아민, 디시클로헥실아민, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데카닐아민, 도데실아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 디옥탄올아민, 트리옥탄올아민, 아닐린, 피리딘, 피콜린, 루티딘, 비피리딘, 피롤, 피페리딘, 피페라진, 인돌, 또는 헥사메틸렌테트라민을 예시할 수 있다. 이들 염기성 화합물은 단독이어도 되고 2종 이상 조합해도 된다.Examples of such basic compounds include aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, or aliphatic polycyclic amines. Among these amines, preferred are secondary or tertiary aliphatic amines or alkyl alcohol amines. For example, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecanylamine, tridodecylamine, dimethyl Amine, 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, dioctane Olamine, trioctanolamine, aniline, pyridine, picoline, lutidine, bipyridine, pyrrole, piperidine, piperazine, indole, or hexamethylenetetramine can be illustrated. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

본 발명의 레지스트에 있어서의 염기성 화합물의 배합량은, 함불소 중합체 (1) 100 질량부에 대하여 0.001∼2 질량부, 바람직하게는 함불소 중합체 (1) 100 질량부에 대하여 0.01∼1 질량부이다. 배합량이 0.001 질량부보다 적으면 첨가제로서의 효과가 충분히 얻어지지 않고, 2 질량부를 넘으면 해상성이나 감도가 저하되는 경우가 있다.The blending amount of the basic compound in the resist of the present invention is 0.001 to 2 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorinated polymer (1), and preferably 0.01 to 1 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorinated polymer (1). . If the blending 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 decrease.

3-3. (D) 용제3-3. (D) solvent

본 발명의 레지스트에는 (A) 본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것, (B) 광산발생제, 및 (C) 염기성 화합물에 추가하여, (D) 용제를 배합한다. 용제는 (A) 본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것, (B) 광산발생제, (C) 염기성 화합물을 포함하는 레지스트 성분을 용해하여 균일한 용액으로 할 수 있으면 되고, 종래의 레지스트용 용제 중에서 선택하여 이용할 수 있다. 또, 2종류 이상의 용제를 혼합하여 이용해도 된다.In addition to (A) any of the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, and (C) a basic compound, a solvent (D) is added to the resist of the present invention. The solvent may be a uniform solution by dissolving a resist component containing (A) any of the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention, (B) a photoacid generator, and (C) a basic compound. , It can be used by selecting from conventional solvents for resists. Moreover, you may mix and use two or more types of solvents.

이와 같은 용제로서 케톤류, 알콜류, 다가 알콜류, 에스테르류, 방향족계 용제, 에테르류, 불소계 용제, 또는, 도포성을 높일 목적으로 고비점 용제인 터펜계의 석유 나프타 용매나 파라핀계 용매를 들 수 있다.Examples of such solvents include ketones, alcohols, polyhydric alcohols, esters, aromatic solvents, ethers, fluorine solvents, or terpene petroleum naphtha solvents or paraffinic solvents that are high boiling point solvents for the purpose of improving coating properties. .

예를 들면, 케톤류로서의 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 메틸이소부틸케톤, 메틸이소펜틸케톤 또는 2-헵탄온, 알콜류로서의 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, n-펜탄올, 이소펜탄올, tert-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2,3-디메틸-2-펜탄올, n-헥산올, n-헵탄올, 2-헵탄올, n-옥탄올, n-데칸올, s-아밀알콜, t-아밀알콜, 이소아밀알콜, 2-에틸-1-부탄올, 라우릴알콜, 헥실데칸올 또는 올레일알콜, 다가 알콜로서의 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 디프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 또는 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 및 이들 다가 알콜의 유도체, 에스테르류로서의 젖산 메틸, 젖산 에틸(EL), 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 메톡시프로피온산 메틸 또는 에톡시프로피온산 에틸, 방향족계 용제로서의 톨루엔 또는 크실렌, 에테르류로서의 디에틸에테르, 디옥산, 아니솔 또는 디이소프로필에테르, 또는 불소계 용제로서의 헥사플루오로이소프로필알콜을 예시할 수 있다.For example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, methyl isopentyl ketone or 2-heptanone as ketones, isopropanol as alcohols, butanol, isobutanol, n-pentanol, iso Pentanol, tert-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-2-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, 2-heptane Ol, n-octanol, n-decanol, s-amyl alcohol, t-amyl alcohol, isoamyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, lauryl alcohol, hexyldecanol or oleyl alcohol, ethylene as a polyhydric alcohol Glycol, 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 monoacetate Propyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME), and 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 ethyl ethoxypropionate, toluene or xylene as aromatic solvents, diethyl ether as ethers, dioxane, anisole or diisopropyl ether, or fluorine-based Hexafluoroisopropyl alcohol as a solvent can be illustrated.

본 발명의 레지스트로서, 이들 용제 중에서도 특히, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 시클로헥산온, 젖산 에틸(EL)이 바람직하다.As the resist of the present invention, among these solvents, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, and ethyl lactate (EL) are particularly preferred.

본 발명의 레지스트에 배합하는 용제의 양은 특별히 한정되지 않지만, 레지스트로 하였을 때의 고형분 농도가 바람직하게는 3 질량% 이상 25 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 5 질량% 이상 15 질량% 이하이다. 레지스트의 고형분 농도를 조정함으로써, 형성되는 수지막의 막 두께를 조정하는 것이 가능하다.The amount of the solvent to be blended in the resist of the present invention is not particularly limited, but the solid content concentration in the resist is preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less. By adjusting the solid content concentration of the resist, it is possible to adjust the film thickness of the formed resin film.

또, 본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3)은, 폭넓은 용제에 대한 용해성이 우수하고, 상기의 알콜계 용제 중에서도, 탄소수 5∼20의 알콜계 용제에 용해되는 것은 특필해야 할 것이다. 이와 같은 알콜로서 n-펜탄올, 이소펜탄올, tert-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2,3-디메틸-2-펜탄올, n-헥산올, n-헵탄올, 2-헵탄올, n-옥탄올, n-데칸올, s-아밀알콜, t-아밀알콜, 이소아밀알콜, 2-에틸-1-부탄올, 라우릴알콜, 헥실데칸올 또는 올레일알콜을 예시할 수 있다.In addition, it should be noted that the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention are excellent in solubility in a wide range of solvents, and are soluble in alcoholic solvents having 5 to 20 carbon atoms among the above alcoholic solvents. . As such alcohols, n-pentanol, isopentanol, tert-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-2-pentanol, n-hexane Ol, n-heptanol, 2-heptanol, n-octanol, n-decanol, s-amyl alcohol, t-amyl alcohol, isoamyl alcohol, 2-ethyl-1-butanol, lauryl alcohol, hexyldecane Ol or oleyl alcohol can be illustrated.

3-4. (E) 계면활성제3-4. (E) surfactant

본 발명의 레지스트에 있어서는, 필요에 따라 계면활성제를 첨가해도 된다. 계면활성제로서는 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 또는 불소 원자와 규소 원자의 양방(兩方)을 갖는 계면활성제를 들 수 있고, 2종 이상을 함유할 수 있다.In the resist of the present invention, a surfactant may be added as necessary. Examples of the surfactant include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom, and may contain two or more.

3-5. 레지스트3-5. Resist

본 발명의 레지스트는, 일반적인 레지스트 재료를 용해할 수 없는 탄소수 5∼20의 알콜계 용제 등으로 용액화하는 것이 가능하다. 이에 의해, 더블 패터닝 프로세스용의 상층 레지스트로서 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 레지스트는 내수성이 높고, 적당한 정도의 발수성을 가지면서 현상액 친화성을 갖는다.The resist of the present invention can be formed into a solution with an alcohol-based solvent or the like having 5 to 20 carbon atoms that cannot dissolve a general resist material. Thereby, it can be used as an upper resist for a double patterning process. In addition, the resist of the present invention has high water resistance, has an appropriate degree of water repellency, and has developer affinity.

본 발명의 레지스트는, 노광 전에는 물에 대한 적당한 정도의 발수성을 갖고, 노광 후에는 현상액에 대한 신속한 용해성을 나타내므로, 드라이 노광뿐만 아니라, 레지스트와 렌즈의 사이를 물 등의 공기보다 굴절율이 큰 매체에 의해 채워 노광하는 액침 노광에 있어서 러프니스가 없는 우수한 해상도의 패턴 형성이 가능하다고 추측된다. 액침 노광에 의한 포토리소그래피에 있어서는, 레지스트의 보호막인 탑코팅막을 이용하는 경우와 이용하지 않는 경우가 있지만, 본 발명의 레지스트는 조성과 배합을 조정함으로써 액침 노광에도 적용할 수 있다고 추측된다.The resist of the present invention has a moderate degree of water repellency in water before exposure and shows rapid solubility in a developer after exposure, so not only dry exposure, but also a medium having a higher refractive index than air, such as water, between the resist and the lens. It is estimated that pattern formation of excellent resolution without roughness is possible in liquid immersion exposure to be filled and exposed. In photolithography by immersion exposure, a top coat film, which is a protective film of a resist, may or may not be used, but it is assumed that the resist of the present invention can be applied to immersion exposure by adjusting the composition and formulation.

액침 노광의 매체로서는, 물 외에도 불소계 용제, 실리콘계 용제, 탄화수소계 용제, 함유황 용제 등을 들 수 있고, 본 발명의 함불소 중합체 (1)을 포함하는 레지스트는 이들 매체에도 적용할 수 있을 가능성이 있다.As a medium for immersion exposure, in addition to water, a fluorine-based solvent, a silicone-based solvent, a hydrocarbon-based solvent, a sulfur-containing solvent, etc. can be mentioned, and the resist containing the fluorinated polymer (1) of the present invention is likely to be applicable to these media as well. have.

4. 레지스트 패턴의 형성 방법4. Method of forming resist pattern

본 발명의 레지스트 패턴의 형성 방법은, 본 발명의 레지스트를 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과, 포토마스크를 개재하여 파장 300 ㎚ 이하의 전자파 또는 고에너지선을 조사 노광하고, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하는 노광 공정과, 현상액을 이용하여 막을 현상하여 패턴을 얻는 현상 공정을 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서, 고에너지선이란, 전자선 또는 연(軟)X선을 나타낸다.In the method of forming a resist pattern of the present invention, a film forming step of forming a film by applying the resist of the present invention on a substrate, an electromagnetic wave or high energy ray having a wavelength of 300 nm or less through a photomask is irradiated and exposed, and the photomask is It includes an exposure process of transferring a pattern to a film, and a developing process of obtaining a pattern by developing a film using a developer. In addition, in this invention, a high-energy ray represents an electron beam or a soft X-ray.

본 발명의 레지스트 패턴의 형성 방법은, 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것을 포함하는 레지스트를 사용하는 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법이고, (A) 기판 상에 레지스트를 도포하여 레지스트 막을 형성하는 제막 공정, (B) 레지스트 막을 가열시킨 후에, 패턴 가공한 포토마스크를 개재하여 레지스트 막에 파장 300 ㎚ 이하의 전자파 또는 고에너지선을 조사하여 노광하는 노광 공정, (C) 노광한 레지스트 막을 알칼리 현상액으로 현상하여, 기판 상에 포토마스크의 패턴이 전사된 레지스트 패턴을 얻는 현상 공정으로 이루어진다.The resist pattern formation method of the present invention is a pattern formation method by lithography using a resist containing any of fluorinated polymers (1) to (3), and (A) a resist film is formed by applying a resist on a substrate. (B) After heating the resist film, an exposure step in which the resist film is exposed by irradiating electromagnetic waves or high energy rays with a wavelength of 300 nm or less through a patterned photomask, and (C) the exposed resist film is alkali It is developed with a developer to obtain a resist pattern in which a pattern of a photomask is transferred onto a substrate.

예를 들면, (A) 제막 공정에 있어서는, 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 상에, 스핀 코팅에 의해서, 본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것을 포함하는 레지스트를 도포하고, 실리콘 웨이퍼를 핫플레이트 상에서 60∼200℃, 10초∼10분간, 바람직하게는 80℃ 이상 150℃ 이하, 30초 이상 2분간 이하로 프리베이크하여 기판 상에 레지스트 막을 제막한다. 이어서, (B) 노광 공정에 있어서는, 패턴 가공된 포토마스크를 노광 장치에 세팅하고, 자외선, 엑시머 레이저, X선 등의 고에너지선 또는 전자선을, 노광량이 1 mJ/㎠ 이상 200 mJ/㎠ 이하, 바람직하게는 10 mJ/㎠ 이상 100 mJ/㎠ 이하가 되도록 포토마스크를 개재하여 레지스트 막에 조사한 후, 핫플레이트 상에서 60℃ 이상 150℃ 이하, 10초 이상 5분간 이하, 바람직하게는 80℃ 이상 130℃ 이하, 30초 이상 3분간 이하, 필요에 따라서 포스트 익스포저 베이크(PEB)를 행한다. 이어서, (C) 현상 공정에 있어서는, 0.1 질량% 이상 5 질량% 이하, 바람직하게는 2 질량% 이상 3 질량% 이하의 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH) 수용액에 의한 현상액을 이용하여, 10초 이상 3분간 이하, 바람직하게는 30초 이상 2분간 이하, 레지스트 막과 dip법, 패들법, 스프레이법 등의 기존의 방법으로 접촉시켜 현상함으로써, 목적으로 하는 레지스트 패턴이 얻어진다.For example, in the film forming step (A), a resist containing any of the fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention is applied by spin coating on a silicon wafer as a substrate, and a silicon wafer is formed. A resist film is formed on the substrate by prebaking on a hot plate at 60 to 200°C for 10 seconds to 10 minutes, preferably 80°C to 150°C for 30 seconds or more and for 2 minutes or less. Subsequently, in the exposure step (B), a patterned photomask is set in an exposure apparatus, and high energy rays such as ultraviolet rays, excimer lasers, and X-rays or electron beams are exposed to 1 mJ/cm 2 or more and 200 mJ/cm 2 or less. , Preferably 10 mJ/cm 2 or more and 100 mJ/cm 2 or less, after irradiation to the resist film through a photomask, on a hot plate 60° C. or more and 150° C. or less, 10 seconds or more and 5 minutes or less, preferably 80° C. or more At 130° C. or less, 30 seconds or more and 3 minutes or less, post-exposure bake (PEB) is performed as necessary. Subsequently, in the development step (C), a developer using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) 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 is used, 10 seconds or more and 3 minutes or less, preferably 30 seconds or more and 2 minutes or less, by contacting the resist film with a conventional method such as a dip method, a paddle method, or a spray method, and developing, a desired resist pattern is obtained.

상기 기판은, 실리콘 웨이퍼 외에, 금속 또는 유리 기판을 이용하는 것이 가능하다. 또, 기판 상에는 유기계 또는 무기계의 막이 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 반사방지막, 다층 레지스트의 하층이 있어도 되고, 레지스트 패턴이 형성되어 있어도 된다.As the substrate, in addition to a silicon wafer, it is possible to use a metal or glass substrate. Further, an organic or inorganic film may be provided on the substrate. For example, there may be an antireflection film, an underlayer of a multilayer resist, or a resist pattern may be formed.

또한, 본 발명의 레지스트의 리소그래피에 있어서, 노광에 이용하는 전자파의 파장은 한정되지 않지만, KrF 엑시머 레이저에 의한 UV광(파장 248 ㎚), ArF 엑시머 레이저에 의한 UV광(파장 193 ㎚), 극단(極端) 자외선 리소그래피(Extreme ultraviolet lithography: EUV), X선을 선택할 수 있고, 특히, ArF 엑시머 레이저에 의한 UV광이 바람직하게 채용된다.In addition, in the lithography of the resist of the present invention, the wavelength of the electromagnetic wave used for exposure is not limited, but UV light (wavelength 248 nm) by KrF excimer laser, UV light (wavelength 193 nm) by ArF excimer laser, extreme ( Extreme ultraviolet lithography (EUV) and X-ray can be selected, and in particular, UV light by an ArF excimer laser is preferably employed.

본 발명의 레지스트는, 노광 전에는 물에 대한 적당한 정도의 발수성을 갖고, 노광 후에는 현상액에 대한 신속한 용해성을 나타내고, 러프니스가 없는 우수한 해상성의 패턴 형성이 가능하다.The resist of the present invention has an appropriate degree of water repellency in water before exposure, shows rapid solubility in a developer solution after exposure, and can form a pattern with excellent resolution without roughness.

본 발명의 레지스트를 이용한 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법에 의해 반도체 디바이스를 제조할 수 있다. 디바이스로서는, 특별히 한정되지 않지만, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 기판, 절연성 기판 등에 형성되는 CPU(Central Processing Unit), SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 미세 가공에 의해 제조되는 반도체 장치를 들 수 있다.A semiconductor device can be manufactured by the pattern formation method by lithography using the resist of the present invention. The device is not particularly limited, but is manufactured by microprocessing such as a CPU (Central Processing Unit), SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory) formed on a silicon wafer, a compound semiconductor substrate, an insulating substrate, or the like. A semiconductor device is mentioned.

5. 잉크 패턴 형성용 조성물5. Composition for ink pattern formation

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물은, 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것에, 산발생제 및 용제를 추가하여 이루어지고, 프린트 일렉트로닉스에 있어서의 잉크 패턴 형성에 이용할 수 있다. 이하에서, 잉크에 의한 패턴을 잉크 패턴이라고 부르는 경우가 있다.The composition for ink pattern formation of the present invention is formed by adding an acid generator and a solvent to any of the fluorinated polymers (1) to (3), and can be used for ink pattern formation in print electronics. Hereinafter, a pattern made of ink may be referred to as an ink pattern.

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물은, 그 성분으로서, 함불소 중합체 (1)∼(3) 중 어느 것, (A) 산발생제, (B) 용제를 포함한다. 기타의 (C) ??처, (D) 증감제, (E) 중합성 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서 계면활성제, 보존안정제, 접착 조제 또는 내열성 향상제를 포함하고 있어도 된다.The composition for ink pattern formation of the present invention contains, as a component, any of the fluorinated polymers (1) to (3), (A) an acid generator, and (B) a solvent. It is preferable to include the other (C) sensitizers, (D) sensitizers, and (E) polymerizable compounds, and if necessary, a surfactant, a storage stabilizer, an adhesion aid, or a heat resistance improving agent may be included.

(A) 산발생제는, 잉크 패턴 형성용 조성물로부터 제막한 막 중에 있어서, 노광시에 광 조사에 의해서 산을 발생하는 화합물이다. (B) 용제는 잉크 패턴 형성용 조성물의 성분을 용해 또는 분산하기 위한 물질이다. (C) ??처는, 노광시에, 산발생제로부터의 산의 확산을 방지하여 얻어지는 패턴을 고정세하게 하기 위한 물질이다. (D) 증감제는 노광 감도를 높이기 위한 물질이다. (E) 중합성 화합물은 노광 후에 얻어지는 패턴 형성 막을 보다 단단하게 하기 위한 물질이다. 이하에서, 각각의 성분에 대하여 기재한다.(A) The acid generator is a compound that generates an acid by irradiation with light during exposure in a film formed from the composition for forming an ink pattern. (B) The solvent is a substance for dissolving or dispersing a component of the composition for forming an ink pattern. (C) The target is a substance for preventing the diffusion of acid from the acid generator during exposure to make the pattern obtained with high definition. (D) The sensitizer is a substance for increasing exposure sensitivity. (E) The polymerizable compound is a substance for hardening the pattern-forming film obtained after exposure. Hereinafter, each component is described.

5-1. (A) 산발생제5-1. (A) acid generator

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물의 성분으로서 이용하는 (A) 산발생제로서는, 광 조사에 의해서 산을 발생하는 화합물인 광산발생제를 사용할 수 있다.As the acid generator (A) used as a component of the composition for forming an ink pattern of the present invention, a photoacid generator, which is a compound that generates an acid by irradiation with light, can be used.

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 성분으로서 이용하는 (A) 산발생제는, 광 조사에 의해서 산을 발생하는 화합물이면 되고, 옥심술포네이트 화합물, 오늄염, 술폰이미드 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조메탄 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 에스테르 화합물, 또는 카르본산 에스테르화 등을 들 수 있다.(A) The acid generator used as a component in the composition for forming an ink pattern of the present invention may be a compound that generates an acid by irradiation with light, and an oxime sulfonate compound, an onium salt, a sulfonimide compound, a halogen-containing compound, Diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, or carboxylic acid esterification.

[옥심술포네이트 화합물][Oxime Sulfonate Compound]

옥심술포네이트 화합물로서는 탄소수 1∼12의 알킬기, 탄소수 1∼12의 플루오로알킬기, 탄소수 4∼12의 지환식 탄화수소기, 또는 탄소수 6∼20의 아릴기를 들 수 있다. 이들 기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자 또는 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다. 바람직하게는 탄소수 1∼12의 직쇄상 또는 탄소수 3∼12 분기상의 알킬기이다. 치환기로서는 탄소수 1∼10의 알콕시기, 7,7-디메틸-2-옥소노르보르닐기 등의 가교환식 지환기를 포함하는 지환식 기를 들 수 있다.Examples of the oxime sulfonate compound include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted by halogen atoms or substituents. Preferably, it is a C1-C12 linear or C3-C12 branched alkyl group. As a substituent, an alicyclic group containing a interchangeable alicyclic group, such as a C1-C10 alkoxy group and a 7,7-dimethyl-2-oxonorbornyl group, is mentioned.

탄소수 1∼12의 플루오로알킬기로서는 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기 또는 헵틸플루오로프로필기를 예시할 수 있다. 탄소수 4∼12의 지환식 탄화수소가 가져도 되는 치환기로서는, 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 알콕시기를 들 수 있다.As a C1-C12 fluoroalkyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, or a heptylfluoropropyl group can be illustrated. Examples of the substituent 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.

탄소수 6∼20의 아릴기로서는 페닐기, 나프틸기, 톨릴기 또는 크실릴기를 들 수 있다. 탄소수 6∼20의 아릴기가 가져도 되는 치환기로서는, 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 알콕시기, 또는 할로겐 원자를 들 수 있다.Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, or a xylyl group. Examples of the substituent which the aryl group having 6 to 20 carbon atoms may have include an alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom.

옥심술포네이트 화합물로서는, (5-프로필술포닐옥시이미노-5H-티오펜-2-일리덴)-(2-메틸페닐)아세토니트릴, (5-옥틸술포닐옥시이미노-5H-티오펜-2-일리덴)-(2-메틸페닐)아세토니트릴, (캄퍼술포닐옥시이미노-5H-티오펜-2-일리덴)-(2-메틸페닐)아세토니트릴, (5-p-톨루엔술포닐옥시이미노-5H-티오펜-2-일리덴)-(2-메틸페닐)아세토니트릴, 또는 (5-옥틸술포닐옥시이미노)-(4-메톡시페닐)아세토니트릴을 예시할 수 있다.As an oxime sulfonate compound, (5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl)acetonitrile, (5-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophene-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 can be illustrated.

[오늄염][Onium salt]

오늄염으로서는 디페닐요오도늄염, 트리페닐술포늄염, 알킬술포늄염, 벤질술포늄염, 디벤질술포늄염, 치환 벤질술포늄염, 벤조티아졸륨염 또는 테트라히드로티오페늄염을 들 수 있다.Examples of the onium salt include diphenyliodonium salt, triphenylsulfonium salt, alkylsulfonium salt, benzylsulfonium salt, dibenzylsulfonium salt, substituted benzylsulfonium salt, benzothiazolium salt or tetrahydrothiophenium salt.

< 디페닐요오도늄염 ><Diphenyliodonium salt>

디페닐요오도늄염으로서는 디페닐요오도늄테트라플루오로보레이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로포스포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄트리플루오로아세테이트, 디페닐요오드늄-p-톨루엔술포네이트, 디페닐요오도늄부틸트리스(2,6-디플루오로페닐)보레이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄테트라플루오로보레이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄테트라플루오로보레이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄헥사플루오로아르세네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄트리플루오로아세테이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄-p-톨루엔술포네이트, 또는 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄캄퍼술폰산을 예시할 수 있다.Diphenyliodonium salts include diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfo Nate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate, diphenyliodonium butyltris (2,6-difluorophenyl) borate, 4-methoxyphenylphenyliodo Nium tetrafluoroborate, bis(4-t-butylphenyl)iodoniumtetrafluoroborate, bis(4-t-butylphenyl)iodoniumhexafluoroarsenate, bis(4-t-butylphenyl) ) Iodonium trifluoromethanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodoniumtrifluoroacetate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium-p-toluenesulfonate, or bis( 4-t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonic acid can be illustrated.

< 트리페닐술포늄염 ><Triphenylsulfonium salt>

트리페닐술포늄염으로서는 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄캄퍼술폰산, 트리페닐술포늄테트라플루오로보레이트, 트리페닐술포늄트리플루오로아세테이트, 트리페닐술포늄-p-톨루엔술포네이트, 또는 트리페닐술포늄부틸트리스(2,6-디플루오로페닐)보레이트를 예시할 수 있다.As triphenylsulfonium salts, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonic acid, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfo Nate or triphenylsulfonium butyl tris (2,6-difluorophenyl) borate can be illustrated.

< 알킬술포늄염 ><Alkylsulfonium salt>

알킬술포늄염으로서는 4-아세톡시페닐디메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄헥사플루오로아르세네이트, 디메틸-4-(벤질옥시카르보닐옥시)페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디메틸-4-(벤조일옥시)페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디메틸-4-(벤조일옥시)페닐술포늄헥사플루오로아르세네이트, 또는 디메틸-3-클로로-4-아세톡시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트를 예시할 수 있다.As the alkylsulfonium salt, 4-acetoxyphenyldimethylsulfoniumhexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfoniumhexafluoroarsenate, dimethyl-4-(benzyloxycarbonyloxy)phenylsulfoniumhexafluoro Roantimonate, dimethyl-4-(benzoyloxy)phenylsulfoniumhexafluoroantimonate, dimethyl-4-(benzoyloxy)phenylsulfoniumhexafluoroarsenate, or dimethyl-3-chloro-4- Acetoxyphenylsulfoniumhexafluoroantimonate can be illustrated.

< 벤질술포늄염 ><Benzylsulfonium salt>

벤질술포늄염으로서는 벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐벤질메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-4-메톡시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-2-메틸-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-3-클로로-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로아르세네이트, 또는 4-메톡시벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트를 예시할 수 있다.Examples of benzylsulfonium salts include benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorophosphate, and 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfoniumhexafluoroantimo Nate, benzyl-4-methoxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, benzyl-3-chloro-4-hydroxy Phenylmethylsulfoniumhexafluoroarsenate, or 4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorophosphate can be illustrated.

< 디벤질술포늄염 ><Dibenzylsulfonium salt>

디벤질술포늄염으로서는 디벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐디벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-4-메톡시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-3-클로로-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로아르세네이트, 디벤질-3-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 또는 벤질-4-메톡시벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로포스페이트를 예시할 수 있다.Dibenzylsulfonium salts include dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate, and 4-acetoxyphenyldibenzylsulfoniumhexafluoroanti Monate, dibenzyl-4-methoxyphenylsulfoniumhexafluoroantimonate, dibenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluoroarsenate, dibenzyl-3-methyl-4- Hydroxy-5-t-butylphenylsulfoniumhexafluoroantimonate, or benzyl-4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylsulfoniumhexafluorophosphate can be illustrated.

< 치환 벤질술포늄염 ><Substituted benzylsulfonium salt>

치환 벤질술포늄염으로서는 p-클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-니트로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트, p-니트로벤질-3-메틸-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 3,5-디클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 또는 o-클로로벤질-3-클로로-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트를 예시할 수 있다.As substituted benzylsulfonium salts, p-chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, p-nitrobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, p-chlorobenzyl- 4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluorophosphate, p-nitrobenzyl-3-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumhexafluoroantimonate, 3,5-dichlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethyl Sulfonium hexafluoro antimonate, or o-chlorobenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoro antimonate can be illustrated.

< 벤조티아졸륨염 ><Benzothiazolium salt>

벤조티아졸륨염으로서는 3-벤질벤조티아졸륨헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질벤조티아졸륨헥사플루오로포스페이트, 3-벤질벤조티아졸륨테트라플루오로보레이트, 3-(p-메톡시벤질)벤조티아졸륨헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질-2-메틸티오벤조티아졸륨헥사플루오로안티모네이트, 또는 3-벤질-5-클로로벤조티아졸륨헥사플루오로안티모네이트를 예시할 수 있다.Examples of benzothiazolium salts include 3-benzylbenzothiazolium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazoliumhexafluorophosphate, 3-benzylbenzothiazolium tetrafluoroborate, and 3-(p-methoxybenzyl)benzo. Thiazolium hexafluoroantimonate, 3-benzyl-2-methylthiobenzothiazolium hexafluoroantimonate, or 3-benzyl-5-chlorobenzothiazolium hexafluoroantimonate can be illustrated.

< 테트라히드로티오페늄염 ><Tetrahydrothiophenium salt>

테트라히드로티오페늄염으로서는 4,7-디-n-부톡시-1-나프틸테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄-1,1,2,2-테트라플루오로-2-(노르보르난-2-일)에탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄-2-(5-t-부톡시카르보닐옥시비시클로[2.2.1]헵탄-2-일)-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 또는 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄-2-(6-t-부톡시카르보닐옥시비시클로[2.2.1]헵탄-2-일)-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트를 예시할 수 있다.As the tetrahydrothiophenium salt, 4,7-di-n-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1-(4-n-butoxynaphthalen-1-yl)tetrahydro Thiophenium trifluoromethanesulfonate, 1-(4-n-butoxynaphthalen-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 can be illustrated.

< 술폰이미드 화합물 ><Sulfonimide compound>

술폰이미드 화합물로서는 N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)숙신이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)숙신이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)숙신이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)숙신이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)숙신이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)프탈이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)프탈이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)프탈이미드, N-(2-플루오로페닐술포닐옥시)프탈이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)디페닐말레이미드, 4-메틸페닐술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)디페닐말레이미드, N-(페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(트리플루오로메탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(노나플루오로부탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)-7-옥사비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)-7-옥사비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)-7-옥사비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)-7-옥사비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)-7-옥사비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵탄-5,6-옥시-2,3-디카르복시이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵탄-5,6-옥시-2,3-디카르복시이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵탄-5,6-옥시-2,3-디카르복시이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵탄-5,6-옥시-2,3-디카르복시이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵탄-5,6-옥시-2,3-디카르복시이미드, N-(트리플루오로메틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(캄퍼술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(4-메틸페닐술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(페닐술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(2-트리플루오로메틸페닐술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(4-플루오로페닐술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(펜타플루오로에틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(헵타플루오로프로필술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(노나플루오로부틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(에틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(프로필술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(부틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(펜틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(헥실술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(헵틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, N-(옥틸술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드, 또는 N-(노닐술포닐옥시)나프틸디카르복시이미드를 예시할 수 있다.Examples of sulfonimide compounds include N-(trifluoromethylsulfonyloxy)succinimide, N-(camphorsulfonyloxy)succinimide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)succinimide, and N-(2). -Trifluoromethylphenylsulfonyloxy)succinimide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)succinimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)phthalimide, N-(camphorsulfonyl Oxy)phthalimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)phthalimide, N-(2-fluorophenylsulfonyloxy)phthalimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy) Diphenylmaleimide, N-(camphorsulfonyloxy)diphenylmaleimide, 4-methylphenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)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-(trifluoromethanesulfur Fonyloxy)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- Dicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)-7-oxabi Cyclo[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-fluorophenyl Sulfonyloxy)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)naphthyldicarboxyyi Mid, N-(campersulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(phenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(2-trifluoro Romethylphenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(pentafluoroethylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(heptafluoro Propylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(nonafluorobutylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(ethylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(propylsulfonyloxy)naphthyldicarboxyyi Mid, N-(butylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(pentylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(hexylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, N-(heptylsulfonyloxy)naph Tyldicarboximide, N-(octylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide, or N-(nonylsulfonyloxy)naphthyldicarboximide can be illustrated.

< 할로겐 함유 화합물 ><Halogen-containing compound>

할로겐 함유 화합물로서는 할로알킬기 함유 탄화수소 화합물, 할로알킬기 함유 헤테로 환상 화합물을 들 수 있다.Examples of the halogen-containing compound include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound.

< 디아조메탄 화합물 ><Diazomethane compound>

디아조메탄 화합물로서는 비스(트리플루오로메틸술포닐)디아조메탄, 비스(시클로헥실술포닐)디아조메탄, 비스(페닐술포닐)디아조메탄, 비스(p-톨릴술포닐)디아조메탄, 비스(2,4-크실릴술포닐)디아조메탄, 비스(p-클로로페닐술포닐)디아조메탄, 메틸술포닐-p-톨루엔술포닐디아조메탄, 시클로헥실술포닐(1,1-디메틸에틸술포닐)디아조메탄, 비스(1,1-디메틸에틸술포닐)디아조메탄, 또는 페닐술포닐(벤조일)디아조메탄을 예시할 수 있다.As a diazomethane compound, 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 illustrated.

< 술폰 화합물 ><Sulfone compound>

술폰 화합물로서는 β-케토술폰 화합물, β-술포닐술폰 화합물, 디아릴디술폰 화합물을 들 수 있다.Examples of the sulfone compound include β-ketosulfone compounds, β-sulfonylsulfone compounds, and diaryldisulfone compounds.

< 술폰산 에스테르 화합물 ><Sulfonic acid ester compound>

술폰산 에스테르 화합물로서는 알킬술폰산 에스테르, 할로알킬술폰산 에스테르, 아릴술폰산 에스테르, 또는 이미노술포네이트를 들 수 있다.Examples of the sulfonic acid ester compound include an alkyl sulfonic acid ester, a haloalkyl sulfonic acid ester, an aryl sulfonic acid ester, or an iminosulfonate.

< 카르본산 에스테르 화합물 ><Carboxylate ester compound>

카르본산 에스테르 화합물로서는 카르본산 o-니트로벤질에스테르를 들 수 있다.Examples of the carboxylic acid ester compound include carboxylic acid o-nitrobenzyl ester.

< 본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물이 포함하는 (A) 산발생제 ><(A) Acid generator contained in the composition for ink pattern formation of the present invention>

이들 (A) 산발생제는 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다. 잉크 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 막의 노광 감도를 향상시키는 효과가 큰 것으로부터, 바람직하게는 옥심술포네이트 화합물, 오늄염, 술폰산 에스테르 화합물이고, 특히 바람직하게는 옥심술포네이트 화합물이다.These (A) acid generators may be used alone or in combination of two or more. Since the effect of improving the exposure sensitivity of the film made of the composition for forming an ink pattern is large, it is preferably an oxime sulfonate compound, an onium salt, and a sulfonic acid ester compound, and particularly preferably an oxime sulfonate compound.

[잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (A) 산발생제의 함유][Containing of (A) Acid Generator in Ink Pattern Forming Composition]

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (A) 산발생제의 함유는, 본 발명의 함불소 중합체 (1)을 기준으로 하는 질량%로 나타내어, 바람직하게는 0.1% 이상 10% 이하, 보다 바람직하게는 1% 이상 5% 이하이다. (A) 산발생제의 함유량을 상술의 범위로 함으로써, 잉크 패턴 형성용 조성물의 높은 노광 감도가 얻어지고, 발액 부위와 친액 부위에 의한, 보다 고정세인 패턴 형성 막이 얻어진다.The content of the acid generator (A) in the composition for forming an ink pattern of the present invention is expressed by mass% based on the fluorinated polymer (1) of the present invention, preferably 0.1% or more and 10% or less, more preferably Is 1% or more and 5% or less. By setting the content of the (A) acid generator in the above-described range, a high exposure sensitivity of the composition for forming an ink pattern is obtained, and a more highly fine pattern forming film by a liquid-repellent portion and a lyophilic portion is obtained.

5-2. (B) 용제5-2. (B) solvent

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 성분으로서 이용하는 (B) 용제로서는, 잉크 패턴 형성용 조성물의 각 성분을 용해 또는 분산할 수 있으면 되고, 알콜류, 에테르류, 디에틸렌글리콜알킬에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트류, 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 케톤류 또는 에스테르류 등의 유기 용제를 들 수 있다. 이하에, 각각의 (B) 용제를 나타낸다.As the (B) solvent used as a component in the composition for forming an ink pattern of the present invention, it is sufficient to dissolve or disperse each component of the composition for forming an ink pattern, and alcohols, ethers, diethylene glycol alkyl ethers, ethylene glycol alkyl And organic solvents such as ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether propionates, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ketones or esters. Below, each (B) solvent is shown.

[알콜류][Alcohol]

알콜류로서는 장쇄 알킬알콜류, 방향족 알콜류, 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르류;, 프로필렌글리콜모노알킬에테르를 들 수 있다.Examples of alcohols include long-chain alkyl alcohols, aromatic alcohols, ethylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, and propylene glycol monoalkyl ethers.

< 장쇄 알킬 알콜류 ><Long-chain alkyl alcohols>

장쇄 알킬알콜류로서는 1-헥산올, 1-옥탄올, 1-노난올, 1-도데칸올, 1,6-헥산디올, 또는 1,8-옥탄디올을 예시할 수 있다.As long-chain alkyl alcohols, 1-hexanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-dodecanol, 1,6-hexanediol, or 1,8-octanediol can be illustrated.

< 방향족 알콜류 ><Aromatic alcohols>

방향족 알콜류로서는 벤질알콜을 예시할 수 있다. 에틸렌글리콜모노알킬에테르류로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 또는 에틸렌글리콜모노부틸에테르를 예시할 수 있다.As aromatic alcohols, benzyl alcohol can be illustrated. Examples of ethylene glycol monoalkyl ethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, or ethylene glycol monobutyl ether.

< 프로필렌글리콜모노알킬에테르류 ><Propylene glycol monoalkyl ethers>

프로필렌글리콜모노알킬에테르류로서는 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 또는 프로필렌글리콜모노부틸에테르를 예시할 수 있다.As propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, or propylene glycol monobutyl ether can be illustrated.

< 디프로필렌글리콜모노알킬에테르류 ><Dipropylene glycol monoalkyl ethers>

디프로필렌글리콜모노알킬에테르류로서는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르, 또는 디프로필렌글리콜모노부틸에테르를 예시할 수 있다.Examples of dipropylene glycol monoalkyl ethers include dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, or dipropylene glycol monobutyl ether.

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물을 용해하기 쉽고, 제막하기 쉬운 것으로부터, 이들 알콜류 중에서도 바람직하게는 벤질알콜, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 또는 프로필렌글리콜모노에틸에테르이다.Since the composition for forming an ink pattern of the present invention is easy to dissolve and is easy to form a film, among these alcohols, preferably, benzyl alcohol, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, or propylene glycol mono It is ethyl ether.

[에테르류][Ethers]

에테르류로서는 테트라히드로푸란, 헥실메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디에틸에테르, 또는 1,4-디옥산을 예시할 수 있다.Examples of ethers include tetrahydrofuran, hexylmethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, or 1,4-dioxane.

[디에틸렌글리콜알킬에테르류][Diethylene glycol alkyl ethers]

디에틸렌글리콜알킬에테르류로서는 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 또는 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등을 예시할 수 있다.Examples of diethylene glycol alkyl ethers include diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, or diethylene glycol ethyl methyl ether.

[에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류][Ethylene glycol alkyl ether acetates]

에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류로서는 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 또는 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트를 예시할 수 있다.Examples of ethylene glycol alkyl ether acetates include methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, or ethylene glycol monoethyl ether acetate.

[프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류][Propylene glycol alkyl ether acetates]

프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류로서는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 또는 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트를 예시할 수 있다.Examples of propylene glycol monoalkyl ether acetates include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, or propylene glycol monobutyl ether acetate.

[프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트류][Propylene glycol monoalkyl ether propionates]

프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트류로서는 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르프로피오네이트, 또는 프로필렌글리콜모노부틸에테르프로피오네이트를 예시할 수 있다.As propylene glycol monoalkyl ether propionates, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, propylene glycol monopropyl ether propionate, or propylene glycol monobutyl ether propionate can be exemplified. have.

[지방족 탄화수소류][Aliphatic hydrocarbons]

지방족 탄화수소류로서는 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, n-운데칸, n-도데칸, 시클로헥산, 또는 데칼린을 예시할 수 있다.Examples of aliphatic hydrocarbons include n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, cyclohexane, or decalin.

[방향족 탄화수소류][Aromatic hydrocarbons]

방향족 탄화수소류로서는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, n-프로필벤젠, i-프로필벤젠, n-부틸벤젠, 메시틸렌, 클로로벤젠, 또는 디클로로벤젠을 예시할 수 있다.Examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, n-propylbenzene, i-propylbenzene, n-butylbenzene, mesitylene, chlorobenzene, or dichlorobenzene.

[케톤류][Ketones]

케톤류로서는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온, 2-헵탄온, 또는 4-히드록시-4-메틸-2-펜탄온을 예시할 수 있다.Examples of ketones include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, or 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone.

[에스테르류][Esters]

에스테르류로서는 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 i-프로필, 아세트산 부틸, 2-히드록시프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산 메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 히드록시아세트산 메틸, 히드록시아세트산 에틸, 히드록시아세트산 부틸, 젖산 메틸, 젖산 에틸, 젖산 프로필, 젖산 부틸, 3-히드록시프로피온산 메틸, 3-히드록시프로피온산 에틸, 3-히드록시프로피온산 프로필, 3-히드록시프로피온산 부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산 메틸, 메톡시아세트산 메틸, 메톡시아세트산 에틸, 메톡시아세트산 프로필, 메톡시아세트산 부틸, 에톡시아세트산 메틸, 에톡시아세트산 에틸, 에톡시아세트산 프로필, 에톡시아세트산 부틸, 프로폭시아세트산 메틸, 프로폭시아세트산 에틸, 프로폭시아세트산 프로필, 프로폭시아세트산 부틸, 부톡시아세트산 메틸, 부톡시아세트산 에틸, 부톡시아세트산 프로필, 부톡시아세트산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 또는 2-에톡시프로피온산 에틸을 예시할 수 있다.As esters, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, i-propyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, hydroxy Methyl oxyacetate, ethyl hydroxyacetate, butyl hydroxyacetate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionic acid, 3-hydroxy Butyl oxypropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, propyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, ethoxyacetic acid propyl , Butyl ethoxyacetate, methyl propoxyacetate, ethyl propoxyacetate, propyl propoxyacetate, butyl propoxyacetate, methyl butoxyacetate, ethyl butoxyacetate, propyl butoxyacetate, butyl butoxyacetate, 2-methoxy Methyl propionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, butyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, or ethyl 2-ethoxypropionate.

이들 (B) 용제는 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.These (B) solvents may be used alone or in combination of two or more.

[잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (B) 용제의 함유율][Content of the solvent (B) in the composition for forming an ink pattern]

잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (B) 용제의 함유는, (B) 용제 이외의 잉크 패턴 형성용 조성물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 200 질량부∼1600 질량부이고, 보다 바람직하게는 400 질량부∼1000 질량부이다. (B) 용제의 사용을 상술의 범위로 함으로써, 잉크 패턴 형성용 조성물의 유리 기판 등에 대한 젖음성을 향상시키고, 또한 도포 불균일의 발생을 억제하고, 균일한 막을 얻을 수 있다.The content of the solvent (B) in the composition for forming an ink pattern is preferably 200 parts by mass to 1600 parts by mass, and more preferably 400 parts by mass based on 100 parts by mass of the composition for ink pattern formation other than the (B) solvent. It is -1000 parts by mass. (B) By setting the use of the solvent in the above-described range, the wettability of the composition for forming an ink pattern to a glass substrate or the like can be improved, furthermore, occurrence of uneven coating can be suppressed, and a uniform film can be obtained.

5-3. (C) ??처5-3. (C) ??

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 이용하는 (C) ??처는, 막으로 하였을 때의 노광시에 (A) 산발생제로부터의 산의 확산을 방지하는 산 확산 억제재로서 기능하는 것이고, 노광에 의해 감광하여 약산을 발생하는 광붕괴성 염기를 들 수 있다. 광붕괴성 염기로서, 바람직하게는 오늄염 화합물이다.(C) The target used in the composition for ink pattern formation of the present invention is to function as an acid diffusion inhibitor that prevents diffusion of acid from the acid generator (A) at the time of exposure in the case of a film. And a photodegradable base that generates a weak acid by photosensitive. As a photodegradable base, it is preferably an onium salt compound.

광붕괴성 염기는, 노광부에 있어서는 산을 발생하는 한편, 미노광부에서는 아니온에 의한 높은 산 포착 기능이 발휘되어, (A) 산발생제로부터의 산을 보충하고, 노광부로부터 미노광부로 확산되는 산을 실활(失活)시킨다. 미노광부에 있어서만 산을 실활시킨다. 본 발명의 패턴 형성용 조성물을 노광한 후의 패턴 형성 막에 있어서 발액 부위와 친액 부위의 경계가 명확하게 되고, 잉크 도포 후의 패턴의 콘트라스트가 향상되어, 정치(精緻)한 패턴이 얻어진다. (C) ??처는 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.The photodegradable base generates an acid in the exposed portion, while exhibiting a high acid trapping function by anion in the unexposed portion, (A) replenishes the acid from the acid generator, and from the exposed portion to the unexposed portion. It deactivates the acid that diffuses. The acid is deactivated only in the unexposed part. In the pattern formation film after exposure of the pattern forming composition of the present invention, the boundary between the liquid-repellent portion and the lyophilic portion becomes clear, the contrast of the pattern after ink application is improved, and a stationary pattern is obtained. (C) You may use it individually or in combination of 2 or more types.

[잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (C) ??처의 함유][Containment of (C) ??in the composition for ink pattern formation]

잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (C) ??처의 함유는, 함불소 중합체 (1) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.001 질량부∼5 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.005 질량부∼3 질량부이다. (C) ??처의 함유를 상술의 범위로 함으로써, 본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물을 노광한 후의 패턴 형성 막에 있어서 발액 부위와 친액 부위의 경계가 명확하게 되고, 잉크 도포 후의 패턴의 콘트라스트가 향상되어, 정치한 패턴이 얻어진다.The content of (C)? In the composition for ink pattern formation is preferably 0.001 parts by mass to 5 parts by mass, more preferably 0.005 parts by mass to 3 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorinated polymer (1). It's wealth. (C) By making the content of the ??in the above-described range, the boundary between the liquid-repellent portion and the lyophilic portion in the pattern-forming film after exposure of the composition for forming an ink pattern of the present invention becomes clear, and the contrast of the pattern after ink application Is improved, and a still pattern is obtained.

5-4. (D) 증감제5-4. (D) sensitizer

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 이용하는 (D) 증감제는, 잉크 패턴 형성용 조성물의 노광 감도를 보다 향상시키고 싶을 때에 추가하는 것이다. (D) 증감제는, 광선 또는 방사선을 흡수하여 여기 상태로 되는 화합물인 것이 바람직하다. (D) 증감제는 여기 상태로 됨으로써, (A) 산발생제와 접촉하였을 때, 전자 이동, 에너지 이동 또는 발열 등을 생기게 하고, 이에 의해, (A) 산발생제는 분해되어 산을 생성하기 쉬워진다. (D) 증감제는, 350 ㎚∼450 ㎚의 영역에 흡수 파장을 가지면 되고, 다핵 방향족류, 크산텐류, 크산톤류, 시아닌류, 메로시아닌류, 로다시아닌류, 옥소놀류, 티아진류, 아크리딘류, 아크리돈류, 안트라퀴논류, 스쿠알륨류, 스티릴류, 베이스 스티릴류, 또는 쿠마린류를 들 수 있다.The sensitizer (D) used for the composition for forming an ink pattern of the present invention is added when it is desired to further improve the exposure sensitivity of the composition for forming an ink pattern. (D) It is preferable that a sensitizer is a compound which absorbs light rays or radiation and becomes excited. (D) The sensitizer is in an excited state, so that (A) when it comes into contact with the acid generator, it causes electron transfer, energy transfer, or heat generation, whereby (A) the acid generator is decomposed to produce an acid. It gets easier. (D) The sensitizer may have an absorption wavelength in a region of 350 nm to 450 nm, and polynuclear aromatics, xanthenes, xanthones, cyanines, merocyanines, rhodacyanus, oxonols, thiazines, Acridines, acridones, anthraquinones, squaliums, styryls, base styryls, or coumarins.

이하에, 각각의 (D) 증감제를 나타낸다.Below, each (D) sensitizer is shown.

[다핵 방향족류][Polynuclear aromatics]

다핵 방향족류로서는 피렌, 페릴렌, 트리페닐렌, 안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 3,7-디메톡시안트라센, 또는 9,10-디프로필옥시안트라센을 예시할 수 있다.Examples of polynuclear aromatics include pyrene, perylene, triphenylene, anthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 3,7-dimethoxyanthracene, or 9,10-dipropyloxyanthracene. can do.

[크산텐류][Xanthenes]

크산텐류로서는 플루오로세인, 에오신, 에리트로신, 로다민 B, 로즈 벵골을 예시할 수 있다.Examples of xanthenes include fluorocein, eosin, erythrosine, rhodamine B, and rose bengal.

[크산톤류][Xanthones]

크산톤류로서는 크산톤, 티오크산톤, 디메틸티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 또는 이소프로필티오크산톤을 예시할 수 있다.Examples of xanthones include xanthone, thioxanthone, dimethyl thioxanthone, diethyl thioxanthone, or isopropyl thioxanthone.

[시아닌류][Cyanines]

시아닌류로서는 티아카르보시아닌, 옥사카르보시아닌을 예시할 수 있다.As cyanines, thiacarbocyanine and oxacarbocyanine can be illustrated.

[메로시아닌류][Merocyanines]

메로시아닌류로서는 메로시아닌, 카르보메로시아닌을 예시할 수 있다.Examples of merocyanines include merocyanine and carbomerocyanine.

[티아진류][Tiagins]

티아진류로서는 티오닌, 메틸렌 블루, 톨루이딘 블루를 예시할 수 있다.As thiazines, thionine, methylene blue, and toluidine blue can be illustrated.

[아크리딘류][Acridines]

아크리딘으로서는 아크리딘 오렌지, 클로로플라빈, 아크리플라빈을 예시할 수 있다.Examples of acridine include acridine orange, chloroflavin, and acriflavin.

[아크리돈류][Acridones]

아크리돈류로서는 아크리돈, 10-부틸-2-클로로아크리돈을 예시할 수 있다.Examples of acridones include acridone and 10-butyl-2-chloroacridone.

[안트라퀴논류][Anthraquinones]

안트라퀴논류로서는 안트라퀴논을 예시할 수 있다.As anthraquinones, anthraquinone can be illustrated.

[스쿠알륨류][Squaliums]

스쿠알륨류로서는 스쿠알륨을 예시할 수 있다.As squalium, squalium can be illustrated.

[베이스 스티릴류][Base styryls]

베이스 스티릴류로서는 2-[2-[4-(디메틸아미노)페닐]에테닐]벤조옥사졸을 예시할 수 있다.Examples of the base styryl include 2-[2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl]benzoxazole.

[쿠마린류][Coumarins]

쿠마린류로서는 7-디에틸아미노 4-메틸쿠마린, 7-히드록시 4-메틸쿠마린, 또는 2,3,6,7-테트라히드로-9-메틸-1H,5H,11H[l]벤조피라노[6,7,8-ij]키노리딘-11-논을 예시할 수 있다.As coumarins, 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]kinoridin-11-non can be illustrated.

이들 (D) 증감제는 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.These (D) sensitizers may be used alone or in combination of two or more.

[본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물이 포함하는 (D) 증감제][(D) sensitizer contained in the composition for forming an ink pattern of the present invention]

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 사용하는 (D) 증감제로서는, 노광 감도 향상의 효과가 큰 것으로부터, 바람직하게는 다핵 방향족류, 아크리돈류, 스티릴류, 베이스 스티릴류, 쿠마린류, 또는 크산톤류이고, 특히 바람직하게는 크산톤류이다. 크산톤류 중에서도 디에틸티오크산톤 및 이소프로필티오크산톤이 바람직하다.As the sensitizer (D) used in the composition for forming an ink pattern of the present invention, since it has a large effect of improving exposure sensitivity, preferably polynuclear aromatics, acridones, styryls, base styryls, coumarins, or They are xanthones, particularly preferably xanthones. Among the xanthones, diethyl thioxanthone and isopropyl thioxanthone are preferable.

[잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (D) 증감제의 함유율][Content of the sensitizer (D) in the composition for forming an ink pattern]

(D) 증감제의 함유는, 함불소 중합체 (1) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 질량부∼8 질량부이고, 보다 바람직하게는 1 질량부∼4 질량부이다. (D) 증감제의 함유를 상술의 범위로 함으로써, 잉크 패턴 형성용 조성물의 노광 감도를 향상시키고, 본 발명의 패턴 형성용 조성물을 노광한 후의 패턴 형성 막에 있어서 발액 부위와 친액 부위의 경계가 명확하게 되고, 잉크 도포 후의 잉크 패턴의 콘트라스트가 향상되어, 정치한 패턴이 얻어진다.The content of the (D) sensitizer is preferably 0.1 to 8 parts by mass, and more preferably 1 to 4 parts by mass per 100 parts by mass of the fluorinated polymer (1). (D) By making the content of the sensitizer within the above-described range, the exposure sensitivity of the composition for forming an ink pattern is improved, and the boundary between the liquid-repellent portion and the lyophilic portion in the pattern-forming film after exposure of the pattern-forming composition of the present invention is It becomes clear, the contrast of the ink pattern after ink application is improved, and a still pattern is obtained.

5-5. (E) 중합성 화합물5-5. (E) polymerizable compound

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 성분으로서 이용하는 (E) 중합성 화합물은, 얻어지는 패턴 형성 막을 보다 단단하게 하기 위하여, 잉크 패턴 형성용 조성물에 함유시키는 것이다. (E) 중합성 화합물은, 함불소 중합체 (1) 이외의, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물이다. 이와 같은 (E) 중합성 화합물로서는, 중합성이 양호하고, 잉크 패턴 형성용 조성물로부터 얻어지는 패턴 형성 막이 보다 단단해지는 것으로부터, 단관능 또는 2관능 이상의, 아크릴산 에스테르류 및 메타크릴산 에스테르를 들 수 있다.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 more rigid. (E) The polymerizable compound is a compound having an ethylenically unsaturated bond other than the fluorinated polymer (1). Examples of such (E) polymerizable compounds include monofunctional or bifunctional or higher acrylic acid esters and methacrylic acid esters from the fact that the polymerizability is good and the pattern forming film obtained from the composition for forming an ink pattern becomes harder. have.

이하에, 각각의 (E) 중합성 화합물을 나타낸다.Below, each (E) polymerizable compound is shown.

[단관능의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르][Monofunctional acrylic acid ester and methacrylic acid ester]

< 단관능 아크릴산 에스테르 ><Monofunctional acrylic acid ester>

단관능 아크릴산 에스테르로서는 2-히드록시에틸아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아크릴레이트, (2-아크릴로일옥시에틸)(2-히드록시프로필)프탈레이트, 또는 (2-메타크릴로일옥시에틸)(2-히드록시프로필)프탈레이트를 예시할 수 있다.As monofunctional acrylic acid ester, 2-hydroxyethyl acrylate, diethylene glycol monoethyl ether acrylate, (2-acryloyloxyethyl) (2-hydroxypropyl) phthalate, or (2-methacryloyloxyethyl) )(2-hydroxypropyl)phthalate can be illustrated.

< 단관능 메타크릴산 에스테르 ><Monofunctional methacrylic acid ester>

단관능 메타크릴산 에스테르로서는 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르메타크릴레이트, 또는 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트를 예시할 수 있다.Examples of the monofunctional methacrylic acid ester include 2-hydroxyethyl methacrylate, diethylene glycol monoethyl ether methacrylate, or ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate.

단관능의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르는 시판품을 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면, 동아합성주식회사로부터 상품명 아로닉스(등록상표), 품번 M-101, M-111, M-114, 및 M-5300, 니혼가야쿠주식회사로부터 상품명 KAYARAD, 품번 TC-110S, TC-120S, 오사카유기화학공업주식회사로부터 상품명 비스코트 158, 2311 비스코트 등이 시판되고 있다.Monofunctional acrylic acid esters and methacrylic acid esters can be obtained commercially, for example, from Dong-A Synthetic Co., Ltd. under the brand name Aaronics (registered trademark), product numbers M-101, M-111, M-114, and M -5300, brand names KAYARAD, product numbers TC-110S, TC-120S from Nihon Kayaku Co., Ltd., and brand names Viscoat 158 and 2311 Viscoat from Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. are on the market.

[2관능의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르][Bifunctional acrylic acid ester and methacrylic acid ester]

2관능 아크릴산 에스테르로서는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 또는 1,9-노난디올디아크릴레이트를 예시할 수 있다.As a bifunctional acrylic acid ester, ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, or 1,9-nonanediol diacrylate Rate can be illustrated.

2관능 메타크릴산 에스테르로서는 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 또는 1,9-노난디올디메타크릴레이트를 예시할 수 있다.As a bifunctional methacrylic acid ester, propylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, or 1 , 9-nonanediol dimethacrylate can be illustrated.

2관능의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테는 시판품을 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면, 동아합성주식회사로부터 상품명 아로닉스(등록상표), 품번 M-210, M-240, M-6200, 니혼가야쿠주식회사로부터 상품명 KAYARAD, 품번 HDDA, HX-220, R-604, 오사카유기화학공업주식회사로부터 상품명 비스코트, 품번 260, 312, 335HP, 교에이샤화학주식회사로부터 상품명 라이트 아크릴레이트 1,9-NDA 등이 시판되고 있다.Bifunctional acrylic acid ester and methacrylic acid ester can be obtained commercially, for example, from Dong-A Synthetic Co., Ltd. under the brand name Aaronix (registered trademark), product number M-210, M-240, M-6200, Nihongaya Brand name KAYARAD, product number HDDA, HX-220, R-604 from Ku Co., Ltd., brand name Viscoat from Osaka Organic Chemical Co., Ltd., product number 260, 312, 335HP, brand name Light acrylate 1,9-NDA from Kyoeisha Chemical Is commercially available.

[3관능 이상의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르][Acrylic acid ester and methacrylic acid ester of trifunctional or higher function]

3관능 이상의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르로서는 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트의 혼합물, 디펜타에리스리톨헥사메타크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 트리(2-아크릴로일옥시에틸)포스페이트, 트리(2-메타크릴로일옥시에틸)포스페이트, 숙신산 변성 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 숙신산 변성 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트의, 또는 직쇄 알킬렌기 및 지환식 구조를 갖고, 또한 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물과, 분자 내에 1개 이상의 수산기를 갖고, 또한 3개, 4개 또는 5개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물과 반응시켜 얻어지는 다관능 우레탄 아크릴레이트계 화합물을 예시할 수 있다.Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate as trifunctional or higher acrylic acid esters and methacrylic acid esters Rate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, a 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 a compound having a linear alkylene group and an alicyclic structure, and having two or more isocyanate groups, and having one or more hydroxyl groups in the molecule, and three, four or five A polyfunctional urethane acrylate compound obtained by reacting with a compound having a dog's (meth)acryloyloxy group can be illustrated.

3관능 이상의 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르는 시판품을 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 동아합성주식회사로부터 상품명 아로닉스(등록상표), 품번 M-309, M-315, M-400, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060, TO-1450, 니혼가야쿠주식회사로부터 상품명 KAYARAD, 품번 TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120, 동 DPEA-12, 오사카유기화학공업주식회사로부터 상품명 비스코트, 품번 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400, 교에이샤화학주식회사로부터 상품명 라이트 아크릴레이트 1,9-NDA 등이 시판되고 있다. 다관능 우레탄 아크릴레이트계 화합물은, 다이이치공업제약주식회사로부터 상품명 뉴 프론티어(등록상표) 품번 R-1150, 니혼가야쿠주식회사로부터 상품명 KAYARAD, 품번 DPHA-40H 등이 시판되고 있다.Trifunctional or higher acrylic acid esters and methacrylic acid esters can be obtained commercially, for example, from Dong-A Synthetic Co., Ltd. under the brand name Aaronics (registered trademark), product numbers M-309, M-315, M-400, M-405. , M-450, M-7100, M-8030, M-8060, TO-1450, brand name KAYARAD, part number TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120 from Nihon Kayaku Co., Ltd. DPEA-12, brand name Viscoat, product number 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400 from Osaka Organic Chemical Co., Ltd., and light acrylate 1,9-NDA brand name from Kyoeisha Chemical Co., Ltd. are commercially available. Polyfunctional urethane acrylate compounds are commercially available from Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd. under the brand name New Frontier (registered trademark), product number R-1150, and Nihon Kayaku Co., Ltd. under the brand name KAYARAD, product number DPHA-40H, and the like.

본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물에 사용하는 (E) 중합성 화합물로서는, 얻어지는 패턴 형성 막을 보다 단단하게 하는 효과가 큰 것으로부터, 바람직하게는 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, 1,9-노난디올디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트와 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트와의 혼합물, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 숙신산 변성 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 숙신산 변성 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트 또는 다관능 우레탄 아크릴레이트계 화합물이다. 특히 바람직하게는 3관능 이상의 (메타)아크릴산 에스테르가 바람직하고, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트와 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트와의 혼합물이다.As the (E) polymerizable compound used in the composition for ink pattern formation of the present invention, since it has a greater effect of making the resulting pattern forming film harder, preferably ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate, 1,9- Nonandiol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol It is a mixture with pentaacrylate, ethylene oxide-modified dipentaerythritol hexaacrylate, succinic acid-modified pentaerythritol triacrylate, succinic acid-modified dipentaerythritol pentaacrylate, or a polyfunctional urethane acrylate-based compound. Particularly preferably, a trifunctional or higher (meth)acrylic acid ester is preferred, and it is a mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate.

[잉크 패턴 형성용 조성물 중의 (E) 중합성 화합물의 함유율][Content of (E) polymerizable compound in the composition for ink pattern formation]

이들 (E) 중합성 화합물은 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다. (E) 중합성 화합물의 함유는, 함불소 중합체 (1) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부∼300 질량부이고, 더 바람직하게는 3 질량부∼200 질량부이고, 특히 바람직하게는 5 질량부∼100 질량부이다. (E) 중합성 화합물의 사용량을 상술의 범위 내로 함으로써, 잉크 패턴 형성용 조성물로부터 얻어지는 패턴 형성 막을 보다 단단하게 할 수 있다.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 to 300 parts by mass, more preferably 3 to 200 parts by mass, particularly preferably, based on 100 parts by mass of the fluorinated polymer (1). Is 5 parts by mass to 100 parts by mass. (E) By setting the amount of the polymerizable compound to be within the above-described range, the pattern forming film obtained from the composition for forming an ink pattern can be made harder.

6. 잉크 패턴의 형성 방법6. How to form an ink pattern

본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법은, 이하의 2종류의 패턴 형성 방법 (A), (B)를 들 수 있다. 잉크 패턴의 형성 방법 (A)는 포토마스크를 이용하는 방법이고, 잉크 패턴의 형성 방법 (B)는 묘화 장치를 이용하는 방법이다.The method for forming an ink pattern 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 device.

[잉크 패턴의 형성 방법 (A)][Ink pattern formation method (A)]

본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법 (A)는, 상기 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과, 포토마스크를 개재하여 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을, 막에 조사 노광하고, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 노광 공정과, 얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하고 잉크에 의한 패턴을 얻는 잉크 패턴 형성 공정을 포함한다.In the method (A) of forming an ink pattern of the present invention, a film forming step of forming a film by applying the composition for forming an ink pattern on a substrate, and light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less are applied to the film through a photomask. It includes an exposure step of obtaining a pattern forming film having a liquid-repellent portion and a lyophilic portion by irradiation exposure, transferring the pattern of the photomask to the film, and an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film to obtain a pattern by ink. .

[잉크 패턴 형성 방법 (B)][Ink pattern formation method (B)]

본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법 (B)는, 상기 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 얻어진 도막을 가열하는 제막 공정과, 이어서, 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을 묘화 장치에 의해 막에 주사 노광하여, 패턴을 막에 묘화하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 묘화 공정과, 얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하는 잉크 패턴 형성 공정을 포함한다.In the method (B) of forming an ink pattern of the present invention, a film forming step of heating a coating film obtained by applying the composition for forming an ink pattern on a substrate, and subsequently, light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less by a drawing device. And a drawing step of obtaining a pattern forming film having a liquid repellent portion and a lyophilic portion by scanning exposure to the film to draw a pattern on the film, and an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.

6-1. 잉크 패턴의 형성 방법의 제막 공정, 노광 또는 묘화 공정 및 잉크 패턴 형성 공정6-1. Film formation process, exposure or drawing process, and ink pattern formation process of the ink pattern formation method

이하에, 본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법 (A) 및 (B)에 공통되는 제막 공정, 잉크 패턴의 형성 방법 (A)에 있어서의 노광 공정, 및 (B)에 있어서의 묘화 공정, 및 잉크 패턴의 형성 방법 (A) 및 (B)에 공통되는 잉크 패턴 형성 공정에 대하여 나타낸다.Below, the film forming process common to the ink pattern formation method (A) and (B) of the present invention, the exposure process in the ink pattern formation method (A), and the drawing process in (B), and ink It shows about the ink pattern formation process common to the pattern formation method (A) and (B).

6-2. 제막 공정6-2. Production process

제막 공정은, 상술의 본 발명의 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판에 도포하여, 얻어진 도막을 가열(프리 베이크)하는 공정이다.The film forming step is a step of heating (pre-baking) the obtained coating film by applying the composition for forming an ink pattern of the present invention to a substrate.

[기판][Board]

제막 공정에서 이용하는 기판으로서는, 종래, 전자 회로에 이용되어 온, 수지제 기판, 유리 기판, 석영, 실리콘 등의 반도체 기판을 들 수 있다. 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 또는 폴리이미드를 예시할 수 있다.As the substrate used in the film forming step, a semiconductor substrate such as a resin substrate, a glass substrate, quartz, or silicon, which has been conventionally used for an electronic circuit, can be mentioned. Examples of the resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, polycarbonate, or polyimide.

기판에 잉크 패턴 형성용 조성물을 도포하기 전에, 필요에 따라서 기판 표면을 세정, 조면(粗面)화, 미소한 요철면의 부여 등의 전처리를 실시해 두고 있어도 된다.Before applying the composition for forming an ink pattern to the substrate, pretreatment such as cleaning, roughening, and application of minute uneven surfaces may be performed as necessary.

[도포 방법][Application method]

잉크 패턴 형성 조성물의 기판에의 도포 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 솔 또는 브러시를 이용한 도포, 디핑법, 스프레이법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿 다이 도포법, 바 도포법, 플렉소 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄, 또는 디스펜스법을 들 수 있다. 본 발명의 패턴의 형성 방법에 있어서, 바람직하게는 스핀 코팅법이 바람직하다.The method of applying the ink pattern forming composition to the substrate is not particularly limited, and application using a brush or brush, dipping method, spray method, roll coating method, rotation coating method (spin coating method), slit die coating method, bar coating Method, flexo printing, offset printing, inkjet printing, or dispensing method. In the method for forming a pattern of the present invention, preferably, a spin coating method is preferred.

[막 두께][Film thickness]

상기 공정에서 형성되는 도막의 두께는, 원하는 용도에 따라 적절히 조정하면 된다. 본 발명의 잉크 패턴 형성 방법에 있어서, 바람직하게는 0.1 ㎛∼20 ㎛이다.The thickness of the coating film formed in the above step may be appropriately adjusted according to the intended use. In the ink pattern forming method of the present invention, it is preferably 0.1 µm to 20 µm.

[프리 베이크][Pre-baked]

이용하는 잉크 패턴 형성용 조성물의 조성 등에 따라서도 다르지만, 본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법 (A) 및 (B)에 공통되는 프리 베이크의 조건은, 바람직하게는 가열 온도 60℃∼120℃, 가열 시간 1분간∼10분간이다.Although it also varies depending on the composition of the composition for forming an ink pattern to be used, 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. It is from 1 minute to 10 minutes.

6-3. 노광 공정 및 묘화 공정6-3. Exposure process and drawing process

[노광 공정][Exposure process]

잉크 패턴의 형성 방법 (A)에 있어서의 노광 공정은, 제막 공정에서 얻어진 막에 포토마스크를 개재하여 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을 조사하여 노광하고, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하여, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 공정이다. 노광은, 원하는 패턴과 마찬가지의 패턴의 노광부가 형성되도록, 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 개재하여 노광한다.In the exposure step in the ink pattern forming method (A), the film obtained in the film forming step is exposed to 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. , A step of obtaining a pattern forming film having a liquid repellent portion and a lyophilic portion. In the exposure, exposure is performed through a photomask having a predetermined pattern so that an exposed portion of a pattern similar to that of a desired pattern is formed.

[묘화 공정][Drawing process]

잉크 패턴의 형성 방법 (B)에 있어서의 묘화 공정은, 제막 공정에서 얻어진 막에 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을 묘화 장치에 의해 막에 주사 노광하여, 패턴을 막에 묘화하여, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 공정이다. 예를 들면, 직묘(直描)식 노광 장치를 이용하여 소정의 패턴을 주사함으로써 행한다.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, and the pattern is drawn on the film, and the liquid-repellent portion It is a process of obtaining a pattern formation film which has a lyophilic part and. For example, it is carried out by scanning a predetermined pattern using a direct drawing type exposure apparatus.

[사용광][Used light]

노광 및 묘화에는 가시광선, 자외선, X선 또는 하전 입자의 흐름인 방사선을 사용할 수 있다. 바람직하게는 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 자외선이고, 특히 바람직하게는 자외선 발광 다이오드에 의한 365 ㎚의 자외선이다.For exposure and drawing, visible light, ultraviolet light, X-ray, or radiation, which is a flow of charged particles, can be used. It is preferably an ultraviolet ray having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less, and particularly preferably an ultraviolet ray of 365 nm by an ultraviolet light emitting diode.

노광 및 묘화에 의해, 막 중의 (A) 산발생제로부터 발생하는 산의 효과에 의해, 함불소 중합체 (1)이 갖는 산해리성 기가 탈리되어 휘발된다. 그 결과, 노광부의 막 두께가 미노광부의 막 두께에 비하여 얇아져, 오목 형상의 패턴이 형성된다. 그 때, 산해리성 기는 함불소 원자를 갖기 때문에, 미노광부는 발액성을 나타내고, 노광부는 친액성으로 된다. 따라서, 기판 상에 형성된 막은, 발액성의 미노광부와, 오목 형상의 패턴인 친액성의 노광부를 갖는 패턴 형성 막이 된다.By exposure and drawing, the acid-dissociable group of the fluorinated polymer (1) is desorbed and volatilized due to the effect of the acid generated from the acid generator (A) in the film. As a result, the film thickness of the exposed part becomes thinner than the film thickness of the unexposed part, and a concave pattern is formed. At that time, since the acid-dissociable group has a fluorine-containing atom, the unexposed portion exhibits liquid repellency, and the exposed portion becomes lyophilic. Accordingly, the film formed on the substrate becomes a pattern forming film having a liquid-repellent unexposed portion and a lyophilic exposed portion which is a concave pattern.

[가열][heating]

노광 후의 패턴 형성 막은 가열하는 것이 바람직하다. 노광 후의 패턴 형성 막을 가열함으로써, 노광부에 있어서 함불소 중합체 (1)로부터 해리된 산해리성 기에 의한 성분을 추가로 휘발시킬 수 있어, 노광된 오목부와, 미노광의 볼록부로 이루어지는, 보다 정치한 패턴이 얻어진다.It is preferable to heat the pattern formation film after exposure. By heating the pattern forming film after exposure, it is possible to further volatilize the component by the acid-dissociable group dissociated from the fluorinated polymer (1) in the exposed portion, and a more stationary pattern consisting of exposed concave portions and unexposed convex portions Is obtained.

패턴 형성 막을 가열하는 방법으로서는, 예를 들면, 당해 막 형성 기판을, 핫플레이트, 배치식 오븐 또는 컨베이어식 오븐을 이용하여 가열하는 방법, 또는 드라이어 등을 이용하여 열풍 건조하는 방법, 진공 베이크하는 방법을 들 수 있다. 가열의 조건은, 조성물의 조성이나, 얻어진 도막의 두께 등에 따라서도 다르지만, 바람직하게는 60℃ 이상 150℃ 이하에서 3분 이상 30분 이하이다.As a method of heating the pattern forming film, for example, a method of heating the film-forming substrate using a hot plate, a batch type oven or a conveyor type oven, a method of hot air drying using a dryer, etc., a method of vacuum baking. Can be mentioned. The heating conditions vary depending on the composition of the composition, the thickness of the obtained coating film, and the like, but it is preferably 3 minutes or more and 30 minutes or less at 60°C or more and 150°C or less.

6-4. 잉크 패턴 형성 공정6-4. Ink pattern formation process

잉크 패턴의 형성은, 얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하여 잉크에 의한 패턴을 얻음으로써 이루어진다.The formation of the ink pattern is achieved by applying ink to the obtained pattern forming film to obtain a pattern by ink.

패턴 형성 막의 노광 전후의 친발부와 발액부의, 잉크 용매인 물 및 헥사데칸에 대한 접촉각의 차는, 바람직하게는 30° 이상이고, 보다 바람직하게는 50° 이상이다. 접촉각 차가 상술의 범위에 있음으로써, 볼록 형상의 발액성 부위에 잉크를 도포한 경우이더라도, 잉크를 튀기고, 친액부인 오목부로 잉크가 이동하기 쉬워져, 노광된 오목부와 미노광의 볼록부로 이루어지는, 보다 정치한 잉크 패턴이 얻어진다.The difference in the contact angle between the propellant portion and the liquid-repellent portion of the pattern forming film before and after exposure to water and hexadecane, which are ink solvents, is preferably 30° or more, and more preferably 50° or more. Since the contact angle difference is within the above-described range, even when ink is applied to the convex liquid-repellent portion, the ink is splashed and the ink is easily moved to the concave portion, which is the lyophilic portion, and is composed of the exposed concave portion and the unexposed convex portion. A still ink pattern is obtained.

[도전성 잉크 패턴의 형성][Formation of conductive ink pattern]

본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법에 있어서, 잉크로서 도전성 잉크를 이용함으로써, 기판 상에 도전성 잉크 패턴을 형성할 수 있다.In the method of 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. 전자 회로 및 전자 디바이스에의 응용6-5. Application to electronic circuits and electronic devices

본 발명의 잉크 패턴의 형성 방법에 있어서 기판 상에 도전성 잉크 패턴으로 이루어지는 전기 회로를 형성하여, 전자 디바이스를 제조할 수 있다. 전자 회로는, 기판 상에 형성된 도전성 잉크 패턴에 의한 배선이다. 전자 디바이스는 전자 회로를 갖는 기기이고, 액정 디스플레이, 휴대전화 등의 휴대 정보 기기, 디지털 카메라, 유기 디스플레이, 유기 EL 조명, 각종 센서 또는 웨어러블 디바이스를 들 수 있다.In the method for forming an ink pattern of the present invention, an electronic device can be manufactured by forming an electric circuit made of a conductive ink pattern on a substrate. The electronic circuit is a wiring made of a conductive ink pattern formed on a substrate. Electronic devices are devices having an electronic circuit, and include portable information devices such as liquid crystal displays and mobile phones, digital cameras, organic displays, organic EL lights, and various sensors or wearable devices.

7. 함불소 단량체7. Fluorinated monomer

본 발명의 함불소 중합체 (1)∼(3)은, 이하에 나타내는 본 발명의 함불소 단량체 (4)를 단독 중합 또는 공중합시킴으로써 합성한다.The fluorinated polymers (1) to (3) of the present invention are synthesized by homopolymerizing or copolymerizing the fluorinated monomer (4) of the present invention shown below.

[함불소 단량체 (4)][Fluorinated monomer (4)]

본 발명의 함불소 단량체는, 하기의 식 (4)로 나타내어지는 함불소 단량체이고, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 것이고, 함불소 중합체 (1)은, 함불소 단량체 (4)를 단독 또는 공중합시켜 얻어진다. 이하에서, 함불소 단량체 (4)라고 부르는 경우가 있다.The fluorinated monomer of the present invention is a fluorinated monomer represented by the following formula (4) and has a fluorinated cyclic acetal structure, and the fluorinated polymer (1) is a fluorinated monomer (4) alone or by copolymerization. Is obtained. Hereinafter, it may be called a fluorinated monomer (4).

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112020000657015-pct00014
Figure 112020000657015-pct00014

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. 이하 동일.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom, R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. )

[함불소 단량체 (5)][Fluorine-containing monomer (5)]

본 발명의 함불소 단량체 (4)는, 상기 식 (4) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 함불소 단량체 (5)인 것이 바람직하다.The fluorinated monomer (4) of the present invention is preferably a fluorinated monomer (5) in which R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (4) are hydrogen atoms.

함불소 단량체 (4)를 중합시켜 얻어지는 함불소 중합체 (1)을, 본 발명의 레지스트 또는 잉크 패턴 형성용 조성물의 성분으로 하여 기판 상에 제막할 때, 용제에의 용해성을 위하여, 상기 식 (4) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인 것이 바람직하고, 바람직하게는 이하의 식 (5)로 나타내어지는 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 함불소 단량체이다. 이하에서, 함불소 단량체 (5)라고 부르는 경우가 있다.When the fluorinated polymer (1) obtained by polymerizing the fluorinated monomer (4) as a component of the resist or ink pattern forming composition of the present invention is formed on a substrate, for solubility in a solvent, the formula (4) ) In R 2 , R 4 , and R 5 are preferably a hydrogen atom, and preferably a fluorinated monomer having a fluorinated cyclic acetal structure represented by the following formula (5). Hereinafter, it may be called a fluorinated monomer (5).

[화학식 15][Formula 15]

Figure 112020000657015-pct00015
Figure 112020000657015-pct00015

(식 (5) 중의 R1, R3, X, Y는 식 (4)와 동의이다.)(R 1 , R 3 , X, and Y in Formula (5) have the same meaning as Formula (4).)

[함불소 단량체 (6)][Fluorinated Monomer (6)]

본 발명의 함불소 단량체 (5)는, 또한, 상기 식 (5) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 이하의 함불소 단량체 (6)인 것이 바람직하다. 함불소 단량체 (5)를 단독 중합 또는 공중합시켜 얻어지는 전술의 함불소 중합체 (2)를, 레지스트 또는 잉크 패턴 형성용 조성물로 하여 기판 상에 제막할 때, 용제에의 용해성을 위하여, 상기 식 (5) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인 것이 바람직하고, 또한, 바람직하게는 이하의 식 (6)으로 나타내어지는 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 함불소 단량체이다. 이하에서, 함불소 단량체 (6)이라고 부르는 경우가 있다.The fluorinated monomer (5) of the present invention is further preferably a fluorinated monomer (6) below, in which Y in the formula (5) is a trifluoromethyl group. When forming a film on a substrate using the above-described fluorinated polymer (2) obtained by homopolymerizing or copolymerizing the fluorinated monomer (5) as a composition for forming a resist or ink pattern, for solubility in a solvent, the formula (5) It is preferable that Y in) is a trifluoromethyl group, and is a fluorinated monomer having a fluorinated cyclic acetal structure preferably represented by the following formula (6). Hereinafter, it may be called a fluorinated monomer (6).

[화학식 16][Formula 16]

Figure 112020000657015-pct00016
Figure 112020000657015-pct00016

(식 (6) 중의 R1, R3, X는 식 (4)와 동의이다.)(R 1 , R 3 , and X in Formula (6) have the same meaning as Formula (4).)

본 발명의 함불소 단량체 (4)로서, 이하에 구체예를 예시하지만, 이러한 것에 한정되는 것은 아니다.As the fluorinated monomer (4) of the present invention, a specific example is exemplified below, but is not limited thereto.

[화학식 17][Formula 17]

Figure 112020000657015-pct00017
Figure 112020000657015-pct00017

8. 함불소 단량체 (4)의 제조 방법8. Method for producing fluorinated monomer (4)

본 발명의 함불소 단량체 (4)의 제조 방법에 대하여 나타낸다. 본 발명의 함불소 단량체의 제조 방법은, 이하의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는, 히드록시비닐에스테르를 환화시켜, 식 (7)로 나타내어지는 환상 헤미아세탈 화합물을 얻는 공정을 포함한다.It shows about the manufacturing method of the fluorinated monomer (4) of this invention. In the method for producing a fluorinated monomer of the present invention, a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or a hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) is cyclized, and the formula (7) A step of obtaining a cyclic hemiacetal compound represented by) is included.

[화학식 18][Formula 18]

Figure 112020000657015-pct00018
Figure 112020000657015-pct00018

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다. 이하 동일.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is hydrogen An atom or a C 1-20 linear, C 3-20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds And may contain a carbonyl bond, the same as below.)

8-1. 함불소 환상 헤미아세탈 화합물의 아실화 또는 알킬화8-1. Acylation or alkylation of fluorinated cyclic hemiacetal compounds

본 발명의 함불소 단량체 (4)는, 식 (7)로 나타내어지는 함불소 환상 헤미아세탈 화합물(이하, 함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7)이라고 부르는 경우가 있음)에 중합성 기를 도입하여, 함불소 단량체 (4)를 얻음으로써, 합성 가능하다. 이하에 본 반응을 나타낸다.The fluorinated monomer (4) of the present invention introduces a polymerizable group into the fluorinated cyclic hemiacetal compound represented by formula (7) (hereinafter, sometimes referred to as fluorinated cyclic hemiacetal compound (7)), Synthesis is possible by obtaining a fluorine monomer (4). This reaction is shown below.

[화학식 19][Formula 19]

Figure 112020000657015-pct00019
Figure 112020000657015-pct00019

(R1, R2∼R5, X, Y는 위 식과 동의이고, A는 수소 원자, 할로겐 원자, 아크로일기 또는 메타크로일기이다.)(R 1 , R 2 ∼R 5 , X, Y are the same as the above formula, and A is a hydrogen atom, a halogen atom, an acroyl group, or a metachromyl group.)

본 반응은, 수산기를 갖는 함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7)의 수산기의 아실화 또는 알킬화 반응함으로써 가능한, 염기의 존재 하, 용매 중 또는 무용매에서, 상기 반응식에 나타난 아크릴로일 화합물에 있어서, X가 단결합인 아실화제, 또는 X가 2가의 유기기인 알킬화제와의 반응시킴으로써, 함불소 단량체 (4)를 합성하는 반응이다.This reaction is possible by acylation or alkylation reaction of the hydroxyl group of the fluorinated 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 shown in the above reaction formula, It is a reaction for synthesizing the fluorinated monomer (4) by reacting with an acylating agent in which X is a single bond or an alkylating agent in which X is a divalent organic group.

8-1-1. 함불소 환상 헤미아세탈 화합물의 아실화8-1-1. Acylation of Fluorinated Cyclic Hemiacetal Compounds

[아실화제][Acylating agent]

아실화제로서는 카르본산 클로라이드 또는 카르본산 무수물을 들 수 있다. 아실화제로서는 아크릴산 클로라이드, 메타크릴산 클로라이드, 아크릴산 무수물, 메타크릴산 무수물, 2-플루오로아크릴산 클로라이드, 또는 2-메타크로일옥시아세틸클로라이드를 예시할 수 있다.Examples of the acylating agent include carboxylic acid chloride or carboxylic anhydride. Examples of the acylating agent include acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic acid anhydride, methacrylic acid anhydride, 2-fluoroacrylic acid chloride, or 2-methacrylic acid chloride.

아실화제의 사용량은, 함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7) 1 몰에 대하여, 0.5 몰 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가, 아실화의 수율이 높아지기 때문에 바람직하다. 아실화제와의 반응은, 염기 존재 하, 반응은 무용매, 또는 용매 중에서 행할 수 있다.The amount of the acylating agent used is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, and particularly preferably 1 mol or more and 3 mol or less, since the acylation yield increases with respect to 1 mol of the fluorinated cyclic hemiacetal compound (7). The reaction with the acylating agent can be carried out in the presence of a base, and the reaction can be carried out without a solvent or in a solvent.

[염기][base]

염기로서는 무기 염기, 유기 염기를 들 수 있다. 반응에 이용하는 염기의 사용량은, 함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7) 1몰에 대하여 0.05 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가, 수율이 높아지기 때문에 바람직하다.Examples of the base include inorganic bases and organic bases. The amount of the base used for the reaction is preferably 0.05 or more and 10 mol or less, and particularly 1 mol or more and 3 mol or less with respect to 1 mol of the fluorinated cyclic hemiacetal compound (7) because the yield increases.

< 무기 염기 ><Inorganic base>

무기 염기로서는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 예시할 수 있다.Examples of the inorganic base include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate.

< 유기 염기 ><Organic base>

유기 염기로서는 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, 이미다졸, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노피리딘 등을 예시할 수 있다.Examples of the organic base include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, and dimethylaminopyridine.

[용매][menstruum]

용매로서는 탄화수소계 용매, 에테르계 용매 또는 염소계 용매를 들 수 있다. 필요에 따라서 물과 함께 이용해도 된다.Examples of the solvent include a hydrocarbon-based solvent, an ether-based solvent, or a chlorine-based solvent. If necessary, you may use it with water.

< 탄화수소계 용매 ><Hydrocarbon solvent>

탄화수소계 용매로서는 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 톨루엔, 또는 크실렌을 예시할 수 있다.As a hydrocarbon solvent, hexane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, or xylene can be illustrated.

< 에테르계 용매 ><Ether solvent>

에테르계 용매로서는 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 또는 에틸렌글리콜디메틸에테르를 예시할 수 있다.Examples of the ether solvent include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, or ethylene glycol dimethyl ether.

< 염소계 용매 ><Chlorine solvent>

염소계 용매로서는 염화메틸렌, 클로로포름, 또는 1,2-디클로로에틸렌을 예시할 수 있다.Examples of the chlorine-based solvent include methylene chloride, chloroform, or 1,2-dichloroethylene.

8-1-2. 함불소 환상 헤미아세탈 화합물의 알킬화8-1-2. Alkylation of fluorinated cyclic hemiacetal compounds

함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7)의 수산기의 알킬화에 의해서도 중합성 기의 도입은 가능하다. 반응에는 반응 속도를 촉진하기 위하여 촉매를 이용해도 된다.Introduction of a polymerizable group is also possible by alkylation of the hydroxyl group of the fluorinated cyclic hemiacetal compound (7). In the reaction, a catalyst may be used to accelerate the reaction rate.

[알킬화제][Alkylating agent]

알킬화제로서 할로겐화 알킬류, 술폰산 에스테르류를 들 수 있다.Examples of the alkylating agent include halogenated alkyls and sulfonic acid esters.

알킬화제와의 반응은, 염기 존재 하, 반응은 무용매, 또는 용매 중에서 행할 수 있다. 알킬화제의 사용량은, 함불소 환상 헤미아세탈 화합물 (7) 1 몰에 대하여, 0.5 몰 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가, 수율이 높아지기 때문에 바람직하다.The reaction with the alkylating agent can be carried out in the presence of a base, and the reaction can be carried out without a solvent or in a solvent. The amount of the alkylating agent used is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less per 1 mol of the fluorinated cyclic hemiacetal compound (7), and particularly 1 mol or more and 3 mol or less because the yield increases.

< 할로겐화 알킬 ><alkyl halide>

할로겐화 알킬로서는 아크릴산 클로로에틸, 메타크릴산 클로로에틸, 아크릴산 브로모에틸, 메타크릴산 브로모에틸을 예시할 수 있다.Examples of the halogenated alkyl include chloroethyl acrylate, chloroethyl methacrylate, bromoethyl acrylate, and bromoethyl methacrylate.

< 술폰산 에스테르 ><Sulfonic acid ester>

술폰산 에스테르로서는 아크릴산-2-메틸술포닐옥시에틸, 메타크릴산-2-메틸술포닐옥시에틸, 아크릴산-2-p-톨루엔술포닐옥시에틸, 메타크릴산-2-p-톨루엔술포닐옥시에틸을 예시할 수 있다.Examples of sulfonic acid esters include acrylate-2-methylsulfonyloxyethyl, methacrylate-2-methylsulfonyloxyethyl, acrylate-2-p-toluenesulfonyloxyethyl, and methacrylate-2-p-toluenesulfonyloxyethyl. Can be illustrated.

[염기][base]

염기로서는 무기 염기, 유기 염기를 들 수 있다. 유기 염기로서는 유기 금속염을 들 수 있다. 반응에 이용하는 염기의 사용량은 0.05 몰 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가, 수율이 높아지기 때문에 바람직하다.Examples of the base include inorganic bases and organic bases. Examples of the organic base include organometallic salts. The amount of the base used in the reaction is preferably 0.05 mol or more and 10 mol or less, and particularly preferably 1 mol or more and 3 mol or less because the yield increases.

< 무기 염기 ><Inorganic base>

무기 염기로서는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 수소화리튬, 수소화나트륨, 수소화칼륨, 암모니아를 예시할 수 있다.Examples of the inorganic base 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.

< 유기 염기 ><Organic base>

유기 금속염으로서는 유기 리튬염, 그리냐르 시약 또는 알칼리 금속염을 예시할 수 있다.As the organometallic salt, an organolithium salt, a Grignard reagent, or an alkali metal salt can be illustrated.

유기 리튬염으로서는 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, 이미다졸, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노피리딘, 메틸리튬, 또는 n-부틸리튬을 예시할 수 있다.Examples of the organic lithium salt include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, dimethylaminopyridine, methyllithium, or n-butyllithium.

그리냐르 시약으로서는 브롬화메틸마그네슘을 예시할 수 있다.Examples of the Grignard reagent include methyl magnesium bromide.

알칼리 금속염으로서는 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드, 또는 칼륨 t-부톡시드를 예시할 수 있다.As the alkali metal salt, sodium methoxide, sodium ethoxide, or potassium t-butoxide can be exemplified.

[용매][menstruum]

용매로서는, 일반적으로 구핵(求核) 치환 반응에 좋다고 되어 있는 용매가 바람직하고, 비프로톤계 극성 용매류, 프로톤계 극성 용매를 들 수 있다. 이들 용제와 물의 2층 계여도 된다.As the solvent, a solvent generally said to be good for a nucleophilic substitution reaction is preferable, and aprotic polar solvents and proton polar solvents are exemplified. It may be a two-layer system of these solvents and water.

비프로톤계 극성 용매로서는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 또는 N-메틸피롤리돈을 예시할 수 있다.Examples of the aprotic polar solvent include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, or N-methylpyrrolidone.

프로톤계 극성 용매로서는 아세톤, 메틸에틸케톤, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 또는 디클로로에틸렌을 예시할 수 있다.Examples of the protonic polar solvent include acetone, methyl ethyl ketone, acetonitrile, propionitrile, diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, or dichloroethylene. .

[촉매][catalyst]

알킬화 반응의 반응 속도를 촉진하기 위하여 촉매로서, 요오드화물 또는 브롬화물을 추가해도 된다. 촉매를 추가하는 경우의 첨가량은 헤미아세탈 화합물 (7) 1 몰에 대하여, 0.001∼1 몰, 특히 0.005∼0.5 몰로 하는 것이 바람직하다.In order to accelerate the reaction rate of the alkylation reaction, iodide or bromide may be added as a catalyst. When adding a catalyst, the addition amount is preferably 0.001 to 1 mol, particularly 0.005 to 0.5 mol, per 1 mol of the hemiacetal compound (7).

< 요오드화물 ><Iodine>

요오드화물로서는 요오드화나트륨, 요오드화리튬, 또는 요오드화테트라부틸암모늄을 예시할 수 있다.Examples of iodide include sodium iodide, lithium iodide, or tetrabutylammonium iodide.

< 브롬화물 ><Bromide>

브롬화물로서는 브롬화나트륨, 브롬화리튬, 또는 브롬화테트라부틸암모늄을 예시할 수 있다.Examples of bromide include sodium bromide, lithium bromide, or tetrabutylammonium bromide.

9. 함불소 환상 헤미아세탈9. Fluorinated annular hemiacetal

[함불소 환상 헤미아세탈 (7)][Fluorinated phantom hemiacetal (7)]

본 발명의 함불소 중합체 (1)은, 함불소 단량체 (4)를 중합시켜 얻어진다. 함불소 단량체는, 함불소 단량체이고 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 것이다. 함불소 환상 헤미아세탈 (7)은, 함불소 단량체 (4)의 전구체로서의 화합물이다.The fluorinated polymer (1) of the present invention is obtained by polymerizing a fluorinated monomer (4). The fluorinated monomer is a fluorinated monomer and has a fluorinated cyclic acetal structure. The fluorinated cyclic hemiacetal (7) is a compound as a precursor of the fluorinated monomer (4).

[화학식 20][Formula 20]

Figure 112020000657015-pct00020
Figure 112020000657015-pct00020

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

[함불소 환상 헤미아세탈 (8)][Fluorinated phantom hemiacetal (8)]

본 발명의 함불소 헤미아세탈 (7)은, 상기 식 (7) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 이하의 함불소 헤미아세탈 (8)인 것이 바람직하다.The fluorinated hemiacetal (7) of the present invention is preferably the following fluorinated hemiacetal (8) in which R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (7) are hydrogen atoms.

본 발명의 함불소 중합체 (2)는, 함불소 단량체 (5)를 중합시켜 얻어진다. 함불소 단량체는, 함불소 단량체이고 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 것이다. 또, 이하의 함불소 환상 헤미아세탈 (8)은, 함불소 단량체 (5)의 전구체로서의 화합물이다.The fluorinated polymer (2) of the present invention is obtained by polymerizing the fluorinated monomer (5). The fluorinated monomer is a fluorinated monomer and has a fluorinated cyclic acetal structure. Moreover, the following fluorinated cyclic hemiacetal (8) is a compound as a precursor of the fluorinated monomer (5).

[화학식 21][Formula 21]

Figure 112020000657015-pct00021
Figure 112020000657015-pct00021

(식 (8) 중의 R3, X는 식 (7)과 동의이다.) (R 3 and X in Formula (8) have the same meaning as Formula (7).)

[함불소 환상 헤미아세탈 (9)][Fluorinated phantom hemiacetal (9)]

본 발명의 함불소 헤미아세탈 (7)은, 또한, 상기 식 (8) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 함불소 헤미아세탈 (9)인 것이 바람직하다.The fluorinated hemiacetal (7) of the present invention is further preferably a fluorinated hemiacetal (9) in which Y in the formula (8) is a trifluoromethyl group.

본 발명의 함불소 중합체 (3)은, 함불소 단량체 (6)을 중합시켜 얻어지는 함불소 단량체이고, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 것이다. 이하의 함불소 환상 헤미아세탈 (9)는, 함불소 단량체 (6)의 전구체로서의 화합물이다.The fluorinated polymer (3) of the present invention is a fluorinated monomer obtained by polymerizing a fluorinated monomer (6), and has a fluorinated cyclic acetal structure. The following fluorinated cyclic hemiacetal (9) is a compound as a precursor of the fluorinated monomer (6).

[화학식 22][Formula 22]

Figure 112020000657015-pct00022
Figure 112020000657015-pct00022

(식 (9) 중의 R3은 식 (7)과 동의이다.) (R 3 in Formula (9) has the same meaning as Formula (7).)

10. 함불소 환상 헤미아세탈 (7)의 합성10. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal (7)

본 발명의 함불소 환상 헤미아세탈 (7)의 제조 방법에 대하여 설명한다.The manufacturing method of the fluorinated cyclic hemiacetal (7) of the present invention will be described.

이하의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르를 환화시켜, 식 (7)로 나타내어지는 발명 12의 환상 헤미아세탈 화합물을 얻는, 환상 헤미아세탈 화합물의 제조 방법이다.By cyclizing the hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or the hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) to obtain the cyclic hemiacetal compound of the invention 12 represented by the formula (7) It is a method for producing a cyclic hemiacetal compound to be obtained.

[화학식 23][Formula 23]

Figure 112020000657015-pct00023
Figure 112020000657015-pct00023

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a C1-C3 fluorinated alkyl group, Z is a hydrogen atom or a C1-C20 linear, C3-C20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z are It may be substituted with a halogen atom, and may contain an ether bond, a siloxane bond, a thioether bond, and a carbonyl bond.)

본 발명의 함불소 환상 헤미아세탈 (7)은, 주로 이하에 나타내는 2개의 공정을 거쳐 합성 가능하다.The fluorinated cyclic hemiacetal (7) of the present invention can be synthesized mainly through two steps shown below.

10-1. 제 1 공정10-1. 1st process

제 1 공정은 알릴알콜류, 알릴에테르류 또는 알릴에스테르류와, 헥사플루오로아세톤(이하, HFA라고 부르는 경우가 있음) 또는 트리플루오로피루브산 에스테르의 카르보닐-엔 반응에 의해, 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시비닐에스테르 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르를 얻는 공정이다.The first step is a carbonyl-ene reaction of allyl alcohols, allyl ethers or allyl esters with hexafluoroacetone (hereinafter sometimes referred to as HFA) or trifluoropyruvate ester, as shown in formula (10). It is a step of obtaining the hydroxyvinyl ester represented or the hydroxyvinyl ether represented by formula (11).

이하에, 식 (12)로 나타내어지는 알릴알콜류, 알릴에테르류 또는 알릴에스테르류와, 식 (13)으로 나타내어지는 트리플루오로카르보닐 화합물의 카르보닐-엔 반응에 의해, 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시비닐카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시에스테르를 얻는 반응을 나타낸다. 이하에서, 히드록시카르보닐 화합물 (10), 히드록시비닐에테르 (11) 알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12), 알릴에스테르류 (12), 트리플루오로카르보닐 화합물 (13)이라고 부르는 경우가 있다.Below, by the carbonyl-ene reaction of allyl alcohols, allyl ethers or allyl esters represented by formula (12) and trifluorocarbonyl compound represented by formula (13), represented by formula (10) G represents a reaction for obtaining a hydroxyvinylcarbonyl compound or a hydroxyvinyl ether or hydroxyester represented by formula (11). Hereinafter referred to as hydroxycarbonyl compounds (10), hydroxyvinyl ethers (11) allyl alcohols (12), allyl ethers (12), allyl esters (12), and trifluorocarbonyl compounds (13). There are cases.

[화학식 24][Formula 24]

Figure 112020000657015-pct00024
Figure 112020000657015-pct00024

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are formed by a fluorine atom. R is a C1-C3 fluorinated alkyl group, Z is a hydrogen atom, or a C1-C20 linear, C3-C20 branched or cyclic alkyl group, and part of the hydrogen atoms in Z or All may be substituted with a halogen atom, and an ether bond, a siloxane bond, a thioether bond, and a carbonyl bond may be included.)

Z가 수소 원자인 알릴알콜류 (12) 또는, Z가 알킬기이고 수산기가 보호된 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)와, Y가 트리플루오로메틸기인 HFA를 혼합하고, 오토클레이브 등에 의한 밀폐 가압 하, 필요에 따라서 가열함으로써, 히드록시비닐에스테르 (10) 또는 히드록시비닐에테르 (11)를 선택적으로 합성하는 것이 가능하다. 또한, HFA 대신에, 트리플루오로피루브산 에스테르를 이용한 경우에 있어서도, 반응은 효율적으로 진행된다.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 protected hydroxyl group are mixed with HFA in which Y is a trifluoromethyl group, and the like It is possible to selectively synthesize hydroxyvinyl ester (10) or hydroxyvinyl ether (11) by heating as necessary under closed pressurization. In addition, even when a trifluoropyruvate ester is used instead of HFA, the reaction proceeds efficiently.

본 반응은 알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)의 알릴 부위와 함불소 카르보닐 화합물 (13)과의 엔 반응이고, 알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)측의 올레핀부의 전자 밀도가 높을수록 반응이 진행되기 쉽고, 부반응 적게 선택적으로 반응을 진행시킬 수 있다. 알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12) 중의 R2∼R5 전부가 수소 원자인 것보다, 몇 개가 전자공여성 기에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하고, 전자공여성 기로서는 메틸기가 바람직하다.This reaction is an ene reaction of an allyl moiety of allyl alcohols (12), allyl ethers (12) or allyl esters (12) with a fluorinated carbonyl compound (13), and allyl alcohols (12), allyl ethers ( 12) Or the higher the electron density of the olefin portion on the allyl esters (12) side, the easier the reaction proceeds, and the reaction can be selectively proceeded with fewer side reactions. R 2 to R 5 in allyl alcohols (12), allyl ethers (12), or allyl esters (12) are preferably hydrogen atoms, and some of them are preferably substituted by electron donating groups. A methyl group is preferred.

알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)에 1 몰에 대한 HFA 또는 트리플루오로피루브산 에스테르의 사용량은, 0.5 몰 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가 바람직하다.The amount of HFA or trifluoropyruvate ester used per 1 mol in allyl alcohols (12), allyl ethers (12) or allyl esters (12) is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, and particularly 1 mol or more and 3 Mole or less is preferable.

[알릴알콜류][Allyl alcohol]

Z가 수소 원자인 알릴알콜류 (12)로서는, 알릴알콜, β-메탈릴알콜, 1-부텐-3-올, 크로틸알콜, 또는 3-메틸-2-부텐-1-올을 예시할 수 있다.Examples of allyl alcohols (12) in which Z is a hydrogen atom include allyl alcohol, β-metalyl alcohol, 1-butene-3-ol, crotyl alcohol, or 3-methyl-2-buten-1-ol. .

[알릴에테르류][Allyl ethers]

Z가 수소 원자 이외의 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)로서는, 상술의 알릴알콜류 (12)의 수산기에 보호기를 도입한 것이 바람직하고 보호기의 종류로서는 실릴기, 아세탈류, 아실류, 벤질류, 또는 카르바메이트류를 들 수 있다. 올레핀부의 전자 밀도를 향상시키고, 반응을 촉진하기 위하여, 보호기는 아세탈계, 실릴계, 카르바메이트류 또는 벤질계가 바람직하다As the allyl ethers (12) or allyl esters (12) in which Z is other than a hydrogen atom, it is preferable to introduce a protecting group into the hydroxyl group of the allyl alcohols (12) described above, and the types of the protecting group include silyl groups, acetals, and acyls. , Benzyls, or carbamates. In order to improve the electron density of the olefin moiety and to accelerate the reaction, the protecting group is preferably acetal, silyl, carbamate or benzyl.

< 실릴기류 ><Silyl air flow>

실릴기류로서는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리부틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기 또는 t-부틸디페닐실릴기를 예시할 수 있다.Examples of silyl groups include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tributylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, or t-butyldiphenylsilyl group.

< 아세탈류 ><Acetals>

아세탈류로서는 테트라히드로피라닐기, 에톡시에틸기, 부톡시에틸기, 메톡시메틸기, 메틸티오메틸기, 벤질옥시메틸기 또는 메톡시에톡시메틸기를 예시할 수 있다.Examples of acetals include tetrahydropyranyl group, ethoxyethyl group, butoxyethyl group, methoxymethyl group, methylthiomethyl group, benzyloxymethyl group, or methoxyethoxymethyl group.

< 아실류 ><Acyls>

아실류로서는 포르밀기, 아세틸기, 트리플루오로아세틸기, 프로피오닐기, 벤조일기, 피발로일기, 아크릴일기 또는 메타크릴일기를 예시할 수 있다.Examples of acyls include formyl group, acetyl group, trifluoroacetyl group, propionyl group, benzoyl group, pivaloyl group, acrylyl group, or methacrylyl group.

< 벤질류 ><Benzyls>

벤질류로서는 벤질기, p-메톡시벤질기를 예시할 수 있다.As benzyls, a benzyl group and a p-methoxybenzyl group can be illustrated.

< 카르바메이트류 ><Carbamates>

카르바메이트류로서는 t-부톡시카르보닐기, 벤질옥시카르보닐기를 예시할 수 있다.Examples of carbamates include t-butoxycarbonyl group and benzyloxycarbonyl group.

10-2. 제 1 공정10-2. 1st process

상기 제 1 공정의 반응은 무촉매, 무용매에서도 진행하지만, 반응을 촉진시키기 위해서는, 용매 중에서 산 촉매를 이용하는 것도 가능하다. 보다 값싸게 제조하기 위해서는, 무용매, 무촉매에서 행하고, 반응 생성물로부터 하기의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물, 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르류, 히드록시비닐에스테르류를 증류 등의 정제 조작으로 단리하는 것이 바람직하다.The reaction in the first step proceeds even without a catalyst or a solvent, but in order to accelerate the reaction, it is also possible to use an acid catalyst in a solvent. In order to manufacture more cheaply, it is carried out in a solvent-free, no-catalyst, and from the reaction product, a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10), or a hydroxyvinyl ether represented by the formula (11), hydroxyvinyl It is preferable to isolate esters by a purification operation such as distillation.

[화학식 25][Formula 25]

Figure 112020000657015-pct00025
Figure 112020000657015-pct00025

촉매는 사용 유무가 특별히 한정되지 않고, 사용하는 경우 무기산, 유기산, 루이스산의 어느 것도 사용할 수 있다.The presence or absence of the catalyst is not particularly limited, and when used, any of inorganic acids, organic acids, and Lewis acids can be used.

무기산으로서는 염산, 황산, 질산, 인산, 붕산 또는 제올라이트를 예시할 수 있다. 유기산으로서는 카르본산, 술폰산, 양이온 교환 수지, 루이스산을 들 수 있다. 구체적으로는 카르본산으로서는 포름산, 아세트산 또는 트리플루오로아세트산, 술폰산으로서는 메탄술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 벤젠술폰산 또는 p-톨루엔술폰산, 루이스산으로서는 염화알루미늄, 사염화티탄 또는 염화주석을 예시할 수 있다.Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid, or zeolite. Examples of the organic acid include carboxylic acid, sulfonic acid, cation exchange resin, and Lewis acid. Specifically, formic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid as the carboxylic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid as the sulfonic acid, and aluminum chloride, titanium tetrachloride, or tin chloride as the Lewis acid can be illustrated. .

용매를 이용하지 않더라도 반응은 진행되지만 이용하는 경우는, 원료인 알릴알콜류 (12), 알릴에테르류 (12) 또는 알릴에스테르류 (12)와, HFA 또는 트리플루오로피루브산 에스테르 (13), 목적물인 식 (10) 또는 식 (11)로 나타내어지는 함불소 화합물에 불활성인 용매이면 된다. 예로서는 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소 또는 에테르류를 들 수 있다.The reaction proceeds even without using a solvent, but when used, allyl alcohols (12), allyl ethers (12) or allyl esters (12) as raw materials, HFA or trifluoropyruvate ester (13), and the target product are formula A solvent that is inert to the fluorine-containing compound represented by (10) or formula (11) may be sufficient. Examples include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons or ethers.

[지방족 탄화수소][Aliphatic hydrocarbons]

지방족 탄화수소로서는 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 환상의 지방족 탄화수소인 메틸시클로헥산을 예시할 수 있다.Examples of the aliphatic hydrocarbon include hexane, heptane, cyclohexane, and methylcyclohexane, which is a cyclic aliphatic hydrocarbon.

[방향족 탄화수소][Aromatic hydrocarbons]

방향족 탄화수소로서는 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌을 예시할 수 있다.As an aromatic hydrocarbon, benzene, toluene, or xylene can be illustrated.

[할로겐화 탄화수소][Halogenated hydrocarbons]

할로겐화 탄화수소로서는 염화메틸렌을 예시할 수 있다.Methylene chloride can be illustrated as the halogenated hydrocarbon.

[에테르류][Ethers]

에테르류로서는 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란 또는 에틸렌글리콜디메틸에테르를 예시할 수 있다.Examples of ethers include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, or ethylene glycol dimethyl ether.

10-3. 제 2 공정10-3. 2nd process

제 2 공정은 히드록시카르보닐 화합물 (10), 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르 (11)을 분자 내 환화시켜, 환상 헤미아세탈 화합물 (7)을 얻는 공정이다.The second step is a step of cyclizing a hydroxycarbonyl compound (10), hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester (11) in a molecule to obtain a cyclic hemiacetal compound (7).

제 1 공정에서의 생성물의 종류, 치환기에 따라서 여러 가지 다르지만, 주로 상술에 나타내는 세 개의 방법(방법 1∼3)으로 가능하다.Although it varies in various ways depending on the kind and substituent of the product in the first step, it is mainly possible by the three methods described above (Methods 1 to 3).

10-3-1. 방법-110-3-1. Method-1

방법-1은, 이하의 반응식에 나타내는 바와 같이, 히드록시카르보닐 화합물 (10)을 용매 중, 산 또는 염기의 작용에 의해, 선택적으로 분자 내 환화가 진행되어, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)을 얻는 방법이다.Method-1 is a hydroxycarbonyl compound (10) in a solvent, as shown in the following reaction formula, selectively undergoes intramolecular cyclization by the action of an acid or a base, and fluorinated cyclic hemiacetal (7) How to get it.

[화학식 26][Formula 26]

Figure 112020000657015-pct00026
Figure 112020000657015-pct00026

본 방법은 용매 중, 산성 조건 또는 염기성 조건 하에서 행하는 것이 바람직하다.It is preferable to carry out this method in a solvent under acidic conditions or basic conditions.

산으로서는 무기산, 유기산, 루이스산의 어느 것도 사용할 수 있다. 반응에 이용하는 산의 사용량은, 히드록시카르보닐 화합물 (10) 1 몰에 대하여, 0.01 몰 이상 1 몰 이하가 바람직하고, 특히 0.05 몰 이상 0.2 몰 이하가 바람직하다.As the acid, either inorganic acid, organic acid, or Lewis acid can be used. The amount of acid used for the reaction is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, and particularly preferably 0.05 mol or more and 0.2 mol or less, based on 1 mol of the hydroxycarbonyl compound (10).

염기로서는 무기 염기, 유기 염기를 들 수 있다. 미반응의 원료 및 미량 포함되는 함불소 알콜류를 제거하는 것이 가능한, 물-유기 용제의 2층 계에서, 염기성 하, 특히 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 반응에 이용하는 염기의 사용량은, 히드록시카르보닐 화합물 (10) 1 몰에 대하여, 0.5 몰 이상 10 몰 이하가 바람직하고, 특히 1 몰 이상 3 몰 이하가 수율이 높아지기 때문에 바람직하다.Examples of the base include inorganic bases and organic bases. In a two-layer system of a water-organic solvent, in which it is possible to remove unreacted raw materials and trace amounts of fluorinated alcohols, it is particularly preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide under basic conditions. The amount of the base used in the reaction is preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, and particularly 1 mol or more and 3 mol or less, so that the yield increases, with respect to 1 mol of the hydroxycarbonyl compound (10).

[무기산][Inorganic acid]

무기산으로서는 염산, 황산, 질산, 인산, 붕산 또는 제올라이트를 예시할 수 있다.Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid, or zeolite.

[유기산][Organic acid]

유기산으로서는 카르본산, 술폰산, 양이온 교환 수지, 루이스산을 들 수 있다. 카르본산으로서는 포름산, 아세트산 또는 트리플루오로아세트산, 술폰산으로서는 메탄술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 벤젠술폰산 또는 p-톨루엔술폰산, 루이스산으로서는 염화알루미늄, 사염화티탄 또는 염화주석을 예시할 수 있다.Examples of the organic acid include carboxylic acid, sulfonic acid, cation exchange resin, and Lewis acid. Examples of the carboxylic acid include formic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid as the sulfonic acid, and aluminum chloride, titanium tetrachloride, or tin chloride as the Lewis acid.

[무기 염기][Inorganic base]

무기 염기로서는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 수소화리튬, 수소화나트륨, 수소화칼륨, 암모니아를 예시할 수 있다.Examples of the inorganic base 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.

[유기 염기][Organic base]

유기 염기로서는 유기 리튬염, 그리냐르 시약, 유기 알칼리 금속염을 들 수 있다.Examples of the organic base include organic lithium salts, Grignard reagents, and organic alkali metal salts.

유기 리튬염으로서는 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, 이미다졸, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노피리딘, 메틸리튬 또는 n-부틸리튬을 예시할 수 있다. 그리냐르 시약으로서는 브롬화메틸마그네슘을 예시할 수 있다. 유기 알칼리 금속염으로서는 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드, 칼륨 t-부톡시드를 예시할 수 있다.Examples of the organic lithium salt include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, triethylenediamine, dimethylaminopyridine, methyllithium, or n-butyllithium. Examples of the Grignard reagent include methyl magnesium bromide. Examples of the organic alkali metal salt include sodium methoxide, sodium ethoxide, and potassium t-butoxide.

[용매][menstruum]

용매를 이용하지 않더라도 반응은 진행되지만 이용하는 경우는, 원료인 히드록시카르보닐 화합물(10), 생성물인 함불소 환상 헤미아세탈 (7)에 불활성인 용매이면 된다. 예를 들면, 물, 알콜류, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 에테르류를 들 수 있다.The reaction proceeds even without using a solvent, but when used, a solvent inert to the hydroxycarbonyl compound (10) as a raw material and the fluorinated cyclic hemiacetal (7) as a product may be used. Examples include water, alcohols, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and ethers.

지방족 탄화수소로서는 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 환상의 지방족 탄화수소인 메틸시클로헥산을 예시할 수 있다. 방향족 탄화수소로서는 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌을 예시할 수 있다. 할로겐화 탄화수소로서는 염화메틸렌, 에테르류로서는 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란 또는 에틸렌글리콜디메틸에테르를 예시할 수 있다.Examples of the aliphatic hydrocarbon include hexane, heptane, cyclohexane, and methylcyclohexane, which is a cyclic aliphatic hydrocarbon. As an aromatic hydrocarbon, benzene, toluene, or xylene can be illustrated. Examples of halogenated hydrocarbons include methylene chloride, and examples of ethers include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, or ethylene glycol dimethyl ether.

10-3-2. 방법-210-3-2. Method-2

방법-2는 이하의 반응식에 나타내는 바와 같이, 히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)을 탈보호한 후, 용매 중, 산 또는 염기의 작용에 의해, 수산기의 수소 원자를 뽑아냄으로써, 선택적으로 분자 내 환화가 진행되어, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)을 얻는 방법이다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Method-2, as shown in the following reaction formula, after deprotecting the hydroxyvinyl ether (11) or the hydroxyvinyl ester (11), in a solvent, by the action of an acid or a base, the hydrogen atom of the hydroxyl group is removed. This is a method for obtaining a fluorinated cyclic hemiacetal (7) by selectively performing intramolecular cyclization by extraction. This reaction is shown below.

[화학식 27][Formula 27]

Figure 112020000657015-pct00027
Figure 112020000657015-pct00027

히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)은 수산기가 보호되어 있는 화합물이고, 히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)은 보호기를 탈보호하고, 히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)로부터 히드록시카르보닐 화합물 (10)으로 변환한 후에, 방법-1과 마찬가지로 분자 내 환화를 진행시켜, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)을 얻을 수 있다. 탈보호는, 일반적인 탈보호 방법을 이용하는 것이 가능하다. 사용하는 산, 염기 또는 용매는 방법-1과 마찬가지이다.Hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) is a compound in which a hydroxyl group is protected, and hydroxyvinyl ether (11), or hydroxyvinyl ester (11) deprotects a protecting group, and After conversion from vinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) to hydroxycarbonyl compound (10), intramolecular cyclization is carried out in the same manner as in Method 1 to obtain fluorinated cyclic hemiacetal (7). I can. For deprotection, it is possible to use a general deprotection method. The acid, base, or solvent to be used is the same as in Method-1.

10-3-3. 방법-310-3-3. Method-3

방법-3은 이하의 반응식에 나타내는 바와 같이, 히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)을 용매 중, 산 또는 염기의 작용에 의해, 수산기의 수소 원자를 뽑아냄으로써, 선택적으로 분자 내 환화를 진행시켜 함불소 환상 아세탈 중간체 (14)를 얻은 후, 탈보호함으로써, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)을 얻는 방법이다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Method-3, as shown in the following reaction formula, by extracting the hydrogen atom of the hydroxyl group by the action of hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11) in a solvent, an acid or a base, selectively This is a method of obtaining a fluorinated cyclic hemiacetal (7) by performing intramolecular cyclization to obtain a fluorinated cyclic acetal intermediate (14), followed by deprotection. This reaction is shown below.

[화학식 28][Formula 28]

Figure 112020000657015-pct00028
Figure 112020000657015-pct00028

[분자 내 환화][My Molecular Currency]

히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11)을 무용매 또는 용매 하에서 산 촉매를 추가하여, 용매 비점 정도까지 가열함으로써, 식 (14)로 나타내어지는 함불소 환상 아세탈 중간체를 얻을 수 있다.By heating the hydroxyvinyl ether (11) or the hydroxyvinyl ester (11) to the boiling point of the solvent by adding an acid catalyst without a solvent or in a solvent, a fluorinated cyclic acetal intermediate represented by formula (14) can be obtained. have.

함불소 환상 아세탈 중간체 (14)가 높은 수율이 얻어지는 것으로부터, 특히 바람직하게는 트리플루오로아세트산, 메탄술폰산 또는 황산이다. 반응에 이용하는 산의 사용량은, 히드록시비닐에테르 (11), 또는 히드록시비닐에스테르 (11) 1 몰에 대하여, 0.01 몰 이상 1 몰 이하가 바람직하고, 특히 0.05 몰 이상 0.2 몰 이하가 바람직하다.Since the fluorinated cyclic acetal intermediate (14) can be obtained in a high yield, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid or sulfuric acid is particularly preferred. The amount of acid used for the reaction is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, and particularly preferably 0.05 mol or more and 0.2 mol or less, based on 1 mol of hydroxyvinyl ether (11) or hydroxyvinyl ester (11).

[산][mountain]

방법-3에 이용하는 산으로서는, 무기산, 유기산, 루이스산의 어느 것도 사용할 수 있다.As the acid used in Method-3, any of inorganic acids, organic acids, and Lewis acids can be used.

< 무기산 ><Inorganic acid>

무기산으로서는 염산, 황산, 질산, 인산, 붕산 또는 제올라이트를 예시할 수 있다.Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid, or zeolite.

< 유기산 ><Organic acid>

유기산으로서는 카르본산, 술폰산, 양이온 교환 수지, 루이스산을 들 수 있다.Examples of the organic acid include carboxylic acid, sulfonic acid, cation exchange resin, and Lewis acid.

카르본산으로서는 포름산, 아세트산 또는 트리플루오로아세트산, 술폰산으로서는 메탄술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 벤젠술폰산 또는 p-톨루엔술폰산을 예시할 수 있다. 루이스산으로서는 염화알루미늄, 사염화티탄 또는 염화주석을 예시할 수 있다.Examples of the carboxylic acid include formic acid, acetic acid or trifluoroacetic acid, and examples of the sulfonic acid include methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, or p-toluenesulfonic acid. As the Lewis acid, aluminum chloride, titanium tetrachloride, or tin chloride can be exemplified.

[탈보호][Deprotection]

함불소 환상 아세탈 중간체 (14)는, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)의 수산기를 타 치환기로 보호한 형태이고, 보호기를 탈보호함으로써, 함불소 환상 헤미아세탈 (7)을 얻는 것이 가능하게 된다. 탈보호는, 일반적인 탈보호 방법을 이용할 수 있다.The fluorinated cyclic acetal intermediate (14) is a form in which the hydroxyl group of the fluorinated cyclic hemiacetal (7) is protected by another substituent, and by deprotecting the protecting group, it becomes possible to obtain the fluorinated cyclic hemiacetal (7). For deprotection, a general deprotection method can be used.

한편으로, 히드록시비닐에테르 (11)의 Z가 중합성 기를 갖는 함불소 화합물 (15)의 경우, 방법-3의 전단(前段)의 분자 내 환화에 의해서, 함불소 단량체 (4)가 합성 가능하다. 이하에 본 반응을 나타낸다.On the other hand, in the case of the fluorinated compound (15) in which Z of the hydroxyvinyl ether (11) has a polymerizable group, the fluorinated monomer (4) can be synthesized by intramolecular cyclization in the front end of Method-3. Do. This reaction is shown below.

[화학식 29][Formula 29]

Figure 112020000657015-pct00029
Figure 112020000657015-pct00029

실시예Example

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

1. 함불소 환상 헤미아세탈의 합성1. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal

함불소 단량체 (4)를 얻기 위한 전구체로서의, 전술의 식 (7)로 나타내어지는 함불소 단량체에 속하는, 함불소 환상 헤미아세탈-1∼7을 이하의 제법으로 합성하였다.As a precursor for obtaining the fluorinated monomer (4), fluorinated cyclic hemiacetals-1 to 7 belonging to the fluorinated monomer represented by the above formula (7) were synthesized by the following production method.

1-1-1. 함불소 환상 헤미아세탈-1의 합성(그 1)1-1-1. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-1 (Part 1)

교반기를 구비한 반응기 중에, 알릴알콜(도쿄가세이주식회사 제, 11.6 g(0.2 ㏖)을 도입하고, 반응기를 밀폐하였다. 다음으로, 진공 펌프로 반응기 내를 탈기한 후, 교반기로 내용물을 교반하면서, HFA 66.4 g(0.40 ㏖)을 도입하였다. 이어서, 반응기 내를 150℃로 승온한 후, 40시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 내용물을 뽑아내어 분액 깔때기에 옮기고, 농도 3.5 질량%의 염산 50 ml를 추가하고, 2시간 교반한 후, 유기층과 수층을 분리하였다. 유기층에 농도 4 질량%의 수산화나트륨수를 50 ml 추가하고, 1시간 교반 후, 유기층을 분리하여 압력 3.0 ㎪, 온도 60℃∼62℃의 조건으로 감압 증류하여, 이하의 식에 나타내는 함불소 환상 헤미아세탈-1 22.4 g을 수율 50%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Into a reactor equipped with a stirrer, allyl alcohol (manufactured by Tokyo Kasei Corporation, 11.6 g (0.2 mol) was introduced and the reactor was sealed. Next, after degassing the inside of the reactor with a vacuum pump, the contents were stirred with a stirrer while stirring the contents with a stirrer. And HFA 66.4 g (0.40 mol) was introduced Next, after the temperature in the reactor was raised to 150° C., stirring was continued for 40 hours After completion of the reaction, the contents were taken out and transferred to a separatory funnel, and hydrochloric acid having a concentration of 3.5 mass% After 50 ml was added and stirred for 2 hours, the organic layer and the aqueous layer were separated 50 ml of sodium hydroxide water having a concentration of 4% by mass was added to the organic layer, and after stirring for 1 hour, the organic layer was separated, pressure 3.0 kPa, temperature 60 It distilled under reduced pressure under the conditions of C to 62 C to obtain 22.4 g of fluorinated cyclic hemiacetal-1 represented by the following formula in a yield of 50%.

[화학식 30][Formula 30]

Figure 112020000657015-pct00030
Figure 112020000657015-pct00030

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

핵자기 공명 분석(이하, NMR이라고 부르는 경우가 있음)의 결과를 이하에 나타낸다. 1H-NMR(용매: 중(重)클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 2.32-2.59(2H, m), 2.65-2.78(2H, m), 4.11(1H, br), 6.20(1H, d)The results of nuclear magnetic resonance analysis (hereinafter sometimes referred to as NMR) are shown below. 1 H-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: 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(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.5(3F, s), -79.5(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.5(3F, s), -79.5(3F, s)

1-1-2. 함불소 환상 헤미아세탈-1의 합성(그 2)1-1-2. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-1 (Part 2)

교반기를 구비한 반응기 중에, 알릴알콜 11.6 g(0.2 ㏖), 메탄술폰산(0.2 g(0.0002 ㏖)을 도입하고, 반응기를 밀폐하였다. 다음으로, 진공 펌프로 반응기 내를 탈기한 후, 교반기로 내용물을 교반하면서, HFA 66.4 g(0.40 ㏖)을 도입하였다. 이어서, 반응기 내를 120℃ 승온한 후, 20시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 내용물을 뽑아내어 분액 깔때기에 옮기고 농도 4 질량%의 수산화나트륨수를 50 ml 추가하고, 1시간 교반 후, 유기층을 분리하여 압력 3.0 ㎪, 온도 60℃∼62℃의 조건으로 감압 증류하여, 이하의 식에 나타내는 함불소 환상 헤미아세탈-1로서의, 28 g을 수율 63%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Into a reactor equipped with a stirrer, 11.6 g (0.2 mol) of allyl alcohol and methanesulfonic acid (0.2 g (0.0002 mol) were introduced, and the reactor was sealed. While stirring, HFA 66.4 g (0.40 mol) was introduced, and then the inside of the reactor was heated up to 120° C. Then, stirring was continued for 20 hours After completion of the reaction, the contents were removed and transferred to a separatory funnel, and a concentration of 4% by mass was added. After adding 50 ml of sodium hydroxide water and stirring for 1 hour, the organic layer was separated, distilled under reduced pressure under the conditions of a pressure of 3.0 kPa and a temperature of 60°C to 62°C, and 28 as fluorinated cyclic hemiacetal-1 represented by the following formula g was obtained in a yield of 63%, and this reaction is shown below.

[화학식 31][Chemical Formula 31]

Figure 112020000657015-pct00031
Figure 112020000657015-pct00031

1-2. 함불소 환상 헤미아세탈-2의 합성1-2. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-2

교반기를 구비한 반응기 중에, β-메탈릴알콜(도쿄가세이주식회사 제, 14.4 g(0.2 ㏖)을 도입하고, 반응기를 밀폐하였다. 다음으로, 진공 펌프로 반응기 내를 탈기한 후, 교반기로 내용물을 교반하면서, HFA 66.4 g(0.40 ㏖)을 도입하였다. 이어서, 반응기 내를 40℃ 승온한 후, 2시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 내용물을 뽑아내어 분액 깔때기에 옮기고, 농도 3.5 질량%의 염산 50 ml를 추가하고, 2시간 교반한 후, 유기층과 수층을 분리하였다. 유기층에 농도 4 질량%의 수산화나트륨수를 50 ml 추가하고, 1시간 교반 후, 유기층을 분리하여 압력 3.0 ㎪, 온도 68℃∼69℃의 조건으로 감압 증류하여, 이하의 식에 나타내는 함불소 환상 헤미아세탈-2로서의, 43.7 g을 수율 92%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Into a reactor equipped with a stirrer, β-metalyl alcohol (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., 14.4 g (0.2 mol) was introduced, and the reactor was sealed. Next, after degassing the inside of the reactor with a vacuum pump, the contents were carried out with a stirrer. While stirring, HFA 66.4 g (0.40 mol) was introduced Next, after heating the inside of the reactor at 40° C., stirring was continued for 2 hours After completion of the reaction, the contents were taken out and transferred to a separatory funnel, and the concentration was 3.5% by mass. 50 ml of hydrochloric acid was added, and after stirring for 2 hours, the organic layer and the aqueous layer were separated, 50 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 and a pressure of 3.0 kPa, It distilled under reduced pressure under conditions of a temperature of 68°C to 69°C to obtain 43.7 g in a yield of 92% as fluorinated cyclic hemiacetal-2 represented by the following formula.

[화학식 32][Formula 32]

Figure 112020000657015-pct00032
Figure 112020000657015-pct00032

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ(ppm)

이성체 1: 1.14(3H, d), 1.93-2.05(1H, m), 2.40(2H, dd), 3.80(1H, d), 5.19(1H, d)Isomer 1: 1.14 (3H, d), 1.93-2.05 (1H, m), 2.40 (2H, dd), 3.80 (1H, d), 5.19 (1H, d)

이성체 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)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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.5(3F, m), -79.5(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.5(3F, m), -79.5(3F, m)

1-3. 함불소 환상 헤미아세탈-3의 합성1-3. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-3

전술의 함불소 환상 헤미아세탈-2 합성에 있어서 사용한 β-메탈릴알콜 대신에 2-메틸-3-부텐-2-올(도쿄가세이공업주식회사 제)를 이용한 것 이외에는, 함불소 환상 헤미아세탈-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 환상 헤미아세탈-3을 수율 87%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using 2-methyl-3-butene-2-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in place of the β-metalyl alcohol used in the above-described fluorinated cyclic hemiacetal-2 synthesis, fluorinated cyclic hemiacetal- In the same procedure as in the synthesis of 2, the reaction represented by the following formula was performed to obtain fluorinated cyclic hemiacetal-3 in a yield of 87%. This reaction is shown below.

[화학식 33][Formula 33]

Figure 112020000657015-pct00033
Figure 112020000657015-pct00033

1-4. 함불소 환상 헤미아세탈-4의 합성1-4. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-4

전술의 함불소 환상 헤미아세탈-2 합성에 있어서 사용한 β-메탈릴알콜 대신에 크로틸알콜(도쿄가세이공업주식회사 제)을 이용한 것 이외에는, 함불소 환상 헤미아세탈-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 환상 헤미아세탈-4를 수율 75%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.In the same procedure as for the synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-2, except that crotyl alcohol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used in place of the β-metalyl alcohol used in the above-described fluorinated cyclic hemiacetal-2 synthesis. , Reaction represented by the following formula was performed, and fluorinated cyclic hemiacetal-4 was obtained in a yield of 75%. This reaction is shown below.

[화학식 34][Formula 34]

Figure 112020000657015-pct00034
Figure 112020000657015-pct00034

1-5. 함불소 환상 헤미아세탈-5의 합성1-5. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-5

전술의 함불소 환상 헤미아세탈-2 합성에 있어서 사용한 β-메탈릴알콜 대신에 3-메틸-2-부텐-1-올(도쿄가세이공업주식회사 제)를 이용한 것 이외에는, 함불소 환상 헤미아세탈-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 환상 헤미아세탈-5를 수율 65%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using 3-methyl-2-butene-1-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in place of the β-metalyl alcohol used in the above-described fluorinated cyclic hemiacetal-2 synthesis, fluorinated cyclic hemiacetal- In the same procedure as in the synthesis of 2, the reaction represented by the following formula was performed to obtain fluorinated cyclic hemiacetal-5 in a yield of 65%. This reaction is shown below.

[화학식 35][Formula 35]

Figure 112020000657015-pct00035
Figure 112020000657015-pct00035

1-6. 함불소 환상 헤미아세탈-6의 합성1-6. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-6

교반기 부착 100 ml 유리제 플라스크에 미리 정법(定法)에 따라 β-메탈릴알콜을 t-부틸디메틸실릴로 보호한 β-메탈릴-t-부틸디메틸실릴에테르 1.86 g(0.01 ㏖)과, 별도 합성한 트리플루오로피루브산 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 2.92 g(0.01 ㏖)을 혼합하였다. 이어서, 반응기 내를 50℃ 승온한 후, 18시간 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 내용물을 뽑아내어 분액 깔때기에 옮기고, 농도 3.5 질량%의 염산 10 ml를 추가하고, 2시간 교반한 후, 유기층과 수층을 분리하였다. 유기층에 농도 4 질량%의 수산화나트륨수를 10 ml 추가하고, 1시간 교반 후, 유기층을 분리하여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피법으로 분리하였다. 이하의 식에 나타내는 함불소 환상 헤미아세탈-6, 19.0 g을 수율 52%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.1.86 g (0.01 mol) of β-metalyl alcohol protected with t-butyldimethylsilyl in a 100 ml glass flask equipped with a stirrer in advance and synthesized separately 2.92 g (0.01 mol) of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl trifluoropyruvate were mixed. Subsequently, after raising the temperature in the reactor by 50° C., stirring was continued for 18 hours. After completion of the reaction, the contents were taken out and transferred to a separatory funnel, 10 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added, followed by stirring for 2 hours, and 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 and separated by silica gel column chromatography. Fluorinated cyclic hemiacetal-6 represented by the following formula, 19.0 g, was obtained in a yield of 52%. This reaction is shown below.

[화학식 36][Chemical Formula 36]

Figure 112020000657015-pct00036
Figure 112020000657015-pct00036

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ(ppm)

이성체 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 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)

이성체 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)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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.1(6F, m), -78.5(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.1(6F, m), -78.5(3F, m)

[트리플루오로피루브산 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필의 합성][Synthesis of trifluoropyruvate 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl]

상기 함불소 환상 헤미아세탈-6의 합성에 이용한 트리플루오로피루브산 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필의 합성 순서를 이하에 나타낸다.The procedure for synthesizing trifluoropyruvate 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl used in the synthesis of the fluorinated cyclic hemiacetal-6 is shown below.

교반기 부착 100 ml 유리제 플라스크에 트리플루오로피루브산 에틸(샌트랄글래스주식회사, 상품명: E-TFPA) 17.0 g(0.1 ㏖) 중에, 10 질량% 수산화나트륨수 50 ml를 추가하고, 2시간 교반하였다. 감압 농축하고, 에탄올을 증류제거한 후, 10 질량% 염산 55 ml를 추가하여 중화한 후, 디클로로메탄 30 ml를 추가하고, 생성되어 있는 트리플루오로피루브산을 디클로로메탄층에 추출하였다. 디클로로메탄층을 분액하고, 건조제로 수분을 제거한 후, CDI(카르보닐디이미다졸) 16.2 g(0.1 ㏖)(와코준야쿠주식회사 제)을 추가하고, 실온에서 1시간 교반하고, HFIP(샌트랄글래스주식회사 제) 16.8 g(0.1 ㏖)을 추가하고, 추가로 2시간 교반하였다. 반응액에 농도 3.5 질량%의 염산 30 ml를 추가하고, 순수 30 ml로 2회 세정하였다. 유기층을 분리하고, 압력 40 ㎪, 온도 65℃의 조건으로 감압 증류하여, 트리플루오로피루브산 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 16 g을 수율 55%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.To a 100 ml glass flask equipped with a stirrer, 50 ml of 10% by mass sodium hydroxide solution was added to 17.0 g (0.1 mol) of ethyl trifluoropyruvate (Santral Glass Co., Ltd., trade name: E-TFPA), and the mixture was stirred for 2 hours. After concentration under reduced pressure and distillation of ethanol, 55 ml of 10% by mass hydrochloric acid was added for neutralization, 30 ml of dichloromethane was added, and the resulting trifluoropyruvate was extracted into the dichloromethane layer. After separating the dichloromethane layer and removing moisture with a desiccant, 16.2 g (0.1 mol) of CDI (carbonyldiimidazole) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, stirred at room temperature for 1 hour, and HFIP (Santral Glass Co., Ltd.) 16.8 g (0.1 mol) was added, and it stirred for further 2 hours. 30 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added to the reaction solution, followed by washing twice with 30 ml of pure water. The organic layer was separated, distilled under reduced pressure under the conditions of a pressure of 40 kPa and a temperature of 65°C to obtain 16 g of trifluoropyruvate 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl in a yield of 55%. This reaction is shown below.

[화학식 37][Chemical Formula 37]

Figure 112020000657015-pct00037
Figure 112020000657015-pct00037

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 5.65(1H, m) 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 5.65 (1H, m)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-76.6(6F, s), -83.1(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-76.6(6F, s), -83.1(3F, s)

1-7. 함불소 환상 헤미아세탈-7의 합성1-7. Synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-7

전술의 함불소 환상 헤미아세탈-6의 합성에 있어서 사용한 트리플루오로피루브산 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 대신에, 별도 합성한 트리플루오로피루브산 2,2,2-트리플루오로에틸을 이용한 것 이외에는, 함불소 환상 헤미아세탈-6의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 환상 헤미아세탈-7을 수율 61%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.In place of the trifluoropyruvate 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl used in the synthesis of the above-described fluorinated cyclic hemiacetal-6, trifluoropyruvate 2,2,2 separately synthesized Except having used -trifluoroethyl, the reaction represented by the following formula was performed in the same procedure as the synthesis of fluorinated cyclic hemiacetal-6, and fluorinated cyclic hemiacetal-7 was obtained in a yield of 61%. This reaction is shown below.

[화학식 38][Formula 38]

Figure 112020000657015-pct00038
Figure 112020000657015-pct00038

[트리플루오로피루브산 2,2,2-트리플루오로에틸의 합성][Synthesis of 2,2,2-trifluoroethyl trifluoropyruvate]

상기 함불소 환상 헤미아세탈-7의 합성에 이용한 트리플루오로피루브산 2,2,2-트리플루오로에틸의 합성 순서를 이하에 나타낸다.The procedure for synthesizing 2,2,2-trifluoroethyl trifluoropyruvate used in the synthesis of the fluorinated cyclic hemiacetal-7 is shown below.

교반기 부착 100 ml 유리제 플라스크에 앞서 합성례를 나타낸 트리플루오로피루브산의 디클로로메탄 용액에, CDI(카르보닐디이미다졸) 16.2 g(0.1 ㏖)을 추가하고, 실온에서 1시간 교반하고, 2,2,2-트리플루오로에탄올(와코준야쿠주식회사 제) 10.0 g(0.1 ㏖)을 추가하고, 추가로 2시간 교반하였다. 반응액에 농도 3.5 질량%의 염산 30 ml를 추가하고, 순수 30 ml로 2회 세정하였다. 유기층을 분리하고, 압력 30 ㎪, 온도 65℃의 조건으로 감압 증류하여, 트리플루오로피루브산 2,2,2-트리플루오로에틸 11 g을 수율 50%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.To a 100 ml glass flask with a stirrer, 16.2 g (0.1 mol) of CDI (carbonyldiimidazole) was added to the dichloromethane solution of trifluoropyruvate as shown in the synthesis example, followed by stirring at room temperature for 1 hour. ,2-trifluoroethanol (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 10.0 g (0.1 mol) was added, and it stirred for further 2 hours. 30 ml of hydrochloric acid having a concentration of 3.5% by mass was added to the reaction solution, followed by washing twice with 30 ml of pure water. The organic layer was separated, distilled under reduced pressure under the conditions of a pressure of 30 kPa and a temperature of 65°C to obtain 11 g of 2,2,2-trifluoroethyl trifluoropyruvate in a yield of 50%. This reaction is shown below.

[화학식 39][Chemical Formula 39]

Figure 112020000657015-pct00039
Figure 112020000657015-pct00039

2. 함불소 단량체의 합성2. Synthesis of Fluorinated Monomer

전술의 식 (7) 함불소 환상 헤미아세탈-1, 2, 6, 7을 이용하여 함불소 단량체 (4)를 합성하였다.A fluorinated monomer (4) was synthesized using the above formula (7) fluorinated cyclic hemiacetal-1, 2, 6, and 7.

2-1. 함불소 단량체-1의 합성2-1. Synthesis of Fluorinated Monomer-1

교반기 부착 300 ml 유리제 플라스크에, 함불소 환상 헤미아세탈-1 22.4 g(0.1 ㏖), 트리에틸아민 15.1 g(0.15 ㏖), 중합금지제로서 메톡시페놀(1000 ppm)을 추가하고, 내온 30℃ 이하에서 메타크릴산 무수물 16.9 g(0.11 ㏖)을 적하하였다. 2시간 교반 후, 디이소프로필에테르 40 ml, 순수 30 ml를 추가하고, 교반, 분액 후, 1 중량% 수산화나트륨수 20 ml를 추가하고 1시간 교반한 후, 분액하였다. 유기층을 순수 30 ml로 2회 세정한 후, 1.1 ㎪, 온도 70℃∼72℃의 조건으로 감압 증류하여, 함불소 단량체-1을 수율 85%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.To a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, 22.4 g (0.1 mol) of fluorinated cyclic hemiacetal-1, 15.1 g (0.15 mol) of triethylamine, and methoxyphenol (1000 ppm) as a polymerization inhibitor were added, and an internal temperature of 30°C. Below, 16.9 g (0.11 mol) of methacrylic anhydride was dripped. After stirring for 2 hours, 40 ml of diisopropyl ether and 30 ml of pure water were added, and after stirring and separation, 20 ml of 1% by weight sodium hydroxide solution was added and stirred for 1 hour, followed by separation. The organic layer was washed twice with 30 ml of pure water, and then distilled under reduced pressure under conditions of 1.1 kPa and a temperature of 70°C to 72°C to obtain a fluorinated monomer-1 in a yield of 85%. This reaction is shown below.

[화학식 40][Formula 40]

Figure 112020000657015-pct00040
Figure 112020000657015-pct00040

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: 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(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.5(3F, s), -79.5(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.5(3F, s), -79.5(3F, s)

2-2. 함불소 단량체-2의 합성2-2. Synthesis of Fluorinated Monomer-2

전술의 함불소 단량체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 환상 헤미아세탈-1 대신에 함불소 환상 헤미아세탈-2를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-2를 수율 93%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.In the same procedure as the synthesis of fluorinated monomer-1, except for using fluorinated cyclic hemiacetal-2 instead of fluorinated cyclic hemiacetal-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-1, in the following formula: The reaction shown was carried out to obtain a fluorinated monomer-2 in a yield of 93%. This reaction is shown below.

[화학식 41][Formula 41]

Figure 112020000657015-pct00041
Figure 112020000657015-pct00041

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

핵자기 공명 분석의 결과를 이하에 나타낸다.The results of nuclear magnetic resonance analysis are shown below.

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 1.19(3H, s)(이성체 A), 1.23(3H, s)(이성체 B), 후, 이성체의 피크 분리하지 않고, 혼합물로서 귀속하였다. 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) 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.19 (3H, s) (Isomer A), 1.23 (3H, s) (Isomer B), after which the isomer peaks were not separated and attributed 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.3(3F, s), -79.0(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.3(3F, s), -79.0(3F, s)

2-3. 함불소 단량체-3의 합성2-3. Synthesis of Fluorinated Monomer-3

전술의 함불소 단량체-2의 합성에 있어서 사용한 메타크릴산 무수물 대신에 2-플루오로아크릴산 클로라이드를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-3을 수율 70%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride in place of the methacrylic anhydride used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-2, the reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as the synthesis of the fluorinated monomer-2. , Fluorinated monomer-3 was obtained in a yield of 70%. This reaction is shown below.

[화학식 42][Formula 42]

Figure 112020000657015-pct00042
Figure 112020000657015-pct00042

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: TMS); δ(ppm) 1.17(3H, s)(이성체 A), 1.22(3H, s)(이성체 B), 후, 이성체의 피크 분리하지 않고, 혼합물로서 귀속하였다. 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) 1 H-NMR (solvent: deuterium chloroform, reference substance: TMS); δ (ppm) 1.17 (3H, s) (Isomer A), 1.22 (3H, s) (Isomer B), after which the peaks of the isomers were not separated and attributed 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-10.3(1F, S), -77.3 (3F, s), -79.0(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-10.3(1F, S), -77.3 (3F, s), -79.0(3F, s)

2-4. 함불소 단량체-4의 합성2-4. Synthesis of Fluorinated Monomer-4

전술의 함불소 단량체-2의 합성에 있어서 사용한 메타크릴산 무수물 대신에 2-메타크로일옥시아세틸클로라이드를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-4를 수율 80%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Reaction represented by the following formula in the same procedure as the synthesis of fluorinated monomer-2, except that 2-methacrylic anhydride was used in place of the methacrylic anhydride used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-2. And fluorinated monomer-4 was obtained in a yield of 80%. This reaction is shown below.

[화학식 43][Formula 43]

Figure 112020000657015-pct00043
Figure 112020000657015-pct00043

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.7(3F, s), -79.6(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.7(3F, s), -79.6(3F, s)

2-5. 함불소 단량체-5의 합성2-5. Synthesis of Fluorinated Monomer-5

교반기 부착 300 ml 유리제 플라스크에, 함불소 환상 헤미아세탈-2 22.4 g(0.1 ㏖), 트리에틸아민 15.1 g(0.15 ㏖), 요오드화칼륨 0.8 g(0.05 ㏖), 디메틸포름아미드 20 ml, 중합금지제로서 메톡시페놀(1000 ppm)을 추가하고, 내온 30℃ 이하에서 메타크릴산 클로로에틸 16.3 g(0.11 ㏖)을 적하하였다. 2시간 교반 후, 디이소프로필에테르 40 ml, 순수 30 ml를 추가하고, 교반, 분액 후, 5 중량% 염산수 50 ml를 추가하고 30분 교반한 후, 분액하였다. 유기층을 순수 50 ml로 2회 세정한 후, 1.0 ㎪, 온도 89℃∼91℃의 조건으로 감압 증류하여, 함불소 단량체-5를 수율 45%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.To a 300 ml glass flask with a stirrer, fluorinated cyclic hemiacetal-2 22.4 g (0.1 mol), triethylamine 15.1 g (0.15 mol), potassium iodide 0.8 g (0.05 mol), dimethylformamide 20 ml, polymerization inhibitor As methoxyphenol (1000 ppm) was added, and 16.3 g (0.11 mol) of chloroethyl methacrylate 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 separation, 50 ml of 5% by weight hydrochloric acid was added and stirred for 30 minutes, followed by liquid separation. The organic layer was washed twice with 50 ml of pure water, and then distilled under reduced pressure under the conditions of 1.0 kPa and a temperature of 89°C to 91°C to obtain a fluorinated monomer-5 in a yield of 45%. This reaction is shown below.

[화학식 44][Formula 44]

Figure 112020000657015-pct00044
Figure 112020000657015-pct00044

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 1 H-NMR (solvent: deuterium 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.0(3F, s), -79.3(3F, s) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.0(3F, s), -79.3(3F, s)

2-6. 함불소 단량체-6의 합성2-6. Synthesis of Fluorinated Monomer-6

전술의 함불소 환상 단량체-2의 합성에 있어서 사용한 함불소 환상 헤미아세탈-2 대신에 함불소 환상 헤미아세탈-6을 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-6을 수율 78%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using fluorinated cyclic hemiacetal-6 instead of fluorinated cyclic hemiacetal-2 used in the synthesis of the above-described fluorinated cyclic monomer-2, in the same procedure as the synthesis of fluorinated cyclic monomer-2, the following formula The reaction shown in was performed to obtain a fluorinated monomer-6 in a yield of 78%. This reaction is shown below.

[화학식 45][Formula 45]

Figure 112020000657015-pct00045
Figure 112020000657015-pct00045

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.5(6F, m), -79.5(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.5(6F, m), -79.5(3F, m)

2-7. 함불소 단량체-7의 합성2-7. Synthesis of Fluorinated Monomer-7

전술의 함불소 단량체-2의 합성에 있어서 사용한 함불소 환상 헤미아세탈-2 대신에 함불소 환상 헤미아세탈-7을 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-2의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-7을 수율 74%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using fluorinated cyclic hemiacetal-7 instead of fluorinated cyclic hemiacetal-2 used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-2, in the same procedure as for the synthesis of fluorinated monomer-2, The reaction shown was carried out to obtain a fluorinated monomer-7 in a yield of 74%. This reaction is shown below.

[화학식 46][Formula 46]

Figure 112020000657015-pct00046
Figure 112020000657015-pct00046

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-77.9(3F, m), -78.5(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-77.9(3F, m), -78.5(3F, m)

2-8. 함불소 단량체-8의 합성2-8. Synthesis of Fluorinated Monomer-8

전술의 함불소 단량체-6의 합성에 있어서 사용한 메타크릴산 무수물 대신에 2-플루오로아크릴산 클로라이드를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-6의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-8을 수율 68%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride in place of the methacrylic anhydride used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-6, the reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as the synthesis of the fluorinated monomer-6. , Fluorinated monomer-8 was obtained in a yield of 68%. This reaction is shown below.

[화학식 47][Chemical Formula 47]

Figure 112020000657015-pct00047
Figure 112020000657015-pct00047

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 1 H-NMR (solvent: deuterium 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)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-10.1(1F, S), -77.9(6F, m), -79.0(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-10.1(1F, S), -77.9(6F, m), -79.0(3F, m)

2-9. 함불소 단량체-9의 합성2-9. Synthesis of Fluorinated Monomer-9

전술의 함불소 단량체-7의 합성에 있어서 사용한 메타크릴산 무수물 대신에 2-플루오로아크릴산 클로라이드를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-7의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하여, 함불소 단량체-9를 수율 65%로 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.Except for using 2-fluoroacrylic acid chloride instead of the methacrylic anhydride used in the synthesis of the above-described fluorinated monomer-7, the reaction represented by the following formula was carried out in the same procedure as the synthesis of the fluorinated monomer-7. , Fluorinated monomer-9 was obtained in a yield of 65%. This reaction is shown below.

[화학식 48][Formula 48]

Figure 112020000657015-pct00048
Figure 112020000657015-pct00048

< NMR 분석 결과 ><NMR analysis result>

1H-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: 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) 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(1H, q), 6.42(1H, q), 6.68 (1H, dd)

19F-NMR(용매: 중클로로포름, 기준 물질: C6D6); δ(ppm)-10.4(1F, S), -77.1(6F, m), -79.3(3F, m) 19 F-NMR (solvent: heavy chloroform, reference substance: C 6 D 6 ); δ(ppm)-10.4(1F, S), -77.1(6F, m), -79.3(3F, m)

3. 비교 단량체의 합성3. Synthesis of comparative monomers

본 발명의 함불소 단량체-1∼9와 비교하기 위하여, 식 (6)으로 나타내어지는 함불소 단량체에 속하지 않는 비교 단량체 1-3을 합성하였다.In order to compare with the fluorinated monomers-1 to 9 of the present invention, comparative monomers 1-3 that do not belong to the fluorinated monomers represented by formula (6) were synthesized.

3-1. 비교 단량체-1의 합성3-1. Synthesis of Comparative Monomer-1

특허문헌 3에 기재된 방법을 이용하여 비교 단량체-1을 합성하였다.Comparative monomer-1 was synthesized using the method described in Patent Document 3.

교반기 부착 1000 ml 유리제 플라스크에, 메타크릴산 30.0 g, 디히드록시피란 58.6 g을, 에틸렌디클로라이드 450 ml에 용해시키고, 파라톨루엔술폰산 0.1 g을 추가하고 1시간 교반하였다. 트리에틸아민 3 ml를 추가하여 반응을 정지하였다. 얻어진 반응 혼합물을 물 50 ml로 세정 후, 무수 황산마그네슘으로 건조하고, 용매 증류제거 후, 0.4 ㎪, 온도 66℃∼67℃의 조건으로 감압 증류하여, 비교 단량체-1 50 g을 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.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, and 0.1 g of paratoluenesulfonic acid was added, followed by stirring for 1 hour. The reaction was stopped by adding 3 ml of triethylamine. The obtained reaction mixture was washed with 50 ml of water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off, followed by distillation under reduced pressure under conditions of 0.4 kPa and a temperature of 66°C to 67°C to obtain 50 g of comparative monomer-1. This reaction is shown below.

[화학식 49][Formula 49]

Figure 112020000657015-pct00049
Figure 112020000657015-pct00049

3-2. 비교 단량체-2의 합성3-2. Synthesis of Comparative Monomer-2

특허문헌 5에 기재된 방법을 이용하여 비교 단량체-2를 합성하였다.Comparative monomer-2 was synthesized using the method described in Patent Document 5.

HFIP 16.8 g, 테트라히드로푸란 120 g의 혼합물에, 질소 분위기 하, 5℃에서 부틸리튬(1.6 M 헥산 용액) 129 ml를 추가하고, 5℃에서 1시간 교반하였다. 다음으로 5℃에서 메타크릴산 2-옥소프로필 14.2 g을 추가하였다. 10시간 교반 후, 희염산을 추가하여 반응을 정지함과 함께 중화를 행하였다. 통상의 수계 후처리 후, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제를 행하여, 합성 중간체인 트리올 25.3 g을 얻었다. 트리올 화합물 24 g, 트리에틸아민 15.6 g, 톨루엔 15 g의 혼합물을 70℃에서 4시간 교반하였다. 실온까지 냉각 후, 희염산으로 중화하고, 유기층을 분취(分取)하였다. 세정, 건조, 농축의 통상의 후처리로 얻어진 조(粗) 생성물을 감압 증류하여 헤미아세탈 20 g을 얻었다.To a mixture of 16.8 g of HFIP and 120 g of tetrahydrofuran, 129 ml of butyllithium (1.6 M hexane solution) was added at 5°C under a nitrogen atmosphere, followed by stirring at 5°C for 1 hour. Next, 14.2 g of 2-oxopropyl methacrylate was added at 5°C. After stirring for 10 hours, diluted hydrochloric acid was added to stop the reaction and neutralized. After normal aqueous post-treatment, purification was performed by silica gel column chromatography to obtain 25.3 g of triol as a synthetic intermediate. A mixture of 24 g of a 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, it was neutralized with dilute hydrochloric acid, and the organic layer was separated. The crude product obtained by the usual post-treatment of washing, drying and concentration was distilled under reduced pressure to obtain 20 g of hemiacetal.

상기에서 얻은 헤미아세탈 3.2 g, 요오드화메틸 2.8 g, 산화은(I) 2.8 g, 아세트산 에틸 150 g의 혼합물을 40℃에서 24시간 교반하였다. 불용분을 여별(濾別), 감압 농축 후, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제를 행하여, 비교 단량체-2 3 g을 얻었다. 이하에 본 반응을 나타낸다.A mixture of 3.2 g of 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. The insoluble matter was filtered off and concentrated under reduced pressure, followed by purification by silica gel column chromatography to obtain 3 g of a comparative monomer-2. This reaction is shown below.

[화학식 50][Formula 50]

Figure 112020000657015-pct00050
Figure 112020000657015-pct00050

(MeI는 요오드화메틸을 나타낸다)(MeI represents methyl iodide)

3-3. 비교 단량체-3의 합성3-3. Synthesis of Comparative Monomer-3

교반기 부착 300 ml 유리제 플라스크에, 메타크릴산 비닐(도쿄가세이주식회사 제, 이하 동일) 33.6 g(0.3 ㏖), HFIP 52.9 g(0.315 ㏖)을 넣은 후, 황산 0.74 g(7.5 m㏖)을 서서히 추가하고, 반응 온도 40℃에서 6시간 교반하고, 이하의 식에 나타내는 반응을 행하였다. 이하에 본 반응을 나타낸다.To 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 below), and 52.9 g (0.315 mol) of HFIP were added, and then 0.74 g (7.5 mmol) of sulfuric acid was gradually added. Further, the mixture was stirred at a reaction temperature of 40° C. for 6 hours, and a reaction represented by the following formula was performed. This reaction is shown below.

[화학식 51][Formula 51]

Figure 112020000657015-pct00051
Figure 112020000657015-pct00051

반응액을 실온으로 냉각한 후, 농도 6 질량%의 중조수(重曹水) 50 ml를 추가하고, 교반하였다. 이어서, 반응액을 분액 깔때기에 옮기고, 정치하여 분리하여 유기층을 채취하였다. 채취한 유기층을 감압 증류하여, 비교 단량체-3 39 g을 수율 47%로 얻었다. 얻어진 비교 단량체-3의 비점은 압력 4.0 ㎪에서 62℃였다.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. Subsequently, the reaction solution was transferred to a separating funnel, left to stand, and separated to collect an organic layer. The collected organic layer was distilled under reduced pressure to obtain 39 g of comparative monomer-3 in a yield of 47%. The boiling point of the obtained comparative monomer-3 was 62°C at a pressure of 4.0 kPa.

4. 중합체의 합성4. Synthesis of polymer

함불소 단량체-1∼9, 비교 단량체-1∼3, 및 비교 단량체 4로서의 메타크릴산 헥사플루오로이소프로필(샌트랄글래스주식회사 제, 상품명 HFIP-M)을 이용하여, 함불소 중합체-1∼12 및 비교 중합체-1∼7을 합성하였다. 함불소 중합체-1∼12는 함불소 중합체 (1)에 속한다. 비교 단량체-1∼7은, 본 발명의 함불소 중합체-1∼12와 비교하기 위한 것이고, 함불소 중합체 (1)에 속하지 않는다.Using fluorinated monomers-1 to 9, comparative monomers-1 to 3, and hexafluoroisopropyl methacrylate (manufactured by Santral Glass Co., Ltd., brand name HFIP-M) as comparative monomer 4, fluorinated polymers-1 to 12 and Comparative Polymers-1 to 7 were synthesized. The fluorinated polymers-1 to 12 belong to the fluorinated polymer (1). Comparative monomers -1 to 7 are for comparison with the fluorinated polymers -1 to 12 of the present invention, and do not belong to the fluorinated polymer (1).

또한, 함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼4는, 단량체의 효과, 성능의 차가 명확하게 나타나도록 자기 중합체를 합성하고, 그 성능을 비교하였다. 함불소 중합체-10∼12 및 비교 중합체-5∼7은, 공중합 단량체를 5-메타크릴로일옥시-2,6-노르보르난카르보락톤(MNLA)에 고정하여, 본 발명의 함불소 단량체와 비교 단량체의 레지스트용 재료로서 성능을 비교하기 위하여 행하였다.In addition, in the fluorinated polymers-1 to 9 and the comparative polymers-1 to 4, magnetic polymers were synthesized so that the difference in the effect and performance of the monomers was clearly indicated, and the performances thereof were compared. In the fluorinated polymers-10 to 12 and the comparative polymers-5 to 7, a copolymerization monomer is fixed to 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone (MNLA), and the fluorinated monomer of the present invention It was carried out in order to compare the performance of the and the comparative monomers as a resist material.

[중합체의 분석][Analysis of polymer]

< NMR ><NMR>

중합체에 있어서의 반복 단위의 조성은, NMR에 의한 1H-NMR 및 19F-NMR의 측정값에 의해 결정하였다.The composition of the repeating unit in the polymer was determined by the measured values of 1 H-NMR and 19 F-NMR by NMR.

< 분자량 ><Molecular weight>

중합체의 수평균 분자량 Mn과 분자량 분산(수 평균 분자량 Mn과 질량평균 분자량 Mw의 비=Mw/Mn)은, 고속 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(이하, GPC라고 부르는 경우가 있다. 도소주식회사 제, 형식 HLC-8320GPC)를 사용하고, 도소주식회사 제 ALPHA-M 컬럼과 ALPHA-2500 컬럼을 1개씩 직렬로 연결시키고, 전개 용매로서 테트라히드로푸란을 이용하여 측정하였다. 검출기에는 굴절률차 측정 검출기를 이용하였다.The number average molecular weight Mn and the molecular weight dispersion (ratio of the number average molecular weight Mn and the mass average molecular weight Mw = Mw/Mn) of the polymer are high-speed gel permeation chromatography (hereinafter sometimes referred to as GPC. Toso Corporation make, type HLC) -8320GPC) was used, and Tosoh Corporation ALPHA-M column and ALPHA-2500 column were connected in series one by one, and measured using tetrahydrofuran as a developing solvent. As a detector, a refractive index difference measurement detector was used.

4-1. 함불소 중합체-1의 합성4-1. Synthesis of Fluorinated Polymer-1

교반기 부착 300 ml 유리제 플라스크 중에, 실온에서, 함불소 단량체-1 29.2 g(0.1 ㏖), 용매로서 2-부탄온 60 g을 추가하고, 농도 33 질량%의 부탄온 용액으로 하였다. 중합개시제로서 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(이하, AIBN이라고 부르는 경우가 있음, 와코준야쿠주식회사 제) 0.8 g(0.005 ㏖) 추가하고, 교반하면서 탈기한 후에, 플라스크 내를 질소 가스에 의해 치환하고, 온도 80℃로 승온한 후 6시간 반응시켰다. 반응 종료 후의 내용물을, n-헵탄 500 g에 적하하여, 백색의 침전을 얻었다. 이 침전을 여별하고, 온도 60℃ 하에서 감압 건조를 행하고, 함불소 단량체-1에 기초하는 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-1을, 백색 고체로서 25.6 g을 수율 88%로 얻었다.Into a 300 ml glass flask equipped with a stirrer, at room temperature, 29.2 g (0.1 mol) of a fluorinated monomer-1 and 60 g of 2-butanone as a solvent were added to obtain a butanone solution having a concentration of 33% by mass. As a polymerization initiator, 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (hereinafter sometimes referred to as AIBN, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.8 g (0.005 mol) was added, and after degassing while stirring, the inside of the flask was It was substituted with nitrogen gas, and after raising the temperature to 80 degreeC, it was made to react for 6 hours. The content after completion of the reaction was added dropwise to 500 g of n-heptane to obtain a white precipitate. This precipitate was filtered off, and dried under reduced pressure at a temperature of 60°C to obtain 25.6 g of a fluorinated polymer-1 containing a repeating unit based on a fluorinated monomer-1 as a white solid in a yield of 88%.

[화학식 52][Formula 52]

Figure 112020000657015-pct00052
Figure 112020000657015-pct00052

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=22,000, Mw/Mn=2.0Mw=22,000, Mw/Mn=2.0

4-2. 함불소 중합체-2의 합성4-2. Synthesis of Fluorinated Polymer-2

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 함불소 단량체-2를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-2를 합성하여, 함불소 중합체-2를 수율 87%로 얻었다.In place of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the fluorinated polymer-1 described above, except that the fluorinated monomer-2 was used, in the same procedure as the synthesis of the fluorinated polymer-1, the following repeating units were included. The fluorinated polymer-2 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-2 in a yield of 87%.

[화학식 53][Chemical Formula 53]

Figure 112020000657015-pct00053
Figure 112020000657015-pct00053

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=23,100, Mw/Mn=2.1Mw=23,100, Mw/Mn=2.1

4-3. 함불소 중합체-3의 합성4-3. Synthesis of Fluorinated Polymer-3

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 함불소 단량체-3을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-3을 합성하여, 함불소 중합체-3을 수율 93%로 얻었다.In place of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the fluorinated polymer-1 described above, except for using the fluorinated monomer-3, in the same procedure as the synthesis of the fluorinated polymer-1, the following repeating units are included. The fluorinated polymer-3 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-3 in a yield of 93%.

[화학식 54][Chemical Formula 54]

Figure 112020000657015-pct00054
Figure 112020000657015-pct00054

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=21,200, Mw/Mn=2.3Mw=21,200, Mw/Mn=2.3

4-4. 함불소 중합체-4의 합성4-4. Synthesis of Fluorinated Polymer-4

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 단량체-4를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-4를 합성하여, 함불소 중합체-4를 수율 92%로 얻었다.In the same procedure as for the synthesis of fluorinated polymer-1, the following repeating units were included, except that fluorinated monomer-4 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. The fluoropolymer-4 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-4 in a yield of 92%.

[화학식 55][Chemical Formula 55]

Figure 112020000657015-pct00055
Figure 112020000657015-pct00055

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=22,500, Mw/Mn=2.1Mw=22,500, Mw/Mn=2.1

4-5. 함불소 중합체-5의 합성4-5. Synthesis of Fluorinated Polymer-5

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 단량체-5를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-5를 합성하여, 함불소 중합체-5를 수율 90%로 얻었다.In the same procedure as for the synthesis of fluorinated polymer-1, the following repeating units were included, except that the fluorinated monomer-5 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. The fluoropolymer-5 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-5 in a yield of 90%.

[화학식 56][Chemical Formula 56]

Figure 112020000657015-pct00056
Figure 112020000657015-pct00056

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=24,200, Mw/Mn=2.3Mw=24,200, Mw/Mn=2.3

4-6. 함불소 중합체-6의 합성4-6. Synthesis of Fluorinated Polymer-6

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 환상 단량체-6을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-6을 합성하여, 함불소 중합체-6을 수율 72%로 얻었다.Except for using the fluorinated cyclic monomer-6 instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1, the following repeating units are included in the same procedure as the synthesis of the fluorinated polymer-1. The fluorinated polymer-6 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-6 in a yield of 72%.

[화학식 57][Chemical Formula 57]

Figure 112020000657015-pct00057
Figure 112020000657015-pct00057

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=20,700, Mw/Mn=2.5Mw=20,700, Mw/Mn=2.5

4-7. 함불소 중합체-7의 합성4-7. Synthesis of Fluorinated Polymer-7

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 단량체-7을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-7을 합성하여, 함불소 중합체-7을 수율 78%로 얻었다.In the same procedure as for the synthesis of fluorinated polymer-1, the following repeating units were included, except that the fluorinated monomer-7 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. The fluoropolymer-7 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-7 in a yield of 78%.

[화학식 58][Chemical Formula 58]

Figure 112020000657015-pct00058
Figure 112020000657015-pct00058

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=20,100, Mw/Mn=2.2Mw=20,100, Mw/Mn=2.2

4-8. 함불소 중합체-8의 합성4-8. Synthesis of Fluorinated Polymer-8

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 단량체-8을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-8을 합성하여, 함불소 중합체-8을 수율 90%로 얻었다.In the same procedure as the synthesis of fluorinated polymer-1, the following repeating units were included, except that fluorinated monomer-8 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. The fluoropolymer-8 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-8 in a yield of 90%.

[화학식 59][Chemical Formula 59]

Figure 112020005914937-pct00084
Figure 112020005914937-pct00084

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=19,700, Mw/Mn=2.3Mw=19,700, Mw/Mn=2.3

4-9. 함불소 중합체-9의 합성4-9. Synthesis of Fluorinated Polymer-9

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 함불소 단량체-9를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-9를 합성하여, 함불소 중합체-9를 수율 89%로 얻었다.In the same procedure as for the synthesis of fluorinated polymer-1, the following repeating units were included, except that fluorinated monomer-9 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. The fluoropolymer-9 was synthesized to obtain a fluorinated polymer-9 in a yield of 89%.

[화학식 60][Chemical Formula 60]

Figure 112020005914937-pct00085
Figure 112020005914937-pct00085

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=20,900, Mw/Mn=2.1Mw=20,900, Mw/Mn=2.1

4-10. 함불소 중합체-10의 합성4-10. Synthesis of Fluorinated Polymer-10

유리제 플라스크 중에, 실온(약 20℃)에서 함불소 단량체-1을 29.2 g(0.1 ㏖), 레지스트로 하였을 때에 밀착성의 반복 단위를 부여하는 5-메타크릴로일옥시-2,6-노르보르난카르보락톤(MNLA)을 11.1 g(0.05 ㏖) 및 n-도데실메르캅탄(도쿄가세이주식회사 제) 0.67 g을 도입하고, 2-부탄온 82.8 g을 추가하여 용해시켰다. 중합개시제로서 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(이하, AIBN이라고 부르는 경우가 있음, 와코준야쿠주식회사 제)를 1.7 g 추가하여 교반하면서 탈기한 후에 플라스크 내를 질소 가스에 의해 치환하고, 온도 75℃로 승온한 후 16시간 반응시켰다. 반응 종료 후의 내용물을 n-헵탄 620.0 g에 적하하여, 백색의 침전을 얻었다. 이 침전을 여별하고, 온도 60℃ 하에서 감압 건조를 행하여, 이하에 나타내는, 함불소 단량체-1 유래의 반복 단위, 및 MNLA 유래의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-10을, 백색 고체로서 34 g을 수율 85%로 얻었다.In a glass flask, 29.2 g (0.1 mol) of fluorinated monomer-1 at room temperature (about 20° C.), 5-methacryloyloxy-2,6-norbornane giving a repeating unit of adhesion when used as a resist 11.1 g (0.05 mol) of carbolactone (MNLA) and 0.67 g of n-dodecyl mercaptan (manufactured by Tokyo Chemical Co., Ltd.) were introduced, and 82.8 g of 2-butanone was added to dissolve. As a polymerization initiator, 1.7 g of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (hereinafter sometimes referred to as AIBN, manufactured by Wako Junyaku Co., Ltd.) was added and degassed while stirring, and then the flask was replaced with nitrogen gas. Then, the temperature was raised to 75° C. and then reacted for 16 hours. The content after completion of the reaction was added dropwise to 620.0 g of n-heptane to obtain a white precipitate. This precipitate was filtered off, dried under reduced pressure at a temperature of 60° C., and 34 g of a fluorinated polymer-10 containing a repeating unit derived from fluorinated monomer-1 and a repeating unit derived from MNLA shown below as a white solid Was obtained in a yield of 85%.

[화학식 61][Chemical Formula 61]

Figure 112020005914937-pct00086
Figure 112020005914937-pct00086

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

함불소 중합체-10 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 함불소 단량체-1에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=67:33이었다.The composition ratio of each repeating unit in the fluorinated polymer-10 was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit by fluorinated monomer-1: the repeating unit by MNLA was 67:33.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=8,500, Mw/Mn=1.7Mw=8,500, Mw/Mn=1.7

4-11. 함불소 중합체-11의 합성4-11. Synthesis of Fluorinated Polymer-11

전술의 함불소 중합체-10의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 함불소 단량체-2를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-10의 합성과 마찬가지의 수순으로 함불소 중합체-11을 합성하여, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-11을 수율 86%로 얻었다.In place of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-10, except for using the fluorinated monomer-2, the fluorinated polymer-11 was synthesized in the same procedure as the synthesis of the fluorinated polymer-10. , A fluorinated polymer-11 containing the following repeating units was obtained in a yield of 86%.

[화학식 62][Formula 62]

Figure 112020005914937-pct00087
Figure 112020005914937-pct00087

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

함불소 중합체-11 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 함불소 단량체-2에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=65:35였다.The composition ratio of each repeating unit in the fluorinated polymer-11 was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit by fluorinated monomer-2: the repeating unit by MNLA = 65:35.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=8,700, Mw/Mn=1.6Mw=8,700, Mw/Mn=1.6

4-12. 함불소 중합체-12의 합성4-12. Synthesis of Fluorinated Polymer-12

전술의 함불소 중합체-10의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 함불소 단량체-6을 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-10의 합성과 마찬가지의 수순으로 함불소 중합체-12를 합성하여, 이하의 반복 단위를 포함하는 함불소 중합체-12를 수율 73%로 얻었다.In place of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-10, except for using the fluorinated monomer-6, the fluorinated polymer-12 was synthesized by the same procedure as the synthesis of the fluorinated monomer-10. , A fluorinated polymer-12 containing the following repeating units was obtained in a yield of 73%.

[화학식 63][Chemical Formula 63]

Figure 112020005914937-pct00088
Figure 112020005914937-pct00088

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

함불소 중합체-12 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 함불소 단량체-6에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=64:36이었다.The composition ratio of each repeating unit in the fluorinated polymer-12 was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit by fluorinated monomer-6: the repeating unit by MNLA = 64:36.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=7,700, Mw/Mn=1.7Mw=7,700, Mw/Mn=1.7

5. 비교 중합체의 합성5. Synthesis of Comparative Polymer

본 발명의 함불소 중합체-1∼12와 비교하기 위하여, 함불소 중합체 (1)에 속하지 않는 비교 중합체-1∼7을 합성하였다.In order to compare with the fluorinated polymers-1 to 12 of the present invention, comparative polymers 1 to 7 not belonging to the fluorinated polymer (1) were synthesized.

5-1. 비교 중합체-1의 합성5-1. Synthesis of Comparative Polymer-1

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 비교 단량체-1을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-1을 합성하였다.A comparative polymer containing the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated polymer-1, except that comparative monomer-1 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. -1 was synthesized.

[화학식 64][Formula 64]

Figure 112020000657015-pct00064
Figure 112020000657015-pct00064

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=20,100, Mw/Mn=2.2Mw=20,100, Mw/Mn=2.2

5-2. 비교 중합체-2의 합성5-2. Synthesis of Comparative Polymer-2

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 비교 단량체-2를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-2를 합성하였다.A comparative polymer containing the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated polymer-1, except that comparative monomer-2 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. -2 was synthesized.

[화학식 65][Formula 65]

Figure 112020000657015-pct00065
Figure 112020000657015-pct00065

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=23,400, Mw/Mn=2.1Mw=23,400, Mw/Mn=2.1

5-3. 비교 중합체-3의 합성5-3. Synthesis of Comparative Polymer-3

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 비교 단량체-3을 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-3을 합성하였다.A comparative polymer containing the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated polymer-1, except that comparative monomer-3 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. -3 was synthesized.

[화학식 66][Formula 66]

Figure 112020000657015-pct00066
Figure 112020000657015-pct00066

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

GPC 측정 결과는 Mw=22,800, Mw/Mn=2.1이었다.The GPC measurement result was Mw=22,800 and Mw/Mn=2.1.

5-4. 비교 중합체-4의 합성5-4. Synthesis of Comparative Polymer-4

전술의 함불소 중합체-1의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에 비교 단량체-4를 이용한 것 이외에는, 함불소 중합체-1의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-4를 합성하였다.A comparative polymer containing the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated polymer-1, except that comparative monomer-4 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-1. -4 was synthesized.

[화학식 67][Chemical Formula 67]

Figure 112020000657015-pct00067
Figure 112020000657015-pct00067

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=20,100, Mw/Mn=2.1Mw=20,100, Mw/Mn=2.1

5-5. 비교 중합체-5의 합성5-5. Synthesis of Comparative Polymer-5

전술의 함불소 중합체-10의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 비교 단량체-1을 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-10의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-5를 합성하여, 비교 중합체-5를 수율 89%로 얻었다.Comparison including the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated monomer-10, except that comparative monomer-1 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-10. Polymer-5 was synthesized to obtain a comparative polymer-5 in a yield of 89%.

[화학식 68][Chemical Formula 68]

Figure 112020000657015-pct00068
Figure 112020000657015-pct00068

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

비교 중합체-5 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 비교 단량체-1에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=67:33이었다.In Comparative Polymer-5, the composition ratio of each repeating unit was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit by comparative monomer-1: the repeating unit by MNLA was 67:33.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=8,300, Mw/Mn=1.7Mw=8,300, Mw/Mn=1.7

5-6. 비교 중합체-6의 합성5-6. Synthesis of Comparative Polymer-6

전술의 함불소 중합체-10의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 비교 단량체-2를 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-10의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-6을 합성하여, 비교 중합체-6을 수율 83%로 얻었다.Comparison including the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated monomer-10, except that comparative monomer-2 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-10. Polymer-6 was synthesized to obtain a comparative polymer-6 in a yield of 83%.

[화학식 69][Chemical Formula 69]

Figure 112020000657015-pct00069
Figure 112020000657015-pct00069

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

비교 중합체-6 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 비교 단량체-2에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=65:35였다.In Comparative Polymer-6, the composition ratio of each repeating unit was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit by comparative monomer-2: the repeating unit by MNLA was 65:35.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=8,900, Mw/Mn=1.6Mw=8,900, Mw/Mn=1.6

5-7. 비교 중합체-7의 합성5-7. Synthesis of Comparative Polymer-7

전술의 함불소 중합체-10의 합성에 있어서 사용한 함불소 단량체-1 대신에, 비교 단량체-3을 이용한 것 이외에는, 함불소 단량체-10의 합성과 마찬가지의 수순으로, 이하의 반복 단위를 포함하는 비교 중합체-7을 합성하여, 비교 중합체-7을 수율 81%로 얻었다.Comparison including the following repeating units in the same procedure as the synthesis of fluorinated monomer-10, except that comparative monomer-3 was used instead of the fluorinated monomer-1 used in the synthesis of the above-described fluorinated polymer-10. Polymer-7 was synthesized to obtain a comparative polymer-7 in a yield of 81%.

[화학식 70][Formula 70]

Figure 112020000657015-pct00070
Figure 112020000657015-pct00070

< NMR 측정 결과 ><NMR measurement result>

비교 중합체-7 중의, 각 반복 단위의 조성비를 NMR에 의해 측정하였다. 측정 결과는 ㏖%로 나타내어, 비교 단량체-3에 의한 반복 단위:MNLA에 의한 반복 단위=66:34였다.In Comparative Polymer-7, the composition ratio of each repeating unit was measured by NMR. The measurement result was expressed in mol%, and the repeating unit of comparative monomer-3: the repeating unit of MNLA=66:34.

< GPC 측정 결과 ><GPC measurement result>

Mw=8,100, Mw/Mn=1.6Mw=8,100, Mw/Mn=1.6

5-8. 함불소 중합체-1∼12, 비교 중합체-1∼7의 반복 단위5-8. Repeating units of fluorinated polymers -1 to 12 and comparative polymers -1 to 7

이하에, 함불소 중합체-1∼12 및 비교 중합체 1∼7이 포함하는 반복 단위를 나타낸다.Hereinafter, the repeating units contained in the fluorinated polymers 1 to 12 and the comparative polymers 1 to 7 are shown.

[화학식 71][Formula 71]

Figure 112020005914937-pct00089
Figure 112020005914937-pct00089

5-9. 함불소 중합체-1∼12, 비교 중합체-1∼7의 조성, 분자량 및 수율5-9. Composition, molecular weight and yield of fluorinated polymers-1 to 12 and comparative polymers-1 to 7

표 1에, 함불소 중합체-1∼12, 비교 중합체-1∼7의 조성(반복 단위의 비), 중량평균 분자량, 분자량 분포 및 수율을 나타낸다.In Table 1, the composition (ratio of repeating units), weight average molecular weight, molecular weight distribution, and yield of fluorinated polymers -1 to 12 and comparative polymers -1 to 7 are shown.

Figure 112020000657015-pct00072
Figure 112020000657015-pct00072

5-10. 함불소 중합체-1∼9, 비교 중합체-1∼4의 유리 전이점 및 5% 중량감소율5-10. Glass transition point and 5% weight reduction of fluorinated polymers-1 to 9 and comparative polymers 1 to 4

함불소 중합체-1∼9, 비교 중합체-1∼4의 유리 전이점 및 5% 중량감소율을 이하의 방법으로 측정하였다.The glass transition points and 5% weight loss ratio of the fluorinated polymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 were measured by the following method.

[유리 전이점 및 5% 중량감소율의 측정 방법][Measurement method of glass transition point and 5% weight loss]

함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼4의 열 물성을 측정하였다. 주식회사히타치하이테크사이언스 제, 시차주사열량계(이하, DSC라고 부르는 경우가 있음) 및 시차열 열중량 동시측정장치(이하, DTA라고 부르는 경우가 있음)를 이용하여 유리 전이점(이하, Tg라고 부르는 경우가 있음) 및 열 중량 측정에서의 5% 중량감소율(이하, Td5라고 부르는 경우가 있음)을 측정하였다.The thermal properties of the fluorinated polymers-1 to 9 and the 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 differential thermogravimetric simultaneous measuring device (hereinafter referred to as DTA) manufactured by Hitachi Hi-Tech Sciences Co., Ltd. ) And a 5% weight reduction rate (hereinafter, sometimes referred to as Td5) in thermal gravimetric measurement were measured.

[측정 결과][Measurement result]

표 2에, 함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼4의 Tg 및 Td5의 측정 결과를 나타낸다. 리소그래피 및 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성 재료에 있어서, Tg 및 Td5는 높은 쪽이, 마스크 패턴이 보다 충실하게 전사되고, 얻어지는 패턴의 라인 에지 러프니스나 라인 위드스 러프니스가 좋은 경향이 있다는 것이 알려져 있다.In Table 2, the measurement results of Tg and Td5 of fluorinated polymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4 are shown. In the pattern forming material for lithography and printed electronics, it is known that the higher the Tg and Td5, the more faithfully the mask pattern is transferred, and the line edge roughness or line with roughness of the obtained pattern tends to be good. have.

Figure 112020000657015-pct00073
Figure 112020000657015-pct00073

환상 아세탈 구조를 갖는 함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼2는, 쇄상의 비교 중합체 3, 4에 비하여, 25℃ 가까이 높은 Tg였다. 함불소 중합체 1∼3, 8, 9는, 마찬가지의 골격으로 불소 원자를 갖지 않는 비교 중합체 1에 비하여 높은 Tg를 나타냈다.The fluorinated polymers-1 to 9 and the comparative polymers 1 to 2 having a cyclic acetal structure had Tg higher than that of the chain comparative polymers 3 and 4 by about 25°C. The fluorinated polymers 1 to 3, 8, and 9 exhibited higher Tg compared to Comparative Polymer 1 having no fluorine atom in the same skeleton.

6. 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성용 조성물6. Composition for pattern formation for printed electronics

6-1. 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성용 조성물의 조제6-1. Preparation of composition for pattern formation for printed electronics

이하에 나타내는 반복 단위를 포함하는, 함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼4를 이용하여, 본 발명의 패턴 형성용 조성물-1∼9, 그 비교를 위한 비교 조성물-1∼4를 조제하였다.Using the fluorinated polymers-1 to 9 and the comparative polymers 1 to 4 containing the repeating units shown below, the composition for forming a pattern of the present invention-1 to 9 and the comparative compositions 1 to 4 for comparison Prepared.

[화학식 72][Formula 72]

Figure 112020005914937-pct00090
Figure 112020005914937-pct00090

함불소 중합체-1∼9 및 비교 중합체-1∼4에 대하여, (A) 산발생제로서의 N-히드록시나프탈이미드-트리플루오로메탄술폰산 에스테르, (D) 증감제로서의 2-이소프로필티오크산톤, (C) ??처로서의 2-페닐벤조이미다졸, (B) 유기 용제로서 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르를 추가하여, 패턴 형성용 조성물-1∼9, 비교 조성물-1∼4를 조제하였다. 패턴 형성용 조성물-1∼9, 비교 조성물-1∼4의 각 조성비는, 질량부로 나타내어, 중합체:(A) 산발생제:(D) 증감제:(C) ??처:(B) 유기 용제가 1 00:2:1:0.05:300으로 되도록 배합하였다.For fluorinated polymers-1 to 9 and comparative polymers-1 to 4, (A) N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonic acid ester as an acid generator, (D) 2-isopropyl as a sensitizer Thioxanthone, (C) 2-phenylbenzoimidazole as a target, (B) diethylene glycol methyl ethyl ether as an organic solvent was added, and the composition for pattern formation-1 to 9 and the comparative composition 1 to 4 were prepared. Prepared. Each composition ratio of the composition for pattern formation -1 to 9 and the comparative composition -1 to 4 is expressed in parts by mass, and polymer: (A) acid generator: (D) sensitizer: (C) ?? target: (B) organic It was formulated so that the solvent was 1 00:2:1:0.05:300.

6-2. 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성용 조성물의 제막6-2. Film formation of composition for pattern formation for printed electronics

유리 기판 상에, 조제한 패턴 형성용 조성물-1∼9, 비교 조성물-1∼4를 스피너에 의해 도포하고, 100℃로 가열한 핫플레이트 상에서 2분간 건조시켜, 막 두께 0.5 ㎛의 막을 형성하였다. 이어서, 고압 수은 램프를 막에 조사하였다. 또, 포토마스크를 개재하여, 고압 수은 램프를 이용하여 자외광을 조사하여 포토마스크의 패턴을 막에 전사하고, 그 후, 핫플레이트를 이용하여, 온도 100℃에서 5분간 가열 건조하였다. 이와 같이 하여, 친수부 및 발수부로 이루어지는 패턴(친발 패턴)을 형성하여 이루어지는 유리 기판을 얻었다.On the glass substrate, the prepared composition for pattern formation -1 to 9 and the comparative composition -1 to 4 were applied with a spinner, and dried on a hot plate heated to 100°C for 2 minutes to form a film having a thickness of 0.5 μm. Then, a high-pressure mercury lamp was irradiated to the membrane. Further, through a photomask, ultraviolet light was irradiated using a high-pressure mercury lamp to transfer the pattern of the photomask to the film, and then, heated and dried at a temperature of 100°C for 5 minutes using a hot plate. In this way, a glass substrate formed by forming a pattern made of a hydrophilic portion and a water-repellent portion (a hydrophilic pattern) was obtained.

6-3. 패턴 형성용 조성물로 이루어지는 막의 노광 전후에서의 접촉각의 측정, 및 수성 잉크에 의한 패턴의 형성6-3. Measurement of a contact angle before and after exposure of a film made of a pattern forming composition, and formation of a pattern with aqueous ink

[접촉각의 측정][Measurement of contact angle]

유리 기판 상의 막에 대하여, 수적(水滴)을 올려놓고, 접촉각계(교와계면과학주식회사 제)를 이용하여, 액적법으로 자외광 미조사부 및 조사부의 정적 접촉각을, 확장수축법으로 자외광 미조사부의 동적 후퇴각을 측정하였다. 본 발명에 있어서 정적 접촉각이란, 수적을 막 면에 올려놓고 착적(着滴) 하였을 때, 막면과의 이루는 각도를 말하고, 동적 후퇴각이란, 수적을 니들 등으로 흡인하여, 수적이 수축할 때의 접촉각을 말하고, 동적 전진각이란, 수적을 니들 등으로 토출하여, 수적이 확장할 때의 접촉각을 말한다.A water drop is placed on the film on the glass substrate, and the static contact angle of the non-ultraviolet light irradiation part and the irradiation part by the droplet method is measured using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The dynamic retreat angle of the irradiation part was measured. In the present invention, the static contact angle refers to the angle formed with the film surface when the water droplet is placed on the film surface and deposited, and the dynamic retreat angle is when the water droplet is sucked by a needle or the like and the water droplet contracts. It refers to the contact angle, and the dynamic advancing angle refers to the contact angle when the droplet is expanded by discharging the droplet with a needle or the like.

리소그래피 및 프린티드 일렉트로닉스용의 패턴 형성 재료에 있어서, 패턴 형성 막은 미조사부의 정적 접촉각이 높은 쪽이 바람직하고, 마스크 패턴이 보다 충실하게 전사되고, 얻어지는 패턴의 라인 에지 러프니스나 라인 위드스 러프니스가 좋아 고해상도의 패턴이 얻어진다. 또, 조사부의 정적 접촉각이 낮고, 미조사부와 조사부의 접촉각의 차가 큰 쪽이 패턴을 자르기가 용이하다.In the pattern forming material for lithography and printed electronics, the pattern forming film preferably has a higher static contact angle of the unirradiated portion, the mask pattern is transferred more faithfully, and the line edge roughness or line with roughness of the pattern obtained. It is good, and a high-resolution pattern is obtained. In addition, when the static contact angle of the irradiated portion is low and the difference between the contact angle of the unirradiated portion and the irradiated portion is larger, the pattern is easier to cut.

패턴 형성 막의 미조사부의 동적 후퇴각이 높은 쪽이, 마스크 패턴이 보다 충실하게 전사되고, 얻어지는 패턴의 라인 에지 러프니스나 라인 위드스 러프니스가 좋아 고해상도의 패턴이 얻어진다. 고해상도의 패턴을 얻기 위해서는, 미조사부에 있어서, 동적 전진각 및 동적 후퇴각이 모두 높고, 히스테리시스(동적 전진각-동적 후퇴각)는 작은 것이 바람직하다.The higher the dynamic retreat angle of the unirradiated portion of the pattern forming film, the more faithfully the mask pattern is transferred, and the line edge roughness and line with roughness of the obtained pattern are better, and a high-resolution pattern is obtained. In order to obtain a high-resolution pattern, it is preferable that both the dynamic advancing angle and the dynamic retreating angle are high and the hysteresis (dynamic advancing angle-dynamic retreating angle) is small in the unirradiated portion.

[잉크 패턴][Ink pattern]

얻어진 유리 기판 상의 친발 패턴에, 자동 극소 접촉각계(교와계면과학주식회사 제, 품번 MCA-2)를 이용하여, 붕규산 유리 모세관(마이크로 캐필러리)으로 수성 잉크를 50 pl 적하하고, 5초 후에 패턴을 현미경 관찰하였다. 그리고, 친발 패턴을 따라서 수성 잉크가 패터닝 가능하다면 양호, 패턴으로부터 넘치면 불가(不可), 어느 쪽과도 분별할 수 없는 것을 가(可)라고 하였다.50 pl of aqueous ink was dripped with a borosilicate glass capillary (microcapillary) using an automatic micro contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., part number MCA-2) to the obtained propellant pattern on the glass substrate, and after 5 seconds The pattern was observed under a microscope. In addition, if the water-based ink can be patterned along the propellant pattern, it is good, it is impossible if it overflows from the pattern, and it is assumed that it cannot be distinguished from either.

[측정 결과][Measurement result]

표 3에, 상술의 패턴 형성용 조성물-1∼9, 및 비교예 1∼4의 정적 접촉각 및 동적 접촉각의 측정 결과를 나타낸다. 표 3에 있어서, 실시예 1∼9가 패턴 형성용 조성물-1∼9에, 비교예 1∼4가 비교 조성물-1∼4의 측정값에 대응한다.In Table 3, the measurement results of the static contact angle and the dynamic contact angle of the above-described pattern formation compositions-1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 are shown. In Table 3, Examples 1 to 9 correspond to the measured values of the composition 1 to 9 for pattern formation, and Comparative Examples 1 to 4 correspond to the measured values of the compositions 1 to 4 for pattern formation.

Figure 112020000657015-pct00075
Figure 112020000657015-pct00075

[접촉각][Contact angle]

실시예 1∼9의 트리플루오로메틸기를 포함하는 패턴 형성용 조성물은, 자외광 미조사부의 접촉각이 크고 양호한 발수성을 나타냈다.The composition for pattern formation containing the trifluoromethyl group of Examples 1 to 9 had a large contact angle of the non-ultraviolet light irradiation portion and exhibited good water repellency.

비교예 1의 불소 원자를 포함하지 않는 비교 중합체-1을 이용한 비교 조성물-1로부터 형성한 막의 미조사부의 접촉각은 73° 및 후퇴 접촉각은 58°였다. 비교예 2의 불소 원자를 포함하는 비교 중합체-2를 이용한 비교 조성물-2로부터 형성한 막의 자외선 미조사부의 접촉각은 94도이고, 실시예 1∼9의 패턴 형성용 조성물-1∼9로부터 형성한 막에 발수성이 뒤떨어져 있었다. 비교예 4의 비교 조성물-4는 산해리성이 없는 헥사플루오로이소프로필기를 갖는 비교 중합체-4를 이용하고 있어, 자외광 조사부의 접촉각이 크고 친수성을 나타내지 않았다.The contact angle of the unirradiated portion of the film formed from Comparative Composition-1 using Comparative Polymer-1 containing no fluorine atom in Comparative Example 1 was 73° and the retreat contact angle was 58°. The contact angle of the non-ultraviolet portion of the film formed from Comparative Composition-2 using Comparative Polymer-2 containing a fluorine atom of Comparative Example 2 was 94 degrees, and formed from compositions 1 to 9 for pattern formation of Examples 1 to 9 The membrane was inferior in water repellency. Comparative composition-4 of Comparative Example 4 used Comparative Polymer-4 having a hexafluoroisopropyl group without acid dissociation, and the contact angle of the ultraviolet light irradiation portion was large and hydrophilicity was not exhibited.

[잉크 패턴][Ink pattern]

실시예 1∼9의 함불소 중합체-1∼9를 이용한 각 패턴 형성용 조성물-1∼9에 의한 친발 패턴에 있어서는, 미조사부의 접촉각과 조사부의 접촉각의 차가 40° 이상 있는 것, 또, 후퇴 접촉각이 높기 때문에, 발수부의 수성 잉크는, 친수부로 신속하게 유동하였다.In the non-irradiated pattern of each pattern-forming composition 1 to 9 using the fluorinated polymers 1 to 9 of Examples 1 to 9, the difference between the contact angle of the unirradiated portion and the contact angle of the irradiated portion is 40° or more, and retreat. Since the contact angle was high, the water-based ink in the water repellent portion quickly flowed to the hydrophilic portion.

한편으로, 비교 중합체-2를 이용한 비교 조성물-2에 의한 친발 패턴에 있어서는, 친발 패턴의 미조사부와 조사부의 차가 30° 정도이고, 또한 후퇴 접촉각이 80°로 낮아, 발수 부위의 수성 잉크의 잔존이 보였다. 비교예 1에 있어서는, 비교 중합체-1이 불소 원자를 포함하고 있지 않다. 발수부의 발수성이 충분하지 않아 물의 젖음성이 있고, 수성 잉크가 잔존한 한편으로, 비교예 4는 산해리성이 없는 헥사플루오로이소프로필기를 갖는 비교 중합체-4를 이용하고 있어, 친발 패턴이 형성되지 않아, 막 표면에 수성 잉크의 막이 생겼다.On the other hand, in the propellant pattern of Comparative Composition-2 using Comparative Polymer-2, the difference between the non-irradiated part and the irradiated part of the propellant pattern is about 30°, and the retraction contact angle is low at 80°, so that the water-based ink remains at the water-repellent site. Looked like this. In Comparative Example 1, Comparative Polymer-1 does not contain a fluorine atom. On the other hand, Comparative Example 4 uses Comparative Polymer-4 having a hexafluoroisopropyl group that does not have acid dissociation properties, so that the hydrophobic pattern is not formed. , A film of water-based ink has formed on the surface of the film.

7. 레지스트7. Resist

7.1 레지스트의 조제7.1 Resist Preparation

이하에 나타내는 이하의 반복 단위를 포함하는, 함불소 중합체-10∼12 및 비교 중합체-5∼7을 이용하여, 레지스트 용액으로서의 레지스트-1∼3 및 비교 레지스트-1∼3을 조제하였다.Resists-1 to 3 and comparative resists-1 to 3 as resist solutions were prepared using fluorinated polymers-10 to 12 and comparative polymers-5 to 7 containing the following repeating units shown below.

[화학식 73][Chemical Formula 73]

Figure 112020005914937-pct00091
Figure 112020005914937-pct00091

상기 각 중합체에, 광산발생제로서 노나플루오로부탄술폰산 트리페닐술포늄, 염기성 화합물로서 트리에탄올아민, 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)를 추가하여 레지스트 용액을 조제하였다. 레지스트의 조성비는 질량부로 나타내어 중합체:광산발생제:염기성 물질:용제가 100:5:1:900으로 되도록 배합하여, 각 레지스트 용액을 조제하였다.To each of the polymers, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonic acid as a photoacid generator, triethanolamine as a basic compound, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent were added to prepare a resist solution. The composition ratio of the resist was expressed in parts by mass, and was blended so that the polymer: photoacid generator: basic substance: solvent was 100:5:1:900, and each resist solution was prepared.

[레지스트 막의 성막][Resist film formation]

실리콘 웨이퍼에 반사방지막용 용액(닛산화학공업주식회사 제, 품번 ARC29A)을 도포한 후, 200℃ 하, 60초간 건조시켜, 막 두께 78 ㎚의 반사방지막을 마련하였다. 이어서, 전술의 각 레지스트 용액을 0.2 ㎛의 멤브레인 필터로 여과한 후, 반사방지막 상에 스피너를 이용하여 회전수 1,500 rpm으로 도포하고, 핫플레이트 상에서 100℃ 하, 90초간, 건조시켜, 레지스트 막을 형성하였다.After applying the antireflection film solution (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., part number ARC29A) on a silicon wafer, it was dried at 200°C for 60 seconds to prepare an antireflection film having a thickness of 78 nm. Subsequently, each of the above resist solutions was filtered through a 0.2 µm membrane filter, and then applied on the antireflection film at a rotational speed of 1,500 rpm using a spinner, and dried on a hot plate at 100° C. for 90 seconds to form a resist film. I did.

7.2 레지스트의 현상액 용해성 및 레지스트 패턴의 해상도의 평가7.2 Evaluation of the solubility of the resist developer and the resolution of the resist pattern

각 레지스트 막에 대하여, 레지스트의 현상액 용해성 및 레지스트 패턴의 해상도의 평가, 및 접촉각의 측정을 행하였다. 이하에 측정 방법을 나타낸다.For each resist film, the solubility of the developer of the resist and the resolution of the resist pattern were evaluated, and the contact angle was measured. The measurement method is shown below.

[현상액 용해성][Developer solubility]

레지스트 막을 형성한 실리콘 웨이퍼를, 실온에서 알칼리 현상액에 60초간 침지하여, 현상액에 대한 용해성을 시험하였다. 알칼리 현상액에는, 리소그래피에서 표준적으로 이용되는 농도 2.38 질량%의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액(이하, TMAH라고 부르는 경우가 있음)을 이용하였다. 레지스트 막의 용해성은, 침지 후의 레지스트 막의 막 두께를 광간섭형의 막후계로 측정함으로써 판정하였다. 레지스트 막이 완전히 소실되어 있는 경우를 「가용」, 레지스트 막의 막 두께에 변화가 보이지 않는 경우를 「불용」이라고 하였다.The silicon wafer on which the resist film was formed was immersed in an alkali developer at room temperature for 60 seconds to test the solubility in the developer. As the alkaline developer, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter sometimes referred to as TMAH) having a concentration of 2.38% by mass used as a standard in lithography was used. The solubility of the resist film was determined by measuring the film thickness of the resist film after immersion with an optical interference type film thickness meter. The case where the resist film was completely disappeared was referred to as "available", and the case where no change in the film thickness of the resist film was observed was referred to as "insoluble".

[레지스트 패턴의 감도 및 해상도][Sensitivity and resolution of resist pattern]

배선의 폭과 이웃하는 배선끼리의 간격이 각각 30 ㎚인 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하였다.A photomask having a line-and-space pattern in which the width of the wiring and the interval between adjacent wirings are each 30 nm was prepared.

레지스트 막을 형성한 실리콘 웨이퍼를, 100℃에서 60초간 프리베이크를 행한 후, 불화아르곤 엑시머 레이저를 이용하여 발진 파장 193 ㎚로, 포토마스크를 개재하여 포토마스크의 패턴이 전사되도록 자외광을 조사하고, 레지스트 막을 노광하였다. 실리콘 웨이퍼를 회전시키면서, 순수를 2분간 적하하였다. 그 후, 120℃에서 60초간 포스트 익스포저 베이크를 행하고, 그 후, 알칼리 현상액으로서의 TMAH를 이용하여 현상하고, 그 후, 순수에 30초간 담근 후, 에어 나이프로 건조시켰다. 계속해서, 100℃에서 45초 건조시키는 포스트 베이크를 행하고, 이와 같이 하여, 레지스트 패턴을 형성한 실리콘 웨이퍼를 얻었다.The silicon wafer on which the resist film was formed was prebaked at 100° C. for 60 seconds, and then irradiated with ultraviolet light so that the pattern of the photomask was transferred through the photomask at an oscillation wavelength of 193 nm using an argon fluoride excimer laser, The resist film was exposed. While rotating the silicon wafer, pure water was dripped for 2 minutes. Thereafter, post-exposure bake was performed at 120°C for 60 seconds, then developed using TMAH as an alkaline developer, and then immersed in pure water for 30 seconds, and then dried with an air knife. Subsequently, post-baking to be dried at 100°C for 45 seconds was performed, and thus a silicon wafer having a resist pattern formed thereon was obtained.

< 감도 ><sensitivity>

상기 조작에 있어서, 30 ㎚의 라인 앤드 스페이스의 패턴이 1회 형성될 때의 최적 노광량 Eop(mj/㎠)를 구하여 감도의 기준으로 하였다.In the above operation, the optimum exposure amount Eop (mj/cm 2) when a 30 nm line and space pattern is formed once was determined and used as a standard for sensitivity.

< 해상도 ><resolution>

얻어진 패턴이 전사된 실리콘 웨이퍼를 할단(割斷)하고, 포토마스크의 30 ㎚의 라인 앤드 스페이스의 패턴이 전사된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴을 현미경으로 관찰하여, 라인 에지 러프니스를 확인할 수 없는 것을 해상도 「우수」, 확인할 수 있지만 미소한 것을 해상도 「양호」, 라인 에지 러프니스가 현저한 것을 해상도 「불가」라고 하였다.The silicon wafer to which the obtained pattern was transferred 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. Although it can be confirmed, the resolution was referred to as "good" for a small one, and the resolution "not possible" for a marked line edge roughness.

[접촉각의 측정 방법][Measurement method of contact angle]

얻어진 실리콘 웨이퍼 상의 레지스트 막에 대하여, 접촉각계(교와계면과학주식회사 제)를 이용하여 수적의 접촉각을 측정하였다.With respect to the obtained resist film on a silicon wafer, the contact angle of water droplets was measured using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

접촉각이 높은 레지스트 막은, 마스크 패턴이 보다 충실하게 전사되고, 얻어지는 패턴의 라인 에지 러프니스나 라인 위드스 러프니스가 좋아 고해상도의 패턴이 얻어진다. 또, 액침 노광 리소그래피에 있어서, 막 중에의 물의 침입이 없어 워터마크 결함의 발생이 적다.In the resist film having a high contact angle, the mask pattern is transferred more faithfully, and the line edge roughness and line with roughness of the obtained pattern are good, and a high-resolution pattern is obtained. In addition, in liquid immersion exposure lithography, there is no intrusion of water into the film, so that the occurrence of watermark defects is small.

표 4에, 레지스트의 현상액 용해성 및 레지스트 패턴의 감도 및 해상도의 평가 결과, 및 접촉각의 측정 결과를 나타낸다.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 112020000657015-pct00077
Figure 112020000657015-pct00077

[현상액 용해성의 평가][Evaluation of developer solubility]

표 4에 나타내는 바와 같이, 레지스트-1∼3, 및 비교 레지스트-1∼3은, 모두 미노광 상태에서는 알칼리 현상액에 불용이고, 노광 후에는 가용이 되었다. 이것으로부터, 시험한 레지스트 전부가 감광성 수지로서, 알칼리 현상액으로서의 TMAH에 대하여, 용해 콘트라스트를 갖고 있다는 것이 나타내어졌다.As shown in Table 4, resists-1 to 3 and comparative resists-1 to 3 were both insoluble in an alkali developer in the unexposed state, and became soluble after exposure. From this, it was shown that all of the tested resists were photosensitive resins and had a dissolution contrast with respect to TMAH as an alkaline developer.

[레지스트 패턴의 감도 및 해상도의 평가][Evaluation of sensitivity and resolution of resist pattern]

< 감도 ><sensitivity>

감도에 대해서는, 비교 레지스트-1∼3의 최적 노광량은, 레지스트-1∼3의 최적 노광량에 비하여 모두 낮은 값이 되었다. 비교예 레지스트-2의 구조의 환상의 아세탈 구조에 비하여 낮은 값이었다. 또한, 불소 원자를 갖지 않는 환상의 아세탈 구조인 비교 레지스트-1의 최적 노광량은 낮은 값이고, 비환상의 아세탈 구조인 비교 레지스트-3의 최적 노광량은 가장 낮은 값이었다.Regarding the sensitivity, the optimum exposure amounts of the comparative resists-1 to 3 were all lower than the optimum exposure amounts of the resists-1 to 3. The structure of Comparative Example Resist-2 was lower than that of the cyclic acetal structure. In addition, the optimum exposure amount of Comparative Resist-1, which is a cyclic acetal structure having no fluorine atom, was a low value, and the optimum exposure amount of Comparative Resist-3, which is a non-cyclic acetal structure, was the lowest.

< 해상도 ><resolution>

표 4에 나타내는 대로, 레지스트-1∼3, 비교 레지스트-2를 이용한 경우에는, 원하는 30 ㎚의 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는 패턴이 형성되어, 양호한 해상성을 나타내어 「양호」라고 판정하였다. 이에 비하여, 비교 레지스트-1의 경우는 라인 에지 러프니스가 확인되어, 「불가」라고 판정하였다. 비교 레지스트-3의 경우는, 미소한 라인 에지 러프니스가 확인되고, 레지스트-1∼3 및 비교 레지스트-2와 비교하면 뒤떨어져 있었기 때문에 「가」라고 판정하였다.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 judged as "good". On the other hand, in the case of the comparative resist-1, the line edge roughness was confirmed, and it was determined as "impossible". In the case of the comparative resist-3, a minute line edge roughness was observed, and since it was inferior when compared with the resists-1 to 3 and the comparative resist-2, it was determined as "A".

[접촉각의 측정 결과][Measurement result of contact angle]

레지스트 1-3의 수(水) 후퇴 접촉각은, 비교 레지스트 1-2에 비하여, 모두 높은 값이 되었다. 비교 레지스트 2는, 함불소 환상 아세탈 구조를 갖는 중합체를 포함하고 있지만, 레지스트 1-3에 뒤떨어지는 결과로 되었다.The water receding contact angles of the resists 1-3 were all higher than those of the comparative resists 1-2. Comparative resist 2 contained a polymer having a fluorinated cyclic acetal structure, but was inferior to those of resists 1-3.

Claims (16)

식 (1)로 나타내어지는 반복 단위를 포함하는, 함불소 중합체.
Figure 112020005914937-pct00078

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)
A fluorinated polymer containing a repeating unit represented by formula (1).
Figure 112020005914937-pct00078

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms contained in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
제 1 항에 있어서,
상기 식 (1) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 함불소 중합체.
The method of claim 1,
The fluorinated polymer in which R 2 , R 4 , and R 5 in the formula (1) are hydrogen atoms.
제 2 항에 있어서,
또한, 상기 식 (1) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 함불소 중합체.
The method of claim 2,
Further, Y in the formula (1) is a trifluoromethyl group, a fluorinated polymer.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 함불소 중합체와, 산발생제, 염기성 화합물 및 용제를 포함하는, 레지스트 패턴 형성용 조성물.A composition for forming a resist pattern, comprising the fluorinated polymer according to any one of claims 1 to 3, an acid generator, a basic compound, and a solvent. 제 4 항에 기재된 레지스트 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과,
포토마스크를 개재하여 파장 300 ㎚ 이하의 전자파 또는 고에너지선을 조사 노광하여, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하는 노광 공정과,
현상액을 이용하여 막을 현상하여 패턴을 얻는 현상 공정을 포함하는, 레지스트 패턴의 형성 방법.
A film forming step of forming a film by applying the composition for forming a resist pattern according to claim 4 on a substrate,
An exposure step of irradiating exposure with electromagnetic waves or high energy rays having a wavelength of 300 nm or less through a photomask to transfer the pattern of the photomask to the film, and
A method of forming a resist pattern, comprising a developing step of obtaining a pattern by developing a film using a developer.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 함불소 중합체와, 산발생제와 용제를 포함하는, 잉크 패턴 형성용 조성물.A composition for forming an ink pattern, comprising the fluorinated polymer according to any one of claims 1 to 3, an acid generator and a solvent. 제 6 항에 기재된 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 막을 형성하는 제막 공정과,
포토마스크를 개재하여 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을, 막에 조사 노광하여, 포토마스크의 패턴을 막에 전사하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 노광 공정과,
얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하는 잉크 패턴 형성 공정을 포함하는, 잉크 패턴의 형성 방법.
A film forming step of forming a film by applying the composition for forming an ink pattern according to claim 6 on a substrate,
An exposure step of irradiating the film with light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less through a photomask to transfer the pattern of the photomask to the film to obtain a pattern forming film having a liquid-repellent 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.
제 6 항에 기재된 잉크 패턴 형성용 조성물을 기판 상에 도포하여 얻어진 도막을 가열하는 제막 공정과,
이어서, 파장 150 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하의 광을 묘화 장치에 의해 막에 주사 노광하여, 패턴을 막에 묘화하고, 발액부와 친액부를 갖는 패턴 형성 막을 얻는 묘화 공정과,
얻어진 패턴 형성 막에 잉크를 도포하는 잉크 패턴 형성 공정을 포함하는, 잉크 패턴 형성 방법.
A film forming step of heating the coating film obtained by applying the composition for forming an ink pattern according to claim 6 on a substrate,
Subsequently, a drawing step of scanning and exposing light having a wavelength of 150 nm or more and 500 nm or less to the film with a drawing device to draw a pattern on the film to obtain a pattern forming film having a liquid repellent portion and a lyophilic portion, and
An ink pattern forming method comprising an ink pattern forming step of applying ink to the obtained pattern forming film.
식 (4)로 나타내어지는 함불소 단량체.
Figure 112020005914937-pct00079

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)
Fluorinated monomer represented by formula (4).
Figure 112020005914937-pct00079

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms contained in the fluorinated alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
제 9 항에 있어서,
상기 식 (4) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 함불소 단량체.
The method of claim 9,
The fluorinated monomer in which R 2 , R 4 , and R 5 in the above formula (4) are hydrogen atoms.
제 10 항에 있어서,
또한, 상기 식 (4) 중의 Y가 트리플루오로메틸기인, 함불소 단량체.
The method of claim 10,
Further, Y in the formula (4) is a trifluoromethyl group, a fluorinated monomer.
하기의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르를 환화시키고, 식 (7)로 나타내어지는 환상 헤미아세탈 화합물을 얻는 공정을 포함하는, 제 9 항에 기재된 식 (4)로 나타내어지는 함불소 단량체의 제조 방법.
Figure 112020005914937-pct00080

(식 중, R1은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼10의 직쇄상의 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. X는 단결합 또는 2가의 기이고, 2가의 기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)
The step of cyclizing a hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or a hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by formula (11) to obtain a cyclic hemiacetal compound represented by formula (7) A method for producing a fluorinated monomer represented by formula (4) according to claim 9, including.
Figure 112020005914937-pct00080

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C 1 to C 10 linear or C 3 to C 10 branched alkyl group, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms. R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine. X is a single bond or a divalent group, and up to 7 hydrogen atoms including the divalent group may be substituted with a fluorine atom Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a car It is a main acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group may be substituted with a fluorine atom, R is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Z is hydrogen An atom or a C 1-20 linear, C 3-20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z may be substituted with halogen atoms, ether bonds, siloxane bonds, thioether bonds And may contain a carbonyl bond.)
식 (7)로 나타내어지는 함불소 환상 헤미아세탈.
Figure 112020005914937-pct00081

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다.)
Fluorinated cyclic hemiacetal represented by formula (7).
Figure 112020005914937-pct00081

(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
제 13 항에 있어서,
상기 식 (7) 중의 R2, R4, R5가 수소 원자인, 함불소 환상 헤미아세탈.
The method of claim 13,
Fluorinated cyclic hemiacetal in which R 2 , R 4 , and R 5 in the above formula (7) are hydrogen atoms.
제 14 항에 있어서,
또한, 상기 식 (7) 중의, Y가 트리플루오로메틸기인, 함불소 환상 헤미아세탈.
The method of claim 14,
Further, in the formula (7), Y is a trifluoromethyl group, which is a fluorinated cyclic hemiacetal.
하기의 식 (10)으로 나타내어지는 히드록시카르보닐 화합물 또는 식 (11)로 나타내어지는 히드록시비닐에테르 또는 히드록시비닐에스테르를 환화시키고, 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 식 (7)로 나타내어지는 함불소 환상 헤미아세탈 화합물을 얻는, 함불소 환상 헤미아세탈 화합물의 제조 방법.
Figure 112020005914937-pct00082

(식 중, R2∼R5는 수소 원자, 탄소수 1∼10의 직쇄상 또는 탄소수 3∼10의 분지상의 알킬기이고, 알킬기 중의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중, 7개 이하가 불소 원자와 치환되어 있어도 된다. Y는 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기(-COOR)이고, 함불소 알킬기, 또는 카르본산 에스테르기가 포함하는 7개 이하의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. R은 탄소수 1∼3의 함불소 알킬기이다. Z는 수소 원자, 또는 탄소수 1-20의 직쇄상, 탄소수 3-20 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, Z 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, 에테르 결합, 실록산 결합, 티오에테르 결합, 카르보닐 결합을 포함하고 있어도 된다.)
The hydroxycarbonyl compound represented by the following formula (10) or the hydroxyvinyl ether or hydroxyvinyl ester represented by the formula (11) is cyclized, and the formula ( A method for producing a fluorinated cyclic hemiacetal compound to obtain a fluorinated cyclic hemiacetal compound represented by 7).
Figure 112020005914937-pct00082

(In the formula, R 2 to R 5 are a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and among the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms in the alkyl group, 7 or less are fluorine atoms and Y is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carboxylic acid ester group (-COOR), and up to 7 hydrogen atoms included in the fluorine-containing alkyl group or the carboxylic acid ester group are substituted by a fluorine atom. R is a C1-C3 fluorinated alkyl group, Z is a hydrogen atom or a C1-C20 linear, C3-C20 branched or cyclic alkyl group, and some or all of the hydrogen atoms in Z are It may be substituted with a halogen atom, and may contain an ether bond, a siloxane bond, a thioether bond, and a carbonyl bond.)
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