KR102241109B1 - 소포제, 계면활성제 조성물, 코팅 조성물 및 레지스트 조성물 - Google Patents

소포제, 계면활성제 조성물, 코팅 조성물 및 레지스트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 평활성에 악영향을 주지 않고, 그 소포성을 크게 개선할 수 있는 소포제, 소포제를 함유하는 계면활성제 조성물, 코팅 조성물 및 레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 해서, 1분자 중에 k개(여기에서, k는 2 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1) 1몰에, 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2) 2∼k몰을 마이클 부가시켜서 얻어지는 것을 특징으로 하는 소포제, 당해 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 계면활성제 조성물, 당해 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 코팅 조성물, 당해 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 레지스트 조성물을 제공한다.

Description

소포제, 계면활성제 조성물, 코팅 조성물 및 레지스트 조성물{DEFOAMING AGENT, SURFACTANT COMPOSITION, COATING COMPOSITION, AND RESIST COMPOSITION}
본 발명은 불소계 계면활성제나 반도체의 레지스트액 등에 사용되는 레벨링제에 대해서, 표면 평활성에 악영향을 주지 않고, 그 소포성을 크게 개선할 수 있는 소포제에 관한 것이다. 또한, 이 소포제를 함유하는 계면활성제 조성물, 코팅 조성물 및 레지스트 조성물에 관한 것이다.
불소계 중합체로 이루어지는 불소계 계면활성제는, 그 표면장력 저하능 때문에, 도료나 수지 등의 레벨링제로서 사용되고 있다. 한편 불소계 계면활성제는, 대체로 기포성이 현저하게 높으며, 또한 형성된 포말이 없어지기 어렵다는 결점을 갖고 있다. 수성계에 있어서는 일반적으로 거품 발생을 저감하기 위한 방법으로서, 실리콘계 등의 수성계 소포제를 첨가하는 방법이 알려져 있다. 그러나 이들 수성계 소포제는, 용해성이 큰 유기 용제계에 있어서는 그 효과가 극히 작다는 문제가 있다. 또한 유기 용제계 소포제에 관해서, 소포제가 도막 위에서 시싱(cissing), 시딩(seeding) 등의 도포 결함의 원인으로 될 수 있기 때문에, 도포 성능에 악영향을 주지 않고, 우수한 소포성을 부여하는 소포제의 개발이 요망되고 있다. 시싱, 시딩 등의 도포 결함을 일으키지 않고, 우수한 소포성을 부여하는 소포제로서, 예를 들면, α,ω-디(불소화알킬설포닐아미노)알칸 및/또는 α-불소화알킬설포닐아미노, ω불소화알킬카르보닐아미노알칸 및/또는 디(불소화알킬카르보닐아미노)알칸으로 이루어지는 불소 원자를 함유하는 소포제가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나, 특허문헌 1에 개시된 소포제는 계면활성제를 함유하는 용제계의 코팅 조성물이나 레지스트 조성물에 첨가했을 경우, 소포 효과는 거의 기대할 수 없다.
일본국 특개평6-192689호 공보
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 표면 평활성에 악영향을 주지 않고, 그 소포성을 크게 개선할 수 있는 소포제 및, 이를 사용한 코팅 조성물과 레지스트 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 다관능의 (메타)아크릴레이트가 갖는 (메타)아크릴로일기에, 불소화알킬기를 마이클 부가 반응(Michael addition reation)을 이용하여 부가시킴에 의해 얻어지는 화합물은, 표면 평활성에 악영향을 주지 않고, 그 소포성을 크게 개선할 수 있는 소포제로서 사용할 수 있는 것, 당해 소포제를 코팅 조성물이나 레지스트 조성물에 이용함에 의해, 소포성이 우수한 코팅 조성물이나 레지스트 조성물이 얻어지는 것 등을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 1분자 중에 k개(여기에서, k는 2 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1) 1몰에, 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2) 2∼k몰을 마이클 부가시켜서 얻어지는 것을 특징으로 하는 소포제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 계면활성제 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 의해, 각종 불소계 계면활성제의 기포성을 저감하는 것이 가능한 소포제를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 소포제는, 불소계 계면활성제가 갖는 레벨링성을 유지하면서 거품의 발생을 억제할 수 있으므로, 코팅 조성물, 레지스트 조성물에 호적(好適)하게 사용할 수 있다.
본 발명의 소포제는, 1분자 중에 k개(여기에서, k는 2 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1) 1몰에, 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2) 2∼k몰을 마이클 부가시켜서 이루어진다. 화합물(a1)에 화합물(a2)을 마이클 부가시킬 때에, 화합물(a1) 1몰에, (a2)을 2몰보다 적게 부가시켜도, 계면활성제 유래의 거품의 소포 효과가 충분치 않은 소포제로 되므로 바람직하지 않다.
여기에서, 본 발명에서 사용하는 화합물(a1)이, 각종 개수의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물의 혼합물인 경우, 화합물(a1)이 갖는 (메타)아크릴로일기의 개수는, 화합물이 갖는 평균의 (메타)아크릴로일기의 개수를 말한다.
상기 k는, 계면활성제에 유래하는 거품의 소포 효과가 우수하며, 또한, 미반응의 화합물(a2) 등의 미반응 원료의 증류 제거에 따른 코스트도 억제한 소포제가 얻어지므로, 2∼40이 바람직하며, 2∼20이 보다 바람직하고, 3∼20이 더 바람직하고, 4∼20이 특히 바람직하다. 여기에서, 화합물(a1)로서 각종 k값을 갖는 화합물의 혼합물을 사용했을 경우, 혼합물 중의 1분자가 갖는 (메타)아크릴로일기의 평균의 값을 k로 한다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴로일기는, 아크릴로일기와 메타크릴로일기를 총칭하는 것이다. 또한, 불소화알킬기는, 알킬기 중의 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것(퍼플루오로알킬기)과, 알킬기 중의 일부의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것(예를 들면, HCF2CF2CF2CF2- 등)과의 총칭이다. 또, 당해 불소화알킬기 중에 산소 원자를 포함하는 것(예를 들면, CF3-(OCF2CF2) 2- 등)도 본 정의 중에 포함시키는 것으로 한다.
본 발명의 소포제는, (메타)아크릴로일기에 대한 활성 수소 함유기의 마이클 부가 반응을 이용하여 얻어지는 것이며 구체적으로는, 1분자 중에 k개(여기에서, k는 2 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1) 1몰에, 불소 원자가 직접 결합한 탄소 원자의 수가 1∼6인 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2) 2∼k몰을, 마이클 부가 반응을 이용하여 부가시켜서 얻어지는 것이다. 당해 반응은 부가 반응이기 때문에, 반응에 의해 부생(副生)하는 화합물은 없으며, 후술하는 반응 조건도 온화한 조건 하에서 진행시키는 것이 가능하다.
본 발명에 사용하는 화합물(a1)로서는, 분자 중에 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 함유하고 있으면 특히 제한은 없으며 목적으로 하는 용도에 따라 적의(適宜) 선택되는 것이지만, 원료의 공업적 입수가 용이하며, 또한 온화한 반응 조건을 선택할 수 있는 등의 관점에서, 하기 일반식(3)
Figure 112015088898685-pct00001
〔식 중, R'은 탄소 원자수 1∼24의 알킬기, 탄소 원자수 1∼24의 알킬카르보닐옥시기, CH2=CHCO2CH2-, CH2=C(CH3)CO2CH2-, 반복수가 1 이상이며 말단이 수소 원자 혹은 탄소 원자수 1∼18의 알킬기로 봉쇄된 (폴리)옥시알킬렌기, 탄소 원자수 1∼12의 알킬올기, 카르복시기, 또는 하기 일반식(4)
Figure 112015088898685-pct00002
(식 중, R3은 (메타)아크릴로일기이고, R4은 수소 원자, 탄소 원자수 1∼18 알킬기, 탄소 원자수 1∼18의 알킬에스테르기 또는 카르복시기이고, t는 0∼3의 정수이고, u는 0∼3의 정수이며 또한 t+u=3임)으로 표시되는 기이고, R1은 (메타)아크릴로일기이고, R2은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬카르보닐기이고, r은 2 또는 3이고, s는 0 또는 1이며 또한 r+s=3임〕으로 표시되는 화합물(a1-1), 하기 일반식(5)
Figure 112015088898685-pct00003
〔식 중, R6, R7은 각각 (메타)아크릴로일기이고, L은 탄소 원자수 1∼18의 알킬기, 반복 단위수가 1∼30인 탄소 원자수 1∼4의 알킬렌옥시기, 탄소 원자수 3∼100의 환상 탄화수소기 또는 탄소 원자수 6∼100의 방향족 탄화수소기임〕으로 표시되는 화합물(a1-2), 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-3), 시아누레이트환 함유 트리(메타)아크릴레이트(a1-4), 또는 인산트리(메타)아크릴레이트(a1-5)인 것이 바람직하다.
여기에서, 일반식(5) 중의 「L」로서 알킬렌옥시기를 선택할 경우, 알킬렌옥시기는 단독으로 사용하고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하고 있어도 된다. 여기에서, 상기 「L」로서 2종 이상의 알킬렌옥시기를 가질 경우, 반복 단위수는, 각각의 알킬렌옥시기의 반복 단위수의 합계를 말한다. 또, 상기 탄소 원자수 1∼4의 알킬렌옥시기로서는, 예를 들면, 에틸렌옥시기, 프로필렌옥시기, 부틸렌옥시기, 테트라메틸렌옥시기 등을 예시할 수 있다.
이들 중에서도, 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1)이, 상기 일반식(3)〔단, R'이 탄소수 1∼4의 직쇄상의 알킬기, CH2=CHCO2CH2-, CH2=C(CH3)CO2CH2-, 혹은 탄소수 1∼3의 알킬올기임, 또는 상기 일반식(4)으로 표시되는 기이며 또한 R3이 수소 원자 혹은 탄소수 1∼12의 알킬카르보닐기임〕으로 표시되는 화합물인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 화합물(a1)로서는, 구체적으로는 이하의 화합물을 들 수 있다.
우선, 2관능의 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 가야쿠사토마가부시키가이샤제 SR-212 등), 1,4-디올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 오사카유키가야쿠가부시키가이샤제 비스코트#195 등), 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 교에이샤가야쿠가부시키가이샤제 1,6HX-A), 에틸렌옥사이드(이하 EO로 약기함) 변성 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 산노프코가부시키가이샤제 RCC13-361 등), 에피클로로히드린(이하, ECH로 약기함) 변성 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드R-167 등), 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 오사카유키가야쿠가부시키가이샤제 비스코트#215 등), 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼유시가부시키가이샤제 브렌마ADE-100), ECH 변성 헥사히드로프탈산디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 나가세가세이가부시키가이샤제 데나콜 아크릴레이트 DA-722 등), 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트(교에이샤가야쿠가부시키가이샤제 라이트 아크릴레이트 HPP-A 등), 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드NPGDA 등), EO 변성 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 산노프코가부시키가이샤제 포토마4160 등), 프로필렌옥사이드(이하, PO로 약기함) 변성 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 가야쿠사토마가부시키가이샤제 SR-9003 등), 스테아르산 변성 펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 도아가세이가부시키가이샤제 아로닉스M-233 등), 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼유시가부시키가이샤제 브렌마ADE-200 등), 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼유시가부시키가이샤제 브렌마ADP-200 등), 폴리에틸렌글리콜-프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼유시가부시키가이샤제 브렌마ADC 시리즈 등), 폴리테트라메틸렌디글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 교에이샤가야쿠가부시키가이샤제 라이트 아크릴레이트 PTMGA-250 등), 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 교에이샤가야쿠가부시키가이샤제 라이트 아크릴레이트 3EG-A 등), 디메틸올디시클로펜탄디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 다이셀UCB가부시키가이샤제 IRR214 등), 트리시클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트(예를 들면, DIC가부시키가이샤제 LUMICURE DCA-200), 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드R-604 등), 트리글리세롤디(메타)아크릴레이트(예를 들면, 교에이샤가야쿠가부시키가이샤제 에폭시에스테르 80MFA 등)를 들 수 있다.
3관능의 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, EO 변성 글리세롤아크릴레이트(예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤제 뉴프론티어GE3A 등), PO 변성 글리세롤트리아크릴레이트(예를 들면, 아라카와가가쿠가부시키가이샤제 빔세트720), 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA)(예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤제 뉴프론티어PET-3 등), EO 변성 인산트리아크릴레이트(예를 들면, 오사카유키가야쿠가부시키가이샤제 비스코트3A), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(TMTPA)(예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤제 뉴프론티어TMTP 등), 카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(예를 들면, 다이셀UCB가부시키가이샤제 Ebecryl2047 등), HPA 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드THE―330 등), (EO) 또는 (PO) 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(예를 들면, DIC가부시키가이샤제 LUMICURE ETA-300, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤제 뉴프론티어TMP-3P 등), 알킬 변성 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드D-330 등), 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트(예를 들면, 히타치가세이가부시키가이샤제 판크릴FA-731A 등) 등을 들 수 있다.
4관능의 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트(DTMPTA)(예를 들면, DIC가부시키가이샤제 LUMICURE DTA-400 등), 펜타에리트리톨에톡시테트라아크릴레이트(예를 들면, 미쓰비시레이온가부시키가이샤제 다이아빔UK-4154 등), 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETTA)(예를 들면, 신나카무라가가쿠가부시키가이샤제 NK에스테르A-TMMT 등) 등을 들 수 있다.
5관능 또는 6관능 (메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 디펜타에리트리톨히드록시펜타아크릴레이트(예를 들면, 가야쿠사토마가부시키가이샤제 SR-399E 등), 알킬 변성 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(예를 들면, 니혼가야쿠가부시키가이샤제 가야라드D-310), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(예를 들면, DIC가부시키가이샤제DAP-600 등), 디펜타에리트리톨펜타 및 헥사아크릴레이트 베이스 다관능 모노머 혼합물(예를 들면, DIC가부시키가이샤제 LUMICURE DPA-620 등) 등을 들 수 있다.
또, 본 발명이 이들 구체예에 의하여 하등 한정되는 것이 아님은 물론이다. 이들은 단독으로의 사용, 또는 (메타)아크릴로일기수가 다른 복수의 화합물을 혼합하여 사용해도 되고, 또한, 구조도 다른 복수의 화합물을 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 일반적으로 시판 입수 가능한 상기 화합물(a1)로서는, 주성분으로 되는 목적 화합물에 대해서 (메타)아크릴로일기수가 다른 화합물의 혼합물인 경우가 많다. 사용에 있어서는, 각종 크로마토그래피, 추출 등의 정제 방법으로 목적으로 하는 (메타)아크릴로일기수의 화합물을 취출하여 사용해도 되지만, 혼합물인 채로 사용해도 된다.
또한, 본 발명에서 사용하는 상기 화합물(a1)로서는, 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-2)를 사용하는 것도 가능하다. 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-2)의 제조 방법에는 하등 제한은 없으며, 예를 들면, 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 수산기 함유 (메타)아크릴레이트(x1)와 이소시아네이트 화합물(x2)과의 중부가(重附加) 반응 등에 의해 얻는 것이 가능하다.
상기 반응은, 무촉매로 행하는 것도 가능하지만, 반응 효율 등의 관점에서 우레탄화 촉매 등의 반응 조제(助劑) 등도 사용할 수 있다. 상기 우레탄화 촉매로서는, 예를 들면, 나프텐산구리, 나프텐산코발트, 나프텐산아연, 디부틸주석디라우레이트, 트리에틸아민, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 2,6,7-트리메틸-1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 등을 들 수 있으며, 원료로서 사용하는 수산기 함유 (메타)아크릴레이트(x1)와 이소시아네이트 화합물(x2)과의 총중량에 대해서, 0.01∼10중량% 사용하는 것이 바람직하다.
상기 수산기 함유 (메타)아크릴레이트(x1)로서는, 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨히드록시펜타아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필(메타)아크릴레이트(예를 들면, 니혼유시가부시키가이샤제 브렌마GAM 등) 등을 들 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물(x2)로서는, 방향족 이소시아네이트 화합물, 지방족 이소시아네이트 화합물, 지환식 이소시아네이트 화합물 중 어느 것도 사용하는 것은 가능하며, 예를 들면, 톨루엔디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 아다만틸디이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 얻어지는 경화물의 유리 전이 온도의 높이, 경화물의 내찰상성 등의 관점에서, 지환 구조를 갖는 것임이 바람직하고, 예를 들면 노르보르난디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 아다만틸디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-2)로서는, 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 수산기 함유 (메타)아크릴레이트(x1)와 지환 구조를 갖는 이소시아네이트 화합물(x2)을 반응시켜서 얻어지는 우레탄(메타)아크릴레이트인 것이 바람직하다. 또, 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-2)에 마이클 부가에 의해서 불소화알킬기를 도입하여 얻어지는 화합물은, 상기 화합물(a1-1)로서 수산기를 갖는 것을 사용하고, 이것에 마이클 부가 반응에 의하여 불소화알킬기를 도입한 후, 이소시아네이트 화합물과 반응시킴에 의해서도 합성하는 것이 가능하고, 반응 순서로서는 특히 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용하는 화합물(a1)로서는, 소포성 개선 효과가 높고, 도막에 시싱, 시딩을 발생시키지 않으므로, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 폴리옥시프로필렌디아크릴레이트 및 폴리옥시에틸렌디아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하다.
다음으로, 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2)에 대하여 설명한다. 불소화알킬기로서는 퍼플루오로알킬기인 것이 효과적으로 불소 원자 유래의 성능을 발현할 수 있는 점에서 바람직한 것이다. 또, 퍼플루오로알킬기 이외의 불소화알킬기를 사용하는 경우는, 필요로 되는 성능의 레벨이나 용도 등에 따라서 불소화알킬기의 구조나 종류를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 화합물(a2)로서는 공업적 입수가 용이하며, 또한 온화한 반응 조건을 선택할 수 있는 등의 관점에서, 하기 일반식(1)
Rf(CH2)mZH (1)
〔식 중, m은 0∼20의 정수이며, Rf는 -CnF2n +1(n은 1∼20의 정수임)이고, Z는 수소 원자 혹은 탄소수 1∼24의 알킬기를 갖는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 -SO2-NR-(R은 수소 원자, 또는 탄소수 1∼24의 알킬기임)임〕으로 표시되는 화합물, 또는 하기 일반식(2)
Figure 112015088898685-pct00004
〔식 중, Y는 산소 원자 또는 황 원자이고, p와 q는 각각 1∼4의 정수이고, Rf와 Rf1는 각각 -CnF2n +1(n은 1∼20의 정수임)이고, L과 L1은 각각 카르보닐기, 카르보닐기를 갖는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기 및 탄소 원자수 1∼4의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 기임〕으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
상기 일반식(1) 중에서도, Z가 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 질소 원자, 황 원자, 또는 -NR-SO2-(R은 탄소수 1∼6의 알킬기임)인 화합물이, 보다 온화한 반응 조건에서 화합물(Ⅱ)을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 또한, 일반식(2) 중에서도, Y가 황 원자인 것이, 보다 온화한 반응 조건에서 본 발명의 소포제를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
상기 일반식(1), 일반식(2)으로 표시되는 화합물 중의 Rf, Rf1 중에서도, n이 4, 6, 또는 8이며, 또한 상기 일반식(1) 중의 Rf의 탄소수 n이 4, 6, 또는 8인 것이, 거품이 발생하기 어렵고(기포성(起泡性)이 낮음), 기포해도 단시간으로 소포하는 코팅재가 얻어지는 소포제로 되므로 바람직하다.
상기 일반식(1) 또는 상기 일반식(2)으로 표시되는 화합물을 사용하여 제조한 소포제는, 응용적인 관점, 즉, 광경화성 조성물에 응용했을 경우에 필요에 따라서 병용하는 그 밖의 성분과의 상용성(相溶性), 얻어지는 경화물의 투명성 등과 불소 원자에 유래하는 표면 특성, 광학 특성의 양립에 대해서도 유리하다.
상기 일반식(1)으로 표시되는 화합물로서는, 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상의 혼합물로 하여 사용해도 된다.
C4F9SO2N(CH3)H (a2-1)
C4F9SO2N(C3H7)H (a2-2)
C4F9CH2CH2N(C8H17)H (a2-3)
C4F9CH2CH2SH (a2-4)
C6F13CH2CH2SO2N(C8H17)H (a2-5)
C6F13CH2CH2SH (a2-6)
C6F13CH2CH2N(C4H9)H (a2-7)
C8F17CH2CH2SH (a2-8)
C8F17CH2N(C3H7)H (a2-9)
C9F19CH2CH2SH (a2-10)
C10F21CH2CH2CH2N(C3H7)H (a2-11)
C12F25CH2CH2SH (a2-12)
또한, 상기 일반식(2)으로 표시되는 화합물의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 2-히드록시숙신산(이하, 말산으로 기재함), 2-메르캅토숙신산(이하, 티오말산으로 기재함)에 불소화알킬기 함유 알코올 또는 불소화알킬기 함유 메르캅탄을 반응시켜서 디에스테르체로 하는 방법을 들 수 있으며, 구체적으로는 하기의 화합물을 들 수 있다.
Figure 112015088898685-pct00005
Figure 112015088898685-pct00006
Figure 112015088898685-pct00007
Figure 112015088898685-pct00008
상기 화합물(a1)과 상기 화합물(a2)과의 반응은, 통상의 마이클 부가 반응의 방법에 따르면 되며, 불소 원자를 가짐에 의한 특별한 배려는 특히 필요하지 않고, 무용매여도 용매 존재 하에서도 제조할 수 있다. 용매를 사용할 경우에는, 상기 화합물(a1) 및 상기 화합물(a2)의 용해성, 비점, 사용하는 설비 등을 고려하여 적의, 선택되는 것이지만, 구체적으로는, 예를 들면, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화탄화수소류, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족계 탄화수소류, 아세톤, 메틸에틸케톤(이하, MEK로 약기함), 메틸이소부틸케톤(이하, MIBK로 약기함) 등의 케톤류, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 디메틸포름아미드, 디메틸포름아세트아미드, 디메틸설폭시드 등의 비프로톤성 극성 화합물, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류, 헥산, 헵탄 등의 지방족계 탄화수소류 등을 들 수 있으며, 단독이어도 되고 2종 이상의 용매를 혼합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도 에스테르류, 방향족계 탄화수소류, 케톤류, 알코올류, 에테르류, 디메틸포름아세트아미드, 디메틸설폭시드 등을 사용하는 것이 바람직하며, 에스테르류, 케톤류, 알코올류, 에테르류를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
이 반응은, 무촉매로 행하는 것도 가능하지만, 반응 효율의 면에서, 적의, 촉매 등의 반응 조제를 선택하여 사용하는 것도 가능하다. 상기 반응 조제로서, 예를 들면, 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드 등의 금속 알코올레이트류; 트리메틸아민, 트리에틸아민, 1,4-디아자비시클로-[2.2.2]-옥탄 등의 아민류; 수소화나트륨, 수소화리튬 등의 금속 수소화물류; 벤질트리메틸암모늄·히드록시드, 테트라암모늄·플루오라이드 등의 암모늄염; 과아세트산 등의 과산화물 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 금속 알코올레이트류, 아민류, 암모늄염이고, 특히 바람직하게는 아민류이다. 상기 반응 조제의 사용량으로서는, 특히 제한되는 것은 아니지만, 원료로서 사용하는 상기 화합물(a1) 1몰에 대해서 0.01∼50몰%, 바람직하게는 0.1∼20몰%이다.
또한, 사용하는 화합물(a1) 및 화합물(a2)에 의해서는, 열도 반응 활성화 에너지원으로서 단독 사용 또는 병용 사용하는 것이 가능하다. 반응 온도로서는 통상, 0℃∼환류 온도이며, 바람직하게는 20∼100℃, 특히 바람직하게는 20∼70℃이다. 반응 시, 용매 등을 사용했을 경우, 용질 농도로서는 통상 2∼90중량%이며, 바람직하게는 20∼80중량%이다. 반응 자재의 투입 순서로서는 특히 제한되지 않는다. 이렇게 하여 얻어진 생성물은, 추출 등에 의한 세정, 및 칼럼 크로마토그래피 등으로 정제하여 사용하는 것도 가능하지만, 그대로 사용하는 것도 가능하다. 특히 화합물(a1) 중에서도 k의 값이 큰 〔(메타)아크릴로일기수가 많은〕 화합물을 사용했을 경우에는, 상기 화합물(a2)이 부가하는 장소를 제어하는 것은 통상 곤란하며, 얻어지는 소포제는 부가한 장소가 다른 각종 화합물로 이루어지는 혼합물로 되지만, 이 경우에 있어서도, 단리·정제에 의하여 단일 물질을 취출할 필요는 없으며, 마이클 부가 반응의 위치가 다른 각종 화합물로 이루어지는 혼합물로 하여 사용하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 상기 화합물(a1)과, 상기 화합물(a2)과의 마이클 부가 반응을 경유함으로써, 강산 촉매 등을 필요로 한 축합 반응을 거치지 않아, 보다 간편하며 온화한 조건 하에서 본 발명의 소포제를 제조할 수 있다. 또한, 현재 시판품으로서 입수가 용이한, 또는 합성이 용이한 다양한 다관능 (메타)아크릴레이트를 출발 원료로서 사용하는 것이 가능하기 때문에, 소포제를 함유하는 코팅 조성물이나 레지스트 조성물의 사용 목적, 용도 또한 요구 특성에 대해서, 구조 혹은 1분자 중의 불소 원자 함유율을 적의 조정하는 것과 같은 변경이 용이하여, 보다 유효한 제조 방법이라 할 수 있다.
본 발명의 소포제의 중량 평균 분자량으로서는, 300∼20,000이, 소포성 개선 효과가 높고, 상용성이 양호하므로 바람직하며, 500∼10,000이 보다 바람직하다. 또한, 수평균 분자량으로서는, 300∼20,000이 바람직하고, 500∼10,000이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 중량 평균 분자량, 수평균 분자량은 이하의 조건에 따라서 측정했다.
[GPC 측정 조건]
측정 장치 : 도소가부시키가이샤제 「HLC-8220 GPC」,
칼럼 : 도소가부시키가이샤제 가드 칼럼「HHR-H」(6.0㎜I.D.×4㎝)+도소가부시키가이샤제 「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8㎜I.D.×30㎝)+도소가부시키가이샤제 「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8㎜I.D.×30㎝)+도소가부시키가이샤제 「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8㎜I.D.×30㎝)+도소가부시키가이샤제 「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8㎜I.D.×30㎝)
검출기 : ELSD(오르테크제 「ELSD2000」)
데이터 처리 : 도소가부시키가이샤제 「GPC-8020 모델Ⅱ 데이터 해석 버전 4.30」
측정 조건 : 칼럼 온도 40℃
전개 용매 테트라히드로퓨란(THF)
유속 1.0㎖/분
시료 : 수지 고형분 환산으로 1.0질량%의 테트라히드로퓨란 용액을 마이크로 필터로 여과한 것(5㎕).
표준 시료 : 상기 「GPC-8020 모델Ⅱ 데이터 해석 버전 4.30」의 측정 매뉴얼에 준거해서, 분자량이 기지(旣知)인 하기의 단분산 폴리스티렌을 사용했다.
(단분산 폴리스티렌)
도소가부시키가이샤제 「A-500」
도소가부시키가이샤제 「A-1000」
도소가부시키가이샤제 「A-2500」
도소가부시키가이샤제 「A-5000」
도소가부시키가이샤제 「F-1」
도소가부시키가이샤제 「F-2」
도소가부시키가이샤제 「F-4」
도소가부시키가이샤제 「F-10」
도소가부시키가이샤제 「F-20」
도소가부시키가이샤제 「F-40」
도소가부시키가이샤제 「F-80」
도소가부시키가이샤제 「F-128」
도소가부시키가이샤제 「F-288」
도소가부시키가이샤제 「F-550」
본 발명의 소포제 중의 불소 함유율은, 소포성 개선 효과가 높고, 상용성이 양호하므로 20∼80질량%의 범위가 바람직하며, 25∼70질량%의 범위가 보다 바람직하고, 30∼60질량%의 범위가 더 바람직하다. 또, 본 발명의 상기 불소 함유율은, 본 발명의 계면활성제의 조제에 사용한 원료의 합계량에 대한 불소 원자의 질량 비율로부터 산출한 것이다.
본 발명의 계면활성제 조성물은, 상기 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 불소계 계면활성제로서는, 예를 들면, 메가파크 F-171, 동 F-172, 동 F-173, 동 F-176, 동 F-177, 동 F-141, 동 F-142, 동 F-143, 동 F-144, 동 R-30, 동 F-437, 동 F-475, 동 F-479, 동 F-482, 동 F-554, 동 F-560, 동 F-561, 동 F-780, 동 F-781〔이상, DIC(주)제〕, 플로라드 FC430, 동 FC431, 동 FC171(이상, 스미토모쓰리엠(주)제), 사프론 S-382, 동 SC-101, 동 SC-103, 동 SC-104, 동 SC-105, 동 SC1068, 동 SC-381, 동 SC-383, 동 S393, 동 KH-40〔이상, 아사히가라스(주)제〕 등을 들 수 있다.
계면활성제 조성물 중의 소포제의 함유량으로서는, 불소계 계면활성제 100질량부당 0.01∼80질량부가, 소포성 개선 효과가 높아, 도막 표면의 상태를 악화시키지 않으므로 바람직하며, 0.1∼50질량부가 보다 바람직하다.
본 발명의 코팅 조성물은, 상기한 본 발명의 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것이다. 코팅 조성물 중의 소포제의 첨가량은, 코팅 수지의 종류, 도공 방법, 목적으로 하는 막두께 등에 따라 다르지만, 소포성 개선 효과가 높아, 도막 상태를 악화시키지 않으므로 코팅 조성물 중 고형분 100질량부에 대해서 0.000001∼10질량부가 바람직하며, 0.00001∼5질량부가 보다 바람직하고, 0.01∼2질량부가 더 바람직하다.
코팅 조성물 중의 당해 계면활성제의 첨가량은, 코팅 수지의 종류, 도공 방법, 목적으로 하는 막두께 등에 따라 다르지만, 코팅 조성물 중 고형분 100질량부에 대해서 0.0001∼10질량부가 바람직하며, 0.001∼5질량부가 보다 바람직하고, 0.01∼2질량부가 더 바람직하다. 본 발명의 계면활성제가 이 범위의 첨가량이면, 충분히 표면장력을 저하시킬 수 있어, 목적으로 하는 레벨링성이 얻어져, 도공 시의 거품 발생 등 문제의 발생을 억제할 수 있다.
여기에서 사용하는 계면활성제로서는, 예를 들면, 상기한 불소계 계면활성제 등을 바람직하게 예시할 수 있다.
코팅 조성물의 첨가제로서, 본 발명의 소포제 및 불소계 계면활성제를 사용함으로써, 평활성(레벨링성)이 우수하여, 기포성이 낮은 코팅 조성물이 얻어진다. 이러한 코팅 조성물로서는, 예를 들면, 각종 도료용 조성물이나 감광성 수지 조성물을 들 수 있다.
상기 도료용 조성물로서는, 예를 들면, 석유 수지 도료, 셀락 도료, 로진계 도료, 셀룰로오스계 도료, 고무계 도료, 칠(漆) 도료, 캐슈 수지 도료, 유성 비이클 도료 등의 천연 수지를 사용한 도료; 페놀 수지 도료, 알키드 수지 도료, 불포화 폴리에스테르 수지 도료, 아미노 수지 도료, 에폭시 수지 도료, 비닐 수지 도료, 아크릴 수지 도료, 폴리우레탄 수지 도료, 실리콘 수지 도료, 불소 수지 도료 등의 합성수지를 사용한 도료 등을 들 수 있다.
또한, 상기에서 예시한 도료용 조성물 외, 도료용 조성물로서 활성 에너지선 경화형 조성물에도 본 발명의 소포제를 사용할 수도 있다. 이 활성 에너지선 경화형 조성물은, 그 주성분으로서, 활성 에너지선 경화형 수지 또는 활성 에너지선 경화성 단량체를 함유한다. 또, 상기한 활성 에너지선 경화형 수지와 활성 에너지선 경화성 단량체는, 각각 단독으로 사용해도 되지만, 병용해도 상관없다.
상기 활성 에너지선 경화형 수지는, 예를 들면, 우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시(메타)아크릴레이트 수지, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 수지, 아크릴(메타)아크릴레이트 수지, 말레이미드기 함유 수지 등을 들 수 있지만, 본 발명에서는, 특히 투명성이나 저수축성(低收縮性) 등의 점에서 우레탄(메타)아크릴레이트 수지가 바람직하다.
여기에서 사용하는 우레탄(메타)아크릴레이트 수지는, 지방족 폴리이소시아네이트 화합물 또는 방향족 폴리이소시아네이트 화합물과 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물을 반응시켜서 얻어지는 우레탄 결합과 (메타)아크릴로일기를 갖는 수지 등을 들 수 있다.
상기 지방족 폴리이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 헵타메틸렌디이소시아네이트, 옥타메틸렌디이소시아네이트, 데카메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸-1,5-펜탄디이소시아네이트, 3-메틸-1,5-펜탄디이소시아네이트, 도데카메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 자일릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 시클로헥실디이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 또한, 방향족 폴리이소시아네이트 화합물로서는, 톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 히드록시기 함유 아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 2가 알코올의 모노(메타)아크릴레이트; 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 에톡시화트리메틸올프로판(메타)아크릴레이트, 프로폭시화트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 글리세린디(메타)아크릴레이트, 비스(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트 등의 3가의 알코올의 모노 또는 디(메타)아크릴레이트, 혹은, 이들의 알코올성 수산기의 일부를 ε-카프로락톤으로 변성한 수산기 함유 모노 및 디(메타)아크릴레이트; 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 1관능의 수산기와 3관능 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물, 또는, 당해 화합물을 ε-카프로락톤으로 더 변성한 수산기 함유 다관능 (메타)아크릴레이트; 디프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물; 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리옥시부틸렌-폴리옥시프로필렌모노(메타)아크릴레이트 등의 블록 구조의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물; 폴리(에틸렌글리콜-테트라메틸렌글리콜)모노(메타)아크릴레이트, 폴리(프로필렌글리콜-테트라메틸렌글리콜)모노(메타)아크릴레이트 등의 랜덤 구조의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있다.
상기한 지방족 폴리이소시아네이트 화합물 또는 방향족 폴리이소시아네이트 화합물과 히드록시기 함유 아크릴레이트 화합물과의 반응은, 예를 들면, 우레탄화 촉매의 존재 하, 통상의 방법에 의해 행할 수 있다. 여기에서 사용할 수 있는 우레탄화 촉매는, 구체적으로는, 피리딘, 피롤, 트리에틸아민, 디에틸아민, 디부틸아민 등의 아민류; 트리페닐포스핀, 트리에틸포스핀 등의 포스핀류; 디부틸주석디라우레이트, 옥틸주석트리라우레이트, 옥틸주석디아세테이트, 디부틸주석디아세테이트, 옥틸산주석 등의 유기 주석 화합물; 옥틸산아연 등의 유기 금속 화합물을 들 수 있다.
이들 우레탄아크릴레이트 수지 중에서도 특히 지방족 폴리이소시아네이트 화합물과 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물을 반응시켜서 얻어지는 것이 경화 도막의 투명성이 우수하며, 또한, 활성 에너지선에 대한 감도가 양호하고 경화성이 우수한 점에서 바람직하다.
다음으로, 불포화 폴리에스테르 수지는, α,β-불포화 이염기산 또는 그 산무수물, 방향족 포화 이염기산 또는 그 산무수물, 및, 글리콜류의 중축합(重縮合)에 의하여 얻어지는 경화성 수지이고, α,β-불포화 이염기산 또는 그 산무수물로서는, 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 클로로말레산, 및 이들의 에스테르 등을 들 수 있다. 방향족 포화 이염기산 또는 그 산무수물로서는, 프탈산, 무수 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 니트로프탈산, 테트라히드로 무수 프탈산, 엔도메틸렌테트라히드로 무수 프탈산, 할로겐화 무수 프탈산 및 이들의 에스테르 등을 들 수 있다. 지방족 또는 지환족 포화 이염기산으로서는, 옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산, 글루타르산, 헥사히드로 무수 프탈산 및 이들의 에스테르 등을 들 수 있다. 글리콜류로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸프로판-1,3-디올, 네오펜틸글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 비스페놀A, 수소화비스페놀A, 에틸렌글리콜카보네이트, 2,2-디-(4-히드록시프로폭시디페닐)프로판 등을 들 수 있으며, 그 밖에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 산화물도 마찬가지로 사용할 수 있다.
다음으로, 에폭시비닐에스테르 수지로서는, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지의 에폭시기에 (메타)아크릴산을 반응시켜서 얻어지는 것을 들 수 있다.
또한, 말레이미드기 함유 수지로서는, N-히드록시에틸말레이미드와 이소포론디이소시아네이트를 우레탄화하여 얻어지는 2관능 말레이미드우레탄 화합물, 말레이미드아세트산과 폴리테트라메틸렌글리콜을 에스테르화하여 얻어지는 2관능 말레이미드에스테르 화합물, 말레이미드카프로산과 펜타에리트리톨의 테트라에틸렌옥사이드 부가물을 에스테르화하여 얻어지는 4관능 말레이미드에스테르 화합물, 말레이미드아세트산과 다가 알코올 화합물을 에스테르화하여 얻어지는 다관능 말레이미드에스테르 화합물 등을 들 수 있다. 이들 활성 에너지선 경화형 수지는, 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 병용할 수도 있다.
상기 활성 에너지선 경화성 단량체로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 수평균 분자량이 150∼1000의 범위에 있는 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 수평균 분자량이 150∼1000의 범위에 있는 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산에스테르네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 이소스테아릴(메타)아크릴레이트 등의 지방족 알킬(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, γ-(메타)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리부타디엔(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜-폴리부틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리스티릴에틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 메톡시화시클로데카트리엔(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트; 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-프로필말레이미드, N-부틸말레이미드, N-헥실말레이미드, N-옥틸말레이미드, N-도데실말레이미드, N-스테아릴말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 2-말레이미드에틸-에틸카보네이트, 2-말레이미드에틸-프로필카보네이트, N-에틸-(2-말레이미드에틸)카바메이트, N,N-헥사메틸렌비스말레이미드, 폴리프로필렌글리콜-비스(3-말레이미드프로필)에테르, 비스(2-말레이미드에틸)카보네이트, 1,4-디말레이미드시클로헥산 등의 말레이미드류 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 특히 경화 도막의 경도가 우수한 점에서 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트 등의 2관능 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 이들 활성 에너지선 경화성 단량체는, 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 병용할 수도 있다.
상기 활성 에너지선 경화형 조성물은, 기재에 도포 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 경화 도막으로 할 수 있다. 이 활성 에너지선이란, 자외선, 전자선, α선, β선, γ선과 같은 전리 방사선을 말한다. 활성 에너지선으로서 자외선을 조사하여 경화 도막으로 할 경우에는, 활성 에너지선 경화형 조성물 중에 광중합개시제를 첨가하여, 경화성을 향상하는 것이 바람직하다. 또한, 필요하면 광증감제를 더 첨가해서, 경화성을 향상할 수도 있다. 한편, 전자선, α선, β선, γ선과 같은 전리 방사선을 사용할 경우에는, 광중합개시제나 광증감제를 사용하지 않아도 빠르게 경화하므로, 특히 광중합개시제나 광증감제를 첨가할 필요는 없다.
상기 광중합개시제로서는, 분자 내 개열형(開裂型) 광중합개시제 및 수소 인발형(引拔型) 광중합개시제를 들 수 있다. 분자 내 개열형 광중합개시제로서는, 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르폴리노(4-티오메틸페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온 등의 아세토페논계 화합물;
벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등의 벤조인류; 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드계 화합물; 벤질, 메틸페닐글리옥시에스테르 등을 들 수 있다.
상기 수소 인발형 광중합개시제로서는, 예를 들면, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸-4-페닐벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 아크릴화벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 2-이소프로필티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 2,4-디클로로티오잔톤 등의 티오잔톤계 화합물; 미힐러-케톤, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아미노벤조페논계 화합물; 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논 등을 들 수 있다.
상기한 광중합개시제 중에서도, 활성 에너지선 경화형 도료 조성물 중의 상기 활성 에너지선 경화성 수지 및 활성 에너지선 경화성 단량체와의 상용성이 우수한 점에서, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 및 벤조페논이 바람직하며, 특히, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤이 바람직하다. 이들 광중합개시제는, 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 상기 광증감제로서는, 예를 들면, 지방족 아민, 방향족 아민 등의 아민류, o-톨릴티오요소(尿素) 등의 요소류, 나트륨디에틸디티오포스페이트, s-벤질이소티우로늄-p-톨루엔설포네이트 등의 황 화합물 등을 들 수 있다.
이들 광중합개시제 및 광증감제의 사용량은, 활성 에너지선 경화형 조성물 중의 불휘발성분 100질량부에 대하여, 각각 0.01∼20질량부가 바람직하며, 0.1∼15질량%가 보다 바람직하고, 0.3∼7질량부가 더 바람직하다.
또한, 상기 도료용 조성물 중에는 필요에 따라서, 유기 용제; 안료, 염료, 카본 등의 착색제; 실리카, 산화티타늄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 탄산칼슘 등의 무기 분말; 고급 지방산, 아크릴 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 우레탄 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 석유 수지, 불소 수지(PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 각종 수지 미분말; 대전방지제, 점도조정제, 내광안정제, 내후안정제, 내열안정제, 산화방지제, 방청제, 슬립제, 왁스, 광택 조정제, 이형제(離型劑), 상용화제, 도전조정제, 분산제, 분산안정제, 증점제, 침강방지제, 실리콘계 또는 탄화수소계 계면활성제 등의 각종 첨가제를 적의 첨가하는 것이 가능하다.
상기 유기 용제는, 상기 도료 조성물의 용액 점도를 적의 조정하는데 유용하며, 특히 박막 코팅을 행하기 위해서는, 막두께를 조정하는 것이 용이해진다. 여기에서 사용할 수 있는 유기 용매로서는, 예를 들면, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, t-부탄올 등의 알코올류; 아세트산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온 등의 케톤류 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 상기한 도료 조성물의 도공 방법은 용도에 따라 다르지만, 예를 들면, 그라비어 코터, 롤 코터, 콤마 코터, 나이프 코터, 에어나이프 코터, 커튼 코터, 키스 코터, 샤워 코터, 호일러 코터, 스핀 코터, 디핑, 스크린 인쇄, 스프레이, 애플리케이터, 바 코터, 정전 도장 등을 사용한 도포 방법, 또는 각종 금형을 사용한 성형 방법 등을 들 수 있다.
상기한 감광성 수지 조성물은, 가시광, 자외광 등의 광을 조사함에 의해 수지의 용해성, 점도, 투명도, 굴절율, 전도도, 이온투과성 등의 물성이 변화하는 것이다. 이 감광성 수지 조성물 중에서도, 레지스트 조성물(포토레지스트 조성물, 컬러 필터용의 컬러레지스트 조성물 등)은, 고도한 레벨링성이 요구된다. 통상, 반도체 또는 액정에 관한 포토리소그래피에 있어서는, 레지스트 조성물을 스핀 코팅에 의해서, 두께가 1∼2㎛ 정도로 되도록 실리콘 웨이퍼 또는 각종 금속을 증착한 유리 기판 위에 도포하는 것이 일반적이다. 이때, 도포막 두께의 편차는, 반도체나 액정 소자의 품질의 저하나 결함으로 될 수 있지만, 본 발명의 불소계 계면활성제는, 이 감광성 수지 조성물의 첨가제로서 사용함으로써, 그 높은 레벨링성에 의해 균일한 도막을 형성할 수 있기 때문에, 반도체, 액정 소자의 생산성 향상, 고기능화 등이 가능해진다.
다음으로, 본 발명의 레지스트 조성물에 대하여 설명한다. 본 발명의 레지스트 조성물은, 본 발명의 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 통상, 레지스트 조성물은, 본 발명의 소포제와 불소계 계면활성제와 포토레지스트제로 이루어지며, 이 포토레지스트제는, (1)알칼리 가용성(可溶性) 수지, (2)방사선 감응성 물질(감광성 물질), (3)용제, 그리고 필요에 따라서 (4)다른 첨가제를 함유한다.
본 발명의 레지스트 조성물에 사용되는 상기 (1)알칼리 가용성 수지로서는, 예를 들면, 레지스트의 패턴화 시에 사용하는 현상액인 알칼리성 용액에 대해서 가용인 수지를 들 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 예로서는, 예를 들면, 페놀, 크레졸, 자일레놀, 레조르시놀, 플루오로글리시놀, 하이드로퀴논 등의 방향족 히드록시 화합물 및 이들의 알킬 치환 또는 할로겐 치환 방향족 화합물에서 선택되는 적어도 1종과 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드 화합물을 축합하여 얻어지는 노볼락 수지, o-비닐페놀, m-비닐페놀, p-비닐페놀, α-메틸비닐페놀 등의 비닐페놀 화합물 및 이들의 할로겐 치환 화합물의 중합체 또는 공중합체, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴산계 또는 메타아크릴산계 중합체 또는 공중합체, 폴리비닐알코올, 또한 상기 각종 수지의 수산기의 일부를 개재해서 퀴논디아지드기, 나프토퀴논아지드기, 방향족 아지드기, 방향족 신나모일기 등의 방사성선 감응성기를 도입한 변성 수지 등을 들 수 있다. 이들 알칼리 가용성 수지는, 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 병용할 수도 있다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지로서는, 분자 중에 카르복시산이나 설폰산 등의 산성기를 포함하는 우레탄 수지를 사용하는 것이 가능하며, 또한 이 우레탄 수지를 상기한 알칼리 가용형 수지와 병용하는 것도 가능하다.
본 발명의 레지스트 조성물에 사용되는 (2)방사성 감응성 물질(감광성 물질)로서는, 상기 알칼리 가용성 수지와 혼합하고, 자외선, 원자외선, 엑시머 레이저광, X선, 전자선, 이온선, 분자선, γ선 등을 조사함에 의해, 알칼리 가용성 수지의 현상액에 대한 용해성을 변화시키는 물질이면 사용할 수 있다.
상기 방사선 감응성 물질로서는, 예를 들면, 퀴논디아지드계 화합물, 디아조계 화합물, 디아지드계 화합물, 오늄염 화합물, 할로겐화 유기 화합물, 할로겐화 유기 화합물과 유기 금속 화합물과의 혼합물, 유기산 에스테르 화합물, 유기산 아미드 화합물, 유기산 이미드 화합물, 그리고 일본국 특개소59-152호 공보에 기재되어 있는 폴리(올레핀설폰) 화합물 등을 들 수 있다.
상기 퀴논디아지드계 화합물로서는, 예를 들면, 1,2-벤조퀴논아지드-4-설폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-설폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-설폰산에스테르, 2,1-나프토퀴논디아지드-4-설폰산에스테르, 2,1-나프토퀴논디아지드-5-설폰산에스테르, 그 외 1,2-벤조퀴논아지드-4-설폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-설폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-설폰산클로라이드, 2,1-나프토퀴논디아지드-4-설폰산클로라이드, 2,1-나프토퀴논디아지드-5-설폰산클로라이드 등의 퀴논디아지드 유도체의 설폰산클로라이드 등을 들 수 있다.
상기 디아조 화합물로서는, 예를 들면, p-디아조디페닐아민과 포름알데히드 또는 아세트알데히드와의 축합물의 염, 예를 들면 헥사플루오로인산염, 테트라플루오로붕산염, 과염소산염 또는 과요오드산염과 상기 축합물과의 반응 생성물인 디아조 수지 무기염, USP3,300,309호 명세서에 기재되어 있는 바와 같은, 상기 축합물과 설폰산류와의 반응 생성물인 디아조 수지 유기염 등을 들 수 있다.
상기 아지드 화합물 및 디아지드 화합물로서는, 예를 들면, 일본국 특개소58-203438호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 아지드칼콘산, 디아지드벤잘메틸시클로헥산온류 및 아지드신나밀리덴아세토페논류, 일본국 화학회지 No.12, p1708-1714(1983년) 기재의 방향족 아지드 화합물 또는 방향족 디아지드 화합물 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화 유기 화합물로서는, 예를 들면, 유기 화합물의 할로겐화물이면 사용할 수 있지만, 구체예로서는, 할로겐 함유 옥사디아졸계 화합물, 할로겐 함유 트리아진계 화합물, 할로겐 함유 아세토페논계 화합물, 할로겐 함유 벤조페논계 화합물, 할로겐 함유 설폭사이드계 화합물, 할로겐 함유 설폰계 화합물, 할로겐 함유 티아졸계 화합물, 할로겐 함유 옥사졸계 화합물, 할로겐 함유 트리졸계 화합물, 할로겐 함유 2-피론계 화합물, 할로겐 함유 지방족 탄화수소계 화합물, 할로겐 함유 방향족 탄화수소계 화합물, 그 밖의 할로겐 함유 헤테로 환상 화합물, 설페닐할라이드계 화합물 등의 각종 화합물, 또한 예를 들면 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모-3-클로로프로필)포스페이트, 클로로테트라브로모메탄, 헥사클로로벤젠, 헥사브로모벤젠, 헥사브로모시클로도데칸, 헥사브로모비페닐, 트리브로모페닐알릴에테르, 테트라클로로비스페놀A, 테트라브로모비스페놀A, 비스(브로모에틸에테르)테트라브로모비스페놀A, 비스(클로로에틸에테르)테트라클로로비스페놀A, 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시에톡시-3,5-디브로모페닐)프로판 등의 할로겐계 난연제로서 사용되고 있는 화합물, 디클로로페닐트리클로로에탄 등의 유기 클로로계 농약으로서 사용되고 있는 화합물 등도 들 수 있다.
상기 유기산 에스테르로서는, 예를 들면, 카르복시산에스테르, 설폰산에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 상기 유기산 아미드로서는, 카르복시산아미드, 설폰산아미드 등을 들 수 있다. 또한, 유기산 이미드로서는, 카르복시산이미드, 설폰산이미드 등을 들 수 있다. 이들 방사선 감응성 물질은, 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 병용할 수도 있다.
본 발명의 레지스트 조성물에 있어서, 방사선 감응성 물질의 배합 비율은, 알칼리 가용성 수지 100질량부에 대해서 1∼100질량부의 범위가 바람직하며, 3∼50질량부의 범위가 보다 바람직하다.
본 발명의 레지스트 조성물에 사용되는 (3)용제로서는, 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산온, 시클로펜탄온, 시클로헵탄온, 2-헵탄온, 메틸이소부틸케톤, 부티로락톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, n-프로필알코올, iso-프로필알코올, n-부틸알코올, iso-부틸알코올, tert-부틸알코올, 펜탄올, 헵탄온, 옥탄올, 노난올, 데칸올 등의 알코올류; 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디옥산 등의 에테르류;
에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르 등의 알코올에테르류; 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산부틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필, 프로피온산부틸, 부티르산메틸, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 부티르산프로필, 젖산에틸, 젖산부틸 등의 에스테르류, 2-옥시프로피온산메틸, 2-옥시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산프로필, 2-옥시프로피온산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산부틸 등의 모노카르복시산에스테르류;
셀로솔브아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트 등의 셀로솔브에스테르류; 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜류; 트리클로로에틸렌, 프론 용제, HCFC, HFC 등의 할로겐화탄화수소류; 퍼플루오로옥탄과 같은 완전 불소화 용제류, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족류; 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 극성 용제 등, 성서(成書) 「용제 포켓 핸드북」(유기 합성 화학 협회편, 옴샤)에 기재되어 있는 용제를 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 병용할 수도 있다.
본 발명의 레지스트 조성물 중의 소포제의 첨가량은, 레지스트 조성물의 종류, 도공 방법, 목적으로 하는 막두께 등에 따라 다르지만, 소포성 개선 효과가 높아, 도막 상태를 악화시키지 않으므로 레지스트 조성물 중 고형분 100질량부에 대해서 0.000001∼10질량부가 바람직하며, 0.00001∼5질량부가 보다 바람직하고, 0.01∼2질량부가 더 바람직하다.
코팅 조성물 중의 불소계 계면활성제의 첨가량은, 레지스트 조성물의 종류, 도공 방법, 목적으로 하는 막두께 등에 따라 다르지만, 레지스트 조성물 중 고형분 100질량부에 대해서 0.0001∼10질량부가 바람직하며, 0.001∼5질량부가 보다 바람직하고, 0.01∼2질량부가 더 바람직하다. 본 발명의 계면활성제가 이 범위의 첨가량이면, 충분히 표면장력을 저하시킬 수 있어, 목적으로 하는 레벨링성이 얻어져, 도공 시의 거품 발생 등 문제의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 레지스트 조성물의 도포 방법으로서는, 스핀 코팅, 롤 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 블레이드 코팅, 슬릿 코팅, 커튼 코팅, 그라비어 코팅 등의 방법을 들 수 있으며, 도포 전에 레지스트 조성물을 필터에 의하여 여과해서, 고형의 불순물을 제거할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 소포제는, 코팅 조성물(도료용 조성물, 감광성 수지 조성물 등)이나 레지스트 조성물의 첨가제로서 유용하다. 본 발명의 소포제의 응용예로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이(PDP) 등의 각종 디스플레이 화면용 하드코팅재 그라비어 인쇄용 잉크, 잉크젯 잉크; 휴대전화 케이싱용 도료 또는 하드코팅재; 휴대전화의 화면용 하드코팅재; CD, DVD, 블루레이 디스크 등의 광학 기록 매체용 하드코팅재; 인서트 몰드(IMD, IMF)용 전사 필름용 하드코팅재; 화장판 등의 각종 건재용 인쇄 잉크 또는 도료; 주택의 창유리용 코팅재; 가구 등의 목공용 도료; 인공·합성 피혁용 코팅재; 가전의 케이싱 등의 각종 플라스틱 성형품용 도료 또는 코팅재; FRP 욕조용 도료 또는 코팅재; 액정 디스플레이용 컬러 필터에 사용되는 RGB의 각 화소를 형성하기 위한 컬러레지스트 또는 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 블랙레지스트; 반도체 제조에 사용되는 포토레지스트; 평판 인쇄판(PS판)용 감광 재료; 그 밖의 포토패브리케이션 공정 등의 단층, 또는 다층 코팅 조성물 등을 들 수 있다. 이들 코팅 조성물에 본 발명의 불소계 계면활성제를 첨가함으로써 핀 홀, 오렌지 필, 코팅 불균일, 시싱 등이 없는 우수한 평활성을 발현시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 소포제는, 불소 수지를 함유하는 도료, 코팅재에 배합하면, 불소화알킬기의 작용에 의해 당해 불소 수지의 분산성을 향상시켜, 단지 레벨링성뿐만 아니라, 불소 수지의 분산제로서의 기능도 기대할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 들어, 비교예와 비교하면서 본 발명을 상세히 기술한다. 예 중, 「부」, 「%」는 특히 언급이 없는 한 질량 기준이다.
실시예 1(본 발명의 소포제)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 40g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 여기에 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 10g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(1)를 얻었다. 소포제(1)의 수평균 분자량은 3,022이며 중량 평균 분자량은 3,107이었다. 또한, 불소 함유율은 51.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(1)는, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 5.7몰 부가해 있는 화합물이었다.
또, 13C-NMR에 의한 분석은, 하기 조건에서 행했다.
[13C-NMR 측정 조건]
장치 : 니혼덴시(주)제 AL-400
용매 : 클로로포름-d1
실시예 2(동상(同上))
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 40g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 10g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(2)를 얻었다. 소포제(2)의 수평균 분자량은 1,713이며, 중량 평균 분자량은 1,773이었다. 또한, 불소 함유율은 51.5질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(2)는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.9몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 3(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 41g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 9g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(3)를 얻었다. 소포제(3)의 수평균 분자량은 2,048이며, 중량 평균 분자량은 2,084였다. 또한, 불소 함유율은 52.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(3)는, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 4.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 4(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 38g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트 12g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(4)를 얻었다. 소포제(4)의 수평균 분자량은 2,260이며, 중량 평균 분자량은 2,299였다. 또한, 불소 함유율은 49.7질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(4)는, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 3.9몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 5(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 59g 및 트리에틸아민 2g을 가했다. 반복 단위수 7의 폴리옥시프로필렌디아크릴레이트 41g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(5)를 얻었다. 소포제(5)의 수평균 분자량은 1,354이며, 중량 평균 분자량은 1,393이었다. 또한, 불소 함유율은 35.9질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(5)는, 반복 단위수 7의 폴리옥시프로필렌디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 6(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 36g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 반복 단위수 4의 폴리옥시에틸렌디아크릴레이트 14g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(6)를 얻었다. 소포제(6)의 수평균 분자량은 1,157이며, 중량 평균 분자량은 1,165였다. 또한, 불소 함유율은 46.2질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(6)는, 반복 단위수 4의 폴리옥시에틸렌디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 7(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 35g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 반복 단위수 4의 폴리옥시부틸렌디아크릴레이트 15g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(7)를 얻었다. 소포제(7)의 수평균 분자량은 1,283이며, 중량 평균 분자량은 1,306이었다. 또한, 불소 함유율은 44.9질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(7)는, 반복 단위수 4의 폴리옥시부틸렌디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 8(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 38g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 반복 단위수 2의 폴리옥시프로필렌디아크릴레이트 12g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(8)를 얻었다. 소포제(8)의 수평균 분자량은 1,080이며, 중량 평균 분자량은 1,084였다. 또한, 불소 함유율은 49.3질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(8)는, 반복 단위수 2의 폴리옥시프로필렌디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 9(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 97g 및 트리에틸아민 3g을 가했다. 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 3g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(9)를 얻었다. 소포제(9)의 수평균 분자량은 3,022이며 중량 평균 분자량은 3,107이었다. 또한, 불소 함유율은 51.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(9)는, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 5.7몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 10(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 99g 및 트리에틸아민 3g을 가했다. 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(10)를 얻었다. 소포제(10)의 수평균 분자량은 3,022이며 중량 평균 분자량은 3,107이었다. 또한, 불소 함유율은 51.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(10)는, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 5.7몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 11(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 39g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 1,6-헥산디올디아크릴레이트 11g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(11)를 얻었다. 소포제(11)의 수평균 분자량은 978이며, 중량 평균 분자량은 982였다. 또한, 불소 함유율은 50.1질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(11)는, 1,6-헥산디올디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 12(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 37g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 1,10-데칸디올디아크릴레이트 13g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(12)를 얻었다. 소포제(12)의 수평균 분자량은 1,119이며, 중량 평균 분자량은 1,123이었다. 또한, 불소 함유율은 47.4질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(12)는, 1,10-데칸디올디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 13(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 36g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트 14g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(13)를 얻었다. 소포제(13)의 수평균 분자량은 988이며, 중량 평균 분자량은 992였다. 또한, 불소 함유율은 46.4질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(13)는, 1,10-데칸디올디아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 14(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 29g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 21g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(14)를 얻었다. 소포제(14)의 수평균 분자량은 1,256이며, 중량 평균 분자량은 1,261이었다. 또한, 불소 함유율은 37.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(14)는, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 2.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
실시예 15(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 38.5g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 11.5g을 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 6시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 본 발명의 소포제(15)를 얻었다. 소포제(15)의 수평균 분자량은 2,759이며 중량 평균 분자량은 2,861이었다. 또한, 불소 함유율은 50.1질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 소포제(15)는, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 4.7몰 부가해 있는 화합물이었다.
비교예 1(비교 대조용 소포제)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 25g 및 트리에틸아민 1g을 가했다. 반복 단위수 6의 폴리옥시프로필렌아크릴레이트 26g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 비교 대조용 소포제(1')를 얻었다. 소포제(1')의 수평균 분자량은 1,126이며 중량 평균 분자량은 1,205였다. 또한, 불소 함유율은 30.9질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 비교 대조용 소포제(1')는, 반복 단위수 6의 폴리옥시프로필렌아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 1.0몰 부가해 있는 화합물이었다.
비교예 2(동상)
교반 장치, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 공기 기류 중, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올 20g 및 트리에틸아민 0.1g을 가했다. 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 30g을 적하 장치에 세팅하고, 1시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 12시간 교반했다. 반응 종료 후, 감압 하에서 미반응 원료를 증류 제거함에 의해, 고형분 100%인 비교 대조용 소포제(2')를 얻었다. 소포제(2')의 수평균 분자량은 1,157이며, 중량 평균 분자량은 1,165였다. 또한, 불소 함유율은 25.8질량%였다.
NMR에 의한 분석에 따르면, 비교 대조용 소포제(2')는, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 1몰에 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥탄티올이 평균으로 1.8몰 부가해 있는 화합물이었다.
비교예 3(동상)
교반 장치, 온도계를 구비한 유리 플라스크에, 1,3-프로판디아민 4g, 톨루엔 51g을 가하여 5℃에서 교반했다. 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸설포닐클로라이드 46g을 톨루엔 102g에 용해하여 적하 장치에 세팅하고, 2시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후, 5℃에서 2시간 교반했다. 반응 종료 후, 이온교환수 50g, n-부탄올 50g을 가하고, 1시간 교반했다. 용액을 여과하여, 얻어진 고체를 진공 건조함으로써 고형분 100%인 비교 대조용 소포제(3')를 얻었다. 소포제(3')의 수평균 분자량은 968이며, 중량 평균 분자량은 967이었다. 또한, 불소 함유율은 55.2질량%였다.
시험례 1∼16 및 비교 시험례 1∼7
얻어진 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 용제 용액을 표 1에 나타내는 배합으로 조제하고, 이 용제 용액의 소포성을 평가했다. 용제 용액의 조제 방법과 평가 방법을 하기에 나타낸다. 또한, 이 평가의 결과를 표 1에 나타낸다.
<소포성의 평가 방법>
소포제를 고형분 환산으로 질량 환산에 따른 함유율이 0.1%로 되도록, 또한, 불소계 계면활성제를 고형분 환산으로 질량 환산에 따른 함유율이 1.0%로 되도록 각각 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하 PGMEA로 약기함)에 가하여, 용제 용액을 얻었다. 이 용제 용액을 100㎖의 유리병에 50g 가해 밀봉하고, 이 유리병을 25℃의 항온조에서 30분간 방치했다. 그 후, 이 유리병을 20㎝ 폭으로 10회 진탕함에 의해, 용제 용액의 액면 위에 거품을 발생시켰다. 거품을 발생시킨 후 곧바로 유리병을 정치하고, 정치했을 때를 기점으로 하여 거품의 소실에 의해 용제 용액의 액면이 노출하기 시작할 때까지의 시간(T0)을 측정했다. 이들 시간이 짧을수록, 소포성이 우수한 용제 용액이 얻어지는 계면활성제인 것을 나타낸다.
[표 1]
Figure 112015088898685-pct00009
표 1의 각주
불소계 계면활성제(1) : DIC가부시키가이샤제의 메가파크 F-554
불소계 계면활성제(2) : DIC가부시키가이샤제의 메가파크 F-560
불소계 계면활성제(3) : DIC가부시키가이샤제의 메가파크 F-561
소포제(4') : 빅케미재팬가부시키가이샤제의 비실리콘계 폴리머형 소포제(BYK-1790)
실시예 17〔본 발명의 코팅 조성물(레지스트 조성물)〕
2,3,4-트리히드록시벤조페논과 o-나프톡시디아지드-5-설포닐클로라이드와의 축합물 27부와, 크레졸과 포름알데히드를 축합하여 이루어지는 노볼락 수지 100부를 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 400중량부에 용해하여 용액을 조정하고, 이것에 소포제(1)를 고형분 환산으로 질량 환산에 따른 함유율이 0.05%로 되도록, 또한, 불소계 계면활성제(F-554)를 고형분 환산으로 질량 환산에 따른 함유율이 0.5%로 되도록 배합하여 혼합 용액을 얻었다. 이 혼합 용액을 공경(孔徑) 0.2㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌제의 필터로 정밀 여과하여 본 발명의 코팅 조성물(1)〔레지스트 조성물(1)〕을 얻었다.
코팅 조성물(1)〔레지스트 조성물(1)〕을 1변이 10㎝각(角)의 크롬 증착 유리 기판 위에 회전수 500rpm의 조건에서 스핀 코팅하여, 유리 기판 위에 코팅 조성물(1)〔레지스트 조성물(1)〕의 도막을 형성했다. 그 후, 도막을 형성한 유리 기판을 110℃의 환경에 1분간 정치하여, 도막을 건조시켰다.
얻어진 건조 도막에 대하여, 나트륨 램프를 사용해서 도포 표면의 결함 부위(시싱, 시딩)의 발생 정도를 목시(目視)로 관찰하여, 이하의 판단 기준으로 도막 표면 평활성을 평가했다.
○ : 도막 표면 위에 시싱, 시딩이 거의 관찰되지 않음
△ : 도막 표면 위에 시싱, 시딩이 일부 관찰됨
× : 도막 표면 위에 시싱, 시딩이 많이 관측됨
실시예 17∼31 및 비교예 4∼10
표 2에 나타내는 소포제 및 계면활성제를 사용한 이외는 실시예 11과 마찬가지로 하여 본 발명의 코팅 조성물(2)〔레지스트 조성물(2)〕∼코팅 조성물(15)〔레지스트 조성물(15)〕 및 비교 대조용 코팅 조성물(비교 대조용 레지스트 조성물)(1')∼(7')을 얻었다. 실시예 11과 마찬가지로 하여 도막 표면의 평활성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112015088898685-pct00010

Claims (9)

1분자 중에 k개(여기에서, k는 3∼40임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1) 1몰에, 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2) (k-0.3)∼k몰을 마이클 부가(Michael addition)시켜서 얻어지는 것을 특징으로 하는 소포제.
삭제
제1항에 있어서,
상기 불소화알킬기와 활성 수소를 갖는 화합물(a2)이 하기 일반식(1)
Rf(CH2)mZH (1)
〔식 중, m은 0∼20의 정수이며, Rf는 -CnF2n +1(n은 1∼20의 정수임)이고, Z는 탄소수 1∼24의 알킬기를 갖는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 -SO2-NR-(R은 수소 원자, 또는 탄소수 1∼24의 알킬기임)임〕으로 표시되는 화합물, 또는 하기 일반식(2)
Figure 112015088898685-pct00011

〔식 중, Y는 산소 원자 또는 황 원자이고, p와 q는 각각 1∼4의 정수이고, Rf와 Rf1는 각각 -CnF2n +1(n은 1∼20의 정수임)이고, L과 L1은 각각 카르보닐기, 카르보닐기를 갖는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기임〕으로 표시되는 화합물인 소포제.
제3항에 있어서,
상기 일반식(1) 중의 Z가 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 갖는 질소 원자, 황 원자, 또는 -SO2-NR-(R은 탄소수 1∼6의 알킬기임)인 소포제.
제1항에 있어서,
상기 1분자 중에 k개(여기에서, k는 3 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1)이 하기 일반식(3)
Figure 112021022828593-pct00012

〔식 중, R'은 탄소 원자수 1∼24의 알킬기, 탄소 원자수 1∼24의 알킬카르보닐옥시기, CH2=CHCO2CH2-, CH2=C(CH3)CO2CH2-, 반복수가 1 이상이며 말단이 수소 원자 혹은 탄소 원자수 1∼18의 알킬기로 봉쇄된 (폴리)옥시알킬렌기, 탄소 원자수 1∼12의 알킬올기, 카르복시기, 또는 하기 일반식(4)
Figure 112021022828593-pct00013

(식 중, R3은 (메타)아크릴로일기이고, R4은 수소 원자, 탄소 원자수 1∼18 알킬기, 탄소 원자수 1∼18의 알킬에스테르기 또는 카르복시기이고, t는 0∼3의 정수이고, u는 0∼3의 정수이며 또한 t+u=3임)으로 표시되는 기이고, R1은 (메타)아크릴로일기이고, R2은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬카르보닐기이고, r은 2 또는 3이고, s는 0 또는 1이며 또한 r+s=3임〕으로 표시되는 화합물(a1-1), 하기 일반식(5)
Figure 112021022828593-pct00014

〔식 중, R6, R7은 각각 (메타)아크릴로일기이고, L은 탄소 원자수 1∼18의 알킬기, 반복 단위수가 1∼30인 탄소 원자수 1∼4의 알킬렌옥시기, 탄소 원자수 3∼100의 환상 탄화수소기 또는 탄소 원자수 6∼100의 방향족 탄화수소기임〕으로 표시되는 화합물(a1-2), 우레탄(메타)아크릴레이트(a1-3), 시아누레이트환 함유 트리(메타)아크릴레이트(a1-4) 및 인산트리(메타)아크릴레이트(a1-5)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 소포제.
제5항에 있어서,
상기 1분자 중에 k개(여기에서, k는 3 이상임)의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물(a1)이, 상기 일반식(3)〔단, R'이 탄소수 1∼4의 직쇄상의 알킬기, CH2=CHCO2CH2-, CH2=C(CH3)CO2CH2-, 혹은 탄소수 1∼3의 알킬올기임, 또는 상기 일반식(4)으로 표시되는 기이며 또한 R3이 수소 원자 혹은 탄소수 1∼12의 알킬카르보닐기임〕으로 표시되는 화합물, 또는 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 수산기 함유 (메타)아크릴레이트(x1)와 이소시아네이트 화합물(x2)을 반응시켜서 얻어지는 우레탄(메타)아크릴레이트인 소포제.
제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 계면활성제 조성물.
제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 소포제와 불소계 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물.
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