(57)【要約】  本開示は、光架橋性フルオロポリマーコーティング組成物、光架橋フルオロポリマーを含むコーティング層、及びそのようなコーティング層を形成するためのプロセスに関する。架橋フルオロポリマーを含むコーティング層は、低誘電率と、低吸水性と、従来の電子機器基材に対する良好な接着性を有し、かつ最新の電子機器に必要とされる非常に微細な機能形成部を提供するように光画像化することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一部の上に配置された光架橋コーティング組成物の層を含む、コーティング層であって、前記コーティング組成物が、
ｉ）光架橋性フルオロポリマーであって、
（ａ）テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択されるフルオロオレフィン、
（ｂ）アルキルビニルエーテルであって、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル、若しくはＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるアルキルビニルエーテル、又はアリールビニルエーテルであって、アリール基が非置換若しくは置換されているアリールビニルエーテル、及び
（ｃ）式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、かつ、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される）で表されるアルケニルシラン、
を含むモノマーから生じる繰り返し単位を有する、光架橋性フルオロポリマーと、
ｉｉ）光酸発生剤と、
ｉｉｉ）任意の光増感剤と、を含み、
前記光架橋性フルオロポリマーが、約１０，０００〜約３５０，０００ダルトンの数平均分子量を有し、
前記光架橋コーティング組成物が、１ＭＨｚで測定したときに約２．０〜約３．０の誘電率を有し、
光架橋コーティング組成物の前記層が、約０．５〜約１５μｍの厚さを有し、かつ光架橋コーティング組成物の前記層が、約０．５μｍ以上の幅を有する光架橋形成部を有する、コーティング層。
【請求項２】
前記アルキルビニルエーテルが、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｓｅｃ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、イソアミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、若しくはこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１に記載のコーティング層。
【請求項３】
前記光架橋コーティング組成物が、９０％〜１０％の相対湿度、標準温度で、動的蒸気吸着によって測定したときに、約０．０１〜約０．８重量％の範囲の吸水率（water absorption value）を有する、請求項１に記載のコーティング層。
【請求項４】
前記光架橋コーティングの前記層が、約４〜約１０μｍの厚さを有する、請求項１に記載のコーティング層。
【請求項５】
光架橋コーティングを形成するためのプロセスであって、
（１）光架橋性コーティング組成物を提供する工程であって、前記光架橋性コーティング組成物が、
ｉ）光架橋性フルオロポリマーであって、
（ａ）テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択されるフルオロオレフィン、
（ｂ）アルキルビニルエーテルであって、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル、若しくはＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるアルキルビニルエーテル、又はアリールビニルエーテルであって、アリール基が非置換若しくは置換されているアリールビニルエーテル、及び
（ｃ）式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、かつ、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される）で表されるアルケニルシラン、
を含むモノマーから生じる繰り返し単位を有する、光架橋性フルオロポリマーと、
ｉｉ）光酸発生剤と、
ｉｉｉ）任意の光増感剤と、
ｉｖ）キャリア媒体と、を含む、工程と、
（２）前記光架橋性コーティング組成物の層を、基材の少なくとも一部の上に塗布する工程と、
（３）前記キャリア媒体の少なくとも一部を除去する工程と、
（４）前記光架橋性コーティング組成物の前記層の少なくとも一部に紫外線を照射する工程と、
（５）光架橋性コーティング組成物の前記塗布層を加熱する工程と、
（６）未架橋の光架橋性フルオロポリマーの少なくとも一部を除去する工程と、を含み、
前記光架橋性フルオロポリマーが、約１０，０００〜約３５０，０００ダルトンの数平均分子量を有し、
光架橋コーティング組成物の前記層は、１ＭＨｚで測定したときに約２．０〜約３．０の誘電率を有し、
光架橋コーティング組成物の前記層は約０．５〜約１５μｍの厚さを有し、かつ、前記光架橋コーティング組成物の前記層は、約０．５μｍ以上の幅を有する光架橋形成部を有する、プロセス。
【請求項６】
前記光架橋性コーティング組成物が、
前記コーティング組成物中の全成分の総重量に基づいて、約５〜約３５重量％の前記光架橋性フルオロポリマー、及び
約６５〜約９５重量％のキャリア媒体、並びに、
前記コーティング組成物中の全ての成分から前記キャリア媒体を差し引いた総重量に基づいて、
０〜約５重量％の前記光増感剤、及び
約０．０１〜約５重量％の前記光酸発生剤を含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記キャリア媒体の少なくとも一部が、
光架橋性コーティング組成物の前記塗布層を、高温に曝露させること、
光架橋性コーティング組成物の前記塗布層を、大気圧未満の気圧に曝露させること、
前記基材上へ、直接的若しくは間接的にガスを吹き付けること、又は
これらの組み合わせ
によって除去される、請求項５に記載のプロセス。
【請求項８】
前記照射工程（４）が、空気又は窒素雰囲気中で行われる、請求項５に記載のプロセス。
【請求項９】
前記紫外線の波長が、約３２５〜約４２５ｎｍである、請求項５に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記紫外線曝露量が、約１０〜約１０，０００ｍＪ／ｃｍ２である、請求項５に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記加熱工程（５）が、約６０〜約１５０℃の温度において、約１５秒間〜約１０分間行われる、請求項５に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記除去工程（６）が、前記光架橋性フルオロポリマーを溶解するキャリア媒体を用いて、前記光架橋性フルオロポリマーを溶解することによって行われる、請求項５に記載のプロセス。
【請求項１３】
請求項１に記載のコーティング層を含む物品。
【請求項１４】
光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するための組成物であって、
ｉ）光架橋性フルオロポリマーであって、
（ａ）テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択されるフルオロオレフィン、
（ｂ）アルキルビニルエーテルであって、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル、若しくはＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるアルキルビニルエーテル、又はアリールビニルエーテルであって、アリール基が非置換若しくは置換されているアリールビニルエーテル、及び
（ｃ）式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、かつ、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される）で表されるアルケニルシラン、
を含むモノマーから生じる繰り返し単位を有する、光架橋性フルオロポリマーと、
ｉｉ）光酸発生剤と、
ｉｉｉ）任意の光増感剤と、
ｉｖ）キャリア媒体と、
を含む、組成物。
【請求項１５】
前記アルキルビニルエーテルが、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｓｅｃ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、イソアミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、若しくはこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記キャリア媒体が、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、又はこれらの組み合わせである、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物が、
前記コーティング組成物中の全成分の総重量に基づいて、約５〜約３５重量％の前記光架橋性フルオロポリマー、及び
約６５〜約９５重量％のキャリア媒体、並びに、
前記コーティング組成物中の全ての成分から前記キャリア媒体を差し引いた総重量に基づいて、
０〜約５重量％の前記光増感剤、及び
約０．０１〜約５重量％の前記光酸発生剤を含む、請求項１４に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年７月２１日に出願された米国特許仮出願第６２／５３５，５４６号の利益を主張しており、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、光架橋フルオロポリマーを含むコーティング層、そのようなコーティング層を形成するための組成物及び方法、並びにそのようなコーティング層を含む物品を対象とする。フルオロポリマーは、フルオロオレフィン、アルキルビニルエーテル又はアリールビニルエーテル、及びアルケニルシランから製造されるコポリマーである。
【背景技術】
【０００３】
ポリマーは、電子機器において、構造的支持と絶縁性とをもたらし、かつ物理的損傷及び水分からデバイスを保護するために使用される。上記のポリマーが、複数の電子的構成要素及び電子的層の相互接続のための三次元フレームワークを提供するため、画定された寸法を有するパターンの形成を可能にするように感光性、すなわち光架橋性である場合に、上記のような用途における上記のポリマーの価値が著しく高まる。
【０００４】
電子機器が小さくなり、より高い周波数に移動し、より低い電力消費を有するようになるにつれて、電子機器の製造に使用される、例えばポリイミドなどの従来の材料は、より低い誘電率、より低い損失正接、より低い水分吸収性、及び基材への接着性を有しなければならないという新たな材料に求められる要件を満たすことができなくなっている。この分野において電子機器の不動態化に使用される、上記のような従来のポリマーは、例えば３．０〜３．３の範囲の誘電率と、例えば０．８〜１．７％の範囲の吸水性を有する。吸水性は、電子機器用途における従来のポリイミドの著しい欠点であり、吸水性の結果として、デバイス内の金属及び無機物の腐食を引き起こす酸が形成される可能性がある。そのような腐食の結果として、コーティングされた表面から、不動態化層の信号伝送品質が徐々に低下したり、層間剥離が引き起されたりすることによって、デバイスの故障をもたらす可能性があるため、そのような腐食が生じることは望ましくない。更に、不動態化層の吸水は、誘電率の観点から望ましくないものであるが、それは、誘電率が、不動態化層をなすポリマーの含水量の増加の影響を非常に受けやすいものであり、しかも望ましくないことには、誘電率が、そのような増加によって上昇してしまうためである。これらの欠陥は、データが頻繁に送信される、より新しい電子機器においてはとりわけ懸念されるものである。機器の動作頻度が高いほど、機器が、吸収された水により性能低下しやすくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より低い誘電率、より低い吸水率、基材に対するより良好な接着性、並びに電子部品及び層を製造するために光画像化することができる、電子機器内のコーティング層として使用するためのポリマー材料に対する需要が、継続的に存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、基材の少なくとも一部の上に配置された光架橋コーティング組成物の層を含む、コーティング層であって、コーティング組成物が、ｉ）光架橋性フルオロポリマーであって、（ａ）テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択されるフルオロオレフィン、（ｂ）アルキルビニルエーテルであって、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル、若しくはＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるアルキルビニルエーテル、又はアリールビニルエーテルであって、アリール基が非置換若しくは置換されているアリールビニルエーテル、及び（ｃ）式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、かつ、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される）で表されるアルケニルシラン、を含むモノマーから生じる繰り返し単位を有する、光架橋性フルオロポリマーと、ｉｉ）光酸発生剤と、ｉｉｉ）任意の光増感剤と、を含み、光架橋性フルオロポリマーが、１０，０００〜３５０，０００ダルトンの数平均分子量を有し、光架橋コーティング組成物が、１ＭＨｚで測定したときに２．０〜３．０の誘電率を有し、光架橋コーティング組成物の層が、０．５〜１５μｍの厚さを有し、かつ光架橋コーティング組成物の層が、０．５μｍ以上の幅を有する光架橋形成部（photocrosslinked feature）を有する、コーティング層に関する。
【０００７】
本開示はまた、前述のコーティング層を製造するためのプロセスであって、（１）キャリア媒体を更に含有する前述の光架橋性コーティング組成物を提供することと、（２）キャリア媒体を更に含有する光架橋性コーティング組成物の層を、基材の少なくとも一部の上に塗布することと、（３）キャリア媒体の少なくとも一部を除去することと、（４）光架橋性コーティング組成物の層の少なくとも一部に紫外線を照射することと、（５）光架橋性コーティング組成物の塗布層を加熱することと、（６）未架橋の光架橋性フルオロポリマーの少なくとも一部を除去することと、を含むプロセスに関する。
【０００８】
本開示はまた、前述の光架橋性コーティング組成物を含む組成物に関する。
【０００９】
本コーティング層は、低誘電率、低吸水性、従来の電子機器基材への良好な接着性を有し、最新の電子機器に必要とされる非常に微細な機能形成部を提供するように光画像化することができるという点で、当該業界の需要を満たすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本明細書に記載される図面は、説明のみを目的としたものである。この図面の縮尺は必ずしも正しいものではなく、以下の開示の原理を例示することを強調している。この図面は、本開示の範囲を多少なりとも限定することを意図するものではない。
【図１】コーティング組成物の層を含む基材の断面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態によるパターン化コーティング層を有するウエハの平面図の光学顕微鏡写真を（２０μｍのスケールバーとともに）示す。
【図３】本発明の一実施形態によるパターン化コーティング層を有するウエハの平面図の光学顕微鏡写真を（追加の測定バーとともに）示す。
【図４】本発明の一実施形態によるパターン化コーティング層を有するウエハの平面図の光学顕微鏡写真を（追加の測定バーとともに）示す。
【図５】本発明の一実施形態によるパターン化コーティング層を有するウエハの平面図の光学顕微鏡写真を（追加の測定バーとともに）示す。
【図６】本発明の一実施形態によるパターン化コーティング層を有するウエハの平面図の光学顕微鏡写真を（追加の測定バーとともに）示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の特徴及び利点は、以下の発明を実施するための形態を読むことにより、当業者はより容易に理解するであろう。明確にするために、別個の実施形態の文脈において上記及び下記の本開示の特定の特徴は、単一の要素中で組み合わせて提供されてもよいことが理解されるべきである。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈において記述されている本開示の様々な特徴も、別個に提供されてよく、また任意の下位組み合わせで提供されてもよい。加えて、単数についての言及は、その内容について別途具体的な指示がない限り、複数も含み得る（例えば、「ａ」及び「ａｎ」は１つ又はそれ以上について言及し得る）。
【００１２】
本願中で特定される様々な範囲の数値の使用は、別途明確に記載のない限り、指定された範囲の最小値及び最大値の両方に用語「約」が先行するかのように、近似値として述べられる。このように、述べられた範囲より上下わずかに変化させたものを使用して、範囲内の値と実質的に同じ結果を達成することができる。また、これらの範囲の開示は、最小値と最大値との間のそれぞれ、及び全ての値を含む、連続範囲を意図している。
【００１３】
本明細書で使用する場合：
用語「光架橋」は、ポリマーネットワーク内の架橋部が光の作用の結果形成される、架橋フルオロポリマーを意味する。例えば、光架橋性フルオロポリマーを含む組成物は、１種又は２種以上の光酸発生剤及び任意の光増感剤も含む。組成物を適当な波長の光で照射すると、酸官能性分子が発生し、これがフルオロポリマー上のシラン基と反応して、フルオロポリマーの架橋をもたらす。
【００１４】
語句「光架橋性フルオロポリマー」は、１種以上の光酸発生剤、及び任意選択的に、光増感剤の存在下において、適当な波長の光で照射されるとき光架橋能がある、未架橋フルオロポリマーを意味する。
【００１５】
語句「光架橋形成部」は、本開示の方法に従って製造され得る寸法の構造体を指す。光架橋形成部は、形成された形成部の幅と、光架橋コーティング組成物の層の厚さとによって画定される。例えば、開示される方法は、２μｍ厚のコーティングにおいて、４μｍの線を形成できる。光架橋形成部は、未架橋フルオロポリマーが除かれると形成される「空隙」を指すことに留意されたい。例えば、一連の線が形成される場合、光架橋形成部は、未架橋フルオロポリマー材料が除かれて空隙が作製される場合に生じる空隙の幅を指す。光架橋形成部は、コーティング組成物の層の部分に照射をして、コーティング組成物の塗布層を加熱し、その後、例えば溶媒中に溶解させて洗い流してコーティング組成物の未架橋部を除くことによって、形成され得る。
【００１６】
語句「不動態化層」は、それが下にある基材に取り付けられた場合に、その基材に対して、環境損傷からの保護を提供する層を意味する。例えば、水による損傷、酸化及び化学的劣化が挙げられる。不動態化層は、バリア特性を有するとともに、２つの導電層どうし、又は２つの半導体層どうし、又は１つの導電層を１つの半導体層から分離するために使用することができる誘電体層を、基材上に形成する。保護層は、発光ダイオード材料の様々なウェルを互いに接触することから分離する、発光ダイオード構造体中のバンク層としても使用できる。
【００１７】
語句「未反応溶媒」は、光架橋性フルオロポリマー用、又は、光架橋性フルオロポリマーを含むコーティング組成物用の１種以上の溶媒を意味し、このとき未反応溶媒は、光架橋性フルオロポリマーとの光架橋の結果として、最終架橋ネットワークの一部にはならない。
【００１８】
本開示は、光架橋コーティング組成物を含むコーティング層に関し、その光架橋コーティング組成物は、光架橋フルオロポリマーを含むものである。一実施形態において、コーティング層が不動態化層である。コーティング層は、薄膜トランジスタ、有機電界効果トランジスタ、半導体、酸化物半導体電界効果トランジスタ、集積回路、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤを含むＬＥＤ用バンク層、ディスプレイデバイス、フレキシブル回路、ソルダーマスク、光起電装置、プリント基板、層間絶縁膜、光波ガイド、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、電子ディスプレイデバイスの層又はマイクロ流体デバイス若しくはチップの層における、バリア層及び／又は絶縁層として使用できる。コーティング層は、エレクトロウェッティング用途のためのパターン化表面の形態の層を形成することもできる。架橋コーティング組成物は、非常に小さい光架橋形成部を提供し、低誘電率、低吸水性、及び電子機器基材への良好な接着を提供することができる。
【００１９】
コーティング層は、基材の少なくとも一部分上に配設された光架橋コーティング組成物の層を含み、コーティング組成物は、ｉ）光架橋性フルオロポリマー、ｉｉ）光酸発生剤、及びｉｉｉ）任意の光増感剤を含み、光架橋性フルオロポリマーは、１０，０００〜３５０，０００ダルトンの数平均分子量を有し、光架橋コーティング組成物の層は、１ＭＨｚで測定したときに２．０〜３．０の誘電率を有し、光架橋コーティング組成物の層は、０．５〜１５μｍの厚さを有し、かつ０．５μｍ以上の幅を有する光架橋形成部を有する。別の実施形態では、光架橋形成部の幅（分解能）は、１〜１０μｍである。
【００２０】
電子機器におけるコーティング層についての重要な特性は、低い吸水性を有することである。本コーティング層は、非常に低い吸水性を有する。一実施形態では、水吸収性は、光架橋コーティング組成物の試料を、動的蒸気吸着（ＤＶＳ）によって、９０％〜１０％の相対湿度に制御された湿度チャンバ内で、標準温度で測定することによって評価される。本発明の光架橋コーティング組成物の典型的な吸水率（water absorption value）は、０．０１〜０．８重量％の範囲である。他の実施形態では、吸水率は、０．０５〜０．２重量％であり、また更なる実施形態では、０．１重量％である。
【００２１】
本光架橋性フルオロポリマーは、フルオロオレフィンモノマーから生じる繰り返し単位を含む。フルオロオレフィンは、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーである。いくつかの実施形態では、これらのフルオロオレフィンに加えて、光架橋性フルオロポリマーは、トリフルオロエチレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ペルフルオロジメチルジオキソール、トリフルオロプロピレン、ペルフルオロ（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン、ヘキサフルオロイソブチレン、メチル３−［１−［ジフルオロ［（トリフルオロビニル）オキシ］メチル］−１，２，２，２−テトラフルオロエトキシ］−２，２，３，３−テトラフルオロプロピオネート、２−［１−［ジフルオロ［（１，２，２−トリフルオロエテニル）オキシ］メチル］−１，２，２，２−テトラフルオロエトキシ］−１，１，２，２−テトラフルオロ−フッ化エタンスルホニル、又はこれらの組み合わせを含む、本フルオロポリマーに共重合可能な他のフッ素化モノマーから生じる繰り返し単位を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光架橋性フルオロポリマーを形成するフルオロオレフィンモノマーは、上述のフルオロオレフィンからなるか、又は上述のフルオロオレフィンから本質的になってもよい。
【００２２】
フルオロオレフィンは、フルオロポリマー内の繰り返し単位の総量に基づき、４０〜６０モル％の量で光架橋性フルオロポリマー中に組み込まれる。いくつかの実施形態では、フルオロオレフィンは、４２〜５８モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。他の実施形態では、フルオロオレフィンは、４５〜５５モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。
【００２３】
本光架橋性フルオロポリマーは、少なくとも１つのアルキルビニルエーテルモノマー及び／又はアリールビニルエーテルモノマーから生じる繰り返し単位を含む。本明細書で使用する場合、アルキルビニルエーテルは、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル又はＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるものである。例となるアルキルビニルエーテルとしては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｓｅｃ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、イソアミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、及びシクロヘキシルビニルエーテルがある。いくつかの実施形態では、アルキルビニルエーテルは、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、又はこれらの組み合わせからなる、又は本質的になる。本発明で使用する場合、アリールビニルエーテルは、アリール基が非置換（フェニル）又は置換（例えば、アルキルフェニル（例えば、トリル、キシリル、−Ｃ６Ｈ４（ＣＨ２ＣＨ３））、ハロフェニル、アミノフェニル）されているものである。例となるアリールビニルエーテルとしては、フェニルビニルエーテルがある。
【００２４】
アルキルビニルエーテル及び／又はアリールビニルエーテルは、光架橋性フルオロポリマー内の繰り返し単位の総量に基づき、４０〜６０モル％の量で光架橋性フルオロポリマー中に組み込まれる。いくつかの実施形態では、アルキルビニルエーテル及び／又はアリールビニルエーテルは、４２〜５８モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。他の実施形態では、アルキルビニルエーテル及び／又はアリールビニルエーテルは、４５〜５５モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。
【００２５】
本光架橋性フルオロポリマーは、少なくとも１つのアルケニルシランモノマーから生じる繰り返し単位を含む。本発明で使用する場合、アルケニルシランは一般式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４に対応し、式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、並びに、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される。
【００２６】
アルケニルシランのＲ１のエチレン性不飽和炭化水素ラジカルは、フルオロオレフィン及びアルキルビニルエーテル又はアリールビニルエーテルと合わさった光架橋性フルオロポリマー主鎖に有利に共重合することができる不飽和炭化水素ラジカルである。いくつかの実施形態では、エチレン性不飽和炭化水素ラジカルは、２〜５個の炭素原子を有するものである。いくつかの実施形態では、エチレン性不飽和炭化水素ラジカルは、エテニル（ビニル）、２−プロペニル（アリル）、１−プロペニル、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル、２−ペンテニルなどである。好ましい実施形態では、エチレン性不飽和炭化水素ラジカルはエテニルである。
【００２７】
アルケニルシランのＲ２ラジカルは、アリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルである。Ｒ２ラジカルは、シランのケイ素原子に結合した比較的立体的に嵩高い置換基となるように本発明者によって選択された。これは本発明者によって発見されたものであり、有利な共重合及びエチレン性不飽和炭化水素ラジカルを介してアルケニルシランを光架橋性フルオロポリマー主鎖に組み込むことが可能となり、更に、周囲温度及び特別な対策をしないで少なくとも三ヶ月の間、有機溶媒中で溶解したままとなり、かつ不所望にゲルを形成しないような（例えば、シランアルコキシラジカルの加水分解とそれに続くケイ素−酸素架橋（例えば、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）によってゲルを形成しない）相安定貯蔵期間を有するフルオロポリマーをもたらす。一実施形態では、Ｒ２は、アリール、例えば、フェニル、ナフチルなどである。別の実施形態では、Ｒ２は、アリール置換炭化水素ラジカル、例えば、ベンジル、−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ５などである。別の実施形態では、Ｒ２は、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカルである。別の実施形態では、Ｒ２は、置換又は非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルである。例となるＲ２ラジカルとしては、イソプロポキシ（−ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３、２−プロポキシ）、イソブトキシ（１−メチルプロポキシ、−ＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、ｓｅｃブトキシ（２−メチルプロポキシ、−ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３））、ｔｅｒｔブトキシ（２−メチル−２−プロポキシ、−ＯＣ（ＣＨ３）３））などがある。好ましい実施形態では、Ｒ２は、イソプロポキシである。
【００２８】
アルケニルシランのＲ３及びＲ４ラジカルは、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される。一実施形態では、Ｒ３及びＲ４は同一である。
【００２９】
一実施形態では、アルケニルシランは、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４ラジカルが同一であるトリアルコキシシランである。
【００３０】
例となる本発明のアルケニルシランとしては、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリイソプロポキシシラン、ブテニルトリイソプロポキシシラン、及びビニルフェニルジメトキシシランがある。好ましい実施形態では、本発明のアルケニルシランモノマーは、ビニルトリイソプロポキシシランである。いくつかの実施形態において、アルケニルシランは、ビニルトリイソプロポキシシランからなる、又はビニルトリイソプロポキシシランから本質的になる。このようなアルケニルシランは、例えば、Ｇｅｌｅｓｔ社（米国、ペンシルベニア州、Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ）から入手可能である。
【００３１】
一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、メチルビニルエーテル、及びビニルトリイソプロポキシシランモノマーから生じる繰り返し単位から本質的になる、又はそれらからなる。一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、エチルビニルエーテル、及びビニルトリイソプロポキシシランモノマーから生じる繰り返し単位から本質的になる、又はそれらからなる。
【００３２】
いくつかの実施形態によれば、アルケニルシランは、光架橋性フルオロポリマーの形成に使用されるモノマーの総量に基づき、０．２〜１０モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。他の実施形態によれば、アルケニルシランは、１．２〜８モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれ、更に他の実施形態では、１．４〜７モル％の量でフルオロポリマー中に組み込まれる。
【００３３】
一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、フルオロオレフィンから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％含み、アルキルビニルエーテル又はアリールビニルエーテルから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％含み、かつアルケニルシランから生じる繰り返し単位を０．２〜１０モル％含む。一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、４０〜６０モル％のフルオロオレフィンから生じる繰り返し単位と、アルキルビニルエーテル又はアリールビニルエーテルから生じる４０〜６０モル％の繰り返し単位と、かつアルケニルシランから生じる０．２〜１０モル％の繰り返し単位とから本質的になる。一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、フルオロオレフィンから生じる４０〜６０モル％の繰り返し単位と、アルキルビニルエーテル又はアリールビニルエーテルから生じる４０〜６０モル％の繰り返し単位と、かつアルケニルシランから生じる０．２〜１０モル％の繰り返し単位とからなる。
【００３４】
光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するための本組成物の一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、エチルビニルエーテル及びビニルトリイソプロポキシシランから生じる繰り返し単位を含み、５０，０００〜３３０，０００ダルトンの重量平均分子量を有し、キャリア媒体は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、溶液は、１５〜２５重量％のフルオロポリマーを含有する。光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するための本組成物の別の実施形態では、光架橋フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、エチルビニルエーテル及びビニルトリイソプロポキシシランから生じる繰り返し単位を含み、１２０，０００〜３３０，０００ダルトンの重量平均分子量を有し、キャリア媒体は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、溶液は、１５〜２５重量％のフルオロポリマーを含有する。光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するための本組成物の別の実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレンから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％、エチルビニルエーテルから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％、及びビニルトリイソプロポキシシランから生じる繰り返し単位を０．２〜１０モル％含み、５０，０００〜３３０，０００ダルトンの重量平均分子量を有し、キャリア媒体は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、溶液は、１５〜２５重量％のフルオロポリマーを含有する。光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するための本組成物の別の実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、テトラフルオロエチレンから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％、エチルビニルエーテルから生じる繰り返し単位を４０〜６０モル％、及びビニルトリイソプロポキシシランから生じる繰り返し単位を０．２〜１０モル％含み、１２０，０００〜３３０，０００ダルトンの重量平均分子量を有し、キャリア媒体は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、溶液は、１５〜２５重量％のフルオロポリマーを含有する。
【００３５】
いくつかの実施形態によれば、光架橋性フルオロポリマーは、１０，０００〜３５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。他の実施形態によれば、光架橋性フルオロポリマーは、１００，０００〜３５０，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。他の実施形態では、光架橋性フルオロポリマーの重量平均分子量は、重量平均分子量の最小値から重量平均分子量の最大値までを含む範囲内であり得るが、その最小値は、１０，０００、２０，０００、３０，０００、４０，０００、５０，０００、６０，０００、７０，０００、８０，０００、９０，０００、１００，０００、１１０，０００、１２０，０００、１２５，０００、１３０，０００、１４０，０００、１５０，０００、１６０，０００、又は１７０，０００ダルトンであり、かつ最大値は、３５０，０００、３４０，０００、３３０，０００、３２０，０００、３１０，０００、又は３００，０００ダルトンであり得る。一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、約２００，０００ダルトンの重量平均分子量を有する。
【００３６】
光架橋性フルオロポリマーは、公知の方法に従って製造することができる。いくつかの実施形態では、モノマーを、溶媒を使用せずに重合してもよく、別の実施形態では、モノマーを、溶媒中で重合してもよく、この溶媒は、光架橋性フルオロポリマー用溶媒であってもなくてもよい。他の実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、モノマーのエマルション重合によって生成されてよい。所望の光架橋性フルオロポリマーを生成するため、モノマー、少なくとも１つのフリーラジカル反応開始剤、及び任意選択的に酸受容体をオートクレーブに投入し、大気圧から１，５００気圧の高さまでの圧力において、１０分間〜２４時間、２５〜２００℃の温度まで加熱してよい。次に、得られた生成物をオートクレーブから取り出し、濾過、洗浄、及び乾燥して光架橋性フルオロポリマーを得ることができる。
【００３７】
光架橋性フルオロポリマーを製造するための重合方法に使用される好適なフリーラジカル反応開始剤は、任意の既知のアゾ系及び／又は過酸化物反応開始剤であってよい。例えば、ジ（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）ジカルボネート、ジ−ｔ−過酸化ブチル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、２，２−アゾジイソブチロニトリル、２，２−アゾビス（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、ジメチル−２，２−アゾビス（イソブチレート）、又はこれらの組み合わせを使用してよい。使用できるフリーラジカル反応開始剤の量は、モノマー混合物中のモノマーの総量に基づき、０．０５〜４重量％の範囲内である。他の実施形態では、使用されるフリーラジカル反応開始剤の量は、０．１〜３．５重量％であり、なお更なる実施形態では、０．２〜３．２５重量％である。全ての重量％は、モノマー混合物中のモノマーの総量に基づく。
【００３８】
酸受容体は、光架橋性フルオロポリマーを形成するための重合方法においても使用することができる。酸受容体は、金属炭酸塩又は金属酸化物、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、又はこれらの組み合わせであってよい。酸受容体は、０〜５重量％で存在し得る。他の実施形態では、酸受容体は、０．１〜４重量％で存在してよく、なお更なる実施形態では、０．２〜３重量％で存在してよい。全ての重量％は、モノマー混合物中のモノマーの総量に基づく。酸受容体は、フルオロオレフィン中に存在し得る、又は、重合工程中に発生し得る、フッ化水素などの酸を中和するために存在する。
【００３９】
本開示はまた、ｉ）光架橋性フルオロポリマーと、ｉｉ）光酸発生剤と、ｉｉｉ）任意の光増感剤と、ｉｖ）キャリア媒体と、を含む、光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するためのコーティング組成物にも関する。コーティング組成物はまた、任意選択的に、ｖ）添加剤を含んでもよい。コーティング組成物は、基材上に光架橋性フルオロポリマーの連続コーティングを製造することを可能にし、その後、光架橋性フルオロポリマーが光架橋される。コーティング組成物は、単に、構成成分を所望の割合で、室温で混合することによって調製することができる。コーティング組成物の主成分は、光架橋性フルオロポリマー及びキャリア媒体である。一般に、コーティング組成物は、５〜３５重量％の光架橋性フルオロポリマーと、６５〜９５重量％のキャリア媒体とを含む。光架橋性フルオロポリマーが３５重量％を超えると、コーティング組成物の粘度が、室温でコーティングするのが困難なほどになる。光架橋性フルオロポリマーが５重量％を下回ると、（１つのコートのコーティングプロセスにおいて）生成されるフィルムの厚さが、コーティング層として有用であるには薄すぎとなる。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、１０〜３０重量％の光架橋性フルオロポリマーと、７０〜９０重量％のキャリア媒体と、を含む。
【００４０】
好適なｉｉ）光酸発生剤は、当該技術分野において既知であり、例えば、（ｐ−イソプロピルフェニル）（ｐ−メチルフェニル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）−ボレート、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）ＧＳＩＤ−２６−１（トリス［４−（４−アセチルフェニル）スルファニルフェニル］スルホニウム及びトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドの塩であり、ＢＡＳＦ（Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能）、トリス［（トリフルオロメタン）スルホニル］メタンとのビス（１，１−ジメチルエチルフェニル）ヨードニウム塩（これもＢＡＳＦから入手可能）、ビス（４−デシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートオキシラン、モノ［（Ｃ１２〜Ｃ１４−アルコキシ）メチル］誘導体（ＭｏｍｅｎｔｉｖｅからＵＶ９３８７Ｃとして入手可能）、４，４’，４’’−トリス（ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムトリフレート、４，４’−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）スルホニウムボレート、トリアリルスルホニウム−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリフェニルスルホニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）スルホニウムボレート、４，４’−ジ−ｔ−ブチルフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリス（ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メチルフェニル−４−（１−メチルエチル）フェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、又はこれらの組み合わせを挙げてよい。ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）ＧＳＩＤ−２６−１光酸発生剤は、光増感剤を別に加える必要がないため、特に有用である。光酸発生剤は、コーティング組成物中に、コーティング組成物の総量からキャリア媒体の量を差し引いた量に基づいて、約０．０１〜５重量％の量で存在してよい。他の実施形態では、光酸発生剤は、コーティング組成物の総量からキャリア媒体を差し引いた量に基づいて、０．１〜２重量％で存在してもよく、また更なる実施形態では、０．３〜１．０重量％の量で存在し得る。
【００４１】
本発明の光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するためのコーティング組成物はまた、任意にｉｉｉ）光増感剤を含み得る。好適な光増感剤としては、例えば、クリセン、ベンツピレン、フルオラントレン、ピレン、アントラセン、フェナントレン、キサントン、インダントレン、チオキサンテン−９−オン、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。いくつかの実施形態では、光増感剤は、２−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、４−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、フェノチアジン、又はこれらの組み合わせであってよい。任意の光増感剤は、コーティング組成物の総量からキャリア媒体の量を差し引いた量に基づいて、０〜５重量％の量で使用してよい。他の実施形態では、光増感剤は、組成物中に、０．０５〜２重量％の量で、なお更なる実施形態では、０．１〜１重量％の量で存在してよい。本コーティング組成物中の光酸発生剤及び光増感剤について報告された全ての重量％は、コーティング組成物中の固体成分の総重量に基づく。
【００４２】
光架橋フルオロポリマーコーティングを形成するためのコーティング組成物は、典型的には、ｉｖ）キャリア媒体（溶媒）に、コーティング組成物を溶解させた溶液又は分散させた分散液として、基材の少なくとも一部に塗布される。これにより、コーティング組成物の層が塗布可能となり、基材上にコーティング組成物の滑らかで欠損を含まない層が得られる。好適なキャリア媒体としては、例えば、ケトン、エーテル、エーテルエステル、及びハロカーボンを挙げることができる。一実施形態では、キャリア媒体は、ケトン（例えば、アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン）、エステル（例えば、エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、ペンチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、ヘプチルアセテート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、イソブチルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルラクテート、エチルラクテート、γ−ブチロラクトン）、エーテル（例えば、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、アニソール）、ハロカーボン（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロエチレン）、又は、上に名前を挙げたキャリア媒体の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、キャリア媒体は、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、又はこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、溶媒は未反応溶媒であり、これは、キャリア媒体が、硬化工程後に光架橋コーティングの一部にならないことを意味する。
【００４３】
光架橋性コーティング組成物はまた、ｖ）１種以上の任意の添加剤も含んでよい。好適な添加剤としては、例えば、粘度調整剤、充填剤、分散剤、結合剤、界面活性剤、消泡剤、湿潤剤、ｐＨ調整剤、殺生物剤、制菌剤、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。このような添加物は、当該技術分野において周知である。典型的には、添加剤は、コーティング組成物の１０重量％未満をなす。
【００４４】
本開示はまた、光架橋コーティングを形成するためのプロセスであって、（１）光架橋性コーティング組成物を提供する工程であって、光架橋性コーティング組成物が、ｉ）光架橋性フルオロポリマーであって、（ａ）テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、及びペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）からなる群から選択されるフルオロオレフィン、（ｂ）アルキルビニルエーテルであって、アルキル基がＣ１〜Ｃ６直鎖飽和炭化水素ラジカル、若しくはＣ３〜Ｃ６分岐鎖若しくは環状飽和炭化水素ラジカルであるアルキルビニルエーテル、又はアリールビニルエーテルであって、アリール基が非置換若しくは置換されているアリールビニルエーテル、及び（ｃ）式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１がエチレン性不飽和炭化水素ラジカルであり、Ｒ２がアリール、アリール置換炭化水素ラジカル、分枝状Ｃ３〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルであり、かつ、Ｒ３及びＲ４が、直鎖状若しくは分枝状Ｃ１〜Ｃ６アルコキシラジカル、又は置換若しくは非置換環状Ｃ５〜Ｃ６アルコキシラジカルから独立して選択される）で表されるアルケニルシラン、を含むモノマーから生じる繰り返し単位を有する、光架橋性フルオロポリマーと、ｉｉ）光酸発生剤と、ｉｉｉ）任意の光増感剤と、ｉｖ）キャリア媒体と、を含む工程と、（２）光架橋性コーティング組成物の層を、基材の少なくとも一部の上に塗布する工程と、（３）キャリア媒体の少なくとも一部を除去する工程と、（４）光架橋性コーティング組成物の層の少なくとも一部に紫外線を照射する工程と、（５）光架橋性コーティング組成物の塗布層を加熱する工程と、（６）未架橋の光架橋性フルオロポリマーの少なくとも一部を除去する工程と、を含むプロセスに関する。一実施形態では、光架橋性フルオロポリマーは、１０，０００〜３５０，０００ダルトンの数平均分子量を有し、光架橋コーティング組成物の層は、１ＭＨｚで測定したときに２．０〜３．０の誘電率を有し、光架橋コーティング組成物の層は、０．５〜１５μｍの厚さを有し、０．５μｍ以上の幅を有する光架橋形成部を有する。
【００４５】
光架橋コーティング組成物の塗布層の厚さは、０．５〜１５μｍである。いくつかの実施形態では、光架橋コーティング組成物の塗布層の厚さは、１〜１５μｍである。いくつかの実施形態では、光架橋コーティング組成物の塗布層の厚さは、４〜１０μｍである。
【００４６】
光架橋性コーティング組成物の層は、導電性材料、半導性材料、及び／又は非導電材料などの、様々な基材に塗布できる。例えば、基材は、ガラス、ポリマー、無機半導体、有機半導体、酸化スズ、酸化亜鉛、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛スズ、酸化インジウムガリウム、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化インジウムガリウム亜鉛、酸化インジウムスズ亜鉛、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、窒化ケイ素、銅、アルミニウム、金、チタン、又はこれらの組み合わせであってよい。光架橋性コーティング組成物の層を、スピンコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、ローラーコーティング、ブラッシング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、リソグラフ印刷、ディップコーティング、ブレードコーティング又はドロップコーティング法によって塗布できる。スピンコーティングは、過剰量の光架橋性コーティング組成物を基材に塗布し、その後、基材を高速で回転させて遠心力で組成物を広げることを含む。得られたフィルムの厚さは、スピンコーティング速度、光架橋性コーティング組成物の濃度、及び使用したキャリア媒体に依存して変化し得る。温度、圧力、及び湿度などの周囲条件も、光架橋性コーティング組成物の塗布層の厚さに影響し得る。
【００４７】
基材に塗布した後でありかつ照射（光架橋）が行われる前において、コーティング組成物の塗布層の高温への曝露、大気圧未満の圧力への曝露、塗布層上への直接的若しくは間接的ガス吹き込み、又はこれらの方法の組み合わせを用いて、キャリア媒体の少なくとも一部を除去できる。例えば、空気中又は任意選択的に少量の窒素ガスをパージした真空オーブン中で、コーティング組成物の塗布層を加熱してよい。別の実施形態では、キャリア媒体を除去するため、コーティング組成物の塗布層を６０〜１１０℃の温度に加熱してよい。
【００４８】
続いて、光架橋性コーティング組成物の塗布層の少なくとも一部を光に曝露することによって、照射（すなわち、架橋）を行ってもよい。光は、典型的には、１５０〜５００ナノメートル（ｎｍ）の波長の紫外線（ＵＶ）光である。いくつかの実施形態では、紫外線は、２００〜４５０ｎｍの波長であってよく、別の実施形態では、３２５〜４２５ｎｍの波長であってよい。なお更なる実施形態では、曝露は、複数の波長への曝露によって、又は、選択した波長、例えば、４０４．７ｎｍ、４３５．８ｎｍ、若しくは３６５．４ｎｍのＵＶを照射することによって実行されてよい。多くの好適なＵＶランプがこの業界で既知であり、それを使用できる。
【００４９】
光架橋性コーティング組成物は、ＵＶ−Ａ光を用いて光架橋できる。光源への総曝露量が、１０〜１０，０００ミリジュール／ｓｑｕａｒｅ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ（ｍＪ／ｃｍ２）であるとき、架橋を達成できる。他の実施形態では、紫外線曝露は、５０〜６００ｍＪ／ｃｍ２であり得る。曝露を、空気又は窒素雰囲気中で実施してよい。
【００５０】
所望の架橋形成部を形成するため、光架橋性コーティング組成物の塗布層の少なくとも一部に照射を実行し、照射された部分のみにおいて架橋プロセスを開始させてよい。光架橋性コーティング組成物の塗布層をマスクしてもよく、又は、集光光源を用いて照射工程を実施し、架橋される部分にのみ光が接触するようにしてもよい。これらの手法は、当該技術分野において周知である。例えば、マスクを、光架橋性コーティング組成物の塗布層に直接施してもよい。この方法は、密着焼きとして知られている。別の実施形態では、近接プリンティングと呼ばれる別の実施形態では、マスクを、実際に層に接触させずに、光架橋性コーティング組成物の塗布層のわずかに上方に保持する。第三の実施形態では、露光装置が光を正確に投射し、収束させるため、実際の物理的なマスクが不要である。いくつかの実施形態では、マスクは、クロム又は他の金属製マスクであってよい。
【００５１】
図１は、光架橋形成部の例の断面図を示す。図１Ａでは、基材１が、上面に塗布された光架橋性コーティング組成物の層２と共に示される。図１Ｂは、光架橋性コーティング組成物の一部を照射し、コーティング組成物の未架橋部を除去した後の基材１及び光架橋コーティング組成物２ａを示す。幅３として計測される距離は、光架橋形成部の幅である。
【００５２】
ＵＶ光への曝露後、コーティング組成物の層を加熱してもよい。加熱工程は、６０〜１５０℃の温度において実施してよい。別の実施形態では、加熱は、６０〜１３０℃の温度において実施してよく、なお更なる実施形態では、８０〜約１１０℃の温度において実施してよい。コーティング組成物を、高温に約１５秒間〜約１０分間曝露してよい。別の実施形態では、この時間は、３０秒間〜５分間であってよく、なお更なる実施形態では、１分間〜３分間であってよい。
【００５３】
ひとたびコーティング組成物が加熱されると、未架橋の光架橋性フルオロポリマーを溶解するキャリア媒体を用いて光架橋性コーティング組成物を溶解することによって、未架橋の光架橋性コーティング組成物を除去してよい。場合によっては、除去工程後に少量の未架橋の光架橋性コーティング組成物が残る場合がある。そのような残ったフルオロポリマーは、必要に応じてプラズマ又は別の洗浄工程を用いて除去してよい。キャリア媒体は、光架橋性フルオロポリマーの溶媒及び非溶媒の混合物であってよい。いくつかの実施形態では、溶媒対非溶媒の比率は、１：０〜３：１であってよい。別の実施形態では、溶媒対非溶媒の比率は、１：０．１〜３：１であってよい。溶媒は、未架橋の光架橋性フルオロポリマーの溶媒和能を有する、キャリア媒体として挙げられるもののうちの任意のものであってよい。いくつかの実施形態では、溶媒は、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、又はこれらの組み合わせであってよい。別の実施形態では、非溶媒は、ヘキサン及び／又はイソプロパノールであってよい。いくつかの実施形態では、未架橋の光架橋性コーティング組成物を除去するための溶媒の適用は、段階的に実施することができる。一実施形態では、２工程プロセスを使用することができるが、その第１の工程は溶媒によって又は溶媒と非溶媒との混合物によって処理することを伴い、第２の工程は、非溶媒によって又は溶媒と非溶媒との混合物によって処理することを伴う。別の実施形態では、多工程プロセス、例えば３工程プロセスを使用することができ、その第１の工程は溶媒によって処理することを伴い、第２の工程は、溶媒と非溶媒との混合物によって処理することを伴い、第３の工程は、非溶媒によって処理することを伴う。
【００５４】
いくつかの実施形態では、溶媒を使用して未架橋の光架橋性コーティング組成物を除去した後、光架橋コーティング組成物の塗布層を含有する基材を、最終的に熱硬化させてよいが、この工程は、この分野において「ハードベーク」と呼ばれることもある。この加熱工程は、本発明の光架橋コーティング組成物に対して、１７０〜２１０℃、好ましくは１９０℃の温度で、０．５〜３時間にわたって実施することができる。他の実施形態では、この加熱工程は、更に高温で、比較的短い時間にわたって実行することができるが、ただしこの高い温度が、コーティングされた基材に悪影響を及ぼさないことを条件とする。最終的なハードベーク工程は、基材上に最終的な光架橋コーティング組成物を提供し、その結果得られた電子機器は、必要に応じて更に加工処理することができる。
【００５５】
また本開示のコーティング層は、発光ダイオード中でバンク層として使用することもできる。この特定の用途では、例えば、有機発光ダイオードを用いるディスプレイデバイスの製造において、コーティング層を用いて、１つのダイオードを別のものと分離することができ、バンク層は、赤色、青色、及び緑色発光ダイオードを分離するバリア層としての機能を果たし得る。コーティング層は、有機発光ダイオードのバンク層として特に有用であり得る。
【００５６】
また本開示は、光架橋コーティング組成物の層を備える物品にも関する。
【実施例】
【００５７】
化学薬品の供給源：
ａ）ＰＧＭＥＡ（１−メトキシ−２−プロピルアセテート、リソグラフィ等級）（ＪＴ  Ｂａｋｅｒ社（ペンシルベニア州、Ｃｅｎｔｅｒ  Ｖａｌｌｅｙ）製、ＪＴＢ−６３４３−０５）
ｂ）ビニルトリイソプロポキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社（ペンシルベニア州、Ｍｏｒｒｉｓｉｖｉｌｌｅ）製、ＳＩＶ９２１０）
ｃ）１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社（マサチューセッツ州、Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ）製、Ｈ３３７３７）
ｄ）エチルビニルエーテル（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社（マサチューセッツ州、Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ）製、Ａ１５６９１−０Ｆ）
ｅ）無水炭酸カリウム（ＥＭＤ社（ペンシルベニア州、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ）製、ＰＸ１３９０−１）
ｆ）Ｖ−６０１反応開始剤、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート（Ｗａｋｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社（バージニア州、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ）製）
ｇ）アセトン（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｅｎｆｉｃ社（ニュージャージー州、Ｆａｉｒ  Ｌａｗｎ）製、Ａ９２９−４）
ｈ）２−イソプロピルチオキサントン（ＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ社製、Ｉ０６７８、ＣＡＳ  ５４９５−８４−１）
ｉ）（ｐ−イソプロピルフェニル）（ｐ−メチルフェニル）イオニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（Ｇｅｌｅｓｔ社製、ＯＭＢＯ０３７、ＣＡＳ  １７８２３３−７２−２）
【００５８】
実施例１：ポリ（テトラフルオロエテン／エチルビニルエーテル／ビニルトリイソプロポキシシラン）（フルオロポリマー＃１）の調製
約−２０℃未満に冷却した４００ｍＬオートクレーブに、０．５ｇの粉末炭酸カリウム、０．２４ｇのＶ−６０１反応開始剤（ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート）、３．２ｇのビニルトリイソプロポキシシラン、３６ｇ（０．５モル）のエチルビニルエーテル、及び２００ｍＬ（２５０ｇ）の１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンを投入する。オートクレーブを排気し、５０ｇ（０．５モル）のＴＦＥを更に投入する。反応混合物を振盪し、６６℃に加熱する。オートクレーブ中の圧力を、最大２００ｐｓｉｇまで上げ、８時間後に７５ｐｓｉｇまで低下させる。冷却すると、粘稠液体（最大２３０ｇ）が得られる。これを１Ｌのナルゲン瓶に移し、２７０ｇのＰＧＭＥＡで希釈する。瓶をテープで封止し、ロールミル上で２時間回転させる。ポリマー溶液を２Ｌの丸底ガラスフラスコに移し、２５ミリバール（１９トル）まで減圧して揮発物を除去する。得られた溶液を２０ｐｓｉｇ空気圧下で、０．２〜０．４５μｍのカートリッジフィルタに通液させる。濾過は、滑らかで効率的である。ポリマー溶液（総量は最大４００ｇ、固形分は最大１５％）を、０．５Ｌのクリーンルームに準じたボトルに回収する。
【００５９】
核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）は、５０．０モル％のＴＦＥ、４８．５モル％のエチルビニルエーテル、及び１．５モル％のビニルトリイソプロポキシシランの組成を示す。ヘキサフルオロイソプロパノール中のＳＥＣは、最大２００，０００の分子量を示す。
【００６０】
実施例２．ポリ（テトラフルオロエテン／エチルビニルエーテル／ビニルフェニルジエトキシキシシラン）（フルオロポリマー＃２）の調製
約−２０℃未満に冷却した４００ｍＬオートクレーブに、０．５ｇの粉末炭酸カリウム、０．２４ｇのＶ−６０１反応開始剤（ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート）、３．０６ｇのビニルフェニルジエトキシシラン、３６ｇ（０．５モル）のエチルビニルエーテル、及び２００ｍＬ（２５０ｇ）の１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンを投入する。オートクレーブを排気し、５０ｇ（０．５モル）のＴＦＥを更に投入する。反応混合物を振盪し、６６℃に加熱する。オートクレーブ中の圧力を、最大２００ｐｓｉｇまで上げ、８時間後に７５ｐｓｉｇまで低下させる。冷却すると、粘稠液体（最大２３０ｇ）が得られる。混合物にアセトン（７５ｍＬ）を添加し、数分間振盪すると、その結果粘性の低い液体が得られる。得られた混合物を２０〜３０ｐｓｉｇ空気圧下で、０．２〜０．４５μｍのカートリッジフィルタに通液させる。濾過は、滑らかで効率的である。ポリマー溶液は、ＰＴＦＥフィルムで表面を覆ったアルミニウムパン内に回収される。真空オーブン（熱なし）で高真空とドライアイストラップとを用いて５時間乾燥させた後、３日間にわたり、窒素フラッシングしながらハウスバキュームで乾燥させる。約６０ｇの固体ポリマーが得られる。ＮＭＲは、５０．０モル％のＴＦＥ、４８．５モル％のエチルビニルエーテル、及び１．５モル％のビニルフェニルジエトキシシランの組成を示す。ＴＨＦ溶媒中でのＳＥＣは、最大１７０，０００の分子量を示す。
【００６１】
実施例３．ポリ（テトラフルオロエテン／エチルビニルエーテル／ビニルトリス（１−メトキシ−２−プロポキシ）シラン）（フルオロポリマー＃３）の調製
約−２０℃未満に冷却した４００ｍＬオートクレーブに、０．５ｇの粉末炭酸カリウム、０．２４ｇのＶ−６０１反応開始剤（ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート）、３．０６ｇのビニルトリス（１−メトキシ−２−プロポキシ）シラン、３６ｇ（０．５モル）のエチルビニルエーテル、及び２００ｍＬ（２５０ｇ）の１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンを投入する。オートクレーブを排気し、５０ｇ（０．５モル）のＴＦＥを更に投入する。反応混合物を振盪し、６６℃に加熱する。オートクレーブ中の圧力を、最大２００ｐｓｉｇまで上げ、８時間後に７５ｐｓｉｇまで低下させる。冷却すると、粘稠液体（最大２３０ｇ）が得られる。混合物にアセトン（７５ｍＬ）を添加し、数分間振盪すると、その結果粘性の低い液体が得られる。得られた混合物を２０〜３０ｐｓｉｇ空気圧下で、０．２〜０．４５μｍのカートリッジフィルタに通液させる。濾過は、滑らかで効率的である。ポリマー溶液は、ＰＴＦＥフィルムで表面を覆ったアルミニウムパン内に回収される。真空オーブン（熱なし）で高真空とドライアイストラップとを用いて５時間乾燥させた後、３日間にわたり、窒素フラッシングしながらハウスバキュームで乾燥させる。約６０ｇの固体ポリマーが得られる。ＮＭＲは、５０．０モル％のＴＦＥ、４８．５モル％のエチルビニルエーテル、及び１．５モル％のビニルトリス（１−メトキシ−２−プロポキシ）シランの組成を示す。ＴＨＦ溶媒中でのＳＥＣは、最大１７０，０００の分子量を示す。
【００６２】
実施例４：フルオロポリマー１を使用した不動態化配合物
フルオロポリマー１（６．００ｇ）を、清浄な琥珀色瓶内内の３０．０ｇ（２９．１ｍＬ）のＰＧＭＥＡ（０．９７ｇ／ｍＬ）に溶解させ、ローラーミル上で約１６時間（一晩）回転させることにより、２０重量％の溶液を得る。この溶液に、２−イソプロピルチオオキサントン（０．０３０ｇ）及びｐ−イソプロピルフェニル）（ｐ−メチルフェニル）イオノニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（０．０３０ｇ）を添加し、ローラーミル上で約３０分間回転させることにより混合する。
【００６３】
実施例５：不動態化配合物を使用したパターン化ウエハ
２インチシリコンウエハを加圧水、その後、アセトン、次いでイソプロパノール（ＩＰＡ）で洗浄し、加圧Ｎ２を使用して完全に乾燥させる。ウエハをスピンコーター上に置き、目視で中心合わせする。実施例４の不動態化配合物約３ｍＬをウエハ上に注ぎ、５００ｒｐｍで５秒間広げる。次いで、ウエハを２，０００ｒｐｍで３０秒間スピニングさせる。ひとたびスピニングが停止されると、コーティングされたウエハを、スピンコーターから取り外し、精密ホットプレート上で９０℃の温度で２００秒間焼成する。
【００６４】
焼成したウエハを、ＮＸＱ８０００マスクアライナ上で、カスタム設計マスクを用いて、１００〜１２０ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光に曝露させる。曝露後、ウエハの曝露後焼成を、９０℃で１２０秒間実施する。ＰＧＭＥＡ及びＩＰＡをそれぞれ入れた２つの溶媒槽を、現像工程に使用する。ウエハを最初にＰＧＭＥＡ槽に入れ、槽全体を円運動で４分間穏やかに振盪させる。次いで、ウエハをＩＰＡ槽に移し、槽全体を円運動で１分間穏やかに振盪させる。これらの工程の後、ウエハをＩＰＡ槽から取り出し、加圧Ｎ２ガンを使用して乾燥させる。コーティングされたウエハを、精密ホットプレート上で、１９０℃の温度で９０分間硬化させる。これを室温に冷却し、光学顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ  Ａｘｉｏ）を用いてパターンの画像を得る。コーティングの厚さは、分光エリプソメータを使用して５スポット測定法によって測定すると、約５μｍである。図２は、パターン化された不動態化層を有する得られたウエハの平面視光学顕微鏡写真を（２０μｍスケールバーとともに）示す。
【００６５】
実施例６：フルオロポリマー１からのプレス加工試料
実施例４からの不動態化配合物を、まず真空オーブン（熱なし）で、高真空とドライアイストラップとを用いて５時間乾燥させた後、３日間にわたり、窒素フラッシングしながらハウスバキュームで乾燥させる。乾燥した試料に、まずＰＴＦＥフィルム、次いでアルミニウム箔を慎重に巻き付けて、いかなるＵＶ光への曝露も防止する。油圧プレス機（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ社製、モデル＃Ｐ−２１−８−Ｃ）を１００℃に予熱する。ステンレス鋼プレスプレート一片を、底部側プレス面上に載置する。１０ミルのＴｅｆｌｏｎ（商標）ＦＥＰフィルム一片を、プレスプレート上に置き、２．２５インチの直径を有する円形のカットオフ（厚さは１．０ｍｍ、直径２．２５インチのディスク試料用成形型として使用）を有するステンレス鋼金属片をフィルムの上に配置した。上記の乾燥したポリマー試料（最大４．５０ｇ）、続いてＦＥＰフィルム片、さらに次に別のプレスプレートを、成形型に入れる。熱いプレスの上面を下げて、相応の圧力をかけることなく、最大で約２分間にわたりアセンブリに接触させ、ポリマーを溶融させる。次に、２０，０００ｌｂの力をアセンブリに、最大で約１分間にわたってかけて、続いて３８，０００ｌｂの力を約５分間にわたってかける。圧力が解放された後、プレス機を水冷却システムによって４０℃以下まで冷却し、次いでアセンブリをプレス機から取り外す。２．２５インチの直径と１．０ｍｍの厚さとを有する成形された試料を、室温まで冷却した後、アセンブリから取り出す。成形されたディスク試料を、２，０００ワットの水銀ランプを備えたＦｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍに、コンベヤーベルト速度１６フィート／分で５回通過させる。次いで、試料を、水蒸気を供給しながら（窒素バブリングにより水を介して導入）、Ｎ２雰囲気中、２００℃で２時間にわたり焼成する。室温まで冷却した後、硬化した試料を得る。
【００６６】
実施例７：フルオロポリマー１からのプレス加工試料の吸水率測定
吸水率は、実施例６の試料から切り取られた小さな試料（最大約５５ｍｇ）に対して、２６℃の温度でＤＶＳ−ＥＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ社製）を用いて測定される。９０％相対湿度から１０％相対湿度への重量変化は０．１１％である。
【００６７】
実施例８：フルオロポリマー１からのプレス加工試料の誘電率測定
誘電率及び熱放散定数は、２３℃（±２℃）の温度及び相対湿度５０％（±１０％）で、実施例６からの直径２．２５インチのディスク試料を使用して、ＡＳＴＭのＤ１５０−１１法を用いて測定される。１ＭＨｚでは、誘電率は２．４７であり、熱放散定数は０．０２６である。
【００６８】
実施例９：テトラフルオロエチレン、エチルビニルエーテル、及びアリルグリシダルエーテルのポリマー（国際公開第２０１５／１８７４１３（Ａ１）号の「フルオロポリマー＃１」）と実施例１のフルオロポリマー１との間の接着性比較
試験手順：コーティングされた試験試料（様々な基材）を沸騰水に６時間にわたり浸漬する。これを取り出し、乾燥し、目視で検査する。ＡＳＴＭのＤ３３５９−０９法（テープ引き）を用いて接着性を確認する。この結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2020528097.tif 000002
【００７０】
実施例１０：不動態化配合物を使用したパターン化ウエハ
２インチシリコンウエハを加圧水、その後、アセトン、次いでイソプロパノール（ＩＰＡ）で洗浄し、加圧Ｎ２を使用して完全に乾燥させる。ウエハをスピンコーター上に置き、目視で中心合わせする。実施例４の不動態化配合物約３ｍＬをウエハ上に注ぎ、５００ｒｐｍで５秒間広げる。次いで、ウエハを２，０００ｒｐｍで３０秒間スピニングさせる。ひとたびスピニングが停止されると、コーティングされたウエハを、スピンコーターから取り外し、精密ホットプレート上で９０℃の温度で２００秒間焼成する。
【００７１】
焼成したウエハを、ＫＡＲＬＳＵＳＳマスクアライナ上で、カスタム設計マスクを用いて、８０ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光に曝露させる。曝露後、ウエハの曝露後焼成を、９０℃で１２０秒間実施する。次いで、ＰＧＭＥＡ及びＩＰＡを使用してウエハパターンを現像する。ウエハをスピナー上に置き、ＰＧＭＥＡですすぎ洗いした後、１，５００ｒｐｍで５秒間にわたりスピンさせる。次いで、ウエハをＰＧＭＥＡで５５秒間被覆し、次いでＰＧＭＥＡを除去し、次いでウエハを１，５００ｒｐｍで５秒間にわたりスピンさせる。直前の工程を４回繰り返す。次いで、ウエハをＩＰＡですすぎ、次にＩＰＡを除去し、次いでウエハを２，０００ｒｐｍで１０秒間にわたりスピンさせる。これらの工程の後、Ｎ２を用いてウエハを乾燥させる。コーティングされたウエハは、精密ホットプレート上で１９０℃の温度で９０分間にわたり硬化される。次いで、ウエハを室温に冷却し、光学顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ  Ａｘｉｏ／Ｌｅｉｃａ）を介してパターンの画像を得る。コーティングの厚さは、分光エリプソメータを使用して５スポット測定法によって測定すると、約５μｍである。
【００７２】
図３は、パターン化された不動態化層を有する得られたウエハの平面図光学顕微鏡写真である。暗い領域は、光架橋フルオロポリマー１層の存在に対応し、明るい領域は、フルオロポリマー１の層の不在（フルオロポリマー１が除去／エッチングされた形成部）に対応する。図３の上側２／３に位置する１２組の形成部中の、正方形の形成部（正方形をした明るい領域）は、５、１０、２０、３０、５０、及び１００μｍの形成部に対応する。この図３のこの部分の左上側では、これは６組の正方形の形成部に対応し、各々の個々の正方形は、１辺が５、１０、２０、３０、５０、又は１００μｍの正方形であり、同様の幅のフルオロポリマー１のスペーサによって互いに離間されている。図３のこの部分の右上側では、これは６組の正方形の形成部に対応し、各々の個々の正方形は、１辺が５、１０、２０、３０、５０、又は１００μｍの正方形であり、１辺の長さの半分に当たる厚さを有するフルオロポリマー１のスペーサによって互いに離間されている。図３の下側１／３に位置する水平線形成部は、フルオロポリマー１層にエッチングされた、５０、７５、又は１００μｍ幅の線に対応する。
【００７３】
図４は、図３の左上側にある、「５０」（μｍ）部分に見られる形成部の測定バーを追加した、拡大平面図光学顕微鏡写真である。図４は、光架橋フルオロポリマー１層の５０μｍの領域によって分離された、５０μｍの正方形の形成部のうちの４つを示す。
【００７４】
図５は、図３の左上側にある、「３０」（μｍ）部分に見られる形成部の測定バーを追加した、拡大平面図光学顕微鏡写真である。図５は、光架橋フルオロポリマー１層の３０μｍの領域によって分離された、３０μｍの正方形の形成部のうちの９つを示す。
【００７５】
図６は、図３の左上側にある、「２０」（μｍ）部分に見られる形成部の測定バーを追加した、拡大平面図光学顕微鏡写真である。図６は、光架橋フルオロポリマー１層の２０μｍの領域によって分離された、２０μｍの正方形の形成部のうちの１６つを示す。
【図１】
2020528097.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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