JP5196933B2 - 光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物およびそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Description
これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うための技術として提案されたナノインプリントリソグラフィが提案された。例えば、特許文献1、特許文献3にはシリコンウエハをスタンパとして用い、25ナノメートル以下の微細構造を転写により形成するナノインプリント技術が開示されている。
また、特許文献4には、半導体マイクロリソグラフィ分野に適用されるナノインプリントを使ったコンポジット組成物が開示されている。一方、微細モールド作製技術やモールドの耐久性、モールドの作製コスト、モールドの樹脂からの剥離性、インプリント均一性やアライメント精度、検査技術など半導体集積回路作製にナノインプリントリソグラフィを適用するための検討が活発化し始めた。
しかしながら、ナノインプリントリソグラフィで用いるレジストは、従来の半導体微細加工用フォトレジストと同様に、各種基板に応じたエッチング適性やエッチング後の剥離適性が必要であるにもかかわらず、十分に検討されていない。
光ナノインプリント法は、熱ナノインプリント法に対して、(1)加熱/冷却プロセスが不要であり、高スループットが見込まれる、(2)液状組成物を使用するため低加圧でのインプリントが可能である、(3)熱膨張による寸法変化がない、(4)モールドが透明でありアライメントが容易である、(5)硬化後、頑強な三次元架橋体が得られるなどの主な優位点が挙げられる。特にアライメント精度が要求されるような半導体微細加工用途やフラットパネルディスプレイ分野の半導体微細加工用途、あるいはフラットパネルディスプレイに必要な構造部材用途には適しており、具体的なフラットパネルディスプレイ構造部材は、特許文献18、特許文献19に記載のTFT(薄膜トランジスタ)基板に形成されるTFT素子上の層間絶縁膜、あるいはカラーフィルター基板上の平坦化層、スペーサーなどである。
光ナノインプリント法に関しては、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物の剥離性が重要であり、モールドやモールドの表面処理、具体的には、水素化シルセスキオキサンやフッソ化エチレンプロピレン共重合体モールドを使って付着問題を解決する試みなどがこれまでになされてきた。
このように光ナノインプリントで用いられる組成物に関し、粘度に関する要望の記載はあるものの、各用途に適合させるための材料の設計指針についての報告例は、これまでになかった。
(1)膜種によって選択されるエッチャント、エッチングガスに対しての適性、
(2)アンダーカットを生じないために、パターンとエッチング加工基板との密着性付与、
(3)エッチング前後でのパターンの寸法制御性を浴するために、エッチ液とレジストの濡れ性付与が重要である。
(4)モールドとの剥離性を高めるため、レジスト膜を疎水性にするとエッチ液とレジストの濡 れ性をより一層悪くし、エッチ残を生じやすくなってしまう点、
(5)光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物は、3次元の網目構造をとっているため 、ポジレジストに比較すると剥離が難しく、また網目構造をより強固にするとエッチング耐性は改 善されるものの、剥離が一層難しくなるという点、
(6)従来のフォトリソグラフィに比較して、光ナノインプリントリソグラフィは、モールド剥 離後、エッチング除去したい部分に残渣が生じやすいため、エッチング後も残渣を生じ易い点、な どが挙げられる。
ナノインプリント用の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物については、種々の材料が開示されているものの、ナノインプリントのフォトリソ工程、エッチング工程、剥離工程のいずれの工程でも好適に使えるためのナノインプリント材料の開示や材料の設計の指針はこれまでになかった。また、これまでインクジェット用組成物や光磁気ディスク用保護膜の用途で知られている無溶剤光硬化性組成物は、フォトリソ工程は、材料に共通部分があるものの、エッチング工程や剥離工程がないことがエッチングレジストと大きく異なる。そのため、これらの用途で適用する光硬化性樹脂をそのままエッチングレジストとして適用すると、エッチング工程や剥離工程で問題を起こすことが多かった。
(1)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、分子内にエチレン性不飽和結合を有する部位とヘテロ原子の少なくとも1種を有する部位を含有する1官能重合性不飽和単量体の1種を前記重合性不飽和単量体中10質量%以上含み、かつ、3官能以上の重合性不飽和単量体を前記重合性不飽和単量体中2〜50質量%以上含むことを特徴とする光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(2)前記1官能重合性不飽和単量体として、下記(a)、(b)および(c)より選ばれる化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする(1)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(a)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位およびヘテロ原子を含有する脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体
(b)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および−C(=O)−結合とNR結合(Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基)を有する重合性不飽和単量体
(c)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および炭素数が6〜12の脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体
(3)前記1官能重合性不飽和単量体として、(a)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位およびヘテロ原子を含有する脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体を少なくとも1種含み、かつ、該(a)の1官能重合性不飽和単量体のヘテロ原子が、O、NおよびSのいずれか1種以上であることを特徴とする(1)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(4)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(I)〜(VIII)より選択されるいずれか1種以上の1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(I)
一般式(II)
一般式(III)
一般式(IV)
一般式(V)
一般式(VI)
一般式(VII)
一般式(VIII)
(5)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(I)で表される1官能重合性不飽和単量体であって、m1が0または1であり、Z11の少なくとも一方が酸素原子であり、W11が−C(=O)−である1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(I)
(6)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(II)で表される1官能重合性不飽和単量体であって、m2が0または1である1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(II)
(7)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(III)で表される1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(III)
(8)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(IV)で表される1官能重合性不飽和単量体であって、R42およびR43は水素原子である1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(IV)
(9)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(V)で表される1官能重合性不飽和単量体であって、X51は単結合である1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(V)
(10)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(VI)で表される1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(VI)
(11)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(VII)で表される1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(VII)
(12)重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(VIII)で表される1官能重合性不飽和単量体を含む、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(VIII)
(13)さらに、少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する部位、ならびに、シリコーン原子および/またはリン原子を含有する第2の重合性不飽和単量体の少なくとも1種0.1質量%以上含む(1)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(14)さらに、少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する部位、ならびに、シリコーン原子および/またはリン原子を含有する第2の重合性不飽和単量体の少なくとも1種0.1質量%以上含む(3)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(15)(1)〜(14)のいずれか1項に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を塗布する工程、光透過性モールドを基板上のレジスト層に加圧し、前記光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を変形させる工程、モールド裏面または基板裏面より光を照射し、塗膜を硬化し、所望のパターンに嵌合するレジストパターンを形成する工程、光透過性モールドを塗膜から脱着する工程を含むパターン形成方法。
なお、本発明で言うナノインプリントとは、およそ数μmから数十nmのサイズのパターン転写をいう。
本明細書における「炭素数A〜B」なる表現には、特に述べない限り、置換基の炭素数は含まないものとして表現している。例えば、「炭素数6〜12の脂肪族環状部位」の場合、該環状の骨格を形成する炭素数が6〜12であることを意味する。
(1)室温での溶液流動性に優れるため、モールド凹部のキャビティ内に該組成物が流れ込みやすく、大気が取り込まれにくいためバブル欠陥を引き起こすことがなく、モールド凸部、凹部のいづれにおいても光硬化後に残渣が残りにくい。
(2)硬化後の硬化膜は機械的性質に優れ、塗膜と基板の密着性に優れ、塗膜とモールドの離型性に優れるため、モールドを引き剥がす際にパターン崩れや塗膜表面に糸引きが生じて表面荒れを引き起こすことがないため良好なパターンを形成できる。
(3)光硬化後の体積収縮が小さく、モールド転写特性に優れるため、微細パターンの正確な賦型性が可能である。
(4)塗布均一性に優れるため、大型基板への塗布・微細加工分野などに適する。
(5)膜の光硬化速度が高いので、生産性が高い。
(6)エッチング加工精度、エッチング耐性などに優れるので、半導体デバイスやトランジスタなどの基板加工用エッチングレジストとして好適に用いることができる。
(7)エッチング後のレジスト剥離性に優れ、残渣を生じないため、エッチングレジストとして好適に用いることができる。
ここで、1官能重合性不飽和単量体としては、下記(a)、(b)および(c)より選ばれる化合物好ましい。
(a)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位およびヘテロ原子(好ましくは、水素原子、窒素原子、硫黄原子)を含有する脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体
(b)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および−C(=O)−結合とNR結合(Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基)を有する重合性不飽和単量体
(c)分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および炭素数が6〜12の脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体
ここで、R11は水素原子またはメチル基が好ましい。R12、R13、R14、R15は、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。m1は、0または1が好ましい。Z11は、メチレン基、酸素原子、−NH−基が好ましく、2つのZ11の少なくとも一方が酸素原子であることがより好ましい。W11は−C(=O)−が好ましい。
n1が2以上のとき、R14、R15は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
R21は水素原子またはメチル基が好ましい。R22、R23、R24およびR25は、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ハロゲン原子、メトキシ基またはエトキシ基が好ましく、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基がさらに好ましい。n2は1または2が好ましい。m2は、0または1が好ましい。Y21はメチレン基または酸素原子が好ましい。
R32、R33、R34およびR35は、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基、ハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基が好ましく、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。n3は1または2が好ましい。X31は−C=O−、メチレン基、エチレン基が好ましい。Y32は、メチレン基または酸素原子が好ましい。
R64およびR65は、それぞれ、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。
R71およびR72は、それぞれ、水素原子またはメチル基が好ましく、R73は水素原子、メチル基またはエチル基が好ましい。
併用できる化合物の具体例としては、2−アクリロイロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシ2−ヒドロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2−アクリロイロキシプロピルフタレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸ダイマー、脂肪族エポキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性(以下「EO」という。)クレゾール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エピクロロヒドリン(以下「ECH」という)変性フェノキシアクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート、p−イソプロペニルフェノール、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、ビニルカルバゾール、イソシアネートメチル(メタ)アクリレート、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、イソシアネートn−プロピル(メタ)アクリレート、イソシアネートイソプロピル(メタ)アクリレート、イソシアネートn−ブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートイソブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートsec−ブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートtert−ブチル(メタ)アクリレート等のイソシアネートアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロイルメチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルn−プロピルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソプロピルイソシアネート、(メタ)アクリロイルn−ブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルsec−ブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルtert−ブチルイソシアネート等の(メタ)アクリロイルアルキルイソシアネートが例示される。
上記(a)、(b)および(c)より選ばれる1官能の重合性不飽和単量体は、通常、反応性希釈剤として用いられ、本発明の組成物の粘度を下げるのに有効であり、全重合性化合物の10質量%以上添加される。好ましくは、10〜80質量%、より好ましくは、20〜70質量%、特に好ましくは、30〜60質量%の範囲で添加される。
上記(a)、(b)および(c)より選ばれる1官能の重合性不飽和単量体の割合を、80質量%以下とすることにより、本発明の組成物を硬化した硬化膜の機械的な強度、エッチング耐性、耐熱性がより良好となる傾向にあり、光ナノインプリントのモールド材として用いる場合には、モールドが膨潤してモールドが劣化するのを抑止できる傾向にあり好ましい。一方で、上記(a)、(b)および(c)より選ばれる1官能の重合性不飽和単量体は、反応性希釈剤としてより良好であるため、全重合性化合物の10質量%以上添加されることが好ましい。
不飽和結合含有基を2個有する単量体(2官能重合性不飽和単量体)は、全重合性化合物の好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、特に好ましくは、70質量%以下の範囲で添加される。1官能および2官能重合性不飽和単量体体の割合は、全重合性化合物の、好ましくは1〜95質量%、より好ましくは3〜95質量%、特に好ましくは、5〜90質量%の範囲で添加される。不飽和結合含有基を3個以上有する多官能重合性不飽和単量体の割合は、全重合性不飽和単量体の、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、特に好ましくは、60質量%以下の範囲で添加される。重合性不飽和結合含有基を3個以上有する重合性不飽和単量体の割合を80質量%以下とすることにより、組成物の粘度を下げられるため好ましい。
さらに、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点溶剤を添加することもできる。これらは1種を単独使用してもよく、2種類以上を併用しても構わない。
これらの中でも、メトキシプロピレングリコールアセテート、2−ヒドロキシプロピン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノンなどが特に好ましい。
光重合開始剤の割合が0.1質量%未満では、感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度が劣るため好ましくない。一方、光重合開始剤の割合が11質量%を超えると、光透過性、着色性、取り扱い性などが劣化するため好ましくない。これまで、染料および/または顔料を含むインクジェット用組成物や液晶デイスプレイカラーフィルタ用組成物においては、好ましい光重合開始剤および/または光酸発生剤の添加量が種々検討されてきたが、ナノインプリント用等の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物についての好ましい光重合開始剤および/または光酸発生剤の添加量については報告されていない。すなわち、染料および/または顔料を含む系では、これらがラジカルトラップ剤として働くことがあり、光重合性、感度に影響を及ぼす。その点を考慮して、これらの用途では、光重合開始剤の添加量が最適化される。一方で、本発明の組成物では、染料および/または顔料は必須成分でなく、光重合開始剤の最適範囲がインクジェット用組成物や液晶デイスプレイカラーフィルタ用組成物等の分野のものとは異なる場合がある。
フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤が組成物中0.001未満では、塗布の均一性の効果が不十分であり、一方、5質量%を越えると、モールド転写特性を悪化させるため、好ましくない。本発明で用いるフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤は単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合せて使用してもよい。本発明では、フッ素系界面活性剤とシリコーン系界面活性剤の両方または、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことが好ましい。
特に、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことが最も好ましい。
ここで、フッ素・シリコーン系界面活性剤とは、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の両方の要件を併せ持つものをいう。
このような界面活性剤を用いることにより、本発明の組成物を、半導体素子製造用のシリコーンウェーハや、液晶素子製造用のガラス角基板、クロム膜、モリブデン膜、モリブデン合金膜、タンタル膜、タンタル合金膜、窒化珪素膜、アモルファスシリコーン膜、酸化錫をドープした酸化インジウム(ITO)膜や酸化錫膜などの、各種の膜が形成されるなど基板上の塗布時に起こるストリエーションや鱗状の模様(レジスト膜の乾燥むら)などの塗布不良の問題を解決する目的、およびモールド凹部のキャビティ内への組成物の流動性を良くし、モールドとレジスト間の離型性を良くし、レジストと基板間の密着性を良くする、組成物の粘度を下げる等が可能になる。特に、本発明の組成物において、上記界面活性剤を添加することにより、塗布均一性を大幅に改良でき、スピンコーターやスリットスキャンコーターを用いた塗布において、基板サイズに依らず良好な塗布適性が得られる。
本発明で用いる、フッ素・シリコーン系界面活性剤の例としては、商品名X−70−090、X−70−091、X−70−092、X−70−093、(いずれも信越化学工業社製)、商品名メガフアックR−08、XRB−4(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられる。
一つのポリシロキサン分子に上記したような変性方法の2つ以上を行うこともできる。
上記離型剤は1種類のみ或いは2種類以上を組み合わせて添加することができる。
離型剤の割合が0.01質量%以上だと、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物層の離型性向上効果が充分となる。一方、離型剤の割合が上記範囲を10質量%以内だと、組成物の塗工時のはじきによる塗膜面の面荒れの問題が生じにくく、製品において基材自身および近接する層、例えば、蒸着層の密着性を阻害しにくく、転写時に皮膜破壊等(膜強度が弱くなりすぎる)を引き起こしにくい等の点で好ましい。
本発明の組成物に任意成分として添加できるエラストマー粒子は、平均粒子サイズが好ましくは10nm〜700nm、より好ましくは30〜300nmである。例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/α−オレフィン系共重合体、エチレン/α−オレフィン/ポリエン共重合体、アクリルゴム、ブタジエン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体、スチレン/イソプレンブロック共重合体などのエラストマーの粒子である。またこれらエラストマー粒子を、メチルメタアクリレートポリマー、メチルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体などで被覆したコア/シェル型の粒子を用いることができる。エラストマー粒子は架橋構造をとっていてもよい。
帯電防止剤としては、アニオン系、カチオン系、非イオン系、両性系のいずれでも良い。具体的には、エレクトロストリッパーA(花王(株)製)、エレノンNo.19(第一工業製薬(株)製)等のアルキル燐酸塩系アニオン界面活性剤、アモーゲンK(第一工業製薬(株)製)等のベタイン系両性界面活性剤、ニッサンノニオンL(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル系非イオン界面活性剤、エマルゲン106、同120、同147、同420、同220、同905、同910(花王(株)製)やニッサンノニオンE(日本油脂(株)製)等のポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル系、多価アルコール脂肪酸エステル系、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル系、ポリオキシエチレンアルキルアミン系等のその他の非イオン系界面活性剤が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
光照射は、モールドを付着させた状態で行ってもよいし、モールド剥離後に行ってもよいが、本発明では、モールドを密着させた状態で行うのが好ましい。
本発明において用いられる光透過性モールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであれば良い。具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が例示される。
また、本発明に適用される光インプリントリソグラフィにおいては、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物の密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射しても良い。本発明において、好ましい真空度は、10-1Paから常圧の範囲で行われる。
エッチング処理は、適当な枚数をまとめて処理するバッチ方式でも良いし、一枚毎に処理する枚葉処理でも良い。
ウエットエッチングは、シャワー方式でも良いし、ディップ方式でもよいが、エッチングレート、面内均一性、配線幅の精度は処理温度に大きく依存するため、基板種、用途、線幅に応じて条件わ最適化する必要がある。また、前記ウエットエッチングを行う場合は、エッチング液の浸透によるアンダーカットを防止するためにポストベークを行うことが望ましい。通常これらのポストベークは90℃〜140℃程度で行われるが、必ずしもこれに限られてはいない。
前記ドライエッチングにおいて用いられるエッチャントガスとしては、それぞれの膜種に適合するエッチャントガスが使用される。a−Si/n+やs−Si用には四フッ化炭素(塩素)+酸素、四フッ化炭素(六フッ化硫黄)+塩化水素(塩素)、a−SiNx用には四フッ化炭素+酸素、a−SiOx用には四フッ化炭素+酸素、三フッ化炭素+酸素、Ta用には四フッ化炭素(六フッ化硫黄)+酸素、MoTa/MoW用には四フッ化炭素+酸素、Cr用には塩素+酸素、Al用には三塩化硼素+塩素、臭化水素、臭化水素+塩素、ヨウ化水素等が挙げられる。ドライエッチングの工程では、イオン衝撃や熱によりレジストの構造が大きく変質することがあり、剥離性にも影響する。
R−1:化合物(I−2)ガンマーブチロラクトンアクリレート(GBLA:ENF社製)
R−2:化合物(I−3)α−アクリロイキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン(Aldrich 社製試薬)
R−3:化合物(I−4)メバロニックラクトン(メタ)アクリレート(合成品:特開2004−2 243号公報に従って合成)
R−4:化合物(II−3)4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジ オキソラン(ビスコートMEDOL10:大阪有機工業社製)
R−5:化合物(II−5)4−アクリロイルオキシメチル−2シクロヘキシル−1,3−ジオキソ ラン(ビスコートHDOL10 大阪有機化学工業製)
R−6:化合物(II−7) (3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート(ビスコートOXE10 大阪有機化学工業製)
R−7:化合物(III−2)N−ビニルスクシンイミド(合成品)
DokladyAkademiiNaukRespublikiUzbekistan (1),39物−49(1993)に従って合成
R−8:化合物(III−6) N−ピペリジノエチルアクリレート(合成品)
Journal fuer Praktische Chemie (Leipzig), 7 , 308−10. (1959) に従って合成
R−9: 化合物(III−7) 2−プロペン酸2−メチル−オキシラニルメチルエステル(合成品)
Gaofenzi Xuebao(1), 109−14,(1993)に従って合成
R−10:化合物(III−8): N−モルフォリノエチルアクリレート(合成品)
American Chemical Society , 71 ,3164−5, (1949)に従って合成
R−11:化合物(IV−1)N−ビニル−2−ピロリドン(アロニックスM−150:東亜合成社 製)
R−12:化合物(IV−2)N−ビニルカプロラクトン(Aldrich社製試薬)
R−13:化合物(IV−3)N−ビニルスクシンイミド(合成品)
Kunststoffe Plastics , 4 , 257−64, (1957)に従って合成
R−14:化合物(IV−5)1−ビニルイミダゾール(Aldrich社製試薬)
R−15:化合物(IV−8)N−アクリロイルモルフォリン(ACMO:興人社製)
R−16:化合物(V−1)4−ビニル−1−シクロヘキセン1,2−エポキシド(セロキサイド ダイセル化学工業社製)
R−17:化合物(V−2)2−ビニル−2−オキサゾリン(VOZO:興人社製)
R−18:化合物(V−6)4−ビニル1,3−ジオキソラン−2−オン(Aldrich社製試薬)
R−19:化合物(VI−1) イソボルニルアクリレート(アロニックスM−156:東亜合成社 製)
R−20:化合物(VI−9)イソボルニルビニルエーテル(ダイセル化学工業製)
R−21:化合物(VII−2) N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA:興人社製)
R−22:化合物(VIII−1)N−ビニルホルムアミド(ビームセット770:荒川化学工業製)
R−23:化合物(IX−2)アクリル酸3−(トリメトキシシリル)プロピルエステル(東京化成 製 試薬)
R−24:化合物(IX−20) 2−メタクリロキシエチルアシッドホスフェート(ライトエステルP−1M:共栄社化学製)
R−25:化合物(IX−23)エチレンオキサイド変性リン酸ジメタクリレート(カヤマーPM−21:日本化薬社製)
R−26:化合物(II−8)テトラヒドロフルフリルアクリレート(ビスコート#150 大阪有機化学社製)
S−02:ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート(カラヤッドMANDA:日本化薬社製)
S−03:ポリエチレングリコールジアクリレート(ニューフロンティアPE−300:第一工業製薬社製)
S−04:トリプロピレングリコールジアクリレート(カラヤッドTPGDA:日本化薬社製)
S−05:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(SR−454: 化薬サートマー社製)
S−06:プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(ニューフロンティアTMP−3P:第一工業製薬社製)
S−07:ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート(Ebercryl 40:ダイセルUCB社製)
S−08:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(カラヤッドDPHA:日本化薬社製)
S−09:エチレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジアクリレート(フォトマー4160:サンノプコ社製)
S−10:ベンジルアクリレート(ビスコート#160:大阪有機化学社製)
S−11:フェノキシエチルアクリレート(ライトアクリレートPO−A:共栄社油脂社製)
S−12:トリメチロールプロパントリアクリレート(アロニックスM−309:東亜合成社製)
S−13:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(フロンティアHDDA:第一工業製薬製)
S−14:エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(SR−602:化薬サートマー社製)
S−15:エポキシアクリレート(エベクリル3701:ダイセルUCB社製)
S−16:エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(アロニックスM−211B:東亜合成社製)
S−17:アクアロンRN−20:第一工業製薬社製
<光重合開始剤>
P−1:2,4,6−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド(Lucirin TPO−L:BASF社製)
P−2:2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(Irgacure651:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
P−3:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocure1173:チバスペシャリティ・ケミカルズ社製)
P−4:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシドと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンの混合物(Darocure4265:チバスペシャリティ・ケミカルズ社製)
P−5:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1と2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンの混合物(Irgacure1300:チバスペシャリティ・ケミカルズ社製)
P−6:1−[4−ベンゾイルフェニルスルファニル]フェニル]−2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロパン−1−オン(ESACUR1001M:日本シイベルヘグナー社製)
P−7:2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−」 (Irgacure−907:チバ・スペシャリティケミカルズ社製)
P−8:ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティケミカルズ社製:Irgacure−184)
<界面活性剤>
W−1:フッ素系界面活性剤(トーケムプロダクツ社製:フッ素系界面活性剤)
W−2:シリコーン系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:メガファックペインタッド31)
W−3:フッ素・シリコーン系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:メガフアックR−08)
W−4:フッ素・シリコーン系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:メガフアックXRB−4)
W−5:アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤 (信越化学工業社製:サーフィノール465)
W−6:ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物 (竹本油脂社製:パイオニンP−1525)
W−7:フッ素系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:F−173)
W−8:フッ素系界面活性剤(住友スリーエム社製:FC−430)
W−9:フッ素系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:メガファックF470)
W−10:フッ素系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製:メガファックEXP.TF907)
A−01:2−クロロチオキサントン
A−02:9,10−ジブトキシアントラセン(川崎化成工業社製)
A−03:シランカップリング剤(ビニルトリエトキシシラン)(信越シリコーン製)
A−04:シリコーンオイル(日本ユニカー社製:L−7001)
A−05:2−ジメチルアミノエチルベンゾエート
A−06:ベンゾフェノン
A−07:4−ジメチルアミノ安息香酸エチル
A−08:変性ジメチルポリシロキサン(ビッグケミージャパン社製:BYK−307)
A−09:赤色225号(スダンIII)
A−10:N−エチルジエタノールアミン
A−11:プロピレンカーボネート(関東化学製)
A−12:分散剤(味の素ファインテクノ社製:PB822)
A−13:CI Pigment Black 7(クラリアントジャパン製)
実施例1〜25および比較例1〜20により得られた組成物の各々について、下記の評価方法に従って測定、評価した。
表1、2、表4は組成物に用いた重合性不飽和単量体(実施例、比較例)をそれぞれ示す。
表2、表5は組成物に用いた重合性不飽和単量体の配合比(実施例)をそれぞれ示す。
表3、表6は本発明の結果(実施例、比較例)をそれぞれ示す。
粘度の測定は、東機産業(株)社製のRE−80L型回転粘度計を用い、25±0.2℃で測定した。
測定時の回転速度は、0.5mPa・s以上5mPa・s未満は100rpm、5mPa・s以上10mPa・s未満は50rpm、10mPa・s以上は30mPa・s未満は20rpm、30mPa・s以上60mPa・s未満は10rpm、60mPa・s以上120mPa・s未満は5rpm、120mPa・s以上は1rpmもしくは0.5rpmで、それぞれ、行った。
光硬化性の測定は、高圧水銀灯を光源に用い、モノマーの810cm-1の吸収の変化をフーリエ変換型赤外分光装置(FT−IR)を用いて、硬化反応速度(モノマー消費率)をリアルタイムで行った。Aは、硬化反応速度が0.2/秒以上の場合を表し、Bは、硬化反応速度が0.2/秒未満の場合を表す。
密着性は、光硬化した光硬化性レジストパターン表面に、粘着テープを貼り付け、引き剥がした時に、テープ側に光硬化した光硬化性レジストパターンが付着あるか否か目視観察で判断し、以下のように評価した。
A:テープ側にパターンの付着が無い
B:テープ側に極く薄くではあるがパターンの付着が認められる
C:テープ側にはっきりとパターンの付着が認められる
剥離性は、光硬化後にモールドを引き剥がしたとき、未硬化物がモールドに残留するか否かを光学顕微鏡で観察し、以下のように評価した。
A:残留物無し
B:残留物有り
転写後のパターンの形状、転写パターンの残渣を走査型電子顕微鏡により観察し、残膜性およびパターン形状を以下のように評価した。
(残膜性)
A:残渣が観察されない
B:残渣が少し観察される
C:残渣が多く観察される
(パターン形状)
A:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとほぼ同一である
B:モールドのパターン形状の元となる原版のパターン形状と一部異なる部分(原版のパターンと20%未満の範囲)がある
C:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとはっきりと異なる、あるいはパターンの膜厚が原版のパターンと20%以上異なる
塗布性(I)
本発明の組成物を膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板上に厚さが5.0μmになるようにスピンコートした後、該ガラス基板を1分間静置して、面状観察を行い、以下のように評価した。
A:ハジキと塗布スジ(ストリエーション)が観察されない
B:塗布スジが少し観察された
C:ハジキまたは塗布スジが強く観察された
塗布性(II)
本発明の組成物を大型基板塗布用のスリットコーターレジスト塗布装置(平田機工(株)社製ヘッドコーターシステム)を用いて、膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板(550mm×650mm)上に塗布し、膜厚3.0μmのレジスト被膜を形成し、縦横に出る筋状のムラの有無を観察し、以下のように評価した。
A:筋状のムラが観察されなかった
B:筋状のムラが弱く観察された
C:筋状のムラが強く観察された、またはレジスト被膜にハジキが観察された
ガラス基板に形成した前記アルミニウム(Al)上に本発明の組成物をパターン状に形成、硬化後にアルミニウム薄膜をリン硝酸エッチャントによりエッチングを行い、10μmのライン/スペースを目視、および顕微鏡観察し、以下のように評価した。
A:線幅10±2.0μmのアルミニウムのラインが得られた
B:ラインの線幅のばらつき±2.0μmを超えるラインになった
C:ラインの欠損部分が存在した、または、ライン間が繋がっていた
総合評価は、以下の基準で行った。実質Bランク以上で実用に耐える。
A:Bランクが2項目以内。
B:Bランクが3項目。
C:Bランクが4項目以上、もしくはCランクが1項目でもある場合。
D:Dランクが1項目でもある場合。
重合性不飽和単量体として、ガンマーブチロラクトンアクリレート単量体(R−01)19.496g、トリプロピレングリコールジアクリレート単量体(R−29)68.24g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート単量体(R−30)9.748g、光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド(BASF社製 Lucirin TPO−L)(P−1)2.50g、界面活性剤として、EFTOP EF−122A(フッ素系界面活性剤、W−1)0.02gを精秤し、室温で24時間混合し、均一溶液とした。ここで用いた重合性不飽和単量体の組成比を表1に、組成物の配合を表2に示した。
この調整した組成物を膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板上に厚さが5.0μmになるようにスピンコートした。スピンコートした塗布基膜をORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm2)を光源とするナノインプリント装置にセットし、モールド加圧力0.8kN、露光中の真空度は10Torrで、10μmのライン/スペースパターンを有し、溝深さが5.0μmのポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング社製、SILPOT184を80℃60分で硬化させたもの)を材質とするモールドの裏面から100mJ/cm2の条件で露光し、露光後、モールドを離し、レジストパターンを得た。引き続き、リン硝酸エッチャントによりレジストに被覆されていないアルミニウム(Al)部を除去し、アルミニウム(Al)製の電極パターンを形成した。さらにレジスト剥離をモノエタノールアミン/ジメチルスルホキシド混合剥離液を用い、80℃にて3分間浸漬処理して行った。その結果を表2に示した。表3の結果より、本発明の組成物は、光硬化性、密着性、離型性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性の何れも満足のできるものであった。
重合性不飽和単量体として、α−アクリロイキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン単量体(R−2)38.97g、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート単量体(S−2)48.71g、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(S−6)9.742g、光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド(BASF社製 Lucirin TPO−L)(P−1)2.5g、界面活性剤として、大日本インキ化学工業社製メガフアックR−08(フッ素・シリコーン系界面活性剤)(W−3)を精秤し、室温で24時間混合し、均一溶液とした。該組成物を実施例1と同様にして露光、パターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表3に示した。表3の結果より、本発明の組成物は、光硬化性、密着性、離型性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性について総合的に満足のできるものであることが認められた。
実施例1と同様にして、表1に示す重合性不飽和単量体を表2に示す割合で混合し、表2に記載の組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、該組成物の特性を調べた。その結果を表3に示した。実施例3〜27のいずれの組成物も、光硬化性、密着性、離型性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性について総合的に満足のできるものであった。
特開平7−70472号公報に開示されている光ディスク保護膜用紫外線硬化塗料の比較例4に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、表5に記載の組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、該組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例1の組成物は、離型性、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)が満足できるものではなかった。
特開平4−149280号公報に開示されている光ディスクオーバーコート組成物の実施例に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例2の組成物は、密着性、残膜性、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性が満足できるものではなかった。
特開平7−62043号公報に開示されている保護コート組成物の実施例1に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターンニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例3の組成物は、残膜性、パターン形状、塗布性(スリット塗布性)、エッチング性が満足できるものではなかった。
特開2001−93192号公報に開示されている保護コート組成物の、比較例2に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例4の組成物は、密着性、エッチング性が満足できるものではなかった。
特開2001−270973号公報に開示されている紫外線および電子線硬化性組成物の実施例2に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例5の組成物は、光硬化性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性が満足できるものではなかった。
特開7−53895号公報に開示されている保護コート組成物の実施例1に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例6の組成物は、離型性、塗布性(スリット塗布性)、エッチング性が満足できるものではなかった。
特開2003−165930号公報に開示されているペインティング組成物の実施例1に記載の組成物を、本発明の実施例1と同様にして、表4に示す重合性不飽和単量体を表5に示す割合で混合し、組成物を調整した。この調整した組成物を実施例1と同様にしてパターニングし、組成物の特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例7の組成物は、密着性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性)、エッチング性が満足できるものではなかった。
工業調査会、2005年刊の「ビギナーズブック38 はじめてのナノインプリント技術」の157頁に記載のNVP(N−ビニルピロリドン)を含む組成物を、本願実施例1と同様にパターニングし、組成物特性を調べた。その結果を表6に示した。
表6に示すとおり、比較例8の組成物は、光硬化性、離型性、パターン形状、エッチング性が満足できるものではなかった。
さらに、本発明の組成物により、従来のフォトリソグラフィ法より実質上より経済的な電子部品の微細構造を作製することができる。
Claims (6)
- 重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、分子内にエチレン性不飽和結合を有する部位とヘテロ原子の少なくとも1種を有する部位を含有する1官能重合性不飽和単量体の1種を前記重合性不飽和単量体中10質量%以上含み、かつ、3官能以上の重合性不飽和単量体を前記重合性不飽和単量体中2〜50質量%以上含むことを特徴とする光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
- 前記1官能重合性不飽和単量体として、下記(a)、(b)および(c)より選ばれる化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項1に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
(a)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位およびヘテロ原子を含有する脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体
(b)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および−C(=O)−結合とNR結合(Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基)を有する重合性不飽和単量体
(c)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位および炭素数が6〜12の脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体 - 前記1官能重合性不飽和単量体として、(a)1分子中にエチレン性不飽和結合を有する部位およびヘテロ原子を含有する脂肪族環状部位を有する重合性不飽和単量体を少なくとも1種含み、かつ、該(a)の1官能重合性不飽和単量体のヘテロ原子が、O、NおよびSのいずれか1種以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
- 重合性不飽和単量体を88〜99質量%と、光重合開始剤0.1〜11質量%と、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種0.001〜5質量%とを含み、前記重合性不飽和単量体として、下記一般式(I)〜(VIII)より選択されるいずれか1種以上の1官能重合性不飽和単量体を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
一般式(I)
一般式(II)
一般式(III)
一般式(IV)
一般式(V)
一般式(VI)
一般式(VII)
一般式(VIII)
- さらに、少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する部位、ならびに、シリコーン原子および/またはリン原子を含有する第2の重合性不飽和単量体の少なくとも1種0.1質量%以上含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を塗布する工程、光透過性モールドを基板上のレジスト層に加圧し、前記光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を変形させる工程、モールド裏面または基板裏面より光を照射し、塗膜を硬化し、所望のパターンに嵌合するレジストパターンを形成する工程、光透過性モールドを塗膜から脱着する工程を含むパターン形成方法。
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