[go: up one dir, main page]

JP6176937B2 - インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法 - Google Patents

インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6176937B2
JP6176937B2 JP2013028701A JP2013028701A JP6176937B2 JP 6176937 B2 JP6176937 B2 JP 6176937B2 JP 2013028701 A JP2013028701 A JP 2013028701A JP 2013028701 A JP2013028701 A JP 2013028701A JP 6176937 B2 JP6176937 B2 JP 6176937B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photocurable composition
mold
film
meth
ether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013028701A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014077110A (ja
Inventor
伊藤 俊樹
伊藤  俊樹
三原 知恵子
知恵子 三原
陽司 川▲崎▼
陽司 川▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013028701A priority Critical patent/JP6176937B2/ja
Priority to KR1020157009270A priority patent/KR101726106B1/ko
Priority to US14/405,929 priority patent/US9982102B2/en
Priority to CN201380048860.6A priority patent/CN104662049B/zh
Priority to PCT/JP2013/075211 priority patent/WO2014046150A1/en
Priority to EP13839386.3A priority patent/EP2847234B1/en
Publication of JP2014077110A publication Critical patent/JP2014077110A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6176937B2 publication Critical patent/JP6176937B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0048Photosensitive materials characterised by the solvents or agents facilitating spreading, e.g. tensio-active agents
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/031Organic compounds not covered by group G03F7/029
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3083Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/3086Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/0023Etching of the substrate by chemical or physical means by exposure and development of a photosensitive insulating layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0073Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
    • H05K3/0076Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the composition of the mask
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0073Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
    • H05K3/0079Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the method of application or removal of the mask
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04Polymers of esters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2909/00Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2803/00 - B29K2807/00, as mould material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0113Female die used for patterning or transferring, e.g. temporary substrate having recessed pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/08Treatments involving gases
    • H05K2203/086Using an inert gas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/08Treatments involving gases
    • H05K2203/087Using a reactive gas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/107Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by filling grooves in the support with conductive material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

本発明は、インプリント用光硬化性組成物及び光硬化性組成物を用いた膜の製造方法に関する。
光ナノインプリント法は、被加工基材等の基板上に、所定のパターン形状を有するレジスト膜を作製する方法の1つであり、例えば、下記(a)乃至(d)の製造プロセスを有している。
(a)レジスト(光硬化性組成物)を配置する配置工程
(b)光硬化性組成物と表面に微細凹凸パターンが形成された型(モールド)とを接触させる型接触工程
(c)光硬化性組成物に光を照射する光照射工程
(d)光照射工程の後、光硬化性組成物とモールドとを引き離す離型工程
尚、上記(a)乃至(d)の製造プロセスを経て作製されるレジスト膜が有するパターン形状は、モールドの凹凸を基板上に配置されているレジスト膜に転写することによって形成される。
ところで光ナノインプリント方法を利用する際には、離型工程(工程(d))においてモールドをレジスト硬化物から引き離す(離型する)ために要する力、即ち、離型力を低減させることが重要な課題となっている。離型力が大きいと、パターンに欠陥が生じたり、基板がステージから浮き上がって位置合わせ精度が低下したりする等の課題が発生するためである。
また離型工程の前に行われる型接触工程(工程(b))においては、モールドと基板との隙間及びモールド表面に形成された凹凸パターンへ光硬化性組成物が充填される。ただしこの型接触工程においては、光硬化性組成物を充填させるのに長い時間を要したり、光硬化組成物が所定の空間に完全に充填しないことで生じる欠陥が生じたりするといった、光硬化性組成物の充填性に関する課題が発生している。
一方で、光ナノインプリント法で用いられる光硬化性組成物としては、例えば、特許文献1に開示されている少なくとも1種の重合性化合物と、重合開始剤と、フッ素系界面活性剤と、からなる組成物がある。また特許文献1には、フッ素系界面活性剤として、パーフロロアルキル鎖に炭化水素鎖が結合した化合物や、パーフロロアルキル鎖にエトキシ鎖やメトキシ鎖、シロキサンが結合した構造を有する化合物が用いられることも開示されている。
他方で、特許文献2には、フッ素系界面活性剤として、パーフロロポリエーテル構造を有する化合物が用いられることが開示されている。
特開2007−084625号公報 特開2006−80447号公報 国際公開第2006/114958号
Microelectric Engineering,Vol.82,P.60〜70,2005年 Journal of Physical Chemistry,Vol.58,236,1954年
上述したように、従来から光ナノインプリント法において、光硬化性組成物にフッ素系界面活性剤を添加してモールドとの離型力を低減させる技術は以前から知られている。しかし、フッ素系界面活性剤を添加したのみでは、依然としてモールドとの離型力が大きかった。
また非特許文献1に開示されているように、表面張力が高いほど、あるいはモールド及び基板への接触角が小さいほど光硬化性組成物の充填性が高くなる傾向にある。しかしながら、光硬化性組成物にフッ素系界面活性剤を添加すると表面張力が低くなったりモールドへの接触角が大きくなったりする傾向があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充填性が高く光インプリント方法を利用して膜を作製する際に離型力を小さくすることができる光硬化組成物及びこの光硬化組成物を用いた膜の製造方法を提供することにある。
本発明のインプリント用光硬化性組成物は、下記成分(A)乃至成分(C)を有することを特徴とする。
(A)重合性化合物
(B)光重合開始剤
(C)下記一般式(1)に示される界面活性剤
Rf1−Rc−X (1)
(一般式(1)において、Rf1は、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基であり、Rcは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド又はアルキレン基であり、Xは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、アルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。尚、Xがアルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Rf1及びXは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。)
また、本発明の膜の製造方法は、
基板上に、下記成分(A)乃至成分(C)を有する光硬化性組成物を配置する配置工程と、
前記光硬化性組成物とモールドとを接触させる型接触工程と、
前記光硬化性組成物に光を照射する光照射工程と、
前記光照射工程の後、前記光硬化性組成物と前記モールドとを引き離す離型工程と、
を有し、
前記基板上に、所定のパターン形状を有する膜を得ることを特徴とする。
(A)重合性化合物
(B)光重合開始剤
(C)下記一般式(1)に示される界面活性剤
Rf 1 −Rc−X (1)
(一般式(1)において、Rf 1 は、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基であり、Rcは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド又はアルキレン基であり、Xは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、アルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。尚、Xがアルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Rf 1 及びXは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。)
本発明によれば、充填性が高く光インプリント方法を利用して膜を作製する際に離型力を小さくすることができる光硬化組成物及びこの光硬化組成物を用いた膜の製造方法を提供することができる。
型形成工程から離型工程までのプロセスにおける界面活性剤の配置態様を示す断面模式図である。 型形成工程から離型工程までのプロセスにおける界面活性剤の配置態様を示す断面模式図である。 本発明の膜の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また本発明においては、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。
また後述する本発明に係る膜の製造方法は、例えば、光インプリント方法を利用した膜の作製方法である。ここで光インプリント方法を利用する際には、好ましくは、1nm乃至10mmのサイズのパターンを有する膜の形成方法である。より好ましくは、およそ10nm乃至100μmのサイズのパターンを有する膜の形成方法である。一般に、光を利用してナノサイズ(1nm乃至100nm)のパターン(凹凸構造)を有する膜を作製するパターン形成技術は、光ナノインプリント法と呼ばれている。本発明は、光ナノインプリント法を利用している。
[光硬化組成物]
本発明の光硬化性組成物は、下記成分(A)乃至成分(C)を有している。
(A)重合性化合物
(B)光重合開始剤
(C)下記一般式(1)に示される界面活性剤
Rf1−Rc−X (1)
以下、各成分について、詳細に説明する。
<重合性化合物(成分(A))>
本発明において、重合性化合物(成分(A))は、光重合開始剤(成分(B))から発生した重合因子(ラジカル、カチオン等)と反応する化合物である。また重合性化合物(成分(A))は、上記重合因子と反応した後、連鎖反応(重合反応)により高分子化合物からなる膜を形成する。
本発明の光硬化性組成物を構成する重合性化合物として、例えば、ラジカル重合性化合物又はカチオン重合性化合物が挙げられる。
ラジカル重合性化合物としては、アクリロイル基又はメタクリロイル基を1つ以上有する化合物が好ましい。カチオン重合性化合物としては、ビニルエーテル基、エポキシ基又はオキセタニル基を1つ以上有する化合物が好ましい。
(重合性化合物(A)−ラジカル重合性成分)
アクリロイル基又はメタクリロイル基を1つ有する単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−2−メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2ーフェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−(2−フェニルフェニル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性p−クミルフェノールの(メタ)アクリレート、2−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、EO変性フェノキシ(メタ)アクリレート、PO変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジ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モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(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、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記単官能(メタ)アクリル化合物の市販品としては、アロニックスM101、M102、M110、M111、M113、M117、M5700、TO−1317、M120、M150、M156(以上、東亞合成製)、MEDOL10、MIBDOL10、CHDOL10、MMDOL30、MEDOL30、MIBDOL30、CHDOL30、LA、IBXA、2−MTA、HPA、ビスコート#150、#155、#158、#190、#192、#193、#220、#2000、#2100、#2150(以上、大阪有機化学工業製)、ライトアクリレートBO−A、EC−A、DMP−A、THF−A、HOP−A、HOA−MPE、HOA−MPL、PO−A、P−200A、NP−4EA、NP−8EA、エポキシエステルM−600A(以上、共栄社化学製)、KAYARAD TC110S、R−564、R−128H(以上、日本化薬製)、NKエステルAMP−10G、AMP−20G(以上、新中村化学工業製)、FA−511A、512A、513A(以上、日立化成製)、PHE、CEA、PHE−2、PHE−4、BR−31、BR−31M、BR−32(以上、第一工業製薬製)、VP(BASF製)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上、興人製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
アクリロイル基又はメタクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO,PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロイルオキシ)イソシアヌレート、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO変性2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン、PO変性2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン、EO,PO変性2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシ)フェニル)プロパン等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記多官能(メタ)アクリル化合物の市販品としては、ユピマーUV SA1002、SA2007(以上、三菱化学製)、ビスコート#195、#230、#215、#260、#335HP、#295、#300、#360、#700、GPT、3PA(以上、大阪有機化学工業製)、ライトアクリレート4EG−A、9EG−A、NP−A、DCP−A、BP−4EA、BP−4PA、TMP−A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A(以上、共栄社化学製)、KAYARAD PET−30、TMPTA、R−604、DPHA、DPCA−20、−30、−60、−120、HX−620、D−310、D−330(以上、日本化薬製)、アロニックスM208、M210、M215、M220、M240、M305、M309、M310、M315、M325、M400(以上、東亞合成製)、リポキシVR−77、VR−60、VR−90(以上、昭和高分子製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
以上列挙したラジカル重合性化合物は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を組み合わせて用いてもよい。尚、上述した化合物群において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基及びそれに対応するメタクリロイル基を意味する。EOは、エチレンオキサイドを示し、EO変性された化合物とは、エチレンオキサイド基のブロック構造を有する化合物をいう。また、POは、プロピレンオキサイドを示し、PO変性された化合物とは、プロピレンオキサイド基のブロック構造を有する化合物をいう。
(重合性化合物(A)−カチオン重合性成分)
ビニルエーテル基を1つ有する化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2−ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられるが、これらに限定されない。
ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキサイドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキサイドジビニルエーテル等のジビニルエーテル類;トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル類等が挙げられるが、これらに限定されない。
エポキシ基を1つ有する化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられるが、これらに限定されない。
エポキシ基を2つ以上有する化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、1,1,3−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,2,5,6−ジエポキシシクロオクタン等が挙げられるが、これらに限定されない。
オキセタニル基を1つ有する化合物としては、例えば、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−(メタ)アリルオキシメチル−3−エチルオキセタン、(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチルベンゼン、4−フルオロ−〔1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、4−メトキシ−〔1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、〔1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)エチル〕フェニルエーテル、イソブトキシメチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−エチルヘキシル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンタジエン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラヒドロフルフリル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−テトラブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−トリブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシプロピル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ブトキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタクロロフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等が挙げられるが、これらに限定されない。
オキセタニル基を2つ以上有する化合物としては、例えば、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3’−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等の多官能オキセタン等が挙げられるが、これらに限定されない。
以上列挙したカチオン重合性化合物は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を組み合わせて用いてもよい。尚、上述した化合物群において、EOは、エチレンオキサイドを示し、EO変性された化合物とは、エチレンオキサイド基のブロック構造を有する化合物を示す。またPOは、プロピレンオキサイドを示し、PO変性された化合物とは、プロピレンオキサイド基のブロック構造を有する化合物を示す。また水添とは、ベンゼン環等のC=C二重結合に対して水素原子を付加させることをいう。
<光重合開始剤(成分(B))>
本発明において、光重合開始剤(成分(B))は、所定の波長の光を感知して上記重合因子(ラジカル、カチオン等)を発生させるための化合物である。具体的には、光重合開始剤(成分(B))は、成分(A)である重合性化合物がラジカル重合性化合物の場合では、光(赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線等の荷電粒子線等、放射線)によりラジカルを発生する重合開始剤である。一方、成分(A)である重合性化合物がカチオン重合性化合物の場合では、光により酸を発生する重合開始剤である。
ラジカル発生剤として挙げられる化合物として、例えば、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−又はp−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の置換基を有してもよい2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;ベンゾフェノン、N,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1,2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−プロパノン−1−オン等の芳香族ケトン誘導体;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−t−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナンタラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン、プロピルベンゾイン等のベンゾイン誘導体;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N−フェニルグリシン等のN−フェニルグリシン誘導体;アセトフェノン、3−メチルアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体;チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン誘導体:キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられるが、これらに限定されない。尚、列挙した化合物は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
上記光ラジカル発生剤の市販品として、Irgacure184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI−1700、−1750、−1850、CG24−61、Darocur l116、1173(以上、チバ・ジャパン製)、Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF製)、ユベクリルP36(UCB製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
光により酸を発生する重合開始剤として用いられる化合物としては、例えば、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明においては、これら化合物のうちオニウム塩化合物を用いるのが好ましい。
オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。オニウム塩化合物の具体例としては、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムピレンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムn−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムピレンスルホネート、トリフェニルスルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムピレンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムベンゼンスルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム10−カンファースルホネート、ジフェニル(4−t−ブチルフェニル)スルホニウムn−オクタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウム2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムピレンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムp−トルエンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムベンゼンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウム10−カンファースルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムn−オクタンスルホネート等が挙げられるが、これらに限定されない。
スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらのα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。スルホン化合物の具体例としては、フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、4−トリスフェナシルスルホン等が挙げられるが、これらに限定されない。
スルホン酸エステル化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。スルホン酸エステル化合物の具体例としては、α−メチロールベンゾインパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、α−メチロールベンゾイントリフルオロメタンスルホネート、α−メチロールベンゾイン2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート等が挙げられるが、これらに限定されない。
スルホンイミド化合物の具体例としては、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−フルオロフェニル)フタルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等が挙げられるが、これらに限定されない。
ジアゾメタン化合物の具体例としては、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニルp−トルエンスルホニルジアゾメタン、(シクロヘキシルスルホニル)(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらの光酸発生剤のうち、オニウム塩化合物が好ましい。特に好ましくは、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンである。本発明において、光酸発生剤は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。
成分(B)である重合開始剤の配合割合は、成分(A)である重合性化合物の全量に対して、0.01重量%以上10重量%以下であり、好ましくは、0.1重量%以上7重量%以下である。重合開始剤の配合割合が0.01重量%未満であると、硬化速度が低下して反応効率が低くなることがある。一方、重合開始剤の配合割合が10重量%を超えると、光硬化性組成物の硬化物の機械的特性の点で劣ることがある。
<界面活性剤(成分(C))>
本発明において、界面活性剤(成分(C))は、下記一般式(1)に示される化合物である。
Rf1−Rc−X (1)
一般式(1)において、Rf1は、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。Rf1で表わされる置換基として、例えば、下記に示す置換基が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 0006176937
(★は、Rcとの結合手を表す。)
一般式(1)において、Rcは、2価の置換基であって、具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド又はアルキレン基である。
Rcで表されるポリエチレンオキサイドは、具体的には、下記式で表される2価の置換基である。
−(OCH2CH2a
(aは、1以上の整数であり、好ましくは、1以上25以下の整数である。)
Rcで表されるポリプロピレンオキサイドは、具体的には、下記の2つ式で表されるいずれかの2価の置換基である。
−(OCH2CH(CH3))b
(bは、1以上の整数であり、好ましくは、1以上25以下の整数である。)
−(OCH2CH2CH2b
(bは、1以上の整数であり、好ましくは、1以上25以下の整数である。)
Rcで表されるアルキレン基は、具体的には、下記式で表される2価の置換基である。
−(CH2c
(cは、1以上の整数であり、好ましくは、1以上25以下の整数である。)
一般式(1)において、Xは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、アルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。ここでXがフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Xで表わされる置換基として、例えば、下記に示す置換基が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 0006176937
(★は、Rcとの結合手を表す。)
尚、Xがアルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Rf1及びXは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。
本発明において、成分(C)である界面活性剤は、好ましくは、下記式(2)又は(3)に示される化合物である。
Figure 0006176937
(一般式(2)及び(3)において、nは、1以上の整数を表す。好ましくは、1以上25以下の整数である。)
本発明の発明者らは、鋭意検討の結果、本発明の光硬化性組成物を用いることで、光照射後にモールドを光硬化性組成物から離す際に生じる離型力を小さくすることができることを見出した。本発明の光硬化性組成物を用いることで、モールドの離型時に生じる離型力を小さくすることができる理由について、本発明の発明者らは以下のように考察している。
図1は、型形成工程から離型工程までのプロセスにおける界面活性剤の配置態様を示す断面模式図である。尚、図1は、式(1)中のXが、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基又はアルコキシ基である界面活性剤を用いたときの界面活性剤の配置態様を示す図でもある。
図1(a)に示されるように、成分(C)である界面活性剤10は、型接触工程及び光照射工程においては、光硬化性組成物1とモールド3との界面に偏析している。このとき界面活性剤10を構成する骨格のうち、極性置換基であるxは、図2(a)に示されるように、光硬化性組成物1又はモールド3に接近するように配置される。一方、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基Rf1は、図1(a)に示されるように、なるべく光硬化性組成物1やモールド3から離れるように配置される。このため図1(a)に示されるように、光硬化性組成物1とモールド3との間に存在する界面活性剤10は、骨格Rf1を対向させた状態で2分子ラメラ構造10aを形成しているものと考えられる。
型接触工程及び光照射工程において形成されている2分子ラメラ構造10aは、図1(b)に示されるように、離型工程において、骨格Rf1が対向している部位から解体される。ところで、トリフロロメチル基は、フッ化アルキル化合物の中でも特に臨界表面張力が低いことが知られている(非特許文献2)。本発明の光硬化性組成物に含まれる界面活性剤(C)は、骨格Rf1(フッ素原子含有部位)にトリフロロメチル基が複数存在する。このため、隣接する分子間における骨格Rf1間のファンデルワールス力がより小さくなり、2分子ラメラ構造における界面結合力が低減されると考えられる。
図2は、型形成工程から離型工程までのプロセスにおける界面活性剤の配置態様を示す断面模式図である。尚、図2は、式(1)中のXが、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である界面活性剤を用いたときの界面活性剤の配置態様を示す図でもある。式(1)中のXが、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である界面活性剤である場合、X及びRf1は、図2(a)に示されるように、なるべく光硬化性組成物1やモールド3から離れるように配置される。このため図2(a)に示されるように、骨格Rf1(又は置換基x)を対向させた2分子ラメラ構造10aを形成しているものと考えられる。尚、図2(a)に示される2分子ラメラ構造10aは、図2(b)に示されるように、離型工程において、骨格Rf1又は置換基Xが対向している部位から解体される。
また、本発明の発明者らは、鋭意検討の結果、本発明の光硬化性組成物が高い充填性を示すことを見出した。その理由は明らかではないが、後述する実施例に示すように、本発明の光硬化性組成物は、フッ素系界面活性剤を含有する他の光硬化性組成物と比較して、表面張力が高く、石英モールドや基板に対して低い接触角を示している。このことから、表面張力の高さや石英モールドや基板に対する接触角の低さは本発明の光硬化性組成物の充填性に深く関わっているといえる。
以下に、成分(C)である界面活性剤となる化合物の具体例を示す。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0006176937
本発明の光硬化性組成物において、成分(C)である界面活性剤は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。
また、本発明の光硬化性組成物は、主として成分(C)の添加量を適宜調整するのが好ましい。具体的には、光硬化性組成物を硬化させて得られる光硬化膜の表面の水接触角が74°以下となるように、成分(C)の添加量を調整することが好ましい。
従来では、例えば、特許文献3に示されるように、光硬化膜の撥水性が大きい方が好ましいと考えられていた。具体的には、光硬化膜(の表面)の水接触角は75°乃至98°といった高い値が好ましいとされていた。
本発明の光硬化性組成物より得られる膜(光硬化膜)の水接触角を74°以下にすることで低い離型力を実現する理由は明らかではない。考えられる理由として、例えば、得られた膜の表面に成分(C)が偏析し、成分(C)中のRc部位が膜上に多く存在することによって膜表面において親水性を発現していることが考えられる。そして、このRc部位がモールド表面と結合を形成することで、モールド−レジスト間の界面に成分(C)の薄膜が形成され、これにより離型力が低減されているのではないかと本発明者らは考えている。
本発明の光硬化性組成物において、成分(C)である界面活性剤の配合割合は、成分(A)である重合性化合物の全量に対して、例えば、0.001重量%乃至10重量%である。好ましくは、0.002重量%乃至5重量%であり、さらに好ましくは、0.005重量%乃至3重量%である。配合割合が0.001重量%未満であると、本発明の効果を十分に発揮することができない。配合割合が10重量%を超えると、表面張力が低くなったり、モールドや基板に対する接触角が高くなったりするため、光硬化性組成物自体の充填性が低くなる。
<その他添加成分>
また本発明の光硬化性組成物は、上述した成分(A)乃至成分(C)の他にさらに添加成分を含有していてもよい。即ち、本発明の光硬化性組成物は、重合性化合物(成分(A))、重合開始剤(成分(B))、界面活性剤(成分(C))の他に、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、増感剤、酸化防止剤、溶剤、ポリマー成分等の添加成分を含ませてもよい。
増感剤は、重合反応促進や反応転化率の向上を目的として、適宜添加される化合物である。増感剤として、例えば、水素供与体、増感色素等が挙げられる。
水素供与体は、成分(B)である重合開始剤から発生した開始ラジカルや、重合生長末端のラジカルと反応し、より反応性が高いラジカルを発生させるための化合物である。水素供与体は、重合開始剤として光ラジカル発生剤を用いた場合に添加するのが好ましい。
水素供与体の具体例としては、N−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、アリルチオ尿素、s−ベンジルイソチウロニウム−p−トルエンスルフィネート、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレンテトラミン、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエタノールアミン、N−フェニルグリシン等のアミン化合物、2−メルカプト−N−フェニルベンゾイミダゾール、メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプト化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
増感色素は、特定の波長の光を吸収することにより励起され、成分(B)である重合開始剤へ相互作用する化合物である。尚、ここでいう相互作用とは、励起状態の増感色素から成分(B)である重合開始剤へのエネルギー移動や電子移動等である。
増感色素の具体例としては、アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、フェノチアジン誘導体、カンファキノン誘導体、アクリジン系色素、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素等が挙げられるが、これらに限定されない。
増感剤は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。
本発明の光硬化性組成物において、増感剤は、成分(A)である重合性化合物の全量に対して、好ましくは、0乃至20重量%であり、より好ましくは、0.1重量%乃至5.0重量%であり、さらに好ましくは、0.2重量%乃至2.0重量%である。増感剤の含量が少なくとも0.1重量%以上含まれていれば、増感剤の効果をより効果的に発現することができる。また増感剤の含量を5.0重量%以下とすることにより、作製される光硬化物を構成する高分子化合物の分子量が十分に高くなると共に、溶解不良や保存安定性の劣化を抑えることができる。
<光硬化性組成物の配合時の温度>
試薬、溶媒を混合・溶解させることによって光硬化性組成物を調製する際には所定の温度条件下で行う。具体的には、0℃乃至100℃の範囲で行う。
<光硬化性組成物の粘度>
本発明の光硬化性組成物の粘度は、溶剤を除く成分の混合物について23℃での粘度が、好ましくは、1cP〜100cPであり、より好ましくは、5cP〜50cPであり、さらに好ましくは、6cP〜20cPである。光硬化性組成物の粘度が100cPより高いと、光硬化性組成物をモールドに接触する際にモールド上の微細パターンのうち凹部に組成物が充填するのに長い時間が必要となったり、充填不良によるパターン欠陥が生じたりすることがある。一方、粘度が1cPより低いと、光硬化性組成物を塗布する際に塗りムラを生じたり、光硬化性組成物をモールドに接触する際に、モールドの端部から光硬化性組成物が流出したりする恐れがある。
<光硬化性組成物の表面張力>
本発明の光硬化性組成物の表面張力は、溶剤を除く成分の混合物について23℃での表面張力が、好ましくは、5mN/m〜70mN/mであり、より好ましくは、7mN/m〜35mN/mであり、さらに好ましくは、10mN/m〜32mN/mである。ここで表面張力が5mN/mより低いと、光硬化性組成物をモールドに接触する際にモールド上の微細パターンのうち凹部に組成物が充填するのに長い時間が必要となる。一方、表面張力が70mN/mより高いと、表面平滑性が低くなる。
<光硬化性組成物に混入しているパーティクル等の不純物>
本発明の光硬化性組成物は、できる限り不純物を取り除くのが望ましい。例えば、光硬化性組成物に混入したパーティクルによって光硬化物に不用意に凹凸が生じてパターンの欠陥が発生するのを防止するためにパーティクル等の不純物を取り除くのが望ましい。具体的には、光硬化性組成物に含まれる各成分を混合した後、例えば、孔径0.001μm〜5.0μmのフィルタで濾過することが好ましい。フィルタを用いた濾過を行う際には、多段階で行ったり、多数回繰り返したりすることがさらに好ましい。また、濾過した液を再度濾過してもよい。濾過に使用するフィルタとしては、ポリエチレン樹脂製、ポリプロピレン樹脂製、フッ素樹脂製、ナイロン樹脂製等のフィルタを使用することができるが、特に限定されるものではない。
尚、本発明の光硬化性組成物を、半導体集積回路を製造するために使用する場合、製品の動作を阻害しないようにするため、組成物中に金属不純物が混入するのを極力避けることが好ましい。このため、本発明の光硬化性組成物において、組成物中に含まれる金属不純物の濃度としては、10ppm以下が好ましく、100ppb以下にすることがさらに好ましい。
[膜の形成方法]
次に、本発明の膜の形成方法について説明する。図3は、本発明の膜の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。図3に示される製造プロセスは、下記[1]乃至[5]あるいは[6]に示される工程からなる製造プロセスである。
[1]配置工程(塗布工程、図3(a))
[2]型接触工程(図3(b1)、(b2))
[3]光照射工程(図3(c))
[4]離型工程(図3(d))
[5]残膜除去工程(図3(e))
[6]基板加工工程(図3(f))
上記製造プロセスにおいて、残膜除去工程(図3(e))は、離型工程(図3(d))の後に、光硬化性組成物の凹部に残った膜(残膜)をエッチングにより取り除き、パターン凹部において被加工基材である基板2の表面を露出させる工程である。上記製造プロセスを利用して光学素子や電子部品を作製する際には、残膜除去工程(図3(e))を行うのが望ましい。
本発明において、接触工程において光硬化性組成物と接するモールドの表面は、好ましくは、石英である。石英は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ヒドロキシル基等の極性置換基との親和性が良好であるため、図1や図2に示される2分子ラメラ構造を形成しやすくなる。
また本発明において、光照射工程は、好ましくは、モールドを介して光硬化性組成物に光を照射する工程であり、使用されるモールドが、表面に凹凸を有している。このモールドを使用することにより、モールド表面に備える凹凸に対応したパターン形状を有する膜を形成することができる。
以上[1]乃至[6]に示される工程(あるいは[1]乃至[5]に示される工程)を経ることで、光硬化性組成物1から光硬化物12、及び光硬化物12を有する電子部品(電子デバイス)あるいは光学部品を得ることができる。以下、各工程の詳細について説明する。
<配置工程(図3(a))>
まず光硬化性組成物1を基板2上に配置(塗布)して塗布膜を形成する(図3(a))。ここでいう光硬化性組成物とは、本発明の光硬化性組成物である。
基板2に相当する被加工基板としては、通常、シリコンウエハが用いられるが、これに限定されるものではない。シリコンウエハ以外にも、アルミニウム、チタン−タングステン合金、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−銅−ケイ素合金、酸化ケイ素、窒化ケイ素等の半導体デバイス用基板として知られているものの中からも任意に選んで用いることができる。尚、使用される基板(被加工基板)には、シランカップリング処理、シラザン処理、有機薄膜の成膜、等の表面処理により光硬化性組成物との密着性を向上させた基板を被加工基板として用いてもよい。
本発明の光硬化性組成物を被加工基板上に配置する方法としては、例えば、インクジェット法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコード法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、スリットスキャン法等を用いることができる。尚、被形状転写層(塗布膜)の膜厚は、使用する用途によっても異なるが、例えば、0.01μm乃至100.0μmである。
<型接触工程(図3(b1)、(b2)))
次に、前工程(配置工程)で形成された光硬化性組成物1からなる塗布膜にモールドを接触させる工程(型接触工程、図3(b1)、図3(b2))を行う。尚、モールド3は印章と見立てることができるので、この工程は、押印工程とも呼ばれる。本工程で、光硬化性組成物1(被形状転写層)にモールド3を接触させる(図3(b1))と、モールド3上に形成された微細パターンの凹部に塗布膜(の一部)11が充填される(図3(b2))。
型接触工程で使用されるモールド3は、次の工程(光照射工程)を考慮して光透過性の材料で構成される必要がある。モールド3の構成材料として、具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂等の光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサン等の柔軟膜、光硬化膜、金属膜等を挙げることができる。ただしモールド3の構成材料として光透明性樹脂を使用する場合は、光硬化性組成物1に含まれる溶媒に溶解しない樹脂を選択する必要がある。また成分(C)である界面活性剤に含まれる置換基であるRcやXとの極性結合が形成され易くなる理由から、光硬化性組成物と接するモールドの表面は親水性であることが好ましく、表面が石英であることが特に好ましい。
本発明の光硬化物の製造方法において用いられるモールド3は、光硬化性組成物1とモールド3の表面との剥離性を向上させるための表面処理を行ったものを用いてもよい。表面処理の方法としては、型接触工程を行う前に、モールドの表面に離型剤を塗布して離型剤層を形成する方法が挙げられる。ここでモールドの表面に塗布する離型剤としては、シリコン系離型剤、フッ素系離型剤、ポリエチレン系離型剤、ポリプロピレン系離型剤、パラフィン系離型剤、モンタン系離型剤、カルナバ系離型剤等が挙げられる。例えば、ダイキン工業(株)製のオプツールDSX等の市販の塗布型離型剤も好適に用いることができる。尚、離型剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用して用いてもよい。これらの中でも、フッ素系の離型剤が特に好ましい。
型接触工程において、図3(b1)に示されるように、モールド3を光硬化性組成物1に接触する際に、光硬化性組成物1に加わる圧力は特に限定されないが、通常、0.1MPa乃至100MPaである。その中でも0.1MPa乃至50MPaであることが好ましく、0.1MPa乃至30MPaであることがより好ましく、0.1MPa乃至20MPaであることがさらに好ましい。また接触工程においてモールド3を被形状転写層1に接触させる時間は、特に限定されないが、通常、1秒乃至600秒であり、1秒乃至300秒であることが好ましく、1秒乃至180秒であることがより好ましく、1秒乃至120秒であることが特に好ましい。
また型接触工程を行う際には、大気雰囲気下、減圧雰囲気下、不活性ガス雰囲気下のいずれの条件下でも行うことができる。酸素や水分による光硬化反応への影響を防ぐことができるため、減圧雰囲気や不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガス雰囲気下で接触工程を行う場合、使用される不活性ガスの具体例としては、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、各種フロンガス等、あるいはこれらの混合ガスが挙げられる。大気雰囲気下を含めて特定のガスの雰囲気下で本工程(接触工程)を行う場合、好ましい圧力は、0.0001気圧乃至10気圧である。尚、酸素や水分による光硬化反応への影響を防ぐことができる理由から、減圧雰囲気や不活性ガス雰囲気にするのが好ましい。
<光照射工程(図3(c))>
次に、モールド3を介して塗布膜11に光を照射する(図3(c))。この工程において、塗布膜11は、照射される光によって硬化して光硬化物12を形成する。
ここで、塗布膜11を構成する光硬化性組成物1に照射する光は、光硬化性組成物1の感度波長に応じて選択されるが、具体的には、150nm乃至400nm程度の波長の紫外光や、X線、電子線等を適宜選択して使用することが好ましい。ここで硬化助剤(光重合開始剤)として市販されているものは、紫外光に感度を有する化合物が多い。このことから、光硬化性組成物1に照射する光(照射光4)は、紫外光が特に好ましい。ここで紫外光を発する光源としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、Deep−UVランプ、炭素アーク灯、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2エキシマレーザ等が挙げられるが、超高圧水銀灯が特に好ましい。また使用する光源の数は1つでもよいし又は複数であってもよい。また、光照射を行う際には、光硬化性組成物1の全面に行ってもよく、一部領域にのみ行ってもよい。
また、熱によっても被形状転写層が硬化する場合は、加熱硬化を更に行ってもよい。熱硬化を行う場合、加熱雰囲気及び加熱温度等は特に限定されない。例えば、不活性雰囲気下又は減圧下では、40℃乃至200℃の範囲で光硬化性組成物1を加熱することができる。また被形状転写層1を加熱する際には、ホットプレート、オーブン、ファーネス等を用いることができる。
<離型工程(図3(d))>
次に、光硬化物12からモールド3を離し、基板2上に所定のパターン形状を有する硬化膜を形成する工程(離型工程、図3(d))を行う。この工程(離型工程)は、光硬化物12からモールド3を剥離する工程であり、前の工程(光照射工程)において、モールド3上に形成された微細パターンの反転パターンが、光硬化物12のパターンとして得られる。
光硬化物12からモールド3を剥離する方法としては、剥離の際に光硬化物12の一部が物理的に破損しなければ特に限定されず、各種条件等も特に限定されない。例えば、被加工基板(基板2)を固定してモールド3を被加工基板から遠ざかるように移動させて剥離してもよく、モールド3を固定して被加工基板をモールドから遠ざかるように移動させて剥離してもよく、これらの両方を正反対の方向へ引っ張って剥離してもよい。
<残膜除去工程(図3(e))>
上記離型工程を行ったときに得られる硬化膜は、特定のパターン形状を有するものの、このパターン形状が形成される領域以外の領域においても膜の一部が残膜として存在することがある。そこで上記パターン形状のうち、光硬化物を除去すべき領域について残存する光硬化膜(残膜)を除去する工程(残膜除去工程、図3(e))を行う。
ここで残膜を除去する方法としては、例えば、光硬化物12の凹部に残った膜(残膜)をエッチングにより取り除き、パターン凹部において基板2の表面を露出させる方法が挙げられる。
エッチングを利用する場合、その具体的な方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、ドライエッチングを行うことで形成することができる。ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。そして、ドライエッチング時のソースガスは、被エッチ膜の元素組成によって適宜選択されるが、O2、CO、CO2等の酸素原子を含むガス、He、N2、Ar等の不活性ガス、Cl2、BCl3等の塩素系ガス、H2、NH3のガス等を使用することができる。尚、これらのガスは混合して用いることもできる。
上記[1]乃至[5]の製造プロセスによって、所望の凹凸パターン形状(モールド3の凹凸形状に因むパターン形状)を有する光硬化物12を得ることができる。ここでこの光硬化物12を利用して、基板2を加工する場合は、さらに後述する基板の加工工程を行うことがある。
一方、得られた光硬化物12を光学部材(光学部材の一部材として用いる場合を含む。)として利用することもできる。係る場合、少なくとも、基板2と、この基板2の上に配置された光硬化物12と、を有する光学部材として提供することができる。
<基板加工工程(図3(f)>
本発明の製造方法によって得られる所望の凹凸パターン形状を有する光硬化物12は、例えば、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAM等の半導体素子に代表される電子部品に含まれる層間絶縁膜用膜として利用可能である。一方、この光硬化物12は、半導体素子製造時におけるレジスト膜として利用することもできる。
光硬化物12をレジスト膜として利用する場合、具体的には、図3(f)で示すように、エッチング工程にて表面が露出した基板の一部分(符号20の領域)に対して、エッチング又はイオン注入等を行う。尚、このとき光硬化物12は、マスクとして機能する。これにより、光硬化物12のパターン形状に基づく回路構造(不図示)を基板2に形成することができる。これにより、半導体素子等で利用される回路付基板を製造することができる。尚、この回路付基板に電子部材を設けることにより電子部品が形成される。
尚、回路付基板や電子部品を作製する場合、最終的には、加工された基板から光硬化物のパターンを除去してもよいが、素子を構成する部材として残す構成も好ましい。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(1)光硬化性組成物
まず下記に示される成分(A)、成分(B)及び成分(C)を配合することで混合溶液を得た。
(1−1)成分(A):合計100重量部
<A−1>イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB−XA):61.6重量部
<A−2>(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:MEDOL−10):10重量部
<A−3>ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:ビスコート#230):22.4重量部、
(1−2)成分(B):合計5重量部
<B−1>Irgacure907(チバ・ジャパン製):1重量部
<B−2>DarocurTPO(チバ・ジャパン製):2重量部
<B−3>Darocur1173(チバ・ジャパン製):2重量部
(1−3)成分(C):2重量部
下記式(C−1)に示される界面活性剤FTERGENT251(ネオス製):2重量部
Figure 0006176937
次に、得られた混合溶液を、フィルタの目の粗さが5nmの超高分子量ポリエチレン製フィルタにてろ過した。これにより、本実施例(実施例1)の光硬化性組成物(a−1)を調製した。
(1−4)レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定
自動表面張力計CBVP−A3(協和界面化学製)を用いて、光硬化性組成物(a−1)の表面張力を測定したところ、30.4mN/mであった。この値は、後述する比較例2にて調製した光硬化性組成物(b−2)より高い値であった。
(1−5)レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定
石英基板上に上記光硬化性組成物(a−1)を1μL滴下して得た液滴について、全自動接触角計CA−W(協和界面化学製)を用いて接触角を測定した。その結果、接触核は10.8°であった。後述する比較例2にて調製した光硬化性組成物(b−2)よりも低い値であった。
次に、下記に示される方法により、光硬化物を作製した。
(2)配置工程
インクジェット法により、密着層として厚さ3nmの密着促進層が形成された300mmシリコンウエハ上に、光硬化性組成物(a−1)の液滴(液滴1個当たり11pL)を合計1440滴滴下した。尚、各液滴をそれぞれ滴下する際に、縦26mm、横33mmの領域に各液滴の間隔がほぼ均等になるように滴下した。
(3)型接触工程、光照射工程
次に、上記シリコンウエハ上に、表面処理がされておらず、パターンも形成されていない石英モールド(縦26mm、横33mm)を接触させた。
次に、石英モールドを接触させてから30秒後に、超高圧水銀ランプを用いて、石英モールド越しにUV光を光硬化性組成物に照射した。尚、UV光を照射する際には、UV光源と石英モールドとの間に、波長313±5nmを選択的に透過する干渉フィルタを配した。また石英モールド直下におけるUV光の照度は、波長313nmにおいて38.5mW/cm2であった。以上の条件下で、UV光の照射を5秒行った。
(4)離型工程
次に、石英モールドを、0.5mm/sの条件で引き上げて光硬化物からモールドを離した。
以上の工程により、光硬化物を得た。
(5)光硬化物の評価
次に、得られた光硬化物について以下に説明する測定を行い、その物性を評価した。
(5−1)離型力測定
ロードセルを用いて、離型に要した力を測定した。実際に測定を行なう際は、同一条件で離型力測定を3回行い、各回の測定データから平均値を算出した。測定の結果、平均離型力は48.0Nであり、後述する比較例1にて光硬化性組成物(b−1)から作製した光硬化物よりも低い値であった。
[実施例2]
実施例1において、C成分を、式(C−1)で示される界面活性剤に代えて下記式(C−2)で表わされる界面活性剤FTERGENT250(ネオス製)を2.0重量部使用したこと以外は実施例1と同様の方法により光硬化性組成物(a−2)を調製した。
Figure 0006176937
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−2)の表面張力を測定したところ、31.1mN/mであった。この値は、後述する比較例2にて調製した光硬化性組成物(b−2)よりも高い値であった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(a−2)の接触角を測定したところ、12.8°であった。この値は、後述する比較例2にて調製した光硬化性組成物(b−2)よりも低い値であった。
[光硬化膜の水接触角の評価]
スピンコート法により、シリコンウエハ上に、光硬化性組成物(a−2)を塗布して、約1μm厚の膜を形成した。次に、窒素雰囲気下において、光硬化性組成物(a−2)の膜に照射し、光硬化膜を得た。尚、光源として、250W超高圧水銀ランプを備えたUV光源EX250(HOYA CANDEO OPTRONICS CORPORATION社製)を用いた。また光を照射する際に、光源と膜との間に干渉フィルタ(VPF−50C−10−25−36500、シグマ光機製)を介して膜上における照度が波長365nmにおいて25mW/cm2となるように調整し、光照射時間は100秒とした。次に、全自動接触角計(CA−W、協和界面化学製)を用いて、光硬化性組成物(a−2)を硬化して得た膜に1μlの純水を滴下した時の水接触角を測定した。測定の結果、水接触角は、26.2°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(a−2)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−2)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は46.8Nであった。この値は、後述する比較例1にて光硬化性組成物(b−1)から作製した光硬化物よりも低い値であった。
[実施例3]
実施例1において、B成分を、Irgacure651(チバ・ジャパン製)3重量部のみとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により光硬化性組成物(a−3)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−3)の表面張力を測定したところ、31.1mN/mであった。この値は、後述する比較例3にて調製した光硬化性組成物(b−3)よりも高い値であった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例2と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(a−3)の接触角を測定したところ、8.6°であった。この値は、後述する比較例3にて調製した光硬化性組成物(b−3)よりも低い値であった。
[光硬化膜の水接触角の評価]
実施例2と同様の方法により、光硬化性組成物(a−3)から膜(光硬化膜)を作製した。また実施例2と同様の方法により、得られた膜について水接触角を測定したところ、6.2°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(a−3)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−3)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は45.7Nであった。この値は、後述する比較例4にて光硬化性組成物(b−4)から作製した光硬化物よりも低い値であった。
[実施例4]
実施例3において、C成分として、下記式(C−3)に示される界面活性剤FTERGENT222F(ネオス製)を用いたこと以外は、実施例3と同様の方法により光硬化性組成物(a−4)を調製した。
Figure 0006176937
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−4)の表面張力を測定したところ、28.2mN/mであった。この値は、後述する比較例3にて調製した光硬化性組成物(b−3)よりも高い値であった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(a−3)の接触角を測定したところ、22.8°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(a−4)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−4)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は46.1Nであった。この値は、後述する比較例4にて光硬化性組成物(b−4)から作製した光硬化物よりも低い値であった。
[実施例5]
実施例3において、C成分を、式(C−2)に示された化合物1重量部のみとしたこと以外は、実施例3と同様の方法により光硬化性組成物(a−5)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−5)の表面張力を測定したところ、30.8mN/mであった。この値は、後述する比較例3にて調製した光硬化性組成物(b−3)よりも高い値であった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(a−5)の接触角を測定したところ5.3°であった。この値は、後述する比較例3にて調製した光硬化性組成物(b−3)よりも低い値であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(a−5)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(a−4)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は46.3Nであった。この値は、後述する比較例4にて光硬化性組成物(b−4)から作製した光硬化物よりも低い値であった。
[比較例1]
実施例1において、C成分(界面活性剤)を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法により光硬化性組成物(b−1)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−1)の表面張力を測定したところ、30.7mN/mであった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(b−1)の接触角を測定したところ3.6°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(b−1)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−1)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は49.8Nであった。
[比較例2]
実施例1において、C成分(界面活性剤)として、式(C−1)の化合物の代わりに、下記に示されるペンタデカエチレングリコールモノ1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルエーテル(DIC製)1.1重量部を添加した。
F(CF26CH2CH2(OCH2CH215OH
これ以外は、実施例1と同様の方法により光硬化性組成物(b−2)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−2)の表面張力を測定したところ、24.0mN/mであった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(b−2)の接触角を測定したところ20.3°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(b−2)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−2)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は46.9Nであった。
[比較例3]
実施例3において、C成分(界面活性剤)として、式(C−1)の化合物の代わりに、下記に示されるペンタデカエチレングリコールモノ1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルエーテル(DIC製)1.1重量部を添加した。
F(CF26CH2CH2(OCH2CH215OH
これ以外は、実施例1と同様の方法により光硬化性組成物(b−3)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−3)の表面張力を測定したところ、26.1mN/mであった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(b−3)の接触角を測定したところ17.9°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(b−3)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−3)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は45.4Nであった。
[比較例4]
実施例3において、C成分(界面活性剤)を添加しなかったこと以外は、実施例3と同様の方法により光硬化性組成物(b−4)を調製した。
[レジスト(光硬化組成物)の表面張力の測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−4)の表面張力を測定したところ、28.1mN/mであった。
[レジスト(光硬化組成物)の接触角の測定]
実施例1と同様の方法により、石英基板上に対する光硬化性組成物(b−4)の接触角を測定したところ3.6°であった。
[光硬化膜の水接触角の評価]
実施例2と同様の方法により、光硬化性組成物(b−4)から膜(光硬化膜)を作製した。また得られた膜について水接触角を測定したところ、93.5°であった。
[光硬化物の作製]
実施例1において、光硬化性組成物(a−1)の代わりに、光硬化性組成物(b−4)を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法により光硬化物を得た。
[離型力測定]
実施例1と同様の方法により、光硬化性組成物(b−4)から得られた光硬化物の平均離型力を測定したところ、平均離型力は48.3Nであった。
1:光硬化性組成物、2:基板、3:モールド、10:界面活性剤、11:塗布膜、12:光硬化物

Claims (13)

  1. 下記成分(A)乃至成分(C)を有することを特徴とする、インプリント用光硬化性組成物。
    (A)重合性化合物
    (B)光重合開始剤
    (C)下記一般式(1)に示される界面活性剤
    Rf1−Rc−X (1)
    (一般式(1)において、Rf1は、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基であり、Rcは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド又はアルキレン基であり、Xは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、アルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。尚、Xがアルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Rf1及びXは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。)
  2. 前記界面活性剤が、下記一般式(2)又は(3)に示される化合物であることを特徴とする、請求項1記載のインプリント用光硬化性組成物。
    Figure 0006176937
    (一般式(2)及び(3)において、nは、1以上の整数である。)
  3. 前記重合開始剤(B)が、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンであることを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント用光硬化性組成物。
  4. 孔径0.001μm〜5.0μmのフィルタで濾過されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のインプリント用光硬化性組成物。
  5. 孔径0.001μm〜0.005μmのフィルタで濾過されてなることを特徴とする請求項4に記載のインプリント用光硬化性組成物。
  6. 粒径0.005μm以上のパーティクルを含まないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のインプリント用光硬化性組成物。
  7. 粒径0.001μm以上のパーティクルを含まないことを特徴とする請求項6に記載のインプリント用光硬化性組成物。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のインプリント用光硬化性組成物を光硬化させて得られる膜であって、
    表面の水接触角が74°以下であることを特徴とする、膜。
  9. 基板上に、下記成分(A)乃至成分(C)を有する光硬化性組成物を配置する配置工程と、
    前記光硬化性組成物とモールドとを接触させる型接触工程と、
    前記光硬化性組成物に光を照射する光照射工程と、
    前記光照射工程の後、前記光硬化性組成物と前記モールドとを引き離す離型工程と、
    を有し、
    前記基板上に、所定のパターン形状を有する膜を得ることを特徴とする、膜の製造方法。
    (A)重合性化合物
    (B)光重合開始剤
    (C)下記一般式(1)に示される界面活性剤
    Rf 1 −Rc−X (1)
    (一般式(1)において、Rf 1 は、フッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基であり、Rcは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド又はアルキレン基であり、Xは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、アルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である。尚、Xがアルコキシ基又はフッ素原子及び炭素原子のみで構成され、かつトリフロロメチル基を2つ以上有する置換基である場合、Rf 1 及びXは、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。)
  10. 前記光硬化性組成物と接する前記モールドの表面が石英であることを特徴とする、請求項に記載の膜の製造方法。
  11. 前記光照射工程が、前記モールドを介して前記光硬化性組成物に光を照射する工程であり、
    前記モールドが、表面に凹凸を有することを特徴とする、請求項9又は10に記載の膜の製造方法。
  12. 請求項9乃至11のいずれか一項に記載の膜の製造方法により得られた膜のパターン形状に基づいてエッチング又はイオン注入を行い、前記パターン形状に基づいて前記基板に回路構造を形成することを特徴とする、回路付基板の製造方法。
  13. 基板と、前記基板の上に配置される膜と、を有する光学部材の製造方法であって、
    前記膜、請求項9乃至11のいずれか一項に記載の膜の製造方法によって製造することを特徴とする、光学部材の製造方法
JP2013028701A 2012-09-19 2013-02-18 インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法 Active JP6176937B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028701A JP6176937B2 (ja) 2012-09-19 2013-02-18 インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法
KR1020157009270A KR101726106B1 (ko) 2012-09-19 2013-09-11 광경화성 조성물 및 상기 조성물을 사용한 막의 제조 방법
US14/405,929 US9982102B2 (en) 2012-09-19 2013-09-11 Photocurable composition and method of manufacturing film using the composition
CN201380048860.6A CN104662049B (zh) 2012-09-19 2013-09-11 光固化性组合物及使用该组合物的膜的制造方法
PCT/JP2013/075211 WO2014046150A1 (en) 2012-09-19 2013-09-11 Photocurable composition and method of manufacturing film using the composition
EP13839386.3A EP2847234B1 (en) 2012-09-19 2013-09-11 Photocurable composition and method of manufacturing film using the composition

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012205551 2012-09-19
JP2012205551 2012-09-19
JP2013028701A JP6176937B2 (ja) 2012-09-19 2013-02-18 インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014077110A JP2014077110A (ja) 2014-05-01
JP6176937B2 true JP6176937B2 (ja) 2017-08-09

Family

ID=50341457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013028701A Active JP6176937B2 (ja) 2012-09-19 2013-02-18 インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9982102B2 (ja)
EP (1) EP2847234B1 (ja)
JP (1) JP6176937B2 (ja)
KR (1) KR101726106B1 (ja)
CN (1) CN104662049B (ja)
WO (1) WO2014046150A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6278645B2 (ja) 2012-09-24 2018-02-14 キヤノン株式会社 光硬化性組成物及びこれを用いた膜の製造方法
JP6460672B2 (ja) 2013-09-18 2019-01-30 キヤノン株式会社 膜の製造方法、光学部品の製造方法、回路基板の製造方法及び電子部品の製造方法
JP6372685B2 (ja) * 2014-06-26 2018-08-15 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化性組成物及びそれを用いたフィルム

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2789403B2 (ja) 1992-06-04 1998-08-20 アキレス株式会社 防曇、防霧持続性に優れた農業用塩化ビニル系樹脂フィルム
JP3035594B1 (ja) 1999-03-11 2000-04-24 工業技術院長 二酸化炭素媒体中で用いる界面活性剤
JP2002270541A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd モールド、モールドの製造方法及びパターン形成方法
JP4524943B2 (ja) * 2001-03-27 2010-08-18 ダイキン工業株式会社 半導体素子のパターン形成方法及びインプリント加工用モールドの製造方法
JP2003105207A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Chisso Corp 樹脂組成物及びこれを用いた表示素子
US7307118B2 (en) 2004-11-24 2007-12-11 Molecular Imprints, Inc. Composition to reduce adhesion between a conformable region and a mold
JP2005103893A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 画像形成材料及び画像形成方法
JP4526346B2 (ja) * 2004-03-08 2010-08-18 三菱製紙株式会社 感光性平版印刷版材料
JP2006056139A (ja) 2004-08-20 2006-03-02 Konica Minolta Medical & Graphic Inc インクシート及び画像形成方法
JP4234657B2 (ja) 2004-09-13 2009-03-04 株式会社東芝 インプリント用レジスト膜の塗布方法
JP4117570B2 (ja) 2005-01-28 2008-07-16 東洋紡績株式会社 光学用易接着性ポリエステルフィルム及び光学用積層ポリエステルフィルム
CN101151132A (zh) * 2005-03-30 2008-03-26 日本瑞翁株式会社 树脂模及使用该树脂模的成型体的制造方法
CN101160331B (zh) 2005-04-21 2010-12-15 旭硝子株式会社 光固化性组合物、精细图案形成体及其制造方法
JP4770354B2 (ja) * 2005-09-20 2011-09-14 日立化成工業株式会社 光硬化性樹脂組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP5117002B2 (ja) * 2006-07-10 2013-01-09 富士フイルム株式会社 光硬化性組成物およびそれを用いたパターン形成方法
JP4684264B2 (ja) * 2007-07-23 2011-05-18 岡本化学工業株式会社 感光性組成物およびそれを用いた平版印刷版用原版
JP5665329B2 (ja) * 2009-03-09 2015-02-04 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
EP2546041B1 (en) * 2010-03-10 2018-10-03 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Resin mold and method for manufacturing a resin mold
JP2011222647A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Fujifilm Corp パターン形成方法及びパターン基板製造方法
JP2011222732A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Fujifilm Corp パターン形成方法及びパターン基板製造方法
JP4816986B1 (ja) * 2010-09-06 2011-11-16 Jsr株式会社 硬化性組成物および反射防止用積層体
JP5696017B2 (ja) * 2011-09-27 2015-04-08 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
JP5846974B2 (ja) * 2012-03-13 2016-01-20 富士フイルム株式会社 光インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
JP5978761B2 (ja) * 2012-05-23 2016-08-24 旭硝子株式会社 インプリント用光硬化性組成物および微細パターンを表面に有する成形体の製造方法
JP6071255B2 (ja) 2012-06-04 2017-02-01 キヤノン株式会社 光硬化物
JP5932500B2 (ja) * 2012-06-05 2016-06-08 キヤノン株式会社 インプリント方法およびインプリント装置、それを用いた物品の製造方法
JP6278645B2 (ja) 2012-09-24 2018-02-14 キヤノン株式会社 光硬化性組成物及びこれを用いた膜の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2847234B1 (en) 2020-01-01
EP2847234A4 (en) 2016-02-24
EP2847234A1 (en) 2015-03-18
KR20150054986A (ko) 2015-05-20
US9982102B2 (en) 2018-05-29
CN104662049B (zh) 2020-06-02
CN104662049A (zh) 2015-05-27
WO2014046150A1 (en) 2014-03-27
KR101726106B1 (ko) 2017-04-11
US20150183942A1 (en) 2015-07-02
JP2014077110A (ja) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6278645B2 (ja) 光硬化性組成物及びこれを用いた膜の製造方法
JP6490128B2 (ja) 光硬化性組成物、及びこれを用いるパターン形成方法
JP6328001B2 (ja) インプリント用硬化性組成物、膜、膜の製造方法
JP6305058B2 (ja) 感光性ガス発生剤、光硬化性組成物
JP6012344B2 (ja) 膜の形成方法
JP5932501B2 (ja) 硬化性組成物、及びこれを用いるパターン形成方法
JP6584578B2 (ja) インプリント用光硬化性組成物、膜の製造方法及び半導体素子の製造方法
JP5669913B2 (ja) 光硬化性組成物及び膜の製造方法
US8802570B2 (en) Pattern forming method
JP5971938B2 (ja) 硬化物の製造方法およびパターン形成方法
JP6176937B2 (ja) インプリント用光硬化性組成物及び膜の製造方法
US9308552B2 (en) Curable composition and method of forming pattern

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170411

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170530

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170711

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6176937

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151