JP2010183064A5

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Publication number: JP2010183064A5
Application number: JP2009283148A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2029-12-14

Description

二つの異なる材料の間の界面における非接着又は接着は、用語表面エネルギー又は界面エネルギーと強く関係する。硬化されていないレジストの表面エネルギーは、特定の化合物（例えばフッ素系界面活性剤又はシロキサン）を導入することにより大きく低減され得る。フッ素系界面活性剤相はフッ素系界面活性剤が乏しい相とフッ素系界面活性剤が豊富な相とに分離し、フッ素系界面活性剤が豊富な相はレジスト表面近傍に主に位置する。硬化の後、フッ素系界面活性剤を含むレジストの表面は、表面エネルギーの低さ（２０ｍＪ／ｍ^２以下）、及び様々な有機及び無機溶媒で観察される大きな接触角によって特徴付けられる。材料を含むポリシロキサンは、相対的に低い表面エネルギーによっても特徴付けられる。

光開始剤及び放射波長の双方を適切に選択することは、ハイブリッドＩＰＮの一連の積層を可能にする［Ｄｅｃｋｅｒ］、［Ｄｅｃｋｅｒ、Ｄｅｃｋｅｒ］。このハイブリッド重合の改良により、エポキシネットワーク合成の開始よりも前の、高度に架橋されたアクリレートネットワークの合成が可能になる。これは、硬化されていないＩＰＳ配合物をフィルタリングされた放射（波長＞３５０ｎｍ）（例えば２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸塩等、フリーラジカル光開始剤によってのみ吸収されるがカチオン性光開始剤には吸収されない）に曝すことによって実行される。第２の段階において、サンプルはフィルタリングされていないフォトンベース照射（例えばトリアリールスルホニウムヘキサフルオロリン酸塩等、カチオン性光開始剤によって吸収され、その結果既に存在するＩＰＮを形成するアクリレートポリマーネットワーク内部のエポキシモノマーの重合を開始する）に曝される。逐次重合はここでは、エポキシドの低い収縮率及び高いインプリント忠実性等に起因して、ポリマー収縮を低減する等材料物性の改良のための有望な方法として示される。

ここで、ｎはおよそ７である。アクリルオキシ官能化シロキサンの合成は、幾つかの特許（例えば米国特許第４６７５３４６号公報）に記述され、幾つかのアクリルオキシ官能化シロキサンは商業的にも入手可能である。官能化されたシロキサンは水素終端ポリジメチルシロキサン及びオレフィンの遷移金属触媒ヒドロシリル化を用いて合成されてもよい（例えば、米国特許第６，８２８，４０４Ｂ２号公報）。界面エネルギーを最小化するために、官能化されたポリジメチルシロキサンは基板レジストとＩＰＳレジストとの表面／界面に拡散すると思われる。付着仕事量が減少すること、及び表面官能基近傍の反応性アクリレートの濃度が低いことは、離型プロセスを助けると考えられる。付着仕事量における同様の減少は、硬化されていない基板レジストに対する他のアクリルオキシシラン（例えば下記構造を有するメタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン）の添加によって実現されてもよい。

硬化されていない基板レジストに対するシランの添加は、基板レジストの耐エッチング性も改良する。

２段階プロセスの第２の段階において、ＩＰＳ１１上の表面１３のパターンは、図２ｄ）〜２ｆ）に説明されるように、ターゲット基板に転写される。ここで、表面１３は、硬化されていない光硬化性レジストの薄い成形用層１８で覆われた表面１６を備える基板１５を含む目的物１４の表面１９と接触して配置される。接着力を高める手段として働く薄い有機層１７は基板表面１６とレジスト１８との間に配置されるだろう。

Claims

光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法であって、前記光硬化性ＩＰＳ材料が、
表面処理されていない型から前記光硬化性ＩＰＳ材料にパターンを転写した後、前記光硬化性ＩＰＳ材料を光硬化してＩＰＳを形成する段階と、パターン形成された前記ＩＰＳをテンプレートとして用いて基板レジスト表面上部に前記ＩＰＳ上に形成されたパターンを転写する段階と、を含む２段階インプリント法に適用可能であり、
重合を開始する性能を有する光開始剤又は触媒、重合可能な単官能又は多官能アクリレート、エポキシド、又はビニル、及び、硬化の際レジストに共有結合する性能を有する化学官能基によって完全に又は部分的に終端されたシロキサン、を含む、
光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
前記光硬化性ＩＰＳ材料が低い表面エネルギーを示す、請求項１に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
前記光硬化性ＩＰＳ材料がペルフルオロ化フッ素系界面活性剤を０％から３０％の範囲の濃度で含む、請求項１に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
前記ペルフルオロ化フッ素系界面活性剤は表面活性であり、これは前記ペルフルオロ化フッ素系界面活性剤の濃度が表面領域／界面領域の近傍で高いことを意味し、材料は付着仕事量が低いこと及び表面エネルギーを無視できないことによって特徴付けられる、請求項３に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
硬化されていない光硬化性ＩＰＳ材料はハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能エポキシド、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により重合されたアクリレート及びエポキシドの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１又は２に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
硬化されていない光硬化性ＩＰＳ材料はハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能エポキシド、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により重合されたアクリレート及びエポキシドの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１、３、又は４に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
硬化されていない基板レジストはハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能ビニルエーテル、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により、共重合されたアクリレートとビニルエーテルとのネットワークと、共重合されたビニルエーテルのネットワークとの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１又は２に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
硬化されていない基板レジストはハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能ビニルエーテル、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により、共重合されたアクリレートとビニルエーテルとのネットワークと、共重合されたビニルエーテルのネットワークとの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１、３、又は４に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
前記ペルフルオロ化フッ素系界面活性剤が、以下の構造を有するｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＯ１００のアクリル酸エステルである、請求項３、又は４に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法：

ここでｘは０以上６以下の整数であり、ｙは０以上１５以下の整数である。
前記ペルフルオロ化フッ素系界面活性剤が、硬化材料に共有結合されるｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＯ１００である、請求項３、又は４に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
前記分子がナノインプリントリソグラフィー用途において使用される、請求項１から１０の何れか一項に記載の光硬化性ＩＰＳ材料を提供する方法。
光硬化性基板レジストを提供する方法であって、前記光硬化性基板レジストが、
表面処理されていない型から光硬化性ＩＰＳ材料にパターンを転写した後、前記光硬化性ＩＰＳ材料を光硬化してＩＰＳを形成する段階と、パターン形成された前記ＩＰＳを用いて前記光硬化性基板レジスト表面上部に前記ＩＰＳ上に形成されたパターンを転写する段階と、を含む２段階インプリント法に適用可能であり、
重合を開始する性能を有する光開始剤又は触媒、重合可能な単官能又は多官能モノマー、及び、アクリルオキシ官能化シロキサン誘導体及びアクリルオキシ官能化ポリジメチルシロキサン、を含む、
光硬化性基板レジストを提供する方法。
硬化されていない光硬化性基板レジストが、重合可能な単官能又は多官能（メタ）アクリレートベースモノマー、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤を含む、請求項１２に記載の光硬化性基板レジストを提供する方法。
硬化されていない光硬化性ＩＰＳ材料がハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能（メタ）アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能エポキシド、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により重合された（メタ）アクリレート及びエポキシドの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１２に記載の光硬化性基板レジストを提供する方法。
硬化されていない光硬化性基板レジストはハイブリッドであり、重合可能な単官能又は多官能（メタ）アクリレートモノマー、重合可能な単官能又は多官能ビニルエーテル、及び少なくとも一つのフリーラジカル光開始剤並びに少なくとも一つのカチオン性光開始剤を含み、それに対するフォトン放射により、共重合された（メタ）アクリレートとビニルエーテルとのネットワークと、共重合されたビニルエーテルのネットワークとの相互貫入ネットワークを含むハイブリッド材料が形成される、請求項１２に記載の光硬化性基板レジストを提供する方法。
硬化されていない光硬化性基板レジストが、以下の構造を示すポリジメチルシロキサンの誘導体を含む、請求項１２に記載の光硬化性基板レジストを提供する方法：

ここでｎは１から２０の範囲の整数であり、Ｒはアルキル−、アルコキシド−、又はトリス（トリメチルシリル）−であり、Ｒ’は短いアルキル基を介してシロキサンと結合される（メタ）アクリレート、エポキシド、又はビニルエーテルである。
前記光硬化性基板レジストがナノインプリントリソグラフィー用途で使用される、請求項１２から１６の何れか一項に記載の光硬化性基板レジストを提供する方法。