JP2012079782A - Photosensitive resin composition for uv nanoimprint, method for manufacturing resist substrate using the photosensitive resin composition, and method for manufacturing copying template - Google Patents

Photosensitive resin composition for uv nanoimprint, method for manufacturing resist substrate using the photosensitive resin composition, and method for manufacturing copying template Download PDF

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明子 天野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition for UV nanoimprint, with which a fine resist pattern having an excellent elastic modulus can be formed by means of an inkjet system.SOLUTION: A photosensitive resin composition for UV nanoimprint comprises: (A) a copolymer which has, in a main chain, a molecular structure where constitutional units derived by a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are connected, contains, in a side chain, a constitutional unit at least provided with an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group and a constitutional unit provided with a photocurable ethylenically unsaturated bond, and has a weight average molecular weight of 1,500 or more; (B) a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds; and (C) a photopolymerization initiator. The photosensitive resin composition also has a viscosity of 15 mPa s or less at 25°C.

Description

本発明は、光ナノインプリント法を用いて微細なレジストパターンが形成されたレジスト基板を製造するための光ナノインプリント用感光性樹脂組成物、及び当該感光性樹脂組成物を用いたレジスト基板の製造方法、並びに、コピーテンプレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition for optical nanoimprinting for producing a resist substrate on which a fine resist pattern is formed using an optical nanoimprinting method, and a method for producing a resist substrate using the photosensitive resin composition, In addition, the present invention relates to a copy template manufacturing method.

近年、微細加工技術の進歩はめざましく、光源の短波長化や位相シフト法などの高解像度手法を用いて、光源波長以下の高解像度を達成してきた。最小線幅100nm以下のリソグラフィー技術としてはArFエキシマレーザー、およびこれの液浸技術が挙げられ、さらに20nm以下の微細パターンでは電子線露光技術や波長13.5nmのEUV(極端紫外線)による露光技術が考えられる。しかしながら、これらの技術は補正パターンによる描画スループットの低下や高額な露光装置の導入の必要性が課題となっており、微細なパターンを低コスト、高スループットで行えるためナノインプリント法が注目されている。   In recent years, progress in microfabrication technology has been remarkable, and a high resolution below the light source wavelength has been achieved using a high resolution technique such as shortening the wavelength of the light source or the phase shift method. Lithography technology with a minimum line width of 100 nm or less includes ArF excimer laser and its immersion technology. For fine patterns of 20 nm or less, electron beam exposure technology and EUV (extreme ultraviolet) exposure technology with a wavelength of 13.5 nm are considered. It is done. However, these techniques are subject to a reduction in the drawing throughput due to the correction pattern and the necessity of introducing an expensive exposure apparatus, and the nanoimprint method is attracting attention because fine patterns can be produced at low cost and high throughput.

ナノインプリント法とは凹凸を有する金型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートと呼ばれる)を被転写基板表面に形成された樹脂膜層に対して型押しすることで所定のパターンを転写するものであり、光ディスク製作ではよく知られているホットエンボス技術を発展させ、パターンの解像性を高めた技術である。
ナノインプリント法は転写される材料により2種類に大別される。熱可塑性樹脂を用いる熱ナノインプリント法と、感光性樹脂組成物を用いる光ナノインプリント法である。
The nanoimprint method is a method in which a predetermined pattern is transferred by embossing a mold having unevenness (generally called a mold, a stamper, or a template) against a resin film layer formed on the surface of a substrate to be transferred. This is a technology that improves the resolution of the pattern by developing the well-known hot embossing technology in optical disc production.
Nanoimprint methods are roughly classified into two types depending on the material to be transferred. A thermal nanoimprint method using a thermoplastic resin, and an optical nanoimprint method using a photosensitive resin composition.

熱ナノインプリント法の場合、基板に熱可塑性樹脂を塗布し、樹脂をガラス転移温度以上に加熱し液状にしたあと金型を押し当て、ガラス転移温度以下に樹脂を冷却して硬化させた後、金型を樹脂から引き離すことにより微細パターンを転写する。
これに対して光ナノインプリント法は、基板上に粘度の低い感光性樹脂組成物を塗布し、金型を押し当てた後、紫外光を照射することで樹脂組成物を硬化させ、金型を引き離すことにより微細パターンを転写する技術である。光ナノインプリント法は紫外光照射のみでパターン形成ができるため、熱ナノインプリントに比べてスループットが高く、温度による寸法変化などを防ぐことができる。また、金型は光を透過するものを使用するため、金型を透過して位置合わせが行える利点もある。さらに近年、ステップアンドリピート方式による基板全面へのインプリントが可能となったため、光ナノインプリント法が半導体をはじめとする高解像度、高精度、高スループットのリソグラフィー技術として有望であると言える(非特許文献1)。
In the case of the thermal nanoimprint method, a thermoplastic resin is applied to the substrate, the resin is heated to a temperature higher than the glass transition temperature and liquefied, the mold is pressed, the resin is cooled to a temperature lower than the glass transition temperature, and then cured. The fine pattern is transferred by pulling the mold away from the resin.
On the other hand, in the optical nanoimprint method, a photosensitive resin composition having a low viscosity is applied onto a substrate, and after pressing the mold, the resin composition is cured by irradiating ultraviolet light, and the mold is separated. This is a technique for transferring a fine pattern. Since the optical nanoimprint method can form a pattern only by irradiation with ultraviolet light, the throughput is higher than that of thermal nanoimprint, and dimensional change due to temperature can be prevented. Further, since a mold that transmits light is used, there is an advantage that alignment can be performed through the mold. In recent years, it has become possible to perform imprinting on the entire surface of a substrate by the step-and-repeat method, so that the optical nanoimprint method is promising as a lithography technology with high resolution, high accuracy, and high throughput including semiconductors (non-patent literature). 1).

光ナノインプリント法では、紫外線硬化樹脂を基板に塗布する際、スピンコート法およびインクジェットによる小滴塗布方法が用いられる。スピンコート法は、広域面への塗布が可能である反面、基板面内での膜厚均一化が図れないことや薄膜塗布に限界があるといった問題があるため、光ナノインプリントを用いた均一な微細パターンの形成は困難である。これに対し、低粘度レジストを用いたインクジェット塗布法を使用すれば、紫外線硬化樹脂の滴下量を凹凸のパターンサイズ、形状、密度に合わせて厳密にコントロールすることができる。(特許文献1、非特許文献1)。   In the optical nanoimprint method, when applying an ultraviolet curable resin to a substrate, a spin coating method and a droplet applying method by inkjet are used. The spin coating method can be applied to a wide area, but there are problems that the film thickness cannot be made uniform within the substrate surface and there is a limit to thin film coating. Formation of the pattern is difficult. On the other hand, if an inkjet coating method using a low-viscosity resist is used, the dripping amount of the ultraviolet curable resin can be strictly controlled according to the pattern size, shape, and density of the unevenness. (Patent Document 1, Non-Patent Document 1).

このような光ナノインプリント法に用いられる感光性樹脂組成物は、反応機構の違いからラジカル重合タイプとイオン重合タイプに大別される。いずれの組成物もインプリント可能であるが、材料選択性の広さからラジカル重合型が一般的に用いられている(非特許文献2)。
ラジカル重合タイプにおいては、ラジカル重合可能なビニル基や(メタ)アクリル基を有するモノマーと光重合開始剤を含んだ組成物が一般的に用いられ、光照射により光重合開始剤により発生したラジカルがモノマーのエチレン性不飽和結合と反応して重合反応が進み、ポリマーを形成する。
The photosensitive resin composition used for such a photo nanoimprint method is roughly classified into a radical polymerization type and an ion polymerization type from the difference in reaction mechanism. Although any composition can be imprinted, a radical polymerization type is generally used because of its wide material selectivity (Non-patent Document 2).
In the radical polymerization type, a composition containing a monomer having a vinyl group or (meth) acryl group capable of radical polymerization and a photopolymerization initiator is generally used, and radicals generated by the photopolymerization initiator upon irradiation with light are detected. The polymerization reaction proceeds by reacting with the ethylenically unsaturated bond of the monomer to form a polymer.

光ナノインプリント法に用いられる光硬化樹脂組成物については、プロセス上、多くの特性を要求される。必要とされる性質として、基板への濡れ広がり性、基板への密着性、金型の凹凸への充填性、金型からの離型性、硬化収縮性、パターンの機械強度、解像性などが挙げられる(特許文献2、非特許文献3)。光ナノインプリント用樹脂組成物においては、金型の微細な溝に入るような親和性が必要でありながら、金型からきれいに剥離する離型性が必要など、互いに矛盾する特性をも必要とされるため、全てを満足させる感光性樹脂組成物を得ることはとても困難である。   The photocurable resin composition used in the photo nanoimprint method is required to have many characteristics in the process. Necessary properties include wetting and spreading to the substrate, adhesion to the substrate, filling ability to the unevenness of the mold, mold release from the mold, curing shrinkage, mechanical strength of the pattern, resolution, etc. (Patent Document 2, Non-Patent Document 3). The resin composition for optical nanoimprinting needs to have an incompatible property such as a mold release property that neatly peels off from the mold, while the affinity for entering the fine groove of the mold is necessary. Therefore, it is very difficult to obtain a photosensitive resin composition that satisfies all requirements.

例えば、機械強度を改善する方法の例としては、いずれもスピンコート等で感光性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する光ナノインプリント用樹脂組成物であるが、樹脂組成物に無機粒子を添加する方法、また、高分子ケイ素化合物を添加する方法、特定の露光条件で反応率が高いモノマーと特定の露光条件で反応率が低いが熱硬化条件で反応率が高いモノマーとを組み合わせて用いる方法が報告されている(特許文献3、4、及び5)。   For example, as an example of a method for improving mechanical strength, all are resin compositions for optical nanoimprint in which a photosensitive resin composition is applied by spin coating or the like to form a coating film, but inorganic particles are added to the resin composition. A method of adding, a method of adding a polymeric silicon compound, a monomer having a high reaction rate under specific exposure conditions and a monomer having a low reaction rate under specific exposure conditions but a high reaction rate under thermosetting conditions Methods have been reported (Patent Documents 3, 4, and 5).

しかしながら、特許文献3のように無機粒子を添加する場合の問題としては、モノマーとの相溶性が挙げられる。特に、無溶媒の光ナノインプリント用樹脂組成物においては溶解性は期待できず、これにより、樹脂の金型微細凹凸への充填不良を生じたり、不均一な硬化パターンになることでむしろ機械強度を下げる恐れがある。
また、特許文献4では光重合性基を持った高分子ケイ素化合物を添加する方法が記載されているものの、厚みがμmオーダーの均一膜での効果しか示されておらず、線幅100nm以下の微細パターンへの効果は不明である。
また、特許文献5では、前記特定のモノマーの組み合わせに更にポリマーを添加する例が示されているが、当該ポリマーを添加した例は、同じモノマー組成のポリマーを添加していない例と比較して、高粘度化したのみで、耐熱性や力学強度が向上した結果になっていない。後述した比較例で示したように、特許文献4で添加したような反応性基を有しないポリマーを用いると、モノマーとの相溶性が悪くなり、光硬化後のパターンは不均一となり、逆に機械強度を低下させてしまう。
However, as a problem when adding inorganic particles as in Patent Document 3, compatibility with the monomer can be mentioned. In particular, the solvent-free optical nanoimprinting resin composition cannot be expected to be soluble, and this causes poor filling of the resin into the fine concavo-convex shape of the resin, resulting in a non-uniform curing pattern, which rather increases the mechanical strength. There is a risk of lowering.
Patent Document 4 describes a method of adding a high molecular silicon compound having a photopolymerizable group, but only shows an effect in a uniform film having a thickness of μm order, and has a line width of 100 nm or less. The effect on fine patterns is unknown.
Patent Document 5 shows an example in which a polymer is further added to the specific monomer combination, but the example in which the polymer is added is compared with an example in which a polymer having the same monomer composition is not added. The result is that the heat resistance and the mechanical strength are not improved only by increasing the viscosity. As shown in the comparative example described later, when a polymer having no reactive group as added in Patent Document 4 is used, the compatibility with the monomer is deteriorated, and the pattern after photocuring becomes non-uniform. It will reduce the mechanical strength.

特開2007−313439号公報JP 2007-31439 A 特表2007−523249号公報Special table 2007-523249 gazette 特開2009−206197号公報JP 2009-206197 A 特開2010−013513号公報JP 2010-013513 A 特開2010−100785号公報JP 2010-1000078 A

「ナノインプリント技術徹底解説」、電子ジャーナル発行、2004年、p.20、p.48−50、p.143−144“Thorough explanation of nanoimprint technology”, published in an electronic journal, 2004, p. 20, p. 48-50, p. 143-144 「最新レジスト材料ハンドブック」、情報機構発行、2005年、p.103“Latest Resist Handbook”, published by Information Organization, 2005, p. 103 N.Sakai“J.Photopolym. Sci.Technol.” (2009) Vol.22, No.2, p.133N. Sakai “J. Photopolym. Sci. Technol.” (2009) Vol.22, No.2, p.133

100nm以下のような微細なパターンを形成するためには、光ナノインプリント法のうち、感光性樹脂組成物をインクジェット方式で塗布し、当該低い粘度の樹脂組成物をナノインプリントテンプレートが溝に吸い上げた後、硬化させる方法に優位性があると考えられた。そこで、インクジェット方式で適用可能な感光性樹脂組成物について検討を行った。しかしながら、光硬化した樹脂パターンから金型を離型する際、樹脂パターンの折れ、倒れ、隣接パターンとの接着などが起こり、100nm以下の高解像性の実現は困難であった。   In order to form a fine pattern of 100 nm or less, among optical nanoimprint methods, after applying a photosensitive resin composition by an inkjet method, the nanoimprint template sucks up the low-viscosity resin composition into the groove, It was considered that the curing method had an advantage. Then, the photosensitive resin composition applicable with an inkjet system was examined. However, when the mold is released from the photocured resin pattern, the resin pattern breaks, falls, adheres to an adjacent pattern, and the like, and it is difficult to achieve high resolution of 100 nm or less.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、インクジェット方式により、優れた弾性率を有し、微細なレジストパターンを良好に形成し得る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物を用いたレジスト基板の製造方法、及び当該レジスト基板の製造方法用いたコピーテンプレートの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has a superior elastic modulus and can form a fine resist pattern satisfactorily by an inkjet method, and the photosensitive resin. An object of the present invention is to provide a method for producing a resist substrate using the composition and a method for producing a copy template using the method for producing the resist substrate.

本発明者らは、鋭意検討の結果、光硬化性モノマー成分に、高分子量の特定の光硬化性共重合体を組み合わせて用いた感光性樹脂組成物とすることにより、上記課題が解決されるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have solved the above problem by using a photosensitive resin composition in which a photocurable monomer component is used in combination with a specific photocurable copolymer having a high molecular weight. As a result, the present invention has been completed.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、(A)エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体であって、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位とを含み、重量平均分子量が1,500以上である共重合体、
(B)1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマー、及び
(C)光重合開始剤を含有し、25℃の粘度が15mPa・s以下であることを特徴とする。
The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention is a copolymer having (A) a main chain having a molecular structure in which structural units derived from a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are linked. And a structural unit having at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in the side chain and a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond, and having a weight average molecular weight of 1,500 or more. Copolymer,
(B) It contains a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds, and (C) a photopolymerization initiator, and has a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or less.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記共重合体(A)の光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位が、下記一般式(1)で表される構成単位であることが、レジストパターンの高弾性率を実現する点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the structural unit having the photocurable ethylenically unsaturated bond of the copolymer (A) is represented by the following general formula (1). It is preferable from the viewpoint of realizing a high elastic modulus of the resist pattern.

(一般式(1)中、Lは直接結合又は連結基を表す。R、R1’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。R、R’、及びR”は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。) (In General Formula (1), L represents a direct bond or a linking group. R 1 , R 1 ′ , and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 3 , R 3 ′, and R 3 ″ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.)

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記共重合体(A)の芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位が、下記一般式(2)で表される構成単位であることが、ドライエッチング耐性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the structural unit having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group of the copolymer (A) is represented by the following general formula (2). The structural unit is preferably from the viewpoint of dry etching resistance.

(一般式(2)中、Xは直接結合又は連結基を表す。R、R4’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。Rは、芳香族炭化水素基または脂環式炭化水素基を表し、これらは置換基を有していてもよい。) (In general formula (2), X represents a direct bond or a linking group. R 4 , R 4 ′ , and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 6 represents an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, which may have a substituent.)

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)に対する前記共重合体(A)の割合が0.1〜35重量%であることが、樹脂組成物の粘度やモノマー(B)との相溶性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the ratio of the copolymer (A) to the monomer (B) having the ethylenically unsaturated bond is 0.1 to 35% by weight. This is preferable from the viewpoint of the viscosity of the resin composition and the compatibility with the monomer (B).

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エチレン性不飽和結合を有する酸無水物、ビニル化合物、及びビニルエーテル化合物よりなる群から選択される1種以上であることが、汎用性や反応性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond is a (meth) acrylic acid ester compound, an acid anhydride having an ethylenically unsaturated bond, or a vinyl compound. And at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds is preferred from the viewpoint of versatility and reactivity.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を有するモノマーを含むことが、加工時におけるドライエッチング耐性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond contains a monomer having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. From the viewpoint of dry etching resistance at the time.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、純水接触角60°±5°の試験片の表面に対する接触角が20°以下を示すことが、基板に対する濡れ広がり性が良好になる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, when the contact angle with respect to the surface of a test piece having a pure water contact angle of 60 ° ± 5 ° is 20 ° or less, the wetting and spreading property to the substrate is improved. It is preferable from the point.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、温度25℃、湿度33%の室温下において、樹脂組成物の10分間の体積変化率が元の体積に対して0〜20%であることが、基板上での組成安定性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the volume change rate for 10 minutes of the resin composition is 0 to 20% with respect to the original volume at room temperature of 25 ° C. and humidity of 33%. It is preferable from the viewpoint of composition stability on the substrate.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、更に(D)界面活性剤を含むことが、塗布の均一性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、テンプレートと樹脂組成物間の剥離性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等を調整できる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, it may further include (D) a surfactant to improve the uniformity of coating, the filling of the template with irregularities, and the separation between the template and the resin composition. It is preferable from the viewpoint that adjustment of improvement in adhesion, improvement in adhesion between the resin composition and the substrate, reduction in the viscosity of the composition, and the like can be adjusted.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記界面活性剤(D)が、ノニオン系界面活性剤であって反応性及び/又は非反応性界面活性剤を含むことが、樹脂組成物の表面張力を下げ、塗布の均一性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等を調整できる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the surfactant (D) is a nonionic surfactant and contains a reactive and / or non-reactive surfactant. It is preferable from the viewpoint that the surface tension of the product can be lowered, and the uniformity of coating, the improvement of filling of the template with unevenness, the improvement of the adhesion between the resin composition and the substrate, and the reduction of the viscosity of the composition can be adjusted.

本発明に係るレジスト基板の製造方法は、基板上に、前記本発明に係る感光性樹脂組成物をインクジェット方式によって付着させる工程、
前記基板に、所望の凹凸パターンの反転パターンを表面に有するマスターテンプレートを押し当て、前記基板の表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に、本発明に係る感光性樹脂組成物を挟持する工程、
露光により、前記感光性樹脂組成物を硬化させて基板上にレジスト凹凸パターンを形成する工程、及び、
マスターテンプレートをレジスト凹凸パターンが形成された基板から剥離する工程、
を含むことを特徴とする。
The method for producing a resist substrate according to the present invention comprises a step of adhering the photosensitive resin composition according to the present invention on a substrate by an inkjet method,
A step of pressing a master template having a reverse pattern of a desired concavo-convex pattern on the surface and sandwiching the photosensitive resin composition according to the present invention between the surface of the substrate and the pattern surface of the master template. ,
A step of curing the photosensitive resin composition by exposure to form a resist uneven pattern on the substrate; and
A step of peeling the master template from the substrate on which the resist uneven pattern is formed,
It is characterized by including.

また、本発明に係るコピーテンプレートの製造方法は、レジスト凹凸パターンが形成された前記本発明に係るレジスト基板上の凹部を、基板が露出するまでドライエッチング加工する工程、
凹凸パターンが形成された基板上の凹部の基板の露出部分をドライエッチング加工する工程、
凹凸パターンが形成された基板の凸部上の基板とは異なる成分を除去する工程、
を含むことを特徴とする。
In addition, the method for manufacturing a copy template according to the present invention includes a step of dry etching a recess on the resist substrate according to the present invention on which a resist uneven pattern is formed, until the substrate is exposed,
A step of dry-etching the exposed portion of the concave portion of the substrate on which the concave-convex pattern is formed,
Removing a component different from the substrate on the convex portion of the substrate on which the concavo-convex pattern is formed,
It is characterized by including.

本発明によれば、インクジェット方式により、微細なレジストパターンを形成し得る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を提供することができ、100nm以下の形状が良好なレジストパターンを形成することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photosensitive resin composition for optical nanoimprint which can form a fine resist pattern by an inkjet system can be provided, and a resist pattern with a favorable shape of 100 nm or less can be formed.

本発明のレジスト基板の製造方法の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the process of the manufacturing method of the resist substrate of this invention. 本発明のコピーテンプレートの製造方法の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the process of the manufacturing method of the copy template of this invention. 本発明の合成例1で得られた共重合体(A−1)のH−NMRスペクトルである。It is a 1 H-NMR spectrum of the copolymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 of the present invention.

以下において本発明を詳しく説明する。
尚、本発明において単に「基板」と称するときは、レジスト凹凸パターンが形成される支持体を意味し、「レジスト基板」と称するときは、レジスト凹凸パターンを形成したい下地となる基板上に、レジスト凹凸パターンが形成された積層体を意味する。
The present invention is described in detail below.
In the present invention, when simply referred to as “substrate”, it means a support on which a resist concavo-convex pattern is formed, and when referred to as “resist substrate”, a resist is formed on a base substrate on which a resist concavo-convex pattern is to be formed. It means a laminate in which a concavo-convex pattern is formed.

I.光ナノインプリント用感光性樹脂組成物
本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、(A)エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体であって、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位とを含み、重量平均分子量が1,500以上である共重合体、
(B)1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマー、及び
(C)光重合開始剤を含有し、25℃の粘度が15mPa・s以下であることを特徴とする。
I. Photosensitive resin composition for photo-nanoimprinting The photosensitive resin composition for photo-nanoimprinting according to the present invention has (A) a molecular structure in which structural units derived from a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are connected to the main chain. A copolymer having at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in a side chain and a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond, and having a weight average A copolymer having a molecular weight of 1,500 or more,
(B) It contains a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds, and (C) a photopolymerization initiator, and has a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or less.

100nm以下のような微細なパターンを形成する際には、金型離型工程時にレジスト凹凸パターンが折れ易く、倒れ易く、また隣接するパターンと接着してパターンがつぶれ易いなどの問題があり、100nm以下の高解像性を実現するのは困難であった。
本発明者は、100nm以下のような微細なパターンを形成する際には、感光性樹脂組成物のレジストパターンが堅いだけでは、さらに折れ易くなる点に着目し、感光性樹脂組成物のレジストパターンの弾性率を高くすることに想到した。
When forming a fine pattern of 100 nm or less, there is a problem that the resist uneven pattern easily breaks and falls during the mold release process, and the pattern is easily collapsed by adhering to an adjacent pattern. It was difficult to realize the following high resolution.
The inventor of the present invention pays attention to the fact that the resist pattern of the photosensitive resin composition is easily broken when the resist pattern of the photosensitive resin composition is only hard when forming a fine pattern of 100 nm or less. I came up with the idea of increasing the elastic modulus.

本発明においては、光硬化性成分及び溶媒代替の機能を有する(B)1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーに、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位を含む、高分子量の光硬化性共重合体を組み合わせている。これにより、25℃の粘度が15mPa・s以下の低粘度を実現し、低蒸発性で基板への塗布性が良く、インクジェット方式により、優れた弾性率を有した微細なレジストパターンを形成し得る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を得ることができる。   In the present invention, (B) a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds having a function of a photocurable component and a solvent substitutes at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in the side chain. A high molecular weight photocurable copolymer containing a structural unit provided and a structural unit provided with a photocurable ethylenically unsaturated bond is combined. As a result, a low viscosity of 15 mPa · s or less at 25 ° C. is realized, low evaporation and good application to the substrate, and a fine resist pattern having an excellent elastic modulus can be formed by an ink jet method. A photosensitive resin composition for optical nanoimprinting can be obtained.

本発明においては、前記高分子量の光硬化性共重合体(A)が、光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位を含むことにより、エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)との相溶性が高くなり、且つ、硬化時に共重合体(A)とモノマー(B)間で架橋反応をする。そのため、微細なレジストパターン中でポリマーとモノマー間で相分離することなく、共重合体(A)が架橋反応中の柔軟性を有する骨格となり得る。また、前記高分子量の光硬化性共重合体(A)が側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位を有し、ドライエッチング耐性を付与する。これらのことから、本発明の感光性樹脂組成物の光硬化後の微細なレジストパターンは均一になり、優れた弾性率が得られ、パターンの折れ易さ、倒れやすさ、隣接するパターンとの接着などの従来の問題を克服でき、100nm以下の高解像性を実現すると推定される。   In the present invention, the high molecular weight photocurable copolymer (A) includes a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond, whereby the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond and And the copolymer (A) and the monomer (B) undergo a crosslinking reaction at the time of curing. Therefore, the copolymer (A) can be a flexible skeleton during the crosslinking reaction without phase separation between the polymer and the monomer in a fine resist pattern. The high molecular weight photocurable copolymer (A) has a structural unit having at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in the side chain, and imparts dry etching resistance. From these things, the fine resist pattern after photocuring of the photosensitive resin composition of the present invention is uniform, an excellent elastic modulus is obtained, the pattern is easy to fold, easy to collapse, and the adjacent pattern. It is estimated that conventional problems such as adhesion can be overcome, and high resolution of 100 nm or less is realized.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、少なくとも前記共重合体(A)、
前記モノマー(B)、及び前記光重合開始剤(C)を含有し、更に他の成分を含んでいても良いものである。
以下、このような本発明の感光性樹脂組成物の各構成について順に詳細に説明する。
The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention includes at least the copolymer (A),
It contains the monomer (B) and the photopolymerization initiator (C), and may further contain other components.
Hereafter, each structure of the photosensitive resin composition of such this invention is demonstrated in detail in order.

(共重合体(A))
本発明において用いられる共重合体は、エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体であって、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位とを含み、重量平均分子量が1,500以上の共重合体である。
(Copolymer (A))
The copolymer used in the present invention is a copolymer having a main chain having a molecular structure in which structural units derived from a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are linked, and at least aromatic in the side chain. It is a copolymer having a weight average molecular weight of 1,500 or more, including a structural unit having a hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group and a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond.

エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体に、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位を有するためには、芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーを含んで共重合させればよい。側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位を有することにより、樹脂組成物の硬化膜にドライエッチング耐性を付与するという作用をもたらす。
芳香族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)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、フェノキシテトラ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、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、1,1−ジフェニルエチレン、ジイソプロペニルベンゼン、エチレングリコールフェニルエーテル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、9−アントリルメチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレートジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル−2−(メタクリロイロキシ)エチルフタレート、9H−カルバゾール−9−エチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(1R,4R,7R)−イソプロピル−5−メチルビシクロ[2.2.2]オクタ−2,5−ジエン−2−カルボキシレート等が挙げられる。また、下記化学式のような構造が挙げられる。また、これらの芳香族炭化水素は、塩素、臭素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基等のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基等のアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等で置換されていてもよい。
A copolymer having, in the main chain, a molecular structure in which structural units derived from a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are linked, has at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in the side chain. In order to have the structural unit, an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group and a monomer having an ethylenically unsaturated bond may be copolymerized. By having a structural unit having at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group in the side chain, an effect of imparting dry etching resistance to the cured film of the resin composition is brought about.
Examples of the monomer having an aromatic hydrocarbon group and an ethylenically unsaturated bond include benzyl (meth) acrylate, phenylethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, and phenoxytetraethylene glycol. (Meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, styrene, α-methylstyrene, 1,1-diphenylethylene, diisopropenylbenzene, ethylene glycol phenyl ether (meth) acrylate, 2- Naphthyl (meth) acrylate, 9-anthrylmethyl (meth) acrylate, bisphenol A di (meth) acrylate, bisphenol A ethoxylate di (meth) Acrylate, 2-hydroxypropyl-2- (methacryloyloxy) ethyl phthalate, 9H-carbazole-9-ethyl (meth) acrylate, 2-naphthyl (1R, 4R, 7R) -isopropyl-5-methylbicyclo [2.2 .2] octa-2,5-diene-2-carboxylate and the like. Moreover, the structure like following Chemical formula is mentioned. These aromatic hydrocarbons include halogen atoms such as chlorine and bromine, alkyl groups such as methyl and ethyl groups, amino groups such as alkoxy groups, amino groups and dialkylamino groups, cyano groups, carboxyl groups, and sulfonic acids. It may be substituted with a group, a phosphate group or the like.

脂環式炭化水素基とエチレン性不飽和結合とを有する脂環式炭化水素含有モノマーとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3−シクロヘキセニルメチル(メタ)アクリレート、4−イソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、メンチル(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロノニル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、ジシクロペンテニルオキシ(メタ)アクリレート、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、及び2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレートや1−パーフルオロアダマンチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジシクロペンテニルエーテル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。また、下記化学式のような構造が挙げられる。脂環式炭化水素基においても、芳香族炭化水素基で挙げたような置換基を有していても良い。   Examples of the alicyclic hydrocarbon-containing monomer having an alicyclic hydrocarbon group and an ethylenically unsaturated bond include cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3-cyclohexenylmethyl (meth) acrylate, 4-isopropylcyclohexyl (meth) acrylate, 1-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 3-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexyl ( (Meth) acrylate, 4-ethylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, menthyl (Meth) acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, cycloheptyl (meth) acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, cyclononyl (meth) acrylate, cyclodecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, di Cyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxy (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and 2-ethyl-2- Adamantyl (meth) acrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 1-perfluoroadamantyl (meth) acrylate, ethylene glycol dicyclopentenyl ether Meth) acrylate, and the like. Moreover, the structure like following Chemical formula is mentioned. The alicyclic hydrocarbon group may have a substituent as mentioned for the aromatic hydrocarbon group.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記共重合体(A)の芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位が、下記一般式(2)で表される構成単位であることが、ドライエッチング耐性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the structural unit having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group of the copolymer (A) is represented by the following general formula (2). The structural unit is preferably from the viewpoint of dry etching resistance.

(一般式(2)中、Xは直接結合又は連結基を表す。R、R4’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。Rは、芳香族炭化水素基または脂環式炭化水素基を表し、これらは置換基を有していてもよい。) (In general formula (2), X represents a direct bond or a linking group. R 4 , R 4 ′ , and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 6 represents an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, which may have a substituent.)

一般式(2)中、R、R4’、及びRにおいて、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
一般式(2)中、R、R4’、及びRにおいて、1価の有機基としては、メチル基、エチル基、ハロゲン化アルキル基、カルボキシル基含有アルキル基、エステル基含有アルキル基等の置換基を有していても良いアルキル基;置換基を有していても良いアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;アセトアミド基等のアミド基;カルボキシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のエステル基などが挙げられる。
また、R、Rが互いに結合した環構造である場合としては、R、Rが互いに結合して、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等を形成している場合が挙げられる。
In General Formula (2), in R 4 , R 4 ′ , and R 5 , examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
In R 4 , R 4 ′ and R 5 in the general formula (2), examples of the monovalent organic group include a methyl group, an ethyl group, a halogenated alkyl group, a carboxyl group-containing alkyl group, and an ester group-containing alkyl group. An alkyl group that may have a substituent; an aryl group that may have a substituent; an aralkyl group such as a benzyl group; an acyl group such as an acetyl group or a benzoyl group; an amide group such as an acetamide group; a carboxyl Groups; ester groups such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.
Further, as the case R 4, R 5 are bonded to ring structure combines R 4, R 5 each other, and a case where a cyclopentyl group, form a cycloalkyl group such as cyclohexyl group .

一般式(2)中、連結基Xとしては、メチレン基等のアルキレン基、アリーレン基及びこれらの組み合わせ等の炭化水素基、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等のアルキレングリコールから誘導される基等が挙げられる。   In general formula (2), examples of the linking group X include alkylene groups such as methylene groups, hydrocarbon groups such as arylene groups and combinations thereof, groups derived from alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, and butylene glycol. Is mentioned.

芳香族炭化水素基または脂環式炭化水素基を表すRとしては、例えば、置換基を有していても良い、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基等が挙げられる。これらの芳香族炭化水素基または脂環式炭化水素基は、上記芳香族炭化水素基で挙げたような置換基を有していても良い。 Examples of R 6 representing an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group, which may have a substituent. , Cyclononyl group, cyclodecyl group, isobornyl group, dicyclopentanyl group, adamantyl group and the like. These aromatic hydrocarbon groups or alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent as mentioned for the aromatic hydrocarbon group.

芳香族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーとしては、中でも、ベンジルメタクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、9−アントリルメチル(メタ)アクリレートが、エッチング耐性向上の点から好ましい。   Among the monomers having an aromatic hydrocarbon group and an ethylenically unsaturated bond, benzyl methacrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, and 9-anthrylmethyl (meth) acrylate are preferable from the viewpoint of improving etching resistance.

また、共重合体(A)において、側鎖に光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位は、樹脂組成物の光硬化性に寄与する成分であり、その含有割合は要求される光硬化性の程度により調整される。
共重合体(A)において、側鎖に光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位を有するために、光硬化性エチレン性不飽和結合を2つ以上有するモノマーを用いて共重合体を合成すると、副反応が生じやすい。そのため、側鎖に有する光硬化性エチレン性不飽和結合は、共重合体(A)の主鎖連結を形成した後で、適切な官能基を介して導入するのが好ましい。
例えば、水酸基、カルボキシル基、エステル基、エポキシ基、アミノ基、又はイソシアネート基等の反応性基を備えた構成単位を有する共重合体を形成した後に、各反応性基と反応し得る反応性基(エポキシ基、イソシアネート基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、又はエステル基等)とエチレン性不飽和結合を有するモノマーを反応させることにより、光硬化性エチレン性不飽和結合を導入するのが好ましい。
Further, in the copolymer (A), the structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond in the side chain is a component that contributes to the photocurability of the resin composition, and the content ratio thereof is required light. It is adjusted according to the degree of curability.
In the copolymer (A), in order to have a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond in the side chain, the copolymer is prepared using a monomer having two or more photocurable ethylenically unsaturated bonds. When synthesized, side reactions are likely to occur. Therefore, the photocurable ethylenically unsaturated bond in the side chain is preferably introduced through an appropriate functional group after forming the main chain linkage of the copolymer (A).
For example, a reactive group that can react with each reactive group after forming a copolymer having a structural unit having a reactive group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group, an epoxy group, an amino group, or an isocyanate group It is preferable to introduce a photocurable ethylenically unsaturated bond by reacting a monomer having an ethylenically unsaturated bond (such as an epoxy group, an isocyanate group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an ester group).

前記共重合体(A)の光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位としては、下記一般式(1)で表される構成単位であることが、レジストパターンを均一にし、レジストパターンの高弾性率を実現する点から好ましい。   As a structural unit provided with the photocurable ethylenically unsaturated bond of the copolymer (A), the structural unit represented by the following general formula (1) makes the resist pattern uniform, It is preferable from the viewpoint of realizing a high elastic modulus.

(一般式(1)中、Lは直接結合又は連結基を表す。R、R1’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。R、R’、及びR”は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。) (In General Formula (1), L represents a direct bond or a linking group. R 1 , R 1 ′ , and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 3 , R 3 ′, and R 3 ″ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.)

、R1’、及びRは、それぞれ、上述したR、R4’、及びRと同様のものが挙げられる。
、R’、及びR”の1価の有機基としては、アルキル基が好ましく、中でもメチル基が好適なものとして挙げられる。
Examples of R 1 , R 1 ′ , and R 2 are the same as those described above for R 4 , R 4 ′ , and R 5 .
As the monovalent organic group for R 3 , R 3 ′ and R 3 ″, an alkyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.

一般式(1)中、Lが連結基である場合、Lはエーテル結合、エステル結合やアミド結合を含むことが好ましい。連結基Lとしては、例えば、−O−(R−O)m−**−OCO−**−OCO−CH=CH−**−OCO−R−**−COO−CH−CR(OH)−(CH)m−O−**−COO−CH−C(−(CH)m−OH)(−R)−O−**−COO−(CH)m−O−**−COO−CH−CR(OH)−(CH)m−R−**−COO−R−OCO**−COO−R−OCO−NH−R−O−**−OCO-NH−**−OCO−NH−R−O−**、等(ここで、は主鎖との結合部位、**は側鎖のエチレン性不飽和結合との結合部位を表す。また、Rはそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、アラルキル基等の炭化水素基、mは1以上の整数)を挙げることができる。 In the general formula (1), when L is a linking group, L preferably contains an ether bond, an ester bond or an amide bond. The linking group L, such, * -O- (R-O) m- **, * -OCO- **, * -OCO-CH = CH- **, * -OCO-R- **, * -COO-CH 2 -CR (OH) - (CH 2) m-O- **, * -COO-CH 2 -C (- (CH 2) m-OH) (- R) -O- **, * -COO- (CH 2) m- O- **, * -COO-CH 2 -CR (OH) - (CH 2) m-R- **, * -COO-R-OCO **, * - COO-R-OCO-NH- R-O- **, * -OCO-NH- **, * -OCO-NH-R-O- **, etc. (where * the binding site of the main chain ** represents a bonding site with a side chain ethylenically unsaturated bond, and each R independently represents a hydrocarbon group such as an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, m is an integer of 1 or more.

側鎖に光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位としては、(メタ)アクリル酸由来等のカルボキシル基にグリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、p−ビニルベンジル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(メタ)アクリレート等のエポキシ基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーを反応させて得られた構成単位や、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート由来等の水酸基に、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−メタクリロイルエチルイソシアネート等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートやビニルイソシアネートを反応させて得られた構成単位や、ポリビニルアルコールの水酸基に、エチレン性不飽和結合を有する酸無水物、カルボン酸、エステルを反応させて得られた構成単位などが、合成が容易な点から好適に用いられる。当該反応させるエチレン性不飽和結合を有する酸無水物、カルボン酸、エステルは種々選択して用いることができ、例えば下記化学式(a)〜(e)で表される化学構造であっても良い。   The structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond in the side chain includes glycidyl (meth) acrylate, β-methylglycidyl (meth) acrylate, p-vinylbenzylglycidyl on a carboxyl group derived from (meth) acrylic acid. Structural units obtained by reacting an epoxy group such as ether or 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate with a monomer having an ethylenically unsaturated bond, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2 -Hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, hydroxy group derived from hydroxyalkyl (meth) acrylate such as 4-hydroxybutyl methacrylate, etc., 2-acryloyloxyethyl isocyanate , Structural units obtained by reacting (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate such as 2-methacryloylethyl isocyanate and vinyl isocyanate, and acid anhydrides, carboxylic acids and esters having an ethylenically unsaturated bond in the hydroxyl group of polyvinyl alcohol A structural unit obtained by reacting is preferably used from the viewpoint of easy synthesis. The acid anhydride, carboxylic acid, and ester having an ethylenically unsaturated bond to be reacted can be variously selected and used. For example, chemical structures represented by the following chemical formulas (a) to (e) may be used.

なお、例えば、上記(メタ)アクリル酸の代わりに、カルボキシル基を2つ有するマレイン酸や、カルボキシル基を3つ有するアコニット酸や、カルボキシル基を4つ有する1,1,2,2−エテンテトラカルボン酸を用いて共重合体(A)の主鎖連結を形成した後、当該カルボキシル基に上記のようにカルボキシル基と反応し得るエポキシ基等とエチレン性不飽和結合を有するモノマーを反応させることにより、側鎖に2〜4個の光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位を得ても良い。   For example, instead of the above (meth) acrylic acid, maleic acid having two carboxyl groups, aconitic acid having three carboxyl groups, or 1,1,2,2-ethenetetra having four carboxyl groups After forming the main chain linkage of the copolymer (A) using carboxylic acid, reacting the carboxyl group with a monomer having an ethylenically unsaturated bond and the epoxy group that can react with the carboxyl group as described above Thus, a structural unit having 2 to 4 photocurable ethylenically unsaturated bonds in the side chain may be obtained.

前記共重合体(A)には、その他にも樹脂組成物の表面張力低下、基板塗布性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる点から、更に、エステル基を備えた構成単位が含まれることが好ましい。側鎖にエステル基を備えた構成単位を有するためには、エステル基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーを含んで共重合させればよい。
前記共重合体(A)のエステル基を備えた構成単位としては、下記一般式(3)で表される構成単位であることが好ましい。
In addition to the copolymer (A), the surface tension of the resin composition is lowered, the substrate coating property, the filling property to the irregularities of the template is improved, the adhesion between the resin composition and the substrate is improved, the composition From the viewpoint of lowering the viscosity, it is preferable that a structural unit having an ester group is further included. In order to have a structural unit having an ester group in the side chain, a monomer having an ester group and an ethylenically unsaturated bond may be copolymerized.
The structural unit having an ester group of the copolymer (A) is preferably a structural unit represented by the following general formula (3).

一般式(3)中、R、R7’、及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。Rは、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基及び/又は複素環式化合物基を表し、これらは置換基を有していてもよく、炭化水素基中にヘテロ原子を含んでいても良い。) In General Formula (3), R 7 , R 7 ′ , and R 8 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or a ring structure in which they are bonded to each other. . R 9 represents a linear or branched hydrocarbon group and / or a heterocyclic compound group, which may have a substituent and may contain a hetero atom in the hydrocarbon group. )

、R7’、及びRは、それぞれ、上述したR、R4’、及びRと同様のものが挙げられる。
は、直鎖又は分岐鎖の炭化水素基、複素環式化合物基、又はこれらの組み合わせからなる化合物基を表す。複素環式化合物としては、テトラヒドロフラン、ピペリジン、ピロリジン等が挙げられる。
の置換基としては、上記芳香族炭化水素で挙げたような置換基と同様のものを有していても良い。また、Rの炭化水素基中に含まれる炭化水素基以外の結合としては、本発明の効果が損なわれない限り、特に限定されず、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−、ここでRは水素原子又は有機基)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合等が挙げられる。
Examples of R 7 , R 7 ′ , and R 8 are the same as those described above for R 4 , R 4 ′ , and R 5 .
R 9 represents a compound group composed of a linear or branched hydrocarbon group, a heterocyclic compound group, or a combination thereof. Examples of the heterocyclic compound include tetrahydrofuran, piperidine, pyrrolidine and the like.
The substituent for R 9 may have the same substituents as mentioned for the aromatic hydrocarbon. The bond other than the hydrocarbon group contained in the hydrocarbon group represented by R 9 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester Bond, amide bond, urethane bond, imino bond (—N═C (—R) —, —C (═NR) —, where R is a hydrogen atom or an organic group), carbonate bond, sulfonyl bond, sulfinyl bond, azo Bonding etc. are mentioned.

エステル基とエチレン性不飽和結合を有するモノマーとしては、例えば、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、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(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)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコールモノ(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、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、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エチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエチレングリコール(メタ)アクリレート類;ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(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)アクリレートなどのポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;2−カルボキシエチル(メタ)アクリレートなどのカルボキシアルキル(メタ)アクリレート類;2−(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−(ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリレートなどのアミノアルキル(メタ)アクリレート類;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、また、下記化学式のような構造が挙げられる。   Examples of the monomer having an ester group and an ethylenically unsaturated bond include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth). Acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl (meth) Alkoxyalkyl (meth) acrylates such as acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, and methoxybutyl (meth) acrylate; polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene Polyethylene groups such as glycol (meth) acrylate and nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate Cole (meth) acrylates; polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylates such as nonylphenoxy polypropylene glycol (meth) acrylate; 2 -Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and 4-hydroxyethyl (meth) acrylate; carboxyalkyl (meth) acrylates such as 2-carboxyethyl (meth) acrylate; 2- (dimethylamino) Aminoalkyl (meth) acrylates such as ethyl (meth) acrylate and 2- (dimethylamino) propyl (meth) acrylate; Examples include trahydrofurfuryl (meth) acrylate and structures having the following chemical formula.

前記共重合体(A)には、その他にも樹脂組成物の表面張力低下、基板塗布性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる基板塗布性、基板密着性等を調整する点から、更に、他の構成単位を含んでいても良い。
共重合体(A)に他の構成単位を導入するために用いられるモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシ−1−ブテン、2−カルボキシ−1−ペンテン、2−カルボキシ−1−ヘキセン、2−カルボキシ−1−へプテン、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、およびN−フェニルマレイミド等が挙げられる。
In addition to the copolymer (A), the surface tension of the resin composition is lowered, the substrate coating property, the filling property to the irregularities of the template is improved, the adhesion between the resin composition and the substrate is improved, the composition Other structural units may be further included from the viewpoint of adjusting the substrate coatability, the substrate adhesion, and the like that lower the viscosity of the substrate.
Examples of the monomer used for introducing another structural unit into the copolymer (A) include ethylene, propylene, (meth) acrylic acid, 2-carboxy-1-butene, 2-carboxy-1-pentene, Examples include 2-carboxy-1-hexene, 2-carboxy-1-heptene, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-butylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, and N-phenylmaleimide. It is done.

芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位の含有割合は、少なすぎる場合にはドライエッチング耐性が十分得られなくなる恐れがあり、多すぎる場合には樹脂組成物が高粘度化するという恐れがある。そのため、芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位の含有割合は、要求されるドライエッチング耐性と粘度に応えるべく調節され、仕込み量で表した時に、共重合体の全構成単位中に1〜85モル%、更に5〜50モル%とすることが好ましい。   If the content of the structural unit having an aromatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group is too small, the dry etching resistance may not be sufficiently obtained, and if it is too large, the resin composition has a high viscosity. There is a fear of becoming. Therefore, the content ratio of the structural unit having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group is adjusted to meet the required dry etching resistance and viscosity, and when expressed in terms of the charged amount, It is preferable to set it as 1-85 mol% in a structural unit, and also 5-50 mol%.

また、光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位は、少なすぎる場合には硬化性が不十分となり、多すぎる場合にはレジストパターンの柔軟性を失う恐れがある。そのため、光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位の含有割合は、要求される光硬化性の程度(感度)に応えるべく調節され、仕込み量で表した時に、共重合体の全構成単位中に1〜85モル%、更に5〜50モル%とすることが好ましい。   Further, if the constitutional unit having the photocurable ethylenically unsaturated bond is too small, the curability is insufficient, and if it is too large, the flexibility of the resist pattern may be lost. Therefore, the content ratio of the structural unit having the photocurable ethylenically unsaturated bond is adjusted to meet the required photocuring degree (sensitivity), and when expressed in the charged amount, the entire composition of the copolymer It is preferable to set it as 1-85 mol% in a unit, and also 5-50 mol%.

エステル基含有単位を備えた構成単位は、前記共重合体(A)の粘度、基板密着性、基板塗布性を必要に応じて調整するために、仕込み量で表した時に、共重合体の全構成単位中に1〜98モル%、更に40〜80モル%とすることが好ましい。   The structural unit having an ester group-containing unit is the total amount of the copolymer when expressed in the charged amount in order to adjust the viscosity, substrate adhesion, and substrate coatability of the copolymer (A) as necessary. It is preferable to set it as 1-98 mol% in a structural unit, and also 40-80 mol%.

前記共重合体(A)は、公知の方法に準じて合成することができ、例えば、ラジカル重合等を用いることができる。まず、少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と、光硬化性エチレン性不飽和結合を有する構造を後から導入できる官能基を有する構成単位からなり、さらに必要に応じて、エステル基を備えた構成単位、或いは、その他の構成単位を含有する主鎖を有する重合体(原料重合体)を製造し、それから当該原料重合体に光硬化性エチレン性不飽和結合と共に何らかの別の官能基を有する化合物を反応させて、光硬化性エチレン性不飽和結合のペンダント構造を導入すればよい。
前記共重合体(A)は、ランダム共重合体およびブロック共重合体のいずれであってよい。
The said copolymer (A) can be synthesize | combined according to a well-known method, for example, radical polymerization etc. can be used. First, it is composed of a structural unit having at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group and a structural unit having a functional group into which a structure having a photocurable ethylenically unsaturated bond can be introduced later. Accordingly, a polymer having a main chain containing a structural unit having an ester group or other structural unit (raw material polymer) is produced, and then the raw material polymer is combined with a photocurable ethylenically unsaturated bond. A pendant structure of a photocurable ethylenically unsaturated bond may be introduced by reacting a compound having some other functional group.
The copolymer (A) may be either a random copolymer or a block copolymer.

共重合体(A)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、単に「重量平均分子量」または「Mw」という。)が1,500以上である。共重合体(A)の重量平均分子量は、更に2,000〜350,000、より更に3,500〜100,000の範囲に調節するのが好ましい。重量平均分子量が1,500より小さいと弾性率改善の効果が得られない恐れがある。一方、重量平均分子量が大きすぎると、樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて、インクジェットの吐出性が低下したり、モノマー(B)との相溶性が低下したり、硬化樹脂パターンが不均一化する恐れがあるので、組み合わせて用いられる成分に応じて適宜調整するようにする。   The copolymer (A) has a polystyrene-converted weight average molecular weight (hereinafter simply referred to as “weight average molecular weight” or “Mw”) measured by GPC (gel permeation chromatography) of 1,500 or more. The weight average molecular weight of the copolymer (A) is preferably adjusted to a range of 2,000 to 350,000, more preferably 3,500 to 100,000. If the weight average molecular weight is less than 1,500, the effect of improving the elastic modulus may not be obtained. On the other hand, if the weight average molecular weight is too large, the viscosity of the resin composition becomes too high, resulting in a decrease in ink jet discharge property, a decrease in compatibility with the monomer (B), and a non-uniform cured resin pattern. Therefore, it is adjusted as appropriate according to the components used in combination.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物中に、前記共重合体(A)は、0.1〜35重量%、更に1〜25重量%の範囲で含まれることが、溶解性の点から好ましい。
また、本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)に対する前記共重合体(A)の割合が0.1〜35重量%、更に1〜25重量%であることが樹脂組成物の粘度やモノマー(B)との相溶性の点から好ましい。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the copolymer (A) is contained in the range of 0.1 to 35% by weight, and more preferably 1 to 25% by weight. To preferred.
Moreover, in the photosensitive resin composition for optical nanoimprints according to the present invention, the ratio of the copolymer (A) to the monomer (B) having the ethylenically unsaturated bond is 0.1 to 35% by weight, and further 1 It is preferable that it is ˜25% by weight from the viewpoint of the viscosity of the resin composition and the compatibility with the monomer (B).

(モノマー(B))
本発明で用いられるモノマーは、1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーである。
当該モノマー(B)は、反応性を有しながら、溶剤の代替となり得る成分である。当該モノマー(B)を用いるため、光ナノインプリント用感光性樹脂組成物中に溶剤を用いないか、溶剤含有量を減らすことができる。このため、樹脂組成物が揮発し難くなり、保存時や使用時に組成安定性が良くなり、塗膜形成後においては溶剤の揮発による体積減少率が小さくなる。
(Monomer (B))
The monomer used in the present invention is a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds.
The monomer (B) is a component that can be substituted for the solvent while having reactivity. Since the said monomer (B) is used, a solvent is not used in the photosensitive resin composition for optical nanoimprints, or solvent content can be reduced. For this reason, the resin composition is less likely to volatilize, the composition stability is improved during storage and use, and the volume reduction rate due to the volatilization of the solvent is reduced after the coating film is formed.

本発明で用いられるモノマーは、1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーであれば、エチレン性不飽和結合を1分子内に1つ有する単官能モノマーであっても良いし、エチレン性不飽和結合を1分子内に2つ以上有する多官能モノマーであっても良い。当該単官能モノマーと多官能モノマーは、1種単独で用いても良いが、2種以上組み合わせて用い、適宜粘度、蒸発性、硬化性、機械強度等の物性を調整することが好ましい。   As long as the monomer used in the present invention is a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds, it may be a monofunctional monomer having one ethylenically unsaturated bond in one molecule. It may be a polyfunctional monomer having two or more saturated bonds in one molecule. The monofunctional monomer and polyfunctional monomer may be used alone or in combination of two or more, and it is preferable to appropriately adjust physical properties such as viscosity, evaporability, curability, and mechanical strength.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エチレン性不飽和結合を有する酸無水物、ビニル化合物、及びビニルエーテル化合物よりなる群から選択される1種以上であることが、汎用性や反応性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond is a (meth) acrylic acid ester compound, an acid anhydride having an ethylenically unsaturated bond, or a vinyl compound. And at least one selected from the group consisting of vinyl ether compounds is preferred from the viewpoint of versatility and reactivity.

単官能のモノマーとしては、例えば、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、無水マレイン酸等のエチレン性不飽和結合を有する酸無水物や、スチレン、酢酸ビニル等のビニル化合物や、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル等のビニルエーテル化合物、下記のような単官能(メタ)アクリル酸エステル化合物が用いられる。単官能(メタ)アクリル酸エステル化合物、すなわち単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどのフェノキシアルキル(メタ)アクリレート類;ベンジル(メタ)アクリレートなどのアラルキル(メタ)アクリレート類; 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、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、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、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)アクリレートなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート類、エチレングリコールフェニルエーテル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、9−アントリルメチル(メタ)アクリレート、9H−カルバゾール−9−エチル(メタ)アクリレート、等の芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を有するモノマーや、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、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(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)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類; ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類; メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシアルキル(メタ)アクリレート類; ポリエチレングリコールモノ(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、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、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エチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエチレングリコール(メタ)アクリレート類; ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(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)アクリレートなどのポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート類;2−(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−(ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリレートなどのアミノアルキル(メタ)アクリレート類;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オンなどが挙げられる。   Examples of the monofunctional monomer include acid anhydrides having an ethylenically unsaturated bond such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide and maleic anhydride, vinyl compounds such as styrene and vinyl acetate, diethylene glycol monovinyl ether, Vinyl ether compounds such as butyl vinyl ether and dodecyl vinyl ether, and monofunctional (meth) acrylic acid ester compounds as described below are used. Monofunctional (meth) acrylic acid ester compounds, that is, monofunctional (meth) acrylates include, for example, phenoxyalkyl (meth) acrylates such as phenoxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate. Aralkyl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate; cyclohexyl (meth) acrylate, 4-butylcyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopenta Dienyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate, 2-methyl-2 Cycloalkyl (meth) acrylates such as adamantyl (meth) acrylate, ethylene glycol phenyl ether (meth) acrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, 9-anthrylmethyl (meth) acrylate, 9H-carbazole-9-ethyl ( Monomers having an aromatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group such as (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) ) Acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, hep Chill (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, Alkyl (meth) acrylates such as dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate; hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl ( Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate; methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl Alkoxyalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, and methoxybutyl (meth) acrylate; polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate Polyethylene glycol (meth) acrylates such as phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate and nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate; polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth) acrylate , Nonylphenoxy polypropylene glycol (meth) ac Polypropylene glycol (meth) acrylates such as relate; Aminoalkyl (meth) acrylates such as 2- (dimethylamino) ethyl (meth) acrylate and 2- (dimethylamino) propyl (meth) acrylate; Tetrahydrofurfuryl (meth) Examples thereof include acrylate and 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)中に、エチレン性不飽和結合を1分子内に2つ以上有する多官能モノマーを含むことが、塗工膜のネットワーク構造を形成し、樹脂硬化膜に十分な膜強度や密着性を付与する点が好ましい。
しかしながら、特に、本発明に係る感光性樹脂組成物はインクジェット方式のインクとして用いるため、比較的分子量の高い重合体以外の重合性成分としては、官能基数が比較的少ない2官能乃至3官能のモノマーを主体として用いるのが好ましく、粘度が25℃で500mPa・s以下の2乃至3官能モノマーを用いるのが特に好ましい。インクジェット方式の吹き付け作業中に、ヘッドの先端での粘度上昇が起こり難くなり、ヘッドの目詰まりが発生せず、作業中におけるインクの吐出性が安定するため、インクの吐出量や吐出方向が安定し、インクを基板上に所定のパターン通り正確に、且つ、均一に付着させることができるからである。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond contains a polyfunctional monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule. However, the point which forms the network structure of a coating film and provides sufficient film | membrane intensity | strength and adhesiveness to a resin cured film is preferable.
However, in particular, since the photosensitive resin composition according to the present invention is used as an ink jet ink, a polymerizable component other than a polymer having a relatively high molecular weight is a bifunctional to trifunctional monomer having a relatively small number of functional groups. Is preferably used, and it is particularly preferable to use a bi- or trifunctional monomer having a viscosity of 500 mPa · s or less at 25 ° C. During ink jet spraying, it is difficult for the viscosity to increase at the tip of the head, clogging of the head does not occur, and ink ejection during operation is stable, so the amount and direction of ink ejection is stable. This is because the ink can be accurately and uniformly deposited on the substrate in a predetermined pattern.

エチレン性不飽和結合を1分子内に2つ又は3つ有する2官能乃至3官能のモノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオールジ(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−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチル−イソシアヌレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート、1,4−ビス((メタ)アクリロイル)ピペラジン、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジビニルベンゼン、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、エチレンオキシド変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート等を例示することができる。   Examples of the bifunctional to trifunctional monomer having two or three ethylenically unsaturated bonds in one molecule include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth). Acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) ) Acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanedio Di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, bisphenol A di (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloyloxyethoxyphenyl) propane, 2,2-bis ( 4- (meth) acryloyloxydiethoxyphenyl) propane, trimethylolpropane di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) hydroxyethyl-isocyanurate, 1,3 -Adamantanediol di (meth) acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A diacrylate, 1,4-bis ((meth) acryloyl) piperazine, 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether, triethylene glycol Call divinyl ether, divinyl benzene, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified glycerol tri (meth) acrylate can be exemplified by tris-acryloyloxyethyl phosphate and the like.

エチレン性不飽和結合を1分子内に4つ以上有する4官能以上の多官能モノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(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)アクリレート等を例示することができる。   Examples of tetrafunctional or higher polyfunctional monomers having 4 or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth). An acrylate etc. can be illustrated.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を有するモノマーを含むことが、加工時におけるドライエッチング耐性の点から好ましい。
芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を有するモノマーは、モノマー(B)の全量に対して、10〜100重量%、更に20〜80重量%の割合で配合することが、加工時におけるドライエッチング耐性の点から好ましい。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond contains a monomer having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. From the viewpoint of dry etching resistance at the time.
The monomer having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group is blended in a proportion of 10 to 100% by weight, more preferably 20 to 80% by weight, based on the total amount of the monomer (B). This is preferable from the viewpoint of dry etching resistance.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物において、単官能モノマーは、モノマー(B)の全量に対して、40〜95重量%、更に50〜90重量%の割合で配合することが、樹脂組成物全体の粘度の点から好ましい。また、2乃至3官能モノマーは、モノマー(B)の全量に対して、5〜60重量%、更に10〜50重量%の割合で配合することが、樹脂の光硬化後の架橋密度の点から好ましい。
また、4官能以上モノマーは、モノマー(B)の全量に対して、0〜25重量%、更に0.01〜15重量%の割合で配合することが、さらなる樹脂の光硬化後の架橋密度の点から好ましい。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monofunctional monomer may be blended in a proportion of 40 to 95% by weight, further 50 to 90% by weight, based on the total amount of the monomer (B). It is preferable from the point of the viscosity of the whole composition. Moreover, it is 5-60 weight% with respect to the whole quantity of a monomer (B), and a trifunctional monomer is mix | blended in the ratio of 10-50 weight% from the point of the crosslinking density after photocuring of resin. preferable.
Further, the tetrafunctional or higher functional monomer may be blended in a proportion of 0 to 25% by weight, and further 0.01 to 15% by weight, based on the total amount of the monomer (B). It is preferable from the point.

また、前記モノマー(B)は、全体で、粘度が25℃で15mPa・s以下、更に13.5mPa・s以下となるように組み合わせて選択することが、樹脂組成物全体の粘度の点から好ましい。   Moreover, it is preferable from the point of the viscosity of the whole resin composition that the said monomer (B) is selected as a whole so that a viscosity may be 15 mPa * s or less at 25 degreeC, and also 13.5 mPa * s or less. .

また、前記モノマー(B)は、全体で、温度25℃、湿度33%の室温下における10分間の体積変化率が元の体積に対して0〜20%となるように組み合わせて選択することが、樹脂組成比の安定性の点から好ましい。   The monomer (B) may be selected in combination so that the total volume change rate for 10 minutes at room temperature of 25 ° C. and humidity of 33% is 0 to 20% with respect to the original volume. From the viewpoint of the stability of the resin composition ratio.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物中に、前記モノマー(B)は、53〜99.8重量%、更に63〜95重量%の範囲で含まれることが、樹脂組成物全体の粘度、樹脂硬化パターン形成の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the monomer (B) is contained in a range of 53 to 99.8% by weight, more preferably 63 to 95% by weight, so that the viscosity of the entire resin composition From the viewpoint of forming a cured resin pattern.

(光重合開始剤(C))
本発明に用いられる光重合開始剤は、公知の光重合開始剤を用いることができる。光重合開始剤としては、例えば、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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、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−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−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サイド,1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、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サイド,2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)、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サイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド、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、2−[2−(フラン−2−イル)ビニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(5−メチルフラン−2−イル)ビニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、ベンゾフェノン、4,4'−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルスルフィド、4−フェニルベンゾフェノン、エチルミヒラーズケトン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−メチルチオキサントン、チオキサントンアンモニウム塩、ベンゾイン、4,4'−ジメトキシベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1,1,1−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノンおよびジベンゾスベロン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイル ビフェニル、4−ベンゾイル ジフェニルエーテル、1,4−ベンゾイルベンゼン、ベンジル、10−ブチル−2−クロロアクリドン、[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタン)、2−エチルアントラキノン、2,2−ビス(2−クロロフェニル)4,5,4',5'−テトラキス(3,4,5−トリメトキシフェニル)1,2'−ビイミダゾール、2,2−ビス(o−クロロフェニル)4,5,4',5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、エチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、ブトキシエチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(Photopolymerization initiator (C))
A well-known photoinitiator can be used for the photoinitiator used for this invention. Examples of the photopolymerization initiator include 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 1-hydroxycyclohexyl. Phenyl ketone, benzophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1, 2-methyl-1 [ 4-methylthiophenyl] -2-morpholinopropan-1-one, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl -Pentylphosphine oxide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -2- (O-benzoyloxime, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide, 1- [4-Benzoylphenylsulfanyl] phenyl) -2-methyl-2- (4-methylphenylsulfuryl) Nyl) propan-1-one, 2- [2- (furan-2-yl) vinyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (5-methyl) Furan-2-yl) vinyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 5-triazine, 2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4-dimethoxyphenyl) -4 , 6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, benzophenone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone, methyl-2-benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 4-phenyl Nylbenzophenone, ethyl Michler's ketone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2-methylthioxanthone, thioxanthone Ammonium salt, benzoin, 4,4′-dimethoxybenzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, 1,1,1-trichloroacetophenone, diethoxyacetophenone and dibenzosuberone, o-Benzoyl methyl benzoate, 2-benzoylnaphthalene, 4-benzoyl biphenyl, 4-benzoyl diphenyl Ether, 1,4-benzoylbenzene, benzyl, 10-butyl-2-chloroacridone, [4- (methylphenylthio) phenyl] phenylmethane), 2-ethylanthraquinone, 2,2-bis (2-chlorophenyl) 4,5,4 ′, 5′-tetrakis (3,4,5-trimethoxyphenyl) 1,2′-biimidazole, 2,2-bis (o-chlorophenyl) 4,5,4 ′, 5′- Tetraphenyl-1,2'-biimidazole, tris (4-dimethylaminophenyl) methane, ethyl-4- (dimethylamino) benzoate, 2- (dimethylamino) ethylbenzoate, butoxyethyl-4- (dimethylamino) benzoate However, it is not limited to these.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、光重合開始剤(C)を0.01〜15重量%含むことが好ましく、更に好ましくは、0.1〜15重量%、より更に好ましくは0.2〜12重量%である。2種類以上の光重合開始剤を併用する場合はそれらの合計量が前記範囲となることが好ましい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the photopolymerization initiator (C) is preferably contained in an amount of 0.01 to 15% by weight, more preferably 0.1 to 15% by weight, and still more preferably. Is 0.2 to 12% by weight. When two or more kinds of photopolymerization initiators are used in combination, the total amount thereof is preferably within the above range.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前述の必須成分以外に必要に応じて界面活性剤、離型剤、有機溶剤、シランカップリング剤、光増感剤、酸化防止剤、有機金属カップリング剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、密着促進剤、熱重合開始剤、光塩基発生剤、着色剤、エラストマー粒子、光酸増殖剤、塩基性化合物、および、その他流動調整剤、消泡剤、分散剤等の他の成分を含有していてもよい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, a surfactant, a release agent, an organic solvent, a silane coupling agent, a photosensitizer, an antioxidant, as necessary, in addition to the essential components described above. Organic metal coupling agent, polymerization inhibitor, ultraviolet absorber, light stabilizer, anti-aging agent, plasticizer, adhesion promoter, thermal polymerization initiator, photobase generator, colorant, elastomer particles, photoacid proliferator, You may contain other components, such as a basic compound and other flow control agents, an antifoamer, and a dispersing agent.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、更に(D)界面活性剤を含むことが、塗布の均一性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、テンプレートと樹脂組成物間の剥離性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等を調整できる点から好ましい。界面活性剤は単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いてもよい。界面活性剤の添加量は0.001〜10重量%が好ましく、0.005〜5重量%がより好ましい。上記範囲であると、塗布の均一性の効果が良好であり、界面活性剤の過多による樹脂硬化パターン軟化による弾性率悪化を招きにくい。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, it may further include (D) a surfactant to improve the uniformity of coating, the filling of the template with irregularities, and the separation between the template and the resin composition. It is preferable from the viewpoint that adjustment of improvement in adhesion, improvement in adhesion between the resin composition and the substrate, reduction in the viscosity of the composition, and the like can be adjusted. Surfactants may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the surfactant is preferably 0.001 to 10% by weight, and more preferably 0.005 to 5% by weight. When the content is in the above range, the effect of coating uniformity is good, and the elastic modulus is hardly deteriorated due to softening of the cured resin pattern due to excessive surfactant.

界面活性剤としては、公知の界面活性剤を用いることができるが、中でも、ノニオン系界面活性剤が、塗布の均一性、テンプレートの凹凸への充填性の向上、テンプレートと樹脂組成物間の剥離性の向上、樹脂組成物と基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等の点から好ましい。   As the surfactant, known surfactants can be used. Among them, the nonionic surfactant is more uniform in coating, improving the filling property of the unevenness of the template, and peeling between the template and the resin composition. It is preferable from the viewpoints of improving the property, improving the adhesion between the resin composition and the substrate, and lowering the viscosity of the composition.

本発明で用いるノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、が挙げられる。   Examples of nonionic surfactants used in the present invention include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene octylphenol. Ether, polyoxyethylene alkylaryl ethers such as polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate Sorbites, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate Polyoxyethylene sorbitan mono palmitate - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan tristearate, and the like.

さらにテンプレートと樹脂組成物間の剥離性の向上の点から、フッ素系及び/又はシリコーン系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤の例としてはメチルパーフルオロオクタノエート、メチルトリフルオロアセテート、エチルペンタフルオロプロピオネート、エチルパーフルオロブチレート、メチルペンタフルオロベンゾエート、メチル2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニルアセテート、メチルノナデカフルオロデカノエート(いずれもSIGMA-ALDRICH社より入手可能)、商品名フロラードFC−430、FC−431(住友スリーエム社製)、商品名サーフロン「S−382」(旭硝子製)、EFTOP「EF−122A、122B、122C、EF−121、EF−126、EF−127、MF−100」(トーケムプロダクツ社製)、商品名PF−636、PF−6320、PF−656、PF−6520(いずれもOMNOVA社)、商品名フタージェントFT250、FT251、DFX18(いずれも(株)ネオス製)、商品名ユニダインDS−401、DS−403、DS−451(いずれもダイキン工業(株)製)、商品名メガフアック171、172、173、178K、178A、(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられる。
また、シリコーン素系界面活性剤の例としては、商品名SI−10シリーズ(竹本油脂社製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業社製)、KP−341(信越化学工業製)、FZ-2191(東レ・ダウコーニング社製)が挙げられる。
また、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。
Furthermore, from the viewpoint of improving the peelability between the template and the resin composition, a fluorine-based and / or silicone-based surfactant is preferable. Examples of fluorosurfactants include methyl perfluorooctanoate, methyl trifluoroacetate, ethyl pentafluoropropionate, ethyl perfluorobutyrate, methyl pentafluorobenzoate, methyl 2,3,4,5,6- Pentafluorophenyl acetate, methyl nonadecafluorodecanoate (all available from SIGMA-ALDRICH), trade names Florard FC-430, FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M), trade name Surflon "S-382" ( Asahi Glass), EFTOP "EF-122A, 122B, 122C, EF-121, EF-126, EF-127, MF-100" (manufactured by Tochem Products), trade names PF-636, PF-6320, PF- 656, PF-6520 (both OMNOVA), product name footer Yent FT250, FT251, DFX18 (all manufactured by Neos Co., Ltd.), trade names Unidyne DS-401, DS-403, DS-451 (all manufactured by Daikin Industries, Ltd.), trade names Megafuk 171, 172, 173, 178K, 178A (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).
Examples of silicone-based surfactants include trade name SI-10 series (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), MegaFac Painted 31 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical). FZ-2191 (manufactured by Toray Dow Corning).
Examples of the fluorine / silicone surfactant include trade names X-70-090, X-70-091, X-70-092, X-70-093 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Trade names Megafuak R-08 and XRB-4 (both manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) can be mentioned.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、前記界面活性剤(D)が、ノニオン系界面活性剤であって反応性及び/又は非反応性界面活性剤を含むことが、テンプレートと樹脂組成物間の剥離性の向上、膜物性の点から好ましい。
反応性界面活性剤としては、エチレン性不飽和結合を有する界面活性剤が好適に用いられる。例えば、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘンエイコサフルオロデシル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘンエイコサフルオロドデシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート等のフッ素系反応性界面活性剤が挙げられる。
また、例えば、(メタ)アクリル変性シリコーン系界面活性剤等のシリコーン系反応性界面活性剤が挙げられる。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the surfactant (D) is a nonionic surfactant and contains a reactive and / or non-reactive surfactant. It is preferable from the viewpoint of improvement in peelability between resin compositions and film properties.
As the reactive surfactant, a surfactant having an ethylenically unsaturated bond is preferably used. For example, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-heneicosafluorodecyl ( (Meth) acrylate, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-heneicosafluoro Dodecyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (meth) acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl (meth) acrylate, 2,2, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodecafluoroheptyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl (meth) Acrylate, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Tridecafluorooctyl (meth) acrylate, 3,3,4,4,5,5,6 , 6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl (meta Fluorine-based reactive surfactant such as acrylate.
Moreover, for example, silicone-based reactive surfactants such as (meth) acryl-modified silicone-based surfactants can be mentioned.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、露光後、硬化したレジストパターンとテンプレートの剥離を容易にする目的で、離型剤を用いても良い。離型剤としては、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイル等を用いることができる。離型剤の添加量は0.001〜5重量%が好ましく、0.005〜3重量%がより好ましい。添加量を0.001重量%以上とすることにより、離型作用がより向上する傾向にあり、5重量%以下とすることにより、基板との接着性が向上する傾向にある。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, a release agent may be used for the purpose of facilitating peeling of the cured resist pattern and template after exposure. As the release agent, modified silicone oils such as amino-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, and carbinol-modified silicone oil can be used. The amount of the release agent added is preferably 0.001 to 5% by weight, and more preferably 0.005 to 3% by weight. When the addition amount is 0.001% by weight or more, the releasing action tends to be further improved, and when it is 5% by weight or less, the adhesiveness to the substrate tends to be improved.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、必要に応じて非反応性有機溶剤を添加してもよい。好ましい非反応性有機溶剤としては例えば、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルおよびシクロヘキサノール等を挙げることができる。
これらの非反応性有機溶剤は、それぞれ単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
非反応性有機溶剤の添加量は、通常、10重量%以下であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下である。有機溶剤の添加量を少なくすることにより、用いられる有機溶剤にもよるが蒸発速度が低下する傾向があり、樹脂組成物の組成安定性が向上し、得られるレジストパターン形状が向上する。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, a non-reactive organic solvent may be added as necessary. Preferable examples of the non-reactive organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, n-butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and cyclohexanol.
These non-reactive organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of the non-reactive organic solvent is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less. By reducing the addition amount of the organic solvent, although depending on the organic solvent used, the evaporation rate tends to decrease, the composition stability of the resin composition is improved, and the resulting resist pattern shape is improved.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、レジストパターンの耐水性、耐熱性、強度やドライエッチング耐性をより向上することを目的として、シランカップリング剤を用いてもよい。本発明で用いることができるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
シランカップリング剤の添加量は、0.1〜20重量%が好ましく、1〜10重量%がより好ましい。添加量を0.1重量%以上とすることにより、基板への接着性改良効果がより向上する傾向にあり、20重量%以下とすることにより、得られたレジストパターンの耐水性、耐熱性や強度がより向上する傾向にあり好ましい。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, a silane coupling agent may be used for the purpose of further improving the water resistance, heat resistance, strength and dry etching resistance of the resist pattern. Examples of the silane coupling agent that can be used in the present invention include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxylane, 3-methacrylic Roxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropylmethyldimethoxy Lan, 3-acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-acryloxypropyldimethylethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-amino Examples thereof include propyltrimethoxysilane and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
The addition amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 20% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight. By making the addition amount 0.1% by weight or more, the effect of improving the adhesion to the substrate tends to be further improved, and by making it 20% by weight or less, the water resistance, heat resistance and The strength tends to be further improved, which is preferable.

本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、前述の構成成分を混合して得ることができる。(B)1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーを適宜選択することにより、溶媒の代替となるため、別途非反応性有機溶剤を用いなくても良い。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention can be obtained by mixing the aforementioned constituent components. (B) By appropriately selecting a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds, it can be used as a substitute for the solvent. Therefore, it is not necessary to use a separate non-reactive organic solvent.

以上のようにして得られる本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、25℃の粘度が15mPa・s以下であるように調整する。粘度が高すぎると、インクジェット方式において良好に吐出し難くなる。また、基板への濡れ広がり速度や金型の微細な凹凸への充填速度、つまりプロセススループットを考慮すると、25℃の粘度が10mPa・s以下であることが好ましく、さらに5mPa・s以下であることが好ましい。
なお、本発明における粘度は、動的粘弾性装置(例えば、ティー・エイ・インスツルメント社製、レオメータ AR−G2)を用いて測定することができる。
The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention obtained as described above is adjusted so that the viscosity at 25 ° C. is 15 mPa · s or less. If the viscosity is too high, it becomes difficult to discharge well in the ink jet system. In addition, considering the rate of wetting and spreading onto the substrate and the filling rate of the fine irregularities of the mold, that is, the process throughput, the viscosity at 25 ° C. is preferably 10 mPa · s or less, and further 5 mPa · s or less. Is preferred.
In addition, the viscosity in this invention can be measured using a dynamic viscoelasticity apparatus (for example, the rheometer AR-G2 by the TA instrument company).

また、本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、純水接触角60°±5°の試験片の表面に対する接触角が20°以下を示すことが、更に10°以下を示すことが、基板に対する濡れ広がり性が良好になる点から好ましい。基板への塗布性は、塗布プロセスのスループットを考慮する上で重要であり、さらに樹脂を薄膜かつ面内に均一に広げる上でも大事な要素である。塗布性は樹脂を低粘度化することでも効果があるが、樹脂組成物の基板に対する親和性も重要となってくる。樹脂組成物の親和性は、上記のような樹脂の特定の基板に対する接触角を計測することで判断することができる。
なお、接触角は、自動接触角計(例えば、協和界面科学株式会社製、自動接触角計DM-500)を用いて測定することができる。温度25℃、湿度33%の常圧大気下で、純水接触角60°±5°の試験片の表面に、樹脂組成物の1.5μLの液滴を接触させ、液滴が基板に接触してから1秒後の接触角を測定し、θ/2法を使用して接触角を決定することができる。
In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the contact angle with respect to the surface of a test piece having a pure water contact angle of 60 ° ± 5 ° is 20 ° or less, and further 10 ° or less. However, it is preferable from the viewpoint of good wettability with respect to the substrate. The coating property to the substrate is important in consideration of the throughput of the coating process, and is also an important factor in spreading the resin uniformly in a thin film and in a plane. The applicability is also effective by reducing the viscosity of the resin, but the affinity of the resin composition for the substrate is also important. The affinity of the resin composition can be determined by measuring the contact angle of the resin as described above with respect to a specific substrate.
The contact angle can be measured using an automatic contact angle meter (for example, automatic contact angle meter DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). A 1.5 μL droplet of the resin composition is brought into contact with the surface of a test piece having a pure water contact angle of 60 ° ± 5 ° in a normal pressure atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 33%, and the droplet contacts the substrate. Then, the contact angle after 1 second can be measured, and the contact angle can be determined using the θ / 2 method.

また、本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物においては、温度25℃、湿度33%の室温下において、樹脂組成物の10分間の体積変化率が元の体積に対して0〜20%であることが、更に0〜10%であることが、基板上での組成安定性の点から好ましい。インクジェット方式を用いてピコリットル程度の量の小滴を基板上に吐出する場合には、小滴のため蒸発しやすい状態になる。樹脂組成物の一部が蒸発すると、組成が変化するため、レジストパターンの性能が予定通り出なくなり、レジストパターン特性にばらつきが生じる恐れがある。   In the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention, the volume change rate for 10 minutes of the resin composition is 0 to 20% with respect to the original volume at room temperature of 25 ° C. and humidity of 33%. It is preferable that it is 0 to 10% from the viewpoint of composition stability on the substrate. When ejecting droplets of about picoliter amount onto a substrate using an inkjet method, the droplets are easily evaporated. When a part of the resin composition evaporates, the composition changes, so that the performance of the resist pattern does not appear as planned, and there is a risk that the resist pattern characteristics will vary.

なお、体積変化率は、自動接触角計(例えば、協和界面科学株式会社製、自動接触角計DM-500)を用いて、以下のように測定することができる。温度25℃、湿度33%の常圧大気下で、テフロンコート針(18G)により、各樹脂組成物を1.5μL採取し、純水接触角112°±5°の平坦な基板に、液滴を接触させる。液滴が基板に接触してから1秒後の体積(初期体積)と10分後の体積をそれぞれ測定する。体積は、自動撮影された画像のピクセルサイズを元に自動計算されたものを使用できる。体積変化率は以下のように算出することができる。
体積変化率(%)={(樹脂組成物の初期体積)−(樹脂組成物の液滴が基板に接触してから10分後の体積)}/(樹脂組成物の初期体積)×100
The volume change rate can be measured as follows using an automatic contact angle meter (for example, automatic contact angle meter DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). 1.5 μL of each resin composition was sampled with a Teflon-coated needle (18G) in a normal pressure atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 33%, and droplets were placed on a flat substrate with a pure water contact angle of 112 ° ± 5 °. Contact. The volume after 1 second (initial volume) and 10 minutes after the droplet contacts the substrate are measured. The volume can be automatically calculated based on the pixel size of the automatically captured image. The volume change rate can be calculated as follows.
Volume change rate (%) = {(initial volume of resin composition) − (volume 10 minutes after the droplet of resin composition contacts the substrate)} / (initial volume of resin composition) × 100

なお、接触角や体積変化率の測定に際し、上記特定の純粋接触角を有する試験片乃至基板は如何なる材料で形成されていても差し支えない。純水接触角約60°を示す試験片としては、例えば、表面が平滑なポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、平滑なガラス表面に前記ポリマーや表面改質剤等を塗布したものの中から、自動接触角計(例えば、協和界面科学株式会社製、自動接触角計DM-500)にて純水1.5μL滴下時の接触角を確認し、選択することができる。   In measuring the contact angle and the volume change rate, the test piece or the substrate having the specific pure contact angle may be formed of any material. Examples of test pieces having a pure water contact angle of about 60 ° include, for example, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate having a smooth surface, and the polymer or surface modifier applied to a smooth glass surface. The contact angle at the time of dropping of 1.5 μL of pure water can be confirmed and selected from among those obtained using an automatic contact angle meter (for example, automatic contact angle meter DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

以上のような本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、光ナノインプリント法のうち、感光性樹脂組成物をインクジェット方式で塗布し、当該低い粘度の樹脂組成物をナノインプリントテンプレートが溝に吸い上げた後、硬化させる方法に好適に用いられる。本発明に係る光ナノインプリント用感光性樹脂組成物は、永久膜として用いられるのではなく、後述するレジスト基板、更にはコピーテンプレートを形成するのに好適に用いられる。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention as described above is obtained by applying the photosensitive resin composition by an inkjet method in the optical nanoimprinting method, and the nanoimprint template sucks up the resin composition having the low viscosity into the groove. Then, it is suitably used for a method of curing. The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to the present invention is not used as a permanent film, but is preferably used for forming a resist substrate, which will be described later, and further a copy template.

II.レジスト基板の製造方法
本発明に係るレジスト基板の製造方法は、基板上に、前記本発明に係る感光性樹脂組成物をインクジェット方式によって付着させる工程(工程1)、
前記基板に、所望の凹凸パターンの反転パターンを表面に有するマスターテンプレートを押し当て、前記基板の表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に、前記感光性樹脂組成物を挟持する工程(工程2)、
露光により、前記感光性樹脂組成物を硬化させて基板上にレジスト凹凸パターンを形成する工程(工程3)、及び、
マスターテンプレートをレジスト凹凸パターンが形成された基板から剥離する工程(工程4)、を含むことを特徴とする。
図1(A)〜図1(D)は、本発明に係るレジスト基板の製造方法を説明した概略図である。
II. Method for Producing Resist Substrate The method for producing a resist substrate according to the present invention comprises a step of adhering the photosensitive resin composition according to the present invention on a substrate by an inkjet method (step 1),
A step of pressing a master template having a reverse pattern of a desired concavo-convex pattern on the substrate and sandwiching the photosensitive resin composition between the surface of the substrate and the pattern surface of the master template (step 2) ),
A step of curing the photosensitive resin composition by exposure to form a resist uneven pattern on the substrate (step 3); and
A step (step 4) of peeling the master template from the substrate on which the resist concavo-convex pattern is formed.
FIG. 1A to FIG. 1D are schematic diagrams illustrating a method for manufacturing a resist substrate according to the present invention.

(工程1)
図1(A)〜図1(B)に示すように、前記本発明に係る感光性樹脂組成物3を吐出口2から滴下して、インクジェット方式によって、基板1上に付着させる。
本発明に係るレジスト基板に用いられる基板としては、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、紙、SOG(Spin On Glass)、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のポリマー基板、TFTアレイ基板、PDPの電極板、ガラスや透明プラスチック基板、ITOや金属などの導電性基材、絶縁性基材、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの半導体作製基板など特に制約されない。フォトマスク基板としては、透明な石英ガラス基板上に、CrxOyNz、MoSi、MoSiO、MoSiON、TaSiO、TaBO,TaBN,などの遮光層や低反射層を有する基板が好適に用いられる。
(Process 1)
As shown in FIGS. 1 (A) to 1 (B), the photosensitive resin composition 3 according to the present invention is dropped from the discharge port 2 and adhered onto the substrate 1 by an inkjet method.
As a substrate used for the resist substrate according to the present invention, quartz, glass, optical film, ceramic material, vapor deposition film, magnetic film, reflection film, metal substrate such as Ni, Cu, Cr, Fe, paper, SOG (Spin On Glass), polyester film, polycarbonate film, polyimide film and other polymer substrates, TFT array substrates, PDP electrode plates, glass and transparent plastic substrates, conductive substrates such as ITO and metals, insulating substrates, silicone, silicon nitride There are no particular restrictions on semiconductor fabrication substrates such as polysilicon, silicone oxide, and amorphous silicone. As the photomask substrate, a substrate having a light-shielding layer such as CrxOyNz, MoSi, MoSiO, MoSiON, TaSiO, TaBO, or TaBN, or a low reflection layer on a transparent quartz glass substrate is preferably used.

本発明に係るレジスト基板に用いられる基板としては、前記本発明に係る感光性樹脂組成物をインクジェット方式によって付着させる前に、感光性樹脂組成物と基板の密着性の向上のために、基板上に密着剤等で表面処理が行われても良い。密着剤はヘキサメチルジシラザン、シランカップリング剤、酸無水物、燐酸エステルなどが挙げられ、特に、樹脂組成物のエチレン性不飽和結合と反応し得る官能基をもつものが好ましく、例えばビニルトリメトキシシラン(商品名KBM−1003、信越化学工業)、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名KBM−5103、信越化学工業)、p−スチリルトリメトキシシラン(商品名KBM-1403、信越化学工業)、ACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXYSILANE(商品名SIA0182.0、Gelest)、特開2009−503139号公報に開示のアクリル酸β−カルボキシルエチル(商品名β−CEA,UCB Chemical)、商品名Ebecryl3605(UCB Chemical)、商品名Isorad501(Schenectady International,inc)、組成物1〜5などが挙げられる。   As the substrate used for the resist substrate according to the present invention, before the photosensitive resin composition according to the present invention is adhered by an ink jet method, the substrate is formed on the substrate in order to improve the adhesion between the photosensitive resin composition and the substrate. In addition, surface treatment may be performed with an adhesive or the like. Examples of the adhesion agent include hexamethyldisilazane, silane coupling agent, acid anhydride, and phosphate ester, and those having a functional group capable of reacting with an ethylenically unsaturated bond of the resin composition are preferable. Methoxysilane (trade name KBM-1003, Shin-Etsu Chemical), 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (trade name KBM-5103, Shin-Etsu Chemical), p-styryltrimethoxysilane (trade name KBM-1403, Shin-Etsu Chemical) ), ACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXYSILANE (trade name SIA0182.0, Gelest), β-carboxylethyl acrylate (trade name β-CEA, UCB Chemical), trade name Ebecryl 3605 (UCB Chemical), trade name, disclosed in JP-A-2009-503139. Isorad 501 (Select dy International, inc), and the like compositions 1-5.

本発明に係る感光性樹脂組成物をインクジェット方式によって付着させる際の液滴量や液滴の付着させる間隔は、作製するパターンの大きさに合わせて適宜調整すれば良い。マスターテンプレートを押し当てることにより、前記基板の表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に、当該感光性樹脂組成物を挟持可能な量とする。例えば、40mm角のマスターテンプレートに面積密度1.5%、深さ100nmの100nm1:1ラインアンドスペースパターンを作製する際には、液滴量を0.005〜1μLさらに好ましくは0.01〜0.1μLとすることが好ましい。液滴の付着させる間隔は、パターンの配置場所に応じて適宜調整する。   What is necessary is just to adjust suitably the droplet amount at the time of making the photosensitive resin composition which concerns on this invention adhere by an inkjet system, and the space | interval which makes a droplet adhere according to the magnitude | size of the pattern to produce. By pressing the master template, the photosensitive resin composition can be sandwiched between the surface of the substrate and the pattern surface of the master template. For example, when producing a 100 nm 1: 1 line and space pattern with an area density of 1.5% and a depth of 100 nm on a 40 mm square master template, the droplet volume is 0.005 to 1 μL, more preferably 0.01 to 0. .1 μL is preferable. The interval at which the droplets are attached is adjusted as appropriate according to the location of the pattern.

(工程2)
図1(C)に示すように、前記基板1に、所望の凹凸パターンの反転パターンを表面に有するマスターテンプレート4を押し当て、前記基板1の表面と前記マスターテンプレート4のパターン面との間に、前記感光性樹脂組成物3を挟持する。
使用されるマスターテンプレートは、所望のレジスト凹凸パターンの反転パターンを表面に有するものを用意する。マスターテンプレートは、ガラス、石英、MoSi、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、光硬化膜等の光透過性材料からなるものであっても良いし、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、CrxOyNz,Feなどの金属基板、SiC、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの非光透過型材料からなるものであっても良い。光ナノインプリント法では、マスターテンプレートまたは基板の少なくとも一方は、光透過性の材料を選択する必要がある。
(Process 2)
As shown in FIG. 1C, a master template 4 having a reverse pattern of a desired concavo-convex pattern is pressed against the substrate 1, and the surface of the substrate 1 and the pattern surface of the master template 4 are placed between them. The photosensitive resin composition 3 is sandwiched.
The master template to be used is prepared to have a reverse pattern of a desired resist uneven pattern on the surface. The master template may be made of a light transmissive material such as glass, quartz, MoSi, PMMA, a light transparent resin such as polycarbonate resin, a transparent metal vapor deposited film, a flexible film such as polydimethylsiloxane, and a photocured film. Good, ceramic material, evaporated film, magnetic film, reflective film, metal substrate such as Ni, Cu, Cr, CrxOyNz, Fe, non-light transmission type such as SiC, silicone, silicone nitride, polysilicon, silicone oxide, amorphous silicone It may be made of a material. In the optical nanoimprint method, it is necessary to select a light transmissive material for at least one of the master template and the substrate.

本発明に係るマスターテンプレートは、光硬化した感光性樹脂組成物とマスターテンプレートとの離型性向上のために、使用前に離型剤等で表面処理が行われても良い。離型剤は具体的にはシリコーン系やフッ素系などのシランカップリング剤、例えば商品名オプツールDSX(ダイキン工業)、商品名Novec EGC−1720(住友スリーエム)、商品名デュラサーフ HD−1100(ハーベス)、商品名デュラサーフ HD−2100(ハーベス)、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン(Gelest)のようなものが挙げられる。   The master template according to the present invention may be subjected to surface treatment with a release agent or the like before use in order to improve releasability between the photocured photosensitive resin composition and the master template. Specific examples of the release agent include silicone-based and fluorine-based silane coupling agents such as trade name Optool DSX (Daikin Industries), trade name Novec EGC-1720 (Sumitomo 3M), trade name Durasurf HD-1100 (Harves). ), Trade names such as Durasurf HD-2100 (harves), (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane (Gelest).

マスターテンプレートのパターンは、例えば、フォトリソグラフィーや電子線描画法等によって、所望する加工精度に応じて形成することができる。マスターテンプレートが有する凹凸パターンのサイズは、特に限定されるものではないが、本発明においては、10nm〜100nmのパターンサイズのものを用いることができる。   The pattern of the master template can be formed according to desired processing accuracy by, for example, photolithography, electron beam drawing method, or the like. The size of the concavo-convex pattern of the master template is not particularly limited, but a pattern having a pattern size of 10 nm to 100 nm can be used in the present invention.

マスターテンプレートは板状、ロール状のどちらでもよい。ロール状は、特に転写の連続生産性が必要な場合に適用される。本発明で用いられるマスターテンプレートは、感光性樹脂組成物との剥離性を向上するために離型処理を行ってもよい。   The master template may be plate-shaped or roll-shaped. The roll shape is applied particularly when continuous transfer productivity is required. The master template used in the present invention may be subjected to a mold release treatment in order to improve the peelability from the photosensitive resin composition.

マスターテンプレートを押し当て、前記基板の表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に、前記感光性樹脂組成物を挟持する。マスターテンプレートの押し付け圧力は、2.0kPa〜2000kPaの範囲であることが、パターンの形状が良好になりやすい点から好ましい。押し付け圧力が大きすぎると、マスターテンプレートや基板が変形してパターン精度が低下する傾向にある。逆にマスターテンプレートの押し付け圧力が小さすぎると、マスターテンプレートと基板が充分に密着せず、マスターテンプレート凹凸に樹脂組成物が充填しなかったり、残膜が発生する傾向がある。
本発明ではマスターテンプレートを基板に押し付ける前に系を減圧してもよい。減圧することによりマスターテンプレートの凹凸部の空気を除去することができて、感光性樹脂組成物が凹凸部分に追随するため、得られるレジストパターンの形状が向上する。
さらに減圧にしてマスターテンプレートを基板に押し付けた後、露光前に空気または空気以外の気体、例えば窒素により系の圧力を常圧に戻してもよい。
A master template is pressed, and the photosensitive resin composition is sandwiched between the surface of the substrate and the pattern surface of the master template. The pressing pressure of the master template is preferably in the range of 2.0 kPa to 2000 kPa from the viewpoint that the pattern shape tends to be favorable. When the pressing pressure is too large, the master template and the substrate are deformed and the pattern accuracy tends to be lowered. On the other hand, if the pressing pressure of the master template is too small, the master template and the substrate are not sufficiently adhered, and the resin composition does not fill the unevenness of the master template or a residual film tends to be generated.
In the present invention, the system may be depressurized before pressing the master template against the substrate. By reducing the pressure, air in the concavo-convex portion of the master template can be removed and the photosensitive resin composition follows the concavo-convex portion, so that the shape of the resulting resist pattern is improved.
Furthermore, after the pressure is reduced and the master template is pressed against the substrate, the system pressure may be returned to normal pressure with air or a gas other than air, for example, nitrogen, before exposure.

(工程3)
図1(D)に示すように、露光5により、前記感光性組成物を硬化させて、基板上にレジスト凹凸パターンを形成する。
露光は、通常、前記マスターテンプレートを押し付けたままの状態で行い、感光性樹脂組成物を硬化させる。図1(D)においては、光はマスターテンプレート側から照射しているが、基板側から露光しても良い。
本発明の感光性樹脂組成物を硬化させる光としては特に限定されないが、高エネルギー電離放射線、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の波長領域の光または放射線が挙げられる。高エネルギー電離放射線源としては、例えば、コッククロフト型加速器、ハンデグラーフ型加速器、リニヤーアクセレーター、ベータトロン、サイクロトロン等の加速器によって加速された電子線が工業的に最も便利且つ経済的に使用されるが、その他に放射性同位元素や原子炉等から放射されるγ線、X線、α線、中性子線、陽子線等の放射線も使用できる。紫外線源としては、例えば、LED、紫外線螢光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯、太陽灯等が挙げられる。放射線には、例えばマイクロ波、EUVが含まれる。また、半導体レーザー光、あるいは248nmのKrFエキシマレーザー光や193nmArFエキシマレーザーなどの半導体の微細加工で用いられているレーザー光も本発明に好適に用いることができる。
(Process 3)
As shown in FIG. 1D, the photosensitive composition is cured by exposure 5 to form a resist uneven pattern on the substrate.
The exposure is usually performed with the master template pressed, and the photosensitive resin composition is cured. In FIG. 1D, light is emitted from the master template side, but may be exposed from the substrate side.
Although it does not specifically limit as light which hardens the photosensitive resin composition of this invention, Light or radiation of wavelength regions, such as high energy ionizing radiation, near ultraviolet, far ultraviolet, visible, and infrared, is mentioned. As the high-energy ionizing radiation source, for example, an electron beam accelerated by an accelerator such as a cockcroft accelerator, a handagraaf accelerator, a linear accelerator, a betatron, or a cyclotron is industrially most conveniently and economically used. However, radiation such as γ rays, X rays, α rays, neutron rays, proton rays emitted from radioisotopes or nuclear reactors can also be used. Examples of the ultraviolet ray source include an LED, an ultraviolet fluorescent lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and a solar lamp. The radiation includes, for example, microwaves and EUV. In addition, semiconductor laser light, or laser light used in semiconductor microfabrication, such as 248 nm KrF excimer laser light or 193 nm ArF excimer laser, can also be suitably used in the present invention.

光照射量は、硬化に必要な照射量よりも十分大きければよい。硬化に必要な照射量は、感光性樹脂組成物の不飽和結合の消費量や硬化膜の粘着性等を調べて決定される。
また、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、マスターテンプレートと光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から常圧の範囲である。
The light irradiation amount may be sufficiently larger than the irradiation amount necessary for curing. The amount of irradiation necessary for curing is determined by examining the consumption of unsaturated bonds of the photosensitive resin composition, the tackiness of the cured film, and the like.
In addition, the substrate temperature during light irradiation is usually room temperature, but light irradiation may be performed while heating in order to increase reactivity. As a pre-stage of light irradiation, if it is in a vacuum state, it is effective in preventing bubbles from being mixed, suppressing the decrease in reactivity due to oxygen mixing, and improving the adhesion between the master template and the photocurable composition. You may do it. In the present invention, the preferred degree of vacuum is in the range of 10 −1 Pa to normal pressure.

(工程4)
次いで、図1(E)に示すように、マスターテンプレート4をレジスト凹凸パターンが形成された基板1から剥離し、基板上にレジスト凹凸パターン6を得て、レジスト基板10を形成する。
基板からマスターテンプレートを剥離した後、熱処理を行っても良い。加熱温度は、60〜220℃が好ましく、80〜180℃がより好ましい。本発明の熱処理を行う装置には特に制限はなく、公知の装置の中から目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ドライオーブン、ホットプレート、IRヒーターなどが挙げられる。また、ホットプレートを使用する場合には、加熱を均一に行う為に、パターンを形成した基材をプレートから浮かせて行うことが好ましい。
(Process 4)
Next, as shown in FIG. 1 (E), the master template 4 is peeled from the substrate 1 on which the resist concavo-convex pattern is formed, and the resist concavo-convex pattern 6 is obtained on the substrate to form the resist substrate 10.
Heat treatment may be performed after peeling the master template from the substrate. The heating temperature is preferably 60 to 220 ° C, more preferably 80 to 180 ° C. There is no restriction | limiting in particular in the apparatus which performs the heat processing of this invention, According to the objective, it can select suitably from well-known apparatuses. For example, a dry oven, a hot plate, an IR heater, and the like can be given. Moreover, when using a hot plate, in order to heat uniformly, it is preferable to carry out by lifting the base material in which the pattern was formed from the plate.

このように得られたレジスト基板は、次いで説明するコピーテンプレートの製造方法に好適に用いられる。   The resist substrate thus obtained is suitably used for a copy template manufacturing method to be described next.

III.コピーテンプレートの製造方法
本発明に係るコピーテンプレートの製造方法は、レジスト凹凸パターンが形成された前記本発明に係るレジスト基板上の凹部を、基板が露出するまでドライエッチング加工する工程(工程5)、
凹凸パターンが形成された基板上の凹部の基板の露出部分をドライエッチング加工する工程(工程6)、
凹凸パターンが形成された基板の凸部上の基板とは異なる成分を除去する工程(工程7)、
を含むことを特徴とする。
図2(A)〜図2(D)は、本発明に係るレジスト基板の製造方法を説明した概略図である。
III. Method for Producing Copy Template A method for producing a copy template according to the present invention includes a step (step 5) of subjecting the concave portion on the resist substrate according to the present invention, on which a resist uneven pattern is formed, to dry etching until the substrate is exposed (step 5).
A step of dry-etching the exposed portion of the substrate in the concave portion on the substrate on which the concavo-convex pattern is formed (step 6),
A step of removing a component different from the substrate on the convex portion of the substrate on which the concavo-convex pattern is formed (step 7),
It is characterized by including.
2 (A) to 2 (D) are schematic diagrams illustrating a method for manufacturing a resist substrate according to the present invention.

(工程5)
図2(A)〜図2(B)に示すように、レジスト凹凸パターン6が形成された前記本発明に係るレジスト基板10上の凹部7を、基板1が露出するまでドライエッチング加工する工程である。
ドライエッチングとしては、イオンが主として関与する反応性イオンエッチング(RIE)や、ラジカルが主として関与するプラズマエッチング(PE)等を用いることができる。
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、ドライエッチングを行う膜の材質に合わせて適宜選択されたエッチャントガスを使用する。
感光性樹脂組成物をドライエッチングで除く場合には、酸素プラズマによりアッシングする方法が好適に用いられる。
(Process 5)
As shown in FIGS. 2 (A) to 2 (B), the recess 7 on the resist substrate 10 according to the present invention in which the resist uneven pattern 6 is formed is dry-etched until the substrate 1 is exposed. is there.
As dry etching, reactive ion etching (RIE) mainly involving ions, plasma etching (PE) mainly involving radicals, or the like can be used.
As the etchant gas used in the dry etching, an etchant gas appropriately selected according to the material of the film to be dry etched is used.
When the photosensitive resin composition is removed by dry etching, an ashing method using oxygen plasma is preferably used.

基板上に、酸化クロム等の遮光層や、密着層が形成されている場合には、基板露出するまで、各層の材料に合わせて、エッチャントガスを変更しても良い。
例えば、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)が挙げられる。また、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+酸素が挙げられる。また、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+酸素が挙げられる。また、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。
When a light shielding layer such as chromium oxide or an adhesion layer is formed on the substrate, the etchant gas may be changed according to the material of each layer until the substrate is exposed.
For example, carbon tetrafluoride (chlorine) + oxygen, carbon tetrafluoride (sulfur hexafluoride) + hydrogen chloride (chlorine) can be used for a-Si / n + and s-Si. Further, carbon tetrafluoride + oxygen for a-SiNx, and carbon tetrafluoride + oxygen, carbon trifluoride + oxygen for a-SiOx. Further, carbon tetrafluoride (sulfur hexafluoride) + oxygen is used for Ta, and carbon tetrafluoride + oxygen is used for MoTa / MoW. Further, for Cr, chlorine + oxygen, for Al, boron trichloride + chlorine, hydrogen bromide, hydrogen bromide + chlorine, hydrogen iodide and the like. In the dry etching process, the resist structure may be greatly altered by ion bombardment or heat, which also affects the peelability.

(工程6)
次いで、図2(B)〜図2(C)で示すように、凹凸パターンが形成された基板1上の凹部8の基板の露出部分をドライエッチング加工する。
ここでのドライエッチング法は、基板の材質に合わせて、適宜エッチャントガスを選択する。上記で挙げたほか、例えば基板が石英基板の場合、エッチャントガスとしては、四フッ化炭素を選択する。
(Step 6)
Next, as shown in FIGS. 2B to 2C, the exposed portion of the substrate in the recess 8 on the substrate 1 on which the uneven pattern is formed is dry-etched.
In this dry etching method, an etchant gas is appropriately selected according to the material of the substrate. In addition to the above, for example, when the substrate is a quartz substrate, carbon tetrafluoride is selected as the etchant gas.

(工程7)
次いで、図2(C)〜図2(D)で示すように、凹凸パターンが形成された基板1の凸部9上の基板とは異なる成分6を除去する。
凸部上の基板とは異なる成分としては、感光性樹脂組成物の他、感光性樹脂組成物が付着される前に基板上に形成されていた遮光層や密着剤層などが挙げられる。遮光層や密着剤層などが基板上に設けられている場合には、感光性樹脂組成物は、凹凸パターンが形成された基板上の凹部の基板の露出部分をドライエッチング加工する前に、除去されても良い。密着剤層が有機成分の場合、密着剤層は感光性樹脂組成物と共に除去され易い。この場合、工程7における凸部上の基板とは異なる成分としては、遮光層のみとなる。
(Step 7)
Next, as shown in FIGS. 2C to 2D, the component 6 different from the substrate on the convex portion 9 of the substrate 1 on which the concave / convex pattern is formed is removed.
Examples of components different from the substrate on the convex portion include a photosensitive resin composition, a light shielding layer and an adhesive layer formed on the substrate before the photosensitive resin composition is attached. In the case where a light shielding layer, an adhesive layer, or the like is provided on the substrate, the photosensitive resin composition is removed before dry etching the exposed portion of the substrate in the concave portion on the substrate on which the concavo-convex pattern is formed. May be. When the adhesive layer is an organic component, the adhesive layer is easily removed together with the photosensitive resin composition. In this case, the light-shielding layer is the only component different from the substrate on the convex portion in step 7.

感光性樹脂組成物や密着剤層は、液にて取り除く(ウエット剥離)か、あるいは、減圧下での酸素ガスのプラズマ放電により酸化させてガス状にして取り除く(ドライ剥離/アッシング)か、あるいはオゾンとUV光によって酸化させてガス状にして取り除く(ドライ剥離/UVアッシング)など、いくつかの剥離方法によって除去を行うことができる。剥離液には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、オゾン溶解水、硫酸水溶液と過酸化水素水の混合物のような水溶液系と、モノエタノールアミン/ジメチルスルホキシド混合物(質量混合比=7/3)のようなアミンとジメチルスルホキシドやN−メチルピロリドンの混合物のような有機溶剤系などが一般的に知られている。
一方、遮光層を除去する方法は、上記のようなドライエッチング法が挙げられる。
The photosensitive resin composition and the adhesive layer are removed with a liquid (wet peeling), or are oxidized and removed in a gaseous state (dry peeling / ashing) by oxidizing with plasma discharge of oxygen gas under reduced pressure, or Removal can be accomplished by several stripping methods, such as oxidizing with ozone and UV light to remove it in gaseous form (dry stripping / UV ashing). The stripping solution includes an aqueous solution system such as a sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ozone-dissolved water, a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and a monoethanolamine / dimethylsulfoxide mixture (mass mixing ratio = 7/3). In general, an organic solvent system such as a mixture of an amine and dimethyl sulfoxide or N-methylpyrrolidone is known.
On the other hand, the method of removing the light shielding layer includes the dry etching method as described above.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.

(合成例1:共重合体(A−1)の合成)
100℃に加熱したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)122.2gに、ベンジルメタクリレート34.3g、メタクリル酸メチル33.3g、メタクリル酸18.2g、重合開始剤としてパーブチルO(商品名、日油株式会社製)2g、連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン4.5gの混合物を1.5時間かけて滴下した。滴下後100℃で3時間攪拌し反応させたのち、さらに130度で15分攪拌した。これを110℃まで冷まし、重合禁止剤ハイドロキノンモノメチルエーテル0.05gとグリシジルメタクリレート22.4gを加えて110℃に加熱したところに触媒としてN,N-ジメチルベンジルアミンを0.2g加え110℃で6時間攪拌し、重量平均分子量 Mw8,600のポリマー溶液を得た。
次に、このポリマー溶液を少量のテトラヒドロフランに溶かし攪拌しているところに、ヘキサンを少しづつ滴下していくと白い固体が析出した。この溶液を濾過し得られた固体を40℃で1時間ほど真空加熱すると所望のポリマー(エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体であって、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位とを含み、重量平均分子量が8,600である共重合体)が得られた。
なお、構造は、1H−NMR(日本電子製、JEOL JNM−LA400WB)で確認した。図3に1H−NMR測定結果を示す。また、上記重量平均分子量Mwは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定された値であり(東ソー(株)製、HLC−8120GPC)、溶出溶媒を0.01モル/リットルの臭化リチウムを添加したN−メチルピロリドンとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw377400、210500、96000、50400、206500、10850、5460、2930、1300、580(以上、Polymer Laboratories社製 Easi PS−2シリーズ)及びMw1090000(東ソー(株)製)とし、測定カラムをTSK−GEL ALPHA−M×2本(東ソー(株)製)として測定したものである。
(Synthesis Example 1: Synthesis of copolymer (A-1))
To 122.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) heated to 100 ° C., 34.3 g of benzyl methacrylate, 33.3 g of methyl methacrylate, 18.2 g of methacrylic acid, and perbutyl O as a polymerization initiator (trade name, NOF Corporation) A mixture of 2 g (manufactured by company) and 4.5 g of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent was added dropwise over 1.5 hours. After dropping, the mixture was reacted at 100 ° C. for 3 hours, and further stirred at 130 ° C. for 15 minutes. This was cooled to 110 ° C., 0.05 g of polymerization inhibitor hydroquinone monomethyl ether and 22.4 g of glycidyl methacrylate were added and heated to 110 ° C., and 0.2 g of N, N-dimethylbenzylamine was added as a catalyst at 110 ° C. The mixture was stirred for a time to obtain a polymer solution having a weight average molecular weight of Mw 8,600.
Next, when this polymer solution was dissolved in a small amount of tetrahydrofuran and stirred, hexane was added dropwise little by little to precipitate a white solid. When the solid obtained by filtering this solution is heated under vacuum at 40 ° C. for about 1 hour, the desired polymer (having a molecular structure in which the structural units derived from the polymerization reaction of monomers having an ethylenically unsaturated bond are linked in the main chain) A copolymer comprising a structural unit having at least an aromatic hydrocarbon group in a side chain and a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond, and having a weight average molecular weight of 8,600 Coalescence) was obtained.
The structure was confirmed by 1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., JEOL JNM-LA400WB). FIG. 3 shows the 1 H-NMR measurement results. Moreover, the said weight average molecular weight Mw is the value measured by GPC (gel permeation chromatography) (the Tosoh Co., Ltd. make, HLC-8120GPC), and an elution solvent is 0.01 mol / l lithium bromide. The N-methylpyrrolidone added was used, and polystyrene standards for calibration curves were Mw377400, 210500, 96000, 50400, 206500, 10850, 5460, 2930, 1300, 580 (above, Easi PS-2 series manufactured by Polymer Laboratories) and Mw1090000 (Tosoh Corporation). The measurement column was measured as TSK-GEL ALPHA-M × 2 (manufactured by Tosoh Corporation).

(実施例1〜5)
(1)光ナノインプリント用感光性樹脂組成物の製造
前記共重合体(A)に該当する合成例1で得られた共重合体(A−1)、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)、光重合開始剤(C)、並びに、ノニオン系反応性界面活性剤及びノニオン系非反応性界面活性剤(D)を、表1に記載の配合量で均一溶液にし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、実施例1〜5の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を調製した。
(Examples 1-5)
(1) Production of photosensitive resin composition for optical nanoimprint Copolymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 corresponding to the copolymer (A), monomer having an ethylenically unsaturated bond (B ), A photopolymerization initiator (C), and a nonionic reactive surfactant and a nonionic nonreactive surfactant (D) with a blending amount shown in Table 1 to make a uniform solution. It filtered with a 1 micrometer Teflon (trademark) filter, and prepared the photosensitive resin composition for optical nanoimprints of Examples 1-5.

なお、表1中の略号は以下の意味を有する。
A1:合成例1で得られた共重合体(A−1)
A2:ポリ(t−ブチルメタクリレート)(重量平均分子量 〜170,000)(SIGMA-ALDRICH社)
A3:ポリ(n−ブチルメタクリレート)(重量平均分子量 〜337,000)(SIGMA-ALDRICH社)
B1:イソボルニルアクリレート(SIGMA-ALDRICH社)
B2:エチレングリコールジアクリレート(SIGMA-ALDRICH社)
B3:ブチルアクリレート(SIGMA-ALDRICH社)
B4:ベンジルアクリレート(商品名BZA、大阪有機化学社)
C1:DAROCUR 1173(商品名、チバ・ジャパン社、光重合開始剤)
D1:3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘンエイコサフルオロデシルアクリレート(SIGMA-ALDRICH社、ノニオン系反応性界面活性剤)
D2:メチルパーフルオロオクタノエート(SIGMA-ALDRICH社、ノニオン系非反応性界面活性剤)
The abbreviations in Table 1 have the following meanings.
A1: Copolymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1
A2: Poly (t-butyl methacrylate) (weight average molecular weight ˜170,000) (SIGMA-ALDRICH)
A3: Poly (n-butyl methacrylate) (weight average molecular weight ˜337,000) (SIGMA-ALDRICH)
B1: Isobornyl acrylate (SIGMA-ALDRICH)
B2: Ethylene glycol diacrylate (SIGMA-ALDRICH)
B3: Butyl acrylate (SIGMA-ALDRICH)
B4: Benzyl acrylate (trade name BZA, Osaka Organic Chemical Company)
C1: DAROCUR 1173 (trade name, Ciba Japan, photopolymerization initiator)
D1: 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-heneicosafluorodecyl acrylate (SIGMA-ALDRICH, nonionic reactive surfactant)
D2: methyl perfluorooctanoate (SIGMA-ALDRICH, nonionic non-reactive surfactant)

(2)レジスト基板の製造
上記で得られた各樹脂組成物を用いて、レジスト基板を製造した。
各樹脂組成物の液滴1μLを基板上にインクジェット方式で付着し、石英基板からなる100nm1:1L/Sパターン、深さ100nmのマスターテンプレートを1kNの力で10分間押し当てて、基板表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に樹脂組成物を挟持した後、波長365nmのLED光源を使用し、21.5mW/cmの照度で15秒露光した。露光後、マスターテンプレートを基板から剥離し、ライン間及び深さ100nmのレジスト凹凸パターンを得た。下記のようにレジストパターンの弾性率を評価した。評価結果を表1に併せて示す。
(2) Manufacture of resist substrate A resist substrate was manufactured using each resin composition obtained above.
A droplet of 1 μL of each resin composition was deposited on the substrate by an inkjet method, and a master template having a 100 nm 1: 1 L / S pattern made of a quartz substrate and a depth of 100 nm was pressed with a force of 1 kN for 10 minutes to After sandwiching the resin composition between the pattern surface of the master template, an LED light source having a wavelength of 365 nm was used, and exposure was performed for 15 seconds at an illuminance of 21.5 mW / cm 2 . After the exposure, the master template was peeled from the substrate to obtain a resist uneven pattern with a line spacing of 100 nm. The elastic modulus of the resist pattern was evaluated as follows. The evaluation results are also shown in Table 1.

[樹脂組成物の評価]
(1)粘度
粘度は、ティー・エイ・インスツルメント社製「レオメータ AR−G2」を用いて測定した。円盤プレート上に樹脂組成物0.25mLを滴下し、直径40mmの標準スチールコーンをせん断速度10〜1000(1/s)へ変化させ25℃、1000(1/s)のときの値を計測値とした。結果を表1に示す。
[Evaluation of resin composition]
(1) Viscosity Viscosity was measured using “Rheometer AR-G2” manufactured by TA Instruments. 0.25 mL of a resin composition is dropped on a disk plate, a standard steel cone having a diameter of 40 mm is changed to a shear rate of 10 to 1000 (1 / s), and a value at 25 ° C. and 1000 (1 / s) is measured. It was. The results are shown in Table 1.

(2)接触角
接触角は、協和界面科学株式会社の自動接触角計DM-500を用いて測定した。温度25℃、湿度33%の常圧大気下で、テフロンコート針(18G)により、各樹脂組成物を1.5μL採取し、純水接触角60°±5°の平坦な基板(信越化学工業社製KBM―5103をイソプロピルアルコールで0.2重量%に希釈し、これを純水洗浄した石英基板にスピン塗布、イソプロピルアルコールでリンスした後、150℃で10分間基板を加熱して得た。)に、液滴を接触させた。液滴が基板に接触してから1秒後の接触角を測定し、θ/2法を使用して接触角を決定した。
(2) Contact angle The contact angle was measured using an automatic contact angle meter DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. 1.5 μL of each resin composition was sampled with a Teflon-coated needle (18G) in a normal pressure atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 33%, and a flat substrate with a pure water contact angle of 60 ° ± 5 ° (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) KBM-5103 manufactured by the company was diluted to 0.2% by weight with isopropyl alcohol, spin-coated on a quartz substrate washed with pure water, rinsed with isopropyl alcohol, and then heated at 150 ° C. for 10 minutes to obtain. ) Was brought into contact with the droplet. The contact angle 1 second after the droplet contacted the substrate was measured, and the contact angle was determined using the θ / 2 method.

(3)体積変化率
体積変化率は、協和界面科学株式会社の自動接触角計DM-500を用いて、以下のように測定した。温度25℃、湿度33%の常圧大気下で、テフロンコート針(18G)により、各樹脂組成物を1.5μL採取し、純水接触角112°の平坦な基板(ダイキン工業社製オプツールDSXをパーフロロヘキサンで 0.1重量%に希釈し、そこに純水洗浄した石英基板を1分間浸した後、60℃、湿度90%の雰囲気下に1時間放置して得た。)
に、液滴を接触させた。液滴が基板に接触してから1秒後の体積(初期体積)と10分後の体積をそれぞれ測定した。体積は、自動撮影された画像のピクセルサイズを元に自動計算されたものを使用した。体積変化率は以下のように算出した。
体積変化率(%)={(樹脂組成物の初期体積)−(樹脂組成物の液滴が基板に接触してから10分後の体積)}/(樹脂組成物の初期体積)×100
(3) Volume change rate The volume change rate was measured as follows using an automatic contact angle meter DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. 1.5 μL of each resin composition was sampled with a Teflon-coated needle (18G) in a normal pressure atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 33%, and a flat substrate having a pure water contact angle of 112 ° (OPTOOL DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd.) Was diluted with perfluorohexane to 0.1% by weight, and a quartz substrate washed with pure water was immersed in it for 1 minute and then left in an atmosphere of 60 ° C. and 90% humidity for 1 hour.
The droplets were brought into contact with each other. The volume after 1 second (initial volume) and 10 minutes after the droplet contacted the substrate were measured. The volume used was automatically calculated based on the pixel size of the automatically captured image. The volume change rate was calculated as follows.
Volume change rate (%) = {(initial volume of resin composition) − (volume 10 minutes after the droplet of resin composition contacts the substrate)} / (initial volume of resin composition) × 100

[パターン形状評価]
樹脂組成物を光硬化後、マスターテンプレートを離型した後の樹脂パターン形状を走査型電子顕微鏡により観察し、パターンの折れ、倒れ、隣接するパターンとの接着有無を確認した。評価に使用したパターンは線幅100nm1:1L/S、深さ100nmで10μmのエリアで観察を行った。
<評価基準>
○:パターンの折れ、倒れ、隣接パターンとの接着が見られなかった。
×:パターンの折れ、倒れ、隣接パターンとの接着が見られた。
[Pattern shape evaluation]
After photocuring the resin composition, the shape of the resin pattern after releasing the master template was observed with a scanning electron microscope, and the presence or absence of adhesion to the adjacent pattern was confirmed. The pattern used for the evaluation was observed in an area of 10 μm with a line width of 100 nm 1: 1 L / S and a depth of 100 nm.
<Evaluation criteria>
○: The pattern was not folded, collapsed, or adhered to the adjacent pattern.
X: The pattern was broken, collapsed, and adhered to the adjacent pattern.

(比較例1)
(1)光ナノインプリント用感光性樹脂組成物の製造
前記共重合体(A)に該当するポリマーを用いないで、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)、光重合開始剤(C)、並びに、ノニオン系反応性界面活性剤及びノニオン系非反応性界面活性剤(D)を、表1に記載の配合量で均一溶液にし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、比較例1の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を調製した。
(2)レジスト基板の製造
実施例のレジスト基板の製造において、実施例の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いる代わりに、上記で得られた比較例1の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いた以外は、実施例と同様にして、レジスト基板を製造した。
(Comparative Example 1)
(1) Production of photosensitive resin composition for optical nanoimprinting Without using a polymer corresponding to the copolymer (A), the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond, a photopolymerization initiator (C), In addition, the nonionic reactive surfactant and the nonionic nonreactive surfactant (D) are made into uniform solutions with the blending amounts shown in Table 1, and each sample solution is filtered with a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter. It filtered and the photosensitive resin composition for optical nanoimprint of the comparative example 1 was prepared.
(2) Production of Resist Substrate In the production of the resist substrate of the example, instead of using the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of the example, the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of Comparative Example 1 obtained above was used. A resist substrate was produced in the same manner as in Example except that it was used.

(比較例2)
(1)光ナノインプリント用感光性樹脂組成物の製造
前記共重合体(A)に該当する共重合体の代わりに、ポリ(t−ブチルメタクリレート)(SIGMA-ALDRICH社)を用い、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)、光重合開始剤(C)、並びに、ノニオン系反応性界面活性剤及びノニオン系非反応性界面活性剤(D)を、表1に記載の配合量で均一溶液にし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、比較例2の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を調製した。
(2)レジスト基板の製造
実施例のレジスト基板の製造において、実施例の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いる代わりに、上記で得られた比較例2の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いた以外は、実施例と同様にして、レジスト基板を製造した。
(Comparative Example 2)
(1) Production of photosensitive resin composition for optical nanoimprint In place of the copolymer corresponding to the copolymer (A), poly (t-butyl methacrylate) (SIGMA-ALDRICH) is used, Monomer (B) having a saturated bond, photopolymerization initiator (C), and a nonionic reactive surfactant and a nonionic nonreactive surfactant (D) in a uniform solution with the blending amounts shown in Table 1. Each sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of Comparative Example 2.
(2) Production of resist substrate
In the production of the resist substrate of the example, instead of using the photosensitive resin composition for optical nanoimprint of the example, the example except that the photosensitive resin composition for optical nanoimprint of Comparative Example 2 obtained above was used. In the same manner, a resist substrate was manufactured.

(比較例3)
(1)光ナノインプリント用感光性樹脂組成物の製造
前記共重合体(A)に該当する共重合体の代わりに、ポリ(n−ブチルメタクリレート)(SIGMA-ALDRICH社)を用い、前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)、光重合開始剤(C)、並びに、ノニオン系反応性界面活性剤及びノニオン系非反応性界面活性剤(D)を、表1に記載の配合量で均一溶液にし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、比較例3の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を調製した。
(2)レジスト基板の製造
実施例のレジスト基板の製造において、実施例の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いる代わりに、上記で得られた比較例3の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物を用いた以外は、実施例と同様にして、レジスト基板を製造した。
(Comparative Example 3)
(1) Production of photosensitive resin composition for optical nanoimprint In place of the copolymer corresponding to the copolymer (A), poly (n-butyl methacrylate) (SIGMA-ALDRICH) is used, Monomer (B) having a saturated bond, photopolymerization initiator (C), and a nonionic reactive surfactant and a nonionic nonreactive surfactant (D) in a uniform solution with the blending amounts shown in Table 1. Each sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of Comparative Example 3.
(2) Production of Resist Substrate In the production of the resist substrate of the example, instead of using the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of the example, the photosensitive resin composition for optical nanoimprinting of Comparative Example 3 obtained above was used. A resist substrate was produced in the same manner as in Example except that it was used.

表1の結果から、実施例1〜5では、インクジェット方式により、100nm以下のパターンでありながら、パターンの折れ、倒れ、隣接するパターンとの接着がなく形状が良好なレジストパターンを形成することができた。
一方、ポリマーを含まない、反応性モノマーのみを用いた比較例1は、パターンの折れ、倒れ、隣接するパターンとの接着が観測された。
また、本発明の特定の共重合体(A)とは異なるポリマーを用いた比較例2及び3は、モノマーとの相溶性が悪くなり、光硬化後のパターンは不均一となって、パターンの折れ、倒れ、隣接するパターンとの接着が観測された。
From the results of Table 1, in Examples 1 to 5, it is possible to form a resist pattern having a good shape by the ink jet method, although the pattern is 100 nm or less, the pattern is not folded, falls, and does not adhere to an adjacent pattern. did it.
On the other hand, in Comparative Example 1 using only a reactive monomer containing no polymer, pattern folding, collapse, and adhesion with an adjacent pattern were observed.
In Comparative Examples 2 and 3 using a polymer different from the specific copolymer (A) of the present invention, the compatibility with the monomer deteriorates, the pattern after photocuring becomes uneven, Folding, falling, and adhesion with adjacent patterns were observed.

Claims (12)

(A)エチレン性不飽和結合を有するモノマーの重合反応により誘導される構成単位が連結した分子構造を主鎖に有する共重合体であって、側鎖に少なくとも芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位と光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位とを含み、重量平均分子量が1,500以上である共重合体、
(B)1つ以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマー、及び
(C)光重合開始剤を含有し、25℃の粘度が15mPa・s以下である、光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。
(A) A copolymer having, in the main chain, a molecular structure in which structural units derived from a polymerization reaction of a monomer having an ethylenically unsaturated bond are linked, and at least an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic group in the side chain A copolymer comprising a structural unit having a hydrocarbon group and a structural unit having a photocurable ethylenically unsaturated bond, and having a weight average molecular weight of 1,500 or more,
(B) A photosensitive resin composition for optical nanoimprinting, which contains a monomer having one or more ethylenically unsaturated bonds, and (C) a photopolymerization initiator, and has a viscosity at 25 ° C. of 15 mPa · s or less.
前記共重合体(A)の光硬化性エチレン性不飽和結合を備えた構成単位が、下記一般式(1)で表される構成単位である、請求項1に記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。
(一般式(1)中、Lは直接結合又は連結基を表す。R、R1’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。R、R’、及びR”は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。)
The photosensitive resin for photo nanoimprints of Claim 1 whose structural unit provided with the photocurable ethylenically unsaturated bond of the said copolymer (A) is a structural unit represented by following General formula (1). Composition.
(In General Formula (1), L represents a direct bond or a linking group. R 1 , R 1 ′ , and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 3 , R 3 ′, and R 3 ″ each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.)
前記共重合体(A)の芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を備えた構成単位が、下記一般式(2)で表される構成単位である、請求項1又は2に記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。
(一般式(2)中、Xは直接結合又は連結基を表す。R、R4’、及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表し、又はそれらが互いに結合した環構造であってもいい。Rは、芳香族炭化水素基または脂環式炭化水素基を表し、これらは置換基を有していてもよい。)
The structural unit provided with the aromatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group of the copolymer (A) is a structural unit represented by the following general formula (2). Photosensitive resin composition for optical nanoimprint.
(In general formula (2), X represents a direct bond or a linking group. R 4 , R 4 ′ , and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group, or And R 6 represents an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, which may have a substituent.)
前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)に対する前記共重合体(A)の割合が0.1〜35重量%である、請求項1乃至3のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin for optical nanoimprints in any one of Claims 1 thru | or 3 whose ratio of the said copolymer (A) with respect to the monomer (B) which has the said ethylenically unsaturated bond is 0.1 to 35 weight%. Composition. 前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エチレン性不飽和結合を有する酸無水物、ビニル化合物、及びビニルエーテル化合物よりなる群から選択される1種以上である、請求項1乃至4のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond is at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid ester compounds, acid anhydrides having ethylenically unsaturated bonds, vinyl compounds, and vinyl ether compounds. The photosensitive resin composition for optical nanoimprints in any one of Claims 1 thru | or 4. 前記エチレン性不飽和結合を有するモノマー(B)が、芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基を有するモノマーを含む、請求項1乃至5のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprints according to any one of claims 1 to 5, wherein the monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond includes a monomer having an aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group. object. 純水接触角60°±5°の試験片の表面に対する接触角が20°以下を示す、請求項1乃至6のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprints in any one of Claims 1 thru | or 6 in which the contact angle with respect to the surface of the test piece of pure water contact angle 60 degrees +/- 5 degrees shows 20 degrees or less. 温度25℃、湿度33%の室温下において、樹脂組成物の10分間の体積変化率が元の体積に対して0〜20%である、請求項1乃至7のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   For optical nanoimprinting according to any one of claims 1 to 7, wherein the volume change rate for 10 minutes of the resin composition is 0 to 20% relative to the original volume at room temperature of 25 ° C and humidity of 33%. Photosensitive resin composition. 更に(D)界面活性剤を含む、請求項1乃至8のいずれかに記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprinting according to any one of claims 1 to 8, further comprising (D) a surfactant. 前記界面活性剤(D)が、ノニオン系界面活性剤であって反応性及び/又は非反応性界面活性剤を含む、請求項9に記載の光ナノインプリント用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for optical nanoimprints according to claim 9, wherein the surfactant (D) is a nonionic surfactant and includes a reactive and / or non-reactive surfactant. 基板上に、請求項1〜10のいずれかに記載の感光性樹脂組成物をインクジェット方式によって付着させる工程、
前記基板に、所望の凹凸パターンの反転パターンを表面に有するマスターテンプレートを押し当て、前記基板の表面と前記マスターテンプレートのパターン面との間に、請求項1〜10のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を挟持する工程、
露光により、前記感光性樹脂組成物を硬化させて基板上にレジスト凹凸パターンを形成する工程、及び、
マスターテンプレートをレジスト凹凸パターンが形成された基板から剥離する工程、
を含むレジスト基板の製造方法。
A step of adhering the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 10 on a substrate by an inkjet method;
The photosensitivity according to any one of claims 1 to 10, wherein a master template having a reverse pattern of a desired concavo-convex pattern is pressed against the substrate, and between the surface of the substrate and the pattern surface of the master template. A step of sandwiching the resin composition;
A step of curing the photosensitive resin composition by exposure to form a resist uneven pattern on the substrate; and
A step of peeling the master template from the substrate on which the resist uneven pattern is formed,
Of manufacturing a resist substrate.
レジスト凹凸パターンが形成された前記請求項11に記載のレジスト基板上の凹部を、基板が露出するまでドライエッチング加工する工程、
凹凸パターンが形成された基板上の凹部の基板の露出部分をドライエッチング加工する工程、
凹凸パターンが形成された基板の凸部上の基板とは異なる成分を除去する工程、
を含む、凹凸パターンを有するコピーテンプレートの製造方法。
The step of dry-etching the recess on the resist substrate according to claim 11, wherein the resist uneven pattern is formed, until the substrate is exposed,
A step of dry-etching the exposed portion of the concave portion of the substrate on which the concave-convex pattern is formed,
Removing a component different from the substrate on the convex portion of the substrate on which the concavo-convex pattern is formed,
The manufacturing method of the copy template which has an uneven | corrugated pattern including this.
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