JP2013137446A - Mold for manufacturing antireflection film and method of manufacturing the same - Google Patents

Mold for manufacturing antireflection film and method of manufacturing the same Download PDF

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雅典 鶴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antireflection film excellent in shape followability, a mold for manufacturing the antireflection film, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: In a mold for manufacturing an antireflection film, an average pitch of a protrusion part interval or recess part interval of a rugged shape on a mold surface is 40 nm or more and 250 nm or less, a standard deviation in an average pitch distribution is 10% or more and 40% or less of the average pitch, and a flat part area ratio on the mold surface is 0% or more and 50% or less.

Description

本発明は、カメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系等、光学設計の際に好適に用いることができる反射防止膜製造用モールド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an imaging optical system such as a camera, a projection optical system such as a display device, an observation optical system such as an image display device, and the like, and a mold for manufacturing an antireflection film that can be suitably used in optical design, and a method for manufacturing the mold. About.

近年、ディスプレイ、太陽電池、光学素子への応用を目的として、従来からの干渉による反射防止膜に代わり、波長レベルの微細凹凸構造を表面に有する反射防止膜の開発が行われてきている。反射防止膜上に、空気界面側から基材側へゆくに従い凹凸構造の占有体積が増大していくような形状を形成する事で、入射光にとっては、あたかも屈折率が空気の屈折率1から基材の屈折率に徐々に変化することとなり、屈折率の異なる界面で起こる反射を抑えることが出来る。その製造は従来からの干渉による反射防止膜に比べ一般に煩雑となるが、干渉による反射防止膜に比べ角度特性がいい、広い波長域にわたり低反射率を実現できるというメリットがある。   In recent years, for the purpose of application to displays, solar cells, and optical elements, an antireflection film having a fine concavo-convex structure at a wavelength level on its surface has been developed in place of the conventional antireflection film due to interference. By forming a shape on the antireflection film so that the occupying volume of the concavo-convex structure increases as it goes from the air interface side to the base material side, for the incident light, the refractive index is as if from the refractive index 1 of air. The refractive index of the substrate gradually changes, and reflection occurring at the interface having different refractive indexes can be suppressed. The manufacture is generally more complicated than conventional antireflection films caused by interference, but has the advantage of better angular characteristics and lower reflectivity over a wide wavelength range than antireflection films caused by interference.

このような微細凹凸構造を表面に有する反射防止膜製造用のモールドの製造方法としては、アルミニウムを陽極酸化して得られた、陽極酸化アルミナ表面に細孔を設ける方法(特許文献1)、細密充填された単粒子膜をエッチングマスクとし、微粒子をマスクとして基板をエッチングする方法(特許文献2)が知られている。また、材料表面に微細凹凸構造を形成させる方法として、ブロックコポリマーのミクロ相分離構造のパターンを利用する方法(特許文献3)が知られている。また、微細凹凸構造を表面に有するモールドに、硬化性樹脂組成物や溶融状態にある熱可塑性樹脂を充填して硬化させた後、モールドから剥離することによって微細凹凸構造を持つ反射防止膜を製造する方法が知られている(特許文献4)。   As a method for producing a mold for producing an antireflection film having such a fine concavo-convex structure on the surface, a method of providing pores on the surface of an anodized alumina obtained by anodizing aluminum (Patent Document 1), A method of etching a substrate using a filled single particle film as an etching mask and fine particles as a mask is known (Patent Document 2). As a method for forming a fine relief structure on the material surface, a method using a pattern of a microphase separation structure of a block copolymer is known (Patent Document 3). In addition, a mold having a fine concavo-convex structure on its surface is filled with a curable resin composition or a thermoplastic resin in a molten state and cured, and then peeled off from the mold to produce an antireflection film having a fine concavo-convex structure. A method is known (Patent Document 4).

特開2008−189914号公報JP 2008-189914 A 特開2009−034630号公報JP 2009-034630 A 特開2001−151834号公報JP 2001-151834 A 特開2008−197216号公報JP 2008-197216 A

微細凹凸構造を表面に有する反射防止膜製造用のモールドは、対象とする光の波長に応じて任意にそのピッチ、高さを設計する必要がある。しかしながら、特許文献1に記載されているモールドの製造方法では、凹凸構造のピッチが100nmのモールドしか製造できない。一方、特許文献2に記載されているモールドの製造方法では、ピッチ、高さを変えたモールドを作製することは可能だが、転写して得られた凹凸構造の規則性が高いため、干渉色が生じ、例えば反射防止膜等の用途で外観上の問題となる。微細凹凸構造によって反射防止膜が反射防止性能を発現するためには、反射防止膜表面上の平坦部の面積が小さい必要がある。しかしながら、特許文献3の微細凹凸構造は、反射防止性能の発現を目的としておらず、凹凸構造以外の平坦部の面積が大きい。そのため特許文献3に記載の微細凹凸構造は、反射防止膜製造用のモールドとして適切ではなく、また特許文献3には、平坦部の面積を小さくするための教示も示唆もされていない。   It is necessary to design the pitch and height of a mold for manufacturing an antireflection film having a fine concavo-convex structure arbitrarily according to the wavelength of light of interest. However, according to the mold manufacturing method described in Patent Document 1, only a mold having a concavo-convex structure pitch of 100 nm can be manufactured. On the other hand, in the mold manufacturing method described in Patent Document 2, it is possible to produce a mold with different pitches and heights, but because the irregularity structure obtained by transferring is highly regular, the interference color is low. For example, it becomes a problem in appearance in applications such as an antireflection film. In order for the antireflection film to exhibit antireflection performance due to the fine concavo-convex structure, the area of the flat portion on the surface of the antireflection film needs to be small. However, the fine concavo-convex structure of Patent Document 3 is not intended to exhibit antireflection performance, and the area of the flat portion other than the concavo-convex structure is large. Therefore, the fine concavo-convex structure described in Patent Document 3 is not appropriate as a mold for manufacturing an antireflection film, and Patent Document 3 does not teach or suggest a technique for reducing the area of the flat portion.

ところで、近年の光学装置の精密化に伴い、使用される光学素子の形状も複雑化している。そして光学素子の形状の複雑化に伴い、複雑な形状を有する光学素子、具体的には球面形状のような直交する2軸方向において断面が曲面形状となるような光学素子に対して追従可能な反射防止膜が求められている。   By the way, with the recent refinement of the optical apparatus, the shape of the optical element used is also complicated. As the shape of the optical element becomes complicated, it is possible to follow an optical element having a complicated shape, specifically, an optical element having a curved cross section in two orthogonal axes such as a spherical shape. There is a need for an antireflective coating.

しかし、特許文献4に記載されている凹凸構造を有するモールドに紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を充填して硬化させた後、モールドから剥離することによって反射防止膜の薄膜を作製する場合、膜が破れて作製し難いという問題があった。また、溶融状態にある熱可塑性樹脂をモールドに充填して冷却硬化させた後、モールドから剥離することによって凹凸構造を持つ反射防止膜を作製する場合にも同様の問題があった。更に、全体の系が厚いと、球面形状の様な直交する2軸方向において断面が曲面形状となる部材に反射防止膜を貼り付けた際に、反射防止膜が形状に追従しきれず、隙間(エアギャップ)が生じてしまい、その結果、反射防止効果が得られない場合がある。   However, when a film having an uneven structure described in Patent Document 4 is filled with an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin and cured, and then a thin film of an antireflection film is produced by peeling from the mold, There was a problem that the film was torn and difficult to produce. In addition, there is a similar problem when an antireflection film having a concavo-convex structure is produced by filling a molten thermoplastic resin into a mold, cooling and curing, and then peeling the mold from the mold. Furthermore, if the entire system is thick, when the antireflection film is attached to a member having a curved cross section in two orthogonal axes such as a spherical shape, the antireflection film cannot follow the shape and the gap ( Air gap) occurs, and as a result, the antireflection effect may not be obtained.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、形状追従性に優れた反射防止膜及びその製造用モールド並びにその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this problem, Comprising: It aims at providing the antireflection film excellent in shape followability, its mold for manufacture, and its manufacturing method.

本発明は以下の通りである。
[1] モールド表面上の凹凸形状の凸部間隔又は凹部間隔の平均ピッチが、40nm以上250nm以下であり、平均ピッチ分布における標準偏差が、前記平均ピッチの10%以上40%以下であり、かつ、前記モールド表面上の平坦部面積率が、0%以上50%以下である、反射防止膜製造用モールド。
[2] 下記の工程:
(1)基材表面にマスク層を形成する工程;
(2)芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)とをブロック部分として含むブロックコポリマー(a)を構成成分として含むレジスト層を、前記マスク層上に形成する工程;
(3)前記レジスト層を大気雰囲気下でアニールして前記ブロックコポリマー(a)を相分離させて、海島構造の自己組織化パターンを形成する工程;
(4)エッチングにより、相分離させたレジスト層中のポリ(メタ)アクリレート部分を選択的に除去する工程;
(5)残存した芳香環含有ポリマー部分によりパターニングされたレジスト層をマスクとしてエッチングを行い、前記マスク層に前記パターニングされたレジスト層のパターンを転写する工程;
(6)パターニングされたマスク層に対してエッチングを行い、前記基材表面に前記パターニングされたマスク層のパターンを転写する工程;及び
(7)前記パターニングされたレジスト層及び前記パターニングされたマスク層を除去した後、パターニングされた基材表面を離型剤で処理する工程;
を含む、[1]に記載の反射防止膜製造用モールドの製造方法。
[3] 前記レジスト層が、前記poly1を構成するモノマーから合成された芳香環含有ホモポリマー(b)、及び/又は前記poly2を構成するモノマーから合成されたポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)をさらに含む、[2]に記載の方法。
[4] 前記poly1と前記poly2の質量比が、10:90〜90:10である、[2]又は[3]に記載の方法。
[5] 前記ブロックコポリマー(a)の数平均分子量が、5.0万以上500万以下である、[2]〜[4]のいずれか一項に記載の方法。
[6] 前記poly1の数平均分子量Mn1が、3.0万以上100万以下であり、かつ前記poly2の数平均分子量Mn2が、1.0万以上150万以下である、[2]〜[5]のいずれか一項に記載の方法。
[7] 前記Mn1が前記Mn2より大きい場合には、前記レジスト層はホモポリマー(b)を含み、前記Mn1が前記Mn2より小さい場合には、前記レジスト層はホモポリマー(c)を含む、[6]に記載の方法。
[8] 前記レジスト層全体に対する前記ブロックコポリマー(a)の質量比が30質量%以上90質量%以下であり、前記ホモポリマー(b)と前記ホモポリマー(c)の合計の質量比が10質量%以上70質量%以下である、[2]〜[7]のいずれか一項に記載の方法。
[9] 前記(6)工程におけるエッチングを、Arを含むエッチングガスを用いる等方性リアクティブイオンエッチングにより行う、[2]〜[8]のいずれか一項に記載の方法。
[10] 前記poly1がポリスチレンであり、かつ前記poly2がポリメタクリル酸メチルである、[2]〜[9]のいずれか一項に記載の方法。
[11] 前記ブロックコポリマー中の前記ポリスチレンの割合が、10質量%以上95質量%以下である、[10]に記載の方法。
[12] 前記基材がSiである、[2]〜[11]のいずれか一項に記載の方法。
[13] 前記マスク層がSiOである、[2]〜[12]のいずれか一項に記載の方法。
[14] [1]に記載の反射防止膜製造用モールドを使用して製造した、降伏歪みが1%以上であり、かつ引張伸度が10%以上である樹脂からなり、かつ厚み平均が0.2μm〜4μmである反射防止膜。
[15] 前記樹脂が、パーフルオロアルキルエーテル環構造を有するアモルファスフッ素樹脂である、[14]に記載の反射防止膜。
The present invention is as follows.
[1] The average pitch of the convex or concave portions of the concavo-convex shape on the mold surface is 40 nm or more and 250 nm or less, the standard deviation in the average pitch distribution is 10% or more and 40% or less of the average pitch, and The mold for producing an antireflection film, wherein the area ratio of the flat portion on the mold surface is 0% or more and 50% or less.
[2] The following steps:
(1) forming a mask layer on the substrate surface;
(2) forming a resist layer containing the block copolymer (a) containing the aromatic ring-containing polymer (poly1) and the poly (meth) acrylate (poly2) as a block component on the mask layer;
(3) annealing the resist layer in an air atmosphere to phase-separate the block copolymer (a) to form a self-organized pattern of a sea-island structure;
(4) a step of selectively removing a poly (meth) acrylate portion in the phase-separated resist layer by etching;
(5) A step of etching using the resist layer patterned with the remaining aromatic ring-containing polymer portion as a mask, and transferring the pattern of the patterned resist layer to the mask layer;
(6) etching the patterned mask layer to transfer the pattern of the patterned mask layer to the substrate surface; and (7) the patterned resist layer and the patterned mask layer. A step of treating the patterned substrate surface with a release agent after removing the substrate;
The method for producing a mold for producing an antireflection film according to [1], comprising:
[3] An aromatic ring-containing homopolymer (b) synthesized from a monomer constituting the poly1 and / or a poly (meth) acrylate homopolymer (c) synthesized from a monomer constituting the poly2 The method according to [2], further comprising:
[4] The method according to [2] or [3], wherein a mass ratio of the poly1 to the poly2 is 10:90 to 90:10.
[5] The method according to any one of [2] to [4], wherein the block copolymer (a) has a number average molecular weight of 50,000 to 5,000,000.
[6] The number average molecular weight Mn1 of the poly1 is from 30,000 to 1,000,000, and the number average molecular weight Mn2 of the poly2 is from 10,000 to 1,500,000, [2] to [5 ] The method as described in any one of.
[7] When the Mn1 is larger than the Mn2, the resist layer includes a homopolymer (b). When the Mn1 is smaller than the Mn2, the resist layer includes a homopolymer (c). 6].
[8] The mass ratio of the block copolymer (a) to the entire resist layer is 30% by mass or more and 90% by mass or less, and the total mass ratio of the homopolymer (b) and the homopolymer (c) is 10% by mass. % Or more and 70 mass% or less, The method as described in any one of [2]-[7].
[9] The method according to any one of [2] to [8], wherein the etching in the step (6) is performed by isotropic reactive ion etching using an etching gas containing Ar.
[10] The method according to any one of [2] to [9], wherein the poly1 is polystyrene and the poly2 is polymethyl methacrylate.
[11] The method according to [10], wherein the proportion of the polystyrene in the block copolymer is 10% by mass or more and 95% by mass or less.
[12] The method according to any one of [2] to [11], wherein the substrate is Si.
[13] The method according to any one of [2] to [12], wherein the mask layer is SiO 2 .
[14] Made of a resin having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more, produced using the mold for producing an antireflection film according to [1], and having a thickness average of 0 .Antireflection film of 2 μm to 4 μm.
[15] The antireflection film according to [14], wherein the resin is an amorphous fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure.

本発明によれば、反射防止性に優れ、かつ形状追従性に優れた反射防止膜を容易に製造することが可能なモールドを提供することが可能となる。そして本願発明の反射防止膜製造用モールドによって製造された反射防止膜は形状追従性に優れるため、直交する2軸方向において断面が曲面形状となる部材、例えばレンズ貼り付けた際にも極めて隙間が生じにくい。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the mold which can manufacture easily the antireflection film which was excellent in antireflection property and was excellent in shape followability. And since the antireflection film manufactured by the mold for manufacturing the antireflection film of the present invention is excellent in shape followability, there is a very large gap even when a member having a curved cross section in two orthogonal directions, for example, a lens is attached. Hard to occur.

本発明の反射防止膜の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the antireflection film of the present invention. 本発明で用いる凹凸構造層の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the uneven structure layer used by this invention. 本発明で用いる自立膜の厚み平均を算出する際の測定点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point at the time of calculating the thickness average of the self-supporting film | membrane used by this invention. 収差による位置ずれを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the position shift by an aberration. 本発明で用いる凹凸構造層の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the uneven structure layer used by this invention.

<反射防止膜製造用モールド>
本発明の反射防止膜製造用モールドは、モールド表面上の凹凸形状の凸部間隔又は凹部間隔の平均ピッチが、40nm以上250nm以下であり、平均ピッチ分布における標準偏差が、該平均ピッチの10%以上40%以下であり、かつ、該モールド表面上の平坦部面積率が、0%以上50%以下である。
<Mold for manufacturing antireflection film>
In the mold for producing an antireflection film of the present invention, the average pitch of the convex or concave portions of the concave and convex shapes on the mold surface is 40 nm or more and 250 nm or less, and the standard deviation in the average pitch distribution is 10% of the average pitch. The flat area ratio on the mold surface is 0% or more and 50% or less.

本発明の反射防止膜製造用モールドは、平均ピッチが、40nm以上250nm以下である。さらに、モールド表面の平均ピッチ分布における標準偏差が、該平均ピッチの10%以上40%以下である。ここで、平均ピッチとは、隣接する凸部間隔、又は凹部間距離の平均値である。さらに、モールド表面の平坦部面積率が、0%以上50%以下である。ここで平坦部面積率とは、モールドの表面積に対する平坦部の面積の割合である。平坦部とは、モールド表面における凹部と凸部以外の部分である。平均ピッチ、平均ピッチ分布における標準偏差、平坦部面積率は、画像解析ソフト、例えば、A像くん(旭化成エンジニアリング(株)社製)を用いて計算することができる。   The mold for producing an antireflection film of the present invention has an average pitch of 40 nm or more and 250 nm or less. Furthermore, the standard deviation in the average pitch distribution on the mold surface is 10% or more and 40% or less of the average pitch. Here, the average pitch is an average value of the distance between adjacent convex portions or the distance between concave portions. Furthermore, the flat part area ratio of the mold surface is 0% or more and 50% or less. Here, the flat portion area ratio is the ratio of the area of the flat portion to the surface area of the mold. The flat portion is a portion other than the concave portion and the convex portion on the mold surface. The average pitch, the standard deviation in the average pitch distribution, and the flat area ratio can be calculated using image analysis software, for example, A image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.).

平均ピッチは、対象とする光学波長と同程度以下であると反射防止効果が高まり、好ましい。通常光学素子には150nmから2000nmの波長が使用されることから、反射防止効果を高めるには平均ピッチを250nm以下にすることが好ましい。より好ましくは150nm以下、特に好ましくは100nm以下である。また、光学素子に使用される波長と同程度という観点から、40nm以上にすることが好ましい。より好ましくは50nm以上、さらに好ましくは70nm以上、特に好ましくは75nm以上である。   The average pitch is preferably equal to or less than the target optical wavelength because the antireflection effect is enhanced. Since wavelengths of 150 nm to 2000 nm are usually used for optical elements, it is preferable to set the average pitch to 250 nm or less in order to enhance the antireflection effect. More preferably, it is 150 nm or less, Most preferably, it is 100 nm or less. Moreover, it is preferable to set it as 40 nm or more from a viewpoint of being comparable as the wavelength used for an optical element. More preferably, it is 50 nm or more, More preferably, it is 70 nm or more, Most preferably, it is 75 nm or more.

また、モールド表面の平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの10%以上40%以下とすることで、モールド表面を転写して製造する反射防止膜表面の凹凸構造の規則性を抑え、干渉色を生じにくくすることができて好ましい。より好ましくは15%以上35%以下、特に好ましくは20%以上30%以下である。   In addition, when the standard deviation in the average pitch distribution on the mold surface is 10% or more and 40% or less of the average pitch, the regularity of the concavo-convex structure on the surface of the antireflection film produced by transferring the mold surface is suppressed, and the interference color is reduced. It is preferable because it can be made difficult to occur. More preferably, it is 15% or more and 35% or less, and particularly preferably 20% or more and 30% or less.


また、微細凹凸構造によって反射防止膜が反射防止性能を発現するためには、反射防止膜表面上に平坦部が少ない方が好ましい。そのため、平坦部面積率が0%以上50%以下にすることが好ましい。より好ましくは0%以上40%以下、特に好ましくは0%以上30%以下である。平坦部面積率を0%以上30%以下とすることで充分な反射防止性能を発現することができる。また、モールド表面を転写して製造する反射防止膜が良好な光学特性を得る観点から、モールド表面の凸部の高さあるいは凹部の深さは、平均ピッチの0.5倍から2.0倍、特には1.0倍から2.0倍が好ましい。ここで定義する凸部の高さ、凹部の深さとは、モールド表面における凹凸構造の凹部底点と凸部頂点の高さの差を指す。

Further, in order for the antireflection film to exhibit antireflection performance due to the fine concavo-convex structure, it is preferable that there are few flat portions on the surface of the antireflection film. Therefore, it is preferable that the flat area ratio is 0% or more and 50% or less. More preferably, it is 0% or more and 40% or less, and particularly preferably 0% or more and 30% or less. By setting the flat area ratio to 0% or more and 30% or less, sufficient antireflection performance can be exhibited. In addition, from the viewpoint of obtaining good optical characteristics, the antireflection film produced by transferring the mold surface has a height of convex portions or a depth of concave portions of the mold surface of 0.5 to 2.0 times the average pitch. In particular, 1.0 to 2.0 times is preferable. The height of the convex portion and the depth of the concave portion defined here refer to the difference in height between the concave bottom point and the convex vertex of the concave-convex structure on the mold surface.

モールドの材料としては十分な平坦性が確保できる材質の物が好ましく、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックス基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素等半導体基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン等の樹脂基板、紙、不織布等が挙げられる。特にシリコンを用いると高い精度でのモールド表面の平坦性を確保することができ、又、モールド表面上の凹凸が作製しやすい為、好ましい。   The material of the mold is preferably a material that can ensure sufficient flatness, such as glass, quartz, aluminum oxide, sapphire, silicon nitride, silicon carbide and other ceramic substrates, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide, gallium nitrogen, etc. Examples thereof include semiconductor substrates, polyesters such as polyethylene terephthalate and polynaphthalene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymers, cyclic polyolefin, polyimide, polyamide, polystyrene, and other resin substrates, paper, and nonwoven fabric. In particular, it is preferable to use silicon because the flatness of the mold surface with high accuracy can be secured and the unevenness on the mold surface can be easily produced.

また、モールドが後述する凹凸構造層乾燥時の温度ムラにより割れる恐れがあることを考慮して、モールドの熱膨張係数は小さいほど好ましい。特に、0℃〜300℃における線膨張係数が50×10−7m/℃以下であることが好ましい。モールド面の凹凸構造は前述した凹凸構造層の凹凸構造と対応した形状を設けておけばよい。 In consideration of the possibility that the mold may crack due to temperature unevenness during drying of the concavo-convex structure layer, which will be described later, the smaller the mold thermal expansion coefficient, the better. In particular, the linear expansion coefficient at 0 ° C. to 300 ° C. is preferably 50 × 10 −7 m / ° C. or less. The uneven structure on the mold surface may be provided with a shape corresponding to the uneven structure of the uneven structure layer described above.

<反射防止膜製造用モールドの製造方法>
本発明の反射防止膜製造用モールドの製造方法は、下記工程を有する方法である:
(1)基材表面にマスク層を形成する工程;
(2)芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)とをブロック部分として含むブロックコポリマー(a)を構成成分として含むレジスト層を、該マスク層上に形成する工程;
(3)該レジスト層を大気雰囲気下でアニールして該ブロックコポリマーを相分離させて、海島構造の自己組織化パターンを形成する工程;
(4)エッチングにより、相分離させたレジスト層中のポリ(メタ)アクリレート部分を選択的に除去する工程;
(5)残存した芳香環含有ポリマー部分によりパターニングされたレジスト層をマスクとしてエッチングを行い、該マスク層に該パターニングされたレジスト層のパターンを転写する工程;
(6)パターニングされたマスク層に対してエッチングを行い、該基材表面に該パターニングされたマスク層のパターンを転写する工程;
(7)該パターニングされたレジスト層及び該パターニングされたマスク層を除去した後、パターニングされた基材表面を離型剤で処理する工程。
<Method for producing mold for producing antireflection film>
The manufacturing method of the mold for manufacturing an antireflection film of the present invention is a method having the following steps:
(1) forming a mask layer on the substrate surface;
(2) forming a resist layer containing the block copolymer (a) containing the aromatic ring-containing polymer (poly1) and the poly (meth) acrylate (poly2) as a block component on the mask layer;
(3) annealing the resist layer in an air atmosphere to phase-separate the block copolymer to form a self-organized pattern of a sea-island structure;
(4) a step of selectively removing a poly (meth) acrylate portion in the phase-separated resist layer by etching;
(5) A step of etching using the resist layer patterned by the remaining aromatic ring-containing polymer portion as a mask, and transferring the pattern of the patterned resist layer to the mask layer;
(6) etching the patterned mask layer and transferring the pattern of the patterned mask layer to the substrate surface;
(7) A step of treating the patterned substrate surface with a release agent after removing the patterned resist layer and the patterned mask layer.

以下、上記の各工程について詳細に説明する。
[(1)工程]
まず、モールド表面となる基材表面にマスク層を形成する。マスク層の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、熱酸化法、高周波プラズマCVD法、マイクロプラズマCVD法、ECR法、熱CVD法、LPCVD法など公知公用の様々な方法から適宜選択することができる。
Hereafter, each said process is demonstrated in detail.
[(1) Process]
First, a mask layer is formed on the surface of the base material that becomes the mold surface. As a method for forming the mask layer, it may be appropriately selected from various publicly known methods such as vapor deposition, sputtering, thermal oxidation, high-frequency plasma CVD, microplasma CVD, ECR, thermal CVD, and LPCVD. it can.

[(2)工程]
次に、マスク層上にレジスト層を形成する。マスク層上にレジスト層を形成させる方法としては、以下に詳細に述べるレジスト層形成用溶液を、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、インクジェット法で塗布する方法、スクリーン印刷機、グラビア印刷機、オフセット印刷機等で印刷する方法が挙げられ、膜厚の均一性という観点から、スピンコート法が好ましい。
[(2) Process]
Next, a resist layer is formed on the mask layer. As a method for forming a resist layer on a mask layer, a method for applying a resist layer forming solution described in detail below by a spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, spray coater, ink jet method, screen printing machine And a method of printing with a gravure printing machine, an offset printing machine, etc., and a spin coating method is preferred from the viewpoint of film thickness uniformity.

レジスト層の形成後、得られた塗布膜を、風乾、オーブン、ホットプレート等により加熱乾燥又は真空乾燥させて溶剤を揮発させることができる。溶剤を揮発させた後の膜厚は、平均ピッチの制御の観点から、1μm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上500nm以下であり、更に好ましくは30nm以上300nm以下である。なお、膜厚の測定法としては、膜に傷を付け、端子を表面に接触させてその段差を測る接触法や、エリプソメトリーを用いる非接触法で求めることができる。塗布膜を基材ごと加熱する方法としては、大別してホットプレートのように基材の下側から直接伝熱させる方法と、オーブンのように高温の気体を対流させる方法を挙げることができる。   After the formation of the resist layer, the obtained coating film can be heat-dried or vacuum-dried by air drying, oven, hot plate or the like to volatilize the solvent. The film thickness after volatilization of the solvent is preferably 1 μm or less, more preferably 10 nm or more and 500 nm or less, and further preferably 30 nm or more and 300 nm or less from the viewpoint of controlling the average pitch. As a method for measuring the film thickness, it can be obtained by a contact method in which a film is scratched and a terminal is brought into contact with the surface to measure the step, or a non-contact method using ellipsometry. The method of heating the coating film together with the base material can be roughly classified into a method of directly transferring heat from the lower side of the base material like a hot plate and a method of convection of a high-temperature gas like an oven.

[(3)工程]
レジストを大気雰囲気下で加熱し、レジスト層中のブロックコポリマーを相分離させることにより、2つのポリマー相から構成される海島構造の自己組織化パターンを形成することができる。レジスト層を構成するパターン形成用樹脂組成物は、芳香環含有ポリマー相とポリ(メタ)アクリレート相とに自発的に相分離を起こし、自己組織化パターンを形成する。ここで自己組織化パターンとは、自発的に組織化して形成されるパターンのことを指す。レジスト層をアニールする工程は、130℃以上280℃以下の温度範囲でホットプレート上で加熱する場合、1分以上1時間以下が好ましい。オーブン内で加熱する場合は、1時間以上100時間以下が好ましい。ホットプレートのように、基材の下側から直接伝熱させる場合の方が、より短時間で海島構造の自己組織化パターンを得ることができる。加熱は酸素と不活性気体の混合物雰囲気中で行うことが好ましく、130℃以上280℃以下の温度範囲で加熱することで焼成物の流動性を確保でき、熱分解を抑制することができ、自己組織化パターンを形成することができる。本発明では、好ましくはこのように海島構造のパターンを制御することによって、平坦部を小さくする。
[(3) Process]
By heating the resist in an air atmosphere and phase-separating the block copolymer in the resist layer, a self-organized pattern of a sea-island structure composed of two polymer phases can be formed. The resin composition for pattern formation constituting the resist layer spontaneously undergoes phase separation between the aromatic ring-containing polymer phase and the poly (meth) acrylate phase to form a self-assembled pattern. Here, the self-organization pattern refers to a pattern formed by spontaneous organization. The step of annealing the resist layer is preferably 1 minute or more and 1 hour or less when heated on a hot plate at a temperature range of 130 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. When heating in an oven, 1 hour or more and 100 hours or less are preferable. In the case where heat is transferred directly from the lower side of the base material like a hot plate, a self-organized pattern of sea-island structure can be obtained in a shorter time. Heating is preferably performed in an atmosphere of a mixture of oxygen and inert gas. By heating in a temperature range of 130 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, fluidity of the fired product can be secured, thermal decomposition can be suppressed, and self- An organized pattern can be formed. In the present invention, the flat portion is preferably made small by controlling the pattern of the sea-island structure in this way.

[(4)工程]
レジスト層中の芳香環含有ポリマー相は、ポリ(メタ)アクリレート相より耐エッチング性が高い。そのため、エッチング、例えばリアクティブイオンエッチングにより、レジスト層中に形成された海島構造の自己組織化パターンからポリ(メタ)アクリレート相を選択的に除去することができる。なお、(4)工程と(5)工程とは、同時に又は続けて実行することが出来る。
[(4) Process]
The aromatic ring-containing polymer phase in the resist layer has higher etching resistance than the poly (meth) acrylate phase. Therefore, the poly (meth) acrylate phase can be selectively removed from the self-organized pattern of the sea-island structure formed in the resist layer by etching, for example, reactive ion etching. In addition, (4) process and (5) process can be performed simultaneously or continuously.

リアクティブイオンエッチングを経て残存した芳香環含有ポリマー相は、次の工程である(5)工程において、マスク層のマスクとなる。そのため、リアクティブイオンエッチングを経て残存する芳香環含有ポリマー相の膜厚は、厚い方が好ましい。芳香環含有ポリマー相の残存膜厚を厚くするためには、リアクティブイオンエッチングによるエッチング選択比(ポリ(メタ)アクリレートのエッチング速度/芳香環含有ポリマーのエッチング速度)が、1以上あることが好ましい。さらに、エッチング選択比が2以上あるとより好ましく、4以上であれば、(5)工程におけるマスク層のマスクとして充分な芳香環含有ポリマー部分の残存膜厚とすることができるため、さらに好ましい。   The aromatic ring-containing polymer phase remaining after reactive ion etching serves as a mask for the mask layer in the next step (5). Therefore, it is preferable that the aromatic ring-containing polymer phase remaining after reactive ion etching is thicker. In order to increase the remaining film thickness of the aromatic ring-containing polymer phase, the etching selectivity by reactive ion etching (poly (meth) acrylate etching rate / aromatic ring-containing polymer etching rate) is preferably 1 or more. . Further, the etching selectivity is more preferably 2 or more, and 4 or more is more preferable because the remaining film thickness of the aromatic ring-containing polymer portion sufficient as a mask for the mask layer in the step (5) can be obtained.

リアクティブイオンエッチングは、対象物の水平方向よりも垂直方向のエッチング速度が大きくなる異方性エッチングで行う。使用可能なエッチング装置としては、反応性イオンエッチング装置、イオンビームエッチング装置などの異方性エッチングが可能なものであって、最小で20W程度のバイアス電場を発生できるものであれば好適に用いることができる。   Reactive ion etching is performed by anisotropic etching in which the etching rate in the vertical direction is higher than the horizontal direction of the object. As an etching apparatus that can be used, a reactive ion etching apparatus, an ion beam etching apparatus, or the like that can perform anisotropic etching and can generate a bias electric field of about 20 W at the minimum is preferably used. Can do.

[(5)工程]
(4)工程において、エッチングを経て残存した耐エッチング性の高い芳香環含有ポリマー相をマスクとして、マスク層をエッチングし、マスク層に海島構造の自己組織化パターンを転写することができる。マスク層は、レジスト層の下に設けられ、(4)工程におけるエッチングを経て残存した海島構造の自己組織化パターンが転写される層である。また、マスク層は、次の工程である(6)工程において、基材のマスクとなる。
[(5) Process]
In the step (4), the mask layer is etched using the highly etch-resistant aromatic ring-containing polymer phase remaining after the etching as a mask, and the sea-island structure self-organized pattern can be transferred to the mask layer. The mask layer is provided under the resist layer, and is a layer to which the self-organized pattern of the sea-island structure remaining after etching in the step (4) is transferred. The mask layer becomes a mask for the substrate in the next step (6).

マスク層のエッチングは、芳香環含有ポリマーの相がエッチングされて消失する前に完了する必要がある。そのため、エッチング選択比(マスク層のエッチング速度/芳香環含有ポリマーのエッチング速度)が、0.1以上あることが好ましく、2以上あるとより好ましい。エッチング選択比が4以上であれば、(4)工程において残存した芳香環含有ポリマーの相の残存膜厚が薄くても、マスク層に海島構造の自己組織化パターンを転写できるため、さらに好ましい。   Etching of the mask layer needs to be completed before the aromatic ring-containing polymer phase is etched away. For this reason, the etching selectivity (mask layer etching rate / aromatic ring-containing polymer etching rate) is preferably 0.1 or more, more preferably 2 or more. If the etching selectivity is 4 or more, it is more preferable because the self-organized pattern of the sea-island structure can be transferred to the mask layer even if the remaining film thickness of the aromatic ring-containing polymer phase remaining in the step (4) is thin.

[(6)工程]
(5)工程において海島構造の自己組織化パターンが転写されたマスク層をマスクとして、基材をエッチング、例えばリアクティブイオンエッチングによって、基材表面に海島構造の自己組織化パターンを転写することができる。
[(6) Process]
(5) Using the mask layer to which the sea-island structure self-organized pattern is transferred in the process as a mask, the base material is etched, for example, reactive ion etching, to transfer the sea-island structure self-organized pattern to the surface of the base material. it can.

基材のエッチングは、(5)工程において海島構造の自己組織化パターンが転写されたマスク層が、エッチングされて消失する前に完了させる必要がある。そのため、エッチング選択比(基材のエッチング速度/マスク層のエッチング速度)が、0.1以上あることが好ましく、2以上あるとより好ましい。エッチング選択比が4以上であれば、アスペクト比が高い凹凸構造を基材表面に形成することができるため、さらに好ましい。   The etching of the base material needs to be completed before the mask layer to which the sea-island structure self-organized pattern is transferred in step (5) is etched away. Therefore, the etching selectivity (base material etching rate / mask layer etching rate) is preferably 0.1 or more, and more preferably 2 or more. An etching selectivity of 4 or more is more preferable because an uneven structure with a high aspect ratio can be formed on the substrate surface.

[(7)工程]
基材表面を離型剤で処理する方法としては、離型剤をスピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、インクジェット法で塗布する方法が挙げられる。
[(7) Process]
Examples of the method for treating the substrate surface with a release agent include a method in which the release agent is applied by a spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, spray coater, or ink jet method.

[基材]
本発明の方法で用いられる基材の材料としては、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックス基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素等半導体基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン等の樹脂基板、紙、不織布等が挙げられる。これらの材料の中でもモールドの作製が簡便である点から、シリコンが好ましい。基材表面は、本発明の方法の工程を経てモールド表面となる。
[Base material]
Examples of the material of the base material used in the method of the present invention include a ceramic substrate such as glass, quartz, aluminum oxide, sapphire, silicon nitride, and silicon carbide, and a semiconductor substrate such as silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphorus, and gallium nitrogen. Polyester such as polyethylene terephthalate and polynaphthalene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, resin substrate such as cyclic polyolefin, polyimide, polyamide and polystyrene, paper, nonwoven fabric and the like. Among these materials, silicon is preferable because the mold can be easily produced. The substrate surface becomes the mold surface through the steps of the method of the present invention.

[マスク層]
本発明の方法で用いられるマスク層の材料としては酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜のような絶縁膜、又はドーピングされたポリシリコン、金属のような導電膜が挙げられる。
[Mask layer]
Examples of the material of the mask layer used in the method of the present invention include an insulating film such as an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film, or a conductive film such as doped polysilicon and metal.

シリコンを基材として選択した場合、マスク層は、シリコンとエッチング選択比が大きく取れる酸化シリコンが好ましく、酸化シリコンをマスク層として形成させる方法としては、簡便で良質な膜が得られる熱酸化法が好ましい。   When silicon is selected as the base material, the mask layer is preferably silicon oxide that has a large etching selectivity with silicon, and a method of forming silicon oxide as a mask layer is a thermal oxidation method that provides a simple and good-quality film. preferable.

[レジスト層]
本発明の方法で用いられるレジスト層は、ブロックコポリマー(a)、芳香環含有ホモポリマー(b)、ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)を含む樹脂組成物である。
[Resist layer]
The resist layer used in the method of the present invention is a resin composition containing a block copolymer (a), an aromatic ring-containing homopolymer (b), and a poly (meth) acrylate homopolymer (c).

前記レジスト層全体に対する、ブロックコポリマー(a)の質量比は、10質量%以上100質量%以下であり、好ましくは30質量%以上90質量%以下であり、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。   The mass ratio of the block copolymer (a) to the whole resist layer is 10% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less. It is as follows.

レジスト層を構成する樹脂組成物全体に対する、ホモポリマー(b)とホモポリマー(c)との合計の質量比は、0.0質量%〜90質量%の範囲が挙げられ、より好ましくは、0.0質量%〜80質量%であり、さらに好ましくは10質量%〜70質量%である。   The total mass ratio of the homopolymer (b) and the homopolymer (c) to the entire resin composition constituting the resist layer may be in the range of 0.0 mass% to 90 mass%, more preferably 0. It is 0.0 mass%-80 mass%, More preferably, it is 10 mass%-70 mass%.

[レジスト層−ブロックコポリマー(a)]
ブロックコポリマー(a)は、芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)をブロック部分として含むブロックコポリマーである。ブロックコポリマー(a)全体に対する、芳香環含有ポリマー部分とポリ(メタ)アクリレート部分の合計の比率としては、50モル%以上100モル%以下が挙げられ、より好ましくは、60モル%以上100モル%以下であり、さらに好ましくは70モル%以上100モル%以下である。
[Resist layer-block copolymer (a)]
The block copolymer (a) is a block copolymer containing an aromatic ring-containing polymer (poly1) and poly (meth) acrylate (poly2) as block portions. The total ratio of the aromatic ring-containing polymer portion and the poly (meth) acrylate portion with respect to the entire block copolymer (a) includes 50 mol% or more and 100 mol% or less, and more preferably 60 mol% or more and 100 mol%. Or less, more preferably 70 mol% or more and 100 mol% or less.

芳香環含有ポリマー部分(poly1)と、ポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)との質量比としては、10:90から90:10の範囲が挙げられ、好ましくは20:80から85:15、より好ましくは30:70から80:20である。この範囲は、各部分の分子量や、用いるホモポリマーの量等によって変動しうる。ブロックコポリマー(a)中の芳香環含有ポリマー部分(poly1)の割合としては、10質量%以上95質量%以下が挙げられ、好ましくは20質量%以上90質量%以下が挙げられ、より好ましくは30質量%以上85質量%以下である。   The mass ratio of the aromatic ring-containing polymer part (poly1) and the poly (meth) acrylate part (poly2) includes a range of 10:90 to 90:10, preferably 20:80 to 85:15. Preferably it is 30:70 to 80:20. This range can vary depending on the molecular weight of each part, the amount of homopolymer used, and the like. The proportion of the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) in the block copolymer (a) is 10% by mass to 95% by mass, preferably 20% by mass to 90% by mass, and more preferably 30%. It is not less than 85% by mass.

本発明で用いるブロックコポリマー(a)を構成するブロックの必須成分の一つである芳香環含有ポリマー(poly1)は、芳香環又はピリジン環のような複素芳香環を側鎖として有するビニルモノマーの単独重合体又はこれらのモノマー及び/若しくは他のモノマーとの共重合体である。芳香環含有ポリマー(poly1)の例として、ポリスチレン(以下、PSとも記す)、ポリメチルスチレン、ポリエチルスチレン、ポリt−ブチルスチレン、ポリメトキシスチレン、ポリN,N−ジメチルアミノスチレン、ポリクロロスチレン、ポリブロモスチレン、ポリトリフルオロメチルスチレン、ポリトリメチルシリルスチレン、ポリジビニルベンゼン、ポリシアノスチレン、ポリα−メチルスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルビフェニル、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリイソプロペニルナフタレン、ポリビニルピリジン等を挙げることができる。ここで最も好ましく用いられる芳香環含有ポリマー(poly1)は、原料モノマーの入手性、合成の容易性の観点からポリスチレンである。   The aromatic ring-containing polymer (poly1), which is one of the essential components of the block constituting the block copolymer (a) used in the present invention, is a vinyl monomer having a heteroaromatic ring such as an aromatic ring or a pyridine ring as a side chain. Polymers or copolymers with these monomers and / or other monomers. Examples of the aromatic ring-containing polymer (poly 1) include polystyrene (hereinafter also referred to as PS), polymethyl styrene, polyethyl styrene, poly t-butyl styrene, polymethoxy styrene, poly N, N-dimethylamino styrene, polychlorostyrene. , Polybromostyrene, polytrifluoromethylstyrene, polytrimethylsilylstyrene, polydivinylbenzene, polycyanostyrene, poly α-methylstyrene, polyvinyl naphthalene, polyvinyl biphenyl, polyvinyl pyrene, polyvinyl phenanthrene, polyisopropenyl naphthalene, polyvinyl pyridine, etc. Can be mentioned. The aromatic ring-containing polymer (poly1) most preferably used here is polystyrene from the viewpoint of availability of raw material monomers and ease of synthesis.

本発明で用いるブロックコポリマー(a)を構成するブロックのもう一つの必須成分であるポリ(メタ)アクリレート(poly2)とは、下記のアクリレートモノマー及びメタクリレートモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1種の単独重合体又はこれらのモノマー及び/若しくは他のモノマーとの共重合体である。ここで用いることができるアクリレートモノマー及びメタクリレートモノマーからなる群としては、例えばメタクリル酸メチル(以下、MMAとも記す)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル等を挙げることができる。   The poly (meth) acrylate (poly2), which is another essential component of the block constituting the block copolymer (a) used in the present invention, is at least one kind selected from the group consisting of the following acrylate monomers and methacrylate monomers. Polymers or copolymers with these monomers and / or other monomers. Examples of the group consisting of acrylate monomers and methacrylate monomers that can be used here include methyl methacrylate (hereinafter also referred to as MMA), ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methacrylic acid. Isobutyl acid, t-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, acrylic acid t -Butyl, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate and the like.

ここで最も好ましく用いられるポリ(メタ)アクリレート(poly2)としては、原料モノマーの入手性、合成の容易性の観点からメタクリル酸メチルの単独重合体ポリメタクリル酸メチル(以下PMMAとも記す)である。   The poly (meth) acrylate (poly2) most preferably used here is a methyl methacrylate homopolymer polymethyl methacrylate (hereinafter also referred to as PMMA) from the viewpoint of availability of raw material monomers and ease of synthesis.

本発明で用いるブロックコポリマー(a)は、上記芳香環含有ポリマー(poly1)の片末端又は両末端と上記ポリ(メタ)アクリレート(poly2)の片末端又は両末端が結合した、ジブロック、トリブロック又はそれ以上のマルチブロックコポリマーである。これらのブロックコポリマーの中でも、芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)の片末端同士が結合したジブロックコポリマーが合成の容易性の観点から、好ましい。より好ましくは、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートのジブロックコポリマーである。   The block copolymer (a) used in the present invention is a diblock or triblock in which one end or both ends of the aromatic ring-containing polymer (poly1) and one end or both ends of the poly (meth) acrylate (poly2) are bonded. Or more multi-block copolymers. Among these block copolymers, a diblock copolymer in which one ends of the aromatic ring-containing polymer (poly1) and poly (meth) acrylate (poly2) are bonded to each other is preferable from the viewpoint of ease of synthesis. More preferably, it is a diblock copolymer of polystyrene and polymethyl methacrylate.

なお、ブロックコポリマー(a)中には、上記芳香環含有ポリマー部分(poly1)及びポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)以外に、50モル%を超えない割合でその他のポリマー成分のブロックを含むこともできる。その他のポリマー成分の具体例としては、例えばポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリテトラメチレングリコール等を挙げることができる。   The block copolymer (a) contains blocks of other polymer components in a proportion not exceeding 50 mol% in addition to the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) and the poly (meth) acrylate portion (poly2). You can also. Specific examples of other polymer components include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polytetramethylene glycol, and the like.

ブロックコポリマー(a)は、リビングアニオン重合やリビングラジカル重合、又は反応性末端基を有するポリマー同士のカップリング等により合成することができる。例えばりピングアニオン重合では、ブチルリチウムのようなアニオン種を開始剤として、まず芳香環含有ポリマーを合成する。次いで、芳香環含有ポリマーの末端を開始剤として、(メタ)アクリレートモノマーを重合することで芳香環含有ポリマーとポリ(メタ)アクリレートのブロックコポリマーを合成することができる。このとき、開始剤の添加量を下げることで得られるポリマーの分子量を上げることができ、水や空気等の系内の不純物を取り除くことでポリマーの分子量を設計値通りに制御できる。またポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)を重合する際は、系の温度を0℃以下に下げることで副反応を抑えることができる。リビングラジカル重合では、まず(メタ)アクリレートモノマーの二重結合に臭素等のハロゲン化合物を付加させ、末端をハロゲン化し、銅錯体を触媒としてハロゲン化したポリ(メタ)アクリレートを合成する。次いで、ハロゲン化したポリ(メタ)アクリレートの末端ハロゲンを利用して芳香環含有ポリマー(poly1)を合成することで芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)のブロックコポリマー(a)が得られる。   The block copolymer (a) can be synthesized by living anion polymerization, living radical polymerization, or coupling of polymers having reactive end groups. For example, in flipping anionic polymerization, an aromatic ring-containing polymer is first synthesized using an anionic species such as butyl lithium as an initiator. Next, a block copolymer of the aromatic ring-containing polymer and the poly (meth) acrylate can be synthesized by polymerizing the (meth) acrylate monomer using the terminal of the aromatic ring-containing polymer as an initiator. At this time, the molecular weight of the polymer obtained can be increased by lowering the amount of initiator added, and the molecular weight of the polymer can be controlled as designed by removing impurities in the system such as water and air. Moreover, when superposing | polymerizing a poly (meth) acrylate part (poly2), a side reaction can be suppressed by lowering | hanging the temperature of a system to 0 degrees C or less. In living radical polymerization, first, a halogen compound such as bromine is added to the double bond of the (meth) acrylate monomer, the terminal is halogenated, and a halogenated poly (meth) acrylate is synthesized using a copper complex as a catalyst. Next, the aromatic ring-containing polymer (poly1) and the poly (meth) acrylate (poly2) block copolymer (a) are synthesized by synthesizing the aromatic ring-containing polymer (poly1) using the terminal halogen of the halogenated poly (meth) acrylate. ) Is obtained.

まず、リビングアニオン重合で芳香環含有ポリマー(poly1)を合成し、その末端をハロゲン化した後、(メタ)アクリレートモノマーを銅触媒存在下で反応させ、芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)のブロックコポリマー(a)を合成することもできる。反応性末端基を有するポリマー同士のカップリングとは、例えば末端にアミノ基を有する芳香環含有ポリマー(poly1)と、末端に無水マレイン酸を有するポリ(メタ)アクリレート(poly2)を反応させてブロックコポリマー(a)を得る方法である。   First, an aromatic ring-containing polymer (poly1) is synthesized by living anion polymerization, and the terminal is halogenated, and then a (meth) acrylate monomer is reacted in the presence of a copper catalyst to produce an aromatic ring-containing polymer (poly1) and poly (meta). ) A block copolymer (a) of acrylate (poly2) can also be synthesized. Coupling between polymers having reactive end groups is, for example, blocking by reacting an aromatic ring-containing polymer (poly1) having an amino group at the end with poly (meth) acrylate (poly2) having maleic anhydride at the end. This is a method for obtaining a copolymer (a).

本発明で用いることのできるブロックコポリマー(a)の数平均分子量は、前記平均ピッチが40nm以上250nm以下の海島構造を得るという観点から、5.0万以上が好ましく、10万以上がより好ましい。一方、合成時の分子量制御性、及び組成物としたときの粘度抑制の観点から、500万以下が好ましく、200万以下がより好ましい。ブロックコポリマーの数平均分子量が大きくなるほど前記平均ピッチは大きくなる傾向にある。   The number average molecular weight of the block copolymer (a) that can be used in the present invention is preferably 50,000 or more, and more preferably 100,000 or more, from the viewpoint of obtaining a sea-island structure having the average pitch of 40 nm to 250 nm. On the other hand, from the viewpoint of molecular weight controllability at the time of synthesis and viscosity suppression when used as a composition, 5 million or less is preferable, and 2 million or less is more preferable. The average pitch tends to increase as the number average molecular weight of the block copolymer increases.

芳香環含有ポリマー部分(poly1)の数平均分子量は、海島構造の自己組織化パターンを形成させるという観点から、3.0万以上が好ましく、5.0万以上がより好ましい。一方、合成の容易さという観点から、100万以下が好ましく、50万以下がより好ましい。   The number average molecular weight of the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) is preferably 30,000 or more, and more preferably 50,000 or more, from the viewpoint of forming a self-organized pattern having a sea-island structure. On the other hand, from the viewpoint of ease of synthesis, 1 million or less is preferable, and 500,000 or less is more preferable.

ポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)の数平均分子量は、海島構造の自己組織化パターンを形成させるという観点から、1.0万以上が好ましく、2.0万以上がより好ましい。一方、合成の容易さという観点から、150万以下が好ましく、100万以下がより好ましい。   The number average molecular weight of the poly (meth) acrylate moiety (poly2) is preferably 10,000 or more, and more preferably 20,000 or more, from the viewpoint of forming a self-organized pattern having a sea-island structure. On the other hand, from the viewpoint of ease of synthesis, 1.5 million or less is preferable, and 1 million or less is more preferable.

本発明の一実施態様において、ブロックポリマー(a)中で、芳香環含有ポリマー(poly1)の分子量が、ポリ(メタ)アクリレート(poly2)の分子量より大きい場合には、芳香環含有ホモポリマー(b)をレジスト組成物に添加する。また、芳香環含有ポリマー(poly1)の分子量が、ポリ(メタ)アクリレート(poly2)の分子量より小さい場合には、ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)をレジスト組成物に添加する。たとえば、ブロックポリマー(a)がレジスト組成物全体に対して30〜100質量%存在し、かつpoly1の分子量が3.0万〜60万で、poly2の分子量が1.0万〜10万であって、ブロックポリマー(a)中で、芳香環含有ポリマー(poly1)の分子量が、ポリ(メタ)アクリレート(poly2)の分子量より大きい場合には、ホモポリマー(b)をレジスト組成物全体に対して0.0〜70質量%添加することができる。より好ましくは、ブロックポリマー(a)がレジスト組成物全体に対して40〜100質量%存在し、かつpoly1の分子量が5.0万〜50万で、poly2の分子量が2.0万〜9.0万であって、ブロックポリマー(a)中で、芳香環含有ポリマー(poly1)の分子量が、ポリ(メタ)アクリレート(poly2)の分子量より大きいの場合には、ホモポリマー(b)をレジスト組成物全体に対して0.0〜60質量%添加することができる。   In one embodiment of the present invention, in the block polymer (a), when the molecular weight of the aromatic ring-containing polymer (poly1) is larger than that of the poly (meth) acrylate (poly2), the aromatic ring-containing homopolymer (b ) Is added to the resist composition. When the molecular weight of the aromatic ring-containing polymer (poly1) is smaller than that of the poly (meth) acrylate (poly2), the poly (meth) acrylate homopolymer (c) is added to the resist composition. For example, the block polymer (a) is present in an amount of 30 to 100% by mass based on the entire resist composition, the molecular weight of poly1 is 30,000 to 600,000, and the molecular weight of poly2 is 10,000 to 100,000. In the block polymer (a), when the molecular weight of the aromatic ring-containing polymer (poly1) is larger than that of the poly (meth) acrylate (poly2), the homopolymer (b) is added to the entire resist composition. 0.0-70 mass% can be added. More preferably, the block polymer (a) is present in an amount of 40 to 100% by mass with respect to the entire resist composition, the molecular weight of poly1 is 50,000 to 500,000, and the molecular weight of poly2 is 20,000 to 9. When the molecular weight of the aromatic ring-containing polymer (poly1) in the block polymer (a) is larger than that of the poly (meth) acrylate (poly2) in the block polymer (a), the homopolymer (b) is used as a resist composition. 0.0-60 mass% can be added with respect to the whole thing.

ブロックポリマー(a)がレジスト組成物全体に対して20〜60質量%存在し、かつpoly1の分子量が20万〜60万で、poly2の分子量が60万〜100万の場合には、ホモポリマー(c)をレジスト組成物全体に対して40〜80質量%添加することができる。より好ましくは、ブロックポリマー(a)がレジスト組成物全体に対して30〜50質量%存在し、かつpoly1の分子量が30万〜50万で、poly2の分子量が70万〜90万の場合には、ホモポリマー(c)をレジスト組成物全体に対して50〜70質量%添加することができる。これら構成成分の分子量や、添加量を調整することによって、所望の海島構造を形成することができ、平坦部の少ないモールドを得ることができる。   When the block polymer (a) is present in an amount of 20 to 60% by mass based on the entire resist composition, the molecular weight of poly1 is 200,000 to 600,000, and the molecular weight of poly2 is 600,000 to 1,000,000, a homopolymer ( c) can be added in an amount of 40 to 80% by mass based on the entire resist composition. More preferably, when the block polymer (a) is present in an amount of 30 to 50% by mass relative to the entire resist composition, the molecular weight of poly1 is 300,000 to 500,000, and the molecular weight of poly2 is 700,000 to 900,000 The homopolymer (c) can be added in an amount of 50 to 70% by mass based on the entire resist composition. By adjusting the molecular weight and addition amount of these constituent components, a desired sea-island structure can be formed, and a mold with few flat portions can be obtained.

ブロックコポリマー(a)の数平均分子量(以下、Mnとも記す)は以下の方法により求める。まず、以下の1)芳香環含有ポリマー部分(poly1)の数平均分子量の測定方法により測定を行い、次いで、以下の2)ポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)の数平均分子量の測定方法により測定を行う。そして、ブロックコポリマー(a)が、芳香環含有ポリマー部分とポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)のみから成る場合、数平均分子量は、以上の芳香環含有ポリマー部分(poly1)と、ポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)の数平均分子量の和となる。   The number average molecular weight (hereinafter also referred to as Mn) of the block copolymer (a) is determined by the following method. First, measurement is performed by the following 1) measurement method of the number average molecular weight of the aromatic ring-containing polymer portion (poly1), and then measurement is performed by the following 2) measurement method of the number average molecular weight of the poly (meth) acrylate portion (poly2). I do. And when a block copolymer (a) consists only of an aromatic ring containing polymer part and a poly (meth) acrylate part (poly2), the number average molecular weight is the above aromatic ring containing polymer part (poly1) and poly (meth). This is the sum of the number average molecular weight of the acrylate moiety (poly2).

ブロックコポリマー(a)が、芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)以外のその他ポリマー部分を含む場合は、2)に続いて3)その他のポリマー部分の数平均分子量の測定方法により測定を行う。そして、数平均分子量は、芳香環含有ポリマー部分(poly1)と、ポリ(メタ)アクリレート部分(poly2)と、その他のポリマー部分の数平均分子量の和となる。   When the block copolymer (a) contains other polymer parts other than the aromatic ring-containing polymer (poly1) and the poly (meth) acrylate (poly2), measurement of the number average molecular weight of 3) other polymer parts follows 2) Measure by method. The number average molecular weight is the sum of the number average molecular weights of the aromatic ring-containing polymer part (poly1), the poly (meth) acrylate part (poly2), and other polymer parts.

1)芳香環含有ポリマー部分(poly1)の数平均分子量の測定方法
リビングアニオン重合によりブロックコポリマー(a)を合成する場合、主にまず芳香環含有モノマー(poly1)を重合し、その末端からアクリルモノマーを重合させる。この反応過程の中で、芳香環含有モノマーの重合が終わった時点でその一部を取り出し、反応を停止させれば、ブロックコポリマー中の芳香環含有ポリマー部分(poly1)のみを得ることができる。あるいは、合成後のブロックコポリマーについて、ブロックコポリマーは溶解させず、芳香族ホモポリマー(poly1)のみを溶解する溶媒を用いて、ソックスレー抽出を行うことでブロックコポリマー中の芳香環含有ポリマー部分(poly1)のみを得ることができる。PS−PMMAブロックコポリマーの場合はシクロヘキサン等が溶媒となる。このようにして抽出された芳香族ホモポリマーについてまずゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCとも記す)を用いて溶出時間分布を測定する。次に分子量の異なる数種類の標準ポリスチレンの溶出時間を測定し、溶出時間を分子量に換算する。この結果から、分子量Miの分子の数Niを求め、下式:
Mn=Σ(MiNi)/ΣNi
から数平均分子量Mnを求めることができる。
なお、測定装置及び条件の例としては以下の通りである。
装置:東ソー(株)製 HLC−8020
溶離液:テトラヒドロフラン 40℃
カラム:東ソー(株)製商標名TSK gel G5000HHR/G4000HHR/G3000HHR/G2500HHR直列
流速:1.0ml/min
分子量較正用標準物質:東ソー(株)製TSK standardポリスチレン(12サンプル)
1) Method for measuring the number average molecular weight of the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) When the block copolymer (a) is synthesized by living anionic polymerization, the aromatic ring-containing monomer (poly1) is first polymerized first, and then the acrylic monomer from the end Is polymerized. In this reaction process, when a part of the aromatic ring-containing monomer is polymerized and the reaction is stopped, only the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) in the block copolymer can be obtained. Alternatively, the synthesized block copolymer is not dissolved in the block copolymer, but is subjected to Soxhlet extraction using a solvent that dissolves only the aromatic homopolymer (poly1), so that the aromatic ring-containing polymer portion (poly1) in the block copolymer is obtained. Can only get. In the case of PS-PMMA block copolymer, cyclohexane or the like serves as a solvent. The aromatic homopolymer thus extracted is first measured for the elution time distribution using gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as GPC). Next, the elution time of several kinds of standard polystyrenes having different molecular weights is measured, and the elution time is converted into a molecular weight. From this result, the number Ni of molecules having a molecular weight Mi was determined, and the following formula:
Mn = Σ (MiNi) / ΣNi
From this, the number average molecular weight Mn can be determined.
Examples of the measuring apparatus and conditions are as follows.
Device: HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: Tetrahydrofuran 40 ° C
Column: Tosoh Corporation trade name TSK gel G5000HHR / G4000HHR / G3000HHR / G2500HHR Series flow rate: 1.0 ml / min
Reference material for molecular weight calibration: TSK standard polystyrene (12 samples) manufactured by Tosoh Corporation

2)ポリ(メタ)アクリレート部分の数平均分子量の測定方法
ブロックコポリマーを重クロロホルム等の重水素化溶媒に溶解させ、1HNMRスペクトルを測定する。そのとき芳香環含有ポリマー由来のプロトン数と、ポリ(メタ)アクリレート由来のプロトンの数を比較することで、ブロックコポリマー中の芳香環含有ポリマー部分とポリ(メタ)アクリレート部分のモル比が求められる。従って、先にGPCにより求めた芳香環含有ポリマー部分の数平均分子量から、ポリ(メタ)アクリレート部分の数平均分子量を求めることができる。
2) Method for measuring number average molecular weight of poly (meth) acrylate moiety A block copolymer is dissolved in a deuterated solvent such as deuterated chloroform, and a 1H NMR spectrum is measured. At that time, by comparing the number of protons derived from the aromatic ring-containing polymer and the number of protons derived from the poly (meth) acrylate, the molar ratio of the aromatic ring-containing polymer portion and the poly (meth) acrylate portion in the block copolymer is determined. . Therefore, the number average molecular weight of the poly (meth) acrylate moiety can be determined from the number average molecular weight of the aromatic ring-containing polymer moiety previously determined by GPC.

3)その他のポリマー部分の数平均分子量の測定方法
ブロックコポリマーを重クロロホルム等の重水素化溶媒に溶解させ、1HNMRスペクトルを測定する。そのとき芳香環含有ポリマー由来のプロトン数と、その他のポリマー部分由来のプロトンの数を比較することで、ブロックコポリマー中の芳香環含有ポリマー部分とその他のポリマー部分のモル比が求められる。従って、先にGPCにより求めた芳香環含有ポリマーの数平均分子量から、その他のポリマー部分の数平均分子量を求めることができる。
3) Method for measuring number average molecular weight of other polymer portion A block copolymer is dissolved in a deuterated solvent such as deuterated chloroform, and a 1H NMR spectrum is measured. At that time, by comparing the number of protons derived from the aromatic ring-containing polymer and the number of protons derived from the other polymer part, the molar ratio of the aromatic ring-containing polymer part and the other polymer part in the block copolymer is determined. Therefore, the number average molecular weight of the other polymer portion can be determined from the number average molecular weight of the aromatic ring-containing polymer previously determined by GPC.

[レジスト層−芳香環含有ホモポリマー(b)]
該芳香環含有ホモポリマー(b)は、前記poly1を構成するモノマーを含有する芳香環含有ホモポリマーである。
[Resist layer-aromatic ring-containing homopolymer (b)]
The aromatic ring-containing homopolymer (b) is an aromatic ring-containing homopolymer containing the monomer constituting the poly1.

芳香環含有ホモポリマー(b)の重量平均分子量(Mw)は、島部分の輪郭が明確な海島構造を得るという観点から、1,500以上が好ましく、2,000以上がより好ましい。一方、島の形状が円に近い海島構造を得るという観点から、8,000以下が好ましく、5,000以下がより好ましい。   The weight average molecular weight (Mw) of the aromatic ring-containing homopolymer (b) is preferably 1,500 or more, and more preferably 2,000 or more, from the viewpoint of obtaining a sea-island structure with a clear outline of the island portion. On the other hand, from the viewpoint of obtaining a sea-island structure in which the shape of the island is close to a circle, it is preferably 8,000 or less, and more preferably 5,000 or less.

このような芳香環含有ホモポリマー(b)はラジカル重合又はアニオン重合によって合成することができる。ラジカル重合の場合、開始剤の量や溶媒の量、重合温度を、アニオン重合の場合は系内の水や空気等の系内の不純物量と開始剤量を制御することにより、分子量を本発明の好ましい範囲に制御することができる。   Such an aromatic ring-containing homopolymer (b) can be synthesized by radical polymerization or anionic polymerization. In the case of radical polymerization, the amount of initiator, the amount of solvent, and the polymerization temperature are controlled. In the case of anionic polymerization, the amount of impurities in the system such as water and air in the system and the amount of initiator are controlled. The preferred range can be controlled.

芳香環含有ホモポリマー(b)の重量平均分子量(Mw)の測定方法は、以下の方法により求めることができる。
まず、GPCを用いて芳香環含有ホモポリマー(b)の溶出時間分布を測定する。次に分子量の異なる数種類の標準ポリスチレンの溶出時間を測定し、溶出時間を分子量に換算する。この結果から、分子量Miの分子の数Niを求め、次式:
Mw=Σ(MiNi)/Σ(MiNi)
から重量平均分子量Mwを求めることができる。
The measuring method of the weight average molecular weight (Mw) of the aromatic ring-containing homopolymer (b) can be determined by the following method.
First, the elution time distribution of the aromatic ring-containing homopolymer (b) is measured using GPC. Next, the elution time of several kinds of standard polystyrenes having different molecular weights is measured, and the elution time is converted into a molecular weight. From this result, the number Ni of molecules having a molecular weight Mi was determined, and the following formula:
Mw = Σ (Mi 2 Ni) / Σ (MiNi)
From this, the weight average molecular weight Mw can be determined.

[レジスト層−ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)]
該ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)は、前記poly2を構成するモノマーを含有するポリ(メタ)アクリレートホモポリマーである。なお、本明細書中、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
[Resist layer-poly (meth) acrylate homopolymer (c)]
The poly (meth) acrylate homopolymer (c) is a poly (meth) acrylate homopolymer containing a monomer constituting the poly2. In the present specification, (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.

ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)の重量平均分子量は、島部分の輪郭の明確な海島構造を得るという観点で、1,500以上が好ましく、2,000以上がより好ましい。一方、ブロックコポリマー中のポリ(メタ)アクリレート部分からの相分離を抑制するという観点から8,000以下が好ましく、5,000以下がより好ましい。   The weight average molecular weight of the poly (meth) acrylate homopolymer (c) is preferably 1,500 or more, and more preferably 2,000 or more, from the viewpoint of obtaining a sea-island structure with a clear outline of the island portion. On the other hand, from the viewpoint of suppressing phase separation from the poly (meth) acrylate portion in the block copolymer, 8,000 or less is preferable, and 5,000 or less is more preferable.

このようなポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)はラジカル重合又はアニオン重合によって合成することができ、特に末端に脂肪族基を有するものは、脂肪族化合物を重合開始剤として用いることで合成できる。ラジカル重合の場合、開始剤の量や溶媒の量、重合温度を、アニオン重合の場合は系内の水や空気等の系内の不純物量と開始剤量を制御することにより、分子量を本発明の好ましい範囲に制御することができる。   Such a poly (meth) acrylate homopolymer (c) can be synthesized by radical polymerization or anionic polymerization, and particularly those having an aliphatic group at the terminal can be synthesized by using an aliphatic compound as a polymerization initiator. . In the case of radical polymerization, the amount of initiator, the amount of solvent, and the polymerization temperature are controlled. In the case of anionic polymerization, the amount of impurities in the system such as water and air in the system and the amount of initiator are controlled. The preferred range can be controlled.

ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)の重量平均分子量(Mw)の測定方法は、以下の方法により求めることができる。
まず、GPCを用いてポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)の溶出時間分布を測定する。次に分子量の異なる数種類の標準ポリメタクリル酸メチルの溶出時間を測定し、溶出時間を分子量に換算する。この結果から、分子量Miの分子の数Niを求め、下式:
Mw=Σ(MiNi)/Σ(MiNi)
から重量平均分子量Mwを求めることができる。
The method for measuring the weight average molecular weight (Mw) of the poly (meth) acrylate homopolymer (c) can be determined by the following method.
First, the elution time distribution of the poly (meth) acrylate homopolymer (c) is measured using GPC. Next, the elution times of several types of standard polymethyl methacrylates having different molecular weights are measured, and the elution times are converted into molecular weights. From this result, the number Ni of molecules having a molecular weight Mi was determined, and the following formula:
Mw = Σ (Mi 2 Ni) / Σ (MiNi)
From this, the weight average molecular weight Mw can be determined.

[レジスト層−樹脂組成物]
レジスト層を構成する樹脂組成物は、溶剤に溶解させて、レジスト層形成用溶液とすることができる。用いられる溶剤としては、上記レジスト層を構成する樹脂組成物を溶解させることができるものであればいずれでもよく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N一エチル−2−ピロリドン、γープチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAとも記す)、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−プチレンゲリコールアセテート、1,3−プチレンゲリコールー3−モノメチルエーテル、メチル−3−メトキシプロピオネートが挙げられる。これらを単独で又は2種以上混合して溶媒として使用することができる。具体的なより好ましい例としては、N−メチルピロリドン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γープチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、PGMEAを挙げることができる。該溶液に対する該樹脂組成物の質量比は、1〜30質量%であることが好ましい。
[Resist layer-resin composition]
The resin composition constituting the resist layer can be dissolved in a solvent to form a resist layer forming solution. Any solvent can be used as long as it can dissolve the resin composition constituting the resist layer. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-ptyrolactone, Cyclopentanone, cyclohexanone, isophorone, N, N-dimethylacetamide, dimethylimidazolinone, tetramethylurea, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as PGMEA), methyl lactate, milk Ethyl, butyl lactate, methyl-1,3-Petit Astragalus recall acetate, 1,3-Petit astragalus recall over 3 monomethyl ether, methyl 3-methoxypropionate. These can be used alone or in admixture of two or more. Specific preferred examples include N-methylpyrrolidone, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-ptyrolactone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and PGMEA. The mass ratio of the resin composition to the solution is preferably 1 to 30% by mass.

[相分離させたレジスト層]
芳香環含有ポリマー相は、主に、ブロックコポリマー(a)に含まれるpoly1とホモポリマー(b)とから構成される。また、ポリ(メタ)アクリレート相は、主に、ブロックコポリマー(a)に含まれるpoly2とホモポリマー(c)とから構成される。
[Phase-separated resist layer]
The aromatic ring-containing polymer phase is mainly composed of poly1 and homopolymer (b) contained in the block copolymer (a). The poly (meth) acrylate phase is mainly composed of poly2 and homopolymer (c) contained in the block copolymer (a).

レジスト層を構成する樹脂組成物全体に対する、poly1と、ホモポリマー(b)との合計の質量比が10質量%〜60質量%の時には、アニールによる相分離によって、芳香環含有ポリマー相が島で、ポリ(メタ)アクリレート相が海である海島構造の自己組織化パターンが形成される。   When the total mass ratio of poly1 and homopolymer (b) to the entire resin composition constituting the resist layer is 10% by mass to 60% by mass, the aromatic ring-containing polymer phase is an island by phase separation by annealing. A self-organized pattern of sea-island structure in which the poly (meth) acrylate phase is the sea is formed.

一方、レジスト層を構成する樹脂組成物全体に対する、poly1と、ホモポリマー(b)との合計の質量比が60質量%〜95質量%の時には、相分離によって、芳香環含有ポリマー相が海で、ポリ(メタ)アクリレート相が島である海島構造の自己組織化パターンが形成される。   On the other hand, when the total mass ratio of poly1 and homopolymer (b) with respect to the entire resin composition constituting the resist layer is 60% by mass to 95% by mass, the aromatic ring-containing polymer phase is at sea by phase separation. A self-organized pattern of a sea-island structure in which the poly (meth) acrylate phase is an island is formed.

ここで、海島構造とは、2種類のポリマーのつくる相分離構造を平面的に見た場合、多量成分の連続相(海)の中に少量成分の分散相(島)が点在する構造である。なお、本明細書中、海島構造の海はマトリクス、島はドットともいう。   Here, the sea-island structure is a structure in which a small amount of dispersed phase (islands) is scattered in a large amount of continuous phase (sea) when the phase separation structure formed by two types of polymers is viewed in plan. is there. Note that in this specification, the sea with the sea-island structure is also called a matrix, and the island is also called a dot.

芳香環含有ポリマー部分は、ポリ(メタ)アクリレート部分より耐エッチング性が高い。そのため、芳香環含有ポリマー相が島の場合、海島構造の海の部分のみを選択的にエッチングすることにより、芳香環含有ポリマー相の凸型の島状の自己組織化パターンを形成することができる。一方、芳香環含有ポリマー相が海の場合、海島構造の島の部分のみを選択的にエッチングすることにより、ポリ(メタ)アクリレート相の凹型の島状の自己組織化パターンを形成することができる。   The aromatic ring-containing polymer portion has higher etching resistance than the poly (meth) acrylate portion. Therefore, when the aromatic ring-containing polymer phase is an island, a convex island-shaped self-organized pattern of the aromatic ring-containing polymer phase can be formed by selectively etching only the sea portion of the sea-island structure. . On the other hand, when the aromatic ring-containing polymer phase is the sea, a concave island-like self-organized pattern of the poly (meth) acrylate phase can be formed by selectively etching only the island portion of the sea-island structure. .

そして、この芳香環含有ポリマー相の自己組織化パターンをマスクとして、マスク層をエッチングし、マスク層に自己組織化パターンを転写することができる。さらに、マスク層に転写されたパターンをマスクとして、基材をエッチングし、基材表面に自己組織化パターンを転写することで、最終的に基材表面に自己組織化パターンに基づく海島構造に由来する凹凸構造を形成することができる。   Then, using the self-organized pattern of the aromatic ring-containing polymer phase as a mask, the mask layer can be etched to transfer the self-assembled pattern to the mask layer. Furthermore, using the pattern transferred to the mask layer as a mask, the substrate is etched, and the self-assembled pattern is transferred to the substrate surface, resulting in a sea-island structure based on the self-assembled pattern on the substrate surface. An uneven structure can be formed.

本発明においては、芳香環含有ポリマーとポリ(メタ)アクリレートをブロック部分として含むブロックコポリマーを構成成分とするレジスト層を用いることによって、平均ピッチが40nm以上250nm以下で、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの10%以上40%以下の海島構造パターンを得ることができる。ここで、平均ピッチとは、隣接する凸部間隔、又は凹部間距離の平均値である。平均ピッチ、平均ピッチ分布における標準偏差は、画像解析ソフト、例えば、A像くん(旭化成エンジニアリング(株)社製)を用いて計算することができる。   In the present invention, by using a resist layer comprising a block copolymer containing an aromatic ring-containing polymer and poly (meth) acrylate as a block component, the average pitch is 40 nm or more and 250 nm or less, and the standard deviation in the average pitch distribution is A sea-island structure pattern having an average pitch of 10% to 40% can be obtained. Here, the average pitch is an average value of the distance between adjacent convex portions or the distance between concave portions. The standard deviation in the average pitch and the average pitch distribution can be calculated using image analysis software, for example, A image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.).

[ポリ(メタ)アクリレート相用のエッチングガス]
相分離させたレジスト層に形成された海島構造の自己組織化パターンからポリ(メタ)アクリレート相を選択的に除去するためのエッチングガスとしては、例えば、Ar、SF、F、CF、C、C、C、C、C、CHF、CH、CHF、C、Cl、CCl、SiCl、BCl、BCl、Br、Br、HBr、CBrF、HCl、CH、NH、O、H、N、CO、COなどが挙げられる。これらのエッチングガスの内の1種以上を使用できる。これらのエッチングガスの中でも、該エッチング選択比が4以上となるガス、例えばCFが好ましい。
[Etching gas for poly (meth) acrylate phase]
As an etching gas for selectively removing the poly (meth) acrylate phase from the self-organized pattern of the sea-island structure formed in the phase-separated resist layer, for example, Ar, SF 6 , F 2 , CF 4 , C 4 F 8, C 5 F 8, C 2 F 6, C 3 F 6, C 4 F 6, CHF 3, CH 2 F 2, CH 3 F, C 3 F 8, Cl 2, CCl 4, SiCl 4 , BCl 2 , BCl 3 , Br 2 , Br 3 , HBr, CBrF 3 , HCl, CH 4 , NH 3 , O 2 , H 2 , N 2 , CO, CO 2 and the like. One or more of these etching gases can be used. Among these etching gases, a gas having an etching selectivity of 4 or more, for example, CF 4 is preferable.

[マスク層]
マスク層に用いられる材料としては酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜のような絶縁膜、又はドーピングされたポリシリコン、金属のような導電膜が挙げられる。シリコンを基材として選択した場合、マスク層は、シリコンとエッチング選択比が大きく取れる酸化シリコンが好ましい。
[Mask layer]
Examples of the material used for the mask layer include an insulating film such as an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film, or a conductive film such as doped polysilicon and metal. When silicon is selected as the base material, the mask layer is preferably silicon oxide that can take a large etching selection ratio with respect to silicon.

[マスク層のエッチングガス]
(4)工程を経て残存した海島構造の自己組織化パターンをマスク層に転写するためのエッチングガスとしては、例えば、Ar、SF、F、CF、C、C、C、C、C、CHF、CH、CHF、C、Cl、CCl、SiCl、BCl、BCl、Br、Br、HBr、CBrF、HCl、CH、NH、O、H、N、CO、COなどが挙げられる。これらのエッチングガスの内の1種以上を使用できる。これらのエッチングガスの中でも、マスク層として酸化シリコンを選択した場合、エッチング選択比(酸化シリコンのエッチング速度/芳香環含有ポリマーのエッチング速度)が4以上となるガス、例えばCFが好ましい。
[Mask layer etching gas]
(4) As an etching gas for transferring the self-organized pattern of the sea-island structure remaining after the process to the mask layer, for example, Ar, SF 6 , F 2 , CF 4 , C 4 F 8 , C 5 F 8 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 6 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F, C 3 F 8 , Cl 2 , CCl 4 , SiCl 4 , BCl 2 , BCl 3 , Br 2 , Br 3 , HBr, CBrF 3 , HCl, CH 4 , NH 3 , O 2 , H 2 , N 2 , CO, CO 2 and the like. One or more of these etching gases can be used. Among these etching gases, when silicon oxide is selected as the mask layer, a gas having an etching selectivity (silicon oxide etching rate / aromatic ring-containing polymer etching rate) of 4 or more, for example, CF 4 is preferable.

[基材のエッチングガス]
(5)工程を経てマスク層上に転写された海島構造の自己組織化パターンを基材に転写するための、リアクティブイオンエッチングに使用するエッチングガスとしては、例えば、Ar、SF、F、CF、C、C、C、C、C、CHF、CH、CHF、C、Cl、CCl、SiCl、BCl、BCl、Br、Br、HBr、CBrF、HCl、CH、NH、O、H、N、CO、COなどが挙げられ、これらのうちの1種以上を使用できる。基材としてシリコン、マスク層として酸化シリコンを選択した場合、エッチング選択比(シリコンのエッチング速度/酸化シリコンのエッチング速度)が4以上となるガス、例えばClが好ましい。また、全工程を経て製造されるモールド表面上の平坦部面積率を0%以上50%以下にするという観点から、(6)工程におけるリアクティブイオンエッチングは、対象物に対して全ての方向のエッチング速度が一様である、等方性リアクティブイオンエッチングで行う方が好ましい。エッチングガスとしてClを用いる際に等方性リアクティブエッチングを行う場合は、エッチングガスにArを添加した方が好ましい。
[Substrate etching gas]
(5) Etching gas used for reactive ion etching for transferring the self-organized pattern of the sea-island structure transferred onto the mask layer through the process to the substrate is, for example, Ar, SF 6 , F 2 , CF 4 , C 4 F 8 , C 5 F 8 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 6 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F, C 3 F 8 , Cl 2 , CCl 4 , SiCl 4 , BCl 2 , BCl 3 , Br 2 , Br 3 , HBr, CBrF 3 , HCl, CH 4 , NH 3 , O 2 , H 2 , N 2 , CO, CO 2, etc. One or more of them can be used. When silicon is selected as the substrate and silicon oxide is selected as the mask layer, a gas having an etching selectivity (silicon etching rate / silicon oxide etching rate) of 4 or more, for example, Cl 2 is preferable. Further, from the viewpoint of setting the flat area ratio on the mold surface manufactured through all the steps to 0% or more and 50% or less, the reactive ion etching in the step (6) is performed in all directions with respect to the object. It is preferable to perform isotropic reactive ion etching with a uniform etching rate. When isotropic reactive etching is performed when Cl 2 is used as an etching gas, it is preferable to add Ar to the etching gas.

[離型剤]
海島構造の自己組織化パターンが形成された基材表面を離型剤によって、離型性を向上させることができる。離型剤としては、例えば、オプツールDSX、デュラサーフ HD−1100、HD−2100(ダイキン工業(株)製)、ノベックEGC1720(住友スリーエム(株)製)、サイトップ グレードM(AGC製)、OPC−800(エヌアイマテリアル製)等が挙げられる。
[Release agent]
The mold release property can be improved with the mold release agent on the surface of the base material on which the self-organized pattern of the sea-island structure is formed. As a mold release agent, for example, OPTOOL DSX, Durasurf HD-1100, HD-2100 (manufactured by Daikin Industries), Novec EGC1720 (manufactured by Sumitomo 3M), Cytop Grade M (manufactured by AGC), OPC -800 (made by N material) etc. are mentioned.

<反射防止膜>
本発明のモールドで製造される反射防止膜は、反射防止膜の表面に、モールド表面の凹凸構造から転写して形成された凹凸構造層を有する。さらに、反射防止膜の表面のモールドから転写して形成された凹凸構造における平均ピッチが、40nm以上250nm以下であり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの10%以上40%以下であり、凹凸構造における平坦部面積率が0%以上50%以下であることを特徴とする。一実施態様においては、反射防止膜の厚み平均が0.2μm以上4μm以下であると共に、凹凸構造層の降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上であることを特徴とする。
<Antireflection film>
The antireflection film produced by the mold of the present invention has a concavo-convex structure layer formed by transferring from the concavo-convex structure on the mold surface on the surface of the antireflection film. Further, the average pitch in the concavo-convex structure formed by transferring from the mold on the surface of the antireflection film is 40 nm or more and 250 nm or less, and the standard deviation in the average pitch distribution is 10% or more and 40% or less of the average pitch. The flat portion area ratio in the structure is 0% or more and 50% or less. In one embodiment, the average thickness of the antireflection film is 0.2 μm or more and 4 μm or less, the yield strain of the concavo-convex structure layer is 1% or more, and the tensile elongation is 10% or more. And

上記モールド表面の構造を転写して反射防止膜を製造すると、モールドの凹部が反射防止膜では凸部に、モールドの凸部が反射防止膜では凹部となる。また、モールド表面の海島構造の自己組織化パターンに由来する構造を転写して反射防止膜を製造する場合には、モールドの島が凹形状の場合、反射防止膜では島が凸形状となり、モールドの島が凸形状の場合、反射防止膜では島が凹形状となる。   When the antireflection film is manufactured by transferring the structure of the mold surface, the concave portion of the mold becomes a convex portion in the antireflection film, and the convex portion of the mold becomes a concave portion in the antireflection film. In addition, when an antireflection film is manufactured by transferring a structure derived from the self-organized pattern of the sea-island structure on the mold surface, when the island of the mold is concave, the island is convex in the antireflection film. When the island is convex, the island is concave in the antireflection film.

本発明のモールドで製造される反射防止膜は、反射防止機能を微細凹凸構造によって発現させることができるため、その厚み平均が0.2μm〜4μmと、従来の高屈折率材料と低屈折率材料の交互積層体である反射防止膜に比べ格段に薄い。また、特定の特性を有する素材を用いて形成されているため、形状追従性に優れる。そして球面形状の様な直交する2軸方向において断面が曲面形状となる部材に対して貼り付けた際にも隙間が極めて生じにくい。反射防止膜の厚み平均は薄ければ薄いほど形状追従性に優れるが、反射防止膜の強度や均一な膜の作り易さから、反射防止膜の厚み平均は0.5μm〜2μmが好ましく、特に好ましくは0.7μm〜1.5μmである。なお、厚み平均を4μm以下とすることは、収差による位置ずれを低減する観点からも好ましい。ここでいう収差による位置ずれとは、光の波長によって物質の屈折率が異なることに起因して発生するものである。   Since the antireflection film produced by the mold of the present invention can exhibit an antireflection function by a fine concavo-convex structure, the average thickness thereof is 0.2 μm to 4 μm, which is a conventional high refractive index material and low refractive index material. It is much thinner than the antireflection film which is an alternating laminate of the above. Moreover, since it is formed using the raw material which has a specific characteristic, it is excellent in shape followability. Further, a gap is extremely unlikely to occur even when affixed to a member having a curved cross section in two orthogonal axes such as a spherical shape. The thinner the average thickness of the antireflection film, the better the shape followability. However, the average thickness of the antireflection film is preferably 0.5 μm to 2 μm because of the strength of the antireflection film and the ease of forming a uniform film. Preferably it is 0.7 micrometer-1.5 micrometers. In addition, it is preferable also from a viewpoint of reducing the position shift by an aberration that an average thickness shall be 4 micrometers or less. The positional deviation due to aberration here is caused by the fact that the refractive index of a substance differs depending on the wavelength of light.

凹凸構造における島の形状に関しては特に限定は無いが、島が凸形状の場合は島の高さ方向に連続的に変化する形状であると反射防止効果が高まり好ましい。また、島が凹形状の場合は島の深さ方向に連続的に変化する形状であると反射防止効果が高まり、好ましい。好ましい島の形状としては、例えば、厚み方向の断面形状が台形状、矩形状、方形状、プリズム状や三角状、半円状となる形状が考えられる。そして、好ましい凹凸構造としては、例えば、厚み方向の断面形状が台形、矩形、方形、プリズム状や三角状、半円状となる凸部若しくは凹部が連続して配置された形状や、正弦波状等の周期的な凹凸構造などが考えられる。ここで、正弦波状とは凹部と凸部の繰り返しからなる曲線部をもつことを意味する。なお、曲線部は湾曲した曲線であればよく、例えば、凸部にくびれがある形状も正弦波状に含める。これら断面形状の中でも、三角状、正弦波状の形状であると高い反射防止効果となる。   The shape of the island in the concavo-convex structure is not particularly limited. However, when the island has a convex shape, a shape that continuously changes in the height direction of the island is preferable because the antireflection effect is enhanced. Further, when the island has a concave shape, a shape that continuously changes in the depth direction of the island is preferable because the antireflection effect is enhanced. As a preferable island shape, for example, a shape in which the cross-sectional shape in the thickness direction is a trapezoidal shape, a rectangular shape, a rectangular shape, a prism shape, a triangular shape, or a semicircular shape can be considered. And, as a preferable uneven structure, for example, a cross-sectional shape in the thickness direction is trapezoidal, rectangular, square, prismatic or triangular, a shape in which convex or concave portions that are semicircular are continuously arranged, a sinusoidal shape, etc. Such a periodic uneven structure is conceivable. Here, the sinusoidal shape means that it has a curved portion formed by repetition of a concave portion and a convex portion. In addition, the curved part should just be a curved curve, for example, the shape with a constriction in a convex part is also included in a sine wave form. Among these cross-sectional shapes, a triangular or sine wave shape provides a high antireflection effect.

更に、凸部の断面形状が、直交する二軸方向で共に台形、矩形、方形、プリズム状、三角状、半円状といった高さ方向に連続的に変化する形状であると、光の入射方向による反射防止効果の差が少なくなり、好ましい。好ましい凸部の形状としては、例えば三角錐や四角錐、六角錐といった多角錐状や円錐状、截頭多角錐状、截頭円錐状の形状などが考えられる。ここで、截頭多角錐とは多角錐の頭頂部を水平に截断した形状をいい、截頭円錐とは円錐の頭頂部を水平に截断した形状をいう。これらの多角錐状や円錐状、截頭多角錐状、截頭円錐状の形状は各面が接する部分を曲面にしても良く、また隣り合う凸形状同士のつなぎ部分を曲面にしても良い。   Furthermore, if the cross-sectional shape of the convex part is a shape that continuously changes in the height direction such as a trapezoid, a rectangle, a square, a prism, a triangle, and a semicircle in two orthogonal directions, the incident direction of light The difference in the antireflection effect due to is reduced, which is preferable. As a preferable shape of the convex portion, for example, a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a hexagonal pyramid, a conical shape, a truncated polygonal pyramid shape, a truncated conical shape, or the like can be considered. Here, the truncated polygonal pyramid refers to a shape obtained by horizontally cutting the top of the polygonal pyramid, and the truncated cone refers to a shape obtained by horizontally cutting the top of the cone. In these polygonal pyramid shape, conical shape, truncated polygonal pyramid shape, and truncated cone shape, a portion where each surface contacts may be a curved surface, and a connecting portion between adjacent convex shapes may be a curved surface.

更に、モールドから転写して形成された凹凸構造における平均ピッチが使用波長と同程度以下であると反射防止効果が高まり、好ましい。通常光学素子には150nmから2000nmの波長が使用されることから、反射防止効果を高めるにはモールドから転写して形成された凹凸構造における平均ピッチを250nm以下にすることが好ましい。より好ましくは150nm以下、特に好ましくは100nm以下である。また、光学素子に使用される波長と同程度という観点から、40nm以上にすることが好ましい。より好ましくは50nm以上、特に好ましくは70nm以上である。   Further, it is preferable that the average pitch in the concavo-convex structure formed by transferring from the mold is equal to or less than the use wavelength, since the antireflection effect is enhanced. Since wavelengths of 150 nm to 2000 nm are usually used for optical elements, it is preferable that the average pitch in the concavo-convex structure formed by transferring from the mold is 250 nm or less in order to enhance the antireflection effect. More preferably, it is 150 nm or less, Most preferably, it is 100 nm or less. Moreover, it is preferable to set it as 40 nm or more from a viewpoint of being comparable as the wavelength used for an optical element. More preferably, it is 50 nm or more, Especially preferably, it is 70 nm or more.

また、モールドから転写して形成された平均ピッチ分布における標準偏差を平均ピッチの10%以上40%以下とすることで、モールド表面を転写して製造する反射防止膜表面の凹凸構造の規則性を抑え、干渉色を生じにくくすることができて好ましい。より好ましくは、15%以上35%以下、特に好ましくは20%以上30%以下である。   In addition, by making the standard deviation in the average pitch distribution formed by transferring from the mold 10% or more and 40% or less of the average pitch, the regularity of the concavo-convex structure on the surface of the antireflection film produced by transferring the mold surface can be improved. This is preferable because it is possible to suppress the interference color and prevent the interference color from being generated. More preferably, it is 15% or more and 35% or less, and particularly preferably 20% or more and 30% or less.

また、微細凹凸構造によって反射防止膜が反射防止性能を発現するためには、反射防止膜表面上に平坦部が少ない方が好ましい。そのため、モールドから転写して形成された海島構造の自己組織化パターンにおける平坦部面積率が0%以上50%以下にすることが好ましい。より好ましくは0%以上40%以下、特に好ましくは0%以上30%以上である。平坦部面積率を0%以上30%以下とすることで充分な反射防止性能を発現することができる。   Further, in order for the antireflection film to exhibit antireflection performance due to the fine concavo-convex structure, it is preferable that there are few flat portions on the surface of the antireflection film. Therefore, the flat area ratio in the self-organized pattern of the sea-island structure formed by transferring from the mold is preferably 0% or more and 50% or less. More preferably, it is 0% or more and 40% or less, and particularly preferably 0% or more and 30% or more. By setting the flat area ratio to 0% or more and 30% or less, sufficient antireflection performance can be exhibited.

また、凸部の高さ又は凹部の深さは、モールドから転写して形成された凹凸構造における平均ピッチの0.5倍から2.0倍、特には1.0倍から2.0倍であると良好な光学特性を得ることができ、好ましい。ここで定義する凸部の高さ、凹部の深さとは、モールドから転写して形成された凹凸構造の凹部底点と凸部頂点の高さの差を指す。   The height of the convex portion or the depth of the concave portion is 0.5 to 2.0 times, particularly 1.0 to 2.0 times the average pitch in the concavo-convex structure formed by transferring from the mold. When it exists, a favorable optical characteristic can be acquired and it is preferable. The height of the convex portion and the depth of the concave portion defined here refer to the difference in height between the concave bottom point and the convex vertex of the concave-convex structure formed by transferring from the mold.

凸部の形状が角錐形状や円錐形状である場合、凸部の高さが使用波長の0.3倍以上であると高い反射防止効果を得ることができ、好ましい。また、凸部の形状が四角錐形状の場合、高さが使用波長の0.5倍以上、円錐形状の場合、高さが使用波長の0.45倍以上、円錐が水平方向に重なり合った形状の場合は0.65倍以上であると、特に高い反射防止効果を得ることができ、好ましい。凸部の高さは高いほど好ましいが、1μm以下でも十分な反射防止効果が得られる。   When the shape of the convex portion is a pyramid shape or a conical shape, it is preferable that the height of the convex portion is 0.3 times or more of the operating wavelength because a high antireflection effect can be obtained. Also, when the convex shape is a quadrangular pyramid shape, the height is 0.5 times or more of the working wavelength, and when it is a cone shape, the height is 0.45 times or more of the working wavelength, and the cones overlap in the horizontal direction. In this case, it is preferable that the ratio is 0.65 times or more because a particularly high antireflection effect can be obtained. The height of the convex portion is preferably as high as possible, but a sufficient antireflection effect can be obtained even at 1 μm or less.

凹凸構造は反射防止膜、凹凸構造層共に片面側のみだけでなく、両面側に設けても良い。両面側に設けた場合、片面側のみに凹凸構造を設けた場合よりも反射防止効果を高めることができる為、両面側に凹凸構造を設けることが好ましい。また、後述する粘着剤層、接着剤層と接する面側に凹凸構造を設けた場合、アンカー効果により粘着剤層、接着剤層との接着性が上がり、好ましい。   The concavo-convex structure may be provided on both sides of the antireflection film and the concavo-convex structure layer, not only on one side. When provided on both sides, the antireflection effect can be enhanced more than when the concavo-convex structure is provided only on one side, and therefore it is preferable to provide the concavo-convex structure on both sides. Moreover, when a concavo-convex structure is provided on the surface side in contact with the pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer described later, the adhesion with the pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer is improved by the anchor effect, which is preferable.

反射防止膜と、反射防止膜の裏面に設けられた反射防止膜に対し剥離可能な剥離体とから、反射防止構造体を形成することが可能である。この場合、凹凸構造層と剥離体が接していることが好ましい。このような反射防止構造体は、使用前の反射防止膜を容易に取り扱う観点から好適である。また、剥離体の凹凸構造層に対向する表面が略球面形状を有すると、剥離体から容易に剥離することが可能となるため好ましい。   An antireflection structure can be formed from the antireflection film and a peelable body that can be peeled off from the antireflection film provided on the back surface of the antireflection film. In this case, the concavo-convex structure layer and the peeled body are preferably in contact with each other. Such an antireflection structure is suitable from the viewpoint of easily handling the antireflection film before use. In addition, it is preferable that the surface of the peeled body facing the concavo-convex structure layer has a substantially spherical shape because the peeled body can be easily peeled off.

また、反射防止膜と、反射防止膜の裏面に設けられた粘着剤層又は接着剤層とから、反射防止構造体を形成することが可能である。この場合、凹凸構造層と粘着剤層又は接着剤層が接していることが好ましい。このような反射防止構造体は、使用前の反射防止膜を容易に取り扱う観点から好適である。   Moreover, it is possible to form an antireflection structure from an antireflection film and an adhesive layer or an adhesive layer provided on the back surface of the antireflection film. In this case, it is preferable that the concavo-convex structure layer is in contact with the pressure-sensitive adhesive layer or the adhesive layer. Such an antireflection structure is suitable from the viewpoint of easily handling the antireflection film before use.

[反射防止膜−製法]
以下、反射防止膜の作製方法について説明する。
反射防止膜の作製方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上である樹脂組成物を有機溶媒に溶解させてなるポリマー溶液を調製する。調製したポリマー溶液を、凹凸構造を表面に有するモールド表面に塗布した後、乾燥させて剥離し、厚み平均が0.2μm以上4μm以下である反射防止膜を得る方法が挙げられる。
[Antireflection film-production method]
Hereinafter, a method for producing the antireflection film will be described.
A method for producing the antireflection film is not particularly limited. For example, a resin composition having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more is dissolved in an organic solvent. A polymer solution is prepared. An example is a method in which the prepared polymer solution is applied to a mold surface having a concavo-convex structure on the surface, and then dried and peeled to obtain an antireflection film having a thickness average of 0.2 μm or more and 4 μm or less.

凹凸構造層は、次の3工程によって作製することができる。(1)降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上である樹脂組成物を有機溶媒に溶解させてなるポリマー溶液を調製する。(2)ポリマー溶液を凹凸構造を表面に有するモールドに所定の膜厚になるように塗布する。(3)塗布したポリマー溶液を乾燥させ、モールドから剥離する。   The uneven structure layer can be produced by the following three steps. (1) A polymer solution is prepared by dissolving a resin composition having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more in an organic solvent. (2) A polymer solution is applied to a mold having a concavo-convex structure on the surface so as to have a predetermined film thickness. (3) The applied polymer solution is dried and peeled off from the mold.

前記ポリマー溶液の前記モールドへの塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、ナイフコート法、キャスト法等が挙げられるが、膜厚の均一性や異物の管理、薄膜化の点から、スピンコート法が特に好ましい。以下、スピンコート法による製膜方法について説明する。   Examples of the method for applying the polymer solution to the mold include a spin coating method, a roll coating method, a knife coating method, and a casting method. From the viewpoint of film thickness uniformity, foreign matter management, and thinning, A coating method is particularly preferred. Hereinafter, the film forming method by the spin coat method will be described.

凹凸構造層は、前述した膜材を有機溶媒に溶解させたポリマー溶液を使用して作製する。溶媒に関しては周囲温度での揮発が極めて少なく、且つ、沸点が高すぎないものが好ましい。以上を考慮して溶媒は沸点が100〜200℃のものであることが望ましい。このような溶媒としては、例えば脂肪族炭化水素系化合物、芳香族系化合物、塩素系炭化水素などのハロゲン化系炭化水素、エステル系化合物、またはケトン系化合物などが挙げられる。中でも、シクロオレフィン系樹脂に対しては脂環式炭化水素などの飽和脂肪族炭化水素系化合物、芳香族系化合物、ハロゲン化炭化水素等の有機溶媒が好適に使用でき、セルロース誘導体に関しては塩素系炭化水素、ケトン、エステル、アルコキシアルコール、ベンゼン、アルコールなどの単一又は混合有機溶媒に可溶である。これらの有機溶媒の例としては、塩素系炭化水素やエステル系化合物、ケトン系化合物等の有機溶媒が挙げられる。塩素系炭化水素としては、塩化メチレン、塩化エチレン、塩化プロピレン等が好適に使用され、ケトン系化合物有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が好適に使用される。エステル系化合物有機溶媒としては、酢酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、乳酸エステル類(乳酸エチル、乳酸ブチル等)が好適に使用される。そのほかとしてはベンゼン、エタノール、メタノール、セルソルブアセテート、カルビトールなども単一または混合溶媒として利用できる。ポリマー溶液の濃度は1〜10質量%とすると、乾燥時の凹凸構造層の厚みばらつきが少なくなり好ましい。より好ましくは3〜8質量%である。凹凸構造層中の光透過率を大きくし、かつ凹凸構造層中の異物を少なくするためにも、ポリマー溶液の吸光度は0.05以下のものが好ましい。   The concavo-convex structure layer is produced using a polymer solution in which the above-described film material is dissolved in an organic solvent. As the solvent, those which have very little volatilization at ambient temperature and whose boiling point is not too high are preferable. In view of the above, the solvent preferably has a boiling point of 100 to 200 ° C. Examples of such a solvent include aliphatic hydrocarbon compounds, aromatic compounds, halogenated hydrocarbons such as chlorinated hydrocarbons, ester compounds, and ketone compounds. Among them, saturated aliphatic hydrocarbon compounds such as alicyclic hydrocarbons, aromatic solvents, halogenated hydrocarbons and other organic solvents can be preferably used for cycloolefin resins, and chlorine derivatives are used for cellulose derivatives. Soluble in single or mixed organic solvents such as hydrocarbons, ketones, esters, alkoxy alcohols, benzene, alcohols. Examples of these organic solvents include organic solvents such as chlorinated hydrocarbons, ester compounds, and ketone compounds. As the chlorinated hydrocarbon, methylene chloride, ethylene chloride, propylene chloride and the like are preferably used, and as the ketone compound organic solvent, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like are preferably used. As the ester compound organic solvent, acetate esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.) and lactate esters (ethyl lactate, butyl lactate, etc.) are preferably used. In addition, benzene, ethanol, methanol, cellosolve acetate, carbitol and the like can be used as a single or mixed solvent. When the concentration of the polymer solution is 1 to 10% by mass, the thickness variation of the concavo-convex structure layer during drying is preferably reduced. More preferably, it is 3-8 mass%. In order to increase the light transmittance in the concavo-convex structure layer and to reduce foreign matter in the concavo-convex structure layer, the polymer solution preferably has an absorbance of 0.05 or less.

凹凸構造層の厚みと均一性(厚みばらつき)は主にポリマー溶液の液温、周囲温度・湿度、成膜基板の回転数によって決定される。薄膜化と均一性の観点から、ポリマー溶液の液温は周囲温度(10〜30℃)と同程度にすることが好ましく、前記モールドの温度も周囲温度と同程度にすることが好ましい。液温、周囲温度、該モールドの温度が同程度であると厚みばらつきを抑えることができ、好ましい。湿度は30〜60%が好ましい。ポリマー溶液を成膜基板上に適量滴下させた後、毎分50〜5000回転の回転数で成膜基板を回転させ成膜する。膜の均一性の観点から、回転数は毎分50〜500回転の速さで行うことが好ましく、より好ましくは毎分75〜400回転であり、更に好ましくは毎分100〜300回転である。また、回転時間は30秒以上120秒以下とすることが好ましく、より好ましくは30秒以上60秒以下である。   The thickness and uniformity (thickness variation) of the concavo-convex structure layer are mainly determined by the liquid temperature of the polymer solution, the ambient temperature / humidity, and the number of rotations of the film formation substrate. From the viewpoint of thinning and uniformity, the liquid temperature of the polymer solution is preferably about the same as the ambient temperature (10 to 30 ° C.), and the temperature of the mold is also preferably about the same as the ambient temperature. It is preferable that the liquid temperature, the ambient temperature, and the temperature of the mold be approximately the same, because thickness variation can be suppressed. The humidity is preferably 30 to 60%. After a suitable amount of the polymer solution is dropped on the film formation substrate, the film formation substrate is rotated at a rotational speed of 50 to 5000 revolutions per minute to form a film. From the viewpoint of film uniformity, the number of revolutions is preferably 50 to 500 revolutions per minute, more preferably 75 to 400 revolutions per minute, and still more preferably 100 to 300 revolutions per minute. The rotation time is preferably 30 seconds or longer and 120 seconds or shorter, and more preferably 30 seconds or longer and 60 seconds or shorter.

凹凸構造層の膜厚は、0.2μm〜4μm程度が好適であり、凹凸構造層の強度や均一な膜の作り易さから、0.5μm〜2μmが好ましい。特に好ましくは0.7μm〜1.5μmである。   The thickness of the concavo-convex structure layer is preferably about 0.2 μm to 4 μm, and is preferably 0.5 μm to 2 μm from the strength of the concavo-convex structure layer and the ease of forming a uniform film. Especially preferably, it is 0.7 micrometer-1.5 micrometers.

成膜後、熱したホットプレート上にモールドを置いて乾燥させて、溶媒を揮発させる。膜の均一性の観点から、乾燥は低温乾燥と高温乾燥の二段階で行うことが好ましく、70℃〜90℃で4分〜6分程度乾燥させた後、160℃〜200℃で4分〜6分程度乾燥させることが好ましい。   After film formation, the mold is placed on a heated hot plate and dried to volatilize the solvent. From the viewpoint of film uniformity, drying is preferably performed in two stages of low temperature drying and high temperature drying. After drying at 70 ° C. to 90 ° C. for about 4 minutes to 6 minutes, 160 ° C. to 200 ° C. for 4 minutes to It is preferable to dry for about 6 minutes.

膜の乾燥後、モールドから膜を剥離する。凹凸構造層を該モールドから剥離する際は、その離型性が重要となる。スピンコート法による成膜がしやすく、かつ成膜後に剥離しやすくするためには、凹凸構造層の膜材と基板の接触角を最適にする必要がある。基板の接触角をコントロールする方法としてシランカップリングが知られている。無機材料からなる基板をカップリングするためには、エーテル結合を末端に持つシランを基板表面に接触させて反応させる。また他方の末端基は、膜材料と親和性の低い基とすることで離型性が向上する。フッ素は離型剤としての効果が高く、高い離型性を実現させるためには、他方の末端基は特にフッ素末端とすることが望ましい。   After the film is dried, the film is peeled off from the mold. When the concavo-convex structure layer is peeled from the mold, the releasability is important. In order to facilitate film formation by spin coating and facilitate separation after film formation, it is necessary to optimize the contact angle between the film material of the concavo-convex structure layer and the substrate. Silane coupling is known as a method for controlling the contact angle of a substrate. In order to couple a substrate made of an inorganic material, a silane having an ether bond at the terminal is brought into contact with the substrate surface and reacted. Further, the other end group is a group having low affinity with the membrane material, so that the releasability is improved. Fluorine is highly effective as a mold release agent, and in order to achieve high mold release properties, the other terminal group is particularly preferably a fluorine terminal.

モールドからの剥離の際に、膜に応力がかかるので、厚みが0.2μm〜4μmといった薄膜の凹凸構造層の膜破れを抑えてモールドから膜を剥離するためには、凹凸構造層の降伏歪みを1%以上、引張伸度を10%以上とする必要がある。そのため、降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上である樹脂組成物を使用する必要がある。降伏歪みと引張伸度が大きければ大きいほど、モールドから膜を剥離する際の膜破れが生じにくくなり、より大面積での凹凸構造層及び反射防止膜を作製することができ、好ましい。降伏歪みに関しては2%以上がより好ましく、更に好ましくは4%以上、特に好ましくは5%以上である。引張伸度に関しては50%以上がより好ましく、更に好ましくは100%以上、特に好ましくは160%以上である。降伏歪み、引張伸度共に上限は特に限定は無いが、降伏歪みは1%以上30%以下、引張伸度は10%以上500%以下であれば十分に膜破れを抑制することが出来る。   Since stress is applied to the film at the time of peeling from the mold, the yield strain of the rugged structure layer can be used to peel the film from the mold while suppressing film breakage of the thin rugged structure layer having a thickness of 0.2 μm to 4 μm. Must be 1% or more and the tensile elongation should be 10% or more. Therefore, it is necessary to use a resin composition having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more. The larger the yield strain and the tensile elongation, the less likely the film tearing occurs when the film is peeled off from the mold, and it is possible to produce a concavo-convex structure layer and an antireflection film with a larger area. The yield strain is more preferably 2% or more, further preferably 4% or more, and particularly preferably 5% or more. The tensile elongation is more preferably 50% or more, still more preferably 100% or more, and particularly preferably 160% or more. The upper limits of the yield strain and the tensile elongation are not particularly limited. However, if the yield strain is 1% to 30% and the tensile elongation is 10% to 500%, film breakage can be sufficiently suppressed.

また、作製された凹凸構造層の降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上であると、部材に対し引っ張りながら展張することが可能となる為、より追従性に優れる。降伏歪みに関しては2%以上がより好ましく、更に好ましくは4%以上、特に好ましくは5%以上である。引張伸度に関しては50%以上がより好ましく、更に好ましくは100%以上、特に好ましくは160%以上である。降伏歪み、引張伸度共に上限に限定は無いが、降伏歪みは1%以上30%以下、引張伸度は10%以上500%以下であれば十分な形状追従性が得られる。   In addition, when the produced concavo-convex structure layer has a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more, it can be stretched while being pulled with respect to the member. . The yield strain is more preferably 2% or more, further preferably 4% or more, and particularly preferably 5% or more. The tensile elongation is more preferably 50% or more, still more preferably 100% or more, and particularly preferably 160% or more. There is no upper limit on the yield strain and tensile elongation, but sufficient shape followability can be obtained if the yield strain is 1% to 30% and the tensile elongation is 10% to 500%.

[反射防止膜−材料]
反射防止膜は可視光及び紫外光に対する反射防止効果を念頭において設計される場合が多い。そのため樹脂組成物に含まれる樹脂は、可視光領域及び紫外領域において光透過率の高いものであることが好ましい。このような樹脂としては具体的にはポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、セルロース誘導体(ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等、あるいはこれら2種以上の混合物)、シクロオレフィン樹脂(ノルボルネンの重合体又は共重合体(水素添加したものを含む)であり、例えばアペル(登録商標)(三井化学社製)、トパス(登録商標)(ポリプラスチックス株式会社製)、ゼオネックス(登録商標)又はゼオノア(登録商標)(日本ゼオン社製)、アートン(登録商標)(JSR社製)等)、フッ素系樹脂(テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレンの3元コポリマー、パーフルオロアルキルエーテル環構造を有するフッ素系樹脂であるデュ・ポン社製のテフロンAF(登録商標)、旭硝子社製のサイトップ(商品名)、アウジモント社製のアルゴフロン(商品名)等)等の非晶性熱可塑性樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂等が考えられる。
[Antireflection film-material]
Antireflection films are often designed with the antireflection effect on visible light and ultraviolet light in mind. Therefore, it is preferable that the resin contained in the resin composition has a high light transmittance in the visible light region and the ultraviolet region. Specific examples of such resins include polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cross-linked polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyarylate resin, polyphenylene ether resin, modified polyphenylene ether resin, polyetherimide resin, poly Ether sulfone resin, polysulfone resin, polyether ketone resin, cellulose derivative (nitrocellulose, cellulose acetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, etc., or a mixture of two or more thereof), cycloolefin resin (norbornene heavy For example, Apel (registered trademark) (manufactured by Mitsui Chemicals), Topas (registered trademark) (manufactured by Polyplastics Co., Ltd.), Zeo (Registered trademark) or ZEONOR (registered trademark) (manufactured by ZEON Co., Ltd.), Arton (registered trademark) (manufactured by JSR), etc.), fluorinated resin (tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene terpolymer) ) Teflon AF (registered trademark) manufactured by Du Pont, a fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure, Cytop (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., and Algoflon (trade name) manufactured by Augmont Amorphous thermoplastic resins such as polyethylene terephthalate resin (PET), polyethylene naphthalate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, polyacetal resin, polyamide resin, etc. Can be considered.

上記樹脂の中でも、降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上の樹脂を樹脂組成物の主成分として使用することが好ましい。主成分とは、50重量%以上であることを意味する。   Among the above resins, a resin having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more is preferably used as the main component of the resin composition. The main component means 50% by weight or more.

降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上である樹脂の中でも特にパーフルオロアルキルエーテル環構造を有するフッ素系樹脂やシクロオレフィン樹脂、セルロース誘導体(特にセルロースアセテートプロピオネートが好ましい)は後述する凹凸構造を有する成膜基板との離型性が良く、また、伸縮性に優れるため、より薄い凹凸構造層の作製が可能となる。特にパーフルオロアルキルエーテル環構造を有するフッ素系樹脂が好ましい。樹脂組成物中に含まれる降伏歪みが1%以上であり、且つ、引張伸度が10%以上の樹脂成分の量は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。又、樹脂組成物には使用目的に応じて紫外線吸収剤、光安定剤、光安定剤の効果を向上させるための酸化防止剤等を配合しても良い。   Among resins having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more, fluorine resins or cycloolefin resins having a perfluoroalkyl ether ring structure, cellulose derivatives (especially cellulose acetate propionate). (Preferably) has good releasability from a film-forming substrate having a concavo-convex structure, which will be described later, and is excellent in stretchability, so that a thinner concavo-convex structure layer can be produced. In particular, a fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure is preferable. The amount of the resin component having a yield strain of 1% or more and a tensile elongation of 10% or more contained in the resin composition is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95%. That's it. Moreover, you may mix | blend the antioxidant for improving the effect of a ultraviolet absorber, a light stabilizer, a light stabilizer, etc. with a resin composition according to the intended purpose.

[反射防止膜−使用方法]
本発明の反射防止膜は、その製法上、凹凸構造層を支持する基材層を必須としない為、凹凸構造層裏面に直接粘着剤層や接着剤層を設けることが可能となる。そして、凹凸構造層裏面に直接粘着剤層や接着剤層を設けることで非常に薄い反射防止構造体となる。粘着剤、接着剤は光学材料用途で好適に使用されている粘着剤、接着剤を使用することが好ましい。粘着剤としては、具体的にはウレタン系粘着剤、アクリル系粘着剤等が好ましく、接着剤としては、具体的にはアクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、UV硬化型接着剤等が好ましい。粘着剤、接着剤の厚みは実用的な粘着、接着強度を保つことが出来、また被着体の形状変形を抑制出来る範囲で薄ければ薄いほど好ましい。また、凹凸構造層裏面に粘着剤層や接着剤層を設けずに凹凸構造層の裏面に直接凹凸構造層に対し剥離可能な剥離体を設けることも可能となる。剥離体に特に制限は無く、例えばガラス基板やフィルム基材、光学素子等が考えられる。剥離体は平面形状のみならず球面形状であってもよい。
[Antireflection film-usage]
Since the antireflection film of the present invention does not require a base material layer that supports the concavo-convex structure layer due to its production method, it is possible to directly provide an adhesive layer or an adhesive layer on the back surface of the concavo-convex structure layer. And it becomes an extremely thin antireflection structure by providing a pressure-sensitive adhesive layer or an adhesive layer directly on the back of the concavo-convex structure layer. As the pressure-sensitive adhesive and adhesive, it is preferable to use a pressure-sensitive adhesive and adhesive that are suitably used for optical material applications. Specific examples of the adhesive include urethane adhesives and acrylic adhesives, and specific examples of the adhesive include acrylic adhesives, urethane adhesives, epoxy adhesives, and UV curable adhesives. An agent or the like is preferable. The thickness of the pressure-sensitive adhesive and adhesive is preferably as thin as possible so that practical pressure-sensitive adhesion and adhesive strength can be maintained, and deformation of the adherend can be suppressed. It is also possible to provide a peelable body that can be peeled directly from the concavo-convex structure layer on the back surface of the concavo-convex structure layer without providing a pressure-sensitive adhesive layer or an adhesive layer on the back surface of the concavo-convex structure layer. There is no restriction | limiting in particular in a peeling body, For example, a glass substrate, a film base material, an optical element etc. can be considered. The peeled body may have a spherical shape as well as a planar shape.

反射防止膜は通常、反射防止膜の裏面に反射防止膜に対し剥離可能な剥離体が設けられた状態、又は、反射防止膜の裏面に粘着材層が設けられ、更に粘着材層の反射防止膜を有する面とは反対側の面に、粘着材層に対し剥離可能な剥離体が設けられた状態で保管され、そして使用時に剥離体から剥離されて使用される。   The antireflection film is usually in a state where a peelable body that can be peeled off from the antireflection film is provided on the back surface of the antireflection film, or an adhesive material layer is provided on the back surface of the antireflection film, and further the antireflection of the adhesive layer It is stored in a state where a peelable body that can be peeled off from the pressure-sensitive adhesive layer is provided on the surface opposite to the surface having the film, and is peeled off from the peelable body during use.

本願発明の反射防止膜は、その厚み平均が0.2μm以上4μm以下と非常に薄く、剛性が小さい。そのため、保管方法としては、反射防止膜と、反射防止膜の裏面に設けられた反射防止膜に対し剥離可能で、且つ、直交する2軸方向において断面が曲面形状となる剥離体と、を含む積層体にして反射防止膜を保管する方法が好ましい。また、反射防止膜と、反射防止膜の裏面に設けられた粘着材層と、粘着材層の反射防止膜を有する面とは反対側の面に設けられた、粘着材層に対し剥離可能で、且つ、直交する2軸方向において断面が曲面形状となる剥離体と、を含む積層体にして保管する方法が好ましい。直交する2軸方向において断面が曲面形状となる剥離体であると、平面形状や1軸方向においてのみ断面が曲面形状となる形状(例えばロール形状)の剥離体に比べ、剥離体から反射防止膜又は粘着材層付き反射防止膜を剥がす際に角部から引き剥がしやすくなり、取り扱い性が格段に向上する。   The antireflection film of the present invention has a very thin average thickness of 0.2 to 4 μm and low rigidity. Therefore, the storage method includes an antireflection film and a peelable body that can be peeled off from the antireflection film provided on the back surface of the antireflection film and that has a curved cross section in two orthogonal directions. A method of storing the antireflection film as a laminate is preferred. It can also be peeled off from the anti-reflection film, the adhesive layer provided on the back surface of the anti-reflection film, and the adhesive layer provided on the opposite side of the adhesive layer having the anti-reflection film. And the method of storing as a laminated body containing the peeling body in which a cross section becomes a curved-surface shape in the biaxial directions orthogonal to each other is preferable. When the peeled body has a curved surface in the two biaxial directions perpendicular to each other, the antireflective film is removed from the peeled body compared to a peeled body having a planar shape or a curved shape in the cross section only in one axial direction (for example, a roll shape). Or it becomes easy to peel off from a corner | angular part when peeling an antireflection film with an adhesive material layer, and handleability improves markedly.

また、凹凸構造層の裏面に反射防止膜に対し剥離可能で、且つ、直交する2軸方向において断面が曲面形状となる剥離体を直接設ける形態が好ましい。また、凹凸構造層の裏面に直接粘着材層を設け、粘着材層の凹凸構造層を有する面とは反対側の面に粘着材層に対し剥離可能で、且つ、直交する2軸方向において断面が曲面形状となる剥離体が設ける形態であると剥離体から剥がした後の反射防止膜が薄く、形状追従性に優れた反射防止膜となる為、好ましい。   Moreover, the form which directly peels with respect to an anti-reflective film on the back surface of a concavo-convex structure layer, and provides the peeling body in which a cross section becomes a curved-surface shape in the orthogonal biaxial direction is preferable. In addition, an adhesive material layer is directly provided on the back surface of the uneven structure layer, and the adhesive material layer can be peeled from the adhesive material layer on the surface opposite to the surface having the uneven structure layer, and is cross-sectioned in two orthogonal axes. Is a form provided with a peeled body having a curved shape, since the antireflective film after peeling from the peeled body is thin and an antireflective film having excellent shape followability is preferred.

本発明のモールドによって製造される反射防止膜は形状追従性に優れる為、タッチパネルや液晶表示パネル、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイといった画像表示装置、プロジェクター等の投影光学系、光学レンズ等の観察光学系、カメラ等の撮像光学系、偏光ビームスプリッターや発光ダイオードの発光部先端、太陽電池パネルの表面等の光学素子に好適に使用可能である。   Since the antireflection film produced by the mold of the present invention is excellent in shape followability, image display devices such as touch panels, liquid crystal display panels, plasma displays, and organic EL displays, projection optical systems such as projectors, and observation optical systems such as optical lenses It can be suitably used for optical elements such as an imaging optical system such as a camera, a polarizing beam splitter, a light emitting diode tip of a light emitting diode, a surface of a solar cell panel, and the like.

図1は、本実施態様に係る反射防止膜の一例の部分拡大断面図である。図1において反射防止膜4は、一方の表面に前記モールド表面の前記海島構造の自己組織化パターンに由来する凹凸構造が転写して形成された凹凸構造5が形成された凹凸構造層1を備え、凹凸構造層1の他方の表面に、薄膜層2を備える。   FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of an example of an antireflection film according to this embodiment. In FIG. 1, the antireflection film 4 includes a concavo-convex structure layer 1 in which a concavo-convex structure 5 formed by transferring a concavo-convex structure derived from the self-organized pattern of the sea-island structure on the mold surface is formed on one surface. The thin film layer 2 is provided on the other surface of the uneven structure layer 1.

ここで、凹凸構造層1とは、表面に前記モールド表面の前記海島構造の自己組織化パターンに由来する凹凸構造が転写して形成された凹凸構造5を有し、且つ、凹凸構造5と一体形成されている層を指す。   Here, the concavo-convex structure layer 1 has a concavo-convex structure 5 formed by transferring a concavo-convex structure derived from the self-organized pattern of the sea-island structure on the mold surface to the surface, and is integrated with the concavo-convex structure 5. Refers to the layer being formed.

また、凹凸構造層1の一方の面にモールドから転写して形成された凹凸構造5が設けられ、他方の面にはモールドから転写して形成された凹凸構造が設けられていない場合には、モールドから転写して形成された凹凸構造が設けられていない方の面を裏面とする。一方、凹凸構造層の両面にモールドから転写して形成された凹凸構造が設けられている場合は、モールドから転写して形成された凹凸構造における前記平均ピッチが大きい方の面を裏面とする。また、モールドから転写して形成された凹凸構造における前記平均ピッチが同一の場合は任意の一面を裏面とする。   In addition, when the concavo-convex structure 5 formed by transferring from the mold is provided on one surface of the concavo-convex structure layer 1, and the concavo-convex structure formed by transferring from the mold is not provided on the other surface, The surface on which the concave-convex structure formed by transferring from the mold is not provided is defined as the back surface. On the other hand, when the concavo-convex structure formed by transferring from the mold is provided on both surfaces of the concavo-convex structure layer, the surface having the larger average pitch in the concavo-convex structure formed by transferring from the mold is defined as the back surface. Moreover, when the said average pitch in the uneven structure formed by transcribe | transferring from a mold is the same, let arbitrary one side be a back surface.

前記凹凸構造5の表面には、コーティング層3を設けてもよい。コーティング層としてはハードコート層、金属薄膜層、その他の反射防止層、防湿層、帯電防止層、電磁波シールド層、近赤外線吸収層、紫外線吸収層、選択吸収フィルター層等が考えられ、コーティング層は何層に重ねても良い。   A coating layer 3 may be provided on the surface of the uneven structure 5. Examples of coating layers include hard coat layers, metal thin film layers, other antireflection layers, moisture proof layers, antistatic layers, electromagnetic wave shielding layers, near infrared absorption layers, ultraviolet absorption layers, and selective absorption filter layers. Any number of layers may be stacked.

上述のハードコート層としては、活性エネルギー線によって硬化する硬化性樹脂である、公知のアクリル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、シリコーン系ポリマーやシリカ系化合物や珪素(Si)の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合物、金属薄膜層等が挙げられる。金属薄膜層としてはアルミニウム(Al)、クロム(Cr)、イットリウム(Y)、ジルコニア(Zr)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、バリウム(Ba)、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、セリウム(Ce)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物が挙げられる。また、その他の反射防止層としては、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレンの3元コポリマー、パーフルオロアルキルエーテル環構造を有するフッ素系樹脂(特に、デュ・ポン社製のテフロンAF(登録商標)、旭硝子社製のサイトップ(商品名)、アウジモント社製のアルゴフロン(商品名)、ポリフルオロアクリレートが好ましい。)や、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム等の屈折率の低い材料から形成された反射防止層等が挙げられる。   As the above-mentioned hard coat layer, a known acrylic polymer, urethane polymer, epoxy polymer, silicone polymer, silica compound, silicon (Si) oxide, which is a curable resin that is cured by active energy rays, Examples thereof include nitrides, halides, carbide simple substances or composites thereof, and metal thin film layers. As the metal thin film layer, aluminum (Al), chromium (Cr), yttrium (Y), zirconia (Zr), tantalum (Ta), titanium (Ti), barium (Ba), indium (In), tin (Sn), Zinc (Zn), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Cerium (Ce), Copper (Cu), Silver (Ag), Gold (Au) and other metal oxides, nitrides, halides and carbides Or those composites are mentioned. Other antireflection layers include tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene terpolymers and fluororesins having a perfluoroalkyl ether ring structure (particularly, Teflon AF (registered by Du Pont)). Trademark), Cytop (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Algoflon (trade name) manufactured by Augmont, and polyfluoroacrylate are preferred.), Calcium fluoride, magnesium fluoride, barium fluoride, etc. Examples thereof include an antireflection layer formed from a low material.

光学部材への傷つきを抑制する為にも、反射防止膜表面7を形成するコーティング層3の最表面層は、樹脂層であることが望ましく、特にデュロメーター硬さ(JIS K7215に準拠して測定)がHDA30以上HDD90以下の樹脂層であることが望ましい。また、球面形状を有する部材への追従性という観点からはコーティング層3は全層に渡って樹脂層であることが望ましく、特に、全層に渡ってデュロメーター硬さ(JIS K7215に準拠して測定)がHDA30以上HDD90以下の樹脂層であることが望ましい。コーティング層3は凹凸構造層1の凹凸構造5となるべく近い屈折率であると反射防止効果が高まり、好ましい。尚、凹凸構造層1の定義からも明らかなように、コーティング層3は凹凸構造層1に含まれない。   In order to suppress damage to the optical member, the outermost surface layer of the coating layer 3 forming the antireflection film surface 7 is preferably a resin layer, and particularly durometer hardness (measured in accordance with JIS K7215). Is desirably a resin layer of HDA30 or more and HDD90 or less. Further, from the viewpoint of followability to a member having a spherical shape, the coating layer 3 is desirably a resin layer over the entire layer, and in particular, the durometer hardness (measured in accordance with JIS K7215 over the entire layer). ) Is preferably a resin layer of HDA30 or more and HDD90 or less. It is preferable that the coating layer 3 has a refractive index as close as possible to the uneven structure 5 of the uneven structure layer 1 because the antireflection effect is enhanced. As is clear from the definition of the uneven structure layer 1, the coating layer 3 is not included in the uneven structure layer 1.

また、凹凸構造層1の裏面に薄膜層2を積層させてもよい。薄膜層2としては上述のその他の反射防止層や金属薄膜層等を使用することが好ましい。また薄膜層2は一層でも多層でもよい。尚、凹凸構造層1の定義からも明らかなように、裏面の薄膜層2は凹凸構造層1に含まれない。   Further, the thin film layer 2 may be laminated on the back surface of the uneven structure layer 1. As the thin film layer 2, it is preferable to use the above-mentioned other antireflection layers, metal thin film layers, and the like. The thin film layer 2 may be a single layer or multiple layers. As is clear from the definition of the uneven structure layer 1, the thin film layer 2 on the back surface is not included in the uneven structure layer 1.

図4は、収差による位置ずれを説明する模式図である。斜め方向から反射防止膜に入射した際の界面での屈折角が波長によって異なるため、反射防止膜通過後の透過光が発生する位置が波長によってずれてしまい、収差12が生じる。この収差による位置ずれが大きいと、反射防止膜透過後の光学設計が複雑になるという問題や精密な光学設計が困難になるという問題が生じ得る。反射防止膜は厚み平均が0.2μm〜4μmと従来の反射防止膜に比べ格段に薄いため、収差による位置ずれが極めて小さい。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining misalignment due to aberration. Since the refraction angle at the interface when entering the antireflection film from an oblique direction varies depending on the wavelength, the position where transmitted light after passing through the antireflection film is shifted due to the wavelength, and aberration 12 occurs. If the positional deviation due to this aberration is large, there may be a problem that the optical design after passing through the antireflection film becomes complicated and that a precise optical design becomes difficult. Since the antireflection film has an average thickness of 0.2 μm to 4 μm, which is much thinner than the conventional antireflection film, the positional deviation due to aberration is extremely small.

図5は、本発明の実施態様に係る凹凸構造層の一例の部分拡大断面図である。凹凸構造層1の一方の面に設けられたモールドから転写して形成された凹凸構造5の凹部底点13から凹凸構造層裏面6までの距離(最小)15と、凹部底点13から凹凸構造層裏面6までの距離(最大)14との差が凹凸構造層の厚みばらつき16である。また、凹部底点13から凹凸構造層裏面6までの距離の相加平均が、厚みばらつき平均である。   FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of an example of a concavo-convex structure layer according to an embodiment of the present invention. The distance (minimum) 15 from the bottom surface 13 of the concave-convex structure layer to the rear surface 6 of the concave-convex structure layer formed by transferring from the mold provided on one surface of the concave-convex structure layer 1, and the concave-convex structure from the bottom surface 13 of the concave-convex structure layer. A difference from the distance (maximum) 14 to the layer back surface 6 is a thickness variation 16 of the uneven structure layer. Moreover, the arithmetic mean of the distance from the concave bottom point 13 to the concave-convex structure layer back surface 6 is the thickness variation average.

厚みばらつき平均は、使用する波長以下に設定することが好ましい。可視光領域での使用を想定した場合、厚みばらつき平均は100nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以下である。また、紫外光領域での使用をも想定した場合は、厚みばらつき平均は50nm以下が好ましく、より好ましくは10nm以下である。厚みばらつき平均を100nm以下とすることは、反射防止膜として使用した際に、色むらが見えることを低減する観点から好適である。   The average thickness variation is preferably set to be equal to or less than the wavelength used. Assuming use in the visible light region, the average thickness variation is preferably 100 nm or less, and more preferably 50 nm or less. Moreover, when the use in an ultraviolet light region is also assumed, the average thickness variation is preferably 50 nm or less, more preferably 10 nm or less. An average thickness variation of 100 nm or less is preferable from the viewpoint of reducing the appearance of uneven color when used as an antireflection film.

凹凸構造層1の厚みは、凹凸構造層裏面から凸部頂点までの厚みである。この凹凸構造層1の厚み11は、例えば図2に示すように、凸部の頂点を高い方から数番目(例えば5番目)まで抽出し、この抽出した頂点の平均高さ10から凹凸構造層裏面までの寸法とすることができる。   The thickness of the uneven structure layer 1 is the thickness from the back surface of the uneven structure layer to the top of the convex portion. For example, as shown in FIG. 2, the thickness 11 of the concavo-convex structure layer 1 is such that the vertices of the convex portions are extracted from the highest one to several (for example, the fifth), and the average height 10 of the extracted vertices The dimensions can be up to the back surface.

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
まず、ブロックコポリマー(a)、芳香族含有ホモポリマー(b)、ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)それぞれの合成例を示す。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
First, synthesis examples of the block copolymer (a), the aromatic-containing homopolymer (b), and the poly (meth) acrylate homopolymer (c) are shown.

〈ブロックコポリマー(a)の合成〉
[合成例1]
2Lフラスコに溶媒として脱水・脱気したテトラヒドロフラン(以下、「THF」とも記す)を980g、開始剤としてn−ブチルリチウム(以下、「n−BuLi」とも記す)のヘキサン溶液(約0.16mol/L)を0.72mL、モノマーとして脱水・脱気したスチレンを20.8g入れて窒素雰囲気下にて−78℃に冷却しながら30分間撹拌し、その後、第2モノマーとして脱水・脱気したメタクリル酸メチル(以下、「MMA」とも記す)39.6gを加えて4時間撹拌した。その後変性アルコール(日本アルコール販売(株)製ソルミックスAP−1)を3L入れた容器に反応溶液を撹拌しながら加えて析出したポリマーを室温で一晩真空乾燥した。ポリスチレンの重合が終わり、MMAを加える前に反応溶液を3ml採取した。GPCの分析から分子量が380,000のポリスチレンと同定された。
<Synthesis of block copolymer (a)>
[Synthesis Example 1]
980 g of dehydrated and degassed tetrahydrofuran (hereinafter also referred to as “THF”) as a solvent in a 2 L flask, and a hexane solution (about 0.16 mol / liter) of n-butyllithium (hereinafter also referred to as “n-BuLi”) as an initiator. L) 0.72 mL, 20.8 g of styrene dehydrated and degassed as a monomer, and stirred for 30 minutes while cooling to −78 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then dehydrated and degassed as a second monomer 39.6 g of methyl acid (hereinafter also referred to as “MMA”) was added and stirred for 4 hours. Thereafter, the reaction solution was added to a container containing 3 L of denatured alcohol (Solmix AP-1 manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd.) with stirring, and the precipitated polymer was vacuum-dried overnight at room temperature. After completion of the polymerization of polystyrene, 3 ml of the reaction solution was collected before adding MMA. GPC analysis identified it as a polystyrene with a molecular weight of 380,000.

用いたGPCの装置、カラム、標準ポリスチレンは下記の通りである。
装置:東ソー(株)製 HLC−8220
溶離液:クロロホルム 40℃
カラム:東ソー(株)製商標名TSKgel SuperHZ2000、TSKgel SuperHZM−N 直列
流速:1、0ml/min
分子量較正用標準物質:東ソー(株)製TSK standardポリスチレン(12サンプル)
また、核磁気共鳴法(NMR)解析の結果からブロックコポリマーのPS部分と、PMMA部分とのモル比は1:2.12であった。用いたNMRの装置、溶媒は下記の通りである。装置:日本電子(株)製 JNM−GSX400 FT−NMR
溶媒:重クロロホルム
GPCの結果と併せ、主生成物であるブロックコポリマーは、PS部分のMnが380,000、PMMA部分のMnが806,000であると同定された。これをBC−1とした。
The GPC apparatus, column, and standard polystyrene used are as follows.
Device: HLC-8220 manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: Chloroform 40 ° C
Column: Tosoh Corporation trade name TSKgel SuperHZ2000, TSKgel SuperHZM-N In-line flow rate: 1, 0 ml / min
Reference material for molecular weight calibration: TSK standard polystyrene (12 samples) manufactured by Tosoh Corporation
From the result of nuclear magnetic resonance (NMR) analysis, the molar ratio of the PS portion of the block copolymer to the PMMA portion was 1: 2.12. The NMR apparatus and solvent used are as follows. Apparatus: JNM-GSX400 FT-NMR manufactured by JEOL Ltd.
Solvent: Deuterated chloroform Combined with the GPC results, the block copolymer, the main product, was identified to have a PS moiety Mn of 380,000 and a PMMA moiety Mn of 806,000. This was designated as BC-1.

[合成例2]
2Lフラスコに溶媒として脱水・脱気したTHFを980g、開始剤としてn−BuLiのヘキサン溶液(約0.16mol/L)を0.60mL、モノマーとして脱水・脱気したスチレンを20.8g入れて窒素雰囲気下にて−78℃に冷却しながら30分間撹拌し、その後、第2モノマーとして脱水・脱気したMMA5.1gを加えて2時間撹拌した。その後の操作は合成例1と同様に行い、ブロックコポリマーの合成・キャラクタリゼーションを行った。その結果、ここで得られたブロックコポリマーは、PS部分のMnが400,000、PMMA部分のMnが80,000であると同定された。これをBC−2とした。
[Synthesis Example 2]
980 g of dehydrated / degassed THF as a solvent, 0.60 mL of n-BuLi hexane solution (about 0.16 mol / L) as an initiator, and 20.8 g of dehydrated / degassed styrene as a monomer were placed in a 2 L flask. The mixture was stirred for 30 minutes while cooling to −78 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then 5.1 g of dehydrated and degassed MMA was added as the second monomer, followed by stirring for 2 hours. Subsequent operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to synthesize and characterize the block copolymer. As a result, the block copolymer obtained here was identified as having Mn of PS part of 400,000 and Mn of PMMA part of 80,000. This was designated as BC-2.

[合成例3]
1Lフラスコに溶媒として脱水・脱気したTHFを490g、開始剤としてn−BuLiのヘキサン溶液(約0.16mol/L)を1.15mL、モノマーとして脱水・脱気したスチレンを20.8g入れて窒素雰囲気下にて−78℃に冷却しながら30分間撹拌し、その後、第2モノマーとして脱水・脱気したMMA5.3gを加えて2時間撹拌した。その後の操作は合成例1と同様に行い、ブロックコポリマーの合成・キャラクタリゼーションを行った。その結果、ここで得られたブロックコポリマーは、PS部分のMnが150,000、PMMA部分のMnが36,000であると同定された。これをBC−3とした。
[Synthesis Example 3]
490 g of dehydrated and degassed THF as a solvent, 1.15 mL of n-BuLi hexane solution (about 0.16 mol / L) as an initiator, and 20.8 g of dehydrated and degassed styrene as a monomer were placed in a 1 L flask. The mixture was stirred for 30 minutes while cooling to −78 ° C. under a nitrogen atmosphere, and then 5.3 g of dehydrated and degassed MMA was added as the second monomer, followed by stirring for 2 hours. Subsequent operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to synthesize and characterize the block copolymer. As a result, the block copolymer obtained here was identified to have a Mn of 150,000 for the PS portion and 36,000 for the PMMA portion. This was designated as BC-3.

[合成例4]
1Lフラスコに溶媒として脱水・脱気したTHFを490g、開始剤としてn−BuLiのヘキサン溶液(約0.16mol/L)を2.15mL、モノマーとして脱水・脱気したスチレンを20.8g入れて窒素雰囲気下にて−78℃に冷却しながら30分間撹拌し、その後、第2モノマーとして脱水・脱気したMMA6.6gを加えて2時間撹拌した。その後の操作は合成例1と同様に行い、ブロックコポリマーの合成・キャラクタリゼーションを行った。その結果、ここで得られたブロックコポリマーは、PS部分のMnが76,000、PMMA部分のMnが22,000であると同定された。これをBC−4とした。
[Synthesis Example 4]
490 g of dehydrated and degassed THF as a solvent, 2.15 mL of n-BuLi hexane solution (about 0.16 mol / L) as an initiator, and 20.8 g of dehydrated and degassed styrene as a monomer were placed in a 1 L flask. The mixture was stirred for 30 minutes while cooling to −78 ° C. under a nitrogen atmosphere, and then 6.6 g of dehydrated and degassed MMA as a second monomer was added and stirred for 2 hours. Subsequent operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to synthesize and characterize the block copolymer. As a result, the block copolymer obtained here was identified to have a Mn of PS portion of 76,000 and a MMMA of PMMA portion of 22,000. This was designated as BC-4.

〈芳香族含有ホモポリマー(b)の合成〉
[合成例5]
500mlフラスコに溶媒としてメチルエチルケトン(以下MEKとも記す)を180g、開始剤としてAIBN2.36g(0.0144mol)、モノマーとしてスチレン30.0g(0.288mol)を入れて窒素気流下、70℃に加熱しながら6時間撹拌しその後室温まで放冷した。質量比2:1のソルミックスAP−1と水の混合溶液2Lにこの反応混合物を撹拌しながら加え、ポリマーを析出させた。この混合溶液を1時間撹拌した後、ろ紙を用いてろ過し、固形分を80℃で3時間真空乾燥した。分子量及び分子量分布をGPCによりブロックコポリマーの場合と同様の条件下で測定した結果、Mw(重量平均分子量)は3,200、分子量分布(Mw/Mn)は1.36であった。これをPS−1とした。
<Synthesis of aromatic-containing homopolymer (b)>
[Synthesis Example 5]
In a 500 ml flask, 180 g of methyl ethyl ketone (hereinafter also referred to as MEK) as a solvent, 2.36 g (0.0144 mol) of AIBN as an initiator, and 30.0 g (0.288 mol) of styrene as a monomer were heated to 70 ° C. in a nitrogen stream. The mixture was stirred for 6 hours, and then allowed to cool to room temperature. The reaction mixture was added to 2 L of a mixed solution of Solmix AP-1 and water having a mass ratio of 2: 1 with stirring to precipitate a polymer. After stirring this mixed solution for 1 hour, it filtered using the filter paper and solid content was vacuum-dried at 80 degreeC for 3 hours. The molecular weight and molecular weight distribution were measured by GPC under the same conditions as in the case of the block copolymer. As a result, Mw (weight average molecular weight) was 3,200, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.36. This was designated as PS-1.

〈ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)の合成〉
[合成例6]
500mlフラスコに溶媒としてMEKを60g、開始剤として2,2’−アゾビス(イソ酪酸ジメチル)を13.8g(0.06mol)、モノマーとしてメタクリル酸メチルを20g(0.20mol)入れて窒素気流下、70℃に加熱しながら5時間撹拌しその後、室温まで放冷した。ヘキサン1Lにこの反応混合物を撹拌しながら加え、ポリマーを析出させた。これを1時間撹拌した後、ろ紙を用いてろ過し、固形分を80℃で3時間真空乾燥した。分子量及び分子量分布をGPCにより測定した結果、Mw(重量平均分子量)は3,800、分子量分布(Mw/Mn)は1.54であった(なお、このときGPCはブロックコポリマーと同じ条件で測定したが、分子量較正用標準物質としてポリマーラボラトリー社製標準PMMAM−H−10(10サンプル)を用いた)。これをPMMA−1とした。
<Synthesis of poly (meth) acrylate homopolymer (c)>
[Synthesis Example 6]
In a 500 ml flask, put 60 g of MEK as a solvent, 13.8 g (0.06 mol) of 2,2′-azobis (dimethyl isobutyrate) as an initiator, and 20 g (0.20 mol) of methyl methacrylate as a monomer under a nitrogen stream. The mixture was stirred for 5 hours while heating to 70 ° C., and then allowed to cool to room temperature. The reaction mixture was added to 1 L of hexane with stirring to precipitate a polymer. After stirring this for 1 hour, it filtered using the filter paper, and solid content was vacuum-dried at 80 degreeC for 3 hours. As a result of measuring molecular weight and molecular weight distribution by GPC, Mw (weight average molecular weight) was 3,800 and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.54 (At this time, GPC was measured under the same conditions as the block copolymer). However, Standard PMMAM-H-10 (10 samples) manufactured by Polymer Laboratories was used as a standard substance for molecular weight calibration. This was designated as PMMA-1.

次に、本発明で合成したブロックコポリマー、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルを組み合わせた自己組織化パターン形成材料による海島構造に由来する凹凸構造を表面に有するモールドの製造例を示す。   Next, an example of producing a mold having a concavo-convex structure derived from a sea-island structure by a self-organizing pattern forming material combining a block copolymer, polystyrene, and polymethyl methacrylate synthesized in the present invention will be shown.

[製造例1]
上記の合成方法に従い合成したBC−1(ブロックコポリマー(a))0.600gと、PMMA−1(ポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c))0.900gとを、溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAとも記す)48.5gに室温で溶解させ、レジスト層として用いる自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Production Example 1]
Propylene glycol monomethyl ether as a solvent comprising 0.600 g of BC-1 (block copolymer (a)) synthesized according to the above synthesis method and 0.900 g of PMMA-1 (poly (meth) acrylate homopolymer (c)). A self-assembled pattern forming material used as a resist layer was prepared by dissolving in 48.5 g of acetate (hereinafter also referred to as PGMEA) at room temperature.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を1900rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、100nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film having a thickness of 4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-assembled pattern forming material at 1900 rpm for 30 seconds, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-assembled pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 100 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にホットプレート(アズワン株式会社製EC−1200N)で上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを250℃で6分間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力1.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを70秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力1.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Clによるプラズマエッチングを100秒間行い、シリコンウエハー表面に海島構造の自己組織化パターンを転写した。その後、海島構造の自己組織化パターンが転写されたシリコンウエハー表面に離型剤であるHD−1100(ダイキン工業(株)製)を塗布して室温で一晩静置した後、HD−ZV(ダイキン工業(株)製)で余剰の離型剤をリンスし、離型処理を行った。これをモールド1とした。 Next, the wafer on which the film containing the self-assembled pattern forming material was formed with a hot plate (EC-1200N manufactured by ASONE CORPORATION) was heated at 250 ° C. for 6 minutes and annealed. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 70 seconds under a pressure of 1.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.). After that, plasma etching with Cl 2 was performed for 100 seconds with a pressure of 1.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W using the above plasma etching apparatus, and a self-organized pattern of a sea-island structure was transferred to the silicon wafer surface. Thereafter, HD-1100 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as a release agent was applied to the surface of the silicon wafer onto which the self-organized pattern of the sea-island structure was transferred, and allowed to stand overnight at room temperature, and then HD-ZV ( The excess mold release agent was rinsed with Daikin Industries, Ltd., and the mold release treatment was performed. This was designated as mold 1.

電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ製)にて表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド1表面に形成されている様子が確認された。このモールド1表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が島、ポリメタクリル酸メチル部分が海である自己組織化パターンに由来していた。このモールド1表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが180nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの22%であり、平坦部面積率が43%であった。   When surface observation was performed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), it was confirmed that a sea-island structure pattern was formed on the mold 1 surface. The sea-island structure pattern on the surface of the mold 1 was derived from the self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion is an island and the polymethyl methacrylate portion is the sea. When the sea-island structure pattern on the surface of the mold 1 was analyzed using image analysis software A Image-kun (Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 180 nm and the standard deviation in the average pitch distribution was 22% of the average pitch. Yes, the flat area ratio was 43%.

[製造例2]
上記の合成方法に従い合成したBC−2(ブロックコポリマー(a))0.250gと、PS−1(芳香族含有ホモポリマー(b))0.250gとを、溶媒であるPGMEA24.5gに室温で溶解させ、レジスト層として用いる自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Production Example 2]
BC-2 (block copolymer (a)) 0.250 g synthesized according to the above synthesis method and PS-1 (aromatic-containing homopolymer (b)) 0.250 g were added to 24.5 g of the solvent PGMEA at room temperature. A self-assembled pattern forming material used as a resist layer was prepared by dissolving.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を3400rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、45nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film of φ4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-organized pattern forming material at 3400 rpm for 30 seconds, and pre-baked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-organized pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 45 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にホットプレート(アズワン株式会社製EC−1200N)で上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを220℃で3分間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力0.5Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを55秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力3.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Ar95%とCl5%との混合ガスによるプラズマエッチングを350秒間行い、シリコンウエハー表面に海島構造の自己組織化パターンを転写した。その後製造例1と同様の操作で離型処理を行った。これをモールド2とした。 Next, the wafer on which the film containing the above self-assembled pattern forming material was formed with a hot plate (EC-1200N manufactured by ASONE CORPORATION) was heated at 220 ° C. for 3 minutes and annealed. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 55 seconds using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.) with a pressure of 0.5 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W. After that, plasma etching with a mixed gas of Ar 95% and Cl 2 5% is performed for 350 seconds at a pressure of 3.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W by the above plasma etching apparatus, and the sea island structure is self-organized on the silicon wafer surface. The pattern was transcribed. Thereafter, release treatment was performed in the same manner as in Production Example 1. This was designated as mold 2.

製造例1と同様の方法で表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド2表面に形成されている様子が確認された。このモールド2表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が海、ポリメタクリル酸メチル部分が島である自己組織化パターンに由来していた。このモールド2表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが220nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの34%であり、平坦部面積率が15%であった。   When the surface was observed by the same method as in Production Example 1, it was confirmed that the sea-island structure pattern was formed on the surface of the mold 2. This sea-island structure pattern on the surface of the mold 2 was derived from a self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion was the sea and the polymethyl methacrylate portion was the island. When the sea-island structure pattern on the surface of the mold 2 was analyzed using image analysis software A Image-kun (Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 220 nm and the standard deviation in the average pitch distribution was 34% of the average pitch. And the flat area ratio was 15%.

[製造例3]
上記の合成方法に従い合成したBC−2(ブロックコポリマー(a))0.320gと、PS−1(芳香族含有ホモポリマー(b))0.080gとを、溶媒であるPGMEA19.6gに室温で溶解させ、レジスト層として用いる自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Production Example 3]
0.32 g of BC-2 (block copolymer (a)) synthesized according to the above synthesis method and 0.080 g of PS-1 (aromatic-containing homopolymer (b)) were added to 19.6 g of PGMEA as a solvent at room temperature. A self-assembled pattern forming material used as a resist layer was prepared by dissolving.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を4100rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、45nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film having a thickness of 4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-assembled pattern forming material at 4100 rpm for 30 seconds, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-assembled pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 45 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にホットプレート(アズワン株式会社製EC−1200N)で上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを220℃で3分間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力0.5Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを55秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力3.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Ar95%とCl5%との混合ガスによるプラズマエッチングを150秒間行い、シリコンウエハー表面に海島構造の自己組織化パターンを転写した。その後製造例1と同様の操作で離型処理を行った。これをモールド3とした。 Next, the wafer on which the film containing the above self-assembled pattern forming material was formed with a hot plate (EC-1200N manufactured by ASONE CORPORATION) was heated at 220 ° C. for 3 minutes and annealed. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 55 seconds using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.) with a pressure of 0.5 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W. After that, plasma etching with a mixed gas of Ar 95% and Cl 2 5% is performed for 150 seconds at a pressure of 3.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W by the above plasma etching apparatus, and the sea island structure is self-organized on the silicon wafer surface. The pattern was transcribed. Thereafter, release treatment was performed in the same manner as in Production Example 1. This was designated as mold 3.

製造例1と同様の方法で表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド3表面に形成されている様子が確認された。このモールド3表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が海、ポリメタクリル酸メチル部分が島である自己組織化パターンに由来していた。このモールド3表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが100nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの21%であり、平坦部面積率が22%であった。   When the surface was observed by the same method as in Production Example 1, it was confirmed that the sea-island structure pattern was formed on the surface of the mold 3. The sea-island structure pattern on the surface of the mold 3 was derived from the self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion was the sea and the polymethyl methacrylate portion was the island. When the sea-island structure pattern on the surface of the mold 3 was analyzed using image analysis software A image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 100 nm, and the standard deviation in the average pitch distribution was 21% of the average pitch. Yes, and the flat area ratio was 22%.

[製造例4]
上記の合成方法に従い合成したBC−3(ブロックコポリマー(a))0.500gを、溶媒であるPGMEA24.5gに室温で溶解させ、レジスト層として用いる自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Production Example 4]
A self-organized pattern forming material used as a resist layer was prepared by dissolving 0.500 g of BC-3 (block copolymer (a)) synthesized according to the above synthesis method in 24.5 g of PGMEA as a solvent at room temperature.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を3370rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、45nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film having a thickness of 4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-assembled pattern forming material at 3370 rpm for 30 seconds, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-assembled pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 45 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にホットプレート(アズワン株式会社製EC−1200N)で上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを220℃で3分間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力0.5Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを55秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力1.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Clによるプラズマエッチングを100秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力3.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Ar95%とCl5%との混合ガスによるプラズマエッチングを100秒間行い、シリコンウエハー表面に海島構造の自己組織化パターンを転写した。その後製造例1と同様の操作で離型処理を行った。これをモールド4とした。 Next, the wafer on which the film containing the above self-assembled pattern forming material was formed with a hot plate (EC-1200N manufactured by ASONE CORPORATION) was heated at 220 ° C. for 3 minutes and annealed. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 55 seconds using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.) with a pressure of 0.5 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W. After that, plasma etching with Cl 2 was performed for 100 seconds at a pressure of 1.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W using the plasma etching apparatus. Thereafter, plasma etching is performed for 100 seconds with a mixed gas of Ar 95% and Cl 2 5% at a pressure of 3.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W using the plasma etching apparatus described above, and a self-organization of a sea-island structure on the silicon wafer surface. The pattern was transcribed. Thereafter, release treatment was performed in the same manner as in Production Example 1. This was designated as mold 4.

製造例1と同様の方法で表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド4表面に形成されている様子が確認された。このモールド4表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が海、ポリメタクリル酸メチル部分が島である自己組織化パターンに由来していた。このモールド4表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが70nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの21%であり、平坦部面積率が27%であった。   When the surface was observed by the same method as in Production Example 1, it was confirmed that the sea-island structure pattern was formed on the surface of the mold 4. This sea-island structure pattern on the surface of the mold 4 was derived from the self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion was the sea and the polymethyl methacrylate portion was the island. When the sea-island structure pattern on the surface of this mold 4 was analyzed using image analysis software A image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 70 nm and the standard deviation in the average pitch distribution was 21% of the average pitch. Yes, the flat area ratio was 27%.

[製造例5]
上記の合成方法に従い合成したBC−4(ブロックコポリマー(a))0.500gを、溶媒であるPGMEA24.5gに室温で溶解させ、自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Production Example 5]
A self-assembled pattern forming material was prepared by dissolving 0.500 g of BC-4 (block copolymer (a)) synthesized according to the above synthesis method in 24.5 g of PGMEA as a solvent at room temperature.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を2800rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、45nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film having a thickness of 4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-assembled pattern forming material at 2800 rpm for 30 seconds, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-assembled pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 45 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にホットプレート(アズワン株式会社製EC−1200N)で上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを220℃で3分間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力0.5Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを55秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力3.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Ar95%とCl5%との混合ガスによるプラズマエッチングを150秒間行い、シリコンウエハー表面に海島構造の自己組織化パターンを転写した。その後製造例1と同様の操作で離型処理を行った。これをモールド5とした。 Next, the wafer on which the film containing the above self-assembled pattern forming material was formed with a hot plate (EC-1200N manufactured by ASONE CORPORATION) was heated at 220 ° C. for 3 minutes and annealed. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 55 seconds using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.) with a pressure of 0.5 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W. After that, plasma etching with a mixed gas of Ar 95% and Cl 2 5% is performed for 150 seconds at a pressure of 3.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W by the above plasma etching apparatus, and the sea island structure is self-organized on the silicon wafer surface. The pattern was transcribed. Thereafter, release treatment was performed in the same manner as in Production Example 1. This was designated as mold 5.

製造例1と同様の方法で表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド5表面に形成されている様子が確認された。このモールド5表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が海、ポリメタクリル酸メチル部分が島である自己組織化パターンに由来していた。このモールド5表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが73nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの29%であり、平坦部面積率が31%であった。   When the surface was observed by the same method as in Production Example 1, it was confirmed that the sea-island structure pattern was formed on the surface of the mold 5. The sea-island structure pattern on the surface of the mold 5 was derived from the self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion was the sea and the polymethyl methacrylate portion was the island. When the sea-island structure pattern on the surface of the mold 5 was analyzed using image analysis software A image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 73 nm and the standard deviation in the average pitch distribution was 29% of the average pitch. Yes, the flat area ratio was 31%.

[比較製造例1]
上記の合成方法に従い合成したBC−4(ブロックコポリマー(a))0.500gを、溶媒であるPGMEA24.5gに室温で溶解させ、自己組織化パターン形成材料を作製した。
[Comparative Production Example 1]
A self-assembled pattern forming material was prepared by dissolving 0.500 g of BC-4 (block copolymer (a)) synthesized according to the above synthesis method in 24.5 g of PGMEA as a solvent at room temperature.

φ4インチで膜厚10nmの酸化シリコン膜付シリコンウエハーにこの自己組織化パターン形成材料を2800rpmで30秒間スピンコートし、110℃で90秒間プリベークして自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させた。この膜の膜厚を、ナノメトリックスジャパン(株)製ナノスペックAFT3000Tを用いて測定した所、45nmであった。   A silicon wafer with a silicon oxide film having a thickness of 4 inches and a thickness of 10 nm is spin-coated with this self-assembled pattern forming material at 2800 rpm for 30 seconds, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a film containing the self-assembled pattern forming material. I let you. The film thickness of this film was 45 nm when measured using a Nanospec AFT3000T manufactured by Nanometrics Japan K.K.

次にオーブンで窒素雰囲気下中において、上記の自己組織化パターン形成材料を含有する膜を形成させたウエハーを210℃で10分間、続いて135℃で10時間加熱し、アニールした。その後このウエハーをプラズマエッチング装置(株式会社アルバック製NE−550)にて圧力0.5Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、CFによるプラズマエッチングを55秒間行った。さらにその後、上記プラズマエッチング装置にて圧力1.0Pa、アンテナ50W、バイアス50Wで、Clによるプラズマエッチングを100秒間行った。その後製造例1と同様の操作で離型処理を行った。これをモールド6とした。 Next, the wafer on which the film containing the self-assembled pattern forming material was formed in an oven in a nitrogen atmosphere was annealed by heating at 210 ° C. for 10 minutes and then at 135 ° C. for 10 hours. Thereafter, this wafer was subjected to plasma etching with CF 4 for 55 seconds using a plasma etching apparatus (NE-550 manufactured by ULVAC, Inc.) with a pressure of 0.5 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W. After that, plasma etching with Cl 2 was performed for 100 seconds at a pressure of 1.0 Pa, an antenna of 50 W, and a bias of 50 W using the plasma etching apparatus. Thereafter, release treatment was performed in the same manner as in Production Example 1. This was designated as mold 6.

製造例1と同様の方法で表面観察を行ったところ、海島構造パターンがモールド6表面に形成されている様子が確認された。このモールド6表面の海島構造パターンは、自己組織化パターン形成材料の、ポリスチレン部分が海、ポリメタクリル酸メチル部分が島である自己組織化パターンに由来していた。このモールド6表面の海島構造パターンを画像解析ソフトA像くん(旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて解析したところ、平均ピッチが33nmであり、平均ピッチ分布における標準偏差が平均ピッチの25%であり、平坦部面積率が70%であった。   When the surface was observed by the same method as in Production Example 1, it was confirmed that the sea-island structure pattern was formed on the surface of the mold 6. This sea-island structure pattern on the surface of the mold 6 was derived from a self-organized pattern forming material in which the polystyrene portion was the sea and the polymethyl methacrylate portion was the island. When the sea-island structure pattern on the surface of the mold 6 was analyzed using image analysis software A Image-kun (manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), the average pitch was 33 nm and the standard deviation in the average pitch distribution was 25% of the average pitch. Yes, the flat area ratio was 70%.

次に、合成したブロックコポリマー、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルを組み合わせた自己組織化パターン形成材料による海島構造に由来する凹凸構造を表面に有するモールドによって製造される反射防止膜について説明する。   Next, an antireflection film manufactured by a mold having a concavo-convex structure derived from a sea-island structure made of a self-organized pattern forming material combining a synthesized block copolymer, polystyrene, and polymethyl methacrylate will be described.

[評価方法]
(1)(反射防止膜の)厚み平均(μm)
図3に示すように、測定対象の反射防止膜を面内で面積が最大となるように長方形で切り出した後、切り出した長方形の長辺と短辺をそれぞれ5等分するように直線を引いて25等分割し、各長方形の中心点を位置決めした。当該中心点の厚みを、透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)を用いて測定した(測定波長248nm)。測定された25点の測定値の平均値を厚み平均とした。
(2)厚みばらつき平均(nm)
上述したように25等分割された試験片の各々について、AFMを用いて凹凸面の表面形状を測定した。各試験片について、凹部底点間の、凹凸構造層の層厚方向に沿った距離の平均値を算出した。さらに、25個の試験片について算出されたそれら平均値の平均値を、厚みばらつき平均とした。
(3)原料となる樹脂組成物の降伏歪み(%)、引張伸度(%)
JIS K 7113に準拠し、引張速度1mm/minの条件で測定した。測定には島津製作所製 AGS−50Gを使用した。
(4)凹凸構造層の降伏歪み(%)、引張伸度(%)
JIS K 7127に準拠し、引張速度1mm/minの条件で測定した。測定には島津製作所製 AGS−50Gを使用した。
[Evaluation method]
(1) Thickness average (of antireflection film) (μm)
As shown in FIG. 3, after cutting out the antireflection film to be measured into a rectangle so that the area is maximized in the plane, a straight line is drawn so that the long side and the short side of the cut out rectangle are divided into 5 equal parts, respectively. The center point of each rectangle was positioned. The thickness of the center point was measured using a transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) (measurement wavelength 248 nm). The average value of the 25 measured values was taken as the thickness average.
(2) Average thickness variation (nm)
As described above, the surface shape of the uneven surface was measured using AFM for each of the test pieces divided into 25 equal parts. About each test piece, the average value of the distance along the layer thickness direction of an uneven structure layer between the recessed part bottom points was computed. Furthermore, the average value of the average values calculated for the 25 test pieces was defined as the thickness variation average.
(3) Yield strain (%) and tensile elongation (%) of the resin composition as a raw material
Based on JIS K7113, it measured on conditions with a tensile speed of 1 mm / min. For the measurement, AGS-50G manufactured by Shimadzu Corporation was used.
(4) Yield strain (%) and tensile elongation (%) of the concavo-convex structure layer
Based on JIS K7127, it measured on conditions with a tensile speed of 1 mm / min. For the measurement, AGS-50G manufactured by Shimadzu Corporation was used.

<実施例1>
セルロースアセテートプロピオネート(CAP 480−20、Eastman Chemical Company製、降伏歪み約4%、引張伸度約15%)を乳酸エチルに溶かしたポリマー溶液を作製した。
<Example 1>
A polymer solution was prepared by dissolving cellulose acetate propionate (CAP 480-20, manufactured by Eastman Chemical Company, yield strain about 4%, tensile elongation about 15%) in ethyl lactate.

この時、ポリマー溶液中に含まれるセルロースアセテートプロピオネートの濃度は8質量%であった。上記のモールド1上に作製したポリマー溶液を30cc滴下し、スピンコーター上で、回転数300rpm、回転時間30秒の条件で回転塗布した。   At this time, the concentration of cellulose acetate propionate contained in the polymer solution was 8% by mass. 30 cc of the polymer solution prepared on the mold 1 was dropped and spin-coated on a spin coater under the conditions of a rotation speed of 300 rpm and a rotation time of 30 seconds.

次いでモールド1ごと80℃、180℃のホットプレートで各5分間乾燥し、モールド1から乾燥された膜を引き剥がすことで、面積78.5cmの凹凸構造層(反射防止膜)を得た。出来上がった凹凸構造層の厚み平均は1.5μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は61nmであった。出来上がった凹凸構造層の中心部分を5cm×5cmの正方形に切り出し、切り出した凹凸構造層の厚み平均と凹凸構造層の厚みばらつき平均を測定した所、凹凸構造層の厚み平均は1.5μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は53nmであった。切り出した凹凸構造層をAFMで観察したところ、高さ150nm、周期の長さが180nmの周期凹凸構造が形成されていた。また、作製された凹凸構造層の降伏歪みは4%、引張伸度は15%であった。 Next, the mold 1 was dried for 5 minutes each on a hot plate at 80 ° C. and 180 ° C., and the dried film was peeled off from the mold 1 to obtain an uneven structure layer (antireflection film) having an area of 78.5 cm 2 . The resulting uneven structure layer had an average thickness of 1.5 μm, and the uneven structure layer had an average thickness variation of 61 nm. The center part of the finished concavo-convex structure layer was cut into a 5 cm × 5 cm square, and the thickness average of the cut-out concavo-convex structure layer and the average thickness variation of the concavo-convex structure layer were measured. The average thickness variation of the structural layer was 53 nm. When the cut-out concavo-convex structure layer was observed by AFM, a periodic concavo-convex structure having a height of 150 nm and a period length of 180 nm was formed. The produced concavo-convex structure layer had a yield strain of 4% and a tensile elongation of 15%.

次に、凹凸構造層を5cm×5cm角に切り出した。切り出した正方形の任意の一辺と該一辺と直角に交わる辺をそれぞれ5等分するように直線を引いてできる25等分割された各正方形の中心を透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)で測定した。測定は波長248nmと365nmを使用した。上記25点における波長248nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は3%であった。また、上記25点における波長365nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は5%であった。   Next, the concavo-convex structure layer was cut into 5 cm × 5 cm square. A transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) is formed at the center of each square divided into 25 equal parts by drawing a straight line so that an arbitrary side of the cut-out square and a side perpendicular to the one side are equally divided into 5 parts. ). Measurements were performed using wavelengths of 248 nm and 365 nm. When the transmittance at a wavelength of 248 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 3%. Further, when the transmittance at a wavelength of 365 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 5%.

次に、5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位は生じず、隙間無く透明球体に貼り付けることが出来た。凹凸構造層付き透明球体を肉眼で観察したところ、色むらはほとんど見えなかった。   Next, when the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, a folding part was not generated, and it could be attached to the transparent sphere without any gap. When the transparent sphere with the concavo-convex structure layer was observed with the naked eye, the color unevenness was hardly visible.

<実施例2>
パーフルオロアルキルエーテル環構造を有するアモルファスフッ素樹脂を膜材として含む溶液であるサイトップ CTX−809SP2(旭硝子(株)製商品名、降伏歪み約5%、引張伸度約175%)をパーフルオロトリブチルアミン(フロリナートFC−43 住友スリーエム(株)製商品名)で希釈調整した。この時、ポリマー溶液中に含まれるパーフルオロアルキルエーテル環構造を有するアモルファスフッ素樹脂の濃度は3質量%であった。上記のモールド2上に作製したポリマー溶液を30cc滴下した後、スピンコーター上で回転数300rpm、回転時間50秒の条件で回転塗布した。
<Example 2>
CYTOP CTX-809SP2 (trade name, produced by Asahi Glass Co., Ltd., yield strain of about 5%, tensile elongation of about 175%), which is a solution containing an amorphous fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure as a film material, is perfluorotri Dilution adjustment was performed with butylamine (Fluorinert FC-43, trade name, manufactured by Sumitomo 3M Limited). At this time, the concentration of the amorphous fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure contained in the polymer solution was 3% by mass. After 30 cc of the polymer solution prepared on the mold 2 was dropped, it was spin-coated on a spin coater under the conditions of a rotation speed of 300 rpm and a rotation time of 50 seconds.

次いでモールド2ごと80℃、180℃のホットプレートで各5分間乾燥させ、乾燥した膜をモールド1から引き剥がすことで、面積78.5cmの凹凸構造層(反射防止膜)を得た。出来上がった凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は10nmであった。出来上がった凹凸構造層の中心部分を5cm×5cmの正方形で切り出し、切り出した凹凸構造層の厚み平均と凹凸構造層の厚みばらつき平均を測定した所、凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は5nmであった。切り出した凹凸構造層をAFMで観察したところ、高さ100nm、周期の長さが220nmの周期凹凸構造が形成されていた。また、作製された凹凸構造層の降伏歪みは5%、引張伸度は175%であった。 Next, the mold 2 was dried on a hot plate at 80 ° C. and 180 ° C. for 5 minutes each, and the dried film was peeled off from the mold 1 to obtain an uneven structure layer (antireflection film) having an area of 78.5 cm 2 . The resulting uneven structure layer had an average thickness of 0.7 μm, and the uneven structure layer had an average thickness variation of 10 nm. The center part of the finished concavo-convex structure layer was cut out with a square of 5 cm × 5 cm, and the thickness average of the cut-out concavo-convex structure layer and the average thickness variation of the concavo-convex structure layer were measured. The thickness average of the concavo-convex structure layer was 0.7 μm. The average thickness variation of the structural layer was 5 nm. When the cut-out concavo-convex structure layer was observed by AFM, a periodic concavo-convex structure having a height of 100 nm and a period length of 220 nm was formed. The produced concavo-convex structure layer had a yield strain of 5% and a tensile elongation of 175%.

次に、凹凸構造層を5cm×5cm角に切り出した。切り出した正方形の任意の一辺と該一辺と直角に交わる辺をそれぞれ5等分するように直線を引いてできる25等分割された各正方形の中心を透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)で測定した。測定は波長248nmと365nmを使用した。上記25点における波長248nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は1%であった。また、上記25点における波長365nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は0.5%であった。   Next, the concavo-convex structure layer was cut into 5 cm × 5 cm square. A transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) is formed at the center of each square divided into 25 equal parts by drawing a straight line so that an arbitrary side of the cut-out square and a side perpendicular to the one side are equally divided into 5 parts. ). Measurements were performed using wavelengths of 248 nm and 365 nm. When the transmittance at a wavelength of 248 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 1%. Further, when the transmittance at a wavelength of 365 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 0.5%.

次に5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位は生じず、隙間無く透明球体に貼り付けることが出来た。凹凸構造層付き透明球体を肉眼で観察したところ、色むらは全く見えなかった。   Next, when the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, no folding part was formed, and the concavo-convex structure layer could be attached to the transparent sphere without any gap. When the transparent sphere with the concavo-convex structure layer was observed with the naked eye, the color unevenness was not visible at all.

<実施例3>
モールドとして、モールド3を使用した以外は実施例2と同様の作製方法で凹凸構造層を作製した。出来上がった凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は10nmであった。出来上がった凹凸構造層の中心部分を5cm×5cmの正方形に切り出し、切り出した凹凸構造層の厚み平均と凹凸構造層の厚みばらつき平均を測定した所、凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は5nmであった。切り出した凹凸構造層をAFMで観察したところ、高さ100nm、周期の長さが100nmの周期凹凸構造が形成されていた。また、作製された凹凸構造層の降伏歪みは5%、引張伸度は175%であった。
<Example 3>
A concavo-convex structure layer was produced by the same production method as in Example 2 except that the mold 3 was used as the mold. The resulting uneven structure layer had an average thickness of 0.7 μm, and the uneven structure layer had an average thickness variation of 10 nm. The center part of the finished concavo-convex structure layer was cut into a 5 cm × 5 cm square, and the thickness average of the cut-out concavo-convex structure layer and the average thickness variation of the concavo-convex structure layer were measured. The thickness average of the concavo-convex structure layer was 0.7 μm The average thickness variation of the structural layer was 5 nm. When the cut-out concavo-convex structure layer was observed by AFM, a periodic concavo-convex structure having a height of 100 nm and a period length of 100 nm was formed. The produced concavo-convex structure layer had a yield strain of 5% and a tensile elongation of 175%.

次に、凹凸構造層を5cm×5cm角に切り出した。切り出した正方形の任意の一辺と該一辺と直角に交わる辺をそれぞれ5等分するように直線を引いてできる25等分割された各正方形の中心を透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)で測定した。測定は波長248nmと365nmを使用した。上記25点における波長248nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は1%であった。また、上記25点における波長365nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は0.5%であった。   Next, the concavo-convex structure layer was cut into 5 cm × 5 cm square. A transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) is formed at the center of each square divided into 25 equal parts by drawing a straight line so that an arbitrary side of the cut-out square and a side perpendicular to the one side are equally divided into 5 parts. ). Measurements were performed using wavelengths of 248 nm and 365 nm. When the transmittance at a wavelength of 248 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 1%. Further, when the transmittance at a wavelength of 365 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 0.5%.

次に5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位は生じず、隙間無く透明球体に貼り付けることが出来た。凹凸構造層付き透明球体を肉眼で観察したところ、色むらは全く見えなかった。   Next, when the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, no folding part was formed, and the concavo-convex structure layer could be attached to the transparent sphere without any gap. When the transparent sphere with the concavo-convex structure layer was observed with the naked eye, the color unevenness was not visible at all.

<実施例4>
モールドとして、モールド4を使用した以外は実施例2と同様の作製方法で凹凸構造層を作製した。出来上がった凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は10nmであった。出来上がった凹凸構造層の中心部分を5cm×5cmの正方形に切り出し、切り出した凹凸構造層の厚み平均と凹凸構造層の厚みばらつき平均を測定した所、凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は5nmであった。切り出した凹凸構造層をAFMで観察したところ、高さ100nm、周期の長さが70nmの周期凹凸構造が形成されていた。また、作製された凹凸構造層の降伏歪みは5%、引張伸度は175%であった。
<Example 4>
A concavo-convex structure layer was produced by the same production method as in Example 2 except that the mold 4 was used as the mold. The resulting uneven structure layer had an average thickness of 0.7 μm, and the uneven structure layer had an average thickness variation of 10 nm. The center part of the finished concavo-convex structure layer was cut into a 5 cm × 5 cm square, and the thickness average of the cut-out concavo-convex structure layer and the average thickness variation of the concavo-convex structure layer were measured. The thickness average of the concavo-convex structure layer was 0.7 μm The average thickness variation of the structural layer was 5 nm. When the cut-out uneven structure layer was observed by AFM, a periodic uneven structure having a height of 100 nm and a period length of 70 nm was formed. The produced concavo-convex structure layer had a yield strain of 5% and a tensile elongation of 175%.

次に、凹凸構造層を5cm×5cm角に切り出した。切り出した正方形の任意の一辺と該一辺と直角に交わる辺をそれぞれ5等分するように直線を引いてできる25等分割された各正方形の中心を透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)で測定した。測定は波長248nmと365nmを使用した。上記25点における波長248nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は1%であった。また、上記25点における波長365nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は0.5%であった。   Next, the concavo-convex structure layer was cut into 5 cm × 5 cm square. A transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) is formed at the center of each square divided into 25 equal parts by drawing a straight line so that an arbitrary side of the cut-out square and a side perpendicular to the one side are equally divided into 5 parts. ). Measurements were performed using wavelengths of 248 nm and 365 nm. When the transmittance at a wavelength of 248 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 1%. Further, when the transmittance at a wavelength of 365 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 0.5%.

次に5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位は生じず、隙間無く透明球体に貼り付けることが出来た。凹凸構造層付き透明球体を肉眼で観察したところ、色むらは全く見えなかった。   Next, when the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, no folding part was formed, and the concavo-convex structure layer could be attached to the transparent sphere without any gap. When the transparent sphere with the concavo-convex structure layer was observed with the naked eye, the color unevenness was not visible at all.

<実施例5>
モールドとして、モールド5を使用した以外は実施例2と同様の作製方法で凹凸構造層を作製した。出来上がった凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は10nmであった。出来上がった凹凸構造層の中心部分を5cm×5cmの正方形で切り出し、切り出した凹凸構造層の厚み平均と凹凸構造層の厚みばらつき平均を測定した所、凹凸構造層の厚み平均は0.7μm、凹凸構造層の厚みばらつき平均は5nmであった。切り出した凹凸構造層をAFMで観察したところ、高さ80nm、周期の長さが70nmの周期凹凸構造が形成されていた。また、作製された凹凸構造層の降伏歪みは5%、引張伸度は175%であった。
<Example 5>
A concavo-convex structure layer was produced by the same production method as in Example 2 except that the mold 5 was used as the mold. The resulting uneven structure layer had an average thickness of 0.7 μm, and the uneven structure layer had an average thickness variation of 10 nm. The center part of the finished concavo-convex structure layer was cut out with a square of 5 cm × 5 cm, and the thickness average of the cut-out concavo-convex structure layer and the average thickness variation of the concavo-convex structure layer were measured. The thickness average of the concavo-convex structure layer was 0.7 μm. The average thickness variation of the structural layer was 5 nm. When the cut-out concavo-convex structure layer was observed by AFM, a periodic concavo-convex structure having a height of 80 nm and a period length of 70 nm was formed. The produced concavo-convex structure layer had a yield strain of 5% and a tensile elongation of 175%.

次に、凹凸構造層を5cm×5cm角に切り出した。切り出した正方形の任意の一辺と該一辺と直角に交わる辺をそれぞれ5等分するように直線を引いてできる25等分割された各正方形の中心を透過分光膜厚計(大塚電子株式会社、FE1300)で測定した。測定は波長248nmと365nmを使用した。上記25点における波長248nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は1%であった。また、上記25点における波長365nmでの透過率を測定したところ、最も透過率の高い点と最も透過率の低い点との差異は0.5%であった。   Next, the concavo-convex structure layer was cut into 5 cm × 5 cm square. A transmission spectral film thickness meter (Otsuka Electronics Co., Ltd., FE1300) is formed at the center of each square divided into 25 equal parts by drawing a straight line so that an arbitrary side of the cut-out square and a side perpendicular to the one side are equally divided into 5 parts. ). Measurements were performed using wavelengths of 248 nm and 365 nm. When the transmittance at a wavelength of 248 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 1%. Further, when the transmittance at a wavelength of 365 nm at the 25 points was measured, the difference between the point with the highest transmittance and the point with the lowest transmittance was 0.5%.

次に5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位は生じず、隙間無く透明球体に貼り付けることが出来た。凹凸構造層付き透明球体を肉眼で観察したところ、色むらは全く見えなかった。   Next, when the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, no folding part was formed, and the concavo-convex structure layer could be attached to the transparent sphere without any gap. When the transparent sphere with the concavo-convex structure layer was observed with the naked eye, the color unevenness was not visible at all.

<比較例1>
ポリメタクリル酸メチル(三菱レイヨン(株)製、降伏歪み無し、引張伸度約6%)をトルエン溶液に溶かしたポリマー溶液を作製した。この時、ポリマー溶液中に含まれるポリメタクリル酸メチルの濃度は6質量%であった。
<Comparative Example 1>
A polymer solution was prepared by dissolving polymethyl methacrylate (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., no yield strain, tensile elongation of about 6%) in a toluene solution. At this time, the concentration of polymethyl methacrylate contained in the polymer solution was 6% by mass.

モールド1表面にシランカップリングを行った後、作製したポリマー溶液を30cc成膜基板上に滴下し、スピンコーター上で、回転数300rpm、回転時間50秒の条件で回転塗布した。次いで成膜基板ごと80℃、180℃のホットプレートで各5分間乾燥し、成膜基板から乾燥された膜を引き剥がそうとしたところ、膜が破断してしまった。   After performing silane coupling on the surface of the mold 1, the produced polymer solution was dropped on a 30 cc film formation substrate, and spin-coated on a spin coater under conditions of a rotation speed of 300 rpm and a rotation time of 50 seconds. Next, the film formation substrate was dried on a hot plate at 80 ° C. and 180 ° C. for 5 minutes each, and when the dried film was peeled off from the film formation substrate, the film was broken.

<比較例2>
ポリマー溶液の成膜基板上に滴下量とスピンコーターの回転数を調節して、5cm×5cm角における凹凸構造層の厚み平均を5.0μmとした以外は実施例2と同様の作製方法で凹凸構造層を作製した。ポリマー溶液の滴下量は30cc、スピンコーターの回転数は500rpm、回転時間は30秒とした。
<Comparative example 2>
The concavo-convex structure is the same as in Example 2 except that the amount of the polymer solution deposited on the film formation substrate and the rotation speed of the spin coater are adjusted so that the average thickness of the concavo-convex structure layer at 5 cm × 5 cm square is 5.0 μm. A structural layer was prepared. The dropping amount of the polymer solution was 30 cc, the rotation speed of the spin coater was 500 rpm, and the rotation time was 30 seconds.

5cm×5cm角に切り出した凹凸構造層を直径8cmの透明球体に貼り付けた所、折りたたみ部位が生じ、隙間が生じてしまった。   When the concavo-convex structure layer cut out to 5 cm × 5 cm square was attached to a transparent sphere having a diameter of 8 cm, a folded part was formed, and a gap was formed.

本願発明のモールドで製造される反射防止膜は形状追従性に優れる反射防止膜であり、タッチパネルや液晶表示パネル、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイといった画像表示装置、プロジェクター等の投影光学系、光学レンズ等の観察光学系、カメラ等の撮像光学系、偏光ビームスプリッターや発光ダイオードの発光部先端、太陽電池パネルの表面等の光学素子に好適に使用可能である。   The antireflection film produced by the mold of the present invention is an antireflection film excellent in shape followability, such as an image display device such as a touch panel, a liquid crystal display panel, a plasma display or an organic EL display, a projection optical system such as a projector, an optical lens, etc. It can be suitably used for an optical element such as an observation optical system, an imaging optical system such as a camera, a tip of a light emitting part of a polarizing beam splitter or a light emitting diode, and a surface of a solar cell panel.

1 凹凸構造層
2 薄膜層
3 コーティング層
4 反射防止膜
5 自己組織化パターン形成材料に基づく海島構造に由来する凹凸構造
6 凹凸構造層裏面
7 反射防止膜表面
8 反射防止膜裏面
9 抜き取り線
10 頂点平均高さ
11 凹凸構造層の厚み
12 収差による位置ずれ
13 凹部底点
14 凹部底点から裏面までの距離(最大)
15 凹部底点から裏面までの距離(最小)
16 凹凸構造層の厚みばらつき
17 周期間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Uneven structure layer 2 Thin film layer 3 Coating layer 4 Antireflection film 5 Uneven structure derived from sea-island structure based on self-organized pattern forming material 6 Uneven structure layer back surface 7 Antireflection film surface 8 Antireflection film back surface 9 Extraction line 10 Vertex Average height 11 Thickness of concavo-convex structure layer 12 Position shift due to aberration 13 Concave bottom point 14 Distance from concave bottom point to back surface (maximum)
15 Distance from the bottom of the recess to the back (minimum)
16 Unevenness structure layer thickness variation 17 Periodic interval

Claims (15)

モールド表面上の凹凸形状の凸部間隔又は凹部間隔の平均ピッチが、40nm以上250nm以下であり、平均ピッチ分布における標準偏差が、前記平均ピッチの10%以上40%以下であり、かつ、前記モールド表面上の平坦部面積率が、0%以上50%以下である、反射防止膜製造用モールド。   The average pitch of the convex or concave portions of the concave and convex shape on the mold surface is 40 nm or more and 250 nm or less, the standard deviation in the average pitch distribution is 10% or more and 40% or less of the average pitch, and the mold A mold for producing an antireflection film, wherein an area ratio of a flat portion on a surface is 0% or more and 50% or less. 下記の工程:
(1)基材表面にマスク層を形成する工程;
(2)芳香環含有ポリマー(poly1)とポリ(メタ)アクリレート(poly2)とをブロック部分として含むブロックコポリマー(a)を構成成分として含むレジスト層を、前記マスク層上に形成する工程;
(3)前記レジスト層を大気雰囲気下でアニールして前記ブロックコポリマー(a)を相分離させて、海島構造の自己組織化パターンを形成する工程;
(4)エッチングにより、相分離させたレジスト層中のポリ(メタ)アクリレート部分を選択的に除去する工程;
(5)残存した芳香環含有ポリマー部分によりパターニングされたレジスト層をマスクとしてエッチングを行い、前記マスク層に前記パターニングされたレジスト層のパターンを転写する工程;
(6)パターニングされたマスク層に対してエッチングを行い、前記基材表面に前記パターニングされたマスク層のパターンを転写する工程;及び
(7)前記パターニングされたレジスト層及び前記パターニングされたマスク層を除去した後、パターニングされた基材表面を離型剤で処理する工程;
を含む、請求項1に記載の反射防止膜製造用モールドの製造方法。
The following steps:
(1) forming a mask layer on the substrate surface;
(2) forming a resist layer containing the block copolymer (a) containing the aromatic ring-containing polymer (poly1) and the poly (meth) acrylate (poly2) as a block component on the mask layer;
(3) annealing the resist layer in an air atmosphere to phase-separate the block copolymer (a) to form a self-organized pattern of a sea-island structure;
(4) a step of selectively removing a poly (meth) acrylate portion in the phase-separated resist layer by etching;
(5) A step of etching using the resist layer patterned with the remaining aromatic ring-containing polymer portion as a mask, and transferring the pattern of the patterned resist layer to the mask layer;
(6) etching the patterned mask layer to transfer the pattern of the patterned mask layer to the substrate surface; and (7) the patterned resist layer and the patterned mask layer. A step of treating the patterned substrate surface with a release agent after removing the substrate;
The manufacturing method of the mold for anti-reflective film manufacture of Claim 1 containing this.
前記レジスト層が、前記poly1を構成するモノマーから合成された芳香環含有ホモポリマー(b)、及び/又は前記poly2を構成するモノマーから合成されたポリ(メタ)アクリレートホモポリマー(c)をさらに含む、請求項2に記載の方法。   The resist layer further includes an aromatic ring-containing homopolymer (b) synthesized from a monomer constituting the poly1 and / or a poly (meth) acrylate homopolymer (c) synthesized from a monomer constituting the poly2. The method according to claim 2. 前記poly1と前記poly2の質量比が、10:90〜90:10である、請求項2又は3に記載の方法。   The method of Claim 2 or 3 whose mass ratio of the said poly1 and the said poly2 is 10: 90-90: 10. 前記ブロックコポリマー(a)の数平均分子量が、5.0万以上500万以下である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。   The method as described in any one of Claims 2-4 whose number average molecular weights of the said block copolymer (a) are 5 million or more and 5 million or less. 前記poly1の数平均分子量Mn1が、3.0万以上100万以下であり、かつ前記poly2の数平均分子量Mn2が、1.0万以上150万以下である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。   The number average molecular weight Mn1 of the poly1 is from 30,000 to 1,000,000, and the number average molecular weight Mn2 of the poly2 is from 10,000 to 1,500,000. The method according to item. 前記Mn1が前記Mn2より大きい場合には、前記レジスト層はホモポリマー(b)を含み、前記Mn1が前記Mn2より小さい場合には、前記レジスト層はホモポリマー(c)を含む、請求項6に記載の方法。   The resist layer includes a homopolymer (b) when the Mn1 is larger than the Mn2, and the resist layer includes a homopolymer (c) when the Mn1 is smaller than the Mn2. The method described. 前記レジスト層全体に対する前記ブロックコポリマー(a)の質量比が30質量%以上90質量%以下であり、前記ホモポリマー(b)と前記ホモポリマー(c)の合計の質量比が10質量%以上70質量%以下である、請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法。   The mass ratio of the block copolymer (a) to the entire resist layer is 30% by mass to 90% by mass, and the total mass ratio of the homopolymer (b) and the homopolymer (c) is 10% by mass to 70%. The method as described in any one of Claims 2-7 which is the mass% or less. 前記(6)工程におけるエッチングを、Arを含むエッチングガスを用いる等方性リアクティブイオンエッチングにより行う、請求項2〜8のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the etching in the step (6) is performed by isotropic reactive ion etching using an etching gas containing Ar. 前記poly1がポリスチレンであり、かつ前記poly2がポリメタクリル酸メチルである、請求項2〜9のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 9, wherein the poly1 is polystyrene and the poly2 is polymethyl methacrylate. 前記ブロックコポリマー中の前記ポリスチレンの割合が、10質量%以上95質量%以下である、請求項10に記載の方法。   The method of Claim 10 that the ratio of the said polystyrene in the said block copolymer is 10 mass% or more and 95 mass% or less. 前記基材がSiである、請求項2〜11のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 11, wherein the substrate is Si. 前記マスク層がSiOである、請求項2〜12のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 2 , wherein the mask layer is SiO 2 . 請求項1に記載の反射防止膜製造用モールドを使用して製造し、降伏歪みが1%以上であり、かつ引張伸度が10%以上である樹脂からなり、かつ厚み平均が0.2μm〜4μmである反射防止膜。   It manufactures using the mold for anti-reflective film manufacture of Claim 1, It consists of resin whose yield distortion is 1% or more, and tensile elongation is 10% or more, and thickness average is 0.2 micrometer- Antireflection film which is 4 μm. 前記樹脂が、パーフルオロアルキルエーテル環構造を有するアモルファスフッ素樹脂である、請求項14に記載の反射防止膜。   The antireflection film according to claim 14, wherein the resin is an amorphous fluororesin having a perfluoroalkyl ether ring structure.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164102A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Dainippon Printing Co Ltd Anti-reflection article and image display device
JP2016122163A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 デクセリアルズ株式会社 Optical film and manufacturing method therefor
JP2016186043A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 東京応化工業株式会社 Production method of structure including phase separation structure, and resin composition for forming phase separation structure
WO2023237569A1 (en) 2022-06-06 2023-12-14 The Provost, Fellows, Scholars And Other Members Of The Board Of Trinity College Dublin Method for fabricating nanopatterned substrates

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004258380A (en) * 2003-02-26 2004-09-16 Toshiba Corp Display device and method for manufacturing transparent substrate for display device
JP2005279919A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Japan Aviation Electronics Industry Ltd Micro movable device and manufacturing method of the same
JP2006201371A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Canon Inc Optical element, optical scanner provided with the same
JP2006227344A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Toppan Printing Co Ltd Optical laminate member and method for manufacturing the same
JP2008036491A (en) * 2006-08-03 2008-02-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Pattern formation method and mold
WO2011043464A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 シャープ株式会社 Mold and production method for same, and anti-reflection film
WO2011129378A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Self-supporting film, self-supporting structure, method for manufacturing self-supporting film, and pellicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004258380A (en) * 2003-02-26 2004-09-16 Toshiba Corp Display device and method for manufacturing transparent substrate for display device
JP2005279919A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Japan Aviation Electronics Industry Ltd Micro movable device and manufacturing method of the same
JP2006201371A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Canon Inc Optical element, optical scanner provided with the same
JP2006227344A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Toppan Printing Co Ltd Optical laminate member and method for manufacturing the same
JP2008036491A (en) * 2006-08-03 2008-02-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Pattern formation method and mold
WO2011043464A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 シャープ株式会社 Mold and production method for same, and anti-reflection film
WO2011129378A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Self-supporting film, self-supporting structure, method for manufacturing self-supporting film, and pellicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164102A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Dainippon Printing Co Ltd Anti-reflection article and image display device
JP2016122163A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 デクセリアルズ株式会社 Optical film and manufacturing method therefor
JP2016186043A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 東京応化工業株式会社 Production method of structure including phase separation structure, and resin composition for forming phase separation structure
WO2023237569A1 (en) 2022-06-06 2023-12-14 The Provost, Fellows, Scholars And Other Members Of The Board Of Trinity College Dublin Method for fabricating nanopatterned substrates

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