JP2016162862A - パターンの形成方法、加工基板の製造方法、光学部品の製造方法、回路基板の製造方法、電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 反転プロセスを用いて好適なパターンを形成するパターン形成方法を提供すること。【解決手段】 反転プロセスを有するパターンの形成方法であって、前記光硬化性組成物が少なくとも重合性化合物（Ａ）成分と光重合開始剤（Ｂ）成分とを少なくとも有しており、前記（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が２００以上１０００以下であり、かつ、前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）が３．８０以上であることを特徴とするパターン形成方法。但し、前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）は、Ｎ／（ＮＣ−ＮＯ）値のモル分率加重平均値であり、Ｎはある分子中の全原子数であり、ＮＣは前記分子中の炭素原子数であり、ＮＯは前記分子中の酸素原子数である。【選択図】 図２

Description

本発明は、パターンの形成方法、加工基板の製造方法、光学部品の製造方法、回路基板の製造方法、電子部品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳ等においては、微細化の要求が高まっており、微細加工技術として、光ナノインプリント技術が注目されている。

光ナノインプリント技術では、表面に微細な凹凸パターンが形成されたモールド（型）を光硬化性組成物（レジスト）が塗布された基板（ウエハ）に押しつけた状態で光硬化性組成物を硬化させる。これにより、モールドの凹凸パターンを光硬化性組成物の硬化膜に転写し、パターンを基板上に形成する。光ナノインプリント技術によれば、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。

特許文献１に記載の光ナノインプリント技術では、まず、基板上のパターン形成領域にレジストを塗布する（配置工程）。次に、このレジストをパターンが形成された型を用いて成形する（型接触工程）。そして、光を照射してレジストを硬化（光照射工程）させたうえで引き離す（離型工程）。これらの工程を実施することにより、所定の形状を有するレジストのパターン（光硬化膜）が基板上に形成される（図１）。

光ナノインプリント技術を用いて得られたパターンをマスクとして基板を加工するにあたって、反転プロセスと呼ばれるプロセスを適用することができる。

特許文献２には、次の工程が開示されている。凹凸パターン上に反転層を形成（反転層形成工程）し、凹部に反転層材料が埋め込まれた状態で、凹凸パターンの凸部の頂面を露出させるように反転層の一部を除去（反転層部分除去工程）し、凹部に埋め込まれた反転層をマスクとする。そのマスクを利用し、前記凹凸パターンの層、さらにその下層の被加工層をエッチングして反転層材料からなる反転パターンを形成（エッチング工程）する。

特開２００７−１８６５７０号公報 特表２００６−５２４９１９号公報

Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， １３０，ｐ１４３（１９８３）

特許文献１に記載の光ナノインプリント技術においては、硬化膜の凹凸パターン自体がエッチングマスクとなるため、高いドライエッチング耐性を有するレジストであることが求められている。

これに対して、特許文献２のような反転プロセスにおいては、反転層がエッチングマスクとなるため、凹凸パターンを有する層は速やかに除去される必要がある。つまり、エッチングに用いられるガスに対する凹凸パターンの層のドライエッチング速度が、反転層に比べて十分に速い必要がある。

加えて、光ナノインプリント技術を用いて精度の良い凹凸パターンを生産性高く形成するためには、離型工程においてマスクをレジストの光硬化膜から引き剥がす力、すなわち離型力の低減が求められている。離型力が高いと、離型に伴ってレジストパターンがひきちぎられてマスク側に残存する欠陥（離型欠陥）数が発生し、これを低減する必要があるためである。

具体的には、パターン高さが高い（たとえば、４０ｎｍ以上）凹凸パターンを有するモールドを用いて、繰り返し欠陥なく光硬化膜の凹凸パターンを形成することは現状かなりの困難性を有する。

すなわち、反転層を用いる反転プロセスにおいて、凹凸パターンの層に光ナノインプリント技術で形成した光硬化膜を適用する場合、光硬化膜に求められる特性が通常のインプリント用レジストとは異なり、これに適したインプリント用レジストを使用する新たな形成方法の開発が求められていた。

そこで本発明は、反転プロセスを用いて好適なパターンを形成するパターン形成方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明に係るパターンの形成方法は、
基板上に光硬化性組成物を配置する配置工程と、
前記光硬化性組成物と凹凸パターンが形成されているモールドとを接触させる型接触工程と、
前記光硬化性組成物に光を照射して硬化膜とする光照射工程と、
前記硬化膜と前記モールドとを引き離す離型工程と、
前記モールドの凹凸パターンが転写された硬化膜上に、反転層を形成する反転層形成工程と、
前記硬化膜に形成された凹凸パターンの凹部に前記反転層が埋め込まれた状態で、前記凹凸パターンの凸部を露出させるように前記反転層の一部を除去する反転層部分除去工程と、
前記凹部に埋め込まれた前記反転層をマスクとし、前記光硬化性組成物層をエッチングして反転パターンを形成するエッチング工程と、
を備えるパターンの形成方法であって、
前記光硬化性組成物が少なくとも重合性化合物（Ａ）成分と光重合開始剤（Ｂ）成分とを少なくとも有しており、
前記（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が２００以上１０００以下であり、かつ、
前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）が３．８０以上である
ことを特徴とする。

但し、前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）は、Ｎ／（Ｎ_Ｃ−Ｎ_Ｏ）値のモル分率加重平均値であり、Ｎはある分子中の全原子数であり、Ｎ_Ｃは前記分子中の炭素原子数であり、Ｎ_Ｏは前記分子中の酸素原子数である。

本発明によれば、パターン高さが低いモールドを用いて加工することができるパターン形成方法を提供することができる。

本実施形態に係る光ナノインプリント技術の例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る反転プロセスの例を示す模式断面図である。 本実施形態に基づく実施例及び比較例を説明する模式断面図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明においては、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。

［光硬化性組成物］
本実施形態に係る光硬化性組成物は、重合性化合物である成分（Ａ）と、光重合開始剤である成分（Ｂ）と、を有する化合物である。本実施形態に係る光硬化性組成物はさらに、非重合性化合物である成分（Ｃ）を含有してもよい。

また、本明細書において硬化膜とは、基板上で光硬化性組成物を重合させて硬化させた膜を意味する。なお、硬化膜の形状は特に限定されず、表面にパターン形状を有していてもよい。

以下、各成分について、詳細に説明する。

＜成分（Ａ）：重合性化合物＞
成分（Ａ）は重合性化合物である。ここで、本明細書において重合性化合物とは、光重合開始剤（成分（Ｂ））から発生した重合因子（ラジカル等）と反応し、連鎖反応（重合反応）によって高分子化合物からなる膜を形成する化合物である。

このような重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物が挙げられる。成分（Ａ）である重合性化合物は、一種類の重合性化合物のみから構成されていてもよく、複数種類の重合性化合物で構成されていてもよい。

ラジカル重合性化合物としては、アクリロイル基又はメタクリロイル基を１つ以上有する化合物、すなわち、（メタ）アクリル化合物であることが好ましい。したがって、本実施形態に係る光硬化性組成物は、成分（Ａ）として（メタ）アクリル化合物を含むことが好ましく、成分（Ａ）の主成分が（メタ）アクリル化合物であることがより好ましく、（メタ）アクリル化合物であることが最も好ましい。なお、ここで記載する成分（Ａ）の主成分が（メタ）アクリル化合物であるとは、成分（Ａ）の９０重量％以上が（メタ）アクリル化合物であることを示す。

ラジカル重合性化合物が、アクリロイル基又はメタクリロイル基を１つ以上有する複数種類の化合物で構成される場合には、単官能（メタ）アクリルモノマーと多官能（メタ）アクリルモノマーを含むことが好ましい。これは、単官能（メタ）アクリルモノマーと多官能（メタ）アクリルモノマーを組み合わせることで、機械的強度が強い硬化膜が得られるからである。

アクリロイル基又はメタクリロイル基を１つ有する単官能（メタ）アクリル化合物としては、例えば、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシ−２−メチルエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、４−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、３−（２−フェニルフェニル）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ｐ−クミルフェノールの（メタ）アクリレート、２−ブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２，４−ジブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、２，４，６−トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ＥＯ変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、２−エチル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、４−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、へキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、７−アミノ−３，７−ジメチルオクチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等が挙げられるが、これらに限定されない。

上記単官能（メタ）アクリル化合物の市販品としては、アロニックス（登録商標）Ｍ１０１、Ｍ１０２、Ｍ１１０、Ｍ１１１、Ｍ１１３、Ｍ１１７、Ｍ５７００、ＴＯ−１３１７、Ｍ１２０、Ｍ１５０、Ｍ１５６（以上、東亞合成製）、ＭＥＤＯＬ１０、ＭＩＢＤＯＬ１０、ＣＨＤＯＬ１０、ＭＭＤＯＬ３０、ＭＥＤＯＬ３０、ＭＩＢＤＯＬ３０、ＣＨＤＯＬ３０、ＬＡ、ＩＢＸＡ、２−ＭＴＡ、ＨＰＡ、ビスコート＃１５０、＃１５５、＃１５８、＃１９０、＃１９２、＃１９３、＃２２０、＃２０００、＃２１００、＃２１５０（以上、大阪有機化学工業製）、ライトアクリレートＢＯ−Ａ、ＥＣ−Ａ、ＤＭＰ−Ａ、ＴＨＦ−Ａ、ＨＯＰ−Ａ、ＨＯＡ−ＭＰＥ、ＨＯＡ−ＭＰＬ、ＰＯ−Ａ、Ｐ−２００Ａ、ＮＰ−４ＥＡ、ＮＰ−８ＥＡ、エポキシエステルＭ−６００Ａ（以上、共栄社化学製）、ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標） ＴＣ１１０Ｓ、Ｒ−５６４、Ｒ−１２８Ｈ（以上、日本化薬製）、ＮＫエステルＡＭＰ−１０Ｇ、ＡＭＰ−２０Ｇ（以上、新中村化学工業製）、ＦＡ−５１１Ａ、５１２Ａ、５１３Ａ（以上、日立化成製）、ＰＨＥ、ＣＥＡ、ＰＨＥ−２、ＰＨＥ−４、ＢＲ−３１、ＢＲ−３１Ｍ、ＢＲ−３２（以上、第一工業製薬製）、ＶＰ（ＢＡＳＦ製）、ＡＣＭＯ、ＤＭＡＡ、ＤＭＡＰＡＡ（以上、興人製）等が挙げられるが、これらに限定されない。

また、アクリロイル基又はメタクリロイル基を２つ以上有する多官能（メタ）アクリル化合物としては、例えば、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ，ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−へキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−アダマンタンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロイルオキシ）イソシアヌレート、ビス（ヒドロキシメチル）トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性２，２−ビス（４−（（メタ）アクリロキシ）フェニル）プロパン、ＰＯ変性２，２−ビス（４−（（メタ）アクリロキシ）フェニル）プロパン、ＥＯ，ＰＯ変性２，２−ビス（４−（（メタ）アクリロキシ）フェニル）プロパン等が挙げられるが、これらに限定されない。

上記多官能（メタ）アクリル化合物の市販品としては、ユピマー（登録商標）ＵＶ ＳＡ１００２、ＳＡ２００７（以上、三菱化学製）、ビスコート＃１９５、＃２３０、＃２１５、＃２６０、＃３３５ＨＰ、＃２９５、＃３００、＃３６０、＃７００、ＧＰＴ、３ＰＡ（以上、大阪有機化学工業製）、ライトアクリレート４ＥＧ−Ａ、９ＥＧ−Ａ、ＮＰ−Ａ、ＤＣＰ−Ａ、ＢＰ−４ＥＡ、ＢＰ−４ＰＡ、ＴＭＰ−Ａ、ＰＥ−３Ａ、ＰＥ−４Ａ、ＤＰＥ−６Ａ（以上、共栄社化学製）、ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標） ＰＥＴ−３０、ＴＭＰＴＡ、Ｒ−６０４、ＤＰＨＡ、ＤＰＣＡ−２０、−３０、−６０、−１２０、ＨＸ−６２０、Ｄ−３１０、Ｄ−３３０（以上、日本化薬製）、アロニックス（登録商標）Ｍ２０８、Ｍ２１０、Ｍ２１５、Ｍ２２０、Ｍ２４０、Ｍ３０５、Ｍ３０９、Ｍ３１０、Ｍ３１５、Ｍ３２５、Ｍ４００（以上、東亞合成製）、リポキシ（登録商標）ＶＲ−７７、ＶＲ−６０、ＶＲ−９０（以上、昭和高分子製）等が挙げられるが、これらに限定されない。

なお、上述した化合物群において、（メタ）アクリレートとは、アクリレートまたはそれと同等のアルコール残基を有するメタクリレートを意味する。（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基またはそれと同等のアルコール残基を有するメタクリロイル基を意味する。ＥＯは、エチレンオキサイドを示し、ＥＯ変性化合物Ａとは、化合物Ａの（メタ）アクリル酸残基とアルコール残基がエチレンオキサイド基のブロック構造を介して結合している化合物を示す。また、ＰＯは、プロピレンオキサイドを示し、ＰＯ変性化合物Ｂとは、化合物Ｂの（メタ）アクリル酸残基とアルコール残基がプロピレンオキサイド基のブロック構造を介して結合している化合物を示す。

＜（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）＞
組成物のドライエッチング速度Ｖ、組成物中の全原子数Ｎ、組成物中の全炭素原子数Ｎ_Ｃ、及び組成物中の全酸素原子数Ｎ_Ｏは、下記式（１）の関係にあることが知られている（非特許文献１）。
Ｖ∝Ｎ／（Ｎ_Ｃ−Ｎ_Ｏ） 式（１）

ここで、Ｎ／（Ｎ_Ｃ−Ｎ_Ｏ）は通称“オオニシパラメータ”（以下、ＯＰ）と呼ばれている。例えば特許文献１には、オオニシパラメータが小さい重合性化合物成分を用いることで、ドライエッチング耐性の高い光硬化性組成物を得る技術が記載されている。

上記式（１）によれば、分子中に酸素原子が多い、あるいは、芳香環構造や脂環構造が少ない有機化合物ほどオオニシパラメータが大きく、ドライエッチング速度が速いことが示唆される。

本発明に用いる光硬化性組成物は、（Ａ）成分のＯＰが３．８０以上であることを特徴とする。但し、（Ａ）成分が複数種類の重合性化合物Ａ_１、Ａ_２、・・・、Ａ_ｎで構成される場合には、下記式（２）のように、モル分率に基づく加重平均値（モル分率加重平均値）としてＯＰを算出する。

ここで、ＯＰ_ｎは成分Ａ_ｎのＯＰであり、ｎ_ｎは成分Ａ_ｎの（Ａ）成分全体に占めるモル分率である。

光硬化性組成物は、（Ａ）成分のＯＰが３．８０以上であれば良いが、４．５０以上であるとより好ましい。また、光硬化性組成物は、（Ａ）成分のＯＰが７．００以下であると好ましい。

なお、本実施形態に係る光硬化性組成物またはこれを硬化して得られる硬化膜を赤外分光法、紫外可視分光法、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法などで分析することで、成分（Ａ）の組成を求めることができる。その結果、光硬化性組成物における成分（Ａ）のＯＰを求めることができる。

また、本実施形態にいて、光硬化性組成物は、（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が２００以上１０００以下である。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が分子量が２００より小さいと、後述する配置工程において（Ａ）成分の揮発が生じ、組成が変化する恐れがある。さらに、（Ａ）成分の揮発が生じると、光硬化膜が所望の厚さよりも薄くなる問題も生じる。また、（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が１０００を超えると、粘度が高く、後述する型接触工程において長時間の充填時間を要する問題を生じる。

また、光硬化性組成物は、（Ａ）成分のＯＰが７．０以下であると好ましい。

＜成分（Ｂ）：光重合開始剤＞
成分（Ｂ）は、光重合開始剤である。

本明細書において光重合開始剤は、所定の波長の光を感知して上記重合因子（ラジカル）を発生させる化合物である。具体的には、光重合開始剤は、光（赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等の荷電粒子線等、放射線）によりラジカルを発生する重合開始剤（ラジカル発生剤）である。

成分（Ｂ）は、一種類の光重合開始剤で構成されていてもよく、複数種類の光重合開始剤で構成されていてもよい。

ラジカル発生剤としては、例えば、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−又はｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の置換基を有してもよい２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体；２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン等のα―アミノ芳香族ケトン誘導体；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナンタラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン、プロピルベンゾイン等のベンゾイン誘導体；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；Ｎ−フェニルグリシン等のＮ−フェニルグリシン誘導体；アセトフェノン、３−メチルアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体；チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のチオキサントン誘導体；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド、ビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド誘導体；１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等のオキシムエステル誘導体；キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等が挙げられるが、これらに限定されない。

上記ラジカル発生剤の市販品として、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４、３６９、６５１、５００、８１９、９０７、７８４、２９５９、ＣＧＩ−１７００、−１７５０、−１８５０、ＣＧ２４−６１、Ｄａｒｏｃｕｒ １１１６、１１７３、Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ、ＬＲ８８９３、ＬＲ８９７０（以上、ＢＡＳＦ製）、ユベクリルＰ３６（ＵＣＢ製）等が挙げられるが、これらに限定されない。

これらの中でも、成分（Ｂ）は、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤であることが好ましい。なお、上記の例のうち、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤は、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド化合物である。

光重合開始剤である成分（Ｂ）の光硬化性組成物における配合割合は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、後述する成分（Ｃ）の合計、すなわち溶剤を除く全成分の合計重量に対して、０．１重量％以上５０重量％以下であるとよい。また、好ましくは、０．１重量％以上２０重量％以下であり、さらに好ましくは１０重量％より大きく２０重量％以下である。

成分（Ｂ）の配合割合を成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）の合計に対して０．１重量％以上とすることにより、組成物の硬化速度が速くなり、反応効率を良くすることができる。また、成分（Ｂ）の配合割合を成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）の合計に対して５０重量％以下とすることにより、得られる硬化膜をある程度の機械的強度を有する硬化膜とすることができる。

＜成分（Ｃ）：非重合性化合物＞
本実施形態に係る光硬化性組成物は、前述した、成分（Ａ）、成分（Ｂ）の他に、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、更に成分（Ｃ）として非重合性化合物を含有することができる。このような成分（Ｃ）としては、（メタ）アクリロイル基などの重合性官能基を有さず、かつ、所定の波長の光を感知して上記重合因子（ラジカル）を発生させる能力を有さない化合物が挙げられる。例えば、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分、その他添加剤等が挙げられる。成分（Ｃ）として前記化合物を複数種類含有してもよい。

増感剤は、重合反応促進や反応転化率の向上を目的として、適宜添加される化合物である。増感剤として、例えば、増感色素等が挙げられる。

増感色素は、特定の波長の光を吸収することにより励起され、成分（Ｂ）である光重合開始剤と相互作用する化合物である。なお、ここで記載する相互作用とは、励起状態の増感色素から成分（Ｂ）である光重合開始剤へのエネルギー移動や電子移動等である。

増感色素の具体例としては、アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、キサントン誘導体、クマリン誘導体、フェノチアジン誘導体、カンファキノン誘導体、アクリジン系色素、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素等が挙げられるが、これらに限定されない。

増感剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。

水素供与体は、成分（Ｂ）である光重合開始剤から発生した開始ラジカルや、重合生長末端のラジカルと反応し、より反応性が高いラジカルを発生する化合物である。成分（Ｂ）である光重合開始剤が光ラジカル発生剤である場合に添加することが好ましい。

このような水素供与体の具体例としては、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、アリルチオ尿素、ｓ−ベンジルイソチウロニウム−ｐ−トルエンスルフィネート、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレンテトラミン、４，４’−ビス（ジアルキルアミノ）ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、トリエタノールアミン、Ｎ−フェニルグリシンなどのアミン化合物、２−メルカプト−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール、メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプト化合物、等が挙げられるが、これらに限定されない。

水素供与体は、一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。また、水素供与体は、増感剤としての機能を有してもよい。

モールドとレジストとの間の界面結合力の低減、すなわち後述する離型工程における離型力の低減を目的として、光硬化性組成物に内添型離型剤を添加することができる。本明細書において内添型とは、光硬化性組成物の配置工程の前に予め光硬化性組成物に添加されていることを意味する。

内添型離型剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤および炭化水素系界面活性剤等の界面活性剤等を使用できる。なお、本発明において内添型離型剤は、重合性を有さないものとする。

フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を有するアルコールのポリアルキレンオキサイド（ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等）付加物、パーフルオロポリエーテルのポリアルキレンオキサイド（ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等）付加物等が含まれる。なお、フッ素系界面活性剤は、分子構造の一部（例えば、末端基）に、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルキル基、アミノ基、チオール基等を有してもよい。

フッ素系界面活性剤としては、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、メガファック（登録商標）Ｆ−４４４、ＴＦ−２０６６、ＴＦ−２０６７、ＴＦ−２０６８（以上、ＤＩＣ製）、フロラード ＦＣ−４３０、ＦＣ−４３１（以上、住友スリーエム製）、サーフロン（登録商標） Ｓ−３８２（ＡＧＣ製）、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、ＥＦ−１２１、ＥＦ−１２６、ＥＦ−１２７、ＭＦ−１００（以上、トーケムプロダクツ製）、ＰＦ−６３６、ＰＦ−６３２０、ＰＦ−６５６、ＰＦ−６５２０（以上、ＯＭＮＯＶＡ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ製）、ユニダイン（登録商標）ＤＳ−４０１、ＤＳ−４０３、ＤＳ−４５１（以上、ダイキン工業製）、フタージェント（登録商標） ２５０、２５１、２２２Ｆ、２０８Ｇ（以上、ネオス製）等が挙げられる。

また、内添型離型剤は、炭化水素系界面活性剤でもよい。

炭化水素系界面活性剤としては、炭素数１〜５０のアルキルアルコールに炭素数２〜４のアルキレンオキサイドを付加した、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物等が含まれる。

アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物としては、メチルアルコールエチレンオキサイド付加物、デシルアルコールエチレンオキサイド付加物、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物、セチルアルコールエチレンオキサイド付加物、ステアリルアルコールエチレンオキサイド付加物、ステアリルアルコールエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。なお、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物の末端基は、単純にアルキルアルコールにポリアルキレンオキサイドを付加して製造できるヒドロキシル基に限定されない。このヒドロキシル基が他の置換基、例えば、カルボキシル基、アミノ基、ピリジル基、チオール基、シラノール基等の極性官能基やアルキル基、アルコキシ基等の疎水性官能基に置換されていてもよい。

アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物は、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、青木油脂工業製のポリオキシエチレンメチルエーテル（メチルアルコールエチレンオキサイド付加物）（ＢＬＡＵＮＯＮ ＭＰ−４００、ＭＰ−５５０、ＭＰ−１０００）、青木油脂工業製のポリオキシエチレンデシルエーテル（デシルアルコールエチレンオキサイド付加物）（ＦＩＮＥＳＵＲＦ Ｄ−１３０３、Ｄ−１３０５、Ｄ−１３０７、Ｄ−１３１０）、青木油脂工業製のポリオキシエチレンラウリルエーテル（ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物）（ＢＬＡＵＮＯＮ ＥＬ−１５０５）、青木油脂工業製のポリオキシエチレンセチルエーテル（セチルアルコールエチレンオキサイド付加物）（ＢＬＡＵＮＯＮ ＣＨ−３０５、ＣＨ−３１０）、青木油脂工業製のポリオキシエチレンステアリルエーテル（ステアリルアルコールエチレンオキサイド付加物）（ＢＬＡＵＮＯＮ ＳＲ−７０５、ＳＲ−７０７、ＳＲ−７１５、ＳＲ−７２０、ＳＲ−７３０、ＳＲ−７５０）、青木油脂工業製のランダム重合型ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンステアリルエーテル（ＢＬＡＵＮＯＮ ＳＡ−５０／５０ １０００Ｒ、ＳＡ−３０／７０ ２０００Ｒ）、ＢＡＳＦ製のポリオキシエチレンメチルエーテル（Ｐｌｕｒｉｏｌ（登録商標） Ａ７６０Ｅ）、花王製のポリオキシエチレンアルキルエーテル（エマルゲンシリーズ）等が挙げられる。

これらの炭化水素系界面活性剤の中でも内添型離型剤としては、アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物であることが好ましく、長鎖アルキルアルコールポリアルキレンオキサイド付加物であることがより好ましい。

内添型離型剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。

非重合性化合物である成分（Ｃ）の光硬化性組成物における配合割合は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、後述する成分（Ｃ）の合計、すなわち溶剤を除く全成分の合計重量に対して、０重量％以上５０重量％以下であるとよい。また、好ましくは、０．１重量％以上５０重量％以下であり、さらに好ましくは０．１重量％以上２０重量％以下である。

成分（Ｃ）の配合割合を成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）の合計に対して５０重量％以下とすることにより、得られる硬化膜をある程度の機械的強度を有する硬化膜とすることができる。

＜成分（Ｄ）：溶剤＞
本実施形態に係る光硬化性組成物は、成分（Ｄ）として溶剤を含有していてもよい。成分（Ｄ）としては、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）が溶解する溶剤であれば、特に限定はされない。好ましい溶剤としては常圧における沸点が８０℃以上２００℃以下の溶剤である。さらに好ましくは、エステル構造、ケトン構造、水酸基、エーテル構造のいずれかを少なくとも１つ有する溶剤である。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、乳酸エチルから選ばれる単独、あるいはこれらの混合溶剤である。

＜光硬化性組成物の配合時の温度＞
本実施形態の光硬化性組成物を調製する際には、少なくとも成分（Ａ）、成分（Ｂ）を所定の温度条件下で混合・溶解させる。具体的には、０℃以上１００℃以下の範囲で行う。添加成分（Ｃ）を含有する場合も同様である。

＜光硬化性組成物の粘度＞
本実施形態に係る光硬化性組成物の溶剤（成分（Ｄ））を除く成分の混合物の２５℃での粘度は、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。また、より好ましくは、１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは、１ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下である。

光硬化性組成物の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下とすることにより、光硬化性組成物をモールドに接触する際に、モールド上の微細パターンのうち凹部に組成物が充填するのにかかる時間が長時間とならずに済む。つまり、本実施形態に係る光硬化性組成物を用いることで、光ナノインプリント法を高い生産性で実施することができる。また、充填不良によるパターン欠陥が生じにくい。

また、粘度を１ｍＰａ・ｓ以上とすることにより、光硬化性組成物を基板上に塗布する際に塗りムラが生じにくくなる。さらに、光硬化性組成物をモールドに接触する際に、モールドの端部から光硬化性組成物が流出しにくくなる。

＜光硬化性組成物の表面張力＞
本実施形態に係る光硬化性組成物の表面張力は、溶剤（成分（Ｄ））を除く成分の混合物について２３℃での表面張力が、５ｍＮ／ｍ以上７０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。また、より好ましくは、７ｍＮ／ｍ以上３５ｍＮ／ｍ以下であり、さらに好ましくは、１０ｍＮ／ｍ以上３２ｍＮ／ｍ以下である。ここで、表面張力を５ｍＮ／ｍ以上とすることにより、光硬化性組成物をモールドに接触させる際にモールド上の微細パターンのうち凹部に組成物が充填するのにかかる時間が長時間とならずに済む。

また、表面張力を７０ｍＮ／ｍ以下とすることにより、光硬化性組成物を硬化して得られる硬化膜が表面平滑性を有する硬化膜となる。

＜光硬化性組成物に混入している不純物＞
本実施形態に係る光硬化性組成物は、できる限り不純物を含まないことが好ましい。ここで記載する不純物とは、前述した成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）以外のものを意味する。

したがって、本実施形態に係る光硬化性組成物は、精製工程を経て得られたものであることが好ましい。このような精製工程としては、フィルタを用いた濾過等が好ましい。

フィルタを用いた濾過を行う際には、具体的には、前述した成分（Ａ）、成分（Ｂ）および必要に応じて添加する添加成分を混合した後、例えば、孔径０．００１μｍ以上５．０μｍ以下のフィルタで濾過することが好ましい。フィルタを用いた濾過を行う際には、多段階で行ったり、多数回繰り返したりすることがさらに好ましい。また、濾過した液を再度濾過してもよい。孔径の異なるフィルタを複数用いて濾過してもよい。濾過に使用するフィルタとしては、ポリエチレン樹脂製、ポリプロピレン樹脂製、フッ素樹脂製、ナイロン樹脂製等のフィルタを使用することができるが、特に限定されるものではない。

このような精製工程を経ることで、光硬化性組成物に混入したパーティクル等の不純物を取り除くことができる。これにより、パーティクル等の不純物によって、光硬化性組成物を硬化した後に得られる硬化膜に不用意に凹凸が生じてパターンの欠陥が発生することを防止することができる。

なお、本実施形態に係る光硬化性組成物を、半導体集積回路を製造するために使用する場合、製品の動作を阻害しないようにするため、光硬化性組成物中に金属原子を含有する不純物（金属不純物）が混入することを極力避けることが好ましい。このような場合、光硬化性組成物に含まれる金属不純物の濃度としては、１０ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｂ以下にすることがさらに好ましい。

［パターン形状を有する膜の製造方法］
次に、本実施形態に係るパターン形状を有する硬化膜の製造方法について説明する。図１は、本実施形態に係るパターン形状を有する硬化膜の製造方法の例を示す模式断面図である。

本実施形態のパターン形状を有する膜の製造方法は、
基板上に、前述の本実施形態の光硬化性組成物を配置する第１の工程［１］と、
前記光硬化性組成物とモールドとを接触させる第２の工程［２］と、
前記光硬化性組成物に光を照射する第３の工程［４］と、
第３の工程によって得られた硬化膜とモールドとを引き離す第４の工程［５］と、
を有する。

本実施形態に係るパターン形状を有する硬化膜の製造方法は、光ナノインプリント方法を利用した膜の作製方法である。

本実施形態に係るパターン形状を有する硬化膜の製造方法によって得られる硬化膜は、１ｎｍ以上１０ｍｍ以下のサイズのパターンを有する膜であることが好ましい。また、１０ｎｍ以上１００μｍ以下のサイズのパターンを有する膜であることがより好ましい。なお、一般に、光を利用してナノサイズ（１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）のパターン（凹凸構造）を有する膜を作製するパターン形成技術は、光ナノインプリント法と呼ばれている。本実施形態に係るパターン形状を有する硬化膜の製造方法は、光ナノインプリント法を利用している。

以下、各工程について説明する。

＜配置工程［１］＞
本工程（配置工程）では、図１（ａ）に示す通り、前述した本実施形態に係る光硬化性組成物１０１を基板１０２上に配置（塗布）して塗布膜を形成する。

光硬化性組成物１０１を配置する対象である基板１０２は、被加工基板であり、通常、シリコンウエハが用いられる。基板１０２上には、被加工層１０３が形成されていてもよい。基板１０２及び被加工層１０３の間にさらに他の層が形成されていてもよい。

ただし本発明において、基板１０２はシリコンウエハに限定されるものではない。基板１０２は、アルミニウム、チタン−タングステン合金、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−銅−ケイ素合金、酸化ケイ素、窒化ケイ素等の半導体デバイス用基板として知られているものの中からも任意に選択することができる。

被加工層１０３としては、後述する反転層をマスクとして容易に加工することができ、かつ、被加工層１０３の下地となる基板１０２あるいはその他の層を加工するにあたって耐性を有する層であれば特に限定されるものではない。被加工層１０３としては最表層にカーボン材料を形成すると良く、例えば、スピン・オン・カーボン、ダイヤモンドライクカーボン、グラファイトなどのカーボン系材料を使用することができる。

なお、使用される基板１０２（被加工基板）あるいは被加工層１０３の表面は、シランカップリング処理、シラザン処理、有機薄膜の成膜、等の表面処理によって光硬化性組成物との密着性を向上されていてもよい。

本実施形態において、光硬化性組成物１０１を基板１０２あるいは被加工層１０３上に配置する方法としては、例えば、インクジェット法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、スリットスキャン法等を用いることができる。光ナノインプリント法においては、インクジェット法を用いることが特に好ましい。なお、被形状転写層（塗布膜）の膜厚は、使用する用途によっても異なるが、例えば、０．０１μｍ以上１００．０μｍ以下である。

＜型接触工程［２］＞
次に、図１（ｂ）に示すように、前工程（配置工程）で形成された光硬化性組成物１０１からなる塗布膜にパターン形状を転写するための原型パターンを有するモールド１０４を接触させる（図１（ｂ−１））。これにより、モールド１０４が表面に有する微細パターンの凹部に光硬化性組成物１０１からなる塗布膜（の一部）が充填されて、モールドの微細パターンに充填された塗布膜１０５となる（図１（ｂ−２））。

モールド１０４としては、次の工程（光照射工程）を考慮して光透過性の材料で構成されたモールド１０４を用いるとよい。モールド１０４を構成する材料の材質としては、具体的には、ガラス、石英、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂等の光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサン等の柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が好ましい。ただし、モールド１０４を構成する材料の材質として光透明性樹脂を使用する場合は、光硬化性組成物１０１に含まれる成分に溶解しない樹脂を選択する必要がある。熱膨張係数が小さくパターン歪みが小さいことから、モールド１０４を構成する材料の材質は、石英であることが特に好ましい。

モールド１０４が表面に有する微細パターンは、４ｎｍ以上２００ｎｍ以下のパターン高さ１０９を有することが好ましいが、本発明のパターンの形成方法を実施する上では、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下のパターン高さであると良い。

パターン高さが低いほど、離型工程においてモールドをレジストの光硬化膜から引き剥がす力、すなわち離型力が低く、また、離型に伴ってレジストパターンがひきちぎられてマスク側に残存する離型欠陥数が少ない。モールドを引き剥がす際の衝撃によるレジストパターンの弾性変形で隣接レジストパターン同士が接触し、レジストパターンの癒着あるいは破損する場合があるが、パターン幅に対してパターン高さが２倍程度以下（アスペクト比２以下）であると、それらの不具合を回避できる可能性が高い。一方、パターン高さが低過ぎると、被加工基板の加工精度が低い。 モールド１０４には、光硬化性組成物１０１とモールド１０４の表面との剥離性を向上させるために、光硬化性組成物１０１とモールド１０４との型接触工程である本工程の前に表面処理を行っておいてもよい。表面処理の方法としては、モールド１０４の表面に離型剤を塗布して離型剤層を形成する方法が挙げられる。ここで、モールド１０４の表面に塗布する離型剤としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、炭化水素系離型剤、ポリエチレン系離型剤、ポリプロピレン系離型剤、パラフィン系離型剤、モンタン系離型剤、カルナバ系離型剤等が挙げられる。例えば、ダイキン工業（株）製のオプツール（登録商標）ＤＳＸ等の市販の塗布型離型剤も好適に用いることができる。なお、離型剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用して用いてもよい。これらの中でも、フッ素系および炭化水素系の離型剤が特に好ましい。

本工程（型接触工程）において、図１（ｂ−１）に示すように、モールド１０４と光硬化性組成物１０１とを接触させる際に、光硬化性組成物１０１に加える圧力は特に限定はされない。該圧力は０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下とするとよい。また、該圧力は０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であることが好ましく、０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であることがより好ましく、０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。

また、本工程においてモールド１０４を光硬化性組成物１０１に接触させる時間は、特に限定はされない。該時間は０．１秒以上６００秒以下とすると良い。また、該時間は０．１秒以上３００秒以下であることが好ましく、０．１秒以上１８０秒以下であることがより好ましく、０．１秒以上１２０秒以下であることが特に好ましい。

本工程は、大気雰囲気下、減圧雰囲気下、不活性ガス雰囲気下のいずれの条件下でも行うことができるが、酸素や水分による硬化反応への影響を防ぐことができるため、減圧雰囲気や不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。不活性ガス雰囲気下で本工程を行う場合に使用することができる不活性ガスの具体例としては、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、各種フロンガス等、あるいはこれらの混合ガスが挙げられる。大気雰囲気下を含めて特定のガスの雰囲気下で本工程を行う場合、好ましい圧力は、０．０００１気圧以上１０気圧以下である。

型接触工程は、凝縮性ガスを含む雰囲気（以下、「凝縮性ガス雰囲気」と称する）下で行ってもよい。本明細書において凝縮性ガスとは、モールド１０４上に形成された微細パターンの凹部、およびモールドと基板との間隙に、塗布膜（の一部）１０６と一緒に雰囲気中のガスが充填されたとき、充填時に発生する毛細管圧力で凝縮して液化するガスのことを指す。なお凝縮性ガスは、型接触工程で光硬化性組成物１０１（被形状転写層）とモールド１０４とが接触する前（図１（ｂ−１））は雰囲気中に気体として存在する。

凝縮性ガス雰囲気下で型接触工程を行うと、微細パターンの凹部に充填されたガスが液化することで気泡が消滅するため、充填性が優れる。凝縮性ガスは、光硬化性組成物１０１中に溶解してもよい。

凝縮性ガスの沸点は、型接触工程の雰囲気温度以下であれば限定はされないが、−１０℃〜２３℃が好ましく、さらに好ましくは１０℃〜２３℃である。この範囲であれば、充填性がさらに優れる。

凝縮性ガスの型接触工程の雰囲気温度での蒸気圧は、型接触工程で押印するときのモールド圧力以下であれば制限がないが、０．１〜０．４ＭＰａが好ましい。この範囲であれば、充填性がさらに優れる。雰囲気温度での蒸気圧が０．４ＭＰａより大きいと、気泡の消滅の効果を十分に得ることができない傾向がある。一方、雰囲気温度での蒸気圧が０．１ＭＰａよりも小さいと、減圧が必要となり、装置が複雑になる傾向がある。

型接触工程の雰囲気温度は、特に制限がないが、２０℃〜２５℃が好ましい。

凝縮性ガスとして、具体的には、トリクロロフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、フルオロカーボン（ＦＣ）、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＣＨＦ_２ＣＨ_２ＣＦ_３、ＨＦＣ−２４５ｆａ、ＰＦＰ）等のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ペンタフルオロエチルメチルエーテル（ＣＦ_３ＣＦ_２ＯＣＨ_３、ＨＦＥ−２４５ｍｃ）等のハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等のフロン類が挙げられる。

これらのうち、型接触工程の雰囲気温度が２０℃〜２５℃での充填性が優れるという観点から、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（２３℃での蒸気圧０．１４ＭＰａ、沸点１５℃）、トリクロロフルオロメタン（２３℃での蒸気圧０．１０５６ＭＰａ、沸点２４℃）、およびペンタフルオロエチルメチルエーテルが好ましい。さらに、安全性が優れるという観点から、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンが特に好ましい。

凝縮性ガスは、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。またこれら凝縮性ガスは、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等の非凝縮性ガスと混合して用いてもよい。凝縮性ガスと混合する非凝縮性ガスとしては、充填性の観点から、ヘリウムが好ましい。ヘリウムはモールド１０４を透過することができる。そのため、型接触工程でモールド１０４上に形成された微細パターンの凹部に塗布膜（の一部）１０６と一緒に雰囲気中のガス（凝縮性ガスおよびヘリウム）が充填されたとき、凝縮性ガスが液化するとともにヘリウムはモールドを透過する。

＜光照射工程［３］＞
次に、図１（ｃ）に示すように、光硬化性組成物１０１のモールド１０４との接触部分に、モールド１０４を介して光を照射する。より詳細には、モールドの微細パターンに充填された塗布膜１０５に、モールド１０４を介して光を照射する（図１（ｃ））。これにより、モールド１０４の微細パターンに充填された塗布膜１０５は、照射される光によって硬化してパターン形状を有する硬化膜１０７となる（図１（ｃ））。

ここで、モールド１０４の微細パターンに充填された塗布膜１０５を構成する光硬化性組成物１０１に照射する光は、光硬化性組成物１０１の感度波長に応じて選択される。具体的には、１５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外光や、Ｘ線、電子線等を適宜選択して使用することが好ましい。

これらの中でも、光硬化性組成物１０１に照射する光（照射光１０６）は、紫外光が特に好ましい。これは、硬化助剤（光重合開始剤）として市販されているものは、紫外光に感度を有する化合物が多いからである。ここで紫外光を発する光源としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、Ｄｅｅｐ−ＵＶランプ、炭素アーク灯、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ_２エキシマレーザ等が挙げられるが、超高圧水銀灯が特に好ましい。また使用する光源の数は１つでもよいし又は複数であってもよい。また、光照射を行う際には、モールドの微細パターンに充填された塗布膜１０５の全面に行ってもよく、一部領域にのみ行ってもよい。

また、光照射は、基板上の全領域に断続的に複数回行ってもよいし、全領域に連続照射してもよい。さらに、第一の照射過程で一部領域Ａを照射し、第二の照射過程で領域Ａとは異なる領域Ｂを照射してもよい。

＜離型工程［４］＞
次に、パターン形状を有する硬化膜１０７とモールド１０４と引き離す。本工程（離型工程）では、図１（ｄ）に示すように、パターン形状を有する硬化膜１０７とモールド１０４とを引き離し、工程［３］（光照射工程）において、モールド１０４上に形成された微細パターンの反転パターンとなるパターン形状を有する硬化膜１０７が自立した状態で得られる。なお、パターン形状を有する硬化膜１０７の凹凸パターンの凹部にも硬化膜が残存するが、この膜のことを残膜１０８と呼ぶこととする。

なお、型接触工程を凝縮性ガス雰囲気下で行った場合、離型工程で硬化膜１０８とモールド１０４とを引き離す際に、硬化膜１０８とモールド１０４とが接触する界面の圧力が低下することに伴って凝縮性ガスが気化する。これにより、硬化膜１０８とモールド１０４とを引き離すために必要な力である離型力を低減させる効果を奏する傾向がある。

パターン形状を有する硬化膜１０７とモールド１０４とを引き離す方法としては、引き離す際にパターン形状を有する硬化膜１０７の一部が物理的に破損しなければ特に限定されず、各種条件等も特に限定されない。例えば、基板１０２（被加工基板）を固定してモールド１０４を基板１０２から遠ざかるように移動させて剥離してもよい。もしくは、モールド１０４を固定して基板１０２をモールドから遠ざかるように移動させて剥離してもよい。あるいは、これらの両方を正反対の方向へ引っ張って剥離してもよい。

以上の工程［１］〜工程［４］を有する一連の工程（製造プロセス）によって、所望の凹凸パターン形状（モールド１０４の凹凸形状に因むパターン形状）を、所望の位置に有する硬化膜を得ることができる。

本実施形態のパターン形状を有する膜の製造方法では、工程［１］〜工程［４］からなる繰り返し単位（ショット）を、同一の被加工基板上で繰り返して複数回行うことができる。工程［１］〜工程［４］からなる繰り返し単位（ショット）を複数回繰り返すことで、被加工基板の所望の位置に複数の所望の凹凸パターン形状（モールド１０４の凹凸形状に因むパターン形状）を有する硬化膜を得ることができる。

本発明では、工程［１］〜工程［４］を経て得られた、パターン形状を有する硬化膜１０７を利用して基板１０２（被加工基板）あるいは被加工層１０３を加工するために、以下に詳述する反転プロセスを実施する。

＜反転層形成工程［５］＞
図２（ｅ）に示すように、工程［４］を終えて形成されたパターン形状を有する硬化膜２０１上に、レジストパターンの凹部を埋め込むように反転層２０２を形成する。

反転層２０２の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等のシリコン系、シリコンを含有した有機材料系、ＴｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等の金属酸化膜系、一般的なメタル材料等の中から選ぶことが出来る。

例えばＳｉＯ２による反転層２０２の形成方法としては、スピン・オン・グラス材料（ＳＯＧ：Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）によるスピン塗布や、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）によるプラズマＣＶＤ成膜等が挙げられる。

＜反転層部分除去工程［６］＞
前記工程［５］では、パターン形状を有する硬化膜２０１の凸部の上部にも反転層２０２が形成される（以下、このような反転層２０２の一部を「余剰反転層２０５」と称する）。この余剰反転層２０５を、図２（ｆ）に示すように、パターン形状を有する硬化膜２０１の凸部が露出するまで除去する必要がある。

余剰反転層２０５を除去するための具体的な方法としては、特に限定されるものではないが、従来公知の方法、例えば、ドライエッチングを用いることができる。ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。ドライエッチング時のソースガスとしては、反転層の元素組成によって適宜選択されるが、ＣＦ_４、ＣＨＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_５Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、ＣＣｌ_２Ｆ_２、ＣＢｒＦ_３等のフルオロカーボン系ガス、ＣＣｌ_４、ＢＣｌ_３、ＰＣｌ_３、ＳＦ_６、Ｃｌ_２等のハロゲン系ガスを用いることができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。

＜エッチング工程［７］＞
前記レジストパターン凹部に埋め込まれた前記反転層２０２をマスクとし、前記パターン形状を有する硬化膜２０１を、前工程［６］によって露出した部分を起点としてエッチングする。この工程により、図２（ｇ−１）に示すような反転層２０２の凹凸パターンが形成される。エッチングの具体的な方法としては、特に限定されるものではないが、従来公知の方法、例えば、ドライエッチングを用いることができる。ドライエッチングには、従来公知のドライエッチング装置を用いることができる。ドライエッチング時のソースガスとしては、レジスト層の元素組成によって適宜選択されるが、Ｏ_２、ＣＯ、ＣＯ_２等の酸素原子を含むガス、Ｈｅ、Ｎ_２、Ａｒ等の不活性ガス、Ｎ_２、Ｈ_２、ＮＨ_３等のガスを用いることが出来る。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。

さらに本発明においては、引き続き図２（ｇ−２）に示すように、反転層２０２の凹凸パターンをエッチングマスクとして、被加工層２０３をエッチングし、パターン形状を有する被加工層２０６を得ることができる。この場合、前記のレジスト層のエッチングと同一条件で実施しても良いし、別の条件で実施しても良い。

工程［１］〜工程［７］を経て得られた、パターン形状を有する被加工層２０６を回折格子や偏光板などの光学部材（光学部材の一部材として用いる場合を含む）として利用し、光学部品を得ることもできる。このような場合、少なくとも、基板２０４と、この基板２０４の上にパターン形状を有する被加工層２０６と、を有する光学部品とすることができる。

本実施形態のパターン形成方法によって得られる、パターン形状を有する被加工層２０６は、例えば半導体素子等の電子部品に含まれる層間絶縁膜用膜として利用することも可能である。また、半導体素子製造時におけるレジスト膜として利用することも可能である。ここでいう半導体素子とは、例えば、ＬＳＩ、システムＬＳＩ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、Ｄ−ＲＤＲＡＭ等が挙げられる。

パターン形状を有する被加工層２０６を基板の加工マスクとして利用する場合、工程［７］であるエッチング工程にて表面が露出した基板の一部分（図２（ｇ）における符号２０７の領域）に対して、エッチング又はイオン注入等を行う。なお、この際、パターン形状を有する被加工層２０６は、エッチングマスクとして機能する。これに加えて、電子部品を形成することにより、パターン形状を有する被加工層２０６のパターン形状に基づく回路構造を基板２０４上に形成することができる。これにより、半導体素子等で利用される回路基板を製造することができる。また、この回路基板と回路基板の回路制御機構などとを接続することにより、ディスプレイ、カメラ、医療装置などの電子機器を形成することもできる。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下に説明する実施例に限定されるものではない。

（反転プロセスの実施条件）
図３を用いて、反転プロセスの実施条件を詳述する。

（各層の材料）
基板３０４としてＳｉ基板、
被加工層３０３としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、
反転層３０２としてスピン・オン・グラス（ＳＯＧ，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ製Ｔ−１１１）、

光硬化性組成物として実施例及び比較例にて後述する材料を用いた。

（ドライエッチング速度測定用の光硬化性組成物の光硬化膜の作製）
密着層として厚さ６０ｎｍの密着促進層が形成されたシリコンウエハ上に、調製した光硬化性組成物を２μＬ滴下し、上から厚さ１ｍｍの石英ガラスを被せ、２５ｍｍ×２５ｍｍの領域を光硬化性組成物で充填させた。

次に、石英ガラス上から、超高圧水銀ランプを備えたＵＶ光源から出射された光を、後述する干渉フィルタを通した上で石英ガラスを通して塗布膜に２００秒照射した。光照射の際に使用した干渉フィルタはＶＰＦ−２５Ｃ−１０−１５−３１３００（シグマ光機製）であり、このとき照射光である紫外光の波長を３１３±５ｎｍの単一波長光とし、照度を１ｍＷ／ｃｍ^２とした。

光照射後、石英ガラスを剥がし、シリコンウエハ上に平均膜厚３．２μｍの光硬化性組成物の光硬化膜を得た。

（各層のドライエッチング速度の測定）
ＵＬＶＡＣ製高密度プラズマエッチング装置ＮＥ−５５０を用いて、エッチングガスとその流量を、Ｏ_２／Ａｒ＝５ｓｃｃｍ／１５ｓｃｃｍとして、ＤＬＣ及びＳＯＧの材料に対して５００秒間ドライエッチングを行った。ドライエッチングによって減少した膜厚を測定することでドライエッチング速度（ｎｍ／ｓ）を算出したところ、ＤＬＣは１．９ｎｍ／ｓ、ＳＯＧは０．２１ｎｍ／ｓであった。

後述する光硬化性組成物のドライエッチング速度は、非特許文献１を参照してＯＰ値に比例するものとして算出した。具体的には、２．４３のＯＰ値を有する有機材料の上記のドライエッチング条件におけるドライエッチング速度が４．０ｎｍ／ｓであったことから、各光硬化性組成物の（Ａ）成分のＯＰ値を２．４３で除した値を４．０ｎｍ／ｓに乗することでドライエッチング速度を推算した。

なお、前述のような手順で作製した光硬化性組成物の光硬化膜をドライエッチングし、ドライエッチングによって減少した膜厚を測定することでドライエッチング速度（ｎｍ／ｓ）を算出することもできる。

（各層の厚さ）
パターン高さ、つまり反転層３０２の厚さを３０ｎｍ、残膜の厚さを８０ｎｍ、被加工層３０３の厚さを１００ｎｍとした。

（実施例１）
（１）光硬化性組成物（ａ−１）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例１の光硬化性組成物（ａ−１）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２１２．２４である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−１＞ネオペンチルグリコールジアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＮＰ−Ａ、分子量２１２．２４）：１００重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ａ−１）の粘度の測定
円錐平板方式回転型粘度計ＲＥ−８５Ｌ（東機産業製）を用いて、２５℃における光硬化性組成物（ａ−１）の粘度を測定したところ、５．３３ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ａ−１）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ａ−１）の（Ａ）成分のＯＰは４．４３であった。２．４３のＯＰ値を有する有機材料の左記のドライエッチング条件におけるドライエッチング速度が４．０ｎｍ／ｓであることから、４．４３のＯＰ値を有する光硬化性組成物（ａ−１）のドライエッチング速度は７．２９ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は６７．７秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．２ｎｍと見積もられる。

（実施例２）
（１）光硬化性組成物（ａ−２）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例２の光硬化性組成物（ａ−２）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２１０．２５である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−１＞ネオペンチルグリコールジアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＮＰ−Ａ、分子量２１２．２４）：５０重量部
＜Ａ−２＞イソボルニルアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＩＢ−ＸＡ、分子量２０８．３）：５０重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ａ−２）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ａ−２）の粘度を測定したところ、６．３４ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ａ−２）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ａ−２）の（Ａ）成分のＯＰは３．８０であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ａ−２）のドライエッチング速度は６．２６ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は７０．２秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．７ｎｍと見積もられる。

（実施例３）
（１）光硬化性組成物（ａ−３）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例３の光硬化性組成物（ａ−３）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２２６．２７である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−３＞１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（大阪有機化学工業製、商品名：ビスコート＃２３０、分子量２２６．２７）：１００重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ａ−３）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ａ−３）の粘度を測定したところ、５．９１ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ａ−３）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ａ−３）の（Ａ）成分のＯＰは４．２５であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ａ−３）のドライエッチング速度は７．００ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は６８．４秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．４ｎｍと見積もられる。

（実施例４）
（１）光硬化性組成物（ａ−４）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例４の光硬化性組成物（ａ−４）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２８２．３８である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−４＞１，１０−デカンジオールジアクリレート（新中村化学工業製、商品名：Ａ−ＤＯＤ−Ｎ、分子量２８２．３８）：１００重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ａ−４）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ａ−４）の粘度を測定したところ、９．２２ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ａ−４）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ａ−４）の（Ａ）成分のＯＰは３．８３であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ａ−４）のドライエッチング速度は６．３０ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は７０．１秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．７ｎｍと見積もられる。

（実施例５）
（１）光硬化性組成物（ａ−５）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例５の光硬化性組成物（ａ−５）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２９６．３２である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−５＞トリメチロールプロパントリアクリレート（アルドリッチ製、分子量２９６．３２）：１００重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ａ−５）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ａ−５）の粘度を測定したところ、８４．７ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ａ−５）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ａ−５）の（Ａ）成分のＯＰは４．５６であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ａ−５）のドライエッチング速度は７．５１ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は６７．３秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．１ｎｍと見積もられる。

（比較例１）
（１）光硬化性組成物（ｂ−１）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例１の光硬化性組成物（ｂ−１）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２１１．２４である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−１＞ネオペンチルグリコールジアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＮＰ−Ａ、分子量２１２．２４）：２５重量部
＜Ａ−２＞イソボルニルアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＩＢ−ＸＡ、分子量２０８．３）：７５重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ｂ−１）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ｂ−１）の粘度を測定したところ、６．９１ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ｂ−１）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ｂ−１）の（Ａ）成分のＯＰは３．４９であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ｂ−１）のドライエッチング速度は５．７４ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は７１．８秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１５．１ｎｍと見積もられる。

（比較例２）
（１）光硬化性組成物（ｂ−２）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例２の光硬化性組成物（ｂ−２）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２２２．９２である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−２＞イソボルニルアクリレート（共栄社化学製、商品名：ＩＢ−ＸＡ、分子量２０８．３）：７５重量部
＜Ａ−４＞１，１０−デカンジオールジアクリレート（新中村化学工業製、商品名：Ａ−ＤＯＤ−Ｎ、分子量２８２．３８）：２５重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ｂ−２）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ｂ−２）の粘度を測定したところ、７．８３ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ｂ−２）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ｂ−２）の（Ａ）成分のＯＰは３．３１であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ｂ−２）のドライエッチング速度は５．４５ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は７２．８秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１５．３ｎｍと見積もられる。

（比較例３）
（１）光硬化性組成物（ｂ−３）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例３の光硬化性組成物（ｂ−３）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は２０６．０４である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−４＞１，１０−デカンジオールジアクリレート（新中村化学工業製、商品名：Ａ−ＤＯＤ−Ｎ、分子量２８２．３８）：５０重量部
＜Ａ−６＞ベンジルアクリレート（大阪有機化学工業製、商品名：Ｖ＃１６０、分子量１６２．１９）：５０重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ｂ−３）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ｂ−３）の粘度を測定したところ、３．８４ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ｂ−３）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ｂ−３）の（Ａ）成分のＯＰは３．１５であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ｂ−３）のドライエッチング速度は５．１９ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は７３．８秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１５．５ｎｍと見積もられる。

（比較例４）
（１）光硬化性組成物（ｂ−４）の調製
下記に示される成分（Ａ）、成分（Ｂ）を配合し、これを０．２μｍの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例４の光硬化性組成物（ｂ−４）を調製した。（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量は１６１．７９である。
（１−１）成分（Ａ）：合計１００重量部
＜Ａ−７＞エチレングリコールジアクリレート（アルドリッチ製、分子量１７０．１６）：４８重量部
＜Ａ−７＞シクロヘキシルアクリレート（大阪有機化学工業製、商品名：Ｖ＃１５５、分子量１５４．２１）：４８重量部
（１−２）成分（Ｂ）：合計３重量部
＜Ｂ−１＞Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標） ＴＰＯ（ＢＡＳＦ製）：３重量部

（２）光硬化性組成物（ｂ−４）の粘度の測定
実施例１と同様に光硬化性組成物（ｂ−４）の粘度を測定したところ、２．７３ｍＰａ・ｓであった。

（３）光硬化膜の作成
上記した光硬化膜の作成手順に従い、光硬化膜を形成した。

得られた硬化膜を用いて図３の反転プロセスを行う場合のドライエッチング速度、および反転層のエッチング厚さを以下のように見積った。

（４）光硬化性組成物（ｂ−４）の硬化膜のドライエッチング速度
光硬化性組成物（ｂ−４）の（Ａ）成分のＯＰは４．４９であった。実施例１と同様の算出方法で、光硬化性組成物（ｂ−４）のドライエッチング速度は７．３９ｎｍ／ｓと推定される。

（５）反転層エッチング厚さ
光硬化性組成物層８０ｎｍ及び被加工層１００ｎｍを前記の条件でエッチングするための所要時間は６７．５秒と見積もられる。前記の所要時間でエッチングされる反転層の厚さは１４．２ｎｍと見積もられる。

（実施例及び比較例で作成した硬化膜の反転プロセスへの適用性の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜３で得られた結果を表１にまとめて示す。

表１において、エッチング性能評価の欄は、上述のエッチングが完了するまでに反転層がエッチングされる厚さが１５ｎｍ以下と見積もられるものを○とし、１５ｎｍを超えるものを×とした。

また、揮発性評価の欄は、実質的に揮発が生じないことで光硬化性組成物としての性能低下が生じないモル分率加重平均分子量２００以上の組成物を○とし、これよりも小さい組成物を×とした。

表１に示したように、実施例１〜５で作成した硬化膜を用いて上記の反転プロセスを行う場合、反転層がエッチングされる厚さは、本実施形態における反転層厚さ３０ｎｍの半分である１５ｎｍを下回っていた。これに対し、比較例１〜３で作成した硬化膜は、反転層がエッチングされる厚さは、１５ｎｍを超えるものであった。

一般的に、エッチング完了時にエッチングマスクが半分以上の厚みが残存していることが望ましいとされるため、本実施例１〜５の光硬化性組成物を使用すれば十分な加工精度を得ることができ、比較例１〜３の光硬化性組成物では充分な加工精度を得ることはできない。

また、実施例１〜５および比較例１〜３については、モル分率加重平均分子量が２００を超えるものであり、光硬化性組成物を被加工基板上に配置した際の揮発がほとんど生じない。

これに対して、モル分率加重平均分子量が２００より小さい比較例４については、分子量が２００以下の低分子化合物の揮発が生じ、光硬化膜の厚さが所望の値よりも薄い場合が生じる。

つまり、本実施形態の方法を用いることで、凹凸パターンの高さが３０ｎｍ以下のモールドを用いる光ナノインプリント技術であっても、十分な加工精度を得ることができるようになることが示された。

１０１ 光硬化性組成物
１０２ 基板
１０３ 被加工層
１０４ モールド
１０５ 塗布膜
１０６ 照射光
１０７ パターン形状を有する硬化膜
１０８ 残膜
２０１ パターン形状を有する硬化膜
２０２ 反転層
２０３ 被加工層
２０４ 基板
２０５ 余剰反転層
２０６ パターン形状を有する被加工層
２０７ 露出部分
３０１ パターン形状を有する硬化膜
３０２ 反転層
３０３ 被加工層
３０４ 基板

Claims (17)

1. 基板上に光硬化性組成物を配置する配置工程と、
   前記光硬化性組成物と凹凸パターンが形成されているモールドとを接触させる型接触工程と、
   前記光硬化性組成物に光を照射して硬化膜とする光照射工程と、
   前記硬化膜と前記モールドとを引き離す離型工程と、
   前記モールドの凹凸パターンが転写された硬化膜上に、反転層を形成する反転層形成工程と、
   前記硬化膜に形成された凹凸パターンの凹部に前記反転層が埋め込まれた状態で、前記凹凸パターンの凸部を露出させるように前記反転層の一部を除去する反転層部分除去工程と、
   前記凹部に埋め込まれた前記反転層をマスクとし、前記光硬化性組成物層をエッチングして反転パターンを形成するエッチング工程と、
   を備えるパターンの形成方法であって、
   前記光硬化性組成物が少なくとも重合性化合物（Ａ）成分と光重合開始剤（Ｂ）成分とを少なくとも有しており、
   前記（Ａ）成分のモル分率加重平均分子量が２００以上１０００以下であり、かつ、
   前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）が３．８０以上である
   ことを特徴とするパターン形成方法。
   但し、前記（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）は、Ｎ／（Ｎ_Ｃ−Ｎ_Ｏ）値のモル分率加重平均値であり、Ｎはある分子中の全原子数であり、Ｎ_Ｃは前記分子中の炭素原子数であり、Ｎ_Ｏは前記分子中の酸素原子数である。
2. 前記モールドが、パターン高さが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の凹凸パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載のパターンの形成方法。
3. 前記モールドが、パターン高さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の凹凸パターンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のパターンの形成方法。
4. 前記光硬化性組成物の（Ａ）成分のオオニシパラメータ（ＯＰ）が４．５０以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
5. 前記光硬化性組成物の粘度が１ｍＰａ・ｓ以上１２ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
6. 前記光硬化性組成物がさらに溶剤（Ｄ）を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
7. 反転層がスピン・オン・グラス材料であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
8. 基板の最表層がカーボン材料であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
9. 前記モールドの表面の材質が石英であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
10. 前記型接触工程が、凝縮性ガスを含む雰囲気下で行われることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
11. 前記第２の工程が、前記凝縮性ガスと非凝縮性ガスとの混合ガスの雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１０に記載のパターン形状を有するパターンの形成方法。
12. 前記非凝縮性ガスが、ヘリウムであることを特徴とする請求項１１に記載のパターンの形成方法。
13. 前記凝縮性ガスが、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンであることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする加工基板の製造方法。
15. 請求項１から１３のいずれか１項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
16. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
17. 請求項１５に記載の回路基板の製造方法により回路基板を得る工程と、前記回路基板に電子部品を形成する工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。

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