JP5567419B2 - 光インプリント用硬化性組成物およびそれを用いた硬化物の製造方法 - Google Patents
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Description
かかる状況のもと、より光インプリント特性に優れた光インプリント用硬化性組成物が求められている。
本発明は、かかる問題点を解決することを目的としたものであって、即時の基板密着性に優れた組成物を提供することを目的とする。さらに、基板密着性、インプリント性、モールド離型性のいずれにも優れ、かつ、表面硬度の高いパターンが得られるインプリント用硬化性組成物が得られる。
(1)(A)光重合性単量体と(B)光重合開始剤と(C)3級アミノ基含有化合物を含むことを特徴とする光インプリント用硬化性組成物。
(2)(C)3級アミノ基含有化合物が、光重合性単量体であることを特徴とする(1)に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(3)(C)3級アミノ基含有化合物が、架橋性基を有する、(1)に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(4)(C)3級アミノ基含有化合物が、3級アミノ基を含む(メタ)アクリレート系単量体であることを特徴とする(1)に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(5)(C)3級アミノ基含有化合物の含有量が、該組成物中、1.0質量%以上であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(6)(C)3級アミノ基含有化合物の含有量が、該組成物中、25質量%以下であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(7)(C)3級アミノ基含有化合物の25℃における粘度が、1.0〜20000mPa・sである、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(8)(A)光重合性単量体のうち、単官能化合物が、該組成物中、15質量%以下であることを特徴とする、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(9)光重合性オリゴマーの含量が1質量%以下である、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(10)さらに、離型剤を含む、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(11)さらに、酸化防止剤を含む、(1)〜(10)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(12)前記光インプリント用硬化性組成物の50〜99質量%が(A)光重合性単量体であり、0.5〜32質量%が(C)3級アミノ基含有化合物である、(1)〜(11)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(13)前記光インプリント用硬化性組成物の60〜98質量%が(A)光重合性単量体であり、1.5〜25質量%が(C)3級アミノ基含有化合物である、(1)〜(11)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(14)酸性官能基を含む基板に適用するために用いられる、(1)〜(13)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
(15)(1)〜(14)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物を用いることを特徴とする微細パターンの形成方法。
(16)(1)〜(14)のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物を基板上に適用してパターン形成層を形成する工程と、前記パターン形成層表面にモールドを押圧する工程と、前記パターン形成層に光を照射する工程と、を含む、微細パターンの製造方法。
(17)前記光インプリント用硬化性組成物の基板上への適用を塗布により行う、(16)に記載の微細パターンの製造方法。
(18)前記基板が、酸性官能基を含む基板である、(16)または(17)に記載の微細パターンの製造方法。
(19)前記基板が、カラーフィルタ樹脂である、(16)または(17)に記載の微細パターンの製造方法。
なお、本発明でいう“インプリント”は、好ましくは、1nm〜10mmのサイズのパターン転写をいい、より好ましくは、およそ10nm〜100μmのサイズ(ナノインプリント)のパターン転写をいう。
本発明の光インプリント用硬化性組成物(以下、単に「本発明の組成物」ということがある)は、(A)光重合性単量体と、(B)光重合開始剤と、(C)3級アミノ基含有化合物を含むことを特徴とする。このような手段を採用することにより、モールドとの離型性を維持しつつ、基板との密着性を向上させることができる。特に、本発明では、カラーフィルタのように酸性基を有する基板に対する密着性がより向上する傾向にある。
(1)本発明の組成物は、室温での溶液流動性に優れるため、モールド凹部のキャビティ内に該組成物が流れ込みやすく、大気が取り込まれにくいためバブル欠陥を引き起こすことがなく、モールド凸部、凹部のいずれにおいても光硬化後に残渣が残りにくい、
(2)本発明の組成物を硬化した後の硬化膜は、機械的性質に優れ、塗膜と基材との密着性に優れ、かつ、塗膜とモールドとの剥離性に優れるため、モールドを引き剥がす際にパターン崩れや塗膜表面に糸引きが生じて表面荒れを引き起こすことがないため良好なパターンを形成できる(良好なインプリント性)、
(3)塗布均一性に優れるため、大型基材への塗布・微細加工分野などに適する、
(4)光硬化性、耐熱性、弾性回復率などの機械特性が高いので、各種の永久膜としてとして好適に用いることができる、
(5)電圧特性に優れるため、電子回路用材料などに適する、
等の特徴を有するものとすることができる。
本発明の光インプリント用硬化性組成物には光重合性単量体が含有される。本発明の組成物は、光重合性単量体を含有することで、光照射後に良好なパターン精度(インプリント性)を得ることができる。本発明において、「光重合性単量体」とは、光照射によって重合反応を起こし、高分子量体を形成することのできる単量体を意味する。また、本発明において、(A)重合性単量体は、3級アミノ基含有化合物以外のものをいう。
前記1官能の重合性不飽和単量体は、組成物粘度低下のために有効であり、(A)光重合性単量体のうち、好ましくは、15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下の範囲で添加される。
前記不飽和結合含有基を2個以上有する単量体(多官能重合性不飽和単量体)は、硬化膜の機械特性を向上させるために有効であり、(A)光重合性単量体の好ましくは70質量%以上、より好ましくは85質量%以上、特に好ましくは、90質量%以上の範囲で添加される。多官能重合性不飽和単量体の含量の上限値は特に定めるものではないが、通常は、100質量%以下である。
また、本発明では、光重合性オリゴマーの含量は1質量%以下であることが好ましい。
本発明の光インプリント用硬化性組成物には、光重合開始剤が含まれる。光重合開始剤は、通常、光ラジカル重合開始剤である。本発明の組成物は、光照射により重合反応を開始させる光重合開始剤を含むことで、光照射後のパターン精度を良好なものとすることができる。光重合開始剤の含有量としては、全組成物中、例えば、0.1〜15質量%が好ましく、さらに好ましくは0.2〜12質量%であり、特に好ましくは、0.3〜10質量%である。2種類以上の光重合開始剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
前記光重合開始剤の割合が0.1質量%以上であると、感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度が向上する傾向にあり好ましい。一方、光重合開始剤の割合を15質量%以下とすることにより、光透過性、着色性、取り扱い性などが向上する傾向にあり、好ましい。
本発明で用いる光ラジカル重合開始剤は、使用する光源の波長に対して活性を有するものが配合され、適切な活性種を発生させるものを用いる。
これらの中でも、ホスフィンオキサイド系が好ましい。
本発明では、3級アミノ基含有化合物を含む。3級アミノ基含有化合物は、その種類等を定めることなく公知の化合物を広く採用できる。すなわち、3級アミノ基含有高分子体であってもよいし、3級アミノ基含有光重合性単量体であってもよいし、他の3級アミノ基含有化合物であってもよい。好ましくは、3級アミノ基含有光重合性単量体である。アミンは反応性が高いため、経時安定性の悪化が懸念されていたが、本発明では、反応性の低い3級アミンを選択することによって、この点を回避できた。特に、シランカップリング剤が入っている系では加水分解、縮合反応などが促進され安定性が悪化する懸念が大きかったが、本発明では、この点も回避できる。
さらに、3級アミノ基含有化合物は、架橋性基を有することが好ましく、(メタ)アクリレート系単量体、アリル系単量体がより好ましく、(メタ)アクリレート系単量体がさらに好ましい。特に、(A)重合性単量体と(C)3級アミノ基含有化合物の両方に、(メタ)アクリレート系単量体を用いることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
(C)3級アミノ基含有化合物としての、(メタ)アクリレートは、単官能(メタ)アクリレートであってもよいし、多官能(メタ)アクリレートであってもよいが、好ましくは単官能(メタ)アクリレートである。
具体的には、架橋性基を持つ3級アミノ化合物としては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、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリンが例示される。また架橋性基を持たない化合物としてはBYK−4500、DISPERBYK160、162,163,164,166,167,168,182,184,185、2155,2163,2164(いずれもBYKケミー社製)等が挙げられる。
3級アミノ基含有化合物の分子量は、100〜30000であることが好ましく、100〜500であることがより好ましい。
3級アミノ基含有化合物の1分子中の3級アミノ基の数は、1〜10であることが好ましく、1〜3であることが好ましい。
3級アミノ基含有化合物の25℃における粘度は、1.0〜20000mPa・sであることが好ましく、1.0〜200mPa・sであることがより好ましい。
3級アミノ基含有化合物は、本発明の組成物中に、通常、0.5質量%以上含まれ、1.0質量%以上含まれることが好ましく、6質量%以上含まれることがより好ましい。上限値としては、特に定めるものではないが、通常、32質量%以下であり、25質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。
本発明では特に、光インプリント用硬化性組成物の50〜99質量%が(A)光重合性単量体であり、0.5〜32質量%が(C)3級アミノ基含有化合物であることが好ましく、60〜98質量%が(A)光重合性単量体であり、1.0〜25質量%が(C)3級アミノ基含有化合物であることがさらに好ましい。
本発明の組成物には、シランカップリング剤を含むことが好ましい。本発明で用いられるシランカップリング剤の種類は特に定めるものではないが、ビニルシラン、エポキシシラン、スチリルシラン、メタクリロキシシラン、アクリロキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、クロロプロピルシラン、メルカプトシラン、ポリフルフィドシラン、イソシアネートシランが挙げられる。光重合性単量体として(メタ)アクリレートを用いる場合、メタクリロキシシランおよび/またはアクリロキシシランを用いることが好ましい。このようなシランカップリング剤を用いることにより、優れた基板密着性を発現させることが可能になる。
本発明の組成物に用いることのできるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
本発明で用いられるシランカップリング剤は、分子量が150〜400のものが好ましい。
さらに、本発明の光インプリント用硬化性組成物は、酸化防止剤を含むことが好ましい。本発明に用いられる酸化防止剤の含有量は、全組成物中、例えば、0.01〜10質量%であり、好ましくは0.2〜5質量%である。2種類以上の酸化防止剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
前記酸化防止剤は、熱や光照射による退色およびオゾン、活性酸素、NOx、SOx(Xは整数)などの各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。特に本発明では、酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止や、分解による膜厚減少を低減できるという利点がある。このような酸化防止剤としては、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、含窒素複素環メルカプト系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。この中でも、特にヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤が硬化膜の着色、膜厚減少の観点で好ましい。
本発明の光インプリント用硬化性組成物は離型剤を含んでいてもよい。本発明に用いられる離型剤は、全組成物中、例えば、0.001〜5質量%含有し、好ましくは0.002〜4質量%であり、さらに好ましくは、0.005〜3質量%である。2種類以上の離型剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。離型剤が組成物中0.001〜5質量%の範囲にあると、塗布の均一性の効果が良好であり、離型剤の過多によるモールド転写特性の悪化を招きにくい。特に、本発明では、表面にヒロドキシ基を有するモールドを用いた場合に、モールド離型性を確保できる点で有利である。
前記離型剤としては、界面活性剤が例示され、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種を含むことが好ましく、フッ素系界面活性剤とシリコーン系界面活性剤との両方または、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことがより好ましく、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことが最も好ましい。尚、前記フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましい。
ここで、“フッ素・シリコーン系界面活性剤”とは、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の両方の要件を併せ持つものをいう。
このような界面活性剤を用いることによって、半導体素子製造用のシリコンウエハや、液晶素子製造用のガラス角基板、クロム膜、モリブデン膜、モリブデン合金膜、タンタル膜、タンタル合金膜、窒化珪素膜、アモルファスシリコーン膜、酸化錫をドープした酸化インジウム(ITO)膜や酸化錫膜などの、各種の膜が形成される基板上に本発明のインプリント硬化性組成物を塗布したときに起こるストリエーションや、鱗状の模様(レジスト膜の乾燥むら)などの塗布不良の問題を解決するが可能となる。また、モールド凹部のキャビティ内への本発明の組成物の流動性の向上、モールドとレジストとの間の剥離性の向上、レジストと基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等が可能になる。特に、本発明のインプリント組成物は、前記界面活性剤を添加することにより、塗布均一性を大幅に改良でき、スピンコーターやスリットスキャンコーターを用いた塗布において、基板サイズに依らず良好な塗布適性が得られる。
また、非イオン性の前記シリコーン系界面活性剤の例としては、商品名SI−10シリーズ(竹本油脂(株)製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業(株)製)、KP−341、KF−352A、KF−6012(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
また、前記フッ素・シリコーン系界面活性剤の例としては、商品名 X−70−090、X−70−091、X−70−092、X−70−093(いずれも、信越化学工業(株)製)、商品名メガフアックR−08、XRB−4(いずれも、大日本インキ化学工業(株)製)が挙げられる。
本発明の組成物には前記成分の他に必要に応じて、非重合性分子、ポリマー成分、重合禁止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、密着促進剤、熱重合開始剤、光塩基発生剤、着色剤、エラストマー粒子、光増感剤、塩基性化合物、および、その他流動調整剤、消泡剤、分散剤等を添加してもよい。
本発明の組成物には、密着性の付与や硬化膜物性の制御を目的として、前記非重合性分子を添加することができる。このような非重合性分子の添加量は、光重合性分子の添加量を本発明の範囲に制御できる範囲で決めることができる。このような非重合性分子として、例えば、セバシン酸ジオクチルのようなアルキルエステル、(チオ)ウレア化合物、有機微粒子、無機微粒子などを挙げることができる。
本発明の組成物に任意成分として添加できるエラストマー粒子は、平均粒子サイズが好ましくは10nm〜700nm、より好ましくは30〜300nmである。例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/α−オレフィン系共重合体、エチレン/α−オレフィン/ポリエン共重合体、アクリルゴム、ブタジエン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体、スチレン/イソプレンブロック共重合体などのエラストマーの粒子である。またこれらエラストマー粒子を、メチルメタアクリレートポリマー、メチルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体などで被覆したコア/シェル型の粒子を用いることができる。エラストマー粒子は架橋構造をとっていてもよい。
次に、本発明の光インプリント用硬化性組成物を用いた硬化物(特に、微細凹凸パターン)の製造方法について説明する。本発明の光インプリント用硬化性組成物を基板または支持体(基材)上に適用してパターン形成層を形成する工程と、前記パターン形成層表面にモールドを押圧する工程と、前記パターン形成層に光を照射する工程と、を経て本発明の組成物を硬化することで、微細な凹凸パターンを形成することができる。特に本発明においては、硬化物の硬化度を向上させるために、さらに、光照射後にパターン形成層を加熱する工程を含むことが好ましい。即ち、本発明の光インプリント用硬化性組成物は、光または、光および熱によって硬化させることが好ましい。
本発明の硬化物の製造方法によって得られた硬化物は、パターン精密度、硬化性、光透過性に優れ、特に、液晶カラーフィルタの保護膜、スペーサー、その他の液晶表示装置用部材として好適に用いることができる。
る。
本発明の硬化物の製造方法においては、まず、本発明の組成物を基材上に適用してパターン形成層を形成する。
本発明の光インプリント用硬化性組成物を基材上に適用する際の方法としては、一般によく知られた適用方法、例えば、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、スピンコート方法、スリットスキャン法などにより、形成することができる。本発明では、塗布により設けることが好ましい。また、本発明の組成物からなるパターン形成層の膜厚は、使用する用途によって異なるが、0.05μm〜30μm程度である。また、本発明の組成物を、多重塗布により塗布してもよい。尚、基材と本発明の組成物からなるパターン形成層との間には、例えば平坦化層等の他の有機層などを形成してもよい。これにより、パターン形成層と基板とが直接接しないことから、基板に対するごみの付着や基板の損傷等を防止することができる。
本発明の組成物を適用するための基板は、酸性基を有していることが好ましい。酸性基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール基が挙げられる。具体的には、カラーフィルタ、有機絶縁膜、有機ハードコート膜、エッチングレジストが好ましい。
基板の形状は、板状でも良いし、ロール状でもよい。
前記光照射は、モールドを付着させた状態で行ってもよいし、モールド剥離後に行ってもよいが、本発明では、モールドを密着させた状態で行うのが好ましい。
本発明において用いられる光透過性モールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであればよく、離型性に優れるものが好ましい。具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が例示され、ガラス、石英、透明金属蒸着膜などのように親水的表面を有するモールド材については、シリコーン系、フッ素系などの離型処理を行うことが望ましい。例えば、ダイキン工業(株)製のオプツールDSXや、住友スリーエム(株)製のNovec EGC−1720等が挙げられる。
また、本発明に適用される光インプリントリソグラフィにおいて、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと光インプリント用硬化性組成物との密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射してもよい。また、本発明の硬化物の製造方法中、光照射時における好ましい真空度は、10−1Paから常圧の範囲である。
さらに、露光に際しては、酸素によるラジカル重合の阻害を防ぐため、チッソやアルゴンなどの不活性ガスを流して、酸素濃度を100mg/L未満に制御してもよい。
上述のように本発明の硬化物の製造方法によって形成された本発明の硬化物は、液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる永久膜(構造部材用のレジスト)やエッチングレジストとして使用することができる。また、前記永久膜は、製造後にガロン瓶やコート瓶などの容器にボトリングし、輸送、保管されるが、この場合に、劣化を防ぐ目的で、容器内を不活性なチッソ、またはアルゴンなどで置換しておいてもよい。また、輸送、保管に際しては、常温でもよいが、より永久膜の変質を防ぐため、−20℃から0℃の範囲に温度制御してもよい。勿論、反応が進行しないレベルで遮光することが好ましい。
また、本発明の光インプリント用硬化性組成物は、半導体集積回路、記録材料、液晶表示装置用部材として適用することができ、その中でも液晶表示装置用部材であることが好ましく、フラットパネルディスプレイなどのエッチングレジストとして適用することがより好ましい。
本発明のインプリント用組成物をエッチングレジストとして利用する場合には、まず、基材として例えばSiO2等の薄膜が形成されたシリコンウエハ等を用い、基材上に本発明の硬化物の製造方法によってナノオーダーの微細なパターンを形成する。その後、ウェットエッチングの場合にはフッ化水素等、ドライエッチングの場合にはCF4等のエッチングガスを用いてエッチングすることにより、基材上に所望のパターンを形成することができる。
後述する表に記載の組成のとおり、光重合性単量体、3級アミノ基含有化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および必要に応じて酸化防止剤およびシリコーンオイルを配合して実施例および比較例の光インプリント用硬化性組成物を調製した。尚、表における単位は質量部である。使用した材料は以下のとおりである。
M−1 n−ヘキシルメタクリレート(メタクリル酸ヘキシル、東京化成製)
M−2 1,6ヘキサンジオールジアクリレート(ビスコート#230、大阪有機化学製)
M−3 1,9ノナンジオールジアクリレート(ビスコート#260、大阪有機化学製)
M−4 トリメチロールプロパントリアクリレート(アロニックスM309、東亞合成製)
M−5 4官能ウレタンアクリレート(NKオリゴ U−4HA、新中村化学製)
A−1 ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA、興人製、分子量:43、粘度:1.3 mPa・s)
A−2 ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(DMAPAA、興人製、分子量:156、粘度: 50.0mPa・s)
A−3 アミノ基含有高分子体(DISPERBYK182、BYKケミー製、分子量:約20000、粘度:100000mPa・s)
A−4 アミノ基含有高分子体(DISPERBYK2155、BYKケミー製、分子量:20000、粘度:13000mPa・s)
A−5 トリメチルアミン(東京化成製、分子量 59、粘度 0.3mPa・s)
A−6 N,N−ジメチルアニリン(東京化成製、分子量 121、粘度 1.2mPa・s)
A−7 アクリル酸2−(tert-ブチルアミノ)エチル(東京化成製、分子量171、粘度3.8mPa・s)
A−8 アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM903、信越化学製、分子量179、粘度2.5mPa・s)
P−1 ホスフィンオキサイド系光重合開始剤(Luricin TPO-L、BASF製)
S−1:アクリロイル変性トリメトキシシラン(KBM5103、信越化学製)
AO−1 セミヒンダードフェノール系酸化防止剤(Sumilizer GA-80、住友化学製)
AO−2 チオエーテル系酸化防止剤(Irganox 1035FF、チバ製)
O−1:ポリエーテル変性シリコーンオイル KF−6012(信越シリコーン製)
Y−1 EEP(3-エトキシプロピオン酸エチル、東京化成製)
実施例1〜21、25、26、比較例1〜4は、カラーフィルタ(富士フイルム製、トランサー)を基板として用いた。
実施例22は、エッチングレジスト(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製、FMTR2913)を基板として用いた。
実施例23は、ガラス基板(旭硝子株式会社製、イーグル2000)を基板として用いた。
実施例24は、ITO付き基板(日本板硝子株式会社製、高温成膜ITO付きガラス45Ω)のITO表面に設けた。
基板上に3μm厚となるように光インプリント用硬化性組成物を塗布し、150mJのUV露光で硬化させた後、JIS K5600に記載の100マスクロスカットテストにて、剥がれた数をカウン
トし、以下のとおり評価した。
5:100/100
4:51/100〜99/100
3:21/100〜50/100
2:1/100〜20/100
1:0/100
レジストに転写されたパターンがモールドの形状をどの程度再現できているかを評価した。具体的には、各組成物について、膜厚3.0μmとなるように上記基板上にスピンコートした。スピンコートした塗布基膜をORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm2)を光源とするインプリント装置にセットし、モールド加圧力0.8kN、
露光中の真空度は10Torr(約1.33×104Pa)の条件で、モールドとして、
100nmの矩形ホールパターンを持つNIM-UH100(NTT-ATナノファブリケーション社製
)のモールドに、T&K社のNANOS-B離型処理を施したものを用いて押圧し、さらに、モールドの表面から150mJ/cm2の条件で露光した。露光後、モールドを離し、レジスト
パターンを得た。さらに、得られたレジストパターンをオーブンで230℃、30分間加熱して完全に硬化させた。転写後のパターン形状を走査型電子顕微鏡および光学顕微鏡にて観察し、パターン形状を以下の基準に従って評価した。
5:モールド形状の転写率95%以上
4:モールド形状の転写率90%以上〜95%未満
3:モールド形状の転写率80%以上〜90%未満
2:モールド形状の転写率70%以上〜80%未満
1:モールド形状の転写率70%未満
インプリント装置にて、モールドと基板を剥離する時の剥離力を測定した。光インプリント用硬化性組成物(5μL)を基板上に塗布し、モールド圧着後、ORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm2)で照度10mW/cm2で露光量150mJ/cm2の条件で露
光した。基板とモールド間を20μm/秒の速さで引き離し、この時の最大剥離力を計側
し、モールド剥離力とした。単位は[N(ニュートン)]で表した。
各組成物を膜厚3.0μmとなるようにガラス基板上にスピンコートし、モールドを圧着せず、窒素雰囲気下で、10mW、200mJ/cm2の条件で露光した。その後オーブンで230℃、30分間加熱して硬化させた膜を用いて、「JIS K5600−5−4」に準拠した方法で鉛筆硬度の評価を行い、以下のように評価した。
5:鉛筆硬度4H以上
4:3〜4H
3:3H
2:2〜3H
1:2H以下
Claims (15)
- (A)光重合性単量体と(B)光重合開始剤と(C)3級アミノ基含有高分子化合物を含むことを特徴とし、離型処理したモールドまたは光透明性樹脂モールドを用いる光インプリント用硬化性組成物。
- (C)3級アミノ基含有化合物の含有量が、該組成物中、1.0質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- (C)3級アミノ基含有化合物の含有量が、該組成物中、25質量%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- (A)光重合性単量体のうち、単官能化合物が、該組成物中、15質量%以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- 光重合性オリゴマーの含量が1質量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- さらに、離型剤を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- さらに、酸化防止剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- 前記光インプリント用硬化性組成物の50〜99質量%が(A)光重合性単量体であり、0.5〜32質量%が(C)3級アミノ基含有化合物である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- 前記光インプリント用硬化性組成物の60〜98質量%が(A)光重合性単量体であり、1.5〜25質量%が(C)3級アミノ基含有化合物である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- 酸性官能基を含む基板に適用するために用いられる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物を用いることを特徴とする微細パターンの形成方法。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の光インプリント用硬化性組成物を基板上に適用してパターン形成層を形成する工程と、前記パターン形成層表面に離型処理したモールドまたは光透明性樹脂モールドを押圧する工程と、前記パターン形成層に光を照射する工程と、を含む、微細パターンの製造方法。
- 前記光インプリント用硬化性組成物の基板上への適用を塗布により行う、請求項12に記載の微細パターンの製造方法。
- 前記基板が、酸性官能基を含む基板である、請求項12または13に記載の微細パターンの製造方法。
- 前記基板が、カラーフィルタ樹脂である、請求項12または13に記載の微細パターンの製造方法。
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