JP5696567B2 - Radiation-sensitive composition for nanoimprint and pattern formation method - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明はナノインプリント用感放射線性組成物、及びパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive composition for nanoimprint and a pattern forming method.
半導体素子等の回路の集積度や記録密度を向上させるためには、より微細な加工技術が必要とされる。この微細な加工技術として、露光プロセスを用いたフォトリソグラフィ技術が知られている。上記フォトリソグラフィ技術は、一度に大面積の微細加工が可能である点で優れているが、光の波長以下の分解能を持たないため、より微細な加工にはより短波長の光を用いることが必要となる。そのため最近では、193nm(ArF)、157nm(F2)、13.5nm(EUV)等の短波長光を用いたフォトリソグラフィ技術が開発されている。しかし、光の波長が短くなると、その波長の光を透過できる物質が限られるため、微細構造の作製に限界が生じる可能性がある。これに対して、電子線リソグラフィや集束イオンビームリソグラフィ等の方法では、分解能が光の波長に依存せず、より微細な構造の作製が可能であるものの、スループットが悪いという不都合がある。 In order to improve the degree of integration and recording density of circuits such as semiconductor elements, a finer processing technique is required. As this fine processing technique, a photolithography technique using an exposure process is known. The above photolithography technique is excellent in that a large area can be finely processed at a time, but since it does not have a resolution below the wavelength of light, it is necessary to use light having a shorter wavelength for finer processing. Necessary. Therefore, recently, a photolithography technique using short-wavelength light such as 193 nm (ArF), 157 nm (F 2 ), and 13.5 nm (EUV) has been developed. However, when the wavelength of light is shortened, a substance that can transmit light of that wavelength is limited, and thus there is a possibility that the production of a fine structure may be limited. On the other hand, methods such as electron beam lithography and focused ion beam lithography have the disadvantage that the throughput is poor, although the resolution does not depend on the wavelength of light and a finer structure can be produced.
そこで、光の波長以下の微細構造を高スループットで作製する手法として、あらかじめ上記電子線リソグラフィ等により所定の微細凹凸パターンを作製したモールドを、基板上に塗布した感放射線性組成物に押し付け、モールドの凹凸を上記感放射線性組成物に転写するナノインプリント法が知られている(米国特許第5772905号明細書、米国特許第5956216号明細書、及び特開2008−162190号公報参照)。 Therefore, as a technique for producing a fine structure with a wavelength equal to or less than the wavelength of light at a high throughput, a mold in which a predetermined fine concavo-convex pattern is produced in advance by the above-mentioned electron beam lithography or the like is pressed against the radiation-sensitive composition applied on the substrate. There is known a nanoimprint method for transferring the irregularities of the above to the radiation-sensitive composition (see US Pat. No. 5,772,905, US Pat. No. 5,956,216 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-162190).
しかし、上記ナノインプリント法においては、これを実現する上で種々の解決すべき課題がある。その中の一つに、ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性の問題がある。即ち、従来のナノインプリント用感放射線性組成物を用いると、エッチング耐性が不十分であるため、モールドの微細パターンを転写した後のエッチングの際に、得られるパターン形状が乱れる場合がある。そこで、硬化性等の基本特性を満足すると共に、エッチング耐性にも優れるナノインプリント用感放射線性組成物の開発が望まれている。 However, the nanoimprint method has various problems to be solved in order to realize this. One of them is a problem of etching resistance of the radiation-sensitive composition for nanoimprint. That is, when a conventional radiation-sensitive composition for nanoimprinting is used, etching resistance is insufficient, and thus the pattern shape obtained may be disturbed during etching after transferring the fine pattern of the mold. Therefore, development of a radiation-sensitive composition for nanoimprinting that satisfies basic characteristics such as curability and is excellent in etching resistance is desired.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、硬化性等の基本特性を満足すると共にエッチング耐性にも優れるナノインプリント用感放射線性組成物、及びこれを用いたパターン形成方法を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and its purpose is to satisfy the basic characteristics such as curability and to be excellent in etching resistance, and to use the radiation-sensitive composition for nanoimprint, and the same. It is to provide a pattern forming method.
上記課題を解決するためになされた発明は、
硫黄原子を含む重合性化合物(以下、「[A]重合性化合物」ともいう)、及び感放射線性重合開始剤(以下、「[D]重合開始剤」ともいう)を含有するナノインプリント用感放射線性組成物である。
The invention made to solve the above problems is
Radiation sensitive nanoimprint containing a polymerizable compound containing a sulfur atom (hereinafter also referred to as “[A] polymerizable compound”) and a radiation sensitive polymerization initiator (hereinafter also referred to as “[D] polymerization initiator”). Composition.
本発明のナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む重合性化合物及び感放射線性重合開始剤を含有するため、従来のナノインプリント用感放射線性組成物に比べてエッチング耐性に優れる。 Since the radiation-sensitive composition for nanoimprinting of the present invention contains a polymerizable compound containing a sulfur atom and a radiation-sensitive polymerization initiator, it is excellent in etching resistance as compared with conventional radiation-sensitive compositions for nanoimprinting.
硫黄原子を含む上記重合性化合物は、下記式(1)で表される化合物であるとよい。
硫黄原子を含む重合性化合物が上記特性構造を有することで、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、重合性に優れ、硬化性を十分満足すると共に、エッチング耐性をより向上させることができる。 When the polymerizable compound containing a sulfur atom has the above-described characteristic structure, the radiation-sensitive composition for nanoimprinting is excellent in polymerizability, sufficiently satisfies curability, and can further improve etching resistance.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含まない重合性化合物をさらに含有するとよい。 The nanoimprint radiation-sensitive composition may further contain a polymerizable compound not containing a sulfur atom.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含まない重合性化合物をさらに含有することで、重合性に優れ、硬化性等の基本特性を十分満足することができると共に、エッチング耐性にも優れる。 The radiation-sensitive composition for nanoimprinting further contains a polymerizable compound that does not contain a sulfur atom, so that it has excellent polymerizability, can sufficiently satisfy basic properties such as curability, and is excellent in etching resistance. .
硫黄原子を含まない上記重合性化合物が、下記式(2)で表される化合物及び下記式(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である(以下、「[B]重合性化合物」ともいう)であるとよい。
式(3)中、R4は、炭素数4〜20の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基である。この鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基の水素原子の一部又は全部はフッ素原子を含まない置換基で置換されていてもよい。RD及びREは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。)
The polymerizable compound not containing a sulfur atom is at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (2) and a compound represented by the following formula (3) (hereinafter, “ [B] polymerizable compound ”).
In formula (3), R 4 is a chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. Part or all of the hydrogen atoms of the chain hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a substituent not containing a fluorine atom. R D and R E are each independently a hydrogen atom or a methyl group. )
上記特定構造の重合性化合物を含有することで、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、重合性により優れ、硬化性等の基本特性を十分満足することができると共に、エッチング耐性にもさらに優れる。 By containing the polymerizable compound having the specific structure, the radiation-sensitive composition for nanoimprinting is more excellent in polymerizability, sufficiently satisfies basic characteristics such as curability, and is further excellent in etching resistance.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、フッ素原子を含む合物をさらに含有することが好ましい。フッ素原子を含む合物をさらに含有することで、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、離型性を十分満足することができ、エッチング耐性にも優れる。 It is preferable that the said radiation sensitive composition for nanoimprint further contains the compound containing a fluorine atom. By containing the compound containing a fluorine atom further, the said radiation sensitive composition for nanoimprint can fully satisfy mold release property, and is excellent also in etching tolerance.
当該パターン形成方法は、
(1)本発明のナノインプリント用感放射線性組成物を用い、基材上に塗膜を形成する工程、
(2)表面に凹凸パターンを有するモールドを、上記塗膜に圧接する工程、
(3)上記モールドを圧接した状態で上記塗膜を露光してパターン形成層を形成する工程、
(4)上記モールドを上記パターン形成層から剥離する工程、及び
(5)上記パターン形成層をエッチングする工程
を有する。
The pattern forming method is:
(1) The process of forming a coating film on a base material using the radiation sensitive composition for nanoimprints of the present invention,
(2) a step of pressing a mold having a concavo-convex pattern on the surface against the coating film,
(3) A process of forming the pattern forming layer by exposing the coating film in a state where the mold is pressed.
(4) a step of peeling the mold from the pattern forming layer; and (5) a step of etching the pattern forming layer.
当該パターン形成方法は、硬化性を十分満足しエッチング耐性にも優れる当該ナノインプリント用感放射線性組成物を用いているため、形状に優れるパターンを効率よく形成することができる。 Since the said pattern formation method uses the said radiation sensitive composition for nanoimprints which is fully satisfied with sclerosis | hardenability and is excellent also in etching tolerance, the pattern excellent in a shape can be formed efficiently.
なお、ここで、ナノインプリント用感放射線性組成物及び感放射線性重合開始剤における「放射線」とは、紫外、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の領域の波長の光、電磁波、マイクロ波、電子線、EUV、X線等が含まれる。また248nmエキシマレーザー、193nmエキシマレーザー、172nmエキシマレーザーなどのレーザー光も含まれる。これらの光は、光学フィルターを通したモノクロ光(単一波長光)でもよいし、複数の波長の異なる光(複合光)でもよい。また、ここで、重合性化合物とは、重合性基を有し、パターン形成における露光により、ナノインプリント用感放射線性組成物中で重合する性質を有する化合物をいう。一方、非重合性化合物とは、重合性基を有さず、ナノインプリント用感放射線性組成物に含有された場合に、パターン形成における露光により、重合しない化合物をいう。従って、例えば重合体等のように、すでに重合反応が完了した化合物等は、当該ナノインプリント用感放射線性組成物に含有させても露光によりさらなる重合反応は起こさないため、非重合性化合物に含まれる。 Here, “radiation” in the radiation-sensitive composition for nanoimprinting and the radiation-sensitive polymerization initiator refers to light having a wavelength in the ultraviolet, near-ultraviolet, far-ultraviolet, visible, infrared, or the like, electromagnetic waves, and microwaves. , Electron beam, EUV, X-ray and the like. Also included are laser beams such as a 248 nm excimer laser, a 193 nm excimer laser, and a 172 nm excimer laser. These lights may be monochrome light (single wavelength light) that has passed through an optical filter, or may be light having a plurality of different wavelengths (composite light). Here, the polymerizable compound refers to a compound having a polymerizable group and having a property of being polymerized in the radiation-sensitive composition for nanoimprinting by exposure in pattern formation. On the other hand, a non-polymerizable compound means a compound that does not have a polymerizable group and does not polymerize by exposure in pattern formation when contained in a radiation-sensitive composition for nanoimprinting. Therefore, for example, a compound such as a polymer that has already undergone the polymerization reaction is included in the non-polymerizable compound because it does not cause further polymerization reaction upon exposure even if it is included in the radiation-sensitive composition for nanoimprinting. .
本発明のナノインプリント用感放射線性組成物は、硬化性等の基本特性を十分満足すると共にエッチング耐性にも優れるため、形状に優れるパターンを形成することができる。 Since the radiation-sensitive composition for nanoimprinting of the present invention sufficiently satisfies basic characteristics such as curability and is excellent in etching resistance, a pattern having excellent shape can be formed.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.
<ナノインプリント用感放射線性組成物>
本発明のナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む重合性化合物、及び感放射線性重合開始剤を含有する。当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む重合性化合物を含有することにより、エッチング耐性を向上させることができる。また、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含まない重合性化合物をさらに含有することが好ましい。さらに、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、非重合性化合物を含有することが好ましく、この非重合性化合物としては、フッ素原子を含む非重合性化合物がより好ましい。なお、本発明の効果を損なわない限り、上記以外のその他の任意成分を含有することができる。以下、各成分について詳述する。
<Radiosensitive composition for nanoimprint>
The radiation-sensitive composition for nanoimprinting of the present invention contains a polymerizable compound containing a sulfur atom and a radiation-sensitive polymerization initiator. The radiation-sensitive composition for nanoimprint can improve etching resistance by containing a polymerizable compound containing a sulfur atom. Moreover, it is preferable that the said radiation sensitive composition for nanoimprint further contains the polymeric compound which does not contain a sulfur atom. Furthermore, it is preferable that the said radiation sensitive composition for nanoimprints contains a nonpolymerizable compound, and as this nonpolymerizable compound, the nonpolymerizable compound containing a fluorine atom is more preferable. In addition, unless the effect of this invention is impaired, other arbitrary components other than the above can be contained. Hereinafter, each component will be described in detail.
<重合性化合物>
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む重合性化合物を含有する。また、硫黄原子を含まない重合性化合物をさらに含有することが好ましい。なお、本発明の効果を損なわない限り、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、上記以外の重合性化合物を含有してもよい。以下、各重合性化合物について詳述する。
<Polymerizable compound>
The radiation-sensitive composition for nanoimprinting contains a polymerizable compound containing a sulfur atom. Moreover, it is preferable to further contain the polymeric compound which does not contain a sulfur atom. In addition, unless the effect of this invention is impaired, the said radiation sensitive composition for nanoimprints may contain polymeric compounds other than the above. Hereinafter, each polymerizable compound will be described in detail.
[[A]重合性化合物]
[A]重合性化合物は、硫黄原子を含む重合性化合物である。
[[A] polymerizable compound]
[A] The polymerizable compound is a polymerizable compound containing a sulfur atom.
[A]重合性化合物が有する重合性基としては、例えば(メタ)アクリロイル基、アルケニル基、シンナモイル基、シンナミリデンアセチル基、ベンザルアセトフェノン基、スチリルピリジン基、α−フェニルマレイミド基、フェニルアジド基、スルフォニルアジド基、カルボニルアジド基、ジアゾ基、o−キノンジアジド基、フリルアクリロイル基、クマリン基、ピロン基、アントラセン基、ベンゾフェノン基、スチルベン基、ジチオカルバメート基、キサンテート基、1,2,3−チアジアゾール基、シクロプロペン基、アザジオキサビシクロ基等が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリロイル基が好ましい。 [A] Examples of the polymerizable group possessed by the polymerizable compound include (meth) acryloyl group, alkenyl group, cinnamoyl group, cinnamylideneacetyl group, benzalacetophenone group, styrylpyridine group, α-phenylmaleimide group, and phenylazide. Group, sulfonyl azide group, carbonyl azide group, diazo group, o-quinonediazide group, furylacryloyl group, coumarin group, pyrone group, anthracene group, benzophenone group, stilbene group, dithiocarbamate group, xanthate group, 1,2,3- A thiadiazole group, a cyclopropene group, an azadioxabicyclo group, etc. are mentioned. Of these, (meth) acryloyl groups are preferred.
また、[A]重合性化合物は、炭素含有量を増加させる(水素含有量を低下させる)ことによりエッチング耐性向上を促す芳香環を有する化合物であることが好ましい。 [A] The polymerizable compound is preferably a compound having an aromatic ring that enhances etching resistance by increasing the carbon content (decreasing the hydrogen content).
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、このような[A]重合性化合物を含有することで、重合性に優れ、硬化性等の基本特性を十分満足すると共に、エッチング耐性にも優れる。 By including such a [A] polymerizable compound, the nanoimprint radiation-sensitive composition is excellent in polymerizability, sufficiently satisfies basic characteristics such as curability, and is excellent in etching resistance.
[A]重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基を有し、かつ芳香環を有する化合物として、特表2010−519369に記載の化合物が好ましいものとして挙げられる。具体的には、上記式(1)で表される化合物がより好ましい。 [A] As the polymerizable compound, a compound described in JP 2010-519369 is preferable as a compound having a (meth) acryloyl group and an aromatic ring. Specifically, the compound represented by the above formula (1) is more preferable.
上記式(1)中、RA及びRBは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルカンジイル基である。X1及びX2は、それぞれ独立して、−S−又は−O−である。Yは、−S−、−SO2−、−CO−、炭素数1〜12のアルカンジイル基又は炭素数7〜12のアラルキレン基である。但し、このアルカンジイル基及びアラルキレン基のアルキレン鎖の炭素−炭素間に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。また、X1、X2及びYの少なくとも1つは硫黄原子を含む基である。Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリーレン基又は炭素数7〜30のアラルキレン基である。このアリーレン基及びアラルキレン基の水素原子の一部又は全部は、フッ素原子を含まない置換基で置換されていてもよい。m及びnは、それぞれ独立して、1〜5の整数である。pは、0〜10の整数である。mが2以上の場合、複数のR1及びX1は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。nが2以上の場合、複数のR2及びX2は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。pが2以上の場合、複数のY及びAr2は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 The formula (1), R A and R B are each independently a hydrogen atom or a methyl group. R 1 and R 2 are each independently an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. X 1 and X 2 are each independently —S— or —O—. Y is, -S -, - SO 2 - , - CO-, an alkanediyl group or an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms. However, you may have an oxygen atom or a sulfur atom between carbon-carbon of the alkylene chain of this alkanediyl group and aralkylene group. In addition, at least one of X 1 , X 2 and Y is a group containing a sulfur atom. Ar 1 and Ar 2 are each independently an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or an aralkylene group having 7 to 30 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms of the arylene group and aralkylene group may be substituted with a substituent that does not contain a fluorine atom. m and n are each independently an integer of 1 to 5. p is an integer of 0-10. When m is 2 or more, the plurality of R 1 and X 1 may be the same or different. When n is 2 or more, the plurality of R 2 and X 2 may be the same or different. When p is 2 or more, the plurality of Y and Ar 2 may be the same or different.
上記R1及びR2で表される炭素数1〜6のアルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基等が挙げられる。これらのうち、エチレン基が好ましい。 The alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 and R 2, for example, methylene group, ethylene group, propane-diyl group, etc. butanediyl group. Of these, an ethylene group is preferred.
上記Yで表される炭素数1〜12のアルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、オクタンジイル基、デカンジイル基、ドデカンジイル基等が挙げられる。 Examples of the alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by Y include a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, a butanediyl group, an octanediyl group, a decanediyl group, and a dodecanediyl group.
上記Yで表される炭素数7〜12のアラルキレン基としては、例えばベンジリデン基、シンナミリデン基等が挙げられる。 Examples of the aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms represented by Y include a benzylidene group and a cinnamylidene group.
上記Ar1及びAr2で表される炭素数6〜30のアリーレン基としては、例えばフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等が挙げられる。これらのうち、フェニレン基が好ましい。 Examples of the arylene group having 6 to 30 carbon atoms represented by Ar 1 and Ar 2 include a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group. Of these, a phenylene group is preferred.
上記Ar1及びAr2で表される炭素数7〜30のアラルキレン基としては、例えばベンジリデン基、シンナミリデン基等が挙げられる。 Examples of the aralkylene group having 7 to 30 carbon atoms represented by Ar 1 and Ar 2 include a benzylidene group and a cinnamylidene group.
上記式(1)で表される[A]重合性化合物としては、例えば下記式(1−1)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the [A] polymerizable compound represented by the above formula (1) include compounds represented by the following formula (1-1).
上記式(1−1)で表される[A]重合性化合物は、公知の方法により合成することができる。 The [A] polymerizable compound represented by the above formula (1-1) can be synthesized by a known method.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物における[A]重合性化合物の使用量としては、1質量%以上90質量%以下が好ましく、2質量%以上50質量%以下がより好ましく、5質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。[A]重合性化合物の使用量が、1質量%未満では、当該ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性が不十分となるおそれがある。一方、90質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物中での[A]重合性化合物の溶解性が不十分となるおそれがある。なお、[A]重合性化合物は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。 The amount of the polymerizable compound [A] used in the radiation-sensitive composition for nanoimprint is preferably 1% by mass to 90% by mass, more preferably 2% by mass to 50% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass. % Or less is more preferable. [A] If the usage-amount of a polymeric compound is less than 1 mass%, there exists a possibility that the etching tolerance of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. On the other hand, when it exceeds 90 mass%, there exists a possibility that the solubility of the [A] polymeric compound in the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. In addition, [A] polymeric compound may be used independently and may use 2 or more types together.
[[B]重合性化合物]
[B]重合性化合物は、硫黄原子を含まない重合性化合物である。
[[B] polymerizable compound]
[B] The polymerizable compound is a polymerizable compound containing no sulfur atom.
[B]重合性化合物は、上記式(2)で表される化合物及び上記式(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物である。当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、このような[B]化合物を含有することにより、重合性に優れ、硬化性等の基本特性を十分満足することができると共に、エッチング耐性にも優れる。 [B] The polymerizable compound is at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the above formula (2) and a compound represented by the above formula (3). By including such a [B] compound, the nanoimprint radiation-sensitive composition is excellent in polymerizability, sufficiently satisfies basic characteristics such as curability, and is excellent in etching resistance.
上記式(2)中、R3は、水素原子又はs価の有機基である。sは、1又は2である。RCは、水素原子又はメチル基である。tは、0又は1である。但し、sが2の場合、2つのRC及びtは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (2), R 3 is a hydrogen atom or an s-valent organic group. s is 1 or 2. R C is a hydrogen atom or a methyl group. t is 0 or 1. However, when s is 2, two R C and t may be the same or different.
上記R3が表すs価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the s-valent organic group represented by R 3 include hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
上記炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。なお、ここで、芳香族炭化水素基とは、芳香環を含む炭化水素基をいう。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. Is mentioned. Here, the aromatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group containing an aromatic ring.
上記炭素数1〜20の鎖状炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルカンからs個の水素原子を除いた基等が挙げられる。上記炭素数1〜20のアルカンとしては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、デカン、ドデカン等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a group in which s hydrogen atoms are removed from an alkane having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkane having 1 to 20 carbon atoms include methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, decane, and dodecane.
上記炭素数3〜20の脂環式基としては、例えば、炭素数3〜20のシクロアルカンからs個の水素原子を除いた基等が挙げられる。上記炭素数3〜20のシクロアルカンとしては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン等が挙げられる。 Examples of the alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms include a group in which s hydrogen atoms are removed from a cycloalkane having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the cycloalkane having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornane, adamantane and the like.
上記炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン、フルオレン等の芳香族炭化水素基からs個の水素原子を除いた基が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include aromatic hydrocarbons such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, cumene, and fluorene. And a group obtained by removing s hydrogen atoms from the group.
上記tとしては、1が好ましい。 The t is preferably 1.
上記式(2)で表される化合物としては、例えば、下記式(2−1)〜(2−8)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the above formula (2) include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-8).
上記式(2−4)及び(2−5)中、tは、上記式(2)と同義である。 In the above formulas (2-4) and (2-5), t has the same meaning as the above formula (2).
これらのうち、上記式(2−1)で表される化合物が好ましい。 Among these, the compound represented by the above formula (2-1) is preferable.
上記式(2)で表される化合物としては、市販品を用いることができ、例えばビスコート#160(大阪有機化学工業製)、オグソールEA−F5003、オグソールEA−F5503(以上、大阪ガスケミカル製)等が挙げられる。 Commercially available products can be used as the compound represented by the above formula (2), for example, Biscote # 160 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry), Ogsol EA-F5003, Ogsol EA-F5503 (above, manufactured by Osaka Gas Chemical). Etc.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物における上記式(2)で表される[B]重合性化合物の使用量としては、10質量%以上90質量%以下であり、20質量%以上70質量%以下が好ましい。上記式(2)で表される[B]重合性化合物の使用量が、10質量%未満では、当該ナノインプリント用感放射線性組成物の硬化性が不十分となるおそれがある。一方、70質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性が不十分となるおそれがある。なお、上記式(2)で表される[B]重合性化合物は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。 The amount of the polymerizable compound [B] represented by the above formula (2) in the radiation-sensitive composition for nanoimprint is 10% by mass or more and 90% by mass or less, and 20% by mass or more and 70% by mass or less. preferable. If the usage-amount of the [B] polymeric compound represented by the said Formula (2) is less than 10 mass%, there exists a possibility that the sclerosis | hardenability of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. On the other hand, when it exceeds 70 mass%, there exists a possibility that the etching tolerance of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. In addition, the [B] polymeric compound represented by the said Formula (2) may be used independently, and may use 2 or more types together.
上記式(3)中、R4は、炭素数4〜20の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基である。この鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基の水素原子の一部又は全部はフッ素原子を含まない置換基で置換されていてもよい。RD及びREは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。 In the above formula (3), R 4 is a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. Part or all of the hydrogen atoms of the chain hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a substituent not containing a fluorine atom. R D and R E are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
上記R4で表される炭素数4〜20の鎖状炭化水素基としては、例えば、炭素数4〜20の直鎖状又は分岐状のアルキレン基等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 4 include a linear or branched alkylene group having 4 to 20 carbon atoms.
上記アルキレン基としては、例えば、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、ヘキサンジイル基、オクタンジイル基等が挙げられる。 Examples of the alkylene group include a butanediyl group, a pentanediyl group, a hexanediyl group, and an octanediyl group.
上記R4で表される炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、ジシクロヘキサン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、ノルボルナン、アダマンタン等から2つの水素原子を除いた基が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 4 include two hydrogen atoms from cyclobutane, cyclopentane, dicyclohexane, tricyclodecane, tetracyclododecane, norbornane, adamantane and the like. Excluded groups are mentioned.
上記式(3)で表される化合物としては、例えば、下記式(3−1)〜(3−4)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (3) include compounds represented by the following formulas (3-1) to (3-4).
これらのうち、上記式(3−1)で表される化合物が好ましい。 Among these, the compound represented by the above formula (3-1) is preferable.
上記式(3)で表される化合物の市販品としては、例えばNKエステルA−DCP(新中村化学工業製)等が挙げられる。 Examples of commercially available compounds represented by the above formula (3) include NK ester A-DCP (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
当該ナノインプリント用感放射線性組成物における上記式(3)で表される[B]重合性化合物の含有量は、10〜80質量%であることが好ましく、15〜50質量%であることがより好ましい。含有量が80質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、エッチング耐性が低減するおそれがある。一方、10質量%未満であると、パターン形成層の硬化が不十分になる場合がある。 The content of the polymerizable compound [B] represented by the above formula (3) in the radiation-sensitive composition for nanoimprint is preferably 10 to 80% by mass, and more preferably 15 to 50% by mass. preferable. When the content exceeds 80% by mass, the radiation-sensitive composition for nanoimprint may have a reduced etching resistance. On the other hand, if it is less than 10% by mass, the pattern forming layer may be insufficiently cured.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物における[B]重合性化合物全体の使用量としては、50質量%以上98質量%以下であり、60質量%以上98質量%以下が好ましい。[B]重合性化合物の使用量が、50質量%未満では、当該ナノインプリント用感放射線性組成物の硬化性が不十分となるおそれがある。一方、98質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性が不十分となるおそれがある。なお、[B]重合性化合物は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。 The amount of the [B] polymerizable compound used in the radiation-sensitive composition for nanoimprinting is 50% by mass to 98% by mass, and preferably 60% by mass to 98% by mass. [B] If the usage-amount of a polymeric compound is less than 50 mass%, there exists a possibility that the sclerosis | hardenability of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. On the other hand, when it exceeds 98 mass%, there exists a possibility that the etching tolerance of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. In addition, [B] polymeric compound may be used independently and may use 2 or more types together.
[フッ素原子を含む重合性化合物]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、上記フッ素原子を含む重合性化合物を含有することにより、離型性を向上させることができる。
[Polymerizable compound containing fluorine atom]
The said radiation sensitive composition for nanoimprint can improve mold release property by containing the polymeric compound containing the said fluorine atom.
フッ素原子を含む重合性化合物としては、例えばα−フルオロアクリレート化合物、α−トリフルオロメチルアクリレート化合物、β−フルオロアクリレート化合物、β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、α,β−フルオロアクリレート化合物、α,β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、1種類以上のビニル部位の水素がフッ素又はトリフルオロメチル基等で置換された化合物等; Examples of the polymerizable compound containing a fluorine atom include an α-fluoroacrylate compound, an α-trifluoromethyl acrylate compound, a β-fluoroacrylate compound, a β-trifluoromethyl acrylate compound, an α, β-fluoroacrylate compound, and an α, β. A trifluoromethyl acrylate compound, a compound in which hydrogen at one or more vinyl sites is substituted with fluorine or a trifluoromethyl group, and the like;
ノルボルネンのような脂環式オレフィン化合物の側鎖がフッ素或いはフルオロアルキル基やその誘導体であるもの、アクリル酸又はメタクリル酸のフルオロアルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のオレフィンの側鎖(二重結合を含まない部位)がフッ素又はフルオロアルキル基やその誘導体であるもの等; The side chain of an alicyclic olefin compound such as norbornene is a fluorine or fluoroalkyl group or its derivative, the ester compound of a fluoroalkyl group of acrylic acid or methacrylic acid or its derivative, one or more olefin side chains ( A portion not containing a double bond) is a fluorine or fluoroalkyl group or a derivative thereof;
α−フルオロアクリル酸、β−フルオロアクリル酸、α,β−フルオロアクリル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸、β−トリフルオロメチルアクリル酸、α,β−トリフルオロメチルアクリル酸等のフルオロアルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のビニル部位の水素がフッ素又はトリフルオロメチル基等で置換された化合物の側鎖をフッ素又はフルオロアルキル基やその誘導体で置換したもの、1種類以上の脂環式オレフィン化合物の二重結合に結合している水素をフッ素原子又はトリフルオロメチル基等で置換し、且つ側鎖がフルオロアルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。尚、ここの脂環式オレフィン化合物とは、環の一部が二重結合である化合物を示す。 Fluoroalkyl groups such as α-fluoroacrylic acid, β-fluoroacrylic acid, α, β-fluoroacrylic acid, α-trifluoromethylacrylic acid, β-trifluoromethylacrylic acid, α, β-trifluoromethylacrylic acid, etc. Or an ester compound thereof, or a compound in which the side chain of a compound in which hydrogen at one or more vinyl sites is substituted with fluorine or a trifluoromethyl group is substituted with a fluorine or fluoroalkyl group or a derivative thereof, and one or more fats Examples include those in which hydrogen bonded to a double bond of a cyclic olefin compound is substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group and the side chain is a fluoroalkyl group or a derivative thereof. In addition, an alicyclic olefin compound here shows the compound in which a part of ring is a double bond.
また、フッ素原子を含む重合性化合物として、具体的には、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロヘキシル)(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。 Specific examples of the polymerizable compound containing a fluorine atom include trifluoromethyl (meth) acrylic acid ester, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylic acid ester, and perfluoroethyl (meth) acrylic. Acid ester, perfluoro n-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-butyl (meth) acrylic acid ester , Perfluoro t-butyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3, 4,4,5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (Meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6, 7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6) , 6,6-octafluorohexyl) (meth) acrylic acid ester and the like.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物におけるフッ素原子を含む重合性化合物の含有率としては、5質量%以上50質量%以下であり、10質量%以上30質量%以下が好ましい。フッ素原子を含む重合性化合物の含有率が、5質量%未満であると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物の離型性が十分得られないおそれがある。一方、50質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性が不十分となるおそれがある。なお、フッ素原子を含む重合性化合物は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。 As content rate of the polymeric compound containing the fluorine atom in the said radiation sensitive composition for nanoimprints, they are 5 mass% or more and 50 mass% or less, and 10 mass% or more and 30 mass% or less are preferable. If the content of the polymerizable compound containing a fluorine atom is less than 5% by mass, the releasability of the nanoimprint radiation-sensitive composition may not be sufficiently obtained. On the other hand, when it exceeds 50 mass%, there exists a possibility that the etching tolerance of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may become inadequate. In addition, the polymeric compound containing a fluorine atom may be used independently and may use 2 or more types together.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、重合性化合物として、[A]重合性化合物、[B]重合性化合物及びフッ素原子を含む重合性化合物以外に、本発明の効果を損なわない限り、その他の重合性化合物を含有できる。 As long as the effect of this invention is not impaired, the said radiation sensitive composition for nanoimprints does not impair the effect of this invention other than the polymerizable compound containing [A] polymeric compound, [B] polymeric compound, and a fluorine atom as a polymeric compound. A polymerizable compound can be contained.
<非重合性化合物>
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、重合性基を有しない非重合性化合物をさらに含有することが好ましく、上記非重合性化合物がフッ素原子を含む化合物であるとよい。また、当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む非重合性化合物を含有してもよい。さらに、本発明の効果を損なわない限り、その他の非重合性化合物を含有することができる。
<Non-polymerizable compound>
The radiation-sensitive composition for nanoimprint preferably further contains a non-polymerizable compound having no polymerizable group, and the non-polymerizable compound may be a compound containing a fluorine atom. Moreover, the said radiation sensitive composition for nanoimprint may contain the nonpolymerizable compound containing a sulfur atom. Further, other non-polymerizable compounds can be contained as long as the effects of the present invention are not impaired.
[フッ素原子を含む非重合性化合物]
上記フッ素原子を含む非重合性化合物としては、例えばフッ素原子を有する重合体(以下、「[C]重合体ともいう)、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、[C]重合体が好ましい。当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、フッ素原子を含む非重合性化合物を含有することにより、離型性を向上させることができる。以下、各成分について詳述する。
[Non-polymerizable compound containing fluorine atom]
Examples of the non-polymerizable compound containing a fluorine atom include a polymer having a fluorine atom (hereinafter also referred to as “[C] polymer”), a fluorine-based surfactant, etc. Among these, [C] heavy The radiation-sensitive composition for nanoimprinting can improve releasability by containing a non-polymerizable compound containing a fluorine atom.Hereinafter, each component will be described in detail.
([C]重合体)
[C]重合体は、下記式(4)で表される構造単位(c1)、及び下記式(5)で表される構造単位(c2)からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位を有することが好ましい。また、本発明の効果を損なわない限り、構造単位(c1)及び構造単位(c2)以外の「他の構造単位」を有してもよい。以下、各構造単位を詳述する。
([C] polymer)
[C] The polymer is at least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit (c1) represented by the following formula (4) and the structural unit (c2) represented by the following formula (5). It is preferable to have. Moreover, unless the effect of this invention is impaired, you may have "other structural units" other than a structural unit (c1) and a structural unit (c2). Hereinafter, each structural unit will be described in detail.
上記式(4)中、R5は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R6は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の脂環式基である。但し、上記アルキル基及び脂環式基が有する水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
式(5)中、R7は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R8は、(k+1)価の連結基である。Rfは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R9は、水素原子又は1価の有機基である。kは、1〜3の整数である。但し、kが2又は3の場合、複数のRf及びR9は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In the formula (4), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 6 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom, or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said alkyl group and alicyclic group have may be substituted by the substituent.
In formula (5), R 7 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 8 is a (k + 1) -valent linking group. R f is a divalent linking group having a fluorine atom. R 9 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. k is an integer of 1 to 3. However, when k is 2 or 3, the plurality of R f and R 9 may be the same or different.
(構造単位(c1))
構造単位(c1)は上記式(4)で表される構造単位である。
(Structural unit (c1))
The structural unit (c1) is a structural unit represented by the above formula (4).
上記式(4)中、R6で表される炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。 In the formula (4), as the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 6, for example a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group.
上記R6で表される炭素数4〜20の脂環式基としては、例えばシクロペンチル基、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクチルメチル基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 6 include a cyclopentyl group, a cyclopentylpropyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexylmethyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a cyclooctylmethyl group. It is done.
構造単位(c1)を与える単量体としては、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the monomer that gives the structural unit (c1) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoro n-propyl ( (Meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) Acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl ( (Meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hex (Meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4, 4,4-Heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10- Heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate and the like.
構造単位(c1)としては、例えば下記式(4−1)及び(4−2)で示される構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit (c1) include structural units represented by the following formulas (4-1) and (4-2).
上記式(4−1)及び(4−2)中、R5は上記式(4)と同義である。 In the above formula (4-1) and (4-2), R 5 has the same meaning as the above formula (4).
[C]重合体において、構造単位(c1)の含有率としては[C]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜70モル%が好ましく、20モル%〜50モル%がより好ましい。なお[C]重合体は、構造単位(c1)を1種又は2種以上を有してもよい。 In the [C] polymer, the content of the structural unit (c1) is preferably 10 mol% to 70 mol%, and 20 mol% to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the [C] polymer. More preferred. The [C] polymer may have one or more structural units (c1).
(構造単位(c2))
構造単位(c2)は、上記式(5)で示される構造単位である。
(Structural unit (c2))
The structural unit (c2) is a structural unit represented by the above formula (5).
上記式(5)中、R7が表す(k+1)価の連結基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基、イミノ基及びアミド基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基が挙げられる。また、上記(k+1)価の連結基は置換基を有していてもよい。 In the above formula (5), the (k + 1) -valent linking group represented by R 7 is, for example, a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon having 3 to 30 carbon atoms. A group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or one or more groups selected from the group consisting of these groups and an oxygen atom, a sulfur atom, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an imino group, and an amide group And a combination of these. The (k + 1) -valent linking group may have a substituent.
上記炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、イコサン、トリアコンタン等の炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。 Examples of the linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include hydrocarbon groups such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, decane, icosane and triacontane (k + 1). And groups in which one hydrogen atom is removed.
上記炭素数3〜30の脂環式基としては、例えば
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の単環式飽和炭化水素;
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等の多環式飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。
Examples of the alicyclic group having 3 to 30 carbon atoms include monocyclic saturated hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane;
Monocyclic unsaturated hydrocarbons such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclodecadiene;
Bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbons such as dodecane and adamantane;
Bicyclo [2.2.1] heptene, bicyclo [2.2.2] octene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decene, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And a group obtained by removing (k + 1) hydrogen atoms from a polycyclic hydrocarbon group such as 0 2,7 ] dodecene.
上記炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン等の芳香族炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aromatic hydrocarbon groups such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, cumene ( and a group excluding k + 1) hydrogen atoms.
上記式(5)中、Rfで表されるフッ素原子を有する2価の連結基としては、フッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の直鎖状炭化水素基が挙げられる。Rfとしては、例えば下記式(Rf−1)〜(Rf−6)で示される構造等が挙げられる。 In the above formula (5), examples of the divalent linking group having a fluorine atom represented by R f include a C 1-20 divalent linear hydrocarbon group having a fluorine atom. Examples of R f include structures represented by the following formulas (R f -1) to (R f -6).
Rfとしては、上記式(Rf−1)、(Rf−2)で表される構造が好ましい。 R f is preferably a structure represented by the above formula (R f -1) or (R f -2).
上記式(5)中、R9が表す有機基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基、イミノ基及びアミド基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基が挙げられる。 In the above formula (5), examples of the organic group represented by R 9 include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 30 carbon atoms, and 6 to 30 carbon atoms. Or a group in which these groups are combined with one or more groups selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an imino group, and an amide group. It is done.
上記構造単位(c2)としては、例えば下記式(5−1)及び(5−2)で表される構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit (c2) include structural units represented by the following formulas (5-1) and (5-2).
上記式(5−1)中、R8は、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基である。R7、Rf及びR9は、上記式(5)と同義である。
上記式(5−2)中、R7、Rf、R9及びkは、上記式(5)と同義である。但し、kが2以上の場合、複数のRf及びR9は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
In said formula (5-1), R < 8 > is a C1-C20 bivalent linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group. R 7 , R f and R 9 have the same meaning as in the above formula (5).
In said formula (5-2), R < 7 > , R <f> , R < 9 > and k are synonymous with said formula (5). However, when k is 2 or more, the plurality of R f and R 9 may be the same or different.
上記式(5−1)及び式(5−2)で表される構造単位としては、例えば下記式(5−1−1)、式(5−1−2)、式(5−2−1)で表される構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit represented by the above formula (5-1) and formula (5-2) include the following formula (5-1-1), formula (5-1-2), and formula (5-2-1). ).
上記式(5−1−1)、(5−1−2)及び(5−2−1)中、R7は、上記式(5)と同義である。 In the above formulas (5-1-1), (5-1-2) and (5-2-1), R 7 has the same meaning as the above formula (5).
構造単位(c2)を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。 Examples of the monomer that gives the structural unit (c2) include (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester and (meth) acrylic acid. (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy -5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[5- ( 1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester and the like.
[C]重合体において、構造単位(c2)の含有率としては[C]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%〜80モル%が好ましく、30モル%〜70モル%がより好ましい。なお、[C]重合体は、構造単位(c2)を1種、又は2種以上を有してもよい。 In the [C] polymer, the content of the structural unit (c2) is preferably 20% by mole to 80% by mole, and preferably 30% by mole to 70% by mole with respect to all the structural units constituting the [C] polymer. More preferred. In addition, the [C] polymer may have 1 type, or 2 or more types of structural units (c2).
(他の構造単位)
[C]重合体は、さらに「他の構造単位」として、現像液への可溶性を高めるためにラクトン骨格又は環状カーボネート骨格を有する構造単位、エッチング耐性を高めるために脂環式構造を含む構造単位等を1種以上有してもよい。
(Other structural units)
[C] The polymer further includes, as “other structural units”, structural units having a lactone skeleton or a cyclic carbonate skeleton to enhance solubility in a developer, and structural units containing an alicyclic structure to enhance etching resistance. Etc. may have one or more.
[C]重合体の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物において20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。[C]重合体の含有割合が20質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物のエッチング耐性が低減するおそれがある。 [C] As a content rate of a polymer, 20 mass% or less is preferable in the said radiation sensitive composition for nanoimprint, and 10 mass% or less is more preferable. [C] When the content rate of a polymer exceeds 20 mass%, there exists a possibility that the etching tolerance of the said radiation sensitive composition for nanoimprint may reduce.
([C]重合体の合成方法)
[C]重合体は、ラジカル重合等の常法に従って合成できる。例えば、
単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;
単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;
各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等の方法で合成することが好ましい。なお、単量体溶液に対して、単量体溶液を滴下して反応させる場合、滴下される単量体溶液中の単量体量は、重合に用いられる単量体総量に対して30モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましく、70モル%以上が特に好ましい。
([C] Polymer Synthesis Method)
[C] The polymer can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization. For example,
A method in which a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction;
A method in which a solution containing a monomer and a solution containing a radical initiator are separately dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction;
A plurality of types of solutions containing each monomer and a solution containing a radical initiator are separately added to a reaction solvent or a solution containing a monomer and synthesized by a method such as a polymerization reaction. It is preferable. In addition, when the monomer solution is dropped and reacted with respect to the monomer solution, the monomer amount in the dropped monomer solution is 30 mol with respect to the total amount of monomers used for polymerization. % Or more is preferable, 50 mol% or more is more preferable, and 70 mol% or more is particularly preferable.
これらの方法における反応温度は開始剤種によって適宜決定すればよい。通常30℃〜180℃であり、40℃〜160℃が好ましく、50℃〜140℃がより好ましい。滴下時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体等の条件によって異なるが、通常、30分〜8時間であり、45分〜6時間が好ましく、1時間〜5時間がより好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間も、滴下時間と同様に条件により異なるが、通常、30分〜8時間であり、45分〜7時間が好ましく、1時間〜6時間がより好ましい。 What is necessary is just to determine the reaction temperature in these methods suitably with initiator seed | species. Usually, it is 30 degreeC-180 degreeC, 40 degreeC-160 degreeC is preferable, and 50 degreeC-140 degreeC is more preferable. The dropping time varies depending on the reaction temperature, the type of initiator, the monomer to be reacted, etc., but is usually 30 minutes to 8 hours, preferably 45 minutes to 6 hours, and more preferably 1 hour to 5 hours. . Further, the total reaction time including the dropping time varies depending on the conditions similarly to the dropping time, but is usually 30 minutes to 8 hours, preferably 45 minutes to 7 hours, and more preferably 1 hour to 6 hours.
上記重合に使用されるラジカル開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。これらの開始剤は単独で又は2種以上を混合して使用できる。 Examples of the radical initiator used in the polymerization include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2 -Cyclopropylpropionitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like. These initiators can be used alone or in admixture of two or more.
重合溶媒としては、重合を阻害する溶媒(重合禁止効果を有するニトロベンゼン、連鎖移動効果を有するメルカプト化合物等)以外の溶媒であって、その単量体を溶解可能な溶媒であれば限定されない。上記重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。
The polymerization solvent is not limited as long as it is a solvent other than a solvent that inhibits polymerization (nitrobenzene having a polymerization inhibiting effect, mercapto compound having a chain transfer effect, etc.) and can dissolve the monomer. Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
重合反応により得られた樹脂は、再沈殿法により回収することが好ましい。すなわち、重合反応終了後、重合液を再沈溶媒に投入することにより、目的の樹脂を粉体として回収する。再沈溶媒としては、アルコール類やアルカン類等を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。再沈殿法の他に、分液操作やカラム操作、限外ろ過操作等により、単量体、オリゴマー等の低分子成分を除去して、樹脂を回収することもできる。 The resin obtained by the polymerization reaction is preferably recovered by a reprecipitation method. That is, after completion of the polymerization reaction, the target resin is recovered as a powder by introducing the polymerization solution into a reprecipitation solvent. As the reprecipitation solvent, alcohols or alkanes can be used alone or in admixture of two or more. In addition to the reprecipitation method, the resin can be recovered by removing low-molecular components such as monomers and oligomers by a liquid separation operation, a column operation, an ultrafiltration operation, or the like.
[C]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1,000以上100,000以下が好ましく、2,000以上50,000以下がより好ましく、3,000以上20,000以下が特に好ましい。Mwを上記範囲とすることで、当該ナノインプリント用感放射線性組成物はエッチング耐性に優れたものとなる。 [C] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, more preferably 2,000 or more and 50,000 or less. Preferably, it is 3,000 or more and 20,000 or less. By setting Mw within the above range, the radiation-sensitive composition for nanoimprinting has excellent etching resistance.
また、[C]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1以上5以下であり、1以上3以下が好ましく、1以上2以下がより好ましい。Mw/Mnをこのような範囲とすることで、当該ナノインプリント用感放射線性組成物はエッチング耐性に優れたものとなる。 In addition, the ratio (Mw / Mn) of Mw to polystyrene-converted number average molecular weight (Mn) by GPC of the [C] polymer is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, preferably from 1 to 2. More preferred. By setting Mw / Mn in such a range, the radiation-sensitive composition for nanoimprinting has excellent etching resistance.
なお、本明細書のMw及びMnは、GPCカラム(東ソー社、G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするGPCにより測定した値をいう。
In addition, Mw and Mn of this specification use GPC columns (Tosoh Corporation,
(フッ素系界面活性剤)
フッ素系の界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルEO付加物、含フッ素オルガノシロキサン系化合物等が挙げられる。フッ素系の界面活性剤の市販品としては、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、F172、F173、F176、F189、R08、F−8151(DIC製)、フロラードFC−430、FC−431、FC−4430(住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−141、S−145、S−381、S−382、SC101、SC102,SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH−10、KH−20、KH−30、KH−40(旭硝子製)、ユニダインDS−401、DS−403、DS−451(ダイキン工業製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル製)、KP341、X−70−092、X−70−093(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、No.95(共栄社化学製)等が挙げられる。
(Fluorosurfactant)
Examples of the fluorine-based surfactant include perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl ester, perfluoroalkylamine oxide, perfluoroalkyl EO adduct, fluorine-containing organosiloxane compound, and the like. Examples of commercially available fluorosurfactants include F-Top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F172, F173, F176, F189, R08, F-8151 (manufactured by DIC), Fluorard FC-430, FC-431, FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-141, S-145, S-381, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 , Surfynol E1004, KH-10, KH-20, KH-30, KH-40 (Asahi Glass), Unidyne DS-401, DS-403, DS-451 (Daikin Industries), Troisol S-366 (Troy Chemical) Manufactured), KP341, X-70-092 X-70-093 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical) and the like.
[硫黄原子を含む非重合性化合物]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む非重合性化合物を含有することができる。当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、硫黄原子を含む非重合性化合物を含有することにより、エッチング耐性を向上させることができる。硫黄原子を含む非重合性化合物としては、例えば硫黄原子を含む重合体、硫黄原子を含み重合性基を有さないその他の化合物等が挙げられる。
[Non-polymerizable compound containing sulfur atom]
The said radiation sensitive composition for nanoimprint can contain the nonpolymerizable compound containing a sulfur atom. The radiation-sensitive composition for nanoimprinting can improve etching resistance by containing a non-polymerizable compound containing a sulfur atom. Examples of the non-polymerizable compound containing a sulfur atom include a polymer containing a sulfur atom and other compounds containing a sulfur atom and having no polymerizable group.
<[D]重合開始剤>
当該ナノインプリント用感放射線性組成物において、[D]重合開始剤は、露光により[A]重合性化合物、[B]重合性化合物、フッ素原子を含む重合性化合物等の重合性化合物の有する重合性基を活性化し、当該ナノインプリント用感放射線性組成物の硬化反応を誘発する。
<[D] Polymerization initiator>
In the radiation-sensitive composition for nanoimprint, [D] the polymerization initiator is polymerized by a polymerizable compound such as [A] polymerizable compound, [B] polymerizable compound, and a polymerizable compound containing a fluorine atom upon exposure. The group is activated to induce a curing reaction of the radiation-sensitive composition for nanoimprinting.
[D]重合開始剤としては、例えば、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、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス−(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(tert−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物や過酸化水素等が挙げられる。また、有機過酸化物を[D]重合開始剤として使用する場合には、還元剤を組み合わせてレドックス型の[D]重合開始剤としてもよい。 [D] As the polymerization initiator, for example, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2 ′ -Azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis- (2-methylbutyronitrile), Azo compounds such as 1,1′-azobis- (cyclohexane-1-carbonitrile), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, tert-butylperoxypivalate, Examples thereof include organic peroxides such as 1,1′-bis- (tert-butylperoxy) cyclohexane, hydrogen peroxide, and the like. Moreover, when using an organic peroxide as a [D] polymerization initiator, it is good also as a redox type [D] polymerization initiator combining a reducing agent.
また、これらの重合開始剤以外にも、例えば、特開2007−293306号公報に記載のビイミダゾール系化合物、特開2008−89744号公報に記載のオキシム型ラジカル発生剤、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ホスフィン系化合物、トリアジン系化合物、及び特開2006−259680号公報に記載のジアゾ系化合物、トリアジン系化合物を用いることができる。 In addition to these polymerization initiators, for example, biimidazole compounds described in JP 2007-293306 A, oxime type radical generators, benzoin compounds, acetophenones described in JP 2008-89744 A, for example. Compounds, benzophenone compounds, α-diketone compounds, polynuclear quinone compounds, xanthone compounds, phosphine compounds, triazine compounds, and diazo compounds and triazine compounds described in JP-A-2006-259680 Can do.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物における[D]重合開始剤の含有量は、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。含有量が30質量%を超えると、異物が発生するなど保存安定性が悪化する傾向にある。一方、1質量%未満であると、パターン形成層の硬化が不十分になる場合がある。 The content of the [D] polymerization initiator in the radiation-sensitive composition for nanoimprint is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. More preferably, it is at least 10% by mass. When the content exceeds 30% by mass, the storage stability tends to deteriorate, for example, foreign matter is generated. On the other hand, if it is less than 1% by mass, the pattern forming layer may be insufficiently cured.
<その他の任意成分>
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、重合性化合物、非重合性化合物、[D]重合開始剤以外に、本発明の効果を損なわない限り、有機溶媒、離型剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、密着促進剤、酸化防止剤、塩基性化合物等のその他の任意成分を含んでもよい。以下、各成分について詳述する。
<Other optional components>
In addition to the polymerizable compound, non-polymerizable compound, and [D] polymerization initiator, the radiation-sensitive composition for nanoimprint is an organic solvent, a release agent, a silane coupling agent, an oxidation, unless the effects of the present invention are impaired. It may contain other optional components such as an inhibitor, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an anti-aging agent, a plasticizer, an adhesion promoter, an antioxidant, and a basic compound. Hereinafter, each component will be described in detail.
[有機溶媒]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、有機溶剤非含有組成物であることが好ましいが、本発明の効果を損なわない限り、有機溶剤を含有してもよい。より具体的には、[A]重合性化合物、[B]重合性化合物等の重合性化合物、[C]重合体等の非重合性化合物及び[D]重合開始剤の合計に対して、通常、2,000質量%以下の有機溶剤を含有してもよく、1,000質量%以下が好ましい。
[Organic solvent]
The nanoimprint radiation-sensitive composition is preferably an organic solvent-free composition, but may contain an organic solvent as long as the effects of the present invention are not impaired. More specifically, the total amount of [A] polymerizable compound, [B] polymerizable compound such as polymerizable compound, [C] non-polymerizable compound such as polymer and [D] polymerization initiator is usually The organic solvent may be contained in an amount of 2,000% by mass or less, preferably 1,000% by mass or less.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類等のエステル類等;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点溶剤等が挙げられる。なお、これらは1種を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the organic solvent that the radiation-sensitive composition for nanoimprint may contain include, for example, alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, Glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono Butylue Diethylene glycols such as ter; propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol methyl ether acetate and propylene glycol ethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl Ketones such as 2-pentanone and 2-heptanone; ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, Methyl 2-hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, 3-ethoxypropion Esters such as ethyl, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, lactate esters such as ethyl lactate, etc .; N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N, N -Dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, benzyl ethyl ether, dihexyl ether, acetonyl acetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, sulphur Examples include high-boiling solvents such as diethyl acid, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, and phenyl cellosolve acetate. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
[離型剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい離型剤としては、例えば、シリコーン系離型剤、ポリエチレンワックス、アミドワックス、テトラフルオロエチレンパウダー等の固形ワックス、フッ素系、リン酸エステル系化合物等が挙げられる。
[Release agent]
Examples of the release agent that the radiation-sensitive composition for nanoimprint may contain include, for example, silicone-based release agents, solid waxes such as polyethylene wax, amide wax, and tetrafluoroethylene powder, fluorine-based, phosphate ester-based Compounds and the like.
シリコーン系離型剤としては、オルガノポリシロキサン構造を基本構造とする離型剤、例えば、未変性又は変性シリコーンオイル、トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサン、シリコーン系アクリル樹脂等が挙げられる。 Examples of the silicone release agent include release agents having an organopolysiloxane structure as a basic structure, such as unmodified or modified silicone oil, polysiloxane containing trimethylsiloxysilicic acid, and silicone acrylic resin.
離型剤の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、0.001〜10質量%であることが好ましく、0.01〜5質量%であることがより好ましい。0.01質量%未満であると、離型剤を含有することの効果が十分ではない場合がある。一方、10質量%超であると、形状転写時に膜剥がれが起こる場合がある。 As a content rate of a mold release agent, it is preferable that it is 0.001-10 mass% with respect to 100 mass% of the said radiation sensitive composition for nanoimprints, and it is more preferable that it is 0.01-5 mass%. . If it is less than 0.01% by mass, the effect of containing a release agent may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 10 mass%, film peeling may occur during shape transfer.
[シランカップリング剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい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等のビニルシラン;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のアクリルシラン;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等のエポキシシラン;N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン;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。
[Silane coupling agent]
Examples of the silane coupling agent that may be contained in the nanoimprint radiation-sensitive composition include vinyl silanes such as vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane; γ -Acrylic silane such as methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycid Epoxy silanes such as xylpropylmethyldiethoxysilane; N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltri Meto Examples include aminosilanes such as xysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane; γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, and γ-chloropropylmethyldiethoxysilane.
シランカップリング剤の含有割合としては、ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、10質量%以下であることが好ましい。10質量%を超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物の安定性や、成膜性が劣る場合がある。 As a content rate of a silane coupling agent, it is preferable that it is 10 mass% or less with respect to 100 mass% of radiation sensitive compositions for nanoimprint. When it exceeds 10 mass%, the stability and film formability of the radiation-sensitive composition for nanoimprinting may be inferior.
[紫外線吸収剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい紫外線吸収剤の市販品としては、例えば、Tinuvin P、234、320、326、327、328、213(以上、日本チバガイギー製)、Sumisorb110、同130、同140、同220、同250、同300、同320、同340、同350、同400(以上、住友化学工業製)等が挙げられる。紫外線吸収剤の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましい。
[Ultraviolet absorber]
Examples of commercially available ultraviolet absorbers that the nanoimprint radiation-sensitive composition may contain include, for example, Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 213 (above, manufactured by Ciba Geigy, Japan), Sumisorb 110, 130, 140, 220, 250, 300, 320, 340, 350, 400 (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). As a content rate of a ultraviolet absorber, it is preferable that it is 0.01-10 mass% with respect to 100 mass% of the said radiation sensitive composition for nanoimprints.
[光安定剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい光安定剤の市販品としては、例えば、Tinuvin 292、同144、同622LD(以上、日本チバガイギー製)、サノールLS−770、同765、同292、同2626、同1114、同744(以上、三共化成工業製)等がある。光安定剤の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましい。
[Light stabilizer]
Examples of commercially available light stabilizers that may be contained in the nanoimprint radiation-sensitive composition include, for example, Tinuvin 292, 144, and 622LD (manufactured by Ciba Geigy, Japan), Sanol LS-770, 765, and 765 292, 2626, 1114, 744 (Sankyo Chemical Industries, Ltd.). The content ratio of the light stabilizer is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the radiation-sensitive composition for nanoimprint.
[老化防止剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい老化防止剤の市販品としては、例えば、Antigene W、同S、同P、同3C、同6C、同RD−G、同FR、同AW(以上、住友化学工業製)等が挙げられる。老化防止剤の含有割合としては、ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましい。
[Anti-aging agent]
Examples of commercially available anti-aging agents that may be contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprint include, for example, Antigene W, S, P, 3C, 6C, RD-G, FR, and AW. (Above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like. As a content rate of an anti-aging agent, it is preferable that it is 0.01-10 mass% with respect to 100 mass% of radiation sensitive compositions for nanoimprint.
[可塑剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジ(n−ブチル)アジペート、ジメチルスベレート、ジエチルスベレート、ジ(n−ブチル)スベレート等が挙げられる。可塑剤の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。なお、可塑剤の効果を得るためには、0.1質量%以上であることが好ましい。
[Plasticizer]
Examples of the plasticizer that may be contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprint include dioctyl phthalate, didodecyl phthalate, triethylene glycol dicaprylate, dimethyl glycol phthalate, tricresyl phosphate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate , Triacetyl glycerin, dimethyl adipate, diethyl adipate, di (n-butyl) adipate, dimethyl suberate, diethyl suberate, di (n-butyl) suberate and the like. As a content rate of a plasticizer, it is preferable that it is 30 mass% or less with respect to 100 mass% of the said radiation sensitive composition for nanoimprints, It is more preferable that it is 20 mass% or less, It is 10 mass% or less. More preferably. In addition, in order to acquire the effect of a plasticizer, it is preferable that it is 0.1 mass% or more.
[密着促進剤]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい密着促進剤としては、例えば、ベンズイミダゾール類やポリベンズイミダゾール類、低級ヒドロキシアルキル置換ピリジン誘導体、含窒素複素環化合物、ウレア、チオウレア、有機燐化合物、8−オキシキノリン、4−ヒドロキシプテリジン、1,10−フェナントロリン、2,2’−ビピリジン誘導体、ベンゾトリアゾール類、有機燐化合物、フェニレンジアミン化合物、2−アミノ−1−フェニルエタノール、N−フェニルエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン,N−エチルジエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体等が挙げられる。密着促進剤の含有割合としては、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。なお、密着促進剤の効果を得るためには、0.1質量%以上であることが好ましい。
[Adhesion promoter]
Examples of the adhesion promoter that may be contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprint include benzimidazoles and polybenzimidazoles, lower hydroxyalkyl-substituted pyridine derivatives, nitrogen-containing heterocyclic compounds, urea, thiourea, and organic phosphorus. Compound, 8-oxyquinoline, 4-hydroxypteridine, 1,10-phenanthroline, 2,2′-bipyridine derivative, benzotriazoles, organic phosphorus compound, phenylenediamine compound, 2-amino-1-phenylethanol, N-phenyl Examples include ethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethylethanolamine, N-ethylethanolamine derivatives, and benzothiazole derivatives. The content ratio of the adhesion promoter is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the radiation-sensitive composition for nanoimprint. More preferably it is. In addition, in order to acquire the effect of an adhesion promoter, it is preferable that it is 0.1 mass% or more.
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、光照射による退色、及びオゾン、活性酸素、NOx、SOx(xは、整数を示す)等の各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい酸化防止剤としては、例えば、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等が挙げられる。
[Antioxidant]
The antioxidant suppresses fading caused by light irradiation and fading caused by various oxidizing gases such as ozone, active oxygen, NO x , and SO x (x represents an integer). Examples of the antioxidant that may be contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprint include, for example, hydrazides, hindered amine-based antioxidants, nitrogen-containing heterocyclic mercapto-based compounds, thioether-based antioxidants, and hindered phenol-based oxidations. Examples thereof include inhibitors, ascorbic acids, zinc sulfate, thiocyanates, thiourea derivatives, saccharides, nitrites, sulfites, thiosulfates, hydroxylamine derivatives, and the like.
上記酸化防止剤の市販品としては、例えば、Irganox1010、同1035、同1076、同1222(以上、日本チバガイギー製)、Antigene P、同3C、同FR、スミライザーS(以上、住友化学工業製)等が挙げられる。酸化防止剤の含有割合は、当該ナノインプリント用感放射線性組成物100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましい。 Examples of commercially available antioxidants include Irganox 1010, 1035, 1076, 1222 (manufactured by Ciba Geigy, Japan), Antigene P, 3C, FR, Sumilizer S (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), etc. Is mentioned. It is preferable that the content rate of antioxidant is 0.01-10 mass% with respect to 100 mass% of the said radiation sensitive composition for nanoimprints.
[塩基性化合物]
当該ナノインプリント用感放射線性組成物が含有してもよい塩基性化合物としては、例えば、アミン;キノリン、キノリジン等の含窒素複素環化合物;塩基性アルカリ金属化合物;塩基性アルカリ土類金属化合物等が挙げられる。これらうち、光重合性モノマーとの相溶性の面からアミンが好ましい。上記アミンとしては、例えば、オクチルアミン、ナフチルアミン、キシレンジアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジメチルアニリン、キヌクリジン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
[Basic compounds]
Examples of the basic compound that may be contained in the radiation-sensitive composition for nanoimprint include amines; nitrogen-containing heterocyclic compounds such as quinoline and quinolidine; basic alkali metal compounds; basic alkaline earth metal compounds. Can be mentioned. Of these, amine is preferred from the viewpoint of compatibility with the photopolymerizable monomer. Examples of the amine include octylamine, naphthylamine, xylenediamine, dibenzylamine, diphenylamine, dibutylamine, dioctylamine, dimethylaniline, quinuclidine, tributylamine, trioctylamine, tetramethylethylenediamine, tetramethyl-1,6- Hexamethylenediamine, hexamethylenetetramine, triethanolamine and the like can be mentioned.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、その他の任意成分として、これらの成分以外にも、着色剤、無機粒子、エラストマー粒子、光酸増殖剤、光塩基発生剤、流動調整剤、消泡剤、分散剤等を含有することができる。 In addition to these components, the radiation-sensitive composition for nanoimprints, in addition to these components, is a colorant, inorganic particles, elastomer particles, photoacid proliferator, photobase generator, flow regulator, antifoaming agent, A dispersing agent etc. can be contained.
<当該ナノインプリント用感放射線性組成物の調製方法>
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、上記各成分を混合して調整することができる。当該ナノインプリント用感放射線性組成物の混合・溶解は、通常、0℃〜100℃の範囲で行われる。また、上記各成分を混合した後、例えば、孔径0.003μm〜5.0μmのフィルターで濾過することが好ましい。濾過は、多段階で行ってもよいし、多数回繰り返してもよい。また、濾過した液を再濾過することもできる。濾過に使用するフィルターの材質としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッソ樹脂、ナイロン樹脂等が挙げられる。
<Method for preparing the radiation-sensitive composition for nanoimprint>
The nanoimprint radiation-sensitive composition can be prepared by mixing the components described above. The mixing and dissolution of the radiation-sensitive composition for nanoimprint is usually performed in the range of 0 ° C to 100 ° C. Moreover, after mixing each said component, it is preferable to filter with a filter with the hole diameter of 0.003 micrometer-5.0 micrometers, for example. Filtration may be performed in multiple stages or repeated many times. Moreover, the filtered liquid can be refiltered. Examples of the material of the filter used for filtration include polyethylene resin, polypropylene resin, fluorine resin, and nylon resin.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物の25℃における粘度は、通常50mPa・s以下であり、40mPa・s以下であることが好ましく、30mPa・s以下であることがより好ましい。25℃における粘度が50mPa・sを超えると、当該ナノインプリント用感放射線性組成物からなるパターン形成層にモールドを圧接した場合に、パターンが正確に転写されない場合がある。なお、粘度の下限値は、通常、0.1mPa・sである。 The viscosity at 25 ° C. of the radiation-sensitive composition for nanoimprint is usually 50 mPa · s or less, preferably 40 mPa · s or less, and more preferably 30 mPa · s or less. If the viscosity at 25 ° C. exceeds 50 mPa · s, the pattern may not be accurately transferred when the mold is pressed against the pattern forming layer made of the radiation-sensitive composition for nanoimprinting. The lower limit of the viscosity is usually 0.1 mPa · s.
<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、当該ナノインプリント用感放射線性組成物を用い、基材上に塗膜を形成する工程(1)(以下、「塗膜形成工程」ともいう)と、表面に微細な凹凸パターンを有するモールドを上記塗膜に圧接する工程(2)(以下、「圧接工程」ともいう)と、上記モールドを圧接した状態で塗膜を露光してパターン形成層を形成する工程(3)(以下、「露光工程」ともいう)と、上記モールドを、上記パターン形成層から剥離する工程(4)(以下、「剥離工程」ともいう)、上記パターン形成層をエッチングする工程(5)(以下、「エッチング工程」ともいう)を有する。以下、各工程について詳述する。
<Pattern formation method>
The pattern forming method of the present invention comprises a step (1) of forming a coating film on a substrate using the radiation-sensitive composition for nanoimprint (hereinafter also referred to as “coating layer forming step”), and a fine surface. A step (2) of pressing a mold having a concavo-convex pattern against the coating film (hereinafter also referred to as a “pressing step”), and a step of forming a pattern forming layer by exposing the coating film in a state of pressing the mold (3) (Hereinafter also referred to as “exposure step”), step (4) for peeling the mold from the pattern forming layer (hereinafter also referred to as “peeling step”), step for etching the pattern forming layer (5) (Hereinafter also referred to as “etching step”). Hereinafter, each process is explained in full detail.
[工程(1)]
塗膜形成工程は、基材上に当該ナノインプリント用感放射線性組成物を用いて、塗膜形成する工程である。図1は、基材上に塗膜を形成した後の状態の一例を示す模式図である。塗膜形成工程は、図1に示すように、基材1上に塗膜2を形成する工程である。
[Step (1)]
A coating-film formation process is a process of forming a coating film using the said radiation sensitive composition for nanoimprints on a base material. Drawing 1 is a mimetic diagram showing an example of the state after forming a coat on a substrate. As shown in FIG. 1, the coating film forming process is a process of forming a
基材としては、通常、シリコンウェハが用いられるが、その他、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任意に選んで用いることができる。 As a base material, a silicon wafer is usually used, but it is also known as a substrate for semiconductor devices such as aluminum, titanium-tungsten alloy, aluminum-silicon alloy, aluminum-copper-silicon alloy, silicon oxide, and silicon nitride. It can be used by arbitrarily selecting from the existing ones.
塗膜を構成する成分は、当該ナノインプリント用感放射線性組成物である。また、塗膜には、当該ナノインプリント用感放射線性組成物以外にも、硬化促進剤等を含有させることができる。硬化促進剤としては、例えば、感放射線性硬化促進剤や熱硬化促進剤がある。これらの中でも、感放射線性硬化促進剤が好ましい。感放射線性硬化促進剤は、ナノインプリント用感放射線性組成物を構成する構成単位によって適宜選択できる。具体的には、光酸発生剤、光塩基発生剤、及び光増感剤等を挙げることができる。なお、感放射線性硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The component which comprises a coating film is the said radiation sensitive composition for nanoimprints. Moreover, a hardening accelerator etc. can be contained in the coating film other than the said radiation sensitive composition for nanoimprints. Examples of the curing accelerator include a radiation-sensitive curing accelerator and a thermosetting accelerator. Among these, a radiation sensitive curing accelerator is preferable. A radiation sensitive hardening accelerator can be suitably selected with the structural unit which comprises the radiation sensitive composition for nanoimprints. Specific examples include photoacid generators, photobase generators, and photosensitizers. In addition, a radiation sensitive hardening accelerator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
当該ナノインプリント用感放射線性組成物は、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、ワイヤーバーコード法、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により、基材上に塗布し、パターン形成層を形成することができる。なお、パターン形成層の膜厚は、用途によっても異なるが、例えば、0.01〜5.0μmである。 The nanoimprint radiation-sensitive composition includes, for example, an inkjet method, a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a wire barcode method, a gravure coating method, an extrusion coating method, a spin coating method, a slit scanning method, and the like. Thus, it is possible to form a pattern forming layer by applying on the substrate. In addition, although the film thickness of a pattern formation layer changes with uses, it is 0.01-5.0 micrometers, for example.
[工程(2)]
圧接工程は、表面に微細な、例えばナノメートルオーダーの凹凸パターンを有するモールドを塗膜に圧接する工程である。ここで、上記モールドが有する凹凸パターンとは、所望のパターンの反転パターンである。図2は、塗膜に上記モールドを圧接している状態の一例を示す模式図である。図2に示すように、工程(1)で形成した塗膜2にモールド3を圧接することで、塗膜2中に、モールド3の凹凸パターンが形成される。
[Step (2)]
The pressure contact process is a process in which a fine mold having a concavo-convex pattern of, for example, a nanometer order is pressed on the coating film. Here, the concave / convex pattern of the mold is a reverse pattern of a desired pattern. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a state where the mold is pressed against a coating film. As shown in FIG. 2, an uneven pattern of the
上記モールドを圧接する際の圧力は、通常、0.1MPa〜100MPaであり、0.1MPa〜50MPaであることが好ましく、0.1MPa〜30MPaであることがより好ましく、0.1MPa〜20MPaであることがさらに好ましい。また、圧接する時間は、通常、1秒〜600秒であり、1秒〜300秒であることが好ましく、1秒〜180秒であることがより好ましく、1秒〜120秒であることがさらに好ましい。 The pressure when pressing the mold is usually 0.1 MPa to 100 MPa, preferably 0.1 MPa to 50 MPa, more preferably 0.1 MPa to 30 MPa, and 0.1 MPa to 20 MPa. More preferably. Further, the time for pressure contact is usually 1 second to 600 seconds, preferably 1 second to 300 seconds, more preferably 1 second to 180 seconds, and further preferably 1 second to 120 seconds. preferable.
上記モールドは、光透過性の材料で構成される必要がある。この光透過性の材料としては、例えば、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;金属膜等が挙げられる。 The mold needs to be made of a light transmissive material. Examples of the light transmissive material include a light transparent resin such as glass, quartz, PMMA, and polycarbonate resin; a transparent metal vapor deposited film; a flexible film such as polydimethylsiloxane; a photocured film; and a metal film.
なお、本工程に用いられるモールドはあらかじめ疎水化処理を行っておくことが好ましい。上記疎水化処理は、例えば表面に凹凸パターンを有するモールドの表面に対し、離型剤等を塗布する等の処理が挙げられる。 In addition, it is preferable that the mold used in this step is subjected to a hydrophobic treatment in advance. Examples of the hydrophobizing treatment include a treatment such as applying a release agent to the surface of the mold having a concavo-convex pattern on the surface.
上記離型剤としては、例えば、シリコン系離型剤、フッ素系離型剤、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。なお、離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、シリコン系離型剤が好ましい。このシリコン系離型剤としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、アクリルシリコーングラフトポリマー、アクリルシロキサン、アリールシロキサン等が挙げられる。 Examples of the release agent include silicon release agents, fluorine release agents, polyethylene release agents, polypropylene release agents, paraffin release agents, montan release agents, carnauba release agents. Etc. In addition, a mold release agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Of these, silicon-based release agents are preferred. Examples of the silicon release agent include polydimethylsiloxane, acrylic silicone graft polymer, acrylic siloxane, and arylsiloxane.
[工程(3)]
露光工程は、モールドを圧接したまま塗膜を露光する工程である。図3は、モールドを圧接したまま塗膜を露光している状態の一例を示す模式図である。図3に示すように、塗膜2を露光することにより、ナノインプリント用感放射線性組成物に含有される[D]重合開始剤からラジカルが発生する。それにより、当該ナノインプリント用感放射線性組成物からなる塗膜が、モールド3の凹凸パターンが転写された状態で硬化し、図5における
パターン形成層5を形成する。凹凸パターンが転写されることで、例えば、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAM等の半導体素子の層間絶縁膜用膜、半導体素子製造時におけるレジスト膜等として利用することができる。
[Step (3)]
An exposure process is a process of exposing a coating film, pressing a mold. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a state in which the coating film is exposed while the mold is pressed. As shown in FIG. 3, by exposing the
露光源としては、例えば、UV光、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線等の荷電粒子線等の放射線(ArFエキシマレーザー(波長193nm)或いはKrFエキシマレーザー(波長248nm)等を含む)を用いることができる。また、露光はパターン形成層の全面に行ってもよく、一部領域にのみ行ってもよい。 Examples of the exposure source include radiation (ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) such as UV light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray, and electron beam. ) Can be used. Further, the exposure may be performed on the entire surface of the pattern forming layer, or may be performed only on a partial region.
また、パターン形成層が熱硬化性を有する場合には、加熱硬化をさらに行ってもよい。熱硬化を行う場合、加熱雰囲気及び加熱温度等は特に限定されないが、例えば、不活性雰囲気下又は減圧下で、40〜200℃で加熱することができる。加熱は、ホットプレート、オーブン、ファーネス等を用いて行うことができる。 Further, when the pattern forming layer has thermosetting properties, heat curing may be further performed. When thermosetting is performed, the heating atmosphere and the heating temperature are not particularly limited. For example, heating can be performed at 40 to 200 ° C. under an inert atmosphere or under reduced pressure. Heating can be performed using a hot plate, an oven, a furnace, or the like.
[工程(4)]
剥離工程は、モールド3をパターン形成層5から剥離する工程である。図4は、モールドをパターン形成層から剥離した後の状態の一例を示す模式図である。剥離工程はどのようにして行ってもよく、剥離に際する各種条件等も特に限定されない。即ち、例えば、基材1を固定してモールドを基材1から遠ざかるように移動させて剥離してもよく、モールドを固定して基材1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く、これらの両方を逆方向へ引っ張って剥離してもよい。
[Step (4)]
The peeling process is a process of peeling the
[工程(5)]
エッチング工程は、パターン形成層の残部の凹部をエッチングにより取り除く工程である。図5は、エッチングを行った後の状態の一例を示す模式図である。図5に示すように、エッチング処理を行うことで、パターン形成層のパターン形状のうち、不要な部分を取り除き、所望のレジストパターン10を形成することができる。当該パターン形成方法においては、エッチング耐性に優れる当該ナノインプリント用感放射線性組成物を用いているため、パターン形状に優れるパターンを形成することができる。
[Step (5)]
The etching step is a step of removing the remaining concave portion of the pattern forming layer by etching. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a state after etching. As shown in FIG. 5, by performing an etching process, an unnecessary portion can be removed from the pattern shape of the pattern forming layer, and a desired resist
エッチング方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、ドライエッチングを行うことで形成することができる。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。そして、ドライエッチング時のソースガスは、被エッチ膜の元素組成によって適宜選択されるが、O2、CO、CO2等の酸素原子を含むガス、He、N2、Ar等の不活性ガス、Cl2、BCl3等の塩素系ガス、H2、NH3のガス等を使用することができる。なお、これらのガスは混合して用いることもできる。 It does not specifically limit as an etching method, It can form by performing a conventionally well-known method, for example, dry etching. A conventionally known dry etching apparatus can be used for the dry etching. The source gas at the time of dry etching is appropriately selected according to the elemental composition of the film to be etched, but includes an oxygen atom gas such as O 2 , CO, CO 2 , an inert gas such as He, N 2 , Ar, A chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 3 , a gas of H 2 or NH 3 , or the like can be used. In addition, these gases can also be mixed and used.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、13C−NMR分析は、JNM−EX270(日本電子製)を用いて測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The 13 C-NMR analysis was measured using JNM-EX270 (manufactured by JEOL).
<[C]重合体の合成>
下記化合物(M−1)40g(100モル%)と開始剤(2,2’−アゾビス−(2−メチルプロピオン酸メチル))2.82gを40gのメチルエチルケトンに溶解し単量体溶液を調製した。温度計および滴下漏斗を備えた300mlの三つ口フラスコにメチルエチルケトン40gを加え、30分間窒素パージを行なった。フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。滴下漏斗に上記単量体溶液を加え、3時間かけて滴下した。滴下終了後さらに3時間反応を続け、30℃以下になるまで冷却して重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を、120gになるようにメチルエチルケトンを添加して調整し、メタノール40gとn−ヘキサン240gと共に分液漏斗に移し、十分攪拌した後下層を分離した。その下層に、メタノール30gとn−ヘキサン160gを混合し分液漏斗に移し、下層を分離した。ここで得た下層中の溶剤を留去し、得られた白色粉末を50℃にて17時間真空乾燥し重合体(C−1)30.5g(収率76%)を得た。(C−1)のMwは、11,800、Mw/Mnは2.3であった。
<Synthesis of [C] polymer>
A monomer solution was prepared by dissolving 40 g (100 mol%) of the following compound (M-1) and 2.82 g of an initiator (
<ナノインプリント用感放射線性組成物の調製>
[実施例1]
[A]重合性化合物として(A−1)5.0質量%、[B]重合性化合物として(B−1)37.0質量%、(B−2)49.0質量%、[C]重合体として、(C−1)2.0質量%、及び[D]重合開始剤として(D−1)7.0質量%を混合することで、ナノインプリント用感放射線性組成物を調製した。
<Preparation of radiation-sensitive composition for nanoimprint>
[Example 1]
[A] (A-1) 5.0% by mass as a polymerizable compound, (B-1) 37.0% by mass, (B-2) 49.0% by mass as [B] polymerizable compound, [C] A radiation-sensitive composition for nanoimprinting was prepared by mixing 2.0% by mass of (C-1) as a polymer and 7.0% by mass of (D-1) as a [D] polymerization initiator.
[実施例2〜5、及び比較例1]
表1に示す種類、量の各成分を使用した以外は実施例1と同様に操作して、ナノインプリント用感放射線性組成物を調製した。
[Examples 2 to 5 and Comparative Example 1]
A radiation-sensitive composition for nanoimprinting was prepared in the same manner as in Example 1 except that each type and amount of components shown in Table 1 were used.
各実施例及び比較例の調製に用いた[A]重合性化合物、[B]重合性化合物及び[D]重合開始剤は以下の通りである。 [A] polymerizable compound, [B] polymerizable compound, and [D] polymerization initiator used for preparation of each Example and Comparative Example are as follows.
<[A]重合性化合物>
(A−1):下記式で表される重合性化合物。
<[A] polymerizable compound>
(A-1): A polymerizable compound represented by the following formula.
(B−1):下記式で表されるトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業製)
(B-1): Tricyclodecane dimethanol diacrylate represented by the following formula (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
(B−2):下記式で表されるべンジルアクリレート(大阪有機化学工業製) (B-2): Benzyl acrylate represented by the following formula (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry)
(D−1):下記式で表される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
(D-1): 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one represented by the following formula
<評価>
上記のように調製した各ナノインプリント用感放射線性組成物について、以下のように評価した。結果を表1に合わせて示す。
<Evaluation>
Each of the radiation-sensitive compositions for nanoimprint prepared as described above was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
[粘度評価]
上記のように調製した各ナノインプリント用感放射線性組成物の粘度を、E型粘度計(トキメック製)を用いて25℃で測定した。
[Viscosity evaluation]
The viscosity of each radiation-sensitive composition for nanoimprint prepared as described above was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (manufactured by Tokimec).
[エッチングレート評価]
サンプル作成に用いるスライドガラスは、UV SURFACE PROCESSOR PM9011−B(セン特殊光源製)によるUVオゾン洗浄と、HD−1100Z(ダイキン化成品販売製)による離型処理を施した。各ナノインプリント用感放射線性組成物2μLをシリコンウェハ上にマイクロピペットを用いて塗布し、上記スライドガラスを上から密着させ、簡易インプリント装置(EUN−4200、エンジニアリングシステム製)を用いて0.3MPaの圧力で60秒間加圧した後、約300mJ/cm2(2.57mW/cm2×120秒)のUV照射量で上記ナノインプリント用感放射線性組成物を硬化させた。上記スライドガラスを剥離した後、得られた感放射線性組成物膜を簡易アッシング装置(E1113−C23、神港精機製)のチャンバー内に置き、CF4単独ガス50mL/分、出力200mWの条件で10分間エッチングを行った。その際、エッチング前後の感放射線性組成物膜の膜厚を触針式膜厚測定装置(Alpha−Step500、KLA Tencor製)を用いて測定した。各エッチングレート(nm/分)を表1に示す。
[Etching rate evaluation]
The glass slide used for sample preparation was subjected to UV ozone cleaning with UV SURFACE PROCESSOR PM9011-B (manufactured by Sen Special Light Source) and mold release treatment with HD-1100Z (manufactured by Daikin Chemicals). 2 μL of each nanoimprint radiation-sensitive composition was applied onto a silicon wafer using a micropipette, the glass slide was brought into close contact with the top, and 0.3 MPa using a simple imprint apparatus (EUN-4200, manufactured by Engineering System). Then, the radiation-sensitive composition for nanoimprinting was cured with a UV irradiation amount of about 300 mJ / cm 2 (2.57 mW / cm 2 × 120 seconds). After peeling the slide glass, the obtained radiation-sensitive composition film was placed in a chamber of a simple ashing device (E1113-C23, manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd.) under the conditions of CF 4 single gas 50 mL / min and output 200 mW. Etching was performed for 10 minutes. At that time, the film thickness of the radiation-sensitive composition film before and after etching was measured using a stylus type film thickness measuring device (Alpha-Step 500, manufactured by KLA Tencor). Each etching rate (nm / min) is shown in Table 1.
表1に示す通り、実施例1〜5のナノインプリント用感放射線性組成物は、比較例1のナノインプリント用感放射線性組成物と比較して、エッチングレートが小さく、エッチング耐性に優れることがわかった。 As shown in Table 1, it was found that the radiation-sensitive compositions for nanoimprints of Examples 1 to 5 had a lower etching rate and excellent etching resistance as compared with the radiation-sensitive composition for nanoimprints of Comparative Example 1. .
[パターン形成]
コータ/デベロッパ(CLEAN TRACK ACT8、東京エレクトロン製)を用いて、8インチシリコンウエハの表面に、膜厚300nmの有機下層膜(NFC CT08、JSR製)を形成した。次いで、膜厚45nmの無機中間膜(NFC SOG08、JSR製)を形成した後、四分割して実験用基板とした。その後、実施例1で調製したナノインプリント用硬化性組成物を実験用基板の中心に約50μLスポットし、簡易インプリント装置(EUN−4200、エンジニアリングシステム製)のワークステージに設置した。一方、離型剤(HD−1100Z、ダイキン化成品販売製)を所定の方法であらかじめ塗布した石英モールド(NIM−PH350、NTT−ATN製)を、シリコーンゴム(厚さ0.2mm)を接着層として、簡易インプリント装置の石英製露光ヘッドへ貼り付けた。次いで、簡易インプリント装置の圧力を0.2MPaとした後、露光ヘッドを下降し、モールドと実験基板とを、ナノインプリント用感放射線性組成物を介して密着させた後、UV露光を15秒間実施した。15秒後に露光ステージを上昇し、モールドを硬化したパターン形成層から剥離し、パターンを形成した。モールドを剥離した際、モールドへの残渣は無く、パターン倒れも無かった。当該ナノインプリント用感放射線性組成物は離型性に優れたものであった。
[Pattern formation]
Using a coater / developer (CLEAN TRACK ACT8, manufactured by Tokyo Electron), an organic underlayer film (NFC CT08, manufactured by JSR) having a film thickness of 300 nm was formed on the surface of an 8-inch silicon wafer. Next, after forming an inorganic intermediate film (NFC SOG08, manufactured by JSR) having a film thickness of 45 nm, it was divided into four to obtain experimental substrates. Thereafter, about 50 μL of the curable composition for nanoimprint prepared in Example 1 was spotted on the center of the experimental substrate, and placed on the work stage of a simple imprint apparatus (EUN-4200, manufactured by Engineering System). On the other hand, a quartz mold (NIM-PH350, manufactured by NTT-ATN) in which a release agent (HD-1100Z, manufactured by Daikin Chemicals Sales) is applied in a predetermined method in advance, and silicone rubber (thickness 0.2 mm) are bonded to each other. As a result, it was attached to a quartz exposure head of a simple imprint apparatus. Next, after setting the pressure of the simple imprint apparatus to 0.2 MPa, the exposure head is lowered, the mold and the experimental substrate are brought into close contact with each other via the nanoimprint radiation-sensitive composition, and then UV exposure is performed for 15 seconds. did. The exposure stage was raised after 15 seconds, and the mold was peeled off from the cured pattern forming layer to form a pattern. When the mold was peeled off, there was no residue on the mold and there was no pattern collapse. The nanoimprint radiation-sensitive composition was excellent in releasability.
本発明のナノインプリント用感放射線性組成物はエッチング耐性に優れ、半導体素子等の回路の集積度や記録密度を向上させるために用いられるナノインプリントに好適に用いることができる。 The radiation-sensitive composition for nanoimprinting of the present invention is excellent in etching resistance and can be suitably used for nanoimprinting used for improving the degree of integration and recording density of circuits such as semiconductor elements.
1:基板
2:塗膜
3:モールド
4:光
5:パターン形成層
10:レジストパターン
1: Substrate 2: Coating film 3: Mold 4: Light 5: Pattern forming layer 10: Resist pattern
Claims (5)
硫黄原子を含む上記重合性化合物が、下記式(1)で表される化合物であるナノインプリント用感放射線性組成物。
A radiation-sensitive composition for nanoimprinting , wherein the polymerizable compound containing a sulfur atom is a compound represented by the following formula (1) .
式(3)中、R4は、炭素数4〜20の鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基である。この鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基の水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。RD及びREは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。) The polymerizable compound containing no sulfur atom, to claim 2 is at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the compounds and the following formula is represented by the following formula (2) (3) The radiation sensitive composition for nanoimprints as described.
In formula (3), R 4 is a chain hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. Part or all of the hydrogen atoms of the chain hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. R D and R E are each independently a hydrogen atom or a methyl group. )
(2)表面に凹凸パターンを有するモールドを、上記塗膜に圧接する工程、
(3)上記モールドを圧接した状態で上記塗膜を露光してパターン形成層を形成する工程、
(4)上記モールドを上記パターン形成層から剥離する工程、及び
(5)上記パターン形成層をエッチングする工程
を有するパターン形成方法。 (1) A step of forming a coating film on a substrate using the radiation-sensitive composition for nanoimprints according to any one of claims 1 to 4 ,
(2) a step of pressing a mold having a concavo-convex pattern on the surface against the coating film,
(3) A process of forming the pattern forming layer by exposing the coating film in a state where the mold is pressed.
(4) A pattern forming method including a step of peeling the mold from the pattern forming layer, and (5) a step of etching the pattern forming layer.
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