JP5794420B2 - シリコーン骨格を有する化合物を含む光インプリント材料 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント材料及び当該材料から作製され、パターンが転写された膜に関する。より詳しくは、メチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む光硬化性インプリント材料、及び当該材料から作製され、パターンが転写された膜に関するものである。

１９９５年、現プリンストン大学のチョウ教授らがナノインプリントリソグラフィという新たな技術を提唱した（特許文献１）。ナノインプリントリソグラフィは、任意のパターンを有する、モールドを樹脂膜が形成された基材と接触させ、当該樹脂膜を加圧すると共に、熱又は光を外部刺激として用い、目的のパターンを硬化された当該樹脂膜に形成する技術であり、このナノインプリントリソグラフィは、従来の半導体デバイス製造における光リソグラフィ等に比べて簡便・安価にナノスケールの加工が可能であるという利点を有する。
したがって、ナノインプリントリソグラフィは、光リソグラフィ技術に代わり、半導体デバイス、オプトデバイス、ディスプレイ、記憶媒体、バイオチップ等の製造への適用が期待されている技術であることから、ナノインプリントリソグラフィに用いる光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物について様々な報告がなされている（特許文献２、特許文献３）。

しかし、これまでにナノインプリントリソグラフィに用いる材料（以下、本明細書では「インプリント材料」という。）として種々の材料が開示されているものの、メチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む光硬化性インプリント材料（以下、本明細書では「光インプリント材料」という。）の報告はなされていない。一般にメチル／ジメチルシリコーン骨格を有する光硬化性化合物は反応性に乏しく、光インプリント材料としての使用は困難であった。ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を用いたインプリント材料としては、特許文献４及び特許文献５などで報告されているが、いずれもジメチルシリコーン骨格を有する化合物の他に重合性モノマーを使用している。
一方で、固体撮像装置、太陽電池、ＬＥＤデバイス、ディスプレイなどの電子デバイスでは、その内部または表面に作製した構造物に対して、光の反射防止及び透過性向上のため屈折率の抑制を求められることがある。一般にメチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物は屈折率を低下させることが知られており、メチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む光インプリント材料は上記のような製品に対して有効となる。

米国特許第５７７２９０５号明細書 特開２００８−１０５４１４号公報 特開２００８−２０２０２２号公報 特開２０１０−００６８７０号公報 特開２０１１−０８２３４７号公報

本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その解決しようとする課題は、メチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む光インプリント材料を提供することを目的とする。
また、本明細書では、形成されるパターンサイズがナノメートルオーダーに限らず、例えば、マイクロメートルオーダーである場合を含む光ナノインプリント技術を光インプリントと称する。

本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、シリコーン骨格を有する化合物及び光重合開始剤を使用することにより本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（Ａ）成分：下記式（１）及び／又は式（２）で表されるシリコーン骨格を有する化合物、

（式（１）中、ａは０乃至４００の整数を表し、ｂは４乃至２０の整数を表し、Ｌ_１はアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）

（式（２）中、ｃは１乃至２５５の整数を表し、２つのｄはそれぞれ独立に１又は２を表し、２つのｅはそれぞれ独立に１乃至１００の整数を表し、２つのｆはそれぞれ独立に０又は１を表すと共にｄ＋ｆ＝２の関係式を満たし、２つのＬ_２はそれぞれ独立にアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）
及び
（Ｂ）成分：光重合開始剤
を含み、前記（Ｂ）成分の含有量は前記（Ａ）成分の総質量に対して０．５ｐｈｒ乃至３０ｐｈｒである光インプリント材料である。

本発明は（Ａ）成分として式（１）及び／又は式（２）で表されるシリコーン骨格を有する化合物を使用しているため、光硬化性化合物を併用することなく、メチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む材料で光インプリントが可能となる。本発明の光インプリント材料は、光硬化が可能であり、かつモールドの離型時にパターンの一部の剥がれが生じないため、所望のパターンが正確に形成された膜が得られる。したがって、良好な光インプリントのパターン形成が可能である。
また、本発明の光インプリント材料は、任意の基材上に製膜することができ、光インプリント後に形成されるパターンが転写された膜は、固体撮像装置、太陽電池、ＬＥＤデバイス、ディスプレイなどの電子デバイスへ好適に用いることができる。
さらに、本発明の光インプリント材料は、上記（Ａ）成分の種類および割合を変更することで硬化速度、動的粘度、膜厚をコントロールすることができる。したがって、本発明の光インプリント材料は、製造するデバイス種と露光プロセス及び焼成プロセスの種類に対応した材料の設計が可能であり、プロセスマージンを拡大できるため、光学部材の製造に好適に用いることができる。

本発明は、前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分を含む光インプリント材料である。更に、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分に加えて、（Ｃ）成分として界面活性剤、（Ｄ）成分として溶剤をも含有することのできる光インプリント材料である。
以下、各成分について詳細に説明する。

＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、下記式（１）及び／又は式（２）で表されるシリコーン骨格を有する化合物である。

（式（１）中、ａは０乃至４００の整数を表し、ｂは４乃至２０の整数を表し、Ｌ_１はアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）

（式（２）中、ｃは１乃至２５５の整数を表し、２つのｄはそれぞれ独立に１又は２を表し、２つのｅはそれぞれ独立に１乃至１００の整数を表し、２つのｆはそれぞれ独立に０又は１を表すと共にｄ＋ｆ＝２の関係式を満たし、２つのＬ_２はそれぞれ独立にアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）
ここで、アクリロイルオキシ基はアクリロキシ基と、メタアクリロイルオキシ基はメタアクリロキシ基と表現されることがある。

上記（Ａ）成分の化合物の分子量については特に限定はされないが、例えば、重量平均分子量で５００乃至５０，０００、好ましくは２，０００乃至３０，０００である。

上記（Ａ）成分については市販品として入手が可能であり、その具体例としては、ＲＭＳ−０４４、ＲＭＳ−０３３、ＲＭＳ−０８３、ＵＭＳ−１８２、ＵＭＳ−９９２（以上、Ｇｅｌｅｓｔ社製）を挙げることができる。また、ＢＹＫ（登録商標）−ＵＶ３５７０（ビックケミー・ジャパン株式会社製）からプロポキシ変性−２−ネオペンチルグリコールジアクリレートおよびキシレンを除去し、精製することにより得ることができる。

＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分である光重合開始剤としては、例えば、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−ｉｓｏ−ブタレート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルジオキシ）ヘキサン、１，４−ビス［α−（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）−ｉｓｏ−プロポキシ］ベンゼン、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）ヘキセンヒドロペルオキシド、α−（ｉｓｏ−プロピルフェニル）−ｉｓｏ−プロピルヒドロペルオキシド、２，５−ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジオキシ）バレレート、シクロヘキサノンペルオキシド、２，２’，５，５’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−アミルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ヘキシルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）−４，４’−ジカルボキシベンゾフェノン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルジペルオキシイソフタレート等の有機過酸化物、９，１０−アントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−クロロアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン等のベンゾイン誘導体、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−１−[４−｛４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）ベンジル｝−フェニル]−２−メチル−プロパン−１−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチル−ベンジル）−１−（４−モリホリン−４−イル−フェニル）−ブタン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）が挙げられるが、光硬化時に使用する光源に吸収をもつものであれば、特に限定されるものではない。

上記化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）６５１、同１８４、同５００、同２９５９、同１２７、同７５４、同９０７、同３６９、同３７９、同３７９ＥＧ、同８１９、同８１９ＤＷ、同１８００、同１８７０、同７８４、同ＯＸＥ０１、同ＯＸＥ０２、同２５０、ＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標） １１７３、同ＭＢＦ、同４２６５、Ｌｕｃｉｒｉｎ（登録商標）ＴＰＯ（以上、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ＫＡＹＡＣＵＲＥ（登録商標）−ＤＥＴＸ、同ＭＢＰ、同ＤＭＢＩ、同ＥＰＡ、同ＯＡ（以上、日本化薬株式会社製）、ＶＩＣＵＲＥ−１０、同５５（以上、ＳＴＡＵＦＦＥＲ社製）、ＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）ＫＩＰ１５０、同ＴＺＴ、同１００１、同ＫＴＯ４６、同ＫＢ１、同ＫＬ２００、同ＫＳ３００、同ＥＢ３、トリアジン−ＰＭＳ、トリアジンＡ、トリアジンＢ（以上、日本シイベルヘグナー株式会社製）、アデカオプトマ−Ｎ−１７１７、同Ｎ−１４１４、同Ｎ−１６０６（株式会社ＡＤＥＫＡ（旧旭電化工業株式会社）製）が挙げられる。

上記光重合開始剤は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。

本発明のインプリント材料における（Ｂ）成分の含有量は、上記（Ａ）成分の総質量に対して、０．５ｐｈｒ乃至３０ｐｈｒであることが好ましく、１ｐｈｒ乃至２０ｐｈｒであることがより好ましい。この割合が０．１ｐｈｒ以下の場合には、十分な硬化性が得られず、パターニング特性の悪化及び耐擦傷性の低下が起こるからである。ここで、ｐｈｒとは、（Ａ）成分の総質量１００ｇに対する、光重合開始剤の質量を表す。

＜（Ｃ）成分＞
本発明においては（Ｃ）成分として界面活性剤を含有してもよい。（Ｃ）成分である界面活性剤は、得られる塗膜の製膜性を調整する役割を果たす。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレインエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ（登録商標）ＥＦ３０１、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５２（三菱マテリアル電子化成株式会社製）、メガファック（登録商標）Ｆ１７１、同Ｆ１７３、同Ｒ−０８、同Ｒ−３０（ＤＩＣ株式会社製）、フロラードＦＣ４３０、同ＦＣ４３１（住友スリーエム株式会社製）、アサヒガード（登録商標）ＡＧ７１０、サーフロン（登録商標）Ｓ−３８２、同ＳＣ１０１、同ＳＣ１０２、同ＳＣ１０３、同ＳＣ１０４、同ＳＣ１０５、同ＳＣ１０６（旭硝子株式会社製）等のフッ素系界面活性剤を挙げることができる。

上記界面活性剤は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。界面活性剤が使用される場合、その割合は、上記（Ａ）成分の総質量に対して、好ましくは０．０１ｐｈｒ乃至４０ｐｈｒ、より好ましくは０．０１ｐｈｒ乃至１０ｐｈｒである。

＜（Ｄ）成分＞
本発明においては（Ｄ）成分として溶剤を含有してもよい。（Ｄ）成分である溶剤は、（Ａ）成分の粘度調節の役割を果たす。

上記溶剤としては、例えば、トルエン、ｐ−キシレン、ｏ−キシレン、スチレン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチ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モノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ−ルジメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピ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モノメチルエーテル、ジプロピ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エチルエーテル、トリ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モノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、１−オクタノール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、１，３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、γ−ブチルラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ−ブチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、酢酸エチル、酢酸イソプロピルケトン、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、アリルアルコール、ｎ−プロパノール、２−メチル−２−ブタノール、イソブタノール、ｎ−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール、１−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルヘキサノール、１−オクタノール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、トリメチレングリコール、１−メトキシ−２−ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフリフリルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、イソプロピルエーテル、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリジンが挙げられ、上記（Ａ）成分の粘度を調節することができるものであれば、特に限定されるものではない。

上記溶媒は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。

本発明の光インプリント材料は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、エポキシ化合物、光酸発生剤、光増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、密着補助剤及び離型性向上剤から選ばれる少なくとも１種の添加剤をさらに含有することができる。

上記エポキシ化合物は、エポキシ基又はオキシラン環を有する化合物であり、例えば、エポリード（登録商標）ＧＴ−４０１、同ＰＢ３６００、セロキサイド（登録商標）２０２１Ｐ、同２０００、同３０００、ＥＨＰＥ３１５０、ＥＨＰＥ３１５０ＣＥ、サイクロマー（登録商標）Ｍ１００（以上、ダイセル化学工業株式会社製）、ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）８４０、同８４０−Ｓ、同Ｎ−６６０、同Ｎ−６７３−８０Ｍ（以上、ＤＩＣ株式会社製）が挙げられる。

上記光酸発生剤としては、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）ＰＡＧ１０３、同ＰＡＧ１０８、同ＰＡＧ１２１、同ＰＡＧ２０３、同ＣＧＩ７２５（以上、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ＷＰＡＧ−１４５、ＷＰＡＧ−１７０、ＷＰＡＧ−１９９、ＷＰＡＧ−２８１、ＷＰＡＧ−３３６、ＷＰＡＧ−３６７（以上、和光純薬工業株式会社製）、ＴＦＥ−トリアジン、ＴＭＥ−トリアジン、ＭＰ−トリアジン、ジメトキシトリアジン、ＴＳ−９１、ＴＳ−０１（以上、株式会社三和ケミカル製）が挙げられる。

上記光増感剤としては、例えば、チオキサンテン系、キサンテン系、ケトン系、チオピリリウム塩系、ベーススチリル系、メロシアニン系、３−置換クマリン系、３，４−置換クマリン系、シアニン系、アクリジン系、チアジン系、フェノチアジン系、アントラセン系、コロネン系、ベンズアントラセン系、ペリレン系、ケトクマリン系、フマリン系、ボレート系が挙げられる。

上記光増感剤は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。当該光増感剤を用いることによって、ＵＶ領域の波長を調整することもできる。

上記紫外線吸収剤としては、例えば、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）ＰＳ、同９９−２、同１０９、同３２８、同３８４−２、同４００、同４０５、同４６０、同４７７、同４７９、同９００、同９２８、同１１３０、同１１１ＦＤＬ、同１２３、同１４４、同１５２、同２９２、同５１００、同４００−ＤＷ、同４７７−ＤＷ、同９９−ＤＷ、同１２３−ＤＷ、同５０５０、同５０６０、同５１５１（以上、ＢＡＳＦジャパン株式会社）が挙げられる。

上記紫外線吸収剤は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。当該紫外線吸収剤を用いることによって、光硬化時に膜の最表面の硬化速度を制御することができ、離型性を向上できる場合がある。

上記酸化防止剤としては、例えば、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０、同１０３５、同１０７６、同１１３５、同１５２０Ｌ（以上、ＢＡＳＦジャパン株式会社）が挙げられる。

上記酸化防止剤は、単独又は２種以上の組み合わせで使用することができる。当該酸化防止剤を用いることで、酸化によって膜が黄色に変色することを防止することができる。

上記密着補助剤としては、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。当該密着補助剤を用いることによって、基材との密着性が向上する。当該密着補助剤の含有量は、上記（Ａ）成分の総質量に対して、好ましくは５ｐｈｒ乃至５０ｐｈｒ、より好ましくは１０ｐｈｒ乃至５０ｐｈｒである。

上記離型性向上剤としてはフッ素含有化合物が挙げられる。フッ素含有化合物としては、例えば、Ｒ−５４１０、Ｒ−１４２０、Ｍ−５４１０、Ｍ−１４２０、Ｅ−５４４４、Ｅ−７４３２、Ａ−１４３０、Ａ−１６３０（以上、ダイキン工業株式会社製）が挙げられる。

本発明の光インプリント材料の調製方法は、特に限定されないが、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分、並びに任意成分である（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分が均一に混合した状態であればよい。また、（Ａ）成分乃至（Ｄ）成分を混合する際の順序は、均一な溶液が得られるなら特に限定されない。当該調製方法としては、例えば、（Ａ）成分に（Ｂ）成分を所定の割合で混合する方法が挙げられる。また、これに更に（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分を混合し、均一な溶液とする方法も挙げられる。さらに、この調製方法の適当な段階において、必要に応じて、その他の添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。

また、（Ｄ）成分である溶剤を用いる場合には、光照射前の被膜及び光照射後の被膜の少なくとも一方に対し、溶剤を蒸発させる目的で、焼成してもよい。焼成機器としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレート、オーブン、ファーネスを用いて、適切な雰囲気下、すなわち大気、窒素等の不活性ガス、真空中等で焼成することができるものであればよい。焼成温度は、溶媒を蒸発させる目的では、特に限定されないが、例えば、４０℃乃至２００℃で行うことができる。

本発明の光インプリント材料は、基材に塗布し光硬化することで所望の被膜を得ることができる。塗布方法としては、公知又は周知の方法、例えば、スピンコート法、ディップ法、フローコート法、インクジェット法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、スリットコート法、ロールコート法、転写印刷法、刷毛塗り、ブレードコート法、エアーナイフコート法を挙げることができる。

本発明の光インプリント材料を塗布するための基材としては、例えば、シリコンウエハ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が成膜されたガラス（ＩＴＯ基板）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が成膜されたガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース(ＴＡＣ)、アクリル、プラスチック、ガラス、石英、セラミックスからなる基材を挙げることができる。また、可撓性を有するフレキシブル基材を用いることも可能である。

本発明の光インプリント材料を硬化させる光源としては、特に限定されないが、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ＫｒＦエキシマーレーザー、ＡｒＦエキシマーレーザー、Ｆ_２エキシマーレーザー、電子線（ＥＢ）、極端紫外線（ＥＵＶ）等を挙げることができる。また、波長は、一般的には、４３６ｎｍのＧ線、４０５ｎｍのＨ線、３６５ｎｍのＩ線、又はＧＨＩ混合線を用いることができる。さらに、露光量は、好ましくは、３０乃至２０００ｍＪ／ｃｍ^２、より好ましくは３０乃至１０００ｍＪ／ｃｍ^２である。

光インプリントを行う装置は、目的のパターンが得られれば、特に限定されないが、例えば、東芝機械株式会社のＳＴ５０、Ｏｂｄｕｃａｔ社製のＳｉｎｄｒｅ（登録商標）６０、明昌機構株式会社製のＮＭ−０８０１ＨＢ等の市販されている装置を用いることができる。

本発明で用いる光インプリントに使用するモールド材としては、例えば、石英、シリコン、ニッケル、アルミナ、カルボニルシラン、グラッシーカーボンを挙げることができるが、目的のパターンが得られるなら、特に限定されない。また、モールドは、離型性を高めるために、その表面にフッ素系化合物等の薄膜を形成する離型処理を行ってもよい。離型処理に用いる離型剤としては、例えば、ダイキン工業株式会社製のオプツール（登録商標）ＨＤが挙げられるが、目的のパターンが得られるなら、特に限定されない。

光インプリントのパターンは、目的の電子デバイスに適合したパターンを選択すればよく、パターンサイズもこれに準ずる。パターンサイズは、例えば、ナノメートルオーダー及びマイクロメートルオーダーである。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものでない。

（合成例１）
ＢＹＫ（登録商標）−ＵＶ３５７０（ビックケミー・ジャパン株式会社製）３０ｇを３００ｇのノルマルヘキサン中へ沈殿させた後、デカンテーションを行い、沈殿物を分離した。そしてエバポレーターを用いて沈殿物に含まれる微量のノルマルヘキサンを除去し、下記式（３）で表されるシリコーン骨格を有する化合物Ａを得た。

（式中、２つのＬ_２はそれぞれ独立にアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表し、ｃは１乃至２２５の整数を表し、２つのｅはそれぞれ独立に１乃至４９の整数を表す。）

［被膜形成用塗布液の調製］
＜実施例１＞
合成例１で得たシリコーン骨格を有する化合物Ａを５ｇ採取し、ＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）１１７３（チバ・ジャパン株式会社製）（以下、「ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３」と略称する。）を０．２５ｇ（シリコーン材料Ａの総質量に対して５ｐｈｒ）加え、インプリント材料ＰＮＩ−１を調製した。

＜実施例２＞
ＵＭＳ−１８２（Ｇｅｌｅｓｔ社製）を５ｇ採取し、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を０．２５ｇ（ＵＭＳ−１８２の総質量に対して５ｐｈｒ）加え、インプリント材料ＰＮＩ−２を調製した。本実施例で使用したＵＭＳ−１８２は、前記式（１）で表されるシリコーン骨格を有する粘度８０乃至１２０ｃｐの化合物であって、式（１）中、Ｌ_１はメタアクリロイルオキシ基を表し、メタアクリロイルオキシプロピルメチルシロキサン部位を１５乃至２０モル％有する。

＜実施例３＞
実施例２で用いたＵＭＳ−１８２をＵＭＳ−９９２（Ｇｅｌｅｓｔ社製）へ変更した以外は、実施例２と同様にインプリント材料ＰＮＩ−３を調製した。本実施例で使用したＵＭＳ−９９２は、前記式（１）で表されるシリコーン骨格を有する粘度５０乃至１２５ｃｐの化合物であって、式（１）中、Ｌ_１はメタアクリロイルオキシ基を表し、メタアクリロイルオキシプロピルメチルシロキサン部位を９９乃至１００モル％有する。

＜実施例４＞
ＲＭＳ−０８３（Ｇｅｌｅｓｔ社製）を５ｇ採取し、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を０．２５ｇ（ＲＭＳ−０８３の総質量に対して５ｐｈｒ）加え、更にメチルエチルケトンを１ｇ加え、インプリント材料ＰＮＩ−４を調製した。本実施例で使用したＲＭＳ−０８３は、前記式（１）で表されるシリコーン骨格を有する粘度２０００乃至３０００ｃｐの化合物であって、式（１）中、Ｌ_１はメタアクリロイルオキシ基を表し、メタアクリロイルオキシプロピルメチルシロキサン部位を７乃至９モル％有する。

＜比較例１＞
実施例２で用いたＵＭＳ−１８２をＸ−２２−１６４（信越化学工業株式会社製）へ変更した以外は、実施例２と同様にインプリント材料ＰＮＩ−５を調製した。本比較例で使用したＸ−２２−１６４は、下記式（４）で表されるシリコーン骨格を有する粘度１０ｃｐの化合物である。

（式中、ｎは１以上の整数を表し、２つのＲは炭化水素基を表す。）

＜比較例２＞
実施例２で用いたＵＭＳ−１８２をＸ−２２−１６４ＡＳ（信越化学工業株式会社製）へ変更した以外は、実施例２と同様にインプリント材料ＰＮＩ−６を調製した。本比較例で使用したＸ−２２−１６４ＡＳは、上記式（４）で表されるシリコーン骨格を有する粘度１２ｃｐの化合物である。

＜比較例３＞
実施例２で用いたＵＭＳ−１８２をＸ−２２−１６４Ａ（信越化学工業株式会社製）へ変更した以外は、実施例２と同様にインプリント材料ＰＮＩ−７を調製した。本比較例で使用したＸ−２２−１６４Ａは、上記式（４）で表されるシリコーン骨格を有する粘度２５ｃｐの化合物である。

＜比較例４＞
実施例４で用いたＲＭＳ−０８３をＸ−２２−１６４Ｃ（信越化学工業株式会社製）へ変更した以外は、実施例４と同様にインプリント材料ＰＮＩ−８を調製した。本比較例で使用したＸ−２２−１６４Ｃは、上記式（４）で表されるシリコーン骨格を有する粘度９０ｃｐの化合物である。

［光インプリント］
ナノインプリント装置は、ＮＭ−０８０１ＨＢ（明昌機構株式会社製）を使用した。実施例１乃至実施例４並びに比較例１乃至比較例４で得られた各インプリント材料をパターニング試験した。用いたモールドはシリコン製であり、パターンはライン０．２５μｍ、スペース１μｍのラインアンドスペースパターン（以下、Ｌ／Ｓパターンと略称する。）を使用した。モールドは事前にオプツール（登録商標）ＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）をノベックＨＦＥ−７１００（住友スリーエム株式会社）（以下、ノベックＨＦＥ−７１００）で０．１％に希釈した溶液へ浸漬し、温度が９０℃、湿度が９０ＲＨ％の高温高湿装置を用いて１時間処理し、ノベックＨＦＥ−７１００でリンス後、エアーで乾燥させたものを使用した。

実施例１で得たインプリント材料ＰＮＩ−１をガラス基板上にスピンコートし、シリコンモールドを接着させた状態で、光インプリント装置に設置した。光インプリントは、常時２３℃の条件で、ａ）１０秒間かけて１００Ｎまで加圧、ｂ）高圧水銀ランプを用いて５００ｍＪ／ｃｍ^２の露光、ｃ）１０秒間かけて除圧、ｄ）モールドと基板を分離して離型、というシーケンスで行い、Ｌ／Ｓパターンの転写を行った。そしてＬ／Ｓパターン形成の可否を走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて確認した。

さらに、実施例２、実施例３及び比較例１乃至比較例３で得た各インプリント材料を使用した以外は上記と同様の方法で、光インプリントを行った。そしてＬ／Ｓパターン形成の可否を走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて確認した。

実施例４で得たインプリント材料ＰＮＩ−４をガラス基板上にスピンコートし、ホットプレート上にて８０℃で１分間焼成を行った後、シリコンモールドを接着させた状態で、光インプリント装置に設置した。光インプリントは、常時２３℃の条件で、ａ）１０秒間かけて１００Ｎまで加圧、ｂ）高圧水銀ランプを用いて５００ｍＪ／ｃｍ^２の露光、ｃ）１０秒間かけて除圧、ｄ）モールドと基板を分離して離型、というシーケンスで行い、Ｌ／Ｓパターンの転写を行った。そしてＬ／Ｓパターン形成の可否を走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて確認した。

比較例４で得たインプリント材料ＰＮＩ−８を使用した以外は上記と同様の方法で、光インプリントを行った。そしてＬ／Ｓパターン形成の可否を走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて確認した。

各実施例及び各比較例で得たインプリント材料を用いてＬ／Ｓパターンの転写を行った結果を表１に示す。下記表１において、Ｌ／Ｓパターンが形成された場合を“○”で表し、Ｌ／Ｓパターンが形成されなかった場合を“×”で表した。

表１の結果から、実施例１乃至実施例４で得たインプリント材料を用いた場合は、いずれも光インプリントによるパターンの形成が可能であることが確認された。一方、比較例１乃至比較例４で得たインプリント材料を用いた場合は、いずれも光硬化させることが不可能であり、パターンの形成には至らなかった。以上の結果から、本発明はメチル／ジメチルシリコーン骨格を有する化合物を主成分として含む光インプリント材料の提供が可能となる。

本発明の光インプリント材料により得られる膜は、固体撮像装置（ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等）、太陽電池、ＬＥＤデバイス、ディスプレイ（液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等）などの、低屈折率性が求められる部材を使用する電子デバイスへ好適に用いることができる。

実施例１で得たインプリント材料を用いてＬ／Ｓパターンの転写を行い、走査型電子顕微鏡にてＬ／Ｓパターンが形成されたことを確認した結果を示す図である。 実施例２で得たインプリント材料を用いてＬ／Ｓパターンの転写を行い、走査型電子顕微鏡にてＬ／Ｓパターンが形成されたことを確認した結果を示す図である。 実施例３で得たインプリント材料を用いてＬ／Ｓパターンの転写を行い、走査型電子顕微鏡にてＬ／Ｓパターンが形成されたことを確認した結果を示す図である。 実施例４で得たインプリント材料を用いてＬ／Ｓパターンの転写を行い、走査型電子顕微鏡にてＬ／Ｓパターンが形成されたことを確認した結果を示す図である。

Claims (10)

1. （Ａ）成分：下記式（１）及び／又は式（２）で表されるシリコーン骨格を有する化合物、
   
   （式（１）中、ａは０乃至４００の整数を表し、ｂは４乃至２０の整数を表し、Ｌ_１はアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）
   
   （式（２）中、ｃは１乃至２５５の整数を表し、２つのｄはそれぞれ独立に１又は２を表し、２つのｅはそれぞれ独立に１乃至１００の整数を表し、ｆは０又は１を表すと共にｄ＋ｆ＝２の関係式を満たし、２つのＬ_２はそれぞれ独立にアクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基を表す。）
   及び
   （Ｂ）成分：光重合開始剤
   を含み、前記（Ｂ）成分の含有量は前記（Ａ）成分の総質量に対して０．５ｐｈｒ乃至３０ｐｈｒである光インプリント材料。
2. （Ｃ）成分として界面活性剤をさらに含有する、請求項１に記載の光インプリント材料。
3. （Ｄ）成分として溶剤をさらに含有する、請求項１又は請求項２に記載の光インプリント材料。
4. 請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の光インプリント材料から作製され、パターンが転写された膜。
5. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えた部材。
6. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えた固体撮像装置。
7. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えたＬＥＤデバイス。
8. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えた太陽電池。
9. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えたディスプレイ。
10. 請求項４に記載のパターンが転写された膜を基材上に備えた電子デバイス。