JP6177168B2 - Etching work material and etching method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも微細パターンマスクが表面に存在するエッチング被加工材及びそれを用いたエッチング方法に関する。 The present invention relates to an etching workpiece having at least a fine pattern mask on the surface and an etching method using the same.
従来、LSI製造における微細パターン加工技術として、フォトリソグラフィー技術が多く用いられてきた。フォトリソグラフィー技術では、露光に用いる光の波長よりも小さなサイズのパターンとする加工が困難という問題がある。また、他の微細パターン加工技術としては、電子線描画装置によるマスクパターン描画技術(EB法)がある。EB法では、電子線により直接マスクパターンを描画するため、描画パターンが多いほど描画時間が増加し、パターン形成までのスループットが大幅に低下するという問題がある。また、フォトリソグラフィー用露光装置におけるマスク位置の高精度制御や、EB法用露光装置における電子線描画装置の大型化等により、これらの方法では、装置コストが高くなるという問題もあった。 Conventionally, a photolithography technique has been often used as a fine pattern processing technique in LSI manufacturing. In the photolithography technique, there is a problem that it is difficult to process a pattern having a size smaller than the wavelength of light used for exposure. Another fine pattern processing technique is a mask pattern drawing technique (EB method) using an electron beam drawing apparatus. In the EB method, since a mask pattern is directly drawn by an electron beam, there is a problem that the drawing time increases as the number of drawing patterns increases, and the throughput until pattern formation decreases significantly. Further, due to high-precision control of the mask position in the exposure apparatus for photolithography and the enlargement of the electron beam drawing apparatus in the exposure apparatus for the EB method, there is a problem that the apparatus cost increases.
これらの問題点を解消し得る微細パターン加工技術として、ナノインプリント技術が知られている。ナノインプリント技術は、微細パターンが形成されたモールドを、被加工材表面に形成されたレジスト膜に押圧することで、モールドに形成された微細パターンをレジスト膜に転写し、そのレジスト膜をマスクにして被加工材をドライエッチングすることにより、被加工材に微細凹凸構造を形成する技術である。 A nanoimprint technique is known as a fine pattern processing technique capable of solving these problems. In the nanoimprint technology, a mold with a fine pattern formed is pressed against a resist film formed on the surface of the workpiece, and the fine pattern formed on the mold is transferred to the resist film, using the resist film as a mask. This is a technique for forming a fine concavo-convex structure on a workpiece by dry etching the workpiece.
このナノインプリント法においては、レジスト膜の厚みを容易に調整することができるため、パターンが微細であったとしても、レジスト膜を厚くすることでフォトリソグラフィー技術を用いる場合よりも高アスペクト比の微細パターンを容易に形成することができ、それによって被加工材表面に微細パターンマスクを形成することができる。 In this nanoimprint method, the thickness of the resist film can be easily adjusted, so even if the pattern is fine, a fine pattern with a higher aspect ratio than when photolithography technology is used by increasing the thickness of the resist film. Thus, a fine pattern mask can be formed on the surface of the workpiece.
このような手法により微細凹凸構造が形成された被加工材を半導体発光素子の基材として使用し、光の導波方向を変えることにより光取り出し効率を上げる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A technique has been proposed in which a workpiece on which a fine concavo-convex structure is formed by such a method is used as a base material of a semiconductor light emitting device, and light extraction efficiency is increased by changing the light guiding direction (for example, patents) Reference 1).
しかしながら、このような手法で微細かつ高アスペクト比のパターンマスクが形成できたとしても、微細かつ高アスペクト比であるために被加工材のドライエッチング時に発生する熱によるエッチングダメージにより、微細パターンマスクが変形し、被加工材における微細凹凸構造が所望形状にならないことがある。 However, even if a fine and high aspect ratio pattern mask can be formed by such a technique, the fine pattern mask cannot be formed due to the etching damage caused by the heat generated during dry etching of the workpiece because of the fine and high aspect ratio. The fine concavo-convex structure in the workpiece may not be a desired shape due to deformation.
加えて、被加工材のドライエッチング時には、同時に複数枚を処理してスループットを高めるために、工業的には搬送用トレーのような試料台を用いなければならないことが多い。そのため、ドライエッチング装置に冷却機構があったとしても、被加工材との冷却機構の間に試料台が存在するために冷却効果が低下してしまい、ドライエッチング時に発生する熱を十分に冷却することができず、被加工材における微細凹凸構造が所望形状にならない。 In addition, at the time of dry etching of a workpiece, in order to increase the throughput by processing a plurality of sheets at the same time, it is often necessary to use a sample stage such as a transfer tray industrially. Therefore, even if the dry etching apparatus has a cooling mechanism, the cooling effect is reduced because the sample stage exists between the cooling mechanism and the workpiece, and the heat generated during dry etching is sufficiently cooled. The fine concavo-convex structure in the workpiece cannot be formed into a desired shape.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、所望の微細凹凸構造を形成することができるエッチング被加工材及びそれを用いたエッチング方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the etching workpiece | work material which can form a desired fine uneven structure, and the etching method using the same.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、基材上に、微細凹凸構造を有するマスク層を備えたエッチング被加工材を、エッチング加工時に使用する載置部材上に載置した際の全体の熱抵抗値が特定の条件を満たす場合、エッチング加工時に発生する熱によるエッチングダメージを低減し、エッチングにより所望の微細凹凸構造を基材に形成することができることを見出した。 As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the inventor has developed an etching work material provided with a mask layer having a fine concavo-convex structure on a substrate, on a mounting member used during the etching process. It has been found that when the overall thermal resistance value when mounted satisfies a specific condition, etching damage due to heat generated during etching processing can be reduced, and a desired fine uneven structure can be formed on the substrate by etching. .
すなわち、本発明のエッチング被加工材は、基材上に、パターン幅2μm以下でアスペクト比0.1〜5.0のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材であって、エッチング加工時に使用する載置部材上に前記エッチング被加工材が載置された際の全体の熱抵抗値が6.79×10−3(m2・K/W)以下であることを特徴とする。
(全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。)
That is, the etching work material of the present invention is an etching work material provided with a mask layer having a pattern width of 2 μm or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a base material. The overall thermal resistance value when the etching workpiece is placed on the placement member to be used is 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less.
(The overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity λ.)
本発明のエッチング被加工材においては、前記載置部材が複数の材料で構成されている場合において、前記載置部材を構成する材料毎に求めた熱抵抗値のうちでもっとも小さい熱抵抗値を前記載置部材の熱抵抗値とすることが好ましい。 In the etching workpiece of the present invention, when the mounting member is composed of a plurality of materials, the smallest thermal resistance value among the thermal resistance values obtained for each material constituting the mounting member is It is preferable to use the thermal resistance value of the mounting member.
本発明のエッチング被加工材においては、前記全体の熱抵抗値が3.04×10−3(m2・K/W)以下であることが好ましい。 In the etching workpiece of the present invention, it is preferable that the overall thermal resistance value is 3.04 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less.
本発明のエッチング被加工材においては、前記全体の熱抵抗値が1.21×10−3(m2・K/W)以下であることが好ましい。 In the etching workpiece of the present invention, it is preferable that the overall thermal resistance value is 1.21 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less.
本発明のエッチング被加工材においては、前記載置部材は、シリコン(Si)、石英(SiO2)、アルミニウム(Al)、炭化シリコン(SiC)、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア酸化物(ZrO2)及びイットリア酸化物(Y2O3)並びにこれらのうちいずれか1種以上で被覆された無機部材の中から選ばれる1種類以上により一部又はすべてが構成されることが好ましい。 In the etching workpiece of the present invention, the mounting member includes silicon (Si), quartz (SiO 2 ), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN). ), Zirconia oxide (ZrO 2 ), yttria oxide (Y 2 O 3 ), and one or more inorganic members coated with at least one of them, part or all of which are constituted. It is preferable.
本発明のエッチング被加工材においては、前記載置部材の熱抵抗値として計算される厚さは、前記載置部材を構成する材料が、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、シリコン(SiC)又は窒化アルミニウム(AlN)である場合には0.001m以上0.05m以下、石英(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア酸化物(ZrO2)又はイットリア酸化物(Y2O3)である場合には0.001m以上0.02m以下であり、並びに、前記無機部材である場合には0.001m以上0.05m以下であることが好ましい。 In the etching workpiece of the present invention, the thickness calculated as the thermal resistance value of the mounting member is made of silicon (Si), aluminum (Al), or silicon (SiC). Alternatively, in the case of aluminum nitride (AlN), 0.001 m to 0.05 m, quartz (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconia oxide (ZrO 2 ), or yttria oxide (Y 2 O 3). ), It is preferably 0.001 m or more and 0.02 m or less, and in the case of the inorganic member, it is preferably 0.001 m or more and 0.05 m or less.
本発明のエッチング方法は、基材上に、パターン幅2μm以下でアスペクト比0.1〜5.0のパターンを有するマスク層を形成してエッチング被加工材を得る工程と、載置部材上に前記エッチング被加工材を載置し、全体の熱抵抗値が6.79×10−3(m2・K/W)以下である状態で、前記マスク層をマスクとして前記基材をエッチングする工程と、を具備することを特徴とする。
(全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。)
The etching method of the present invention includes a step of forming a mask layer having a pattern width of 2 μm or less and a pattern having an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a substrate to obtain an etching workpiece, The step of etching the base material using the mask layer as a mask in a state where the etching workpiece is placed and the overall thermal resistance value is 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less. It is characterized by comprising.
(The overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity λ.)
本発明の半導体発光素子は、上記エッチング被加工材をエッチングして得られた微細凹凸構造を持つ基板と、前記基板上に形成された半導体発光層と、を具備することを特徴とする。 The semiconductor light emitting device of the present invention comprises a substrate having a fine concavo-convex structure obtained by etching the etching workpiece, and a semiconductor light emitting layer formed on the substrate.
本発明によれば、所望の微細凹凸構造、すなわち均一なパターン形状(パターン幅やライン形状が均一)を形成することができる。 According to the present invention, it is possible to form a desired fine concavo-convex structure, that is, a uniform pattern shape (uniform pattern width and line shape).
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
本発明のエッチング被加工材は、基材上に、パターン幅2μm以下でアスペクト比0.1〜5.0のパターンを有するマスク層を備えたエッチング被加工材であって、エッチング加工時に使用する載置部材上に前記エッチング被加工材が載置された際の全体の熱抵抗値が6.79×10−3(m2・K/W)以下であることを特徴とする。
(全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。)
The etching work material of the present invention is an etching work material provided with a mask layer having a pattern width of 2 μm or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a base material, and is used at the time of etching processing. The overall thermal resistance value when the etching workpiece is placed on the placement member is 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less.
(The overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity λ.)
この構成により、高いアスペクト比を持つ微細凹凸パターンを有するマスク層をマスクにした場合でも、エッチング加工時に発生する熱によるエッチングダメージが低減され、エッチングにより所望の微細凹凸構造を基材に形成することができる。また、このエッチング被加工材の構成要素である載置部材を搬送部材として使用することにより、ドライエッチング工程においてスループットを向上させることができる。 With this configuration, even when a mask layer having a fine concavo-convex pattern with a high aspect ratio is used as a mask, etching damage due to heat generated during etching processing is reduced, and a desired fine concavo-convex structure is formed on a substrate by etching. Can do. In addition, by using the mounting member, which is a component of the etching workpiece, as a conveying member, the throughput can be improved in the dry etching process.
図1は、エッチング被加工材を載置部材上に載置した状態を示す図である。
図1に示すエッチング被加工材1は、基材11と、基材11上に形成されたマスク層12とを備えている。マスク層12のパターン幅(W)は2μm以下であり、マスク層12のアスペクト比(H/W)は0.1〜5.0である。なお、パターン幅(W)とは、パターン形状において凸部のような隆起した部分での最小の長さを意味し、例えば、パターン形状が横断面において円形であれば横断面における円形の直径であり、パターン形状が横断面において楕円形であれば横断面における楕円形の短径であり、パターン形状が横断面において長方形であれば横断面における長方形の短辺であり、パターン形状がライン状であればライン幅である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which an etching workpiece is placed on a placement member.
An etching workpiece 1 shown in FIG. 1 includes a
図1に示すエッチング被加工材1においては、マスク層12は、第1マスク層12a及び第2マスク層12bで構成されている。なお、マスク層12は、図1に示す構成に限定されず、単一の層で構成されていても良く、3層以上の層で構成されていても良い。
In the etching workpiece 1 shown in FIG. 1, the
このエッチング被加工材1は、載置部材2の載置領域X上に載置されている。すなわち、エッチング被加工材1と載置部材2とは、載置部材2の載置領域X上に積層されている。図1Aにおいては、載置部材2の載置領域X上に直接エッチング被加工材1を載置した場合について示しているが、本発明においては、図1Bに示すように、載置部材2の載置領域X上に伝熱シート3を介してエッチング被加工材1を載置しても良い。また、本発明において、載置部材2とエッチング被加工材1との間には、エッチングプロセスにおいてエッチング加工が可能となる範囲で伝熱シート3以外の部材を介在させても良い。なお、載置部材2とエッチング被加工材1との間に介在させる他の部材は2つ以上であっても良い。
The etching workpiece 1 is placed on the placement region X of the
エッチング加工時に使用する載置部材2上にエッチング被加工材1が載置された際の全体の熱抵抗値が6.79×10−3(m2・K/W)以下である。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置部材2におけるエッチング被加工材1の載置領域Xでの載置部材2の熱抵抗値及びエッチング被加工材1の熱抵抗値と、載置部材2上にエッチング被加工材1以外の他の部材(例えば、接着用途の伝熱シート3)が存在する場合に他の部材(例えば、接着用途の伝熱シート3)の熱抵抗値との和である。
The overall thermal resistance value when the etching workpiece 1 is placed on the placing
各熱抵抗値は、各部材の厚さを、各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。すなわち、熱抵抗値R(m2・K/W)は、各部材の厚さd(m)/各部材の熱伝導率λ(W/m・K))で計算される値である。本発明においては、全体の熱抵抗値(上記熱抵抗値の和)がR≦6.79×10−3(m2・K/W)となるようにエッチング被加工材を構成する部材や層の材料や厚さ、載置部材を構成する材料や厚さを調整する。全体の熱抵抗値(上記熱抵抗値の和)は、R≦3.04×10−3(m2・K/W)以下であることがより好ましく、R≦1.21×10−3(m2・K/W)以下であることがさらに好ましい。なお、全体の熱抵抗値Rの下限は0≦Rであることが好ましい。 Each thermal resistance value is a value obtained by dividing the thickness of each member by the thermal conductivity λ of the material constituting each member. That is, the thermal resistance value R (m 2 · K / W) is a value calculated by the thickness d (m) of each member / the thermal conductivity λ (W / m · K) of each member. In the present invention, members and layers constituting the etching workpiece so that the overall thermal resistance value (sum of the thermal resistance values) is R ≦ 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W). The material and thickness, and the material and thickness constituting the mounting member are adjusted. The overall thermal resistance value (sum of the thermal resistance values) is more preferably R ≦ 3.04 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less, and R ≦ 1.21 × 10 −3 ( m 2 · K / W) or less is more preferable. The lower limit of the overall thermal resistance value R is preferably 0 ≦ R.
熱抵抗値Rの計算において、基材11や載置部材2が平板状であれば、それぞれの板厚を厚さdとする。また、載置部材2が、図2Aに示すように凹部2aを有し、又は、図2Bに示すように凸部2bを有しており、その凹部2a内又は凸部2b上にエッチング被加工材を載置する場合には、載置領域Xの部分の厚さを熱抵抗値Rの計算における厚さdとする。
In the calculation of the thermal resistance value R, if the
特に載置部材2の厚さdに関して、熱抵抗値の観点からは下限は無いが、載置部材2の厚さdが小さすぎると載置部材2の搬送時等に破損してしまう可能性があるため、耐久性をもつような範囲、例えば0.001m以上を採用することが好ましい。また、熱抵抗値の観点から考えられる厚さdには上限値があるが、同時に搬送時の作業性やコスト面の観点から載置部材2の厚さdは次の範囲に収めることが好ましい。載置部材2を構成する材料が、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、シリコン(SiC)又は窒化アルミニウム(AlN)である場合には0.05m以下、石英(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア酸化物(ZrO2)又はイットリア酸化物(Y2O3)である場合には0.02m以下、シリコン(Si)、石英(SiO2)、アルミニウム(Al)、炭化シリコン(SiC)、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア酸化物(ZrO2)及びイットリア酸化物(Y2O3)のうちいずれか1種以上で被覆された無機部材である場合には0.05m以下がそれぞれ好ましい。
In particular, there is no lower limit on the thickness d of the mounting
上述したように、全体の熱抵抗値とは、載置部材2におけるエッチング被加工材1の載置領域Xでの載置部材2の熱抵抗値及びエッチング被加工材1の熱抵抗値と、載置部材2上にエッチング被加工材1以外の他の部材(例えば、伝熱シート3)が存在する場合に他の部材(例えば、伝熱シート3)の熱抵抗値との和である。例えば、図1Aに示すように、載置部材2上に直接エッチング被加工材1が載置されている場合には、全体の熱抵抗値R=R基材+R載置部材となり、図1Bに示すように、載置部材2上に伝熱シート3を介してエッチング被加工材1が載置されている場合には、全体の熱抵抗値R=R基材+R載置部材+R伝熱シートとなる。
As described above, the overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting
載置部材2が複数の材料で構成されている場合においては、全体の熱抵抗値の計算経路が複数考えられる。この場合においては、載置部材2を構成する材料毎に求めた熱抵抗値のうちでもっとも小さい熱抵抗値を載置部材2の熱抵抗値とする。
In the case where the mounting
全体の熱抵抗値Rの計算における各材料の熱伝導率λの測定方法は特に制限はしないが、例えばレーザーフラッシュ法、カロリーメータ法、プローブ法、平板比較法のような各種測定法が挙げられる。熱抵抗値の計算に用いる各材料の熱伝導率としては、それぞれが単独で存在した状態で測定した熱伝導率を用いる。なお、本実施の形態では、レーザーフラッシュ法により測定された熱伝導率を計算に用いている。 The method for measuring the thermal conductivity λ of each material in the calculation of the overall thermal resistance value R is not particularly limited, and various measuring methods such as a laser flash method, a calorimeter method, a probe method, and a plate comparison method can be mentioned. . As the thermal conductivity of each material used for calculation of the thermal resistance value, the thermal conductivity measured in a state where each material exists alone is used. In this embodiment, the thermal conductivity measured by the laser flash method is used for the calculation.
基材11の材料としては、全体の熱抵抗値が上記範囲となるのであれば、特に限定されず、無機材料、有機材料を用いることができる。基材11の材料としては、例えば、サファイア、SiC、SiN、GaN、W−Cu、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン、GaP、GaAs等を挙げることができる。また、基材11の材料として、後述する支持基板5を構成する材料やモールド4を構成する材料を選択しても良い。
The material of the
特に、半導体発光素子の内部量子効率の改善と、光取出し効率の改善を同時に満たすような用途の場合、基材11としてサファイア基板を挙げることができる。この場合、得られた高アスペクト比な微細凹凸構造を有するマスク層(第1マスク層12aと第2マスク層12bから構成される微細パターン)をマスクとしてサファイア基板を加工することになる。一方で、光取出し向上目的でGaN基板を選択することもできる。この場合、得られた高アスペクト比な微細凹凸構造を有するマスク層をマスクとしてGaN基板を加工することになる。大面積な微細パターンによる無反射表面ガラスを作製する目的であれば、ガラス板やガラスフィルム等を選択できる。また、超撥水性のフィルム、超親水性のフィルムを作製する場合は、フィルム基材を使用することができる。また、完全黒体を目的とすれば、カーボンブラックが練りこまれた、又は表面に塗布された基材を採用することができる。
In particular, a sapphire substrate can be used as the
なお、基材11の厚さ等の形状に関しては上記全体の熱抵抗値の範囲を満たすならば特に制限しない。基材11としてフィルムを用いることができる。
The shape of the
[載置部材]
載置部材2は、エッチング被加工材1を載置する部材であり、エッチング被加工材1を固定又は搬送するための搬送トレーとして使用することができる。載置部材2を用いることにより、ドライエッチング装置の真空反応槽にエッチング被加工材1を搬送する際にエッチング被加工材1の位置ずれを低減することができ、また、複数のエッチング被加工材1を同時に搬送することができるためスループットが高くなる。
[Mounting member]
The mounting
載置部材2を構成する材料としては、例えばシリコン(Si)、アルミニウム(Al)、ステンレス等の金属材料、石英(SiO2)、炭化シリコン(SiC)、窒化シリコン(SiN)、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア酸化物(ZrO2)、イットリア酸化物(Y2O3)等のセラミックス、アルマイトで被覆したシリコンやアルミニウム、表面にセラミックスを溶射したシリコンやアルミニウム、樹脂材料で被覆したシリコンやアルミニウム等の金属材料が挙げられる。これら材料については、上記全体の熱抵抗値の条件を満たせば特に限定されないが、ドライエッチングガスに対して、堆積性の高い反応物が発生しないような材料を選ぶことが好ましい。より好ましい例を挙げると、シリコン(Si)、石英(SiO2)やアルミニウム(Al)は載置部材2の入手性及び加工性が高い点、炭化シリコン(SiC)、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア酸化物(ZrO2)、イットリア酸化物(Y2O3)や、これらのうちいずれか1種以上で被覆された無機部材は特に堆積性の高い反応物が発生しづらい点で好ましい。なお、ここで使用される無機部材とは、具体的には、例えば、シリコン(Si)やアルミニウムのような加工性が高い金属材料である。このような無機部材に、炭化シリコン(SiC)等の堆積性の高い反応物が発生しないような材料を被覆することで、加工容易性及びドライエッチングへの対応性を両立することができる。また、この場合、窒化アルミニウム(AlN)等は、被覆時に100%が窒化アルミニウム(AlN)になるわけではなく、一部がアルミナ(Al2O3)等になり、被覆層は混合物になることがある。したがって、「これらのうちいずれか1種以上で被覆された」の記載には、このように、ある材料で被覆しようとしたときに、他の材料が混在する場合が含まれることを意味している。
Examples of the material constituting the mounting
載置部材2の形状としては、上記全体の熱抵抗値の条件を満たせば特に制限しないが、例えば、薄板円形状や薄板角形状等が挙げられる。載置部材2の表面は平坦である必要はなく、図2Aに示すように、エッチング被加工材1を収容するための凹部2aが形成されていても良い。また、載置部材2は、単一の材料で構成されている必要はなく、二種類以上の材料で構成されていても良い。さらに、載置部材2は、単一構造物で形成される必要は無く、土台部分とエッチング被加工材1の一部を覆うことでエッチング被加工材1を固定する蓋のような二種類以上の構造物を組み合わせて構成されても良い。
The shape of the mounting
[微細凹凸構造のマスク層の形成]
基材11の表面に微細凹凸構造を有するマスク層12を形成する方法としては、フォトリソグラフィー、熱リソグラフィー及びナノインプリント等一般的に知られている微細パターン形成手法を挙げることができる。本実施の形態においては、ナノサイズのパターン形成が安価かつ容易という観点からナノインプリントを用いているが、これに限定されるものではない。
[Formation of fine uneven mask layer]
Examples of a method for forming the
図3は、ナノインプリント法の一例を示す説明図である。
基材11上にマスク層を構成する第1マスク層12a及び第2マスク層12bをその順序で形成して積層体を得る。微細凹凸構造を持つモールド4を、積層体の第2マスク層12bと微細凹凸構造面とが接触するようにして、積層体に押圧し(図3A)、その後、モールド4を積層体から剥がす。これにより、微細凹凸構造が第1マスク層12a及び第2マスク層12bに転写される(図3B)。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the nanoimprint method.
A
次いで、第2マスク層12bをマスクとして第1マスク層12aをドライエッチングする。これにより、基材11上に、第1マスク層12a及び第2マスク層12bで構成されたマスク層12を有するエッチング被加工材1を作製する(図3C)。このエッチング被加工材1を、マスク層12をマスクとしてドライエッチングすることにより、基材11に微細凹凸構造が形成される。
Next, the
[モールド]
モールド4の形状は、表面に微細凹凸構造が形成されていれば特に限定されないが、平板状、フィルム状又はリール状であることが好ましく、特に平板状又はフィルム状であることが好ましい。モールド4は、図4Aに示すように、表面に微細凹凸構造4aが設けられている。また、モールド4としては、図4Bに示すように、支持基板5上に設けられていても良い。
[mold]
The shape of the
モールド4の材料としては、例えば、シリコン、石英、ニッケル、クロム、サファイア、SiC等の無機材料や、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等の有機材料が挙げられる。また、支持基板5としては、ガラス、石英、シリコン、SUS等の剛性基板、スポンジ、ゴム(シリコーンゴム)等の弾性材料で構成された弾性基板、PETフィルム、TACフィルム、COPフィルム等の樹脂フィルム等が挙げられる。
Examples of the material of the
図4Aに示すように、支持基板5を具備しないモールド4としては、シリコン、石英、ニッケル、クロム、サファイア、SiC等の無機材料で構成される硬質な平板状モールドや、軟質なPDMS、COP、ポリイミド、ポリエチレン、PET、フッ素樹脂等で構成されるフィルム状モールドが挙げられる。硬質な平板状のモールド4を使用することで、モールド4の面精度を高く保つことができる。ここで面精度とは、モールド4の微細凹凸構造4aの頂部位置と微細凹凸構造4aと反対側の面との間の平行度を意味する。このような平行度(面精度)の高いモールド4を使用して微細パターンを転写したエッチング被加工材を使用することにより、転写形成された微細パターンのパターン形成精度(対象基材11の一主面とマスク層12頂部により構成される面との間の平行度)を高く保つことができ、微細凹凸構造を有するマスク層12をエッチング加工した際に(微細パターンマスク形成工程)、アスペクト比の高い微細凹凸構造を精度良く形成することができる。これにより、アスペクト比の高い微細凹凸構造を有するエッチング被加工材の基材を加工する際の加工精度も担保することが可能となる。
As shown in FIG. 4A, as the
一方、軟質なモールド4を使用することにより、モールド4を含む微細パターン形成用の積層体を基材11に貼合する際の大きな気泡の巻き込みや、微細凹凸構造4aの内部へのミクロな気泡の巻き込み等を抑制することができる。さらに、基材11の表面の凹凸を吸収することができるため、転写精度が向上する。これらの効果は、基材11上に作製されるアスペクト比の高い微細凹凸構造を有するマスク層の加工精度を向上させるとともに、アスペクト比の高い微細凹凸構造を有するエッチング被加工材1の基材11を加工する際の加工精度も担保する。
On the other hand, by using the
[第2マスク層]
第2マスク層12bを構成する材料(第2マスク材料)については、後述するエッチング選択比を満たせば特に限定されず、溶剤に希釈可能な種々の公知樹脂(有機物)、無機前駆体、無機縮合体、メッキ液(クロムメッキ液等)、金属酸化物フィラー、金属酸化物微粒子、HSQ、SOG(スピンオングラス)を使用することができる。
[Second mask layer]
The material constituting the
第2マスク層12bは、モールド4を用いた微細パターン形成用の積層体を使用して、アスペクト比の高い微細パターンを基材11に転写する際の転写精度の観点から、光重合可能な光重合性基と熱重合可能な重合性基の両方、又はいずれか一方を含むことが特に好ましい。また、第2マスク層12bは、微細パターンマスク形成工程における耐ドライエッチング性の観点から、金属元素を含むことが好ましい。さらに、第2マスク層12bは、金属酸化物微粒子を含むことにより、無機材料で構成された基材をドライエッチングする際の加工が、より容易になるため好ましい。
The
希釈溶剤としては、特に限定されないが、単一溶剤の沸点が40℃〜200℃の溶剤が好ましく、60℃〜180℃がより好ましく、60℃〜160℃がさらに好ましい。希釈
剤は2種類以上を使用してもよい。
Although it does not specifically limit as a dilution solvent, The solvent whose boiling point of a single solvent is 40 to 200 degreeC is preferable, 60 to 180 degreeC is more preferable, and 60 to 160 degreeC is more preferable. Two or more kinds of diluents may be used.
また、溶剤希釈した第2マスク層12bを構成する材料の濃度は、単位面積上に塗工された塗膜の固形分量が単位面積上(下)に存在する微細凹凸構造の空隙(凹)の体積以下となる濃度であれば、特に限定されない。
In addition, the concentration of the material constituting the
第2マスク層12bに含まれる光重合性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、エポキシ基、アリル基、オキセタニル基等が挙げられる。
Examples of the photopolymerizable group contained in the
また、第2マスク層12bに含まれる金属元素としては、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、ホウ素(B)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)及びシリコン(Si)からなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。特に、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)、シリコン(Si)であることが好ましい。
The metal elements contained in the
第2マスク層12bに含まれる公知樹脂としては、光重合性樹脂と熱重合性樹脂の両方、又はいずれか一方の樹脂が挙げられる。例えば、上記説明したモールド4を構成する樹脂の他、フォトリソグラフィー用途で使用される感光性樹脂や、ナノインプリントリソグラフィー用途で使用される光重合性樹脂及び熱重合性樹脂等が挙げられる。特に、微細パターンマスク形成工程に用いられるドライエッチングについて、第2マスク層12bのエッチングレート(Vm1)と、後述する第1マスク層12aのエッチングレート(Vo1)から算出されるエッチング選択比(Vo1/Vm1)が、10≦Vo1/Vm1を満たす樹脂を含有することが好ましい。第2マスク層12bと第1マスク層12aのエッチング選択比(Vo1/Vm1)がVo1/Vm1>1を満たすとき、これは、第2マスク層12bが第1マスク層12aよりもエッチングされにくいことを意味する。特に、Vo1/Vm1≧10を満たすことで、厚みのある第1マスク層12aをドライエッチングにより容易に加工でき、ドライエッチング微細加工されたアスペクト比の高い微細凹凸構造を有するマスク層(第2マスク層12b及び第1マスク層12aからなる微細パターン)を基材11上に形成できるため好ましい。
Examples of the known resin contained in the
なお、微細パターンに対するドライエッチングレートは、微細パターンに大きく影響するため、これらのエッチング選択比は、各種材料のフラット膜(ベタ膜)に対し測定される値である。 In addition, since the dry etching rate with respect to a fine pattern has large influence on a fine pattern, these etching selectivity is a value measured with respect to the flat film (solid film) of various materials.
第2マスク材料は、ゾルゲル材料を含むことが好ましい。ゾルゲル材料を含むことで、耐ドライエッチング性の良好な第2マスク層12bのモールド4の微細凹凸構造内部への充填が容易になるのに加えて、第1マスク層12aをドライエッチングする際の、縦方向のドライエッチングレート(Vr⊥)と、横方向のドライエッチングレート(Vr//)との比率(Vr⊥/Vr//)を大きくすることができる。ゾルゲル材料としては、単一の金属種を持つ金属アルコキシドのみを用いても、異なる金属種を持つ金属アルコキシドを併用しても良い。特に、金属種M1(ただし、M1は、Ti,Zr,Zn,Sn,B,In及びAlからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素)を持つ金属アルコキシドと、金属種Siを持つ金属アルコキシドとの、少なくとも2種類の金属アルコキシドを含有することが好ましい。あるいは、第2マスク材料として、これらのゾルゲル材料と、公知の光重合性樹脂とを組み合わせた材料も使用できる。
The second mask material preferably includes a sol-gel material. By including the sol-gel material, the
また、第2マスク層12bの耐ドライエッチング性の観点から、ゾルゲル材料は、金属種の異なる、少なくとも2種類の金属アルコキシドを含むことが好ましい。金属種の異なる2種類の金属アルコキシドの、金属種の組み合わせとしては、例えば、SiとTi,SiとZr,SiとTa等が挙げられる。耐ドライエッチング性の観点から、Siを金属種に持つ金属アルコキシドのモル濃度(CSi)と、Si以外の金属種M1を持つ金属アルコキシド(CM1)との比率CM1/CSiは、0.2〜15であることが好ましい。塗工乾燥時の安定性の観点から、CM1/CSiは0.5〜15であることが好ましい。物理的強度の観点から、CM1/CSiは5〜8であることがより好ましい。
Further, from the viewpoint of dry etching resistance of the
第2マスク層12bは、第2マスク層12bの転写精度と耐ドライエッチング性の観点から、無機のセグメントと有機のセグメントとを含むこと(ハイブリッド)が好ましい。組み合わせとしては、例えば、無機微粒子と、光重合(あるいは熱重合)可能な樹脂との組み合わせ、無機前駆体と光重合(あるいは熱重合)可能な樹脂との組み合わせ、有機ポリマーと無機セグメントが共有結合にて結合した分子との組み合わせ等が挙げられる。無機前駆体としてゾルゲル材料を使用する場合は、シランカップリング剤を含むゾルゲル材料の他に、光重合可能な樹脂を含むことが好ましい。組み合わせの場合、例えば、金属アルコキシド、光重合性基を具備したシランカップリング材、ラジカル重合系樹脂等を混合することができる。より転写精度を高めるために、これらにシリコーンを添加してもよい。また、ドライエッチング耐性を向上させるために、ゾルゲル材料部分は、予め予備縮合を行ってもよい。シランカップリング剤を含む金属アルコキシドと、光重合性樹脂との混合比率は、耐ドライエッチング性と転写精度の観点から、3:7〜7:3の範囲が好ましい。より好ましくは、3.5:6.5〜6.5:3.5の範囲である。組み合わせに使用する樹脂は、光重合可能であれば、ラジカル重合系でも、カチオン重合系でも特に限定されない。
The
希釈した第2マスク材料を、モールド4の微細凹凸構造4a上に直接塗工した際の濡れ性が悪い場合は、界面活性剤やレベリング材を添加してもよい。これらは、公知市販のものを使用することができるが、同一分子内に光重合性基を具備していることが好ましい。添加濃度は、塗工性の観点から、第2マスク材料100重量部に対して40重量部以上が好ましく、60重量部以上がより好ましい。一方で、耐ドライエッチング耐性の観点から、500重量部以下であることが好ましく、300重量部以下であると、より好ましく、150重量部以下であると、なお好ましい。
If the diluted second mask material has poor wettability when applied directly onto the fine concavo-
一方、第2マスク材料の分散性の向上や、転写精度を向上させる観点から、界面活性剤やレベリング材を使用する場合は、これらの添加濃度は、第2マスク材料に対し20重量%以下であることが好ましい。20重量%以下であることで分散性が大きく向上し、15重量%以下であることで転写精度も向上するため好ましい。より好ましくは、10重量%以下である。これらの界面活性剤やレベリング材は、特に、カルボキシル基、ウレタン基、イソシアヌル酸誘導体を有する官能基の、少なくとも1つの官能基を含むことが、相溶性の観点から好ましい。なお、イソシアヌル酸誘導体には、イソシアヌル酸骨格を有するもので、窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が他の基で置換されている構造のものが包含される。これらを満たすものとして、例えば、ダイキン工業社製のオプツールDACが挙げられる。添加剤は、溶剤に溶かした状態で、第2マスク材料と混合することが好ましい。 On the other hand, from the viewpoint of improving the dispersibility of the second mask material and improving the transfer accuracy, when using a surfactant or a leveling material, the concentration of these additives is 20% by weight or less with respect to the second mask material. Preferably there is. Dispersibility is greatly improved when it is 20% by weight or less, and transfer accuracy is improved when it is 15% by weight or less, which is preferable. More preferably, it is 10% by weight or less. In particular, these surfactants and leveling materials preferably contain at least one functional group of a functional group having a carboxyl group, a urethane group, or an isocyanuric acid derivative from the viewpoint of compatibility. The isocyanuric acid derivatives include those having an isocyanuric acid skeleton and a structure in which at least one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom is substituted with another group. As an example that satisfies these conditions, there is an OPTOOL DAC manufactured by Daikin Industries, Ltd. The additive is preferably mixed with the second mask material in a state dissolved in a solvent.
第2マスク材料中に、希釈塗工後の溶剤揮発過程において様態が変化する材料を含むと、材料自体の面積を小さくするというドライビングフォースも同時に働くと推定されるため、より効果的に第2マスク材料がモールド凹部内部へと充填されるため好ましい。様態の変化とは、例えば、発熱反応や、粘度の大きくなる変化が挙げられる。例えば、ゾルゲル材料を含むと、溶剤揮発過程で、空気中の水蒸気と反応し、ゾルゲル材料が重縮合する。これにより、ゾルゲル材料のエネルギーが不安定化するため、溶剤乾燥に伴い低下する溶剤液面(溶剤と空気界面)から遠ざかろうとするドライビングフォースが働き、結果、ゾルゲル材料が良好にモールド凹内部へと充填されると想定される。 If the second mask material contains a material whose state changes in the solvent volatilization process after dilution coating, it is presumed that a driving force for reducing the area of the material itself also acts at the same time. This is preferable because the mask material is filled into the mold recess. Examples of the change in mode include an exothermic reaction and a change in viscosity. For example, when a sol-gel material is included, it reacts with water vapor in the air during the solvent volatilization process, and the sol-gel material is polycondensed. As a result, the energy of the sol-gel material becomes unstable, so that a driving force that tries to move away from the solvent liquid surface (solvent-air interface) that decreases as the solvent is dried works, and as a result, the sol-gel material is well placed inside the mold recess. It is assumed that it will be filled.
次に第2マスク層12bに用いられる可能性がある物質の例を挙げるが、これら全てを含む必要は無く、目的に合わせて取捨選択することができる。
Next, examples of substances that may be used for the
まず、金属アルコキシドが挙げられる。金属アルコキシドとは、元素表に記載の任意の金属種と、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロピル基又はイソプロピル基等の官能基が結合した化合物群である。金属種(例えばSi)の金属アルコキシドとしては、例えば、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、テトラエトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン等と、これら化合物群のエトキシ基が、メトキシ基、プロピル基又はイソプロピル基に置き換わった化合物等が挙げられる。また、ジフェニルシランジオールやジメチルシランジオールといった、ヒドロキシ基を有す化合物も選択できる。金属アルコキシドの官能基の1つ以上が、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、エポキシ基、アリル基、オキセタニル基等の光重合性基であってもよい。例えば、ビニルトリメトキシシランであるKBM−1003(信越シリコーン社製)、ビニルトリエトキシシランであるKBE−1003(信越シリコーン社製)、ビニルトリメトキシシランであるSZ−6300(東レダウコーニング社製)、ビニルトリアセトキシシランであるSZ−6075(東レダウコーニング社製)、ビニルトリメトキシシランであるTSL8310(GE東芝シリコーン社製)、ビニルトリエトキシシランであるTSL8311(GE東芝シリコーン社製)、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランであるKMB−502(信越シリコーン社製)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであるKMB−503(信越シリコーン社製)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランであるKME−502(信越シリコーン社製)、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランであるKBM−503(信越シリコーン社製)、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであるSZ−6030(GE東芝シリコーン社製)、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランであるTSL8370(GE東芝シリコーン社製)、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランであるTSL8375(GE東芝シリコーン社製)、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランであるKBM−5103(信越シリコーン社製)、2−(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であるKBM−303(信越シリコーン社製)、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランであるKBM−402(信越シリコーン社製)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであるKBM−403(信越シリコーン社製)、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランであるKBE−402(信越シリコーン社製)、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランであるKBE−403(信越シリコーン社製)、p−スチリルトリメトキシシランであるKBM−1403(信越シリコーン社製)等が挙げられる。 First, a metal alkoxide is mentioned. The metal alkoxide is a compound group in which an arbitrary metal species described in the element table and a functional group such as a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propyl group, or an isopropyl group are bonded. Examples of the metal alkoxide of the metal species (for example, Si) include dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltriethoxysilane, and methylphenyldiethoxy. Examples include silane, tetraethoxysilane, p-styryltriethoxysilane, and the like, and compounds in which the ethoxy group of these compound groups is replaced with a methoxy group, a propyl group, or an isopropyl group. In addition, a compound having a hydroxy group such as diphenylsilanediol and dimethylsilanediol can be selected. Even if one or more of the functional groups of the metal alkoxide is a photopolymerizable group such as acryloyl group, methacryloyl group, acryloxy group, methacryloxy group, acryl group, methacryl group, vinyl group, epoxy group, allyl group, oxetanyl group, etc. Good. For example, KBM-1003 (made by Shin-Etsu Silicone) which is vinyltrimethoxysilane, KBE-1003 (made by Shin-Etsu Silicone) which is vinyltriethoxysilane, SZ-6300 (made by Toray Dow Corning) which is vinyltrimethoxysilane SZ-6075 (made by Toray Dow Corning) which is vinyltriacetoxysilane, TSL8310 (made by GE Toshiba Silicone) which is vinyltrimethoxysilane, TSL8311 (made by GE Toshiba Silicone) which is vinyltriethoxysilane, 3- KMB-502 (made by Shin-Etsu Silicone) which is methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, KMB-503 (made by Shin-Etsu Silicone) which is 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane KME-502 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), KBM-503 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, SZ-6030 (manufactured by GE Toshiba Silicone) which is γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane ), TSL8370 (manufactured by GE Toshiba Silicone) which is γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, TSL8375 (manufactured by GE Toshiba Silicone) which is γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-acryloxypropyltrimethoxysilane. KBM-5103 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), KBM-303 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, KBM-4 which is 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 2 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), KBM-403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBE-402 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane And KBE-403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, KBM-1403 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) which is p-styryltrimethoxysilane, and the like.
次に、金属キレート化合物が挙げられる。金属キレート化合物としては、チタンジイソプロポキシビスアセチルアセトネート、チタンテトラキスアセチルアセトネート、チタンジブトキシビスオクチレングリコレート、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムジブトキシモノアセチルアセトネート、亜鉛ビスアセチルアセトネート、インジウムトリスアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート等が挙げられる。また、上記官能基の1つ以上が、金属種から酸素原子を介さずに、直接フェニル基等に置換された形態をとってもよい。例えば、ジフェニルシランジオールやジメチルシランジオール等が挙げられる。 Next, a metal chelate compound is mentioned. Examples of metal chelate compounds include titanium diisopropoxy bisacetylacetonate, titanium tetrakisacetylacetonate, titanium dibutoxybisoctylene glycolate, zirconium tetrakisacetylacetonate, zirconium dibutoxybisacetylacetonate, aluminum trisacetylacetonate, Examples include aluminum dibutoxy monoacetylacetonate, zinc bisacetylacetonate, indium trisacetylacetonate, and polytitanium acetylacetonate. Further, one or more of the functional groups may be directly substituted with a phenyl group or the like from a metal species without an oxygen atom. For example, diphenylsilanediol, dimethylsilanediol, etc. are mentioned.
次にハロゲン化シランが挙げられ、これは上記金属アルコキシドの金属種がシリコンで、加水分解重縮合する官能基がハロゲン原子に置き換わった化合物群のことである。 Next, halogenated silanes are mentioned, which is a group of compounds in which the metal species of the metal alkoxide is silicon and the functional group for hydrolysis polycondensation is replaced with a halogen atom.
次に、液状ガラスが挙げられ、これには例えばアポロリング社製のTGAシリーズ等が挙げられる。所望の物性に合わせ、その他ゾルゲル化合物を添加することもできる。 Next, liquid glass is mentioned, for example, the TGA series made from Apollo ring, etc. are mentioned. Other sol-gel compounds can be added in accordance with the desired physical properties.
次に、シルセスキオキサン化合物が挙げられる。シルセスキオキサンとは、ケイ素原子1個に対し、1つの有機基と3つの酸素原子が結合した化合物である。シルセスキオキサンとしては、組成式(RSiO3/2)nで表されるポリシロキサンであれば特に限定されるものではないが、かご型、はしご型、ランダム等のいずれの構造を有するポリシロキサンであってもよい。また、組成式(RSiO3/2)nにおいて、Rは、置換又は非置換のシロキシ基、その他任意の置換基でよい。nは、8〜12であることが好ましい。シルセスキオキサン化合物としては、例えば、ポリ水素化シルセスキオキサン、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリエチルシルセスキオキサン、ポリプロピルシルセスキオキサン、ポリイイソプロピルシルセスキオキサン、ポリブチルシルセスキオキサン、ポリ−sec−ブチルシルセスキオキサン、ポリ−tert−ブチルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキオキサン等が挙げられる。また、これらのシルセスキオキサンに対してn個のRのうち少なくとも1つを、次に例示する置換基で置換してもよい。置換基としては、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、ノナフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロヘキシル、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−ドデシル、パーフルオロ−1H,1H,2H,2H−テトラデシル、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル等、及び、アルコキシシリル基等が挙げられる。また、市販のシルセスキオキサンを使用することができる。例えば、Hybrid Plastics社の種々のかご型シルセスキオキサン誘導体、アルドリッチ社のシルセスキオキサン誘導体等が挙げられる。 Next, a silsesquioxane compound is mentioned. Silsesquioxane is a compound in which one organic group and three oxygen atoms are bonded to one silicon atom. The silsesquioxane is not particularly limited as long as it is a polysiloxane represented by the composition formula (RSiO 3/2 ) n, but the polysiloxane having any structure such as a cage type, a ladder type, and a random type. It may be. Further, in the composition formula (RSiO 3/2) n, R is a substituted or unsubstituted siloxy group, it may be any other substituent. n is preferably 8-12. Examples of the silsesquioxane compound include polyhydrogen silsesquioxane, polymethyl silsesquioxane, polyethyl silsesquioxane, polypropyl silsesquioxane, polyisopropyl silsesquioxane, polybutyl silsesquioxane, and polybutyl silsesquioxane. , Poly-sec-butylsilsesquioxane, poly-tert-butylsilsesquioxane, polyphenylsilsesquioxane, and the like. Moreover, you may substitute at least 1 among n R with respect to these silsesquioxane with the substituent illustrated next. Examples of the substituent include trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, 2,2,3,3,3 -Pentafluoropropyl, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethylethyl, 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl, 2,2,3,3,4,4,5 , 5-octafluoropentyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, 2,2,3,3 , 4,4,5,5-octafluoropentyl, 3,3,3-trifluoropropyl, nonafluoro-1,1,2,2-tetrahydrohexyl, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl , Heptade Fluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-dodecyl, perfluoro-1H, 1H, 2H, 2H-tetradecyl, 3,3,4,4,5,5 , 6,6,6-nonafluorohexyl and the like, and an alkoxysilyl group. Commercially available silsesquioxane can also be used. For example, various cage-type silsesquioxane derivatives manufactured by Hybrid Plastics, silsesquioxane derivatives manufactured by Aldrich, and the like can be mentioned.
次にフッ素含有シランカップリング剤が挙げられる。フッ素含有シランカップリング剤とは、例えば、一般式F3C−(CF2)n−(CH2)m−Si(O−R)3(但し、nは1〜11の整数であり、mは1〜4の整数であり、そしてRは炭素数1〜3のアルキル基である。)で表される化合物であることができ、ポリフルオロアルキレン鎖及び/又はペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖を含んでいてもよい。直鎖状ペルフルオロアルキレン基、又は炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されかつトリフルオロメチル基を側鎖に有するペルフルオロオキシアルキレン基がさらに好ましい。また、トリフルオロメチル基を分子側鎖又は分子構造末端に有する直鎖状のポリフルオロアルキレン鎖及び/又は直鎖状のペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖が特に好ましい。ポリフルオロアルキレン鎖は、炭素数2〜炭素数24のポリフルオロアルキレン基が好ましい。ペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖は、(CF2CF2O)単位、(CF2CF(CF3)O)単位、(CF2CF2CF2O)単位、及び(CF2O)単位からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上のペルフルオロ(オキシアルキレン)単位から構成されることが好ましく、(CF2CF2O)単位、(CF2CF(CF3)O)単位、又は(CF2CF2CF2O)単位から構成されることがより好ましい。ペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖は、表面への偏析性が優れるという観点から、(CF2CF2O)単位から構成されることが特に好ましい。 Next, a fluorine-containing silane coupling agent is mentioned. The fluorine-containing silane coupling agent is, for example, a general formula F 3 C— (CF 2 ) n — (CH 2 ) m —Si (O—R) 3 (where n is an integer of 1 to 11, m Is an integer of 1 to 4 and R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.), A polyfluoroalkylene chain and / or a perfluoro (polyoxyalkylene) chain. May be included. A straight-chain perfluoroalkylene group or a perfluorooxyalkylene group having an etheric oxygen atom inserted between carbon atoms and a carbon atom and having a trifluoromethyl group in the side chain is more preferred. Further, a linear polyfluoroalkylene chain having a trifluoromethyl group at the molecular side chain or molecular structure terminal and / or a linear perfluoro (polyoxyalkylene) chain is particularly preferred. The polyfluoroalkylene chain is preferably a polyfluoroalkylene group having 2 to 24 carbon atoms. The perfluoro (polyoxyalkylene) chain is composed of (CF 2 CF 2 O) units, (CF 2 CF (CF 3 ) O) units, (CF 2 CF 2 CF 2 O) units, and (CF 2 O) units. It is preferably composed of at least one perfluoro (oxyalkylene) unit selected from the group, and is a (CF 2 CF 2 O) unit, (CF 2 CF (CF 3 ) O) unit, or (CF 2 CF 2 More preferably, it is composed of (CF 2 O) units. The perfluoro (polyoxyalkylene) chain is particularly preferably composed of (CF 2 CF 2 O) units from the viewpoint of excellent segregation on the surface.
次に、ポリシランが挙げられる。
次に、金属酸化物粒子が挙げられる。これは周期表に記載の金属の酸化物により作られる粒子、フィラー、繊維等のことである。金属酸化物微粒子としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、ITO(スズドープ酸化インジウム)、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン等が挙げられる。
Next, polysilane is mentioned.
Next, a metal oxide particle is mentioned. This refers to particles, fillers, fibers, and the like made of metal oxides described in the periodic table. Examples of the metal oxide fine particles include silica, alumina, zirconia, titania, ITO (tin-doped indium oxide), tin oxide, zinc oxide, and antimony oxide.
次に、シリコーンが挙げられる。シリコーンとしては、例えば、ジメチルクロロシランの重合体であるポリジメチルシロキサン(PDMS)に代表される、常温で流動性を示す線状低重合度のシリコーンオイルや、それらの変性シリコーンオイル、高重合度の線状PDMSあるいは、PDMSを中程度に架橋しゴム状弾性を示すようにしたシリコーンゴムや、それらの変性シリコーンゴム、また樹脂状のシリコーン、PDMSと4官能のシロキサンから構成される3次元網目構造を有す樹脂であるシリコーンレジン(あるいはDQレジン)等が挙げられる。架橋剤として有機分子を用いる場合や、4官能のシロキサン(Qユニット)を用いる場合もある。シリコーン化合物は、PDMS、シリコーンオイル、シリコーンレジン、変性シリコーンオイル及び変性シリコーンレジンからなる群から選択されることが好ましい。変性シリコーンオイル、変性シリコーンレジンは、ポリシロキサンの側鎖及び/又は末端を変性したものであり、反応性シリコーンと、非反応性シリコーンと、に分けられる。反応性シリコーンとしては、水酸基(−OH基)を含むシリコーン、アルコキシ基を含むシリコーン、トリアルコキシ基を含むシリコーン、エポキシ基を含むシリコーンが好ましい。非反応性シリコーンとしては、フェニル基を含むシリコーン、メチル基とフェニル基を双方含むシリコーン等が好ましい。1つのポリシロキサン分子に上記したような変性を2つ以上施したものを使用してもよい。変性シリコーンの市販品としては、具体的にはTSF4421(GE東芝シリコーン社製)、XF42−334(GE東芝シリコーン社製)、XF42−B3629(GE東芝シリコーン社製)、XF42−A3161(GE東芝シリコーン社製)、FZ−3720(東レ・ダウコーニング社製)、BY 16−839(東レ・ダウコーニング社製)、SF8411(東レ・ダウコーニング社製)、FZ−3736(東レ・ダウコーニング社製)、BY 16−876(東レ・ダウコーニング社製)、SF8421(東レ・ダウコーニング社製)、SF8416(東レ・ダウコーニング社製)、SH203(東レ・ダウコーニング社製)、SH230(東レ・ダウコーニング社製)、SH510(東レ・ダウコーニング社製)、SH550(東レ・ダウコーニング社製)、SH710(東レ・ダウコーニング社製)、SF8419(東レ・ダウコーニング社製)、SF8422(東レ・ダウコーニング社製)、BY16シリーズ(東レ・ダウコーニング社製)、FZ3785(東レ・ダウコーニング社製)、KF−410(信越化学工業社製)、KF−412(信越化学工業社製)、KF−413(信越化学工業社製)、KF−414(信越化学工業社製)、KF−415(信越化学工業社製)、KF−351A(信越化学工業社製)、KF−4003(信越化学工業社製)、KF−4701(信越化学工業社製)、KF−4917(信越化学工業社製)、KF−7235B(信越化学工業社製)、KR213(信越化学工業社製)、KR500(信越化学工業社製)、KF−9701(信越化学工業社製)、X21−5841(信越化学工業社製)、X−22−2000(信越化学工業社製)、X−22−3710(信越化学工業社製)、X−22−7322(信越化学工業社製)、X−22−1877(信越化学工業社製)、X−22−2516(信越化学工業社製)、PAM−E(信越化学工業社製)等が挙げられる。反応性シリコーンとしては、アミノ変性、エポキシ変性、脂環式エポキシ変性、カルボキシル変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ビニル変性、メルカプト変性、フェノール変性、片末端反応性、異種官能基変性等が挙げられる。ビニル基を含有するシリコーン化合物としては、例えば、KR−2020(信越シリコーン社製)、X−40−2667(信越シリコーン社製)、CY52−162(東レダウコーニング社製)、CY52−190(東レダウコーニング社製)、CY52−276(東レダウコーニング社製)、CY52−205(東レダウコーニング社製)、SE1885(東レダウコーニング社製)、SE1886(東レダウコーニング社製)、SR−7010(東レダウコーニング社製)、XE5844(GE東芝シリコーン社製)等が挙げられる。メタクリル基を含有するシリコーン化合物としては、例えば、X−22−164(信越シリコーン社製)、X−22−164AS(信越シリコーン社製)、X−22−164A(信越シリコーン社製)、X−22−164B(信越シリコーン社製)、X−22−164C(信越シリコーン社製)、X−22−164E(信越シリコーン社製)等が挙げられる。 Next, silicone is mentioned. Examples of silicones include linear low-polymerization silicone oils that exhibit fluidity at room temperature, such as polydimethylsiloxane (PDMS), which is a polymer of dimethylchlorosilane, modified silicone oils thereof, Linear PDMS or three-dimensional network structure composed of silicone rubber that is moderately crosslinked by PDMS to exhibit rubbery elasticity, modified silicone rubber, resinous silicone, PDMS and tetrafunctional siloxane Silicone resin (or DQ resin) which is a resin having In some cases, an organic molecule is used as the cross-linking agent, or tetrafunctional siloxane (Q unit) is used. The silicone compound is preferably selected from the group consisting of PDMS, silicone oil, silicone resin, modified silicone oil and modified silicone resin. Modified silicone oils and modified silicone resins are those in which the side chain and / or terminal of polysiloxane is modified, and are classified into reactive silicones and non-reactive silicones. The reactive silicone is preferably a silicone containing a hydroxyl group (—OH group), a silicone containing an alkoxy group, a silicone containing a trialkoxy group, or a silicone containing an epoxy group. As the non-reactive silicone, a silicone containing a phenyl group, a silicone containing both a methyl group and a phenyl group, and the like are preferable. A single polysiloxane molecule having two or more modifications as described above may be used. Specific examples of commercially available modified silicones include TSF4421 (manufactured by GE Toshiba Silicone), XF42-334 (manufactured by GE Toshiba Silicone), XF42-B3629 (manufactured by GE Toshiba Silicone), and XF42-A3161 (GE Toshiba Silicone). FZ-3720 (manufactured by Toray Dow Corning), BY 16-839 (manufactured by Toray Dow Corning), SF8411 (manufactured by Dow Corning Toray), FZ-3737 (manufactured by Dow Corning Toray) BY 16-876 (Toray Dow Corning), SF8421 (Toray Dow Corning), SF8416 (Toray Dow Corning), SH203 (Toray Dow Corning), SH230 (Toray Dow Corning) SH510 (Toray Dow Corning), SH550 (Tohoku) Les Dow Corning), SH710 (Toray Dow Corning), SF8419 (Toray Dow Corning), SF8422 (Toray Dow Corning), BY16 Series (Toray Dow Corning), FZ3785 (Toray Dow Corning), KF-410 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-412 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-413 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-414 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) KF-415 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-351A (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-4003 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-4701 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-4917 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-7235B (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KR213 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KR500 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KF-970 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X21-5841 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-2000 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-3710 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-7322 (Made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-1877 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-22-2516 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), PAM-E (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like. Examples of the reactive silicone include amino modification, epoxy modification, alicyclic epoxy modification, carboxyl modification, carbinol modification, methacryl modification, vinyl modification, mercapto modification, phenol modification, one-terminal reactivity, and heterofunctional modification. . Examples of the silicone compound containing a vinyl group include KR-2020 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-40-2667 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), CY52-162 (manufactured by Toray Dow Corning), CY52-190 (Toray). Dow Corning), CY52-276 (Toray Dow Corning), CY52-205 (Toray Dow Corning), SE1885 (Toray Dow Corning), SE1886 (Toray Dow Corning), SR-7010 Toray Dow Corning), XE5844 (GE Toshiba Silicone) and the like. Examples of the silicone compound containing a methacryl group include X-22-164 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-164AS (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-164A (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X- 22-164B (made by Shin-Etsu Silicone), X-22-164C (made by Shin-Etsu Silicone), X-22-164E (made by Shin-Etsu Silicone), etc. are mentioned.
アミノ基を含有するシリコーン化合物としては、例えば、PAM−E(信越シリコーン社製)、KF−8010(信越シリコーン社製)、X−22−161A(信越シリコーン社製)、X−22−161B(信越シリコーン社製)、KF−8012(信越シリコーン社製)、KF−8008(信越シリコーン社製)、X−22−166B−3(信越シリコーン社製)、TSF4700(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4701(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4702(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4703(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4704(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4705(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4706(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4707(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4708(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、TSF4709(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)等が挙げられる。 Examples of the silicone compound containing an amino group include PAM-E (manufactured by Shin-Etsu Silicone), KF-8010 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-161A (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-161B ( Shin-Etsu Silicone), KF-8012 (Shin-Etsu Silicone), KF-8008 (Shin-Etsu Silicone), X-22-166B-3 (Shin-Etsu Silicone), TSF4700 (Momentive Performance Materials Japan) ), TSF4701 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4702 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4703 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4704 (momentive Pa (Manufactured by Momentive Performance Materials Japan), TSF4705 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4706 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4707 (made by Momentive Performance Materials Japan) ), TSF4708 (made by Momentive Performance Materials Japan), TSF4709 (made by Momentive Performance Materials Japan), and the like.
エポキシ基を含有するシリコーン化合物としては、例えば、X−22−163(信越シリコーン社製)、KF−105(信越シリコーン社製)、X−22−163A(信越シリコーン社製)、X−22−163B(信越シリコーン社製)、X−22−163C(信越シリコーン社製)、TSF−4730(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)、YF3965(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)等が挙げられる。脂環式エポキシ基を含有するシリコーンとしては、例えば、X−22−169AS(信越シリコーン社製)、X−22−169B(信越シリコーン社製)等が挙げられる。 Examples of the silicone compound containing an epoxy group include X-22-163 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), KF-105 (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-163A (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22- 163B (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-163C (manufactured by Shin-Etsu Silicone), TSF-4730 (manufactured by Momentive Performance Materials Japan), YF3965 (manufactured by Momentive Performance Materials Japan), etc. Is mentioned. Examples of the silicone containing an alicyclic epoxy group include X-22-169AS (manufactured by Shin-Etsu Silicone), X-22-169B (manufactured by Shin-Etsu Silicone), and the like.
次に、重合開始剤が挙げられる。重合開始剤の例としては、アセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、クロロアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2’−フェニルアセトフェノン、2−アミノアセトフェノン、ジアルキルアミノアセトフェノン等のほか、ベンゾイン系の光重合開始剤:ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、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−2−メチルプロパン−1オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール等、ベンゾフェノン系の光重合開始剤:ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシプロピルベンゾフェノン、アクリルベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、ペルフルオロベンゾフェノン等、チオキサントン系の光重合開始剤:チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ジメチルチオキサントン等、アントラキノン系の光重合開始剤:2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン等、ケタール系の光重合開始剤:アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等、その他の光重合開始剤:α−アシルオキシムエステル、ベンジル−(o−エトキシカルボニル)−α−モノオキシム、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアンスラキノン、カンファーキノン、テトラメチルチウラムスルフィド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート等、フッ素原子を有する光重合開始剤:ペルフルオロtert−ブチルペルオキシド、ペルフルオロベンゾイルペルオキシド等、等の公知慣用の光重合開始剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。他に、市販されている開始剤の例としては、BASF社製の「Irgacure(登録商標)」(例えば、Irgacure651、184、500、2959、127、754、907、369、379、379EG、819、1800、784、OXE01、OXE02)や「Darocur(登録商標)」(例えば、Darocur1173、MBF、TPO、4265)等が挙げられる。2種類併用する場合の組み合わせとしては、例えば、BASF社製の「Irgacure」同士や「Irgacure」と「Darocur」の組み合わせが挙げられる。例えば、Darocur1173とIrgacure819、Irgacure379とIrgacure127、Irgacure819とIrgacure127、Irgacure250とIrgacure127、Irgacure184とIrgacure369、Irgacure184とIrgacure379EG、Irgacure184とIrgacure907、Irgacure127とIrgacure379EG、Irgacure819とIrgacure184、DarocurTPOとIrgacure184等が挙げられる。 Next, a polymerization initiator is mentioned. Examples of polymerization initiators include acetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, chloroacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2′-phenylacetophenone, 2-aminoacetophenone, dialkyl In addition to aminoacetophenone, etc., benzoin photopolymerization initiators: benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1 -Phenyl-2-methylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal Benzophenone-based photopolymerization initiators: benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, methyl-o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxypropylbenzophenone, acrylic benzophenone, 4,4'-bis (dimethyl) Amino) benzophenone, perfluorobenzophenone, etc., thioxanthone photopolymerization initiators: thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, diethylthioxanthone, dimethylthioxanthone, etc. Anthraquinone photopolymerization initiators: 2-methylanthraquinone, 2- Ketal photopolymerization such as ethyl anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone Initiator: acetophenone dimethyl ketal, benzyl dimethyl ketal, and other photopolymerization initiators: α-acyl oxime ester, benzyl- (o-ethoxycarbonyl) -α-monooxime, acyl phosphine oxide, glyoxy ester, 3-ketocoumarin, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, tetramethylthiuram sulfide, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dialkyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate, etc., photopolymerization initiator having a fluorine atom: perfluoro tert-butyl peroxide, Known and conventional photopolymerization initiators such as perfluorobenzoyl peroxide can be used alone or in combination of two or more. Other examples of commercially available initiators include “Irgacure®” manufactured by BASF (for example, Irgacure 651, 184, 500, 2959, 127, 754, 907, 369, 379, 379EG, 819, 1800, 784, OXE01, OXE02), “Darocur (registered trademark)” (for example, Darocur 1173, MBF, TPO, 4265) and the like. As a combination in the case of using two types together, for example, “Irgacure” manufactured by BASF, or a combination of “Irgacure” and “Darocur” can be mentioned. For example, Darocur 1173 and Irgacure 819. This, IRGACURE 379 and Irgacure127, Irgacure819 and Irgacure127, Irgacure250 and Irgacure127, Irgacure184 and Irgacure 369, Irgacure184 and Irgacure379EG, Irgacure184 and Irgacure907, Irgacure127 and Irgacure379EG, Irgacure819 and Irgacure184, DarocurTPO and Irgacure184, and the like.
次に、光増感剤が挙げられる。光増感剤としてはn−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、アリルチオ尿素、s−ベンジスイソチウロニウム−p−トルエンスルフィネート、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレンテトラミン、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等のアミン類のような公知慣用の光増感剤の1種又は2種以上と組み合わせて用いることができる。
Next, a photosensitizer is mentioned. As photosensitizers, n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylphosphine, allylthiourea, s-benzisoisouronium-p-toluenesulfinate, triethylamine, diethylaminoethyl methacrylate,
次に、光酸発生剤が挙げられる。光酸発生剤とは、紫外線等の活性エネルギーを受けることにより、酸を発生する化合物であればよく、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩といった芳香族オニウム塩が挙げられる。光酸発生剤により発生した酸によりカチオン硬化性モノマーが重合する。スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウム、ジフェニル−4−チオフェノキシスルホニウム等が挙げられる。ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウム、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウム等が挙げられる。スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイントシレート、アデカオプトマーsp−170(ADEKA社製)、アデカオプトマーsp−172(ADEKA社製)、WPAG−145(和光純薬工業社製)、WPAG−170(和光純薬工業社製)、WPAG−199(和光純薬工業社製)、WPAG−281(和光純薬工業社製)、WPAG−336(和光純薬工業社製)、WPAG−367(和光純薬工業社製)、CPI−100P(サンアプロ社製)、CPI−101A(サンアプロ社製)、CPI−200K(サンアプロ社製)、CPI−210S(サンアプロ社製)、DTS−102(みどり化学社製)、TPS−TF(東洋合成工業社製)、DTBPI−PFBS(東洋合成工業社製)等が挙げられる。光酸発生剤として、公知慣用の光酸発生剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記の芳香族オニウム塩の対アニオンの例としては、テトラフルオロボレード、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサクロロアンチモネート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルオン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸イオン、ビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド酸イオン等が挙げられる。増感剤としては、例えば、アントラセン、1,9−ジブトキシアントラセン、1,9−ジプロポキシアントラセン、カルバゾール、フェノチアジン、ペリレン、キサントン、チオキサントン、ベンゾフェノンチオキサントン、2,4−ジエチル−9H−チオキサンテン−1−オンが挙げられ、公知慣用の増感剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Next, a photo-acid generator is mentioned. The photoacid generator may be a compound that generates an acid by receiving active energy such as ultraviolet rays, and examples thereof include aromatic onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts. The cationic curable monomer is polymerized by the acid generated by the photoacid generator. Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium, diphenyl-4-thiophenoxysulfonium, and the like. Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium, bis (dodecylphenyl) iodonium, 4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium, and the like. Sulfonium hexafluoroantimonate, benzyltriphenylphosphonium hexafluorophosphate, benzylpyridinium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, benzoin tosylate, adekatopomer sp-170 (manufactured by ADEKA), ADEKA Optomer sp-172 (made by ADEKA), WPAG-145 (made by Wako Pure Chemical Industries), WPAG-170 (made by Wako Pure Chemical Industries), WPAG-199 (made by Wako Pure Chemical Industries), WPAG-281 (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), WPAG-336 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), WPAG-367 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), CPI-100P (manufactured by San Apro), CPI-101A (manufactured by San Apro) , CPI-200K (manufactured by San Apro), CPI-210S (manufactured by San Apro), DTS-102 (manufactured by Midori Chemical), TPS-TF (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.), DTBPI-PFBS (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) Etc. As the photoacid generator, known and commonly used photoacid generators can be used alone or in combination of two or more. Examples of counter anions of the above aromatic onium salts include tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, hexafluoroarsenate, hexachloroantimonate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, perchlorate ion, Examples thereof include trifluoromethanesulfonate ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imidate ion, and bis (pentafluoroethylsulfonyl) imidate ion. Examples of the sensitizer include anthracene, 1,9-dibutoxyanthracene, 1,9-dipropoxyanthracene, carbazole, phenothiazine, perylene, xanthone, thioxanthone, benzophenone thioxanthone, 2,4-diethyl-9H-thioxanthene- 1-one is mentioned, and a well-known and usual sensitizer can be used individually or in combination of 2 or more types.
次に、キレート剤が挙げられる。キレート剤とは、配位子分子内の複数の原子が金属イオンと結合し、金属キレート錯体を形成させる物質の総称である。キレート剤は、金属アルコキシドをキレート化でき、かつ、光照射により開裂すれば特に限定されないが、例えば、β―ジケトン化合物やβ―ケトエステル化合物が挙げられる。例えば、β−ジケトンとして、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、ビニルアセチルアセトン等の炭素数5〜13のβ―ジケトンが挙げられる。 Next, a chelating agent is mentioned. A chelating agent is a general term for substances in which a plurality of atoms in a ligand molecule are bonded to a metal ion to form a metal chelate complex. The chelating agent is not particularly limited as long as it can chelate a metal alkoxide and is cleaved by light irradiation, and examples thereof include β-diketone compounds and β-ketoester compounds. For example, β-diketones include β-diketones having 5 to 13 carbon atoms such as acetylacetone, benzoylacetone, dibenzoylmethane, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, vinylacetylacetone and the like. .
なお、ここまでの説明で使用した用語の定義は次の通りである。(メタ)アクリル基は、アクリル基とメタクリル基を意味する。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基とメタクリロイル基を意味する。(メタ)アクリロキシ基は、アクリロキシ基とメタクリロキシ基を意味する。 In addition, the definition of the term used by the description so far is as follows. A (meth) acryl group means an acrylic group and a methacryl group. The (meth) acryloyl group means an acryloyl group and a methacryloyl group. The (meth) acryloxy group means an acryloxy group and a methacryloxy group.
[第1マスク層]
第1マスク層12aは、上記した微細パターンマスク形成工程におけるエッチングレート比(エッチング選択比)を満たせば、特に限定されない。第1マスク層12aを構成する材料(第1マスク材料)として、光重合可能なラジカル重合系の樹脂やカチオン重合系の樹脂、その他公知である市販の光重合性あるいは熱重合性樹脂や、ドライフィルムレジストに代表される部分的に架橋し、熱圧着が可能な樹脂を使用することができる。
[First mask layer]
The
第2マスク層12bと、第1マスク層12aとは、化学的に結合することが、転写精度の観点から好ましい。そのため、第2マスク層12bが光重合性基を含む場合は、第1マスク層12aも光重合性基を含み、第2マスク層12bが熱重合性基を含む場合は、第1マスク層12aも熱重合性基を含むことが好ましい。また、第2マスク層12b中の、ゾルゲル材料との縮合により、化学結合を生成するために、第1マスク層12aにゾルゲル材料を含んでもよい。光重合方式としては、ラジカル系とカチオン系が存在するが、硬化速度とドライエッチング耐性の観点から、ラジカル系のみ、又は、ラジカル系とカチオン系の組み合わせ(ハイブリッド)が好ましい。組み合わせの場合、ラジカル重合系樹脂とカチオン重合系樹脂を、重量比率で、3:7〜7:3で混合することが好ましく、3.5:6.5〜6.5:3.5であるとより好ましい。
The
ドライエッチング時の、第1マスク層12aの物理的安定性とハンドリングの観点から、硬化後の第1マスク層12aのTg(ガラス転位温度)は、30℃〜300℃であることが好ましく、600℃〜250℃であるとより好ましい。
From the viewpoint of physical stability and handling of the
第1マスク層12aと基材11、及び、第1マスク層12aと第2マスク層12bとの密着性の観点から、第1マスク層12aの比重法による収縮率は、5%以下であると好ましい。
From the viewpoint of adhesion between the
また、モールド4、第2マスク層12b及び第1マスク層12aが積層された構造体を使用し、基材11へ貼合する際のハンドリングの観点から、第1マスク層12aは、ドライフィルムレジストに代表される熱圧着可能な樹脂であると好ましい。ここで、ドライフィルムレジストとは、少なくともバインダーポリマー、反応性希釈材及び重合開始材を含む有機材であり、熱圧着が可能な樹脂を意味する。特に、モールド4及び、モールド4と支持基板5の積層体がフィルム状であることが好ましい。この場合、モールド4、第2マスク層12b、第1マスク層12aからなる積層体を作製し、カバーフィルムを合わせ、巻き取り回収することができる。このロールを繰り出し、所望基材へと熱圧着により容易に貼合することができる。このような使用方法は、この微細パターン形成用の積層体を用いることで、ナノインプリント(転写)の転写材の充填や剥離といったノウハウを排除でき、また、特殊な装置を必要としないことを意味する。熱圧着できる樹脂としては、200℃以下で圧着可能な樹脂が好ましく、150℃以下がより好ましい。例えば、公知のドライフィルムレジストを、モールド4、第2マスク層12bに積層し、モールド4、第2マスク層12b、第1マスク層12aの積層体とする。ドライフィルムレジストとしては、第2マスク層12bとの接着性の観点から、感光性樹脂を含むドライフィルムレジストであるとより好ましい。
In addition, from the viewpoint of handling when using a structure in which the
次に第1マスク層12aに用いられる可能性がある物質の例を挙げるが、これら全てを含む必要は無く、目的に合わせて取捨選択することができる。
Next, examples of substances that may be used for the
まず、多環芳香族構造を具備する樹脂(分子量1000以上)が挙げられる。これは、少なくとも2以上の環構造が縮合している縮合多環式の芳香族構造が含まれる。また、前記「多環芳香族」とは、ナフタレン等の縮合している環が全て芳香環であるもののみならず、芳香環と非芳香環とが縮合した、例えば、ベンゼンとシクロヘキサンとが融合した1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン構造等も含まれる。また、デポ物を抑制するという観点から、多環芳香族構造は、2〜4の縮合環構造であることが好ましく、2〜3の縮合環構造であることがさらに好ましく、2つの縮合環構造であることが特に好ましい。例えば、炭化水素系多環芳香族構造として、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン等が挙げられる。また、ヘテロ多環芳香族構造としては、インドール、カルバゾール、キノリン、ベンソイソキノリン等が挙げられる。その他にも、本発明の環状構造として、例えば、下記化学式群Aに記載の環状構造が挙げられる。 First, a resin having a polycyclic aromatic structure (molecular weight of 1000 or more) is exemplified. This includes a condensed polycyclic aromatic structure in which at least two ring structures are condensed. In addition, the “polycyclic aromatic” is not limited to those in which all condensed rings such as naphthalene are aromatic rings, but fused with aromatic and non-aromatic rings, for example, benzene and cyclohexane are fused. The 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene structure and the like are also included. Further, from the viewpoint of suppressing depots, the polycyclic aromatic structure is preferably 2 to 4 condensed ring structures, more preferably 2 to 3 condensed ring structures, and two condensed ring structures. It is particularly preferred that Examples of the hydrocarbon-based polycyclic aromatic structure include naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene and the like. Examples of the heteropolycyclic aromatic structure include indole, carbazole, quinoline, benzoisoquinoline, and the like. In addition, examples of the cyclic structure of the present invention include a cyclic structure described in Chemical Formula Group A below.
本明細書においては、化学式中に表記される「*」は、「*」を介して他の元素に結合すると共に、「*」は酸素元素(O)、窒素元素(N)、硫黄元素(S)又は炭素元素(C)のいずれかである。また、結合手の不足している部分は、水素元素(H)、メチル基(CH3)、又は水酸基(OH)へと結合する。 In this specification, “*” represented in the chemical formula is bonded to another element via “*”, and “*” represents oxygen element (O), nitrogen element (N), sulfur element ( S) or carbon element (C). Further, the portion lacking a bond is bonded to a hydrogen element (H), a methyl group (CH 3 ), or a hydroxyl group (OH).
例えば、上記化学式群Aに例示された環状構造としては、ポリスチレン、ポリp−ヒドロキシスチレン、ポリ(9ビニルカルバゾール)、カルバゾール骨格を有す高分子体、側鎖にカルバゾール骨格を有す高分子体、クレゾールノボラック骨格を有す高分子体、フェノールノボラック骨格を有す高分子体、ビスフェノールA骨格を有す高分子体、フルオレン骨格を有す高分子体、側鎖にアダマンタン骨格を有す高分子体、側鎖にアダマンチル骨格を有す高分子体、側鎖にノルボルナン骨格を有す高分子体、又は、側鎖にナフタレン骨格を有す高分子体等が挙げられる。 For example, examples of the cyclic structure exemplified in the chemical formula group A include polystyrene, poly p-hydroxystyrene, poly (9 vinyl carbazole), a polymer having a carbazole skeleton, and a polymer having a carbazole skeleton in a side chain. , Polymer having cresol novolac skeleton, polymer having phenol novolac skeleton, polymer having bisphenol A skeleton, polymer having fluorene skeleton, polymer having adamantane skeleton in side chain Or a polymer having an adamantyl skeleton in the side chain, a polymer having a norbornane skeleton in the side chain, or a polymer having a naphthalene skeleton in the side chain.
次に、光重合開始剤が挙げられる。光重合開始剤は、光によりラジカル反応又はイオン反応を引き起こすものであり、ラジカル反応を引き起こす光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤としては、下記の光重合開始剤が挙げられる。 Next, a photoinitiator is mentioned. The photopolymerization initiator causes a radical reaction or an ionic reaction by light, and a photopolymerization initiator that causes a radical reaction is preferable. Examples of the photopolymerization initiator include the following photopolymerization initiators.
アセトフェノン系の光重合開始剤:アセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、クロロアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2’−フェニルアセトフェノン、2−アミノアセトフェノン、ジアルキルアミノアセトフェノン等。ベンゾイン系の光重合開始剤:ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、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−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール等。ベンゾフェノン系の光重合開始剤:ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシプロピルベンゾフェノン、アクリルベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、ペルフルオロベンゾフェノン等。チオキサントン系の光重合開始剤:チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ジメチルチオキサントン等。アントラキノン系の光重合開始剤:2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン。ケタール系の光重合開始剤:アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール。その他の光重合開始剤:α−アシルオキシムエステル、ベンジル−(o−エトキシカルボニル)−α−モノオキシム、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアンスラキノン、カンファーキノン、テトラメチルチウラムスルフィド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート等。フッ素原子を有する光重合開始剤:ペルフルオロtert−ブチルペルオキシド、ペルフルオロベンゾイルペルオキシド等、の公知慣用の光重合開始剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Acetophenone-based photopolymerization initiators: acetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, chloroacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2′-phenylacetophenone, 2-aminoacetophenone, dialkyl Aminoacetophenone and the like. Benzoin-based photopolymerization initiators: benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-2-methyl Propan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal and the like. Benzophenone-based photopolymerization initiators: benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, methyl-o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxypropylbenzophenone, acrylic benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) ) Benzophenone, perfluorobenzophenone, etc. Thioxanthone photopolymerization initiators: thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, diethylthioxanthone, dimethylthioxanthone, and the like. Anthraquinone photopolymerization initiators: 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone. Ketal photopolymerization initiators: acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal. Other photopolymerization initiators: α-acyloxime ester, benzyl- (o-ethoxycarbonyl) -α-monooxime, acylphosphine oxide, glyoxyester, 3-ketocoumarin, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, tetramethylthiuram Sulfide, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dialkyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate and the like. Photoinitiators having fluorine atoms: Known and commonly used photoinitiators such as perfluorotert-butyl peroxide and perfluorobenzoyl peroxide can be used alone or in combination of two or more.
市販されている開始剤の例としては、BASF製の「Irgacure(登録商標)」(例えば、Irgacure651、184、500、2959、127、754、907、369、379、379EG、819、1800、784、OXE01、OXE02)や「Darocur(登録商標)」(例えば、Darocur1173、MBF、TPO、4265)等が挙げられる。 Examples of commercially available initiators include “Irgacure®” manufactured by BASF (for example, Irgacure 651, 184, 500, 2959, 127, 754, 907, 369, 379, 379EG, 819, 1800, 784, OXE01, OXE02), “Darocur (registered trademark)” (for example, Darocur 1173, MBF, TPO, 4265) and the like.
光重合開始剤は、1種のみを単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。2種類以上併用する場合には、フッ素含有(メタ)アクリレートの分散性、及び硬化性樹脂組成物(1)の微細凹凸構造の表層部及び内部の硬化性の観点から選択するとよい。例えば、αヒドロキシケトン系光重合開始剤とαアミノケトン系光重合開始剤とを併用することが挙げられる。また、2種類併用する場合の組み合わせとしては、例えば、BASFジャパン(株)製の「Irgacure」同士、「Irgacure」と「Darocur」の組み合わせとして、Darocur1173とIrgacure819、Irgacure379とIrgacure127、Irgacure819とIrgacure127、Irgacure250とIrgacure127、Irgacure184とIrgacure369、Irgacure184とIrgacure379EG、Irgacure184とIrgacure907、Irgacure127とIrgacure379EG、Irgacure819とIrgacure184、DarocurTPOとIrgacure184等が挙げられる。 A photoinitiator may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. When using 2 or more types together, it is good to select from the viewpoint of the dispersibility of fluorine-containing (meth) acrylate, the surface layer part of the fine uneven structure of the curable resin composition (1), and the internal curability. For example, the combined use of an α-hydroxyketone photopolymerization initiator and an α-aminoketone photopolymerization initiator can be mentioned. In addition, as a combination in the case of using two types together, for example, “Irgacure” manufactured by BASF Japan Co., Ltd., “Irgacure” and “Darocur”, Darocur 1173 and Irgacure 819, Irgacure 379 and Irgacure 127, Irgacure 819 and 1250 Irgacure 127, Irgacure 184 and Irgacure 369, Irgacure 184 and Irgacure 379EG, Irgacure 184 and Irgacure 907, Irgacure 127 and Irgacure 379EG, Irgacure 819 and Irgacure 819
次に、光増感剤が挙げられる。光増感剤の具体例としては、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、アリルチオ尿素、s−ベンジスイソチウロニウム−p−トルエンスルフィネート、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチレンテトラミン、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等のアミン類のような公知慣用の光増感剤の1種又は2種以上と組み合わせて用いることができる。 Next, a photosensitizer is mentioned. Specific examples of the photosensitizer include n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylphosphine, allylthiourea, s-benzisothiuronium-p-toluenesulfinate, triethylamine, diethylaminoethyl methacrylate. , Triethylenetetramine, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone, N, N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, pentyl-4-dimethylaminobenzoate, triethylamine, tri It can be used in combination with one or more known and commonly used photosensitizers such as amines such as ethanolamine.
次に、染料、顔料等の着色物質が挙げられる。ロイコ染料やフルオラン染料と、ハロゲン化合物と、の組み合わせに代表される発色系染料等も使用できる。中でも、トリブロモメチルフェニルスルフォンとロイコ染料との組み合わせや、トリアジン化合物とロイコ染料との組み合わせ等が有用である。着色物質としては、例えば、フクシン、フタロシアニングリーン、オーラミン塩基、カルコキシドグリーンS、パラマジエンタ、クリスタルバイオレット、メチルオレンジ、ナイルブルー2B、ビクトリアブルー、マラカイトグリーン(保土ヶ谷化学社製アイゼン(登録商標)MALACHITEGREEN)、ベイシックブルー20、ダイアモンドグリーン(保土ヶ谷化学社製アイゼン(登録商標)DIAMONDGREENGH)等が挙げられる。ロイコ染料又はフルオラン染料と、ハロゲン化合物の組み合わせがある。 Next, coloring substances, such as dye and a pigment, are mentioned. A coloring dye represented by a combination of a leuco dye or a fluoran dye and a halogen compound can also be used. Of these, combinations of tribromomethylphenyl sulfone and leuco dyes, combinations of triazine compounds and leuco dyes, and the like are useful. Examples of the coloring substance include fuchsin, phthalocyanine green, auramine base, chalcoxide green S, paramadienta, crystal violet, methyl orange, nile blue 2B, Victoria blue, malachite green (Eisen (registered trademark) MALACHITEGREEN manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Examples thereof include Basic Blue 20 and Diamond Green (Eisen (registered trademark) DIAMOND GREENGH manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.). There are combinations of leuco dyes or fluoran dyes and halogen compounds.
ロイコ染料としては、例えば、トリス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン[ロイコクリスタルバイオレット]、トリス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン[ロイコマラカイトグリーン]等が挙げられる。 Examples of the leuco dye include tris (4-dimethylamino-2-methylphenyl) methane [leuco crystal violet], tris (4-dimethylamino-2-methylphenyl) methane [leucomalachite green], and the like.
ハロゲン化合物としては、臭化アミル、臭化イソアミル、臭化イソブチレン、臭化エチレン、臭化ジフェニルメチル、臭化ベンザル、臭化メチレン、トリブロモメチルフェニルスルフォン、四臭化炭素、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリクロロアセトアミド、ヨウ化アミル、ヨウ化イソブチル、1,1,1−トリクロロ−2,2−ビス(p−クロロフェニル)エタン、ヘキサクロロエタン、トリアジン化合物等が挙げられる。該トリアジン化合物としては、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンが挙げられる。 Halogen compounds include amyl bromide, isoamyl bromide, isobutylene bromide, ethylene bromide, diphenylmethyl bromide, benzal bromide, methylene bromide, tribromomethylphenyl sulfone, carbon tetrabromide, tris (2,3 -Dibromopropyl) phosphate, trichloroacetamide, amyl iodide, isobutyl iodide, 1,1,1-trichloro-2,2-bis (p-chlorophenyl) ethane, hexachloroethane, triazine compounds and the like. Examples of the triazine compound include 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine and 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine.
このような発色系染料の中でも、トリブロモメチルフェニルスルフォンとロイコ染料との組み合わせや、トリアジン化合物とロイコ染料との組み合わせが有用である。 Among such coloring dyes, a combination of tribromomethylphenylsulfone and a leuco dye or a combination of a triazine compound and a leuco dye is useful.
次にラジカル重合禁止剤が挙げられる。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ピロガロール、ナフチルアミン、tert−ブチルカテコール、塩化第1銅、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ジフェニルニトロソアミン等が挙げられる。 Next, a radical polymerization inhibitor is mentioned. Examples of the radical polymerization inhibitor include p-methoxyphenol, hydroquinone, pyrogallol, naphthylamine, tert-butylcatechol, cuprous chloride, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 2,2′-methylenebis. (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), diphenylnitrosamine and the like.
次に可塑剤が挙げられる。可塑剤としては、例えば、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル類やpートルエンスルホンアミド、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。 Next, a plasticizer is mentioned. Examples of the plasticizer include phthalic acid esters such as diethyl phthalate, p-toluenesulfonamide, polypropylene glycol, polyethylene glycol monoalkyl ether, and the like.
次に、酸化防止剤が挙げられる。ここでの酸化防止剤は光安定剤であることが好ましい。光安定剤は、ラジカル連鎖開始阻止剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤に分類でき、いずれも採用できる。ラジカル連鎖開始阻止剤は、更に、重金属不活性化剤と紫外線吸収剤に分類でき、重金属不活性化剤には主にヒドラジド系とアミド系があり、紫外線吸収剤には主にベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、そしてトリアジン系等がある。これらの中では紫外線吸収剤がより好ましい。紫外線吸収剤を含ませることにより、レジスト組成物を光学的に安定化できるため、使用に好適な場所にて使用できる。また、ラジカル捕捉剤は、ヒニダードアミン系光安定剤(HALS)及びフェノール系酸化防止剤に分類できる。これらの酸化防止材は公知一般のものを使用できる。 Next, an antioxidant is mentioned. The antioxidant here is preferably a light stabilizer. The light stabilizer can be classified into a radical chain initiation inhibitor, a radical scavenger, and a peroxide decomposer, and any of them can be adopted. Radical chain initiation inhibitors can be further classified into heavy metal deactivators and UV absorbers, heavy metal deactivators mainly include hydrazides and amides, and UV absorbers mainly include benzotriazoles, There are benzophenone series and triazine series. Among these, an ultraviolet absorber is more preferable. Since the resist composition can be optically stabilized by including an ultraviolet absorber, it can be used in a place suitable for use. Radical scavengers can be classified into hindered amine light stabilizers (HALS) and phenolic antioxidants. As these antioxidants, known general materials can be used.
次に反応補助剤チオール化合物が挙げられる。チオール化合物としては、特に限定されないが、1分子内にチオール基が2以上あるものが好ましく、4以上あるものが最も好ましい。多官能チオールとして、チオール基を1分子内に2つ具備するものとしては、例えば、昭和電工社製のカレンズMT BD1が、4つ具備するものとしてカレンズMT PE1が挙げられる。その他にも、アルコキシシリルアルキルチオールを添加して、レジスト組成物中の多官能(メタ)アクリレートと反応させることもできる。 Next, a reaction aid thiol compound is mentioned. Although it does not specifically limit as a thiol compound, What has 2 or more thiol groups in 1 molecule is preferable, and what has 4 or more is the most preferable. As what has two thiol groups in 1 molecule as a polyfunctional thiol, Karenz MT PE1 is mentioned as what has four Karenz MT BD1 by Showa Denko KK, for example. In addition, alkoxysilylalkylthiol can be added and reacted with the polyfunctional (meth) acrylate in the resist composition.
次に金属元素が挙げられる。金属元素としては、例えば、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ルビジウム(Rb)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、テクネチウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、セシウム(Cs)、オスミウム(Os)、プラチナ(Pt)、金(Au)、カリウム(K)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、鉛(Pb)、ストロンチウム(Sr)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ランタン(La)、アンチモン(Sb)、バナジウム(V)、イットリウム(Y)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、及びタングステン(W)かなる群から選ばれた少なくとも1種以上であることが好ましい。このような金属元素は、金属酸化物粒子、金属粒子、金属アルコキシド、金属錯体、又は金属イオン等をレジスト組成物に添加することで導入することができる。なお、ここで粒子は、フィラーも含むものとする。 Next, a metal element is mentioned. Examples of the metal element include manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), rubidium (Rb), niobium (Nb), molybdenum (Mo), technetium (Tc), and ruthenium (Ru). ), Palladium (Pd), silver (Ag), cesium (Cs), osmium (Os), platinum (Pt), gold (Au), potassium (K), lithium (Li), sodium (Na), barium (Ba) ), Calcium (Ca), magnesium (Mg), lead (Pb), strontium (Sr), zinc (Zn), aluminum (Al), boron (B), bismuth (Bi), iron (Fe), gallium (Ga) ), Indium (In), lanthanum (La), antimony (Sb), vanadium (V), yttrium (Y), germanium (Ge), hafnium At least one selected from the group consisting of Hf), silicon (Si), tin (Sn), titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), tantalum (Ta), and tungsten (W). Preferably there is. Such a metal element can be introduced by adding metal oxide particles, metal particles, metal alkoxides, metal complexes, metal ions, or the like to the resist composition. Here, the particles include a filler.
次に重合性モノマーが挙げられる。重合性モノマーとは重合性基を複数具備した多官能性モノマーであることが好ましく、重合性基の数は、重合性に優れることから1〜6の整数が好ましい。また、2種類以上の重合性モノマーを混合して用いる場合、重合性基の平均数は1.5〜4が好ましい。単一モノマーを使用する場合は、重合反応後の架橋点を増やし、硬化物の物理的安定性(強度、耐熱性等)を得るため、重合性基の数が3以上のモノマーであることが好ましい。また、重合性基の数が1又は2であるモノマーの場合、重合性数の異なるモノマーと併用して使用することが好ましい。 Next, a polymerizable monomer is mentioned. The polymerizable monomer is preferably a polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable groups, and the number of polymerizable groups is preferably an integer of 1 to 6 because of excellent polymerizability. Moreover, when mixing and using 2 or more types of polymeric monomers, 1.5-4 are preferable for the average number of polymeric groups. When a single monomer is used, the number of polymerizable groups may be 3 or more in order to increase the crosslinking point after the polymerization reaction and to obtain physical stability (strength, heat resistance, etc.) of the cured product. preferable. In the case of a monomer having 1 or 2 polymerizable groups, it is preferably used in combination with monomers having different polymerizable numbers.
(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、下記の化合物が挙げられる。アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、芳香族系の(メタ)アクリレート[フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート等。]、炭化水素系の(メタ)アクリレート[ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタアエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等。]、エーテル性酸素原子を含む炭化水素系の(メタ)アクリレート[エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等。]、官能基を含む炭化水素系の(メタ)アクリレート[2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N−ビニルピロリドン、ジメチルアミノエチルメタクリレート等。]、シリコーン系のアクリレート等。他には、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル化イソシアヌレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ECH変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコールアクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ECH変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ECH変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ECH変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエステル(ジ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート、EO変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルエチレン尿素、ジビニルプロピレン尿素、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸ダイマー、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH変性フェノキシアクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート、ε―カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化スフェノールAジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。アリル基を有するモノマーとしては、p−イソプロペニルフェノール、ビニル基を有するモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、ビニルカルバゾール等が挙げられる。なお、EO変性とはエチレンオキシド変性を、ECH変性とはエピクロロヒドリン変性を、PO変性とはプロピレンオキシド変性を意味する。メチル(メタ)アクリレ−ト、エチル(メタ)アクリレ−ト、ブチル(メタ)アクリレ−ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレ−ト等のアルキル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシベンジル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、クレジル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート等のアリール(メタ)アクリレート、フェニル基を有するビニル化合物(例えば、スチレン)等、ベンジル(メタ)アクリレート。メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレ、(メタ)アクリロニトリル又は(メタ)アクリル酸グリシジル等。スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン等。ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルずつのプロピレンオキサイドと平均6モルずつのエチレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレートや、ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均5モルずつのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレート(新中村化学工業社製NKエステルBPE−500)及びビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレート(新中村化学工業社製NKエステルBPE−200)。1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチルトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルキシ)プロピルフタレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the (meth) acrylate monomer include the following compounds. Examples of the monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group include (meth) acrylic acid, aromatic (meth) acrylate [phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, and the like. ], Hydrocarbon-based (meth) acrylate [stearyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, allyl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol di Acrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaaerythritol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like. ], Hydrocarbon-based (meth) acrylates containing etheric oxygen atoms [ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, tetrahydrofurfryl acrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyoxyethylene glycol diacrylate , Tripropylene glycol diacrylate and the like. ], A hydrocarbon-based (meth) acrylate [2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl vinyl ether, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N-vinyl pyrrolidone, dimethylaminoethyl methacrylate, etc. ], Silicone-based acrylates, and the like. Others include EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, ECH-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, EO-modified phosphate triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meta) ) Acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate Alkyl modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol poly (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, alkyl modified dipentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, penta Erythritol tetra (meth) acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, di (meth) acrylated isocyanurate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1, 4-butanediol di (meth) acrylate, EO-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ECH-modified 1,6-hexanediol di (Meth) acrylate, allyloxypolyethylene glycol acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, EO modified bisphenol A di (meth) acrylate, PO modified bisphenol A di (meth) acrylate, modified bisphenol A di (meth) acrylate , EO-modified bisphenol F di (meth) acrylate, ECH-modified hexahydrophthalic acid diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, EO-modified neopentyl glycol diacrylate, PO Modified neopentyl glycol diacrylate, caprolactone modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol, stearic acid modified pentaerythritol di (meth) Acrylate, ECH-modified propylene glycol di (meth) acrylate, ECH-modified phthalic acid di (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) acrylate, poly (propylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) Acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, silicone di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyester (di) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, di Methylol tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylol propane di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (Meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, EO-modified tripropylene glycol di (meth) acrylate, divinylethyleneurea, divinylpropyleneurea, 2-ethyl-2-butylpropanediol acrylate 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl carbitol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (Meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, acrylic acid dimer, benzyl (meth) acrylate, butanedio Rumono (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, EO-modified cresol (meth) acrylate, ethoxylated phenyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, dipropylene glycol (Meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyloxyethyl (Meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene Lenglycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonyl Phenoxy polypropylene glycol (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, paracumylphenoxyethylene glycol (meth) acrylate, ECH modified phenoxy acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol ( (Meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acryl , Polyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, EO-modified succinic acid (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, Tribromophenyl (meth) acrylate, EO-modified tribromophenyl (meth) acrylate, tridodecyl (meth) acrylate, isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate, ε-caprolactone-modified tris (acryloxyethyl) isocyanurate, ditrimethylolpropane tetra Acrylate, ethoxylated sphenol A diacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacrylate, tricyclodecane dimethano And diacrylate. Examples of the monomer having an allyl group include p-isopropenylphenol, and examples of the monomer having a vinyl group include styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, and vinylcarbazole. Here, EO modification means ethylene oxide modification, ECH modification means epichlorohydrin modification, and PO modification means propylene oxide modification. Alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) Acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, benzyl (meth) acrylate, methoxybenzyl (meth) acrylate, chlorobenzyl (meth) acrylate, furfuryl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, Aryl (meth) acrylates such as phenoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, cresyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, vinyl compounds having a phenyl group (for example, styrene), Le (meth) acrylate. Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate , 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methylol acrylamide, N-butoxymethyl acrylamide , Styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, (meth) acrylonitrile, glycidyl (meth) acrylate, and the like. Styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene and the like. Polyalkylene glycol dimethacrylate with 2 moles of propylene oxide and 6 moles of ethylene oxide added to both ends of bisphenol A, and polyethylene glycol with 5 moles of ethylene oxide added to both ends of bisphenol A, respectively. Dimethacrylate (NK ester BPE-500 made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and polyethylene glycol dimethacrylate (NK ester BPE-200 made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) each having an average of 2 moles of ethylene oxide added to both ends of bisphenol A. . 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 2-di (p-hydroxyphenyl) propanedi (Meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, polyoxypropyltrimethylolpropane tri (meth) acrylate, polyoxyethyltrimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, Dipentaerythritol penta (meth) acrylate, trimethylolpropane triglycidyl ether tri (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ester Terdi (meth) acrylate, β-hydroxypropyl-β ′-(acryloyloxy) propyl phthalate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol A mono (meth) acrylate etc. are mentioned.
ウレタン化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物と、1分子中にヒドロキシル基と(メタ)アクリル基を有する化合物(2−ヒドロキシプロピルアクリレート、オリゴプロピレングリコールモノメタクリレート等)との反応で得られるウレタン化合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネートとオリゴプロピレングリコールモノメタクリレート(日本油脂(株)製、ブレンマ−PP1000)との反応物がある。 Examples of the urethane compound include a diisocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and a compound having a hydroxyl group and a (meth) acryl group in one molecule (2- And urethane compounds obtained by reaction with hydroxypropyl acrylate, oligopropylene glycol monomethacrylate, etc.). Specifically, there is a reaction product of hexamethylene diisocyanate and oligopropylene glycol monomethacrylate (Nippon Yushi Co., Ltd., Bremma-PP1000).
分子内の付加重合性不飽和結合は複数であってもよい。分子内の付加重合性不飽和結合を1つだけ有する化合物の例としては、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールモノアクリレート及びモノメタクリレート等のアルキレングリコール誘導体、ビスフェノールAモノアクリレート及びモノメタクリレート、ビスフェノールAに1モルないしそれ以上のアルキレングリコールを反応させた後、一方のOH末端にアクリル酸又はメタクリル酸等を反応させエステル化したビスフェノールA誘導体、フタル酸に1モルないしそれ以上のアルキレングリコールを反応させた後、一方のOH末端にアクリル酸又はメタクリル酸等を反応させエステル化したフタル酸誘導体、サリチル酸アクリレート等のサリチル酸類誘導体、フェノキシヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。分子内の付加重合性不飽和結合を1つだけ有する化合物としては、耐エッチング性の観点からフタル酸誘導体が好ましく、さらに、β−ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルオキシ)プロピルフタレートが好ましい。 There may be a plurality of addition polymerizable unsaturated bonds in the molecule. Examples of compounds having only one addition polymerizable unsaturated bond in the molecule include alkylene glycol derivatives such as polyethylene glycol, polypropylene glycol monoacrylate and monomethacrylate, bisphenol A monoacrylate and monomethacrylate, and 1 mol to bisphenol A. After reacting more alkylene glycol, bisphenol A derivative esterified by reacting acrylic acid or methacrylic acid or the like at one OH terminal, after reacting 1 mol or more of alkylene glycol to phthalic acid, Phthalic acid derivatives obtained by reacting acrylic acid or methacrylic acid or the like with the OH terminal of the above, salicylic acid derivatives such as salicylic acid acrylate, phenoxyhydroxyalkyl (meth) acrylate, etc.The compound having only one addition polymerizable unsaturated bond in the molecule is preferably a phthalic acid derivative from the viewpoint of etching resistance, and more preferably β-hydroxypropyl-β ′-(acryloyloxy) propyl phthalate.
分子内の付加重合性不飽和結合を複数有する化合物の例としては、トリメチロールプロパンジメタクリレート等のトリメチロールプロパン誘導体、テトラメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のテトラメチロールプロパン誘導体、ペンタエリスリトールトリメタクリレート等のペンタエリスリトール誘導体、イソシアニックジメタクリレート等のイソシアヌル酸誘導体等が挙げられる。β−ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルオキシ)プロピルフタレートとペンタエリスリトールトリアクリレートとを同時に含有する場合等が挙げられる。ヘキサメチレンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物と、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オリゴプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアクリレート化合物とのウレタン化化合物等も用いることができる。 Examples of compounds having a plurality of addition polymerizable unsaturated bonds in the molecule include trimethylolpropane derivatives such as trimethylolpropane dimethacrylate, tetramethylolpropane derivatives such as tetramethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol trimethacrylate, etc. And isocyanuric acid derivatives such as isocyanic dimethacrylate. A case where β-hydroxypropyl-β '-(acryloyloxy) propyl phthalate and pentaerythritol triacrylate are simultaneously contained is mentioned. Urethaneization of polyvalent isocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate and toluylene diisocyanate with hydroxy acrylate compounds such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, oligoethylene glycol mono (meth) acrylate and oligopropylene glycol mono (meth) acrylate A compound or the like can also be used.
フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、1,4−テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、4−ノルマルオクチルフェノキシペンタプロピレングリコールアクリレート、4−ビス(トリエチレングリコールメタクリレート)ノナプロピレングリコール、ビス(テトラエチレングリコールメタクリレート)ポリプロピレングリコール、ビス(トリエチレングリコールメタクリレート)ポリプロピレングリコール、ビス(ジエチレングリコールアクリレート)ポリプロピレングリコール、4−ノルマルノニルフェノキシオクタエチレングリコール(メタ)アクリレート、4−ノルマルノニルフェノキシヘプタエチレングリコールジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラプロピレングリコールテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート誘導体等を用いることができる。 Phenoxytetraethylene glycol acrylate, 1,4-tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, heptapropylene glycol di (meth) Acrylate, glycerol (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, diallyl phthalate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) Acrylate, 4-normal octyl phenoxypentapropylene glycol acrylate, 4-bis (triethylene glycol methacrylate) nonap Pyrene glycol, bis (tetraethylene glycol methacrylate) polypropylene glycol, bis (triethylene glycol methacrylate) polypropylene glycol, bis (diethylene glycol acrylate) polypropylene glycol, 4-normalnonylphenoxyoctaethylene glycol (meth) acrylate, 4-normalnonylphenoxyhepta Isocyanurate derivatives such as ethylene glycol dipropylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetrapropylene glycol tetraethylene glycol (meth) acrylate, and tris (acryloxyethyl) isocyanurate can be used.
ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエイコサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシノナエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラデカエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエイコサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシノナエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレン単位を有するモノマ;N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−シクロプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−(メタ)アクリロイルピペリジン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチレンビスアクリルアミド、N−メトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−1−メトキシメチルプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエトキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−1−メチル−2−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−(1,3−ジオキソラン−2−イル)(メタ)アクリルアミド等のアミド結合を有するモノマ;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸等のカルボキシ基を有するモノマ;モノ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート等のリン酸基を有するモノマ;(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド等のアンモニウム基を有するモノマ;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−フェニルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸ナトリウム、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸アンモニウム、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン酸ソーダエトキシメタクリレート等のスルホン酸基を有するモノマ等が挙げられる。 Diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, nonaethylene glycol mono (meth) acrylate, tetradecaethylene glycol mono (meth) acrylate, trieicosaethylene glycol mono (Meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, methoxynonaethylene glycol (meth) acrylate, methoxytetradeca Ethylene glycol (meth) acrylate, methoxytrieicosaethylene glycol (meth) acrylate Rate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxynonaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) Monomers having polyoxyethylene units such as acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolypropylene glycol (meth) acrylate; N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (Meth) acrylamide, N-cyclopropyl (meth) acrylamide, N-methyl-N Ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-methyl-N-isopropyl (meth) acrylamide, N-methyl-Nn-propyl (meth) Acrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, N- (meth) acryloylpyrrolidine, N- (meth) acryloylpiperidine, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methylenebisacrylamide, N-methoxypropyl (meth) acrylamide, N -Isopropoxypropyl (meth) acrylamide, N-ethoxypropyl (meth) acrylamide, N-1-methoxymethylpropyl (meth) acrylamide, N-methoxyethoxypropyl (meth) acrylamide, N-1-methyl-2-methoxyethyl (Meta ) Monomers having an amide bond such as acrylamide, N-methyl-Nn-propyl (meth) acrylamide, N- (1,3-dioxolan-2-yl) (meth) acrylamide; 2- (meth) acryloyloxyethyl Monomers having a carboxy group such as phthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyl phthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid; phosphate groups such as mono (2- (meth) acryloyloxyethyl) acid phosphate Monomers having an ammonium group such as (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and (meth) acryloyloxypropyltrimethylammonium chloride; 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-phenol Rupropanesulfonic acid, sodium (meth) acryloyloxyethylsulfonate, ammonium (meth) acryloyloxyethylsulfonate, bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfate, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, vinyl Monomers having a sulfonic acid group such as sulfonic acid, styrene sulfonic acid, sodium sulfonic acid ethoxy methacrylate and the like.
特に、表面の化学構造群の密度の観点から、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、モノ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸ナトリウム、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩が好ましい。 In particular, from the viewpoint of the density of the surface chemical structure group, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, N-ethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, mono ( 2- (Meth) acryloyloxyethyl) acid phosphate, (meth) acryloyloxypropyltrimethylammonium chloride, sodium (meth) acryloyloxyethylsulfonate, and bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfate are preferred.
フッ素含有(メタ)アクリレートは、官能基を有すると支持基板5との密着性に優れる。官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、エステル結合を有する官能基、アミド結合を有する官能基、水酸基、アミノ基、シアノ基、ウレタン基、イソシアネート基、イソシアヌル酸誘導体を有する官能基等が挙げられる。特に、カルボキシル基、ウレタン基、イソシアヌル酸誘導体を有する官能基の少なくとも1つの官能基を含むことが好ましい。なお、イソシアヌル酸誘導体には、イソシアヌル酸骨格を有するもので、窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が他の基で置換されている構造のものが包含される。
The fluorine-containing (meth) acrylate has excellent adhesion to the
フッ素含有(メタ)アクリレートとしては、フルオロ(メタ)アクリレート、フルオロジエン等を用いることができる。フッ素含有(メタ)アクリレートの具体例としては、下記の化合物が挙げられる。フルオロ(メタ)アクリレートとしては、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)10F、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)8F、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)6F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)10F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)8F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)6F、CH2=CHCOOCH2(CF2)6F、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)6F、CH2=CHCOOCH2(CF2)7F、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)7F、CH2=CHCOOCH2CF2CF2H、CH2=CHCOOCH2(CF2CF2)2H、CH2=CHCOOCH2(CF2CF2)4H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)2H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)4H、CH2=CHCOOCH2CF2OCF2CF2OCF3、CH2=CHCOOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、CH2=C(CH3)COOCH2CF2OCF2CF2OCF3、CH2=C(CH3)COOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、CH2=CHCOOCH2CF(CF3)OCF2CF(CF3)O(CF2)3F、CH2=CHCOOCH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3F、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)OCF2CF(CF3)O(CF2)3F、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3F、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)6CF(CF3)2、CH2=CFCOOCH2CH(CH2OH)CH2(CF2)6CF(CF3)2、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)10F、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)10F、CH2=CHCOOCH2CH2(CF2CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2CF2)3CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、CH2=CHCOOCH2CyFCH2OCOCH=CH2、CH2=C(CH3)COOCH2CyFCH2OCOC(CH3)=CH2等のフルオロ(メタ)アクリレートが挙げられる(但し、CyFはペルフルオロ(1,4−シクロへキシレン基)を示す。)。 As the fluorine-containing (meth) acrylate, fluoro (meth) acrylate, fluorodiene, or the like can be used. Specific examples of the fluorine-containing (meth) acrylate include the following compounds. The fluoro (meth) acrylate, CH 2 = CHCOO (CH 2 ) 2 (CF 2) 10 F, CH 2 = CHCOO (CH 2) 2 (CF 2) 8 F, CH 2 = CHCOO (CH 2) 2 ( CF 2 ) 6 F, CH 2 ═C (CH 3 ) COO (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 10 F, CH 2 ═C (CH 3 ) COO (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 8 F, CH 2 = C (CH 3) COO ( CH 2) 2 (CF 2) 6 F, CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2) 6 F, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2) 6 F, CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2 ) 7 F, CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 2 (CF 2 ) 7 F, CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 CF 2 H, CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2 CF 2) 2 H, CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2 CF 2) 4 H, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2 CF 2) H, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2 CF 2) 2 H, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2 CF 2) 4 H, CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3, CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 3 , CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 3, CH 2 = CHCOOCH 2 CF (CF 3) OCF 2 CF (CF 3) O (CF 2) 3 F, CH 2 = CHCOOCH 2 CF (CF 3) O CF 2 CF (CF 3) O ) 2 (CF 2) 3 F, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF (CF 3) OCF 2 CF (CF 3) O (CF 2) 3 F, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF (CF 3) O (CF 2 CF (CF 3) O) 2 (CF 2) 3 F, CH 2 = CFCOOCH 2 CH (OH) CH 2 (CF 2) 6 CF (CF 3) 2, CH 2 = CFCOOCH 2 CH (CH 2 OH) CH 2 (CF 2) 6 CF (CF 3) 2, CH 2 = CFCOOCH 2 CH (OH) CH 2 (CF 2) 10 F, CH 2 = CFCOOCH 2 CH (OH) CH 2 (CF 2) 10 F, CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 (CF 2 CF 2) 3 CH 2 CH 2 OCOCH = CH 2, CH 2 = C (CH 3 COOCH 2 CH 2 (CF 2 CF 2) 3 CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2, CH 2 = CHCOOCH 2 CyFCH 2 OCOCH = CH 2, CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CyFCH 2 OCOC ( Fluoro (meth) acrylates such as CH 3 ) ═CH 2 are mentioned (where CyF represents perfluoro (1,4-cyclohexylene group). ).
フルオロジエンとしては、CF2=CFCF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF=CF2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH2CH=CH2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH=CH2、CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2CH=CH2、CF2=CFCH2C(C(CF3)2OH)(CF3)CH2CH=CH2等のフルオロジエンが挙げられる。
The fluorodiene, CF 2 = CFCF 2 CF =
次にフッ素樹脂が挙げられる。これにはフッ素含有ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、フッ素含有アクリル樹脂等を使用することもできる。ETFEとしては、テトラフルオロエチレン(以下、TFEと記す)に基づく繰り返し単位とエチレン(以下、Eと記す)に基づく繰り返し単位とのモル比率(TFE/E)が、70/30〜30/70のものが好ましく、65/35〜40/60のものがより好ましい。また、ETFEは、他のコモノマーに基づく繰り返し単位を含むことができる。他のコモノマーとしては、例えば、CF2=CFClに代表さえるTFEを除いたフルオロエチレン類、CF2=CFCF3やCF2=CHCF3に代表されるフルオロプロピレン類、CF3CF2CF2CF2CH=CH2やCF3CF2CF2CF2CF=CH2に代表される炭素数が2〜12のパーフルオロアルキル基を有するフルオロエチレン類、Rf(OCFXCF2)kOCF=CF2(ただし、Rfは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基であり、Xはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であり、kは0〜5の整数である)に代表されるパーフルオロビニルエーテル類、Eを除いたオレフィン類、プロピレンに代表されるC3オレフィン、及び、ブチレンやイソブチレンに代表されるC4オレフィン等が挙げられる。中でも、CF3CF2CF2CF2CH=CH2が特に好ましい。また、上記他のコモノマーに基づく繰り返し単位の割合は、ETFEを構成する全繰り返し単位(100モル%)のうち、30モル%以下が好ましく、0.1〜15モル%がより好ましく、0.2〜10モル%が特に好ましい。また、含フッ素環状重合体を含むことができる。ここで、含フッ素環状重合体とは、主鎖に含フッ素脂肪族環を有する含フッ素重合体であり、含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子の1個以上が該含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原子であるものと定義する。含フッ素脂肪族環を構成する原子としては、炭素原子以外に酸素原子、窒素原子等を含んでもよい。含フッ素脂肪族環としては、1個〜2個の酸素原子を有する含フッ素脂肪族環が好ましい。含フッ素脂肪族環を構成する原子の数は4個〜7個が好ましい。主鎖を構成する炭素原子は、含フッ素環状重合体が環状単量体を重合させて得た重合体である場合には、該含フッ素重合体を構成する単量体の重合性二重結合の2個の炭素原子に由来する。また、ジエン系単量体を環化重合させて得た重合体である場合には、2個の重合性二重結合の4個の炭素原子に由来する。重合性二重結合としては、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。含フッ素環状重合体としては、環状単量体の単独重合体または共重合体、ジエン系単量体を環化重合させた単独重合体または共重合体等が挙げられる。環状単量体とは、含フッ素脂肪族環を有し、かつ含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子−炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または、含フッ素脂肪族環を有し、かつ含フッ素脂肪族環を構成する炭素原子と含フッ素脂肪族環外の炭素原子との間に重合性二重結合を有する単量体である。ジエン系単量体とは、2個の重合性二重結合を有する単量体である。
Next, a fluororesin is mentioned. This includes fluorine-containing polyurethane, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer. A polymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), a fluorine-containing acrylic resin, or the like can also be used. As ETFE, a molar ratio (TFE / E) of a repeating unit based on tetrafluoroethylene (hereinafter referred to as TFE) and a repeating unit based on ethylene (hereinafter referred to as E) is 70/30 to 30/70. The thing of 65/35-40/60 is more preferable. ETFE can also contain repeat units based on other comonomers. Other comonomers, for example,
環状単量体及びジエン系単量体は、フッ素原子を有する単量体であり、炭素原子に結合した水素原子と炭素原子に結合したフッ素原子の合計数に対する炭素原子に結合したフッ素原子の数の割合が80%以上の単量体が好ましく、パーフルオロ単量体(該割合が100%の単量体)がより好ましい。環状単量体及びジエン系単量体は、パーフルオロ単量体のフッ素原子の一部(1個〜4個が好ましい)が塩素原子に置換された単量体(以下、パーハロポリフルオロ単量体)であってもよい。環状単量体及びジエン系単量体と共重合させる単量体も、パーフルオロ単量体またはパーハロポリフルオロ単量体が好ましい。環状単量体と共重合させる単量体としては、例えば、CF2=CF2、CF2=CFCl、CF2=CFOCF3等が挙げられる。また、ジエン系単量体としては、CF2=CF−Q−CF=CF2(Qは、エーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数1〜3のパーフルオロアルキレン基である。Qがエーテル性酸素原子を有するパーフルオロアルキレン基である場合、該パーフルオロアルキレン基におけるエーテル性酸素原子は、該基の一方の末端に存在していてもよく、該基の両末端に存在していてもよく、該基の炭素原子間に存在していてもよい。環化重合性の点から、該基の一方の末端に存在していることが好ましい)が挙げられる。ジエン系単量体の具体例としては、CF2=CFOCF2CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2OCF=CF2、CF2=CFOC(CF3)2OCF=CF2、CF2=CFCF2CF=CF2、CF2=CFCF2CF2CF=CF2等が挙げられる。ノアソルブ GS BP85(グリーン・ノア株式会社製)、ゼオローラ(登録商標)H(日本ゼオン株式会社製)、ゾニール(登録商標)TCコート(デュポン社製)、旭硝子社製「サイトップ(登録商標)」(例えば、CTL−107M、CTL−107A)、「アサヒクリン(登録商標)」(例えば、AE−3000、AE−3100E、AK−225、AC−6000、AC−2000)、ノベック(登録商標)EGC−1720(住友スリーエム社製)、ダイキン工業社製「オプツール(登録商標)」(例えば、DSX、DAC、AES)、「デュラサーフ(登録商標)」(例えば、HD−2101Z、HD−2100、HD−1101Z)、「エフトーン(登録商標)」(例えば、AT−100)、「ゼッフル(登録商標)」(例えば、GH−701)、「ユニダイン(登録商標)」、「ダイフリー(登録商標)」、「オプトエース(登録商標)」、ネオス社製「フタージェント(登録商標)」(例えば、Mシリーズ:フタージェント(登録商標)251、フタージェント(登録商標)215M、フタージェント(登録商標)250、FTX−245M、FTX−290M;Sシリーズ:FTX−207S、FTX−211S、FTX−220S、FTX−230S;Fシリーズ:FTX−209F、FTX−213F、フタージェント(登録商標)222F、FTX−233F、フタージェント(登録商標)245F;Gシリーズ:フタージェント(登録商標)208G、FTX−218G、FTX−230G、FTS−240G;オリゴマーシリーズ:フタージェント(登録商標)730FM、フタージェント(登録商標)730LM;フタージェント(登録商標)Pシリーズ;フタージェント(登録商標)710FL;FTX−710HL等)、DIC社製「メガファック(登録商標)」(例えば、F−114、F−410、F−493、F−494、F−443、F−444、F−445、F−470、F−471、F−474、F−475、F−477、F−479、F−480SF、F−482、F−483、F−489、F−172D、F−178K、F−178RM、MCF−350SF等)、フロロテクノロジー社製「フロロサーフ(登録商標)」等を使用できる。
The cyclic monomer and the diene monomer are monomers having a fluorine atom, and the number of fluorine atoms bonded to the carbon atom relative to the total number of hydrogen atoms bonded to the carbon atom and fluorine atoms bonded to the carbon atom. A monomer having a ratio of 80% or more is preferable, and a perfluoromonomer (a monomer having the ratio of 100%) is more preferable. The cyclic monomer and the diene monomer are monomers in which a part of fluorine atoms (preferably 1 to 4) of the perfluoromonomer are substituted with chlorine atoms (hereinafter referred to as perhalopolyfluoromonomers). (Mer). The monomer to be copolymerized with the cyclic monomer and the diene monomer is also preferably a perfluoromonomer or a perhalopolyfluoromonomer. Examples of the monomer to be copolymerized with the cyclic monomer include CF 2 = CF 2 , CF 2 = CFCl, CF 2 = CFOCF 3 and the like. Further, as the diene monomer, CF 2 = CF-Q- CF = CF 2 (Q is an etheric perfluoroalkylene group oxygen atom 1-3 carbon atoms which may have a .Q Is a perfluoroalkylene group having an etheric oxygen atom, the etheric oxygen atom in the perfluoroalkylene group may be present at one end of the group or at both ends of the group. And may be present between carbon atoms of the group, preferably from one end of the group from the viewpoint of cyclopolymerizability. As specific examples of the diene monomer, CF 2 = CFOCF 2 CF = CF 2 , CF 2 = CFOCF (CF 3 ) CF = CF 2 , CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF = CF 2 , CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3) CF = CF 2,
次に、フッ素含有シランカップリング材が挙げられる。フッ素含有シランカップリング剤としては、例えば、一般式F3C−(CF2)n−(CH2)m−Si(O−R)3(ただし、nは1〜11の整数であり、mは1〜4の整数であり、そしてRは炭素数1〜3のアルキル基である。)で表される化合物であることができ、ポリフルオロアルキレン鎖及び/又はペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖を含んでいてもよい。直鎖状ペルフルオロアルキレン基、又は炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入され、かつ、トリフルオロメチル基を側鎖に有するペルフルオロオキシアルキレン基がさらに好ましい。また、トリフルオロメチル基を分子側鎖又は分子構造末端に有する直鎖状のポリフルオロアルキレン鎖及び/又は直鎖状のペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖が特に好ましい。ポリフルオロアルキレン鎖は、炭素数2〜炭素数24のポリフルオロアルキレン基が好ましい。ペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖は、(CF2CF2O)単位、(CF2CF(CF3)O)単位、(CF2CF2CF2O)単位、及び(CF2O)単位からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上のペルフルオロ(オキシアルキレン)単位から構成されることが好ましく、(CF2CF2O)単位、(CF2CF(CF3)O)単位、又は(CF2CF2CF2O)単位から構成されることがより好ましい。ペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖は、表面への偏析性が優れるという観点から、(CF2CF2O)単位から構成されることが特に好ましい。 Next, a fluorine-containing silane coupling material is mentioned. The fluorine-containing silane coupling agent, for example, the formula F 3 C- (CF 2) n- (CH 2) m-Si (O-R) 3 ( where, n is an integer of 1 to 11, m Is an integer of 1 to 4 and R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.), A polyfluoroalkylene chain and / or a perfluoro (polyoxyalkylene) chain. May be included. A linear perfluoroalkylene group, or a perfluorooxyalkylene group having an etheric oxygen atom inserted between carbon atoms and a carbon atom and having a trifluoromethyl group in the side chain is more preferred. Further, a linear polyfluoroalkylene chain having a trifluoromethyl group at the molecular side chain or molecular structure terminal and / or a linear perfluoro (polyoxyalkylene) chain is particularly preferred. The polyfluoroalkylene chain is preferably a polyfluoroalkylene group having 2 to 24 carbon atoms. The perfluoro (polyoxyalkylene) chain is composed of (CF 2 CF 2 O) units, (CF 2 CF (CF 3 ) O) units, (CF 2 CF 2 CF 2 O) units, and (CF 2 O) units. It is preferably composed of at least one perfluoro (oxyalkylene) unit selected from the group, and is a (CF 2 CF 2 O) unit, (CF 2 CF (CF 3 ) O) unit, or (CF 2 CF 2 More preferably, it is composed of (CF 2 O) units. The perfluoro (polyoxyalkylene) chain is particularly preferably composed of (CF 2 CF 2 O) units from the viewpoint of excellent segregation on the surface.
なお、ここまでの説明で使用した用語の定義は次の通りである。(メタ)アクリル基は、アクリル基とメタクリル基を意味する。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基とメタクリロイル基を意味する。(メタ)アクリロキシ基は、アクリロキシ基とメタクリロキシ基を意味する。 In addition, the definition of the term used by the description so far is as follows. A (meth) acryl group means an acrylic group and a methacryl group. The (meth) acryloyl group means an acryloyl group and a methacryloyl group. The (meth) acryloxy group means an acryloxy group and a methacryloxy group.
[微細パターン形成工程]
微細パターン形成工程とは、ナノインプリント法により、基材11上にマスク層を構成する第1マスク層12a及び第2マスク層12bをその順序で形成して積層体を得て、微細凹凸構造を持つモールド4を、積層体の第2マスク層12bと微細凹凸構造面とが接触するようにして、積層体に押圧し(図3A)、その後、モールド4を積層体から剥がすことにより、微細凹凸構造を第1マスク層12a及び第2マスク層12bに転写する工程である(図3B)。すなわち、この工程は、モールド4と第2マスク層12bと第1マスク層12aから構成される微細パターン形成用の積層体と基材11を貼合する工程と、モールド4を剥離する工程とを少なくとも含む。
[Fine pattern forming process]
The fine pattern forming step is a nanoimprint method in which a
これは、基材11に、モールド4と第2マスク層12bと第1マスク層12aから構成される微細パターン形成用の積層体を貼合し、熱や光(UV)により貼合面の組成物を硬化させた後に、モールド4を剥離することで行われる。なお、微細パターン積層体と基材11を貼合する際には、接着性を向上させるために微細パターン積層体と基材11との間に1種類以上の中間層が存在しても良い。この中間層は、後の工程である微細パターンマスク形成工程又は基材11のドライエッチング工程において除去できるものならば特に限定しない。
This laminates a laminate for forming a fine pattern composed of the
[微細パターンマスク形成工程]
微細パターンマスク形成工程とは、第2マスク層12bをマスクとして、基材11がエッチングされずに第1マスク層12aのみがエッチングされる条件でエッチングを行うことにより図3Cに示す第2マスク層12b及び第1マスク層12aで構成されるマスク層(微細パターンマスク)を基材11の表面に形成する工程である。
[Fine pattern mask forming process]
The fine pattern mask formation step is a process for etching the second mask layer shown in FIG. 3C by performing etching under the condition that only the
微細パターンマスク形成工程におけるエッチングとしては、ウェットエッチングやドライエッチングのような一般的に知られているエッチング方法を用いることができる。このエッチング条件は材料により種々設計できるが、例えばドライエッチングを用いる場合は、次のようなエッチング条件が挙げられる。 As the etching in the fine pattern mask forming step, a generally known etching method such as wet etching or dry etching can be used. Various etching conditions can be designed depending on the material. For example, when dry etching is used, the following etching conditions can be used.
第2マスク層12bを化学反応的にエッチングする観点から、O2ガス及びH2ガスを選択することができる。イオン入射成分の増加による縦方向(鉛直方向)エッチングレート向上という観点から、Arガス及びXeガスを選択することができる。エッチングに用いるガスは、O2ガス、H2ガス、及びArガスの少なくとも1種を含む混合ガスを使用する。特に、O2のみを使用することが好ましい。
From the viewpoint of chemically etching the
エッチング時の圧力は、反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーを高め、エッチング異方性をより向上させることができるため、0.1〜5Paであることが好ましく、0.1〜1Paであると、より好ましい。 The pressure at the time of etching is preferably 0.1 to 5 Pa, and preferably 0.1 to 1 Pa, because the ion incident energy contributing to reactive etching can be increased and the etching anisotropy can be further improved. More preferable.
また、O2ガス又はH2ガスとArガス又はXeガスとの混合ガス比率は、化学反応性のエッチング成分とイオン入射成分とが適量であるときに異方性が向上する。このため、ガスの層流量を100sccmとした場合、ガス流量の比率は99sccm:1sccm〜50sccm:50sccmが好ましく、95sccm:5sccm〜60sccm:40sccmがより好ましく、90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmがなお好ましい。ガスの総流量が変化した場合、上記の流量の比率に準じた混合ガスとなる。 Further, the mixed gas ratio of O 2 gas or H 2 gas and Ar gas or Xe gas is improved in anisotropy when the chemically reactive etching component and the ion incident component are in an appropriate amount. Therefore, when the gas layer flow rate is 100 sccm, the ratio of the gas flow rate is preferably 99 sccm: 1 sccm to 50 sccm: 50 sccm, more preferably 95 sccm: 5 sccm to 60 sccm: 40 sccm, and still more preferably 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm. When the total flow rate of the gas changes, it becomes a mixed gas according to the above flow rate ratio.
プラズマエッチングとしては、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、誘導結合型RIE、又はイオン引き込みバイアスを用いるRIEを用いることができる。例えば、O2ガスのみ、又はO2ガスとArガスをガス流量の比率90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmの間で混合したガスを用い、処理圧力を0.1〜1Paの範囲に設定し、かつ容量結合型RIE、又は、イオン引き込み電圧を用いるRIEを用いる。エッチングに用いる混合ガスの総流量が変化した場合、上記の流量の比率に準じた混合ガスとなる。 As plasma etching, capacitively coupled RIE, inductively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion attraction bias can be used. For example, using a gas in which only O 2 gas or O 2 gas and Ar gas are mixed at a gas flow ratio of 90 sccm: 10 sccm to 70 sccm: 30 sccm, the processing pressure is set to a range of 0.1 to 1 Pa, and Capacitive coupling RIE or RIE using an ion pull-in voltage is used. When the total flow rate of the mixed gas used for etching changes, the mixed gas conforms to the above flow rate ratio.
第2マスク層12b中に含まれる蒸気圧の低い成分(例えば、Ti,Zr,Ta,Zn,Si等を金属元素として有するゾルゲル材料や、メタロキサン結合部位)が、第1マスク層12aをエッチングする際に、第1マスク層12aの側壁を保護する役割を果たし、その結果、厚みのある第1マスク層12aを容易にエッチングできる。
Components having a low vapor pressure contained in the
この微細パターンマスク形成工程においては、必ずしも載置部材を使用する必要はなく、前記全体の熱抵抗値の範囲となるように各部材の材料と形状を選択する必要もない。 In this fine pattern mask forming step, it is not always necessary to use a mounting member, and it is not necessary to select the material and shape of each member so that the entire thermal resistance value is within the range.
本発明のエッチング方法は、基材11上に、パターン幅2μm以下でアスペクト比0.1〜5.0のパターンを有するマスク層を形成してエッチング被加工材1を得て、載置部材2上にエッチング被加工材1を載置し、全体の熱抵抗値が6.79×10−3(m2・K/W)以下である状態で、マスク層をマスクとして基材11をエッチングする。ここで、全体の熱抵抗値とは、載置部材2におけるエッチング被加工材1の載置領域Xでの載置部材2の熱抵抗値及び基材11の熱抵抗値と、載置部材2上にエッチング被加工材1以外の他の部材が存在する場合に他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。
In the etching method of the present invention, a mask layer having a pattern width of 2 μm or less and a pattern with an aspect ratio of 0.1 to 5.0 is formed on a
例えば、このようにエッチングして得られた微細凹凸構造を持つ基材11上に半導体発光層を形成することにより、半導体発光素子を得ることができる。
For example, a semiconductor light emitting element can be obtained by forming a semiconductor light emitting layer on the
[基材のドライエッチング工程]
基材11のドライエッチング工程とは、図3Cに示すような第2マスク層12bと第1マスク層12aからなるマスク層12(微細パターンマスク)をマスクとして、基材11がエッチングされる条件によりドライエッチングを行うことにより、基材11の表面に微細凹凸構造を形成する工程である。
[Dry etching process of substrate]
The dry etching process of the
基材11をエッチングするという観点から、塩素系ガスやフロン系ガスを用いたエッチングを行うことができる。塩素系ガスに、O2(酸素)ガス、Ar(アルゴン)ガス、又はO2ガスとArガスとの混合ガスを添加してもよい。基材11を反応性エッチングすることが容易なフロン系ガス(CxHzFy:x=1〜4、y=1〜8、z=0〜3の範囲の整数)のうち、少なくとも1種を含む混合ガスを使用する。フロン系ガスとしては例えば、CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F6、C4F8、CH2F2、CH3F等が挙げられる。さらに、基材11のエッチングレートを向上させるため、フロン系ガスにArガス、O2ガス、及びXeガスを、ガス流量全体の50%以下混合したガスを使用する。フロン系ガスでは反応性エッチングすることが難しい基材11(難エッチング基材)や堆積性の高い反応物が発生してしまう基材11をエッチングする場合は、反応性エッチングすることが可能な塩素系ガスのうち少なくとも1種を含む混合ガスを使用する。塩素系ガスとしては、例えば、Cl2、BCl3、CCl4、PCl3、SiCl4、HCl、CCl2F2、CCl3F等が挙げられる。さらに難エッチング基材のエッチングレートを向上させるため、塩素系ガスにO2ガス、Arガス、又はO2ガスとArガスとの混合ガスを添加してもよい。
From the viewpoint of etching the
エッチング時の圧力は反応性エッチングに寄与するイオン入射エネルギーが大きくなり、基材11のエッチングレートが向上するため、0.1Pa〜20Paであることが好ましく、0.1Pa〜10Paであることがより好ましい。
The etching pressure is preferably 0.1 Pa to 20 Pa, more preferably 0.1 Pa to 10 Pa, because the ion incident energy contributing to the reactive etching increases and the etching rate of the
また、フロン系ガス(CxHzFy:x=1〜4、y=1〜8、z=0〜3の範囲の整数)のCとFの比率(y/x)の異なるフロン系ガス2種を混合し、基材11のエッチング側壁を保護するフロロカーボン膜の堆積量を増減させることで、基材11に作製される微細パターンのテーパー形状の角度を作り分けることができる。基材11に対するマスクの形状を、ドライエッチングによりより精密に制御する場合、F/C≧3のフロンガスと、F/C<3のフロンガスの流量の比率を、95sccm:5sccm〜60sccm:40sccmとすることが好ましく、70sccm:30sccm〜60sccm:40sccmであると、より好ましい。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
Also, two kinds of CFCs (CxHzFy: x = 1 to 4, y = 1 to 8, z = 0 to 3) in which C and F ratios (y / x) are different are mixed. And the taper-shaped angle of the fine pattern produced in the
また、フロン系ガス及びArガスの混合ガスと、O2ガス又はXeガスと、の混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材11のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率99sccm:1sccm〜50sccm:50sccmが好ましく、より好ましくは、95sccm:5sccm〜60sccm:40sccm、さらに好ましくは、90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmである。また、塩素系ガス及びArガスの混合ガスと、O2ガス又はXeガスと、の混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材11のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率99sccm:1sccm〜50sccm:50sccmが好ましく、より好ましくは、95sccm:5sccm〜80sccm:20sccm、さらに好ましくは、90sccm:10sccm〜70sccm:30sccmである。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
In addition, the mixed gas of chlorofluorocarbon and Ar gas, and O 2 gas or Xe gas improves the etching rate of the
また、塩素系ガスを用いた基材11のエッチングにはBCl3ガスのみ、又はBCl3ガス及びCl2ガスの混合ガスとArガス又はXeガスとの混合ガスを用いることが好ましい。これらの混合ガスは、反応性エッチング成分とイオン入射成分が適量である場合に、基材11のエッチングレートが向上するという観点から、ガス流量の比率99sccm:1sccm〜50sccm:50sccmが好ましく、99sccm:1sccm〜70sccm:30sccmがより好ましく、99sccm:1sccm〜90sccm:10sccmがさらに好ましい。ガスの総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。
Further, the etching of the
プラズマエッチングとしては、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、誘導結合型RIE、又はイオン引き込み電圧を用いるRIEを用いることができる。例えば、CHF3ガスのみ、又はCF4及びC4F8をガス流量の比率90sccm:10sccm〜60sccm:40sccmの間で混合したガスを用い、処理圧力を0.1〜5Paの範囲で設定し、かつ、容量結合型RIE、又は、イオン引き込み電圧を用いるRIEを用いる。また、例えば、塩素系ガスを用いる場合はBCl3ガスのみ、又はBCl3ガスとCl2ガスもしくはArガスとをガス流量の比率95sccm:5sccm〜85sccm:15sccmの間で混合したガスを用い、処理圧力を0.1〜10Paの範囲で設定し、かつ、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、又は、イオン引き込み電圧を用いるRIEを用いる。 As plasma etching, capacitively coupled RIE, inductively coupled RIE, inductively coupled RIE, or RIE using an ion attraction voltage can be used. For example, using CHF 3 gas alone or a gas in which CF 4 and C 4 F 8 are mixed at a gas flow ratio of 90 sccm: 10 sccm to 60 sccm: 40 sccm, the processing pressure is set in the range of 0.1 to 5 Pa, In addition, capacitive coupling RIE or RIE using an ion pull-in voltage is used. Further, for example, when using a chlorine-based gas, treatment is performed using only BCl 3 gas, or a gas in which BCl 3 gas and Cl 2 gas or Ar gas are mixed at a gas flow rate ratio of 95 sccm: 5 sccm to 85 sccm: 15 sccm. The pressure is set in the range of 0.1 to 10 Pa, and capacitive coupling RIE, inductive coupling RIE, or RIE using an ion pull-in voltage is used.
さらに、例えば、塩素系ガスを用いる場合はBCl3ガスのみ、又はBCl3ガスとCl2ガスもしくはArガスとをガス流量の比率95sccm:5sccm〜70sccm:30sccmの間で混合したガスを用い、処理圧力を0.1Pa〜10Paの範囲で設定し、かつ、容量結合型RIE、誘導結合型RIE、又は、イオン引き込み電圧を用いるRIEを用いる。また、エッチングに用いる混合ガスのガス総流量が変化した場合においても、上記の流量の比率は変わらない。 Further, for example, in the case of using a chlorine-based gas, treatment is performed using only BCl 3 gas or a gas in which BCl 3 gas and Cl 2 gas or Ar gas are mixed at a gas flow rate ratio of 95 sccm: 5 sccm to 70 sccm: 30 sccm. The pressure is set in a range of 0.1 Pa to 10 Pa, and capacitive coupling type RIE, inductive coupling type RIE, or RIE using an ion attraction voltage is used. Even when the total gas flow rate of the mixed gas used for etching changes, the ratio of the above flow rates does not change.
この基材11のドライエッチング工程においては、前記全体の熱抵抗値の範囲となるエッチング被加工材1の状態で、基材11に対してエッチングを行う。このようにして基材11をドライエッチングすることにより、高いスループットを確保しながら、パターン幅は2μm以下であり、アスペクト比が0.1から5.0の範囲である微細パターンマスクをマスクとした場合でも、ドライエッチングダメージを低減して想定通りに基材11に微細凹凸構造を形成することができる。
In the dry etching process of the
微細パターンマスク形成工程と基材11のドライエッチング工程は同装置で連続処理を行っても良い。この場合、微細パターンマスク形成工程においても載置部材2を使用し、前記全体の熱抵抗値の範囲を満たすように各材料や形状を選択すればよい。
The fine pattern mask forming process and the dry etching process of the
本発明における全体の熱抵抗値を満足する場合において、基材11に形成する微細凹凸構造の想定通りの形状とは、ドライエッチング工程後の基材11に形成された微細凹凸構造のパターン幅における中心点が、ドライエッチング工程前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれていないことを意味する。全体の熱抵抗値を満足しない場合には、ドライエッチング工程後の基材11に形成された微細凹凸構造のパターン幅における中心点が、ドライエッチング工程前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれてしまい想定通りの形状とならない。
In the case of satisfying the overall thermal resistance value in the present invention, the expected shape of the fine concavo-convex structure formed on the
本発明で規定する全体の熱抵抗値を満足する場合における効果が特に好ましく発現されるのは、基材11のドライエッチングレートが第1マスク層12a及び第2マスク層12bのドライエッチングレートに対して十分に早くない場合である。このようなとき、第1マスク層12a及び第2マスク層12bには単にドライエッチングダメージが加わるだけではなく、基材11と同時に第1マスク層12a及び第2マスク層12bもドライエッチングにより大きく体積の減少が発生するため、この2つの影響により処理前の微細パターンマスクのパターン幅における中心点からずれてしまう可能性が高く、基材11に想定通りの微細凹凸形状を形成できない場合がある。特に、本発明のように第1マスク層12a及び第2マスク層12bが微細パターン幅の場合は、幅が微細であるがゆえにエッチング時の第1マスク層12a及び第2マスク層12bの体積の減少の影響が大きく、エッチングダメージを強く低減する必要があるが、本発明で規定する全体の熱抵抗値を満足する場合にはこのドライエッチングダメージを特に軽減できるために、基材11に想定通りの微細凹凸形状を形成することができる。
The effect when the overall thermal resistance value defined in the present invention is satisfied is particularly preferably exhibited when the dry etching rate of the
ここで、本発明の効果が特に好ましく発現される基材11のドライエッチングレートが第1マスク層12a及び第2マスク層12bのドライエッチングレートに対して十分に早くない場合とは、選択比(基材11のドライエッチングレート/第1マスク層12aのドライエッチングレート)が50以下の場合であり、より好ましくは25以下の場合であり、特に好ましくは10以下の場合である。
Here, the case where the dry etching rate of the
なお、微細パターンに対するドライエッチングレートは、微細パターンに大きく影響するため、これらのエッチング選択比は、基材11は基材11のみ、第1マスク層12aは各種材料のフラット膜(ベタ膜)に対し測定される値である。
In addition, since the dry etching rate with respect to a fine pattern has a large influence on the fine pattern, these etching selection ratios are such that the
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。以下の説明において使用する記号は、以下の意味を示す。 Examples performed to confirm the effects of the present invention will be described below. The symbols used in the following description have the following meanings.
・DACHP…フッ素含有ウレタン(メタ)アクリレート(OPTOOL DAC HP(ダイキン工業社製))
・M350…トリメチロールプロパン(EO変性)トリアクリレート(東亞合成社製 M350)
・I.184…1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製 Irgacure(登録商標) 184)
・I.369…2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(BASF社製 Irgacure(登録商標) 369)
・TTB…チタニウム(IV)テトラブトキシドモノマー(和光純薬工業社製)
・SH710…フェニル変性シリコーン(東レ・ダウコーニング社製)
・3APTMS…3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM5103(信越シリコーン社製))
・DIBK…ジイソブチルケトン
・MEK…メチルエチルケトン
・MIBK…メチルイソブチルケトン
・DR833…トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(SR833(SARTOMER社製))
・SR368…トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート(SR833(SARTOMER社製)
・ DACHP: Fluorine-containing urethane (meth) acrylate (OPTOOL DAC HP (manufactured by Daikin Industries))
M350: trimethylolpropane (EO-modified) triacrylate (M350, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
・ I. 184 ... 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure (registered trademark) 184, manufactured by BASF)
・ I. 369 ... 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (Irgacure (registered trademark) 369, manufactured by BASF)
-TTB: Titanium (IV) tetrabutoxide monomer (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
SH710: Phenyl-modified silicone (Toray Dow Corning)
・ 3APTMS ... 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (KBM5103 (manufactured by Shin-Etsu Silicone))
DIBK: diisobutyl ketone MEK: methyl ethyl ketone MIBK: methyl isobutyl ketone DR833: tricyclodecane dimethanol diacrylate (SR833 (manufactured by SARTOMER))
SR368 ... Tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate (SR833 (manufactured by SARTOMER)
以下の検討においては、基材表面に微細凹凸構造を形成するために、まず(1)円筒状マスターモールドを作製し、(2)円筒状マスターモールドに対して光転写法を適用して、リール状樹脂モールドを作製した。(3)その後、リール状樹脂モールドと第2マスク層と第1マスク層を加工することにより微細パターン形成用の積層体を作製した。続いて、(4)ナノインプリント法により基材上に第2マスク層と第1マスク層を転写する微細パターン形成工程を行い、(5)第1マスク層をドライエッチングすることにより所定パターンを形成する微細パターンマスク形成工程を行った後に、(6)微細パターンマスクが形成されたエッチング被加工材を載置部材に伝熱シートによって固定し、エッチング被加工材に対してドライエッチングを行うことにより基材表面に凹凸構造を形成し、載置部材から基材を剥がした後に、基材の凹凸構造形状を評価した。 In the following examination, in order to form a fine concavo-convex structure on the surface of a substrate, first, (1) a cylindrical master mold is produced, and (2) a light transfer method is applied to the cylindrical master mold, and the reel A resin mold was prepared. (3) Thereafter, the reel-shaped resin mold, the second mask layer, and the first mask layer were processed to produce a laminate for forming a fine pattern. Subsequently, (4) a fine pattern forming step of transferring the second mask layer and the first mask layer onto the substrate by nanoimprinting is performed, and (5) a predetermined pattern is formed by dry etching the first mask layer. After performing the fine pattern mask forming step, (6) fixing the etching work material on which the fine pattern mask is formed to the mounting member with a heat transfer sheet, and performing dry etching on the etching work material. After forming a concavo-convex structure on the material surface and peeling the base material from the mounting member, the concavo-convex structure shape of the base material was evaluated.
(1)円筒状マスターモールドの作製
半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法により円筒状石英ガラスの表面に、テクスチャーを形成した。まず円筒状石英ガラス表面上に、スパッタリング法によりレジスト層を成膜した。スパッタリングは、ターゲット(レジスト層)としてφ3インチのCuO(8atm%Si含有)を用いて、RF100Wの電力で実施した。このようにして、円筒状石英ガラス上に20nmのレジスト層を成膜した。その後、一度円筒状石英ガラスの全面を露光した。続いて、円筒状石英ガラスを回転させながら、波長405nm半導体レーザーを用い露光を行った。次に、露光後のレジスト層を現像した。レジスト層の現像は、0.03wt%のグリシン水溶液を用いて、240秒間処理することにより行った。次に、現像したレジスト層をマスクとし、ドライエッチングにより石英ガラスをエッチングした。ドライエッチングは、エッチングガスとしてSF6ガスを用い、処理ガス圧1Pa、処理電力300W、処理時間5分の条件で実施した。最後に、表面にテクスチャーが付与された円筒状石英ガラスから、レジスト層残渣のみを、pH1の塩酸を用いて剥離した。剥離時間は6分間とした。
(1) Production of cylindrical master mold A texture was formed on the surface of cylindrical quartz glass by a direct drawing lithography method using a semiconductor laser. First, a resist layer was formed on the surface of the cylindrical quartz glass by a sputtering method. Sputtering was performed with a power of RF 100 W using φ3 inch CuO (containing 8 atm% Si) as a target (resist layer). In this way, a 20 nm resist layer was formed on the cylindrical quartz glass. Thereafter, the entire surface of the cylindrical quartz glass was exposed once. Subsequently, exposure was performed using a semiconductor laser having a wavelength of 405 nm while rotating the cylindrical quartz glass. Next, the resist layer after exposure was developed. The development of the resist layer was performed by processing for 240 seconds using a 0.03 wt% glycine aqueous solution. Next, quartz glass was etched by dry etching using the developed resist layer as a mask. Dry etching was performed using SF 6 gas as an etching gas under conditions of a processing gas pressure of 1 Pa, a processing power of 300 W, and a processing time of 5 minutes. Finally, only the resist layer residue was peeled off from the cylindrical quartz glass having a textured surface using hydrochloric acid having a pH of 1. The peeling time was 6 minutes.
得られた円筒状石英ガラスのテクスチャーに対し、フッ素系離型剤であるデュラサーフHD−1101Z(ダイキン化学工業社製)を塗布し、60℃で1時間加熱後、室温で24時間静置し固定化した。その後、デュラサーフHD−ZV(ダイキン化学工業社製)で3回洗浄し、円筒状マスターモールドを得た。 Durasurf HD-1101Z (made by Daikin Chemical Industries), which is a fluorine-based mold release agent, is applied to the texture of the obtained cylindrical quartz glass, heated at 60 ° C. for 1 hour, and then allowed to stand at room temperature for 24 hours. Immobilized. Then, it wash | cleaned 3 times by Durasurf HD-ZV (made by Daikin Chemical Industries), and the cylindrical master mold was obtained.
(2)リール状樹脂モールドの作製
作製した円筒状マスターモールドを鋳型とし、光ナノインプリント法を適用し、連続的にリール状樹脂モールドG1を作製した。続いて、リール状樹脂モールドG1をテンプレートとして、光ナノインプリント法により、連続的にリール状樹脂モールドG2を得た。
(2) Production of reel-shaped resin mold Using the produced cylindrical master mold as a mold, the optical nanoimprint method was applied to continuously produce a reel-shaped resin mold G1. Subsequently, a reel-shaped resin mold G2 was continuously obtained by an optical nanoimprint method using the reel-shaped resin mold G1 as a template.
PETフィルムA−4100(東洋紡社製:幅300mm、厚さ100μm)の易接着面にマイクログラビアコーティング(廉井精機社製)により、塗布膜厚5μmになるように以下に示す材料1を塗布した。次いで、円筒状マスターモールドに対し、材料1が塗布されたPETフィルムをニップロールで押し付け、大気下、温度25℃、湿度60%で、ランプ中心下での積算露光量が1500mJ/cm2となるように、フュージョンUVシステムズ・ジャパン株式会社製UV露光装置(Hバルブ)を用いて紫外線を照射し、連続的に光硬化を実施し、表面にテクスチャーが転写されたリール状樹脂モールドG1(長さ200m、幅300mm)を得た。 The material 1 shown below was apply | coated to the easily bonding surface of PET film A-4100 (Toyobo Co., Ltd .: width 300mm, thickness 100micrometer) by micro gravure coating (manufactured by Yurai Seiki Co., Ltd.) so that it might become a coating film thickness of 5 micrometers. . Next, the PET film coated with the material 1 is pressed against the cylindrical master mold with a nip roll so that the integrated exposure amount under the center of the lamp is 1500 mJ / cm 2 at 25 ° C. and 60% humidity in the air. In addition, a UV-irradiated UV exposure apparatus (H bulb) manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd. was used to irradiate ultraviolet rays, and continuous photo-curing was performed. , Width 300 mm).
次に、リール状樹脂モールドG1をテンプレートとして見立て、光ナノインプリント法を適用して連続的にリール状樹脂モールドG2を作製した。 Next, the reel-shaped resin mold G1 was regarded as a template, and the optical nanoimprint method was applied to continuously produce the reel-shaped resin mold G2.
PETフィルムA−4100(東洋紡社製:幅300mm、厚さ100μm)の易接着面にマイクログラビアコーティング(廉井精機社製)により、材料1を塗布膜厚3μmになるように塗布した。次いで、リール状樹脂モールドG1のテクスチャー面に対し、材料1が塗布されたPETフィルムをニップロール(0.1MPa)で押し付け、大気下、温度25℃、湿度60%で、ランプ中心下での積算露光量が1200mJ/cm2となるように、フュージョンUVシステムズ・ジャパン株式会社製UV露光装置(Hバルブ)を用いて紫外線を照射し、連続的に光硬化を実施し、表面にテクスチャーが転写されたリール状樹脂モールドG2(長さ200m、幅300mm)を複数得た。
材料1… DACHP:M350:I.184:I.369=17.5g:100g:5.5g:2.0g
Material 1 was applied to an easily adhesive surface of PET film A-4100 (manufactured by Toyobo Co., Ltd .: width 300 mm, thickness 100 μm) by microgravure coating (manufactured by Yurai Seiki Co., Ltd.) so as to have a coating film thickness of 3 μm. Next, the PET film coated with the material 1 is pressed against the textured surface of the reel-shaped resin mold G1 with a nip roll (0.1 MPa), and integrated exposure under the center of the lamp at 25 ° C. and 60% humidity in the air. Ultraviolet rays were irradiated using a UV exposure apparatus (H bulb) manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd. so that the amount was 1200 mJ / cm 2, and photocuring was continuously performed, and the texture was transferred to the surface. A plurality of reel-shaped resin molds G2 (length 200 m, width 300 mm) were obtained.
Material 1 ... DACHP: M350: I. 184: I.D. 369 = 17.5 g: 100 g: 5.5 g: 2.0 g
(3)微細パターン形成用の積層体の作製
リール状樹脂モールドG2のテクスチャー面に対して、下記材料2(第2マスク層材料)の希釈液を塗工した。続いて、材料2をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドG2のテクスチャー面上に、下記材料3(第1マスク層材料)の希釈液を塗工し、微細パターン形成用の積層体を得た。
材料2…TTB:3APTMS:SH710:I.184:I.369=65.2g:34.8g:5.0g:1.9g:0.7g
材料3…Bindingpolymer:SR833:SR368:I.184:I.369=77.1g:11.5g:11.5g:1.47g:0.53g
Bindingpolymer…ベンジルメタクリレート80質量%、メタクリル酸20質量%の2元共重合体のメチルエチルケトン溶液(固形分50%、重量平均分子量56000、酸当量430、分散度2.7)
(3) Production of Laminate for Fine Pattern Formation A diluted solution of the following material 2 (second mask layer material) was applied to the textured surface of the reel-shaped resin mold G2. Subsequently, a diluted liquid of the following material 3 (first mask layer material) was applied on the texture surface of the reel-shaped resin mold G2 containing the
Material 3 ... Binding polymer: SR833: SR368: I.I. 184: I.D. 369 = 77.1 g: 11.5 g: 11.5 g: 1.47 g: 0.53 g
Binding polymer: Methyl ethyl ketone solution of binary copolymer of 80% by mass of benzyl methacrylate and 20% by mass of methacrylic acid (solid content 50%, weight average molecular weight 56000, acid equivalent 430, dispersity 2.7)
上記(2)リール状樹脂モールドの作製と同様の装置を使用し、PGMEにて希釈した材料2を、リール状樹脂モールドG2のテクスチャー面上に直接塗工した。ここで、希釈濃度は、単位面積当たりの塗工原料(PGMEにて希釈した材料2)中に含まれる固形分量が、単位面積当たりのテクスチャーの体積よりも20%以上小さくなるように設定した。塗工後、80℃の送風乾燥炉内を5分間かけて通過させ、材料2をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドG2を巻き取り回収した。
Using the same apparatus as that for the production of the reel-shaped resin mold (2), the
続いて、材料2をテクスチャー内部に内包するリール状樹脂モールドG2を巻き出すと共に、上記(2)リール状樹脂モールドの作製と同様の装置を使用し、PGME及びMEKにて希釈した材料3を、テクスチャー面上に直接塗工した。ここで、希釈濃度は、テクスチャー内部に配置された材料2と塗工された材料3の界面と、材料3の表面との間の距離が400nm〜800nmになるように設定した。塗工後、80℃の送風乾燥炉内を5分間かけて通過させ、材料3の表面にポリプロピレンからなるカバーフィルムを合わせ、巻き取り回収した。
Subsequently, while unwinding the reel-shaped resin mold G2 containing the
(4)微細パターン形成工程
作製した微細パターン形成用の積層体(微細パターン積層体)を使用し、ナノインプリント法により基材上に第2マスク層と第1マスク層を転写した。基材としてはサファイア基板を使用した。サファイア基板に対してUV−O3処理を5分間行い、表面のパーティクルを除去すると共に、親水化した。続いて、微細パターン積層体の第1マスク層の表面を、サファイア基板に対して貼合した。このとき、サファイア基板を80℃に加温した状態で貼合した。続いて、高圧水銀灯光源を使用し、積算光量が1200mJ/cm2になるように、リール状樹脂モールドG2越しに光照射した。その後、リール状樹脂モールドG2を剥離した。
(4) Fine pattern formation process The produced | generated laminated body for fine pattern formation (fine pattern laminated body) was used, and the 2nd mask layer and the 1st mask layer were transcribe | transferred on the base material by the nanoimprint method. A sapphire substrate was used as the substrate. The sapphire substrate was subjected to UV-O 3 treatment for 5 minutes to remove surface particles and to make it hydrophilic. Subsequently, the surface of the first mask layer of the fine pattern laminate was bonded to the sapphire substrate. At this time, the sapphire substrate was bonded in a state heated to 80 ° C. Subsequently, using a high-pressure mercury lamp light source, light was irradiated through the reel-shaped resin mold G2 so that the integrated light amount was 1200 mJ / cm 2 . Thereafter, the reel-shaped resin mold G2 was peeled off.
(5)微細パターンマスク形成工程
得られた微細パターンを有するマスク層とサファイア基板からなるエッチング被加工材の第2マスク層側よりO2ガスを使用したエッチングを行い、第2マスク層をマスクとして第1マスク層をナノ加工し、サファイア基板表面を部分的に露出させることで微細パターンを有するマスク層を形成した。酸素エッチンングは、圧力1Pa、電力300Wの条件にて行った。
(5) by etching using O 2 gas from the second mask layer side of the mask layer and etching a workpiece made of sapphire substrate having a fine pattern mask formation process obtained fine pattern, a second mask layer as a mask The first mask layer was nano-processed to partially expose the sapphire substrate surface to form a mask layer having a fine pattern. Oxygen etching was performed under conditions of a pressure of 1 Pa and a power of 300 W.
(6)基材のドライエッチング
微細パターンを有するマスク層とサファイア基板からなるエッチング被加工材を下記の各実施例のような熱抵抗値になるようにして載置部材に載置し、エッチング被加工材のサファイア基板側からBCl3ガスを使用した反応性イオンエッチングを行い、サファイア基板に微細凹凸構造を形成した。BCl3ガスを使用したエッチングは2種類の条件で行い、両方の微細凹凸構造に対して評価を行った。なお、エッチング被加工材及び載置部材が載置されるドライエッチング装置のステージ部は各設定した温度のHeガスにより温調されている。
条件1:BCl3ガスのみ、ICP:150W、BIAS:50W、圧力0.2Pa、温調Heガス温度50℃(ガス圧力2.0kPa)、反応性イオンエッチング装置(RIE−101iPH、サムコ株式会社製)を使用。
条件2:BCl3とCl2ガスの混合(BCl3:Cl2=6:4)、ICP:150W、BIAS:50W、圧力0.2Pa、温調Heガス温度20℃(ガス圧力2.0kPa)、反応性イオンエッチング装置(RIE−230iP、サムコ株式会社製)を使用。
(6) Dry etching of base material An etching work material comprising a mask layer having a fine pattern and a sapphire substrate is placed on a placement member so as to have a thermal resistance value as in each of the following examples. Reactive ion etching using BCl 3 gas was performed from the sapphire substrate side of the processed material to form a fine concavo-convex structure on the sapphire substrate. Etching using BCl 3 gas was performed under two types of conditions, and both fine concavo-convex structures were evaluated. In addition, the stage part of the dry etching apparatus in which an etching workpiece and a mounting member are mounted is temperature-controlled by He gas of each set temperature.
Condition 1: BCl 3 gas only, ICP: 150 W, BIAS: 50 W, pressure 0.2 Pa, temperature controlled He gas temperature 50 ° C. (gas pressure 2.0 kPa), reactive ion etching apparatus (RIE-101iPH, manufactured by Samco Corporation) )use.
Condition 2: Mixing of BCl 3 and Cl 2 gas (BCl 3 : Cl 2 = 6: 4), ICP: 150 W, BIAS: 50 W, pressure 0.2 Pa, temperature-controlled He gas temperature 20 ° C. (gas pressure 2.0 kPa) Using a reactive ion etching apparatus (RIE-230iP, manufactured by Samco Corporation).
ドライエッチング後にエッチング被加工材からサファイア基板を剥がし、サファイア基板を硫酸及び過酸化水素水を2:1の重量比にて混合した溶液にて洗浄し、微細凹凸構造を表面に備えたサファイア基板を得た。 After dry etching, the sapphire substrate is peeled off from the etching workpiece, the sapphire substrate is washed with a solution in which sulfuric acid and hydrogen peroxide are mixed at a weight ratio of 2: 1, and a sapphire substrate having a fine concavo-convex structure on the surface is obtained. Obtained.
この基材の微細凹凸構造形状は、基材のドライエッチング工程おいて第1マスク層が全てドライエッチングされて無くなるまで処理を行い、処理後の基材の微細凹凸構造の先端部が微細パターンマスクのパターン幅中心部からどの程度ずれているのか、走査型顕微鏡(SEM)観察によって評価した。ドライエッチングの上記条件1と条件2の両方において微細パターンマスク幅に対してずれ量が10%以下の場合を想定通りの形状であり「良好」と評価し、ずれ量が5%以下の場合を「より良好」と評価し、ずれ量が3%以下の場合を「特に良好」と評価し、上記条件1又は2のいずれか一方でもずれ量が10%より大きい場合を想定通りで無い形状であり「不良」と評価した。
This fine concavo-convex structure shape of the base material is processed until the first mask layer is completely dry-etched in the dry etching process of the base material, and the tip of the fine concavo-convex structure of the base material after processing is a fine pattern mask. The degree of deviation from the center of the pattern width was evaluated by observation with a scanning microscope (SEM). In both of the
加えて、パターンマスク幅に対してずれ量が「良好」、「より良好」又は「特に良好」だった条件に対しては、同様のパターンマスク幅である下記比較例1、比較例2又は比較例3におけるずれ量に対しての改善率を評価した。ここでの改善率とは{1−(各実施例におけるずれ量/各比較例におけるずれ量)}で表わされる。改善率が50%以上のものを「良好」、改善率が65%以上のものを「より良好」、改善率が80%以上のものを「特に良好」と評価した。 In addition, for the conditions in which the amount of deviation with respect to the pattern mask width is “good”, “better” or “particularly good”, the following comparative example 1, comparative example 2 or comparative example having the same pattern mask width The improvement rate with respect to the shift amount in Example 3 was evaluated. The improvement rate here is represented by {1- (deviation amount in each embodiment / deviation amount in each comparative example)}. An improvement rate of 50% or more was evaluated as “good”, an improvement rate of 65% or more was evaluated as “better”, and an improvement rate of 80% or more was evaluated as “particularly good”.
(熱伝導率の測定)
本実施例における各材料の熱伝導率λの測定は、比熱×熱拡散率×密度より算出した。
比熱、熱拡散率の測定はレーザーフラッシュ法を用い、密度は重量・寸法計測法により測定した。測定時の試料形状は約φ10×t2(mm)であり、測定温度は23℃、測定雰囲気は大気中であり、測定装置はアルバック理工製TC−7000を用いた。
(Measurement of thermal conductivity)
The measurement of the thermal conductivity λ of each material in this example was calculated from specific heat × thermal diffusivity × density.
Specific heat and thermal diffusivity were measured using a laser flash method, and density was measured by a weight / dimension measurement method. The sample shape at the time of measurement was about φ10 × t2 (mm), the measurement temperature was 23 ° C., the measurement atmosphere was in the air, and TC-7000 manufactured by ULVAC-RIKO was used as the measurement apparatus.
下記表1、表2に、実施例及び比較例について、微細パターンマスクのパターン形状、基材の材料と熱伝導率と熱抵抗値、載置部材の材料と熱伝導率と熱抵抗値、その他使用した部材の材料と熱抵抗率と熱抵抗値、プロセス全体の熱抵抗値及び基材の微細凹凸形状の評価結果、並びに、改善率を記載する。 In Table 1 and Table 2 below, for the examples and comparative examples, the pattern shape of the fine pattern mask, the material of the base material, the thermal conductivity and the thermal resistance value, the material of the mounting member, the thermal conductivity and the thermal resistance value, etc. The material, thermal resistivity and thermal resistance value of the used member, the thermal resistance value of the entire process, the evaluation result of the fine unevenness of the substrate, and the improvement rate are described.
(実施例1)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を石英製の載置部材上に伝熱シートを介せずに載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.26×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
Example 1
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and the etching work material is placed on a quartz mounting member with a heat transfer sheet interposed therebetween. Then, dry etching was performed on the condition 1 and
(実施例2)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 2)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例3)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比1.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 3)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 1.0 is produced, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例4)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比0.5のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が5%以下でありより良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
Example 4
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 0.5 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例5)
基材がサファイア基板であり、パターン幅700nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例2と比較した時の改善率は65%以上でありより良好であった。
(Example 5)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例6)
基材がサファイア基板であり、パターン幅700nm、アスペクト比1.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例2と比較した時の改善率は65%以上でありより良好であった。
(Example 6)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 1.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例7)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例1と比較した時の改善率は50%以上であり良好であった。
(Example 7)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例8)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比1.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が5%以下でありより良好であった。また、比較例1と比較した時の改善率は50%以上であり良好であった。
(Example 8)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 1.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例9)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は3.04×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が5%以下でありより良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
Example 9
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例10)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は3.04×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が5%以下でありより良好であった。また、比較例1と比較した時の改善率は50%以上であり良好であった。
(Example 10)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例11)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は1.21×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 11)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例12)
基材がサファイア基板であり、パターン幅700nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は1.21×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例2と比較した時の改善率は65%以上でありより良好であった。
(Example 12)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例13)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってアルミナ製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は1.21×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例1と比較した時の改善率は50%以上であり良好であった。
(Example 13)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on an alumina mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例14)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってSi製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.03×10−4(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 14)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a Si placement member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例15)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってSiC製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は5.81×10−4(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 15)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a SiC mounting member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例16)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによってSi製の載置部材上に載置し、そのSi載置部材を伝熱シートによって別のSiC製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は1.17×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が3%以下であり特に良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 16)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a Si placement member by a heat transfer sheet. Then, the Si mounting member was attached to another SiC mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the
(実施例17)
基材がSi基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例3と比較した時の改善率は80%以上であり特に良好であった。
(Example 17)
An etching workpiece having a mask layer with a substrate width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching workpiece is placed on a quartz placement member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(実施例18)
基材がSi基板であり、パターン幅700nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置し、これに上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は6.79×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以下であり良好であった。また、比較例2と比較した時の改善率は65%以上でありより良好であった。
(Example 18)
The base material is a Si substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and the etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, this was dry-etched under the
(比較例1)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は9.83×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以上であり不良であった。
(Comparative Example 1)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the
(比較例2)
基材がサファイア基板であり、パターン幅700nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は9.83×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以上であり不良であった。
(Comparative Example 2)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 700 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the
(比較例3)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別の石英製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は9.83×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以上であり不良であった。
(Comparative Example 3)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. Then, the quartz mounting member was attached to another quartz mounting member with a heat transfer sheet to form a two-stage mounting member, and dry etching was performed under the
(比較例4)
基材がサファイア基板であり、パターン幅2μm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別のアルミナ製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は7.99×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以上であり不良であった。
(Comparative Example 4)
A base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 2 μm and an aspect ratio of 5.0 is manufactured, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. And the two-stage mounting member was comprised by affixing the quartz mounting member on another alumina mounting member with a heat-transfer sheet | seat, and the dry etching was performed on the said
(比較例5)
基材がサファイア基板であり、パターン幅300nm、アスペクト比5.0のマスク層を有するエッチング被加工材を作製し、このエッチング被加工材を伝熱シートによって石英製の載置部材上に載置して、その石英載置部材を伝熱シートによって別のアルミナ製の載置部材に貼り付けることで二段状の載置部材を構成し、上記条件1及び条件2でドライエッチングを行った。このときの全体の熱抵抗値は7.99×10−3(m2・K/W)であった。評価結果は、微細凹凸構造の先端部のずれ量が10%以上であり不良であった。
(Comparative Example 5)
The base material is a sapphire substrate, an etching work material having a mask layer with a pattern width of 300 nm and an aspect ratio of 5.0 is produced, and this etching work material is placed on a quartz placing member by a heat transfer sheet. And the two-stage mounting member was comprised by affixing the quartz mounting member on another alumina mounting member with a heat-transfer sheet | seat, and the dry etching was performed on the said
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における部材の材料、配置、形状等は例示的なものであり、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, the material, arrangement, shape, and the like of the members in the above embodiment are illustrative, and can be appropriately changed and implemented within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明は、基材に微細凹凸構造を形成する用途に好適に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized suitably for the use which forms a fine uneven structure in a base material.
1 エッチング被加工材
2 載置部材
3 伝熱シート
4 モールド
5 支持基板
11 基材
12 マスク層
12a 第1マスク層
12b 第2マスク層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
(全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。) An etching workpiece comprising a mask layer having a pattern with a pattern width of 2 μm or less and an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a substrate, the etching workpiece on a mounting member used during etching An etching workpiece having an overall thermal resistance value of 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less when the material is placed.
(The overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When there is another member other than the workpiece to be etched, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat conduction of the material constituting each member. (The value divided by the rate λ.)
(全体の熱抵抗値とは、前記載置部材における前記エッチング被加工材の載置領域での前記載置部材の熱抵抗値及び前記基材の熱抵抗値と、前記載置部材上に前記エッチング被加工材以外の他の部材が存在する場合に前記他の部材の熱抵抗値との和であり、各熱抵抗値は、各部材の厚さを、前記各部材を構成する材料の熱伝導率λで除した値である。) Forming a mask layer having a pattern width of 2 μm or less and a pattern having an aspect ratio of 0.1 to 5.0 on a substrate to obtain an etching workpiece; and placing the etching workpiece on a mounting member And the step of etching the base material using the mask layer as a mask in a state where the overall thermal resistance value is 6.79 × 10 −3 (m 2 · K / W) or less. Etching method characterized.
(The overall thermal resistance value refers to the thermal resistance value of the mounting member and the thermal resistance value of the base material in the mounting region of the etching workpiece in the mounting member, and When other members other than the etching workpiece are present, it is the sum of the thermal resistance values of the other members, and each thermal resistance value represents the thickness of each member and the heat of the material constituting each member. (The value is divided by the conductivity λ.)
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