JP6983757B2 - パターン形成方法、加工基板の製造方法、光学部品の製造方法、回路基板の製造方法、電子部品の製造方法、インプリントモールドの製造方法 - Google Patents
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Description
基板201上に、液状の硬化性組成物(A1)202を積層する第一積層工程(1)(図2A及び2B)、
前記硬化性組成物(A1)202の層上に、硬化性組成物(A2)203の液滴を離散的に滴下して積層する第二積層工程(2)(図2C及び2D)、
パターンを有するモールド205と基板201の間に硬化性組成物(A1)202と硬化性組成物(A2)203が部分的に混合してなる混合層をサンドイッチする型接触工程(3)(図2E)、
前記混合層をモールド205側から照射光206を照射することにより硬化させる光照射工程(4)(図2F)、
モールド205を硬化後の硬化性組成物(パターン形状を有する硬化膜207)からなる層から引き離す離型工程(5)(図2G)、
を有する。
すなわち、溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1)202の成分の組成物の表面張力が、溶剤である成分(d2)を除く硬化性組成物(A2)203の成分の組成物の表面張力より高いことが好ましい。型接触工程前に、後述するマランゴニ効果により硬化性組成物(A2)203のプレスプレッドが加速され(液滴が広範囲に広がり)、後述する型接触工程中のスプレッドに要する時間が短縮され、結果として充填時間が短縮されるためである。
前記硬化性組成物(A1)からなる層の上に、少なくとも重合性化合物である成分(a2)及び界面活性剤である成分(c2)を含む硬化性組成物(A2)の液滴を離散的に滴下する第二積層工程(2)、
パターンを有するモールドと前記基板の間に前記硬化性組成物(A1)及び前記硬化性組成物(A2)が部分的に混合してなる混合層をサンドイッチする型接触工程(3)、
前記混合層をモールド側から光を照射することにより硬化させる光照射工程(4)、
前記モールドを硬化後の前記混合層から引き離す離型工程(5)、
を該順に有するパターン形成方法であって、
前記硬化性組成物(A1)は界面活性剤である成分(c1)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して少なくとも0.5重量%以上含有し、前記硬化性組成物(A2)は界面活性剤である成分(c2)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の合計重量に対して少なくとも0.5重量%以上含有し、
かつ、前記硬化性組成物(A1)の表面張力が前記硬化性組成物(A2)の表面張力よりも高いことを特徴とする。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)は、少なくとも重合性化合物である成分(a)を有する組成物である。本実施形態に係る硬化性組成物はさらに、光重合開始剤である成分(b)、非重合性化合物である成分(c)、溶剤である成分(d)を含有してもよい。
成分(a)は重合性化合物である。ここで、本明細書において重合性化合物とは、光重合開始剤である成分(b)から発生した重合因子(ラジカル等)と反応し、連鎖反応(重合反応)によって高分子化合物からなる膜を形成する化合物である。
成分(b)は、光重合開始剤である。
上記ラジカル発生剤の市販品として、Irgacure 184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI−1700、−1750、−1850、CG24−61、Darocur 1116、1173、Lucirin(登録商標) TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF製)、ユベクリルP36(UCB製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)は、前述した、成分(a)、成分(b)の他に、種々の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに非重合性化合物である成分(c)を含有することができる。このような成分(c)としては、(メタ)アクリロイル基などの重合性官能基を有さず、かつ、所定の波長の光を感知して上記重合因子(ラジカル)を発生させる能力を有さない化合物が挙げられる。例えば、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分、密着改良剤、その他添加剤等が挙げられる。成分(c)として前記化合物を複数種類含有してもよい。
−5%≦{(γ1−γ2)/γ1}≦5% (1)
(式(1)において、γ1は、25℃における硬化性組成物(A1)の表面張力を表し、γ2は、25℃における評価用硬化性組成物(A1)の表面張力を表す。ここで、評価用硬化性組成物(A1)とは、界面活性剤である成分(c1)を含まない以外は硬化性組成物(A1)と同じ組成である組成物をいう。)
{(γ1−γ2)/γ1}<−5% (2)
(式(2)において、γ1は、25℃における硬化性組成物(A2)の表面張力を表し、γ2は、25℃における評価用硬化性組成物(A2)の表面張力を表す。ここで、評価用硬化性組成物(A2)とは、界面活性剤である成分(c2)を含まない以外は硬化性組成物(A2)と同じ組成である組成物をいう。)
本実施形態に係る硬化性組成物は、溶剤である成分(d)を含有していてもよい。成分(d)としては、成分(a)、成分(b)、成分(c)が溶解する溶剤であれば、特に限定はされない。好ましい溶剤としては常圧における沸点が80℃以上200℃以下の溶剤である。さらに好ましくは、エステル構造、ケトン構造、水酸基、エーテル構造のいずれかを少なくとも1つ有する溶剤である。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、乳酸エチルから選ばれる単独、あるいはこれらの混合溶剤である。
本実施形態の硬化性組成物(A1)及び(A2)を調製する際には、各成分を所定の温度条件下で混合・溶解させる。具体的には、0℃以上100℃以下の範囲で行う。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)は液体であることが好ましい。なぜならば、後述する型接触工程において、硬化性組成物(A1)及び/または(A2)のスプレッド及びフィルが速やかに完了する、つまり充填時間が短いからである。
硬化性組成物(A1)及び(A2)の粘度を100mPa・s以下とすることにより、硬化性組成物(A1)及び(A2)をモールドに接触する際に、スプレッド及びフィルが速やかに完了する(非特許文献1)。つまり、本実施形態に係る硬化性組成物を用いることで、光ナノインプリント法を高いスループットで実施することができる。また、充填不良によるパターン欠陥が生じにくい。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)の表面張力は、溶剤である成分(d)を除く硬化性組成物(A1)及び(A2)の成分の組成物について25℃での表面張力が、5mN/m以上70mN/m以下であることが好ましい。また、より好ましくは、7mN/m以上50mN/m以下であり、さらに好ましくは、10mN/m以上40mN/m以下である。ここで、表面張力が高いほど、例えば5mN/m以上であると、毛細管力が強く働くため、硬化性組成物(A1)及び/または(A2)をモールドに接触させた際に、充填(スプレッド及びフィル)が短時間で完了する(非特許文献1)。
本発明においては、内添型離型剤としては、硬化性組成物(A1)には、表面張力を低減させない界面活性剤である成分(c1)として、主には炭化水素系界面活性剤を使用する。前述した式(1)を満たすものを使用するのが好ましい。硬化性組成物(A2)には、表面張力を低減させる界面活性剤である成分(c2)として、主にはフッ素系界面活性剤を使用する。そのため、溶剤(成分(d))を除く硬化性組成物(A1)の表面張力が、溶剤(成分(d))を除く硬化性組成物(A2)の表面張力より高く維持され、十分なマランゴニ効果が発揮される。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)の接触角は、溶剤である成分(d)を除く硬化性組成物(A1)及び(A2)の成分の組成物について、基板表面及びモールド表面の双方に対して0°以上90°以下であることが好ましい。接触角が90°より大きいと、モールドパターンの内部や基板−モールドの間隙において毛細管力が負の方向(モールドと硬化性組成物間の接触界面を収縮させる方向)に働き、充填しない。0°以上30°以下であることが特に好ましい。接触角が低いほど毛細管力が強く働くため、充填速度が速い(非特許文献1)。
本実施形態に係る硬化性組成物(A1)及び(A2)は、できる限り不純物を含まないことが好ましい。ここで記載する不純物とは、前述した成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)以外のものを意味する。
次に、本実施形態に係るパターン形成方法について、図2A−2G並びに図4A及び4Bの模式断面図を用いて説明する。
基板201上に、前述の本実施形態の硬化性組成物(A1)202を積層する第一積層工程(1)、
前記硬化性組成物(A1)202の層上に、硬化性組成物(A2)203を積層する第二積層工程(2)、
パターンを有するモールド205と基板201の間に硬化性組成物(A1)202と硬化性組成物(A2)203が部分的に混合してなる混合層をサンドイッチする型接触工程(3)、
前記混合層をモールド205側から照射光206を照射することにより硬化させる光照射工程(4)、
モールド205を硬化後の硬化膜207からなる層から引き離す離型工程(5)、
を有する。
本工程(第一積層工程)では、図2A及び2Bに示す通り、前述した本実施形態に係る硬化性組成物(A1)202を基板201上に積層(塗布)して塗布膜を形成する。硬化性組成物(A1)202を基板201上に積層(塗布)して塗布膜を形成する際に、溶剤である成分(d1)は揮発し、基板201上には溶剤である成分(d1)を除いた硬化性組成物(A1)202の成分の組成物のみ残存する。
本工程(第二積層工程)では、図2C及び2Dに示す通り、硬化性組成物(A2)203の液滴を、前記硬化性組成物(A1)202の層上に離散的に滴下して配置することが好ましい。配置方法としてはインクジェット法が特に好ましい。硬化性組成物(A2)203の液滴は、モールド205上に凹部が密に存在する領域に対向する基板201上には密に、凹部が疎に存在する領域に対向する基板201上には疎に配置される。このことにより、後述する残膜を、モールド205上のパターンの疎密によらずに均一な厚さに制御することができる。
次に、図2Eに示すように、前工程(第一及び第二積層工程)で形成された硬化性組成物(A1)202及び硬化性組成物(A2)203が部分的に混合してなる液体の層にパターン形状を転写するための原型パターンを有するモールド205を接触させる。これにより、モールド205が表面に有する微細パターンの凹部に硬化性組成物(A1)202及び硬化性組成物(A2)203が部分的に混合してなる液体が充填(フィル)されて、モールド205の微細パターンに充填(フィル)された液膜となる。
次に、図2Fに示すように、硬化性組成物(A1)202及び硬化性組成物(A2)203が部分的に混合してなる混合層に対し、モールド205を介して照射光206を照射する。より詳細には、モールド205の微細パターンに充填された硬化性組成物(A1)202及び/または(A2)203に、モールド205を介して照射光206を照射する。これにより、モールド205の微細パターンに充填された硬化性組成物(A1)202及び/または(A2)203は、照射される照射光206によって硬化してパターン形状を有する硬化膜207となる。
次に、パターン形状を有する硬化膜207とモールド205と引き離す。本工程(離型工程)では、図2Gに示すように、パターン形状を有する硬化膜207とモールド205とを引き離し、工程(4)(光照射工程)において、モールド205上に形成された微細パターンの反転パターンとなるパターン形状を有する硬化膜207が自立した状態で得られる。なお、パターン形状を有する硬化膜207の凹凸パターンの凹部にも硬化膜が残存するが、この膜のことを残膜108と呼ぶこととする(図1Fの部分拡大部参照)。
上述した本発明の別の側面は、基板上に前処理コーティングとなる液膜を形成し、液膜に対しインプリントレジストの液滴を付与することで液滴成分の基板面方向の広がりを促進するインプリント前処理コーティング材料を提供するものである。
−5%≦{(γ1−γ2)/γ1}≦5% ‥‥‥(1)
(式(1)において、γ1は、インプリント前処理コーティング材料の25℃における表面張力を表し、γ2は、界面活性剤を含まない以外はインプリント前処理コーティング材料と同じ組成である評価用組成物の25℃における表面張力を表す。)
(1)硬化性組成物(A1−1)の調製
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例1の硬化性組成物(A1−1)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB−XA):9重量部
ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:V#160):38重量部
ネオペンチルグリコールジアクリレート(共栄社化学製、商品名:NP−A):47重量部
(1−2)成分(b1):合計0重量部
成分(b1)は添加しなかった。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(EO5モル付加物)(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SR−705):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(東京化成工業製、略称PGMEA):33000重量部
自動表面張力計DY−300(協和界面化学製)を用い、白金プレートを用いたプレート法により、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−1)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、33.1mN/mであった。なお、測定は、測定回数5回、白金プレートのプリウェット浸漬距離0.35mmの条件で行った。1回目の測定値を除いて、2回目から5回目の測定値の平均値を表面張力とした。
下記に示される成分(a2)、成分(b2)、成分(c2)、成分(d2)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例1の硬化性組成物(A2−1)を調製した。
(3−1)成分(a2):合計94重量部
イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB−XA):9重量部
ベンジルアクリレート(大阪有機化学工業製、商品名:V#160):38重量部
ネオペンチルグリコールジアクリレート(共栄社化学製、商品名:NP−A):47重量部
(3−2)成分(b2):合計3重量部
Irgacure369(BASF製、略称:I.369):3重量部
(3−3)成分(c2):合計1.1重量部
ペンタデカエチレングリコールモノ1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルエーテル(F(CF2)6CH2CH2(OCH2CH2)15OH)(DIC製、略称DEO−15):1.1重量部
(3−4)成分(d2):合計0重量部
成分(d2)は添加しなかった。
硬化性組成物(A1−1)と同様の方法で硬化性組成物(A2−1)の表面張力を測定したところ、29.1mN/mであった。
スピンコーターを用いて硬化性組成物(A1−1)をシリコン基板上に塗布することで、5〜10nm程度の厚さの硬化性組成物(A1−1)の膜を得ることができる。
(1)硬化性組成物(A1−2)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例2の硬化性組成物(A1−2)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(EO15モル付加物)(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SR−715):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−2)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、32.9mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−2)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−2)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−2)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−2)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−3)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例3の硬化性組成物(A1−3)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(EO30モル付加物)(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SR−730):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−3)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、33.0mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−3)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−3)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−3)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−3)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−4)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例4の硬化性組成物(A1−4)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(EO50モル付加物)(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SR−750):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−4)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、32.9mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−4)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−4)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−4)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−4)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−5)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例5の硬化性組成物(A1−5)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ノニオン型アルキル系界面活性剤(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SA−30/70 2000R 分子量2000):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−5)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、33.1mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−5)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−5)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−5)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−5)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−6)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例6の硬化性組成物(A1−6)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ノニオン型アルキル系界面活性剤(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SA−50/50 1000R 分子量1000):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−6)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、32.9mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−6)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−6)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−6)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−6)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−7)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例7の硬化性組成物(A1−7)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
メチルポリエチレングリコールPluriol A760E(BASF製、商品名:Pluriol A760E):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−7)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、32.5mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−7)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−7)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−7)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−7)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−8)について
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例8の硬化性組成物(A1−8)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計3重量部
Irgacure651(BASF製、略称:I.651):3重量部
(1−3)成分(c1):合計0.9重量部
ポリオキシエチレンステアリルエーテル(EO15モル付加物)(青木油脂工業製、商品名:BLAUNON SR−715):0.9重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−8)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、34.4mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−8)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−8)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−8)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−8)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)〜(2)硬化性組成物(A1−9)について
実施例2と同様の組成物を硬化性組成物(A1−9)として用いた。
下記に示される成分(a2)、成分(b2)、成分(c2)、成分(d2)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、実施例9の硬化性組成物(A2−9)を調製した。
(3−1)成分(a2):合計94重量部
イソボルニルアクリレート(共栄社化学製、商品名:IB−XA):61.6重量部
(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート(大阪有機化学製、商品名Medol10):10重量部
1,6−へキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学製、略称HDODA):22.4重量部
(3−2)成分(b2):合計3重量部
Lucirin TPO(BASF製、略称L.TPO):3重量部
(3−3)成分(c2):合計1.1重量部
実施例1と同様とした。
(3−4)成分(d2):合計0重量部
実施例1と同様とした。
硬化性組成物(A1−1)と同様の方法で硬化性組成物(A2−9)の表面張力を測定したところ、26.1mN/mであった。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−9)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−9)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−9)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)〜(2)硬化性組成物(A1−0´)について
比較例0において、硬化性組成物(A1)は使用しなかった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−0´)として用いた。
硬化性組成物(A2−0´)を固体表面である基板表面に直接滴下するとマランゴニ効果は発現しない。つまり、プレスプレッドの促進効果が得られず、硬化性組成物(A2−0´)の液滴の拡大は、本発明の実施例と比較して遅い。
(1)硬化性組成物(A1−1´)の調製
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例1の硬化性組成物(A1−1´)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計0重量部
成分(c)は添加しなかった。
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−1´)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、32.6mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−1´)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−1´)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−1´)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−1´)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
(1)硬化性組成物(A1−2´)の調製
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例2の硬化性組成物(A1−2´)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計94重量部
実施例1と同様とした。
(1−2)成分(b1):合計0重量部
実施例1と同様とした。
(1−3)成分(c1):合計1.1重量部
ペンタデカエチレングリコールモノ1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルエーテル(F(CF2)6CH2CH2(OCH2CH2)15OH)(DIC製、略称DEO−15):1.1重量部
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
実施例1と同様とした。
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−2´)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、28.1mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−2´)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−2´)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−2´)の表面張力より低く、マランゴニ効果が発現せず、硬化性組成物(A2−2´)の液滴の拡大(プレスプレッド)は遅い。
(1)硬化性組成物(A1−3´)の調製
下記に示される成分(a1)、成分(b1)、成分(c1)、成分(d1)を配合し、これを0.2μmの超高分子量ポリエチレン製フィルタでろ過し、比較例3の硬化性組成物(A1−3´)を調製した。
(1−1)成分(a1):合計100重量部
1,6−へキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学製、略称HDODA):100重量部
(1−2)成分(b1):合計0重量部
成分(b1)は添加しなかった。
(1−3)成分(c1):合計0重量部
成分(c)は添加しなかった。
(1−4)成分(d1):合計33000重量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(東京化成工業製、略称PGMEA):33000重量部
実施例1と同様の方法で、25℃における溶剤である成分(d1)を除く硬化性組成物(A1−3´)の成分の組成物の表面張力を測定したところ、34.9mN/mであった。
実施例1と同様の組成物を硬化性組成物(A2−3´)として用いた。
実施例1と同様に、下層に配置されている硬化性組成物(A1−3´)の表面張力は、その上層に滴下される硬化性組成物(A2−3´)の表面張力より高いので、マランゴニ効果が発現し、硬化性組成物(A2−3´)の液滴の拡大(プレスプレッド)は速やかである。
実施例1〜9及び比較例0〜3の組成表を表1及び表2に、実施例1〜9及び比較例0〜3の結果を表3にまとめて示す。
102 レジスト
104 液滴の拡がる方向を示す矢印
105 モールド
106 照射光
107 パターン形状を有する硬化膜
108 残膜
201 基板(被加工基板)
202 硬化性組成物(A1)
203 硬化性組成物(A2)
204 液滴の拡がる方向を示す矢印
205 モールド
206 照射光
207 硬化膜
2071 硬化性組成物(A1)を多く含む硬化膜
2072 硬化性組成物(A2)を多く含む硬化膜
2071´ 2071´ 破損した硬化膜
Claims (26)
- 基板の表面に、少なくとも重合性化合物である成分(a1)及び界面活性剤である成分(c1)を含む硬化性組成物(A1)からなる層を積層する第一積層工程(1)、
前記硬化性組成物(A1)からなる層の上に、少なくとも重合性化合物である成分(a2)及び界面活性剤である成分(c2)を含む硬化性組成物(A2)の液滴を離散的に滴下して積層する第二積層工程(2)、
パターンを有するモールドと前記基板の間に前記硬化性組成物(A1)及び前記硬化性組成物(A2)が部分的に混合してなる混合層をサンドイッチする型接触工程(3)、
前記混合層を前記モールド側から光を照射することにより硬化させる光照射工程(4)、
前記モールドを硬化後の前記混合層から引き離す離型工程(5)、
を該順に有するパターン形成方法であって、
前記硬化性組成物(A1)は前記界面活性剤である成分(c1)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、前記硬化性組成物(A2)は前記界面活性剤である成分(c2)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、
前記成分(c1)が炭化水素系界面活性剤であり、前記成分(c2)がフッ素系界面活性剤であり、並びに
前記硬化性組成物(A1)の表面張力が前記硬化性組成物(A2)の表面張力よりも高いこと
を特徴とするパターン形成方法。 - 前記界面活性剤である成分(c1)を含有する前記硬化性組成物(A1)が式(1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。
−5%≦{(γ1−γ2)/γ1}≦5% ‥‥‥(1)
(式(1)において、γ1は、前記硬化性組成物(A1)の25℃における表面張力を表し、γ2は、前記界面活性剤である成分(c1)を含まない以外は前記硬化性組成物(A1)と同じ組成である評価用硬化性組成物の25℃における表面張力を表す。) - 前記界面活性剤である成分(c1)と前記界面活性剤である成分(c2)が同量(重量%)含有することを特徴とする請求項1または2に記載のパターン形成方法。
- 前記硬化性組成物(A1)は前記界面活性剤である成分(c1)を少なくとも0.9重量%以上含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記硬化性組成物(A1)は密着改良剤を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して少なくとも0.01重量%より少なく含有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の組成物の粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下であり、かつ、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の組成物の粘度が1mPa・s以上12mPa・s以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記モールドの表面の材質が石英であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記型接触工程が、凝縮性ガスを含む雰囲気下で行われることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記型接触工程が、前記凝縮性ガスと非凝縮性ガスとの混合ガスの雰囲気下で行われることを特徴とする請求項8に記載のパターン形成方法。
- 前記非凝縮性ガスが、ヘリウムであることを特徴とする請求項9に記載のパターン形成方法。
- 前記凝縮性ガスが、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンであることを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする加工基板の製造方法。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載のパターンの形成方法を有することを特徴とする石英モールドレプリカの製造方法。
- 前記パターンが、光硬化性組成物の硬化物によるナノサイズの凹凸パターンである、請求項1から11のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
- 基板上に前処理コーティングとなる液膜を形成し、前記液膜に対し液滴を付与することで液滴成分の基板面方向の広がりを促進するインプリント前処理コーティング材料であって、
前記インプリント前処理コーティング材料は、界面活性剤である成分(c1)を0.5重量%以上50重量%以下含有し、
前記成分(c1)は、前記液滴に含まれる界面活性剤である成分(c2)よりも表面張力を大きく変えないものであり、前記成分(c1)が炭化水素系界面活性剤であり、前記成分(c2)がフッ素系界面活性剤である、
ことを特徴とするインプリント前処理コーティング材料。 - 前記界面活性剤である成分(c1)を含有する前記インプリント前処理コーティング材料が式(1)を満たすことを特徴とする請求項16に記載のインプリント前処理コーティング材料。
−5%≦{(γ1−γ2)/γ1}≦5% ‥‥‥(1)
(式(1)において、γ1は、前記インプリント前処理コーティング材料の25℃における表面張力を表し、γ2は、前記界面活性剤である成分(c1)を含まない以外は前記インプリント前処理コーティング材料と同じ組成である評価用組成物の25℃における表面張力を表す。) - 前記インプリント前処理コーティング材料の表面張力が付与される前記液滴の表面張力よりも高い請求項16または17に記載のインプリント前処理コーティング材料。
- 請求項16から18のいずれか1項に記載のインプリント前処理コーティング材料と、前記インプリント前処理コーティング材料でコーティングされた基板に前記液滴として滴下するためのインプリントレジストと、を有するセット。
- 溶剤を除く前記インプリント前処理コーティング材料の成分の組成物の表面張力が、溶剤を除く前記インプリントレジストの成分の組成物の表面張力より高いことを特徴とする請求項19に記載のセット。
- 基板上に硬化性組成物を配置してインプリントを行うための前処理方法であって、請求項16から18のいずれか1項に記載のインプリント前処理コーティング材料を前記基板上にコーティングすることを特徴とする基板の前処理方法。
- 基板上にパターンを形成するためのパターン形成方法であって、請求項16から18のいずれか1項に記載のインプリント前処理コーティング材料がコーティングされた前記基板上にレジストを不連続に滴下する工程を有することを特徴とするパターン形成方法。
- 前記硬化性組成物(A1)は、前記界面活性剤である成分(c1)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して0.9重量%以上20重量%以下含有し、前記硬化性組成物(A2)は、前記界面活性剤である成分(c2)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の合計重量に対して0.9重量%以上20重量%以下含有するものである、請求項1から15のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
- 基板上にパターンを形成するためのパターン形成方法であって、
前記基板上に配置された前処理コーティングの液膜上に、硬化性組成物(A2)を離散的に付与することで、該硬化性組成物が前記前処理コーティングの前記液膜上に広がった状態を得る工程と、
広がった状態の前記硬化性組成物(A2)と前記前処理コーティングとの混合物を型と接触させる工程と、
前記混合物を重合させ、前記基板上に前記混合物が硬化した層を得る工程と、
を有し、
前記前処理コーティングは、少なくとも重合性化合物である成分(a1)及び界面活性剤である成分(c1)を含み、
前記硬化性組成物(A2)は、少なくとも重合性化合物である成分(a2)及び界面活性剤である成分(c2)を含み、
前記前処理コーティングは前記界面活性剤である成分(c1)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、前記硬化性組成物(A2)は前記界面活性剤である成分(c2)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、
前記成分(c1)が炭化水素系界面活性剤であり、前記成分(c2)がフッ素系界面活性剤であり、かつ、
前記前処理コーティングの表面張力が前記硬化性組成物(A2)の表面張力よりも高いことを特徴とする、パターン形成方法。 - 半導体素子の製造方法であって、該製造方法が、
基板上に前処理コーティングの液膜を配置する工程と、
前記基板上に配置された前記前処理コーティングの前記液膜上に、硬化性組成物(A2)を離散的に付与することで、該硬化性組成物(A2)が前記前処理コーティングの前記液膜上に広がった状態を得る工程と、
広がった状態の前記硬化性組成物(A2)と前記前処理コーティングとの混合物を型と接触させる工程と、
前記混合物を重合させ、前記基板上に前記混合物が硬化した層を得る工程と、
前記混合物が硬化した層から前記型を離型する工程と、および
前記混合物が硬化した前記層を介して前記基板をエッチングする工程、を有し、
前記前処理コーティングは、少なくとも重合性化合物である成分(a1)及び界面活性剤である成分(c1)を含み、
前記硬化性組成物(A2)は、少なくとも重合性化合物である成分(a2)及び界面活性剤である成分(c2)を含み、
前記前処理コーティングは前記界面活性剤である前記成分(c1)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A1)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、前記硬化性組成物(A2)は前記界面活性剤である前記成分(c2)を、溶剤を除く前記硬化性組成物(A2)の成分の合計重量に対して0.5重量%以上50重量%以下含有し、
前記成分(c1)が炭化水素系界面活性剤であり、前記成分(c2)がフッ素系界面活性剤であり、かつ、前記前処理コーティングの表面張力が前記硬化性組成物(A2)の表面張力よりも高いことを特徴とする、半導体素子の製造方法。 - 前記基板上に前記前処理コーティングの前記液膜を配置する工程が、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート法、およびスリットスキャン法のいずれか1つを使用する請求項25に記載の製造方法。
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