JPWO2016194644A1 - Photo-curable composition for nanoimprint - Google Patents

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山本 拓也
拓也 山本
武 藤川
武 藤川
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Abstract

光を照射することにより、耐熱性及び耐エッチング性に優れた硬化物を形成することができるナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は、カチオン硬化性化合物を含有するナノインプリント用光硬化性組成物であって、前記カチオン硬化性化合物が下記式(a)で表される化合物を含み、前記カチオン硬化性化合物の大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上であり、前記ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物を250℃にて30分間維持した際の熱重量・示差熱同時測定による重量減少率が10%以下である。【化1】Provided is a photocurable composition for nanoimprint, which can form a cured product excellent in heat resistance and etching resistance by irradiation with light. The photocurable composition for nanoimprints of the present invention is a photocurable composition for nanoimprints containing a cationic curable compound, wherein the cationic curable compound comprises a compound represented by the following formula (a), The weight average value of Onishi parameter of the cationic curable compound is 3.2 or less, the weight average value of the ring parameter is 0.4 or more, and the cured product of the photocurable composition for nanoimprint is maintained at 250 ° C. for 30 minutes. The weight reduction rate by simultaneous measurement of thermogravimetry and differential heat is 10% or less. [Chemical 1]

Description

本発明は、ナノインプリント用光硬化性組成物、及びそれを使用した微細パターン基板の製造方法に関する。本願は、2015年5月29日に日本に出願した、特願2015−110584号、及び2015年10月22日に日本に出願した、特願2015−207747号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。   The present invention relates to a photocurable composition for nanoimprint and a method for producing a fine pattern substrate using the same. This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2015-110484 filed in Japan on May 29, 2015, and Japanese Patent Application No. 2015-207747 filed in Japan on October 22, 2015, and its contents Is hereby incorporated by reference.

発光ダイオード(LED)はエネルギー変換効率に優れており、長寿命であることから電子機器等に多用されている。LED素子は無機材料基板の上にGaN系半導体から成る発光層が積層された構造を有する。しかし、無機材料基板とGaN系半導体及び大気との間には大きな屈折率差が存在し、発光層で生じた全光量のうち多くが内部で反射を繰り返して消滅するため、光取り出し効率が悪い。そのため、無機材料基板の表面に数μm程度の微細なパターンを形成し、その上にGaN系半導体から成る発光層を積層することによって光取り出し効率を向上する方法が採用されている。   Light emitting diodes (LEDs) are excellent in energy conversion efficiency and have a long life, so that they are frequently used in electronic devices and the like. The LED element has a structure in which a light emitting layer made of a GaN-based semiconductor is laminated on an inorganic material substrate. However, there is a large refractive index difference between the inorganic material substrate, the GaN-based semiconductor, and the atmosphere, and most of the total amount of light generated in the light-emitting layer disappears due to repeated internal reflection, resulting in poor light extraction efficiency. . For this reason, a method of improving the light extraction efficiency by forming a fine pattern of about several μm on the surface of the inorganic material substrate and laminating a light emitting layer made of a GaN-based semiconductor thereon is adopted.

微細なパターンを形成する方法としてはリソグラフィ法とナノインプリント法が知られている。リソグラフィ法は装置が高価であり、プロセスが複雑であるのに対し、ナノインプリント法は極めて簡便な装置とプロセスによって微細パターンを作製することができるため有利である。   As a method for forming a fine pattern, a lithography method and a nanoimprint method are known. The lithography method is expensive and the process is complicated. On the other hand, the nanoimprint method is advantageous because a fine pattern can be produced by a very simple device and process.

ナノインプリント法では、基板上にレジストの塗膜を形成し、前記塗膜に微細パターンの形状を有するモールドをプレスして微細パターンを転写し、その後、前記塗膜を硬化させたものをマスクとして使用して基板をドライエッチングすることにより基板上に微細パターンを作製することができる。しかし、従来のレジストを用いて形成されたマスクは、高温環境下でドライエッチングを行う際にレジスト焼けが発生することがあり、レジストの耐熱温度によってドライエッチングの工程温度が制限されることが問題であった。   In the nanoimprint method, a resist coating film is formed on a substrate, a mold having a fine pattern shape is pressed on the coating film to transfer a fine pattern, and then the coating film is cured and used as a mask. A fine pattern can be formed on the substrate by dry etching the substrate. However, masks formed using conventional resists may cause resist burning when dry etching is performed in a high-temperature environment, and the process temperature of dry etching is limited by the heat resistance temperature of the resist. Met.

高温条件下でのドライエッチング耐性を向上する方法として、特許文献1、2には、レジストに高分子量の成分を多量に添加したり、無機フィラーを添加する方法が記載されている。   As methods for improving dry etching resistance under high temperature conditions, Patent Documents 1 and 2 describe a method of adding a large amount of a high molecular weight component to a resist or adding an inorganic filler.

しかし、高分子量の成分を多量に添加すると、転写性や塗布性が低下することが問題であった。また、無機フィラーを添加するとドライエッチング後に硬質の残渣が生じる場合があり、それにより歩留まりが低下することが問題であった。   However, when a large amount of a high molecular weight component is added, there is a problem that transferability and coating property are lowered. In addition, when an inorganic filler is added, a hard residue may be generated after dry etching, thereby reducing the yield.

特許第4022312号公報Japanese Patent No. 4022312 特許第5000112号公報Japanese Patent No. 5000112

従って、本発明の目的は、光を照射することにより、耐熱性及び耐エッチング性に優れた硬化物を形成することができるナノインプリント用光硬化性組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記ナノインプリント用光硬化性組成物を使用した微細パターンを有する基板の製造方法、及び前記微細パターンを有する基板を備えた半導体装置の製造方法を提供することにある。
Therefore, the objective of this invention is providing the photocurable composition for nanoimprint which can form the hardened | cured material excellent in heat resistance and etching resistance by irradiating light.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a substrate having a fine pattern using the photocurable composition for nanoimprint, and a method for producing a semiconductor device comprising the substrate having the fine pattern.

本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記式(a)で表される化合物を含み、大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上であるカチオン硬化性化合物を含有するナノインプリント用光硬化性組成物は、光を照射することにより耐エッチング性に優れた硬化物を形成することができることを見いだした。また、ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物を250℃にて30分間維持した際の熱重量・示差熱同時測定による重量減少率が10%以下である場合は、高温環境下でドライエッチングを行った際に高いエッチング耐性を示すとともにレジスト焼け発生の防止ができることがわかった。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention include a compound represented by the following formula (a), the weight average value of Onishi parameter is 3.2 or less, and the weight average value of ring parameter is 0.8. It has been found that a photocurable composition for nanoimprinting containing a cationic curable compound that is 4 or more can form a cured product having excellent etching resistance when irradiated with light. In addition, when the weight loss rate by thermogravimetric / differential thermal simultaneous measurement when the cured product of the photocurable composition for nanoimprint is maintained at 250 ° C. for 30 minutes is 10% or less, dry etching is performed in a high temperature environment. It has been found that the resist shows high etching resistance and can prevent occurrence of resist burning. The present invention has been completed based on these findings.

すなわち、本発明は、カチオン硬化性化合物を含有するナノインプリント用光硬化性組成物であって、前記カチオン硬化性化合物が下記式(a)で表される化合物を含み、前記カチオン硬化性化合物の大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上であり、前記ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物を250℃にて30分間維持した際の熱重量・示差熱同時測定による重量減少率が10%以下であるナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。

Figure 2016194644
(式中、R1〜R18は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子若しくはハロゲン原子を含んでいてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示す。Xは、単結合又は連結基を示す)That is, the present invention is a photocurable composition for nanoimprinting containing a cationic curable compound, wherein the cationic curable compound includes a compound represented by the following formula (a), and Onishi of the cationic curable compound: The weight average value of the parameters is 3.2 or less, the weight average value of the ring parameters is 0.4 or more, and the cured product of the photocurable composition for nanoimprints is maintained at 250 ° C. for 30 minutes. Provided is a photocurable composition for nanoimprinting, which has a weight loss rate of 10% or less by simultaneous differential heat measurement.
Figure 2016194644
(In the formula, R 1 to R 18 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an oxygen atom, or a hydrocarbon group that may contain a halogen atom, or an alkoxy group that may have a substituent. X represents a single bond or a linking group)

本発明は、また、下記式(b-1)
[(Y)kB(Phf)4-k- (b-1)
[式中、Yは置換基(ハロゲン原子を含む基を除く)を有していてもよい、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜30の複素環式基を示す。Phfは水素原子の少なくとも1つが、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、及びハロゲン原子から選択される少なくとも1種で置換されたフェニル基を示す。kは1〜3の整数である]
で表されるアニオン部と、下記式(b-2)

Figure 2016194644
(式中、Ar1〜Ar3は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基若しくは複素環式基を示す)
で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(1)を含有する前記のナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。The present invention also provides the following formula (b-1)
[(Y) k B (Phf) 4-k ] - (b-1)
[Wherein, Y represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or a heterocyclic group having 4 to 30 carbon atoms which may have a substituent (excluding a group containing a halogen atom). Phf represents a phenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with at least one selected from a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkoxy group, and a halogen atom. k is an integer of 1 to 3]
An anion moiety represented by the following formula (b-2)
Figure 2016194644
(In the formula, Ar 1 to Ar 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group)
The said photocurable composition for nanoimprints containing the photocationic polymerization initiator (1) which has a cation part represented by these is provided.

本発明は、また、さらに、シリコーン系表面調整剤及び/又は炭化水素系表面調整剤を含有する前記のナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。   The present invention also provides the above-mentioned photocurable composition for nanoimprint, further comprising a silicone-based surface conditioner and / or a hydrocarbon-based surface conditioner.

本発明は、また、式(a)で表される化合物の含有量がナノインプリント用光硬化性組成物全量(100重量%)の20〜70重量%である前記のナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。   The present invention also provides the photocurable composition for nanoimprints, wherein the content of the compound represented by formula (a) is 20 to 70% by weight of the total amount (100% by weight) of the photocurable composition for nanoimprints. provide.

本発明は、また、光カチオン重合開始剤として、前記光カチオン重合開始剤(1)と共に、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、SbF5OH-、及び下記式(b-3)
[(Rf)tPF6-t- (b-3)
(式中、Rfは水素原子の80%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基であり、tは0〜5の整数である)
で表されるアニオンから選択されるアニオン部と、前記式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(2)を、前記光カチオン重合開始剤(1)1重量部に対して0.1〜2重量部含有する前記のナノインプリント用光硬化性組成物を提供する。
In the present invention, as the cationic photopolymerization initiator, together with the cationic photopolymerization initiator (1), BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , SbF 5 OH , and the following formula (b-3)
[(Rf) t PF 6-t ] - (b-3)
(In the formula, Rf is an alkyl group in which 80% or more of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and t is an integer of 0 to 5)
A photocationic polymerization initiator (2) having an anion part selected from anions represented by formula (b-2) and a cation part represented by the formula (b-2), 1 part by weight of the photocationic polymerization initiator (1) The said photocurable composition for nanoimprint containing 0.1-2 weight part with respect to is provided.

本発明は、また、前記のナノインプリント用光硬化性組成物を無機材料基板上に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜にモールドを押しつけて凹凸形状を転写する工程、塗膜に光を照射する工程を経てマスクを形成し、得られたマスクを使用して基板をエッチングする微細パターン基板の製造方法を提供する。   The present invention also includes a step of applying the photocurable composition for nanoimprinting onto an inorganic material substrate to form a coating film, pressing a mold against the obtained coating film, and transferring a concavo-convex shape to the coating film. Provided is a method for manufacturing a fine pattern substrate in which a mask is formed through a step of irradiating light, and the substrate is etched using the obtained mask.

本発明は、また、光を照射後、さらに加熱処理を行う前記の微細パターン基板の製造方法を提供する。   The present invention also provides the method for producing the fine pattern substrate, wherein the heat treatment is further performed after the light irradiation.

本発明は、また、加熱処理を100〜220℃で行う前記の微細パターン基板の製造方法を提供する。   The present invention also provides the method for producing the fine pattern substrate, wherein the heat treatment is performed at 100 to 220 ° C.

本発明は、また、エッチングとして、塩素原子を含むガスによるドライエッチングを行う前記の微細パターン基板の製造方法を提供する。   The present invention also provides the method for producing the fine pattern substrate, wherein the etching is dry etching using a gas containing chlorine atoms.

本発明は、また、前記の微細パターン基板の製造方法により微細パターン基板を得る工程を含む半導体装置の製造方法を提供する。   The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device including a step of obtaining a fine pattern substrate by the method for manufacturing a fine pattern substrate.

すなわち、本発明は以下に関する。
[1] カチオン硬化性化合物を含有するナノインプリント用光硬化性組成物であって、前記カチオン硬化性化合物が式(a)で表される化合物を含み、前記カチオン硬化性化合物の大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上であり、前記ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物を250℃にて30分間維持した際の熱重量・示差熱同時測定による重量減少率が10%以下であるナノインプリント用光硬化性組成物。
[2] 式(a)で表される化合物が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート、(3,4,3’,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシル、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、1,2−エポキシ−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタン、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)プロパン、及び1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である、[1]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[3] 式(a)で表される化合物の含有量がナノインプリント用光硬化性組成物全量(100重量%)の20〜70重量%である、[1]又は[2]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[4] 式(a)で表される化合物の含有量が、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物全量(100重量%)の20〜70重量%である、[1]〜[3]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[5] カチオン硬化性化合物が、式(a)で表される化合物以外に、芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するエポキシ化合物(式(a)で表される化合物を除く)、及び芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するオキセタン化合物から選択される少なくとも1種を含有する、[1]〜[4]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[6] 芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するエポキシ化合物(式(a)で表される化合物を除く)、及び芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するオキセタン化合物の含有量が、ナノインプリント用光硬化性組成物全量(100重量%)の30〜80重量%である、[5]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[7] 芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するエポキシ化合物(式(a)で表される化合物を除く)、及び芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するオキセタン化合物の含有量が、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物全量(100重量%)の30〜80重量%である、[5]又は[6]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[8] 式(a)で表される化合物と芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するエポキシ化合物(式(a)で表される化合物を除く)と芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有するオキセタン化合物の含有量の和が、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物全量の80重量%以上である、[5]〜[7]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[9] 下記式(b-1)
[(Y)kB(Phf)4-k- (b-1)
[式中、Yは置換基(ハロゲン原子を含む基を除く)を有していてもよい、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜30の複素環式基を示す。Phfは水素原子の少なくとも1つが、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、及びハロゲン原子から選択される少なくとも1種で置換されたフェニル基を示す。kは1〜3の整数である]
で表されるアニオン部と、式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(1)を含有する、[1]〜[8]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[10] 光カチオン重合開始剤として、前記光カチオン重合開始剤(1)と共に、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、SbF5OH-、及び下記式(b-3)
[(Rf)tPF6-t- (b-3)
(式中、Rfは水素原子の80%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基であり、tは0〜5の整数である)
で表されるアニオンから選択されるアニオン部と、前記式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(2)を、前記光カチオン重合開始剤(1)1重量部に対して0.1〜2重量部含有する、[9]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[11] ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全重合開始剤に占める光カチオン重合開始剤(1)と光カチオン重合開始剤(2)の総量の割合が90重量%以上である、[9]又は[10]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[12] さらに、シリコーン系表面調整剤及び/又は炭化水素系表面調整剤を含有する、[1]〜[11]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[13] シリコーン系表面調整剤及び炭化水素系表面調整剤の含有量が、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物100重量部に対して0.005〜10重量部である、[12]に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[14] 硬化物のエッチング選択比(Es/Er)が0.6以上である、[1]〜[13]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
[15] [1]〜[14]の何れか1つに記載のナノインプリント用光硬化性組成物を無機材料基板上に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜にモールドを押しつけて凹凸形状を転写する工程、塗膜に光を照射する工程を経てマスクを形成し、得られたマスクを使用して基板をエッチングする微細パターン基板の製造方法。
[16] 光を照射後、さらに加熱処理を行う、[15]に記載の微細パターン基板の製造方法。
[17] 加熱処理を100〜220℃で行う、[16]に記載の微細パターン基板の製造方法。
[18] エッチングとして、塩素原子を含むガスによるドライエッチングを行う、[15]〜[17]の何れか1つに記載の微細パターン基板の製造方法。
[19] [15]〜[18]の何れか1つに記載の微細パターン基板の製造方法により微細パターン基板を得る工程を含む半導体装置の製造方法。
That is, the present invention relates to the following.
[1] A photocurable composition for nanoimprinting containing a cationic curable compound, wherein the cationic curable compound contains a compound represented by formula (a), and the weight average of Onishi parameters of the cationic curable compound Thermogravimetric / differential simultaneous measurement when the value is 3.2 or less, the weight average value of the ring parameter is 0.4 or more, and the cured product of the photocurable composition for nanoimprint is maintained at 250 ° C. for 30 minutes. The photocurable composition for nanoimprints in which the weight loss rate due to the is 10% or less.
[2] The compound represented by the formula (a) is 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate, (3,4,3 ′, 4′-diepoxy) bicyclohexyl, bis ( 3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether, 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane, 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1- The photocurable composition for nanoimprints according to [1], which is at least one compound selected from the group consisting of yl) propane and 1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane. object.
[3] For nanoimprinting according to [1] or [2], wherein the content of the compound represented by formula (a) is 20 to 70% by weight of the total amount (100% by weight) of the photocurable composition for nanoimprinting Photocurable composition.
[4] The content of the compound represented by the formula (a) is 20 to 70% by weight of the total amount (100% by weight) of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprinting. [3] The photocurable composition for nanoimprints according to any one of [3].
[5] In addition to the compound represented by the formula (a), the cationic curable compound has two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule (excluding the compound represented by the formula (a)). And a photocurable composition for nanoimprints according to any one of [1] to [4], which contains at least one selected from oxetane compounds having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule. object.
[6] Epoxy compound (excluding the compound represented by formula (a)) having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule, and oxetane compound having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule The photocurable composition for nanoimprints according to [5], wherein the content of is 30 to 80% by weight of the total amount (100% by weight) of the photocurable composition for nanoimprints.
[7] Epoxy compounds having two or more aromatic rings or alicyclic rings per molecule (excluding compounds represented by formula (a)), and oxetane compounds having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule The photocurable composition for nanoimprints according to [5] or [6], wherein the content of is 30 to 80% by weight of the total amount (100% by weight) of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprints object.
[8] An epoxy compound (excluding a compound represented by formula (a)) having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule and one aromatic ring or alicyclic ring. Any one of [5] to [7], wherein the sum of the contents of two or more oxetane compounds in the molecule is 80% by weight or more of the total amount of the cationic curable compounds contained in the photocurable composition for nanoimprinting. The photocurable composition for nanoimprints described in 1.
[9] The following formula (b-1)
[(Y) k B (Phf) 4-k ] - (b-1)
[Wherein, Y represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or a heterocyclic group having 4 to 30 carbon atoms which may have a substituent (excluding a group containing a halogen atom). Phf represents a phenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with at least one selected from a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkoxy group, and a halogen atom. k is an integer of 1 to 3]
The nanoimprint according to any one of [1] to [8], comprising a photocationic polymerization initiator (1) having an anion moiety represented by formula (b-2) and a cation moiety represented by formula (b-2): Photocurable composition.
[10] As the photocationic polymerization initiator, together with the photocationic polymerization initiator (1), BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , SbF 5 OH , and the following formula (b-3)
[(Rf) t PF 6-t ] - (b-3)
(In the formula, Rf is an alkyl group in which 80% or more of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and t is an integer of 0 to 5)
A photocationic polymerization initiator (2) having an anion part selected from anions represented by formula (b-2) and a cation part represented by the formula (b-2), 1 part by weight of the photocationic polymerization initiator (1) The photocurable composition for nanoimprints according to [9], which is contained in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on the weight.
[11] The ratio of the total amount of the photocationic polymerization initiator (1) and the photocationic polymerization initiator (2) in the total polymerization initiator contained in the photocurable composition for nanoimprint is 90% by weight or more, [9 ] Or the photocurable composition for nanoimprints described in [10].
[12] The photocurable composition for nanoimprints according to any one of [1] to [11], further comprising a silicone-based surface conditioner and / or a hydrocarbon-based surface conditioner.
[13] The content of the silicone-based surface conditioner and the hydrocarbon-based surface conditioner is 0.005 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprints. [12] The photocurable composition for nanoimprints according to [12].
[14] The photocurable composition for nanoimprints according to any one of [1] to [13], wherein the etching selectivity (Es / Er) of the cured product is 0.6 or more.
[15] The photocurable composition for nanoimprints according to any one of [1] to [14] is applied on an inorganic material substrate to form a coating film, and a mold is pressed against the obtained coating film. A method for producing a fine pattern substrate, wherein a mask is formed through a step of transferring an uneven shape and a step of irradiating light to a coating film, and the substrate is etched using the obtained mask.
[16] The method for producing a fine pattern substrate according to [15], wherein the heat treatment is further performed after the light irradiation.
[17] The method for producing a fine pattern substrate according to [16], wherein the heat treatment is performed at 100 to 220 ° C.
[18] The method for producing a fine pattern substrate according to any one of [15] to [17], wherein dry etching is performed using a gas containing chlorine atoms as the etching.
[19] A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of obtaining a fine pattern substrate by the method for manufacturing a fine pattern substrate according to any one of [15] to [18].

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は上記構成を有するため、速硬化性、薄膜硬化性に優れ、光を照射することにより速やかに硬化物を形成することができる。
また、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物は耐熱性及び耐エッチング性に優れるため、無機材料基板(例えば、サファイア基板等)をエッチングする際に前記硬化物をマスクとして使用すると、マスクの耐熱温度によって制限されることなく任意にエッチング温度を設定することができ、レジスト焼けを生じること無く、無機材料基板を選択的にエッチングすることができ、無機材料基板表面に高精度の微細パターンを形成することができる。
そして、上記微細パターンが表面に形成された無機材料基板(例えば、PSS(Patterned Sapphire Substrate)等)上に発光層、半導体層等を積層すると、光取り出し効率に優れた発光素子を形成することができ、前記発光素子を備えた半導体装置は、高輝度、長寿命、低消費電力、低発熱性等の特性を有する。
Since the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention has the above-described configuration, it is excellent in rapid curing property and thin film curing property, and can be rapidly formed by irradiation with light.
Moreover, since the cured product of the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is excellent in heat resistance and etching resistance, when the cured product is used as a mask when etching an inorganic material substrate (for example, a sapphire substrate), The etching temperature can be arbitrarily set without being limited by the heat-resistant temperature of the mask, and the inorganic material substrate can be selectively etched without causing resist burning. A pattern can be formed.
Then, when a light emitting layer, a semiconductor layer, and the like are stacked on an inorganic material substrate (for example, PSS (Patterned Sapphire Substrate) etc.) on which the fine pattern is formed, a light emitting element having excellent light extraction efficiency can be formed. In addition, a semiconductor device including the light-emitting element has characteristics such as high luminance, long life, low power consumption, and low heat generation.

[カチオン硬化性化合物]
本発明のナノインプリント用光硬化性組成物はカチオン硬化性化合物として、式(a)で表される化合物(以後、「化合物(A)」と称する場合がある)を少なくとも含有する。化合物(A)は優れたカチオン硬化性を有するため、ナノインプリント用光硬化性組成物に速硬化性、薄膜硬化性を付与することができる。
[Cation curable compound]
The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention contains at least a compound represented by the formula (a) (hereinafter sometimes referred to as “compound (A)”) as a cationic curable compound. Since the compound (A) has excellent cationic curability, it can impart fast curability and thin film curability to the photocurable composition for nanoimprint.

式(a)中、R1〜R18は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子若しくはハロゲン原子を含んでいてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示す。Xは、単結合又は連結基を示す。In formula (a), R 1 to R 18 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an oxygen atom, a hydrocarbon group that may contain a halogen atom, or an alkoxy group that may have a substituent. Indicates. X represents a single bond or a linking group.

1〜R18におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。As a halogen atom in R < 1 > -R < 18 >, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. can be mentioned, for example.

1〜R18における炭化水素基には、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基が含まれる。The hydrocarbon group in R 1 to R 18 includes an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.

脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、デシル基、ドデシル基等の炭素数1〜20(好ましくは1〜10、特に好ましくは1〜3)程度のアルキル基;ビニル基、アリル基、メタリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、5−ヘキセニル基等の炭素数2〜20(好ましくは2〜10、特に好ましくは2〜3)程度のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基等の炭素数2〜20(好ましくは2〜10、特に好ましくは2〜3)程度のアルキニル基等を挙げることができる。   Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a decyl group, and a dodecyl group. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10, particularly preferably 1 to 3); vinyl group, allyl group, methallyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2- 2-20 carbon atoms (preferably 2-10, particularly preferably 2) such as butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, 5-hexenyl group, etc. -3) alkenyl groups; alkynyl groups having about 2 to 20 carbon atoms (preferably 2 to 10, particularly preferably 2 to 3) such as ethynyl groups and propynyl groups. That.

脂環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の3〜20員(好ましくは3〜15員、特に好ましくは5〜8員)程度のシクロアルキル基;シクロペンテニル基、シクロへキセニル基等の3〜20員(好ましくは3〜15員、特に好ましくは5〜8員)程度のシクロアルケニル基;ノルボルニル基、ノルボルネニル基、パーヒドロナフタレン−1−イル基、アダマンチル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−3−イル基等の橋かけ環式炭化水素基等を挙げることができる。As the alicyclic hydrocarbon group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, or the like, such as a cyclohexane having about 3 to 20 members (preferably 3 to 15 members, particularly preferably 5 to 8 members). An alkyl group; a cycloalkenyl group of about 3 to 20 members (preferably 3 to 15 members, particularly preferably 5 to 8 members) such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group; norbornyl group, norbornenyl group, perhydronaphthalene-1 -Yl group, adamantyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . And a bridged cyclic hydrocarbon group such as 1 7,10 ] dodecan-3-yl group.

芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜14(好ましくは6〜10)程度の芳香族炭化水素基を挙げることができる。   Examples of the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon groups having about 6 to 14 (preferably 6 to 10) carbon atoms such as a phenyl group and a naphthyl group.

上記炭化水素基は、種々の置換基[例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシル基、置換オキシ基(例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシルオキシ基等)、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基(アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基等)、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換アミノ基、スルホ基、複素環式基等]を有していてもよい。前記ヒドロキシル基やカルボキシル基は有機合成の分野で慣用の保護基で保護されていてもよい。また、脂環式炭化水素基や芳香族炭化水素基の環には芳香族性又は非芳香属性の複素環が縮合していてもよい。   The hydrocarbon group may be any of various substituents [eg, halogen atom, oxo group, hydroxyl group, substituted oxy group (eg, alkoxy group, aryloxy group, aralkyloxy group, acyloxy group, etc.), carboxyl group, substituted oxycarbonyl group] Group (alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, aralkyloxycarbonyl group, etc.), substituted or unsubstituted carbamoyl group, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted amino group, sulfo group, heterocyclic group, etc.] It may be. The hydroxyl group and carboxyl group may be protected with a protective group commonly used in the field of organic synthesis. In addition, an aromatic or non-aromatic heterocycle may be condensed with the ring of the alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group.

1〜R18における酸素原子若しくはハロゲン原子を含んでいてもよい炭化水素基としては、上述の炭化水素基における少なくとも1つの水素原子が、酸素原子を有する基又はハロゲン原子で置換された基等を挙げることができる。上記酸素原子を有する基としては、例えば、ヒドロキシル基;ヒドロパーオキシ基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等のC1-10アルコキシ基;アリルオキシ基等のC2-10アルケニルオキシ基;C1-10アルキル基、C2-10アルケニル基、ハロゲン原子、及びC1-10アルコキシ基から選択される置換基を有していてもよいC6-14アリールオキシ基(例えば、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基等);ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基等のC7-18アラルキルオキシ基;アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のC1-10アシルオキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のC1-10アルコキシカルボニル基;C1-10アルキル基、C2-10アルケニル基、ハロゲン原子、及びC1-10アルコキシ基から選択される置換基を有していてもよいC6-14アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基、トリルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等);ベンジルオキシカルボニル基等のC7-18アラルキルオキシカルボニル基;グリシジルオキシ基等のエポキシ基含有基;エチルオキセタニルオキシ基等のオキセタニル基含有基;アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等のC1-10アシル基;イソシアナート基;スルホ基;カルバモイル基;オキソ基;これらの2以上が単結合又はC1-10アルキレン基等を介して結合した基等を挙げることができる。Examples of the hydrocarbon group that may contain an oxygen atom or a halogen atom in R 1 to R 18 include a group in which at least one hydrogen atom in the above-described hydrocarbon group is substituted with a group having an oxygen atom or a halogen atom, etc. Can be mentioned. Examples of the group having an oxygen atom include hydroxyl group; hydroperoxy group; C 1-10 alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropyloxy group, butoxy group, and isobutyloxy group; C 2-10 alkenyloxy group; C 1-10 alkyl group, C 2-10 alkenyl group, a halogen atom, and C 1-10 optionally C 6-14 optionally having a substituent selected from alkoxy groups Aryloxy groups (for example, tolyloxy group, naphthyloxy group, etc.); C 7-18 aralkyloxy groups such as benzyloxy group, phenethyloxy group; acetyloxy group, propionyloxy group, (meth) acryloyloxy group, benzoyloxy group C 1-10 acyloxy group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxy C 1-10 alkoxycarbonyl group such as carbonyl group; C 1-10 alkyl group, C 2-10 alkenyl group, halogen atom, and optionally substituted substituent selected from C 1-10 alkoxy group 6-14 aryloxycarbonyl group (for example, phenoxycarbonyl group, tolyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.); C 7-18 aralkyloxycarbonyl group such as benzyloxycarbonyl group; epoxy group-containing group such as glycidyloxy group An oxetanyl group-containing group such as an ethyl oxetanyloxy group; a C 1-10 acyl group such as an acetyl group, a propionyl group, or a benzoyl group; an isocyanate group; a sulfo group; a carbamoyl group; an oxo group; Examples thereof include a group bonded through a C 1-10 alkylene group.

1〜R18におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等のC1-10アルコキシ基を挙げることができる。Examples of the alkoxy group in R 1 to R 18 include C 1-10 alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, and an isobutyloxy group.

前記アルコキシ基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、C1-10アルコキシ基、C2-10アルケニルオキシ基、C6-14アリールオキシ基、C1-10アシルオキシ基、メルカプト基、C1-10アルキルチオ基、C2-10アルケニルチオ基、C6-14アリールチオ基、C7-18アラルキルチオ基、カルボキシル基、C1-10アルコキシカルボニル基、C6-14アリールオキシカルボニル基、C7-18アラルキルオキシカルボニル基、アミノ基、モノ又はジC1-10アルキルアミノ基、C1-10アシルアミノ基、エポキシ基含有基、オキセタニル基含有基、C1-10アシル基、オキソ基、及びこれらの2以上が単結合又はC1-10アルキレン基等を介して結合した基等を挙げることができる。Examples of the substituent that the alkoxy group may have include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a C 1-10 alkoxy group, a C 2-10 alkenyloxy group, a C 6-14 aryloxy group, a C 1-10 Acyloxy group, mercapto group, C 1-10 alkylthio group, C 2-10 alkenylthio group, C 6-14 arylthio group, C 7-18 aralkylthio group, carboxyl group, C 1-10 alkoxycarbonyl group, C 6- 14 aryloxycarbonyl group, C 7-18 aralkyloxycarbonyl group, amino group, mono or di C 1-10 alkylamino group, C 1-10 acylamino group, epoxy group-containing group, oxetanyl group-containing group, C 1-10 And an acyl group, an oxo group, and a group in which two or more of these are bonded through a single bond or a C 1-10 alkylene group.

上記式(a)中、Xは単結合又は連結基を示す。前記連結基としては、例えば、二価の炭化水素基、炭素−炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基、カルボニル基(−CO−)、エーテル結合(−O−)、エステル結合(−COO−)、カーボネート基(−O−CO−O−)、アミド基(−CONH−)、及びこれらが複数個連結した基等を挙げることができる。   In the above formula (a), X represents a single bond or a linking group. Examples of the linking group include a divalent hydrocarbon group, an alkenylene group in which part or all of a carbon-carbon double bond is epoxidized, a carbonyl group (—CO—), an ether bond (—O—), Examples thereof include an ester bond (—COO—), a carbonate group (—O—CO—O—), an amide group (—CONH—), and a group in which a plurality of these are linked.

上記二価の炭化水素基としては、例えば、炭素数が1〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、二価の脂環式炭化水素基等を挙げることができる。炭素数が1〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等を挙げることができる。上記二価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2−シクロペンチレン基、1,3−シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)等を挙げることができる。   As said bivalent hydrocarbon group, a C1-C18 linear or branched alkylene group, a bivalent alicyclic hydrocarbon group, etc. can be mentioned, for example. Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group. Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclopentylene group, Examples include cycloalkylene groups (including cycloalkylidene groups) such as cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, and cyclohexylidene group.

上記炭素−炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基(「エポキシ化アルケニレン基」と称する場合がある)におけるアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基等の炭素数2〜8の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニレン基等が挙げられる。特に、上記エポキシ化アルケニレン基としては、炭素−炭素二重結合の全部がエポキシ化されたアルケニレン基が好ましく、より好ましくは炭素−炭素二重結合の全部がエポキシ化された炭素数2〜4のアルケニレン基である。   Examples of the alkenylene group in the alkenylene group in which part or all of the carbon-carbon double bond is epoxidized (sometimes referred to as “epoxidized alkenylene group”) include, for example, a vinylene group, a propenylene group, and a 1-butenylene group. , A 2-butenylene group, a butadienylene group, a pentenylene group, a hexenylene group, a heptenylene group, an octenylene group, etc., and a linear or branched alkenylene group having 2 to 8 carbon atoms. In particular, the epoxidized alkenylene group is preferably an alkenylene group in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized, more preferably 2 to 4 carbon atoms in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized. Alkenylene group.

上記式(a)で表される化合物としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート、(3,4,3’,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシル、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、1,2−エポキシ−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタン、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)プロパン、1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタン等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the compound represented by the above formula (a) include 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate, (3,4,3 ′, 4′-diepoxy) bicyclohexyl, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether, 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane, 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1) -Yl) propane, 1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

上記式(a)で表される化合物は、例えば、下記式(a')で表される化合物と過酸(例えば、過酢酸等)を反応させて式(a')中の二重結合部をエポキシ化することにより製造することができる。尚、下記式(a')中のR1〜R18、Xは前記に同じ。

Figure 2016194644
The compound represented by the above formula (a) is obtained by reacting, for example, a compound represented by the following formula (a ′) with a peracid (for example, peracetic acid) in the double bond portion in the formula (a ′). Can be produced by epoxidizing the. In the following formula (a ′), R 1 to R 18 and X are the same as described above.
Figure 2016194644

化合物(A)の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物全量の例えば20〜70重量%、好ましくは30〜65重量%、特に好ましくは40〜60重量%、最も好ましくは50〜60重量%である。   The content of the compound (A) (when two or more types are contained, the total amount) is, for example, 20 to 70% by weight, preferably 30 to 65% by weight, particularly preferably 40 to 40% by weight of the total amount of the photocurable composition for nanoimprint. 60% by weight, most preferably 50-60% by weight.

また、化合物(A)の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物全量の例えば20〜70重量%、好ましくは30〜65重量%、特に好ましくは40〜60重量%、最も好ましくは50〜60重量%である。   Further, the content of the compound (A) (the total amount when containing two or more) is, for example, 20 to 70% by weight, preferably 30 to 30% by weight of the total amount of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprint. It is 65% by weight, particularly preferably 40 to 60% by weight, and most preferably 50 to 60% by weight.

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は、上記化合物(A)以外にも他のカチオン硬化性化合物を、大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上となる範囲で、1種又は2種以上含有していてもよい。   In the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention, in addition to the above compound (A), other cationic curable compounds have a weight average value of Onishi parameter of 3.2 or less and a weight average value of ring parameter of 0.4. In the range which becomes the above, you may contain 1 type (s) or 2 or more types.

他のカチオン硬化性化合物には、カチオン重合性基を1分子中に少なくとも1個(好ましくは、2個以上)有する化合物が含まれる。前記カチオン重合性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基等の電子供与性基を挙げることができる。   Other cationic curable compounds include compounds having at least one (preferably two or more) cationically polymerizable group in one molecule. Examples of the cationically polymerizable group include electron donating groups such as an epoxy group, an oxetanyl group, and a vinyl ether group.

他のカチオン硬化性化合物の分子量又は重量平均分子量(GPCによる、ポリスチレン換算)は、例えば100以上10000未満、好ましくは200以上10000未満、特に好ましくは400以上10000未満、最も好ましくは400〜5000である。   The molecular weight or weight average molecular weight (by polystyrene conversion by GPC) of other cationic curable compounds is, for example, 100 or more and less than 10,000, preferably 200 or more and less than 10,000, particularly preferably 400 or more and less than 10,000, and most preferably 400 to 5,000. .

カチオン重合性基としてエポキシ基を有する他のカチオン硬化性化合物(以後、「他のエポキシ化合物」と称する場合がある)としては、例えば、化合物(A)以外の脂環式エポキシ化合物(例えば、シクロヘキセンオキシド基を1分子中に1個、又は3個以上含有する化合物);ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物等の芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物;前記芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物を水素化して得られる脂環式グリシジルエーテル系エポキシ化合物;脂肪族多価アルコールのモノ又はポリグリシジルエーテル(例えば、2,2’−(2,5,8−トリオキサノナン−1,9−ジイル)ビスオキシラン)等の鎖状脂肪族グリシジルエーテル系エポキシ化合物;グリシジルエステル系エポキシ化合物;グリシジルアミン系エポキシ化合物等を挙げることができる。   Examples of other cationic curable compounds having an epoxy group as a cationic polymerizable group (hereinafter sometimes referred to as “other epoxy compounds”) include alicyclic epoxy compounds other than the compound (A) (for example, cyclohexene). Compounds containing one or more oxide groups in one molecule); aromatic glycidyl ether type epoxy compounds such as bisphenol A type epoxy compounds and bisphenol F type epoxy compounds; hydrogenating said aromatic glycidyl ether type epoxy compounds Alicyclic glycidyl ether-based epoxy compounds obtained by conversion to mono- or polyglycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols (for example, 2,2 ′-(2,5,8-trioxanonane-1,9-diyl) bisoxirane) Chain aliphatic glycidyl ether type epoxy compounds such as glycidyl And the like glycidyl amine epoxy compounds; ester-based epoxy compound.

他のエポキシ化合物には、下記式で表される化合物等の脂環にエポキシ基が直接結合した化合物も含まれる。   Other epoxy compounds also include compounds in which an epoxy group is directly bonded to an alicyclic ring such as a compound represented by the following formula.

Figure 2016194644
Figure 2016194644

上記式におけるR’は、p価のアルコールの構造式からp個の−OH基を除いた基を示す。また、p、kはそれぞれ自然数を表す。pは1〜6が好ましく、kは1〜30が好ましい。p価のアルコール[R’−(OH)p]としては、例えば、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノール等のC1-15多価アルコールを挙げることができる。pが2以上の場合、括弧内の基におけるkは同一でもよく、異なっていてもよい。上記式で表される化合物としては、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物[例えば、商品名「EHPE3150」、(株)ダイセル製]等を好適に使用することができる。R ′ in the above formula represents a group obtained by removing p —OH groups from the structural formula of a p-valent alcohol. P and k each represent a natural number. p is preferably 1 to 6, and k is preferably 1 to 30. Examples of the p-valent alcohol [R ′-(OH) p ] include C 1-15 polyhydric alcohols such as 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. When p is 2 or more, k in the group in parentheses may be the same or different. Examples of the compound represented by the above formula include 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol [for example, trade name “EHPE3150”, ( Daicel Co., Ltd.] can be preferably used.

カチオン重合性基としてオキセタニル基を有する他のカチオン硬化性化合物(以後、「オキセタン化合物」と称する場合がある)としては、例えば、3,3−ビス(ビニルオキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシルオキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(ヒドロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−[(フェノキシ)メチル]オキセタン、3−エチル−3−(ヘキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(クロロメチル)オキセタン、3,3−ビス(クロロメチル)オキセタン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、ビス([1−エチル(3−オキセタニル)]メチル)エーテル、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビシクロヘキシル、4,4’−ビス[3−エチル−(3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]シクロヘキサン、1,4−ビス([(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル)ベンゼン、3−エチル−3([(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル)オキセタン、キシリレンビスオキセタン等を挙げることができる。本発明においては、例えば、商品名「ARON OXETANE OXT-121」、「ARON OXETANE OXT-221」(以上、東亞合成(株)製)、商品名「ETERNACOLL OXBP」(宇部興産(株)製)等の市販品を使用することもできる。   Examples of other cationic curable compounds having an oxetanyl group as a cationic polymerizable group (hereinafter sometimes referred to as “oxetane compounds”) include 3,3-bis (vinyloxymethyl) oxetane and 3-ethyl-3. -Hydroxymethyloxetane, 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3- (hydroxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3-[(phenoxy) methyl] oxetane, 3-ethyl- 3- (Hexyloxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3- (chloromethyl) oxetane, 3,3-bis (chloromethyl) oxetane, 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] Benzene, bis ([1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl) ether, 4,4′-bis [ 3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] bicyclohexyl, 4,4′-bis [3-ethyl- (3-oxetanyl) methoxymethyl] biphenyl, 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) Methoxymethyl] cyclohexane, 1,4-bis ([(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl) benzene, 3-ethyl-3 ([(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl) oxetane, Examples include xylylene bisoxetane. In the present invention, for example, trade names “ARON OXETANE OXT-121”, “ARON OXETANE OXT-221” (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), trade names “ETERNACOLL OXBP” (manufactured by Ube Industries), etc. It is also possible to use commercially available products.

カチオン重合性基としてビニルエーテル基を有する他のカチオン硬化性化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシイソプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、3−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、3−ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、2−ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、1−メチル−3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、1−メチル−2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、1−ヒドロキシメチルプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールモノビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、1,3−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、1,2−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、p−キシレングリコールモノビニルエーテル、m−キシレングリコールモノビニルエーテル、o−キシレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、テトラエチレングリコールモノビニルエーテル、ペンタエチレングリコールモノビニルエーテル、オリゴエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ジプロピレングリコールモノビニルエーテル、トリプロピレングリコールモノビニルエーテル、テトラプロピレングリコールモノビニルエーテル、ペンタプロピレングリコールモノビニルエーテル、オリゴプロピレングリコールモノビニルエーテル、ポリプロピレングリコールモノビニルエーテル、及びこれらの誘導体等を挙げることができる。   Examples of other cationic curable compounds having a vinyl ether group as the cationic polymerizable group include 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxyisopropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 3-hydroxybutyl vinyl ether, 2-hydroxybutyl vinyl ether, 3-hydroxyisobutyl vinyl ether, 2-hydroxyisobutyl vinyl ether, 1-methyl-3-hydroxypropyl vinyl ether, 1-methyl-2-hydroxypropyl vinyl ether, 1-hydroxymethylpropyl vinyl ether 4-hydroxycyclohexyl vinyl ether, 1,6-hexanediol monovinyl ether, 1, -Cyclohexanedimethanol monovinyl ether, 1,3-cyclohexanedimethanol monovinyl ether, 1,2-cyclohexanedimethanol monovinyl ether, p-xylene glycol monovinyl ether, m-xylene glycol monovinyl ether, o-xylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol mono Vinyl ether, triethylene glycol monovinyl ether, tetraethylene glycol monovinyl ether, pentaethylene glycol monovinyl ether, oligoethylene glycol monovinyl ether, polyethylene glycol monovinyl ether, dipropylene glycol monovinyl ether, tripropylene glycol monovinyl ether, tetrapropylene glycol monovinyl ether Le, penta propylene glycol monovinyl ether oligo propylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monovinyl ether, and these derivatives.

また、他のカチオン硬化性化合物には、例えば、ポリカーボネート骨格、ポリエステル骨格、ポリジエン骨格、及びノボラック骨格等から選択される骨格を有する主鎖と、前記主鎖の末端及び/又は側鎖に上記カチオン重合性基を有する化合物も含まれる。   Other cationic curable compounds include, for example, a main chain having a skeleton selected from a polycarbonate skeleton, a polyester skeleton, a polydiene skeleton, a novolac skeleton, and the like, and the cation at the terminal and / or side chain of the main chain. A compound having a polymerizable group is also included.

本発明においては、他のカチオン硬化性化合物として、他のエポキシ化合物及び/又はオキセタン化合物を含有することが好ましく、特に芳香環若しくは脂環を有する(とりわけ、芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有する)他のエポキシ化合物、及び芳香環若しくは脂環を有する(とりわけ、芳香環若しくは脂環を1分子中に2個以上有する)オキセタン化合物から選択される少なくとも1種を使用することが、ドライエッチング耐性に優れる硬化物が得られる点で好ましい。   In the present invention, it is preferable to contain another epoxy compound and / or oxetane compound as the other cationic curable compound, and in particular, it has an aromatic ring or an alicyclic ring (in particular, the aromatic ring or alicyclic ring in one molecule). Use of at least one selected from other epoxy compounds having two or more) and oxetane compounds having aromatic rings or alicyclic rings (in particular, having two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule). It is preferable in that a cured product having excellent dry etching resistance can be obtained.

他のカチオン硬化性化合物の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物全量の例えば30〜80重量%、好ましくは35〜70重量%、特に好ましくは40〜65重量%、最も好ましくは40〜55重量%である。   The content of other cationic curable compounds (the total amount when containing two or more) is, for example, 30 to 80% by weight, preferably 35 to 70% by weight, particularly preferably the total amount of the photocurable composition for nanoimprints. It is 40 to 65% by weight, most preferably 40 to 55% by weight.

他のカチオン硬化性化合物の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる硬化性化合物(特に、カチオン硬化性化合物)全量の例えば30〜80重量%、好ましくは35〜70重量%、特に好ましくは40〜65重量%、最も好ましくは40〜55重量%である。   The content of other cationic curable compounds (the total amount when containing two or more types) is, for example, 30 to 80 of the total amount of curable compounds (particularly cationic curable compounds) contained in the photocurable composition for nanoimprints. % By weight, preferably 35-70% by weight, particularly preferably 40-65% by weight, most preferably 40-55% by weight.

上記化合物(A)と上記他のカチオン硬化性化合物の含有量の和は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物全量の例えば80重量%以上、好ましくは90重量%以上、特に好ましくは95重量%以上である。尚、含有量の和の上限は100重量%である。   The sum of the content of the compound (A) and the other cationic curable compound is, for example, 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more, particularly 90% by weight or more of the total amount of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprinting. Preferably it is 95 weight% or more. The upper limit of the sum of the contents is 100% by weight.

[光カチオン重合開始剤]
光カチオン重合開始剤は、光の照射によってカチオン種を発生してカチオン硬化性化合物の硬化反応を開始させる化合物である。光カチオン重合開始剤は、光を吸収するカチオン部と酸の発生源となるアニオン部からなる。
[Photocationic polymerization initiator]
The cationic photopolymerization initiator is a compound that generates a cationic species by light irradiation and initiates a curing reaction of the cationically curable compound. The cationic photopolymerization initiator is composed of a cation moiety that absorbs light and an anion moiety that is a source of acid generation.

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は、下記式(b-1)
[(Y)kB(Phf)4-k- (b-1)
[式中、Yは置換基(ハロゲン原子を含む基を除く)を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は複素環式基を示す。Phfは水素原子の少なくとも1つが、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、及びハロゲン原子から選択される少なくとも1種で置換されたフェニル基を示す。kは1〜3の整数である]
で表されるアニオン部と、下記式(b-2)

Figure 2016194644
(式中、Ar1〜Ar3は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基若しくは複素環式基を示す)
で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(1)を含有することが好ましい。The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention has the following formula (b-1)
[(Y) k B (Phf) 4-k ] - (b-1)
[Wherein Y represents an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group which may have a substituent (excluding a group containing a halogen atom). Phf represents a phenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with at least one selected from a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkoxy group, and a halogen atom. k is an integer of 1 to 3]
An anion moiety represented by the following formula (b-2)
Figure 2016194644
(In the formula, Ar 1 to Ar 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group)
It is preferable to contain the photocationic polymerization initiator (1) which has a cation part represented by these.

前記Yにおける芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基が好ましく、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基等の炭素数6〜30のアリール基を挙げることができる。   The aromatic hydrocarbon group in Y is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms such as a phenyl group, a biphenylyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a phenanthrenyl group, or the like. The group can be mentioned.

前記Yにおける複素環式基を構成する複素環には、芳香族性複素環及び非芳香族性複素環が含まれる。このような複素環としては、炭素数4〜30の複素環が好ましく、例えば、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環(例えば、オキセタン環等の4員環;フラン環、テトラヒドロフラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、γ−ブチロラクトン環等の5員環;4−オキソ−4H−ピラン環、テトラヒドロピラン環、モルホリン環等の6員環;ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、4−オキソ−4H−クロメン環、クロマン環、イソクロマン環等の縮合環;3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン環、3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン環等の架橋環)、ヘテロ原子としてイオウ原子を含む複素環(例えば、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環等の5員環;4−オキソ−4H−チオピラン環等の6員環;ベンゾチオフェン環等の縮合環等)、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環(例えば、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環等の5員環;ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環等の6員環;インドール環、インドリン環、キノリン環、アクリジン環、ナフチリジン環、キナゾリン環、プリン環等の縮合環等)等を挙げることができる。(1価の)複素環式基としては、上記複素環の構造式から1個の水素原子を除いた基を挙げることができる。The heterocyclic ring constituting the heterocyclic group for Y includes an aromatic heterocyclic ring and a non-aromatic heterocyclic ring. As such a heterocyclic ring, a heterocyclic ring having 4 to 30 carbon atoms is preferable. For example, a heterocyclic ring containing an oxygen atom as a hetero atom (for example, a 4-membered ring such as an oxetane ring; a furan ring, a tetrahydrofuran ring, an oxazole ring, 5-membered rings such as isoxazole ring and γ-butyrolactone ring; 6-membered rings such as 4-oxo-4H-pyran ring, tetrahydropyran ring and morpholine ring; benzofuran ring, isobenzofuran ring, 4-oxo-4H-chromene ring Condensed ring such as chroman ring and isochroman ring; 3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecan-2-one ring, 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4, 8] nonane-2-one ring, the bridge ring), heterocyclic rings containing sulfur atom as a hetero atom (e.g., thiophene ring, thiazole ring, isothiazole ring, thiadiazole ring, 5-membered ring; 6-membered ring such as 4-oxo-4H-thiopyran ring; condensed ring such as benzothiophene ring, etc., heterocycle containing a nitrogen atom as a hetero atom (for example, pyrrole ring, pyrrolidine ring, pyrazole ring, imidazole) 5-membered ring such as ring, triazole ring; 6-membered ring such as pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperidine ring, piperazine ring; indole ring, indoline ring, quinoline ring, acridine ring, naphthyridine ring, quinazoline ring And a condensed ring such as a purine ring). Examples of the (monovalent) heterocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from the above structural formula of the heterocyclic ring.

Yは置換基を1つ又は2つ以上有していてもよい。前記置換基はハロゲン原子を含む基以外の基であり、例えば、C1-12アルキル基、C3-6シクロアルキル基、C1-6アルコキシ基、C1-6アルキルチオ基、C6-12アリールチオ基、C2-7アルキルカルボニル基、C2-7アルコキシカルボニル基、フェニル基、及びベンゾイル基等を挙げることができる。Yが置換基を2つ以上有する場合、それらの置換基はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。Y may have one or more substituents. The substituent is a group other than a group containing a halogen atom. For example, a C 1-12 alkyl group, a C 3-6 cycloalkyl group, a C 1-6 alkoxy group, a C 1-6 alkylthio group, a C 6-12 Examples thereof include an arylthio group, a C 2-7 alkylcarbonyl group, a C 2-7 alkoxycarbonyl group, a phenyl group, and a benzoyl group. When Y has two or more substituents, these substituents may be the same or different.

前記パーフルオロアルキル基としては、C1-8(好ましくはC1-4)パーフルオロアルキル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、パーフルオロペンチル、パーフルオロオクチル基等の直鎖状C1-8(好ましくはC1-4)パーフルオロアルキル基;ヘプタフルオロイソプロピル、ノナフルオロイソブチル基等の分岐鎖状C3-8(好ましくはC3-4)パーフルオロアルキル基;パーフルオロシクロプロピル、パーフルオロシクロブチル基等のC3-8(好ましくはC3-4)パーフルオロシクロアルキル基等を挙げることができる。The perfluoroalkyl group is preferably a C 1-8 (preferably C 1-4 ) perfluoroalkyl group, such as trifluoromethyl, pentafluoroethyl, heptafluoropropyl, nonafluorobutyl, perfluoropentyl, perfluoro Linear C 1-8 (preferably C 1-4 ) perfluoroalkyl group such as fluorooctyl group; branched C 3-8 (preferably C 3-4 ) such as heptafluoroisopropyl and nonafluoroisobutyl groups Perfluoroalkyl groups; C 3-8 (preferably C 3-4 ) perfluorocycloalkyl groups such as perfluorocyclopropyl and perfluorocyclobutyl groups.

前記パーフルオロアルコキシ基としては、C1-8(好ましくはC1-4)パーフルオロアルコキシ基が好ましく、例えば、トリフルオロメトキシ、ペンタフルオロエトキシ、ヘプタフルオロプロポキシ、ノナフルオロブトキシ、パーフルオロペンチルオキシ、パーフルオロオクチルオキシ基等の直鎖状C1-8(好ましくはC1-4)パーフルオロアルコキシ基;ヘプタフルオロイソプロポキシ、ノナフルオロイソブトキシ基等の分岐鎖状C3-8(好ましくはC3-4)パーフルオロアルコキシ基等を挙げることができる。The perfluoroalkoxy group is preferably a C 1-8 (preferably C 1-4 ) perfluoroalkoxy group, such as trifluoromethoxy, pentafluoroethoxy, heptafluoropropoxy, nonafluorobutoxy, perfluoropentyloxy, Linear C 1-8 such as perfluorooctyloxy group (preferably C 1-4 ) perfluoroalkoxy group; branched C 3-8 such as heptafluoroisopropoxy, nonafluoroisobutoxy group (preferably C 3-4 ) and a perfluoroalkoxy group.

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。   As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. can be mentioned, for example.

Yとしては、なかでも炭素数6〜30の芳香族炭化水素基が好ましく、特にフェニル基(C65)、ビフェニリル基(C6564)が好ましい。Y is particularly preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, particularly preferably a phenyl group (C 6 H 5 ) or a biphenylyl group (C 6 H 5 C 6 H 4 ).

Phfとしては、例えば、ペンタフルオロフェニル基(C65)、トリフルオロフェニル基(C623)、テトラフルオロフェニル基(C6HF4)、トリフルオロメチルフェニル基(CF364)、ビス(トリフルオロメチル)フェニル基((CF3263)、ペンタフルオロエチルフェニル基(CF3CF264)、ビス(ペンタフルオロエチル)フェニル基((CF3CF2263)、フルオロ−トリフルオロメチルフェニル基(CF363F)、フルオロ−ビス(トリフルオロメチル)フェニル基((CF3262F)、フルオロ−ペンタフルオロエチルフェニル基(CF3CF263F)、フルオロ−ビス(ペンタフルオロエチル)フェニル基((CF3CF2262F)等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、薄膜硬化性に優れ、且つ得られる硬化物が耐熱性及び耐熱黄変性に特に優れる点で、ペンタフルオロフェニル基(C65)、フルオロ−ビス(ペンタフルオロエチル)フェニル基((CF3CF2262F)が好ましい。Examples of Phf include a pentafluorophenyl group (C 6 F 5 ), a trifluorophenyl group (C 6 H 2 F 3 ), a tetrafluorophenyl group (C 6 HF 4 ), and a trifluoromethylphenyl group (CF 3 C 6 H 4), bis (trifluoromethyl) phenyl group ((CF 3) 2 C 6 H 3), pentafluoroethyl phenyl group (CF 3 CF 2 C 6 H 4), bis (pentafluoroethyl) phenyl group ( (CF 3 CF 2 ) 2 C 6 H 3 ), fluoro-trifluoromethylphenyl group (CF 3 C 6 H 3 F), fluoro-bis (trifluoromethyl) phenyl group ((CF 3 ) 2 C 6 H 2 F), fluoro - pentafluoroethyl phenyl group - ani a (CF 3 CF 2 C 6 H 3 F), fluoro-bis (pentafluoroethyl) phenyl group ((CF 3 CF 2) 2 C 6 H 2 F) , etc. Rukoto can. In the present invention, pentafluorophenyl group (C 6 F 5 ), fluoro-bis (pentafluoroethyl) is particularly preferable in that it is excellent in thin film curability and the obtained cured product is particularly excellent in heat resistance and heat yellowing resistance. ) A phenyl group ((CF 3 CF 2 ) 2 C 6 H 2 F) is preferred.

光カチオン重合開始剤(1)のアニオン部としては、なかでも[(C65)B(C653-、[(C65)B((CF3CF2262F)3-、[(C6564)B(C653-等が好ましい。As the anion part of the photocationic polymerization initiator (1), [(C 6 H 5 ) B (C 6 F 5 ) 3 ] , [(C 6 H 5 ) B ((CF 3 CF 2 ) 2] C 6 H 2 F) 3 ] , [(C 6 H 5 C 6 H 4 ) B (C 6 F 5 ) 3 ] − and the like are preferable.

Ar1〜Ar3における芳香族炭化水素基、及び複素環式基としては、上記Yと同様の例を挙げることができる。また、芳香族炭化水素基、及び複素環式基が有していてもよい置換基としては、上記Yが有していてもよい置換基と同様の例を挙げることができる。Examples of the aromatic hydrocarbon group and the heterocyclic group in Ar 1 to Ar 3 include the same examples as those described above for Y. In addition, examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon group and the heterocyclic group may have include the same examples as the substituent that Y may have.

光カチオン重合開始剤(1)のカチオン部としては、例えば、トリフェニルスルホニウム、トリ−p−トリルスルホニウム、トリ−o−トリルスルホニウム、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウム、1−ナフチルジフェニルスルホニウム、2−ナフチルジフェニルスルホニウム、トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、トリ−1−ナフチルスルホニウム、トリ−2−ナフチルスルホニウム、トリス(4−ヒドロキシフェニル)スルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、4−(p−トリルチオ)フェニルジ−p−トリルスルホニウム、4−(4−メトキシフェニルチオ)フェニルビス(4−メトキシフェニル)スルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルビス(4−メトキシフェニル)スルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルジ−p−トリルスルホニウム、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド、ビス[4−{ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホニオ}フェニル]スルフィド、ビス{4−[ビス(4−フルオロフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、ビス{4−[ビス(4−メチルフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、ビス{4−[ビス(4−メトキシフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、4−(4−ベンゾイル−2−クロロフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、4−(4−ベンゾイル−2−クロロフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、7−イソプロピル−9−オキソ−10−チア−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イル−ジ−p−トリルスルホニウム、7−イソプロピル−9−オキソ−10−チア−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イル−ジフェニルスルホニウム、2−[(ジ−p−トリル)スルホニオ]チオキサントン、2−[(ジフェニル)スルホニオ]チオキサントン、4−[4−(4−t−ブチルベンゾイル)フェニルチオ]フェニルジ−p−トリルスルホニウム、4−[4−(4−t−ブチルベンゾイル)フェニルチオ]フェニルジフェニルスルホニウム、4−[4−(ベンゾイルフェニルチオ)]フェニル−ジ−p−トリルスルホニウム、4−[4−(ベンゾイルフェニルチオ)]フェニルジフェニルスルホニウム、5−(4−メトキシフェニル)チアントレニウム、5−フェニルチアントレニウム、5−トリルチアントレニウム、5−(4−エトキシフェニル)チアントレニウム、5−(2,4,6−トリメチルフェニル)チアントレニウム、[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム、[4−(2−チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル−2−チオキサントニルスルホニウム等を挙げることができる。   Examples of the cation moiety of the photocationic polymerization initiator (1) include triphenylsulfonium, tri-p-tolylsulfonium, tri-o-tolylsulfonium, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium, 1-naphthyldiphenylsulfonium, 2 -Naphthyldiphenylsulfonium, tris (4-fluorophenyl) sulfonium, tri-1-naphthylsulfonium, tri-2-naphthylsulfonium, tris (4-hydroxyphenyl) sulfonium, 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium, 4- (p -Tolylthio) phenyldi-p-tolylsulfonium, 4- (4-methoxyphenylthio) phenylbis (4-methoxyphenyl) sulfonium, 4- (phenylthio) phenylbis (4-fluorophenyl) sulfo , 4- (phenylthio) phenylbis (4-methoxyphenyl) sulfonium, 4- (phenylthio) phenyldi-p-tolylsulfonium, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide, bis [4- {bis [4 -(2-hydroxyethoxy) phenyl] sulfonio} phenyl] sulfide, bis {4- [bis (4-fluorophenyl) sulfonio] phenyl} sulfide, bis {4- [bis (4-methylphenyl) sulfonio] phenyl} sulfide Bis {4- [bis (4-methoxyphenyl) sulfonio] phenyl} sulfide, 4- (4-benzoyl-2-chlorophenylthio) phenylbis (4-fluorophenyl) sulfonium, 4- (4-benzoyl-2- Chlorophenylthio) phenyldiphenylsulfur 4- (4-benzoylphenylthio) phenylbis (4-fluorophenyl) sulfonium, 4- (4-benzoylphenylthio) phenyldiphenylsulfonium, 7-isopropyl-9-oxo-10-thia-9,10- Dihydroanthracen-2-yl-di-p-tolylsulfonium, 7-isopropyl-9-oxo-10-thia-9,10-dihydroanthracen-2-yl-diphenylsulfonium, 2-[(di-p-tolyl) Sulfonio] thioxanthone, 2-[(diphenyl) sulfonio] thioxanthone, 4- [4- (4-t-butylbenzoyl) phenylthio] phenyldi-p-tolylsulfonium, 4- [4- (4-t-butylbenzoyl) phenylthio ] Phenyldiphenylsulfonium, 4- [4- (ben Zoylphenylthio)] phenyl-di-p-tolylsulfonium, 4- [4- (benzoylphenylthio)] phenyldiphenylsulfonium, 5- (4-methoxyphenyl) thiantrenium, 5-phenylthiantrenium, 5- Tolylthanthrenium, 5- (4-ethoxyphenyl) thientrenium, 5- (2,4,6-trimethylphenyl) thiantrenium, [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylyl And phenylsulfonium, [4- (2-thioxanthonylthio) phenyl] phenyl-2-thioxanthonylsulfonium, and the like.

本発明における光カチオン重合開始剤(1)の具体例としては、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[4−(2−チオキサントニルチオ)フェニル]フェニル−2−チオキサントニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等を挙げることができる。   Specific examples of the cationic photopolymerization initiator (1) in the present invention include 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium phenyltris (pentafluorophenyl) borate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide phenyltris (penta Fluorophenyl) borate, [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium phenyltris (pentafluorophenyl) borate, [4- (2-thioxanthonylthio) phenyl] phenyl-2- And thioxanthonylsulfonium phenyltris (pentafluorophenyl) borate.

光カチオン重合開始剤(1)の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物100重量部に対して、例えば0.1〜10.0重量部、好ましくは0.3〜5.0重量部、特に好ましくは0.5〜4.0重量部、最も好ましくは1.0〜3.0重量部である。   The content of the cationic photopolymerization initiator (1) (when two or more are included, the total amount) is, for example, 0.1 with respect to 100 parts by weight of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprinting. -10.0 parts by weight, preferably 0.3-5.0 parts by weight, particularly preferably 0.5-4.0 parts by weight, and most preferably 1.0-3.0 parts by weight.

本発明においては、光カチオン重合開始剤として、上記光カチオン重合開始剤(1)と共に、それ以外の他の光カチオン重合開始剤(2)を1種又は2種以上併用してもよい。   In the present invention, as the photocationic polymerization initiator, one or two or more other photocationic polymerization initiators (2) may be used in combination with the photocationic polymerization initiator (1).

前記光カチオン重合開始剤(2)としては、例えば、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、SbF5OH-、及び下記式(b-3)
[(Rf)tPF6-t- (b-3)
(式中、Rfは水素原子の80%以上(好ましくは全水素原子)がフッ素原子で置換されたアルキル基であり、tは0〜5の整数である)
で表されるアニオンから選択されるアニオン部と、上記式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤等を挙げることができる。
Examples of the cationic photopolymerization initiator (2) include BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , SbF 5 OH , and the following formula (b-3)
[(Rf) t PF 6-t ] - (b-3)
(In the formula, Rf is an alkyl group in which 80% or more (preferably all hydrogen atoms) of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and t is an integer of 0 to 5)
And a photocationic polymerization initiator having an anion moiety selected from the anions represented by formula (b) and a cation moiety represented by the formula (b-2).

本発明における光カチオン重合開始剤(2)のアニオン部としては、なかでも、上記式(b-3)で表されるアニオン部が、得られる硬化物の耐熱性を一層向上することができる点で好ましい。すなわち、光カチオン重合開始剤(2)としては、上記式(b-3)で表されるアニオン部と、上記式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤を使用することが好ましい。   As the anion part of the photocationic polymerization initiator (2) in the present invention, among others, the anion part represented by the above formula (b-3) can further improve the heat resistance of the resulting cured product. Is preferable. That is, as the photocationic polymerization initiator (2), a photocationic polymerization initiator having an anion moiety represented by the above formula (b-3) and a cation moiety represented by the above formula (b-2) is used. It is preferable to do.

光カチオン重合開始剤(2)としては、例えば、ジフェニル[4−(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、ジフェニル[4−(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート等を挙げることができる。   Examples of the photocationic polymerization initiator (2) include diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium hexafluorophosphate, [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate and the like.

光カチオン重合開始剤(1)と共に、光カチオン重合開始剤(2)を併用する場合、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる光カチオン重合開始剤全量において光カチオン重合開始剤(1)の占める割合は、例えば20.0重量%以上、好ましくは33.3重量%以上、より好ましくは50.0重量%以上、特に好ましくは65重量%以上、最も好ましくは75重量%以上、とりわけ好ましくは80重量%以上である。   When the photocationic polymerization initiator (2) is used in combination with the photocationic polymerization initiator (1), the photocationic polymerization initiator (1) in the total amount of the photocationic polymerization initiator contained in the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention. ) Is, for example, 20.0% by weight or more, preferably 33.3% by weight or more, more preferably 50.0% by weight or more, particularly preferably 65% by weight or more, most preferably 75% by weight or more, Preferably it is 80 weight% or more.

また、光カチオン重合開始剤(1)と共に、光カチオン重合開始剤(2)を併用する場合、光カチオン重合開始剤(1)1重量部に対する光カチオン重合開始剤(2)の使用量は、例えば0.1〜2重量部である。前記光カチオン重合開始剤(2)の使用量の上限は、好ましくは1.5重量部、より好ましくは1重量部、特に好ましくは0.75重量部、最も好ましくは0.5重量部である。また、光カチオン重合開始剤(2)の使用量の下限は、好ましくは0.15重量部、特に好ましくは0.2重量部である。   Moreover, when using a photocationic polymerization initiator (2) together with a photocationic polymerization initiator (1), the usage-amount of the photocationic polymerization initiator (2) with respect to 1 weight part of photocationic polymerization initiators (1) is as follows. For example, 0.1 to 2 parts by weight. The upper limit of the amount of the photocationic polymerization initiator (2) used is preferably 1.5 parts by weight, more preferably 1 part by weight, particularly preferably 0.75 part by weight, and most preferably 0.5 part by weight. . Moreover, the minimum of the usage-amount of a photocationic polymerization initiator (2) becomes like this. Preferably it is 0.15 weight part, Most preferably, it is 0.2 weight part.

光カチオン重合開始剤(1)と光カチオン重合開始剤(2)を上記範囲で併用することにより、耐熱性に特に優れた硬化物が得られる傾向がある。   By using the photocationic polymerization initiator (1) and the photocationic polymerization initiator (2) in the above range, a cured product having particularly excellent heat resistance tends to be obtained.

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は重合開始剤として上記光カチオン重合開始剤(1)、(2)以外にも他の重合開始剤を含有していても良いが、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全重合開始剤に占める上記光カチオン重合開始剤(1)、(2)の総量の割合は、例えば50重量%以上、好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記光カチオン重合開始剤(1)、(2)を上記範囲で含有することにより、耐熱性に特に優れた硬化物が得られる傾向がある。   The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention may contain other polymerization initiator in addition to the above-mentioned photocationic polymerization initiators (1) and (2) as a polymerization initiator, but for nanoimprinting of the present invention. The proportion of the total amount of the photocationic polymerization initiators (1) and (2) in the total polymerization initiator contained in the photocurable composition is, for example, 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 90%. % By weight or more. By containing the photocationic polymerization initiators (1) and (2) in the above range, a cured product having particularly excellent heat resistance tends to be obtained.

[その他の成分]
本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は上記成分以外にも必要に応じて他の成分を含有していても良い。他の成分としては、例えば、上記以外の硬化性化合物、溶剤、表面調整剤(=レベリング剤)、光増感剤(例えば、チオキサントン化合物等)、消泡剤、カップリング剤(例えば、シランカップリング剤等)、界面活性剤、無機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、蛍光体、離型剤、分散剤、分散助剤等の慣用の添加剤を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[Other ingredients]
The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention may contain other components as necessary in addition to the above components. Examples of other components include curable compounds other than those described above, solvents, surface conditioners (= leveling agents), photosensitizers (for example, thioxanthone compounds), antifoaming agents, coupling agents (for example, silane cups) Conventional additives such as a ring agent and the like, surfactants, inorganic fillers, flame retardants, ultraviolet absorbers, ion adsorbers, phosphors, mold release agents, dispersants, and dispersion aids. These can be used alone or in combination of two or more.

(表面調整剤)
本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は表面調整剤を含有することが、スピンコート法等により塗膜を形成する際に、エッジビードの発生を抑制し、表面平滑性に優れた塗膜を形成することができる点で好ましい。
(Surface conditioner)
The photocurable composition for nanoimprints of the present invention contains a surface conditioner, and when forming a coating film by a spin coating method or the like, it suppresses the generation of edge beads and forms a coating film having excellent surface smoothness. It is preferable in that it can be performed.

表面調整剤には、シリコーン系表面調整剤(例えば、ポリエーテル変性ポリシロキサン、ポリエステル変性ポリシロキサン、アラルキル変性ポリシロキサン等)、炭化水素系表面調整剤[例えば、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテル変性ポリ(メタ)アクリレート、フッ素変性ポリ(メタ)アクリレート等(何れも、ホモポリマー、及びコポリマーを含む)]が含まれる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the surface conditioner include silicone-based surface conditioners (for example, polyether-modified polysiloxane, polyester-modified polysiloxane, aralkyl-modified polysiloxane, etc.), hydrocarbon-based surface conditioners [for example, poly (meth) acrylate, polyether-modified Poly (meth) acrylate, fluorine-modified poly (meth) acrylate, etc. (both including homopolymers and copolymers)]. These can be used alone or in combination of two or more.

表面調整剤の分子量は、例えば3000以上、好ましくは4000〜150000、更に好ましくは5000〜100000、特に好ましくは7000〜100000、最も好ましくは10000〜50000である。   The molecular weight of the surface conditioning agent is, for example, 3000 or more, preferably 4000 to 150,000, more preferably 5000 to 100,000, particularly preferably 7000 to 100,000, and most preferably 10,000 to 50,000.

表面調整剤としては、例えば、商品名「BYK−UV3510」、「BYK−350」、「BYK−352]、「BYK−354」(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)等の市販品を好適に使用することができる。   As the surface conditioner, for example, commercially available products such as trade names “BYK-UV3510”, “BYK-350”, “BYK-352”, “BYK-354” (above, manufactured by BYK Japan Japan Co., Ltd.) are suitable. Can be used for

表面調整剤の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれるカチオン硬化性化合物100重量部に対して例えば0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜7重量部、特に好ましくは0.05〜5重量部である。   The content of the surface conditioning agent (the total amount when containing two or more types) is, for example, 0.005 to 10 parts by weight, preferably 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprint. Is 0.01-7 parts by weight, particularly preferably 0.05-5 parts by weight.

(溶剤)
本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は溶剤を含有していてもよい。
(solvent)
The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention may contain a solvent.

前記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテ−ト、1−メトキシ−2−プロピルアセテート等のエステル類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエ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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類;3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン等の芳香族炭化水素等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the solvent include ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 3- Esters such as methoxybutyl acetate and 1-methoxy-2-propyl acetate; ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol Ethers such as monoethyl ether; 3-methoxy Examples include alcohols such as ethanol and 1-methoxy-2-propanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, and mesitylene. it can. These can be used alone or in combination of two or more.

溶剤としては、なかでも、沸点(760mmHgにおける)が、例えば100〜210℃、好ましくは120〜200℃、特に好ましくは135〜180℃である溶剤を使用することが、塗布性の点で好ましい。   Among them, it is preferable from the viewpoint of applicability to use a solvent having a boiling point (at 760 mmHg) of, for example, 100 to 210 ° C, preferably 120 to 200 ° C, particularly preferably 135 to 180 ° C.

溶剤の含有量(2種以上を含有する場合はその総量)は、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる不揮発分の濃度が3〜90重量%(好ましくは5〜80重量%)となる範囲内であることが好ましく、溶剤を添加することにより、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物の粘度[25℃、せん断速度20(1/s)における]を、例えば0.1〜500mPa・s程度(好ましくは1〜200mPa・s)に調整することが、塗布性を向上することができる点で好ましい。   The content of the solvent (the total amount in the case of containing two or more types) is a range in which the concentration of the non-volatile content contained in the photocurable composition for nanoimprint is 3 to 90% by weight (preferably 5 to 80% by weight). The viscosity [at 25 ° C., shear rate 20 (1 / s)] of the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention by adding a solvent is, for example, 0.1 to 500 mPa · s. Adjustment to a degree (preferably 1 to 200 mPa · s) is preferable from the viewpoint of improving coating properties.

[ナノインプリント用光硬化性組成物]
本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は、例えば、上記成分を所定の割合で撹拌・混合して、必要に応じて真空下で脱泡することにより調製することができる。
[Photocurable composition for nanoimprint]
The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention can be prepared, for example, by stirring and mixing the above components at a predetermined ratio and defoaming under vacuum as necessary.

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全カチオン硬化性化合物の大西パラメータの重量平均値は3.2以下であり、好ましくは3.15以下、特に好ましくは3.1以下、最も好ましくは3.05以下である。尚、大西パラメータの重量平均値の下限は、例えば1.8、好ましくは2.0である。そのため、優れたエッチング耐性を有する硬化物を形成することができる。尚、ナノインプリント用光硬化性組成物がカチオン硬化性化合物を1種のみ含有する場合の大西パラメータの重量平均値(OPavg)は、大西パラメータの値(OP)と同じである。The weight average value of Onishi parameter of all cationic curable compounds contained in the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is 3.2 or less, preferably 3.15 or less, particularly preferably 3.1 or less, and most preferably. Is 3.05 or less. The lower limit of the weight average value of the Onishi parameter is, for example, 1.8, preferably 2.0. Therefore, a cured product having excellent etching resistance can be formed. The weight average value (OP avg ) of the Onishi parameter when the nanoimprint photocurable composition contains only one cationic curable compound is the same as the Onishi parameter value (OP).

大西パラメータはエッチング耐性を経験的に示すパラメータであり、下記式で算出される。大西パラメータの値(OP又はOPavg)が小さいほど、エッチング耐性が大きい。
OP=N/(Nc−No)
(式中、Nはカチオン硬化性化合物を構成する全原子数、Ncはカチオン硬化性化合物に含まれる炭素原子数、Noはカチオン硬化性化合物に含まれる酸素原子数である)
The Onishi parameter is a parameter that empirically indicates etching resistance, and is calculated by the following equation. The smaller the value of the Onishi parameter (OP or OP avg ), the greater the etching resistance.
OP = N / (Nc-No)
(In the formula, N is the total number of atoms constituting the cation curable compound, Nc is the number of carbon atoms contained in the cation curable compound, and No is the number of oxygen atoms contained in the cation curable compound)

ナノインプリント用光硬化性組成物がカチオン硬化性化合物を2種以上(例えば、Z種)含有する場合、全カチオン硬化性化合物[カチオン硬化性化合物(1)〜(Z)を含む]の大西パラメータの重量平均値(OPavg)は、前記式から算出される大西パラメータの重量平均値であり、下記式で算出される。
OPavg=(G1×OP1+G2×OP2+・・・GZ×OPZ)/100
(式中、OP1〜OPZはナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる各カチオン硬化性化合物の大西パラメータ値であり、G1〜GZはナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全カチオン硬化性化合物量(100重量%)に占める各カチオン硬化性化合物の含有割合を示し、G1+・・・+GZ=100である。Zは2以上の整数を示す)
When the photocurable composition for nanoimprint contains two or more types of cationic curable compounds (for example, Z type), the Onishi parameter of all cationic curable compounds [including cationic curable compounds (1) to (Z)] The weight average value (OP avg ) is the weight average value of the Onishi parameter calculated from the above formula, and is calculated by the following formula.
OP avg = (G 1 × OP 1 + G 2 × OP 2 +... G Z × OP Z ) / 100
(In the formula, OP 1 to OP Z are Onishi parameter values of each cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprint, and G 1 to G Z are all cations contained in the photocurable composition for nanoimprint. The content ratio of each cationic curable compound in the amount of the curable compound (100% by weight) is indicated, and G 1 +... + G Z = 100. Z represents an integer of 2 or more)

また、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全カチオン硬化性化合物のリングパラメータの重量平均値は0.4以上であり、好ましくは0.45以上、特に好ましくは0.5以上である。尚、リングパラメータの重量平均値の上限は、例えば0.8、好ましくは0.75である。そのため、優れたエッチング耐性を有する硬化物を形成することができる。尚、ナノインプリント用光硬化性組成物がカチオン硬化性化合物を1種のみ含有する場合のリングパラメータの重量平均値(RPavg)は、リングパラメータの値(RP)と同じである。The weight average value of the ring parameters of all cationic curable compounds contained in the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is 0.4 or more, preferably 0.45 or more, particularly preferably 0.5 or more. is there. Note that the upper limit of the weight average value of the ring parameters is, for example, 0.8, preferably 0.75. Therefore, a cured product having excellent etching resistance can be formed. The weight average value (RP avg ) of the ring parameter when the photocurable composition for nanoimprinting contains only one kind of cationic curable compound is the same as the value (RP) of the ring parameter.

リングパラメータはエッチング耐性を経験的に示すパラメータであり、下記式で算出される。リングパラメータの値(RP又はRPavg)が大きいほど、エッチング耐性が大きい。
RP=Mcr/Mtot
(式中、Mcrはカチオン硬化性化合物における環構造を形成する炭素原子の原子量であり、Mtotはカチオン硬化性化合物の全原子量である)
The ring parameter is an empirical parameter indicating etching resistance, and is calculated by the following equation. The larger the value of the ring parameter (RP or RP avg ), the greater the etching resistance.
RP = Mcr / Mtot
(In the formula, Mcr is the atomic weight of carbon atoms forming a ring structure in the cationic curable compound, and Mtot is the total atomic weight of the cationic curable compound)

ナノインプリント用光硬化性組成物がカチオン硬化性化合物を2種以上(例えば、Z種)含有する場合、全カチオン硬化性化合物[カチオン硬化性化合物(1)〜(Z)を含む]のリングパラメータの重量平均値(RPavg)は、前記式から算出されるリングパラメータの重量平均値であり、下記式で算出される。
RPavg=(G1×RP1+G2×RP2+・・・GZ×RPZ)/100
(式中、RP1〜RPZはナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる各カチオン硬化性化合物のリングパラメータであり、G1〜GZは上記と同様に、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全カチオン硬化性化合物量(100重量%)に占める各カチオン硬化性化合物の含有割合を示し、G1+・・・+GZ=100である。Zは2以上の整数を示す)
When the photocurable composition for nanoimprint contains two or more types of cationic curable compounds (for example, Z type), the ring parameters of all cationic curable compounds [including cationic curable compounds (1) to (Z)] The weight average value (RP avg ) is a weight average value of the ring parameter calculated from the above formula, and is calculated by the following formula.
RP avg = (G 1 × RP 1 + G 2 × RP 2 +... G Z × RP Z ) / 100
(Wherein, RP 1 to Rp Z is a ring parameter of the cationically curable compounds contained in the nanoimprint photocurable composition, G 1 ~G Z is as above, in nanoimprint photocurable composition The content ratio of each cation curable compound in the total cation curable compound amount (100% by weight) contained is represented by G 1 +... + G Z = 100. Z represents an integer of 2 or more)

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は薄膜硬化性に優れ、光照射により速やかに硬化してエッチング耐性に優れた硬化物を形成することができる。   The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is excellent in thin film curability and can be cured quickly by light irradiation to form a cured product excellent in etching resistance.

前記光照射に使用する光(活性エネルギー線)としては、ナノインプリント用光硬化性組成物の重合反応を進行させる光であればよく、赤外線、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線等を使用することができる。なかでも、取り扱い性に優れる点で紫外線が好ましい。紫外線の照射には、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアーク、メタルハライドランプ、太陽光、LEDランプ、UV−LED、レーザー等を使用することができる。   The light (active energy ray) used for the light irradiation may be any light that allows the polymerization reaction of the photocurable composition for nanoimprinting to proceed, and includes infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, electron beams, α rays, β rays, γ rays and the like can be used. Of these, ultraviolet rays are preferable because they are easy to handle. For irradiation with ultraviolet rays, for example, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc, a metal halide lamp, sunlight, an LED lamp, a UV-LED, a laser, or the like can be used.

紫外線を照射して膜厚1μmの薄膜を形成する場合の光照射条件は、積算光量が50〜4000mJ/cm2程度である。The light irradiation condition when forming a thin film having a film thickness of 1 μm by irradiating with ultraviolet rays is such that the integrated light quantity is about 50 to 4000 mJ / cm 2 .

上記方法により得られる硬化物はエッチング耐性(特に、ドライエッチング耐性)に優れ、エッチング選択比(Es/Er)は、例えば0.6以上、好ましくは0.7以上、特に好ましくは0.75以上である。すなわち、マスクとなる上記硬化物に比べて、無機材料基板(例えば、サファイア基板)のエッチング率が高いため、無機材料基板をエッチングする際にレジストがエッチングされる割合が低く抑制され、無機材料基板に所望の微細パターン(例えば、パターン幅4μm以下、アスペクト比0.3〜3.0であるパターン)を精度良く形成することができる。尚、前記Esはサファイア基板等の無機材料基板のエッチングレート、Erは本発明のナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物のエッチングレートである。また、エッチングレート、エッチング選択比は実施例に記載の方法で測定することができる。   The cured product obtained by the above method is excellent in etching resistance (particularly dry etching resistance), and the etching selectivity (Es / Er) is, for example, 0.6 or more, preferably 0.7 or more, particularly preferably 0.75 or more. It is. That is, since the etching rate of the inorganic material substrate (for example, sapphire substrate) is higher than that of the cured product serving as a mask, the rate at which the resist is etched when the inorganic material substrate is etched is suppressed to a low level. In addition, a desired fine pattern (for example, a pattern having a pattern width of 4 μm or less and an aspect ratio of 0.3 to 3.0) can be formed with high accuracy. Note that Es is an etching rate of an inorganic material substrate such as a sapphire substrate, and Er is an etching rate of a cured product of the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention. Moreover, an etching rate and an etching selectivity can be measured by the method as described in an Example.

また、前記硬化物は耐熱性に優れ、250℃にて30分間維持した際の重量減少率は10%以下であり、好ましくは9%以下、特に好ましくは8%以下、最も好ましくは7%以下である。そのため、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物を使用すれば、高温環境下でドライエッチングを行った際にレジスト焼けが発生することを防止することができる。尚、重量減少率は実施例に記載の方法で測定することができる。   Further, the cured product has excellent heat resistance, and the weight reduction rate when maintained at 250 ° C. for 30 minutes is 10% or less, preferably 9% or less, particularly preferably 8% or less, and most preferably 7% or less. It is. Therefore, if the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is used, it is possible to prevent resist burning from occurring when dry etching is performed in a high temperature environment. The weight reduction rate can be measured by the method described in the examples.

[微細パターン基板の製造方法]
本発明の微細パターン基板の製造方法は、上記ナノインプリント用光硬化性組成物を無機材料基板上に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜にモールド(例えば、ポリジメチルシロキサンからなるモールド等)を押しつけて凹凸形状を転写する工程、塗膜に光を照射する工程を経てマスクを形成し、得られたマスクを使用して基板をエッチングすることを特徴とする。
[Production method of fine pattern substrate]
The method for producing a fine pattern substrate according to the present invention comprises applying the photocurable composition for nanoimprinting onto an inorganic material substrate to form a coating film, and then applying a mold (for example, a mold made of polydimethylsiloxane) to the resulting coating film. Etc.), a mask is formed through a step of transferring the uneven shape and a step of irradiating the coating film with light, and the substrate is etched using the obtained mask.

前記無機材料基板としては、例えば、シリコン基板、サファイア基板、セラミックス基板、アルミナ基板、リン化ガリウム基板、ヒ化ガリウム基板、リン化インジウム基板、チッ化ガリウム基板等の無機材料基板を使用することができる。   As the inorganic material substrate, for example, an inorganic material substrate such as a silicon substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, an alumina substrate, a gallium phosphide substrate, a gallium arsenide substrate, an indium phosphide substrate, or a gallium nitride substrate may be used. it can.

ナノインプリント用光硬化性組成物を無機材料基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレー法等を挙げることができる。   Examples of the method for applying the photocurable composition for nanoimprinting onto the inorganic material substrate include a spin coating method, a screen printing method, a curtain coating method, and a spray method.

例えば、スピンコート法で塗膜を形成する場合の塗工条件は、下記範囲であることが好ましい。すなわち、無機材料基板の回転数は、例えば300〜5000rpm程度が好ましく、初期回転数は300〜1000rpmで5〜20秒程度回転させ、その後3000〜5000rpmで20秒以上回転させて、溶剤を飛ばすことが好ましい。スピンコート時温度は、例えば20〜28℃程度が好ましい。   For example, the coating conditions for forming a coating film by spin coating are preferably in the following range. That is, the rotation speed of the inorganic material substrate is preferably about 300 to 5000 rpm, for example, the initial rotation speed is rotated at 300 to 1000 rpm for about 5 to 20 seconds, and then rotated at 3000 to 5000 rpm for 20 seconds or more to drive off the solvent. Is preferred. The temperature during spin coating is preferably about 20 to 28 ° C., for example.

塗膜の厚みとしては、例えば0.1〜20μm、好ましくは0.2〜4μmである。本発明においては上記ナノインプリント用光硬化性組成物を使用するため、薄膜硬化性に優れる。   As thickness of a coating film, it is 0.1-20 micrometers, for example, Preferably it is 0.2-4 micrometers. In this invention, since the said photocurable composition for nanoimprints is used, it is excellent in thin film sclerosis | hardenability.

光の照射条件としては、上記ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化の場合と同様である。光照射して得られた硬化物は無機材料基板をエッチングする際のマスクとして好適に使用することができる。   The light irradiation conditions are the same as in the case of curing the photocurable composition for nanoimprint. The cured product obtained by light irradiation can be suitably used as a mask for etching an inorganic material substrate.

光照射後は、離型前又は離型後に、ポストキュアを施してもよい。ポストキュアを施すことによりエッチング精度を向上することができる。ポストキュアは加熱及び/又は光照射によって行うことができる。加熱によりポストキュアを行う場合は例えば100〜220℃で30秒〜3時間程度加熱することが好ましい。また、光照射によりポストキュアを行う場合は、例えば10〜200mW/cm2程度の照射強度で、3〜100秒程度照射することが好ましい。After light irradiation, post-cure may be performed before or after release. Etching accuracy can be improved by performing post cure. Post-cure can be performed by heating and / or light irradiation. When performing post-cure by heating, it is preferable to heat at 100-220 degreeC for about 30 second-3 hours, for example. Moreover, when performing post-cure by light irradiation, it is preferable to irradiate for about 3 to 100 seconds with the irradiation intensity of about 10-200 mW / cm < 2 >, for example.

無機材料基板をエッチングする方法としては、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等を挙げることができる。本発明においては、なかでもドライエッチング法を採用することが好ましく、特に、塩素原子を含むガスによるドライエッチング法を採用することが、高精度の微細加工を可能とする点で好ましい。   Examples of the method for etching the inorganic material substrate include a dry etching method and a wet etching method. In the present invention, it is particularly preferable to employ a dry etching method, and in particular, it is preferable to employ a dry etching method using a gas containing chlorine atoms from the viewpoint of enabling highly accurate fine processing.

本発明の微細パターン基板の製造方法では、上記ナノインプリント用光硬化性組成物を使用するため、耐熱性及びエッチング耐性に優れた硬化物を形成することができる。そのため、得られた硬化物をマスクとして使用して無機材料基板をエッチングする作業を高温条件下で行ってもレジスト焼けを生じることが無く、エッチングプロセスの温度条件がレジストの耐熱温度によって制限されることがない。そして、前記硬化物をマスクとして使用することにより、高精度の微細パターンが表面に形成された無機材料基板、すなわち微細パターン基板、を製造することができる。   In the manufacturing method of the fine pattern board | substrate of this invention, since the said photocurable composition for nanoimprints is used, the hardened | cured material excellent in heat resistance and etching tolerance can be formed. Therefore, resist burning does not occur even when the work of etching the inorganic material substrate using the obtained cured product as a mask is performed under high temperature conditions, and the temperature condition of the etching process is limited by the heat resistant temperature of the resist. There is nothing. And the inorganic material board | substrate with which the highly accurate fine pattern was formed in the surface, ie, a fine pattern board | substrate, can be manufactured by using the said hardened | cured material as a mask.

[半導体装置]
本発明の半導体装置は、上記微細パターン基板を構成単位として含むLED素子等の半導体素子を備えることを特徴とし、例えば、LEDディスプレイ、LED照明、光通信用光源、信号機、電光掲示板、大型映像装置等が含まれる。
[Semiconductor device]
A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor element such as an LED element including the fine pattern substrate as a structural unit. For example, an LED display, LED illumination, a light source for optical communication, a traffic light, an electric bulletin board, and a large video device. Etc. are included.

例えば、LED素子は微細パターン基板表面に有機金属気相成長法(MOPVE)等により発光層(GaN層)を成長させて得られた発光体とレンズ及び配線等で構成される。   For example, the LED element includes a light emitter obtained by growing a light emitting layer (GaN layer) on the surface of a fine pattern substrate by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), a lens, a wiring, and the like.

本発明の半導体装置は、上記微細パターン基板の製造方法により微細パターン基板を得る工程を経て、例えば、前記工程を経て得られた微細パターン基板上に発光層、半導体層等を積層することにより製造することができる。   The semiconductor device of the present invention is manufactured by laminating a light emitting layer, a semiconductor layer, and the like on the fine pattern substrate obtained through the above-described steps, for example, through the step of obtaining the fine pattern substrate by the method for producing a fine pattern substrate. can do.

従って、本発明の半導体装置の製造方法は、上記微細パターン基板の製造方法により微細パターン基板を得る工程を少なくとも有する。本発明の半導体装置の製造方法は、更に、前記工程を経て得られた微細パターン基板上に発光層、半導体層等を積層する工程を有することが好ましい。   Therefore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes at least a step of obtaining a fine pattern substrate by the method for manufacturing a fine pattern substrate. The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention preferably further includes a step of laminating a light emitting layer, a semiconductor layer, and the like on the fine pattern substrate obtained through the above steps.

本発明の半導体装置は、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物を使用して形成された微細パターン基板を備えるため光取り出し効率に優れ、高輝度、長寿命、低消費電力、低発熱性等の特性を有する。   Since the semiconductor device of the present invention includes a fine pattern substrate formed using the photocurable composition for nanoimprints of the present invention, it has excellent light extraction efficiency, high brightness, long life, low power consumption, low heat generation, etc. It has the following characteristics.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。また、以下の重量平均分子量はGPCによる、ポリスチレン換算の値である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited by these Examples. Moreover, the following weight average molecular weight is the value of polystyrene conversion by GPC.

調製例1[(3,4,3’,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシルの調製]
95重量%硫酸70g(0.68モル)と1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)55g(0.36モル)を撹拌混合して脱水触媒を調製した。
撹拌機、温度計、および脱水剤が充填され且つ保温された留出配管を具備した3Lのフラスコに、水添ビフェノール(=4,4’−ジヒドロキシビシクロヘキシル)1000g(5.05モル)、上記で調製した脱水触媒125g(硫酸として0.68モル)、プソイドクメン1500gを入れ、フラスコを加熱した。内温が115℃を超えたあたりから水の生成が確認された。さらに昇温を続けてプソイドクメンの沸点まで温度を上げ(内温162〜170℃)、常圧で脱水反応を行った。副生した水は留出させ、脱水管により系外に排出した。なお、脱水触媒は反応条件下において液体であり反応液中に微分散していた。3時間経過後、ほぼ理論量の水(180g)が留出したため反応終了とした。
反応終了後、反応器内の液について、10段のオールダーショウ型の蒸留塔を用い、プソイドクメンを留去した後、内部圧力10Torr(1.33kPa)、内温137〜140℃にて蒸留し、731gのビシクロヘキシル−3,3’−ジエンを得た。
Preparation Example 1 [Preparation of (3,4,3 ′, 4′-diepoxy) bicyclohexyl]
A dehydration catalyst was prepared by stirring and mixing 70 g (0.68 mol) of 95 wt% sulfuric acid and 55 g (0.36 mol) of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU).
In a 3 L flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a distillation pipe filled with a dehydrating agent and kept warm, 1000 g (5.05 mol) of hydrogenated biphenol (= 4,4′-dihydroxybicyclohexyl), the above 125 g of the dehydration catalyst (0.68 mol as sulfuric acid) and 1500 g of pseudocumene prepared in Step 1 were added, and the flask was heated. The generation of water was confirmed when the internal temperature exceeded 115 ° C. The temperature was further raised to raise the temperature to the boiling point of pseudocumene (internal temperature 162 to 170 ° C.), and dehydration reaction was carried out at normal pressure. By-product water was distilled off and discharged out of the system through a dehydration tube. The dehydration catalyst was liquid under the reaction conditions and was finely dispersed in the reaction solution. After about 3 hours, almost theoretical amount of water (180 g) was distilled, and the reaction was terminated.
After completion of the reaction, the pseudocumene was distilled off from the liquid in the reactor using a 10-stage Oldershaw type distillation column, and then distilled at an internal pressure of 10 Torr (1.33 kPa) and an internal temperature of 137 to 140 ° C. , 731 g of bicyclohexyl-3,3′-diene was obtained.

得られたビシクロヘキシル−3,3’−ジエン243g、酢酸エチル730gを反応器に仕込み、窒素を気相部に吹き込みながら、かつ、反応系内の温度を37.5℃になるようにコントロールしながら約3時間かけて過酢酸の酢酸エチル溶液(過酢酸濃度:29.1重量%、水分率:0.41重量%)274gを滴下した。滴下終了後、40℃で1時間熟成し反応を終了した。さらに30℃で反応終了時の粗液を水洗し、70℃/20mmHgで低沸点化合物の除去を行い、化合物270gを得た。得られた化合物のオキシラン酸素濃度は15.0重量%であった。また1H−NMRの測定では、δ4.5〜5ppm付近の内部二重結合に由来するピークが消失し、δ3.1ppm付近にエポキシ基に由来するプロトンのピークの生成が確認された。以上より、得られた化合物は、(3,4,3’,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシルであることが確認された。The obtained bicyclohexyl-3,3′-diene (243 g) and ethyl acetate (730 g) were charged into a reactor, and nitrogen was blown into the gas phase portion, and the temperature in the reaction system was controlled to 37.5 ° C. 274 g of peracetic acid in ethyl acetate (peracetic acid concentration: 29.1 wt%, moisture content: 0.41 wt%) was added dropwise over about 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was terminated by aging at 40 ° C. for 1 hour. Further, the crude liquid at the end of the reaction was washed with water at 30 ° C., and the low boiling point compound was removed at 70 ° C./20 mmHg to obtain 270 g of a compound. The obtained compound had an oxirane oxygen concentration of 15.0% by weight. In 1 H-NMR measurement, a peak derived from an internal double bond in the vicinity of δ4.5 to 5 ppm disappeared, and a proton peak derived from an epoxy group was confirmed in the vicinity of δ3.1 ppm. From the above, it was confirmed that the obtained compound was (3,4,3 ′, 4′-diepoxy) bicyclohexyl.

調製例2[2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)プロパンの調製]
撹拌器、冷却管、温度計、窒素導入管を備えた1Lのジャケット付きフラスコに水36g、硫酸水素ナトリウム12.0g、イソプロピリデン−4,4’−ジシクロヘキサノール(アルドリッチ製)500g、溶媒としてソルベッソ150(エクソンモービル製)500gを加えて100℃で脱水反応させた。水の留出が無くなった時点で反応終了とした。
反応液をガスクロマトグラフィーで分析を行ったところ、96%の収率で2,2−ビス(3,4−シクロヘキセニル)プロパンが生成していた。得られた反応液を、分液漏斗を用いて500mLのイオン交換水で洗浄した後、有機層を減圧蒸留し無色透明液状の2,2−ビス(3,4−シクロヘキセニル)プロパン387.0gを得た。純度は96.1%であった。
Preparation Example 2 [Preparation of 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) propane]
36 g of water, 12.0 g of sodium hydrogen sulfate, 500 g of isopropylidene-4,4′-dicyclohexanol (manufactured by Aldrich) as a solvent in a 1 L jacketed flask equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and a nitrogen introduction tube 500 g of Solvesso 150 (manufactured by ExxonMobil) was added and dehydrated at 100 ° C. The reaction was terminated when no more water distilled.
When the reaction solution was analyzed by gas chromatography, 2,2-bis (3,4-cyclohexenyl) propane was produced in a yield of 96%. The obtained reaction solution was washed with 500 mL of ion exchanged water using a separatory funnel, and then the organic layer was distilled under reduced pressure to obtain 387.0 g of colorless and transparent liquid 2,2-bis (3,4-cyclohexenyl) propane. Got. The purity was 96.1%.

得られた2,2−ビス(3,4−シクロヘキセニル)プロパン100g、酢酸エチル30gを前記と同様の1Lのジャケット付きフラスコに仕込み、窒素を気相部に吹き込みながら、反応系内の温度を30℃になるように約2時間かけて、過酢酸の酢酸エチル溶液307.2g(過酢酸濃度:29.1重量%、水分率:0.47重量%)を滴下した。滴下終了後、30℃で3時間熟成し反応を終了した。
その後、30℃で反応終了液を水洗し、70℃/20mmHgで脱低沸を行い、化合物99.4gを得た。
得られた化合物のオキシラン酸素濃度11.3%、粘度は3550cP(25℃)であった。また、1H−NMRからδ4.5〜5ppm付近の内部二重結合に由来するピークが消失し、δ2.9〜3.1ppm付近にエポキシ基に由来するプロトンのピークの生成が確認された。以上より、得られた化合物は、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)プロパンであることが確認された。
100 g of the obtained 2,2-bis (3,4-cyclohexenyl) propane and 30 g of ethyl acetate were charged into a 1 L jacketed flask similar to the above, and the temperature in the reaction system was adjusted while blowing nitrogen into the gas phase. Over about 2 hours, 307.2 g of peracetic acid in ethyl acetate (peracetic acid concentration: 29.1% by weight, moisture content: 0.47% by weight) was added dropwise over about 2 hours to reach 30 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction was terminated by aging at 30 ° C. for 3 hours.
Thereafter, the reaction-terminated liquid was washed with water at 30 ° C., and deboiling was performed at 70 ° C./20 mmHg to obtain 99.4 g of a compound.
The obtained compound had an oxirane oxygen concentration of 11.3% and a viscosity of 3550 cP (25 ° C.). Further, from 1 H-NMR, a peak derived from an internal double bond in the vicinity of δ4.5 to 5 ppm disappeared, and generation of a proton peak derived from an epoxy group was confirmed in the vicinity of δ2.9 to 3.1 ppm. From the above, it was confirmed that the obtained compound was 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) propane.

調製例3[ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテルの調製]
5L反応器に顆粒状の水酸化ナトリウム499g(12.48モル)、及びトルエン727mLを加え、窒素置換した後に、テトラヒドロベンジルアルコール420g(3.74モル)のトルエン484mL溶液を添加し、70℃で1.5時間熟成した。次いで、メタンスルホン酸テトラヒドロベンジル419g(2.20モル)を添加し、3時間還流下で熟成させた後、室温まで冷却し、水1248gを加えて反応を停止し、分液した。
分液した有機層を濃縮後、減圧蒸留を行うことにより、ジテトラヒドロベンジルエーテルを無色透明液体として得た(収率85%)。得られたジテトラヒドロベンジルエーテルの1H−NMRスペクトルを測定した。
1H-NMR(CDCl3):δ1.23-1.33(m、2H)、1.68-1.94(m、6H)、2.02-2.15(m、6H)、3.26-3.34(m、4H)、5.63-7.70(m、4H)
Preparation Example 3 [Preparation of bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether]
To a 5 L reactor, 499 g (12.48 mol) of granular sodium hydroxide and 727 mL of toluene were added, and after purging with nitrogen, a solution of 484 mL of tetrahydrobenzyl alcohol 420 g (3.74 mol) in toluene was added at 70 ° C. Aged for 1.5 hours. Next, 419 g (2.20 mol) of methanesulfonic acid tetrahydrobenzyl was added, and the mixture was aged for 3 hours under reflux, and then cooled to room temperature. The reaction was stopped by adding 1248 g of water, followed by liquid separation.
The separated organic layer was concentrated and then distilled under reduced pressure to obtain ditetrahydrobenzyl ether as a colorless transparent liquid (yield 85%). The 1 H-NMR spectrum of the obtained ditetrahydrobenzyl ether was measured.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 1.23-1.33 (m, 2H), 1.68-1.94 (m, 6H), 2.02-2.15 (m, 6H), 3.26-3.34 (m, 4H), 5.63-7.70 (m, 4H)

得られたジテトラヒドロベンジルエーテル200g(0.97モル)、20%SP−D(酢酸溶液)0.39g、及び酢酸エチル669mLを反応器に加え、40℃に昇温した。次いで、29.1%過酢酸608gを5時間かけて滴下し、3時間熟成した。その後、アルカリ水溶液で3回、イオン交換水で2回有機層を洗浄し、その後、減圧蒸留を行うことにより、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル(分子量238)を無色透明液体として得た(収率77%)。   200 g (0.97 mol) of the obtained ditetrahydrobenzyl ether, 0.39 g of 20% SP-D (acetic acid solution) and 669 mL of ethyl acetate were added to the reactor, and the temperature was raised to 40 ° C. Next, 608 g of 29.1% peracetic acid was added dropwise over 5 hours and aged for 3 hours. Thereafter, the organic layer was washed 3 times with an alkaline aqueous solution and twice with ion-exchanged water, and then distilled under reduced pressure to obtain bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether (molecular weight 238) as a colorless transparent liquid. (Yield 77%).

調製例4[1,2−エポキシ−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタンの調製]
窒素雰囲気下で、[1,3-Bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinylidene]dichloro-(3-phenyl-1H-inden-1-ylidene)(tricyclohexylphosphine)ruthenium(II)(商品名「Umicore M2」、Umicore社製)0.08g(4−ビニル−1−シクロヘキセン1モルに対して0.0001モルに相当)をトルエン(超脱水、和光純薬工業(株)製)90.0gに溶解し、300mL三口フラスコへ仕込んだ。
気相部へ窒素を吹き込みつつ4−ビニル−1−シクロヘキセン89.5gをシリンジで仕込み、40℃で24時間撹拌した。反応液を濃縮して得られた濃縮残渣を減圧下(0.9kPa)、単蒸留で精製し、125〜126℃の留分として化合物(1)を得た。4−ビニル−1−シクロヘキセン基準の収率は47.4%だった。
1H−NMRでは、4−ビニル−1−シクロヘキセンの末端オレフィンに対応するδ5.1−4.9に見られるプロトンのピークの消失を確認したことから、化合物(1)は1,2−ビス(3−シクロヘキセニル)エチレンであることが確認された。
Preparation Example 4 [Preparation of 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane]
[1,3-Bis (2,4,6-trimethylphenyl) -2-imidazolidinylidene] dichloro- (3-phenyl-1H-inden-1-ylidene) (tricyclohexylphosphine) ruthenium (II) (trade name) under nitrogen atmosphere "Umicore M2", manufactured by Umicore) 0.08 g (equivalent to 0.0001 mol per mol of 4-vinyl-1-cyclohexene) 90.0 g of toluene (super-dehydrated, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) In a 300 mL three-necked flask.
While blowing nitrogen into the gas phase portion, 89.5 g of 4-vinyl-1-cyclohexene was charged with a syringe and stirred at 40 ° C. for 24 hours. The concentrated residue obtained by concentrating the reaction solution was purified by simple distillation under reduced pressure (0.9 kPa) to obtain Compound (1) as a fraction at 125 to 126 ° C. The yield based on 4-vinyl-1-cyclohexene was 47.4%.
1 H-NMR confirmed the disappearance of the proton peak at δ5.1-4.9 corresponding to the terminal olefin of 4-vinyl-1-cyclohexene, and therefore compound (1) was 1,2-bis It was confirmed to be (3-cyclohexenyl) ethylene.

得られた化合物(1)15g(0.08モル)を酢酸エチル150gに溶解した。そこへ、30℃でメタクロロ過安息香酸65.5g(0.26モル)を1時間かけて添加し、30℃で2時間撹拌した。その後、得られた反応液へ10重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液379gを加えて30分撹拌し、トルエン150gを加えて分液し、水層を再度トルエン150gで抽出処理を行った。
得られた有機層を混合し、7重量%炭酸水素ナトリウム水溶液384gで2回、水300gで2回洗浄し、有機層を濃縮した。
得られた濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、無色透明の粘調な化合物(2)12.1gを得た(収率64%)。
化合物(2)のオキシラン酸素濃度は19.98重量%であり、1H−NMRでは、化合物(2)の2重結合に由来するδ5.8〜5.2ppmのピーク消失と、エポキシ基に由来するδ3.3〜3.1ppm及び2.7〜2.4ppmのプロトンピーク生成が確認された。以上より、得られた化合物(2)は、1,2−エポキシ−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタンであることが確認された。
15 g (0.08 mol) of the obtained compound (1) was dissolved in 150 g of ethyl acetate. Thereto, 65.5 g (0.26 mol) of metachloroperbenzoic acid was added at 30 ° C. over 1 hour, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. Thereafter, 379 g of a 10% by weight sodium thiosulfate aqueous solution was added to the obtained reaction solution and stirred for 30 minutes, 150 g of toluene was added to separate the solution, and the aqueous layer was extracted again with 150 g of toluene.
The obtained organic layers were mixed, washed twice with 384 g of a 7 wt% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and twice with 300 g of water, and the organic layer was concentrated.
The resulting concentrated residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 12.1 g of colorless and transparent viscous compound (2) (yield 64%).
The oxirane oxygen concentration of the compound (2) is 19.98% by weight. In 1 H-NMR, the peak disappearance of δ5.8 to 5.2 ppm derived from the double bond of the compound (2) and the epoxy group are derived. Proton peak formation at δ 3.3 to 3.1 ppm and 2.7 to 2.4 ppm was confirmed. From the above, it was confirmed that the obtained compound (2) was 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane.

実施例1〜6、比較例1〜4
表に示す配合組成(単位:重量部)に従って各成分をフラスコ内に仕込み、室温下、撹拌・混合することにより均一なナノインプリント用光硬化性組成物を得た。
得られたナノインプリント用光硬化性組成物について、以下の方法で評価した。評価結果は下記表にまとめて示す。
Examples 1-6, Comparative Examples 1-4
According to the composition shown in the table (unit: parts by weight), each component was charged into a flask, and stirred and mixed at room temperature to obtain a uniform photocurable composition for nanoimprinting.
The resulting photocurable composition for nanoimprint was evaluated by the following method. The evaluation results are summarized in the following table.

(1)大西パラメータ値
大西パラメータ(OPavg)値を、下記式から算出した。
OPavg=(G1×OP1+G2×OP2+・・・GZ×OPZ)/100
[式中、OP1〜OPZは下記式
OP=N/(Nc−No)
(式中、Nはカチオン硬化性化合物を構成する全原子数、Ncはカチオン硬化性化合物に含まれる炭素原子数、Noはカチオン硬化性化合物に含まれる酸素原子数である)
で算出された、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる各カチオン硬化性化合物の大西パラメータ値であり、G1〜GZは、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる全カチオン硬化性化合物量(100重量%)に占める各カチオン硬化性化合物の含有割合を示し、G1+・・・+GZ=100である。Zは2以上の整数を示す]
(1) Onishi parameter value The Onishi parameter (OP avg ) value was calculated from the following equation.
OP avg = (G 1 × OP 1 + G 2 × OP 2 +... G Z × OP Z ) / 100
Wherein, OP 1 ~OP Z is of the formula OP = N / (Nc-No )
(In the formula, N is the total number of atoms constituting the cation curable compound, Nc is the number of carbon atoms contained in the cation curable compound, and No is the number of oxygen atoms contained in the cation curable compound)
Is the Onishi parameter value of each cation curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprints, and G 1 to G Z are the total cation curable compound amount contained in the photocurable composition for nanoimprints. The content ratio of each cationic curable compound in (100% by weight) is shown, and G 1 +... + G Z = 100. Z represents an integer of 2 or more]

(2)リングパラメータ値
リングパラメータ(RPavg)値を、下記式から算出した。
RPavg=(G1×RP1+G2×RP2+・・・GZ×RPZ)/100
[式中、RP1〜RPZは下記式
RP=Mcr/Mtot
(式中、Mcrはカチオン硬化性化合物における環構造を形成する炭素原子の原子量であり、Mtotはカチオン硬化性化合物の全原子量である)
で算出された、ナノインプリント用光硬化性組成物に含まれる各カチオン硬化性化合物のリングパラメータ値である。G1〜GZ、Zは前記に同じ]
(2) Ring parameter value The ring parameter (RP avg ) value was calculated from the following equation.
RP avg = (G 1 × RP 1 + G 2 × RP 2 +... G Z × RP Z ) / 100
[Wherein, RP 1 to RP Z are the following formulas: RP = Mcr / Mtot
(In the formula, Mcr is the atomic weight of carbon atoms forming a ring structure in the cationic curable compound, and Mtot is the total atomic weight of the cationic curable compound)
It is the ring parameter value of each cationic curable compound contained in the photocurable composition for nanoimprint, calculated in G 1 to G Z and Z are the same as above]

(3)耐熱性評価
実施例、比較例で得られたナノインプリント用光硬化性組成物を、スピンコーターを用いて2μmの厚みでシリコンウェハ上に塗布し、紫外線(1000mJ/cm2)を照射してシリコンウェハ上に薄膜の硬化物を得た。この硬化物をシリコンウェハから剥がし取り、アルミニウム製サンプルパンに秤量し、熱重量・示差熱同時測定装置(商品名「EXSTAR6300」、エスアイアイナノテクノロジー(株)製)を用いて酸素ガス流通下、20℃/分で30℃から150℃まで昇温し、150℃で10分間保持し、その後、20℃/分で150℃から250℃まで昇温し、250℃で30分保持して、この間の重量減少率を測定することにより耐熱性を評価した。
(3) Heat resistance evaluation The photocurable composition for nanoimprint obtained in Examples and Comparative Examples was applied on a silicon wafer with a thickness of 2 μm using a spin coater, and irradiated with ultraviolet rays (1000 mJ / cm 2 ). Thus, a thin film cured product was obtained on the silicon wafer. The cured product is peeled off from the silicon wafer, weighed in an aluminum sample pan, and using a thermogravimetric / differential thermal simultaneous measurement device (trade name “EXSTAR6300”, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.) The temperature was raised from 30 ° C. to 150 ° C. at 20 ° C./minute, held at 150 ° C. for 10 minutes, and then heated from 150 ° C. to 250 ° C. at 20 ° C./minute and held at 250 ° C. for 30 minutes. The heat resistance was evaluated by measuring the weight loss rate.

(4)ドライエッチング耐性の評価
実施例、比較例で得られたナノインプリント用光硬化性組成物を、サファイア基板上に、スピンコーターを用いて2μmの厚みで塗布し、紫外線(1000mJ/cm2)を照射して薄膜の硬化物を形成した。この硬化物付きサファイア基板を150℃で10分間加熱した後、硬化物の一部をポリイミドテープでマスキングして、ICP型RIE装置を用いて、流量2SCCMのCl2ガス、9SCCMのBCl3ガスにより真空度0.1Pa、ICPパワー150W、バイアスパワー75W、基板ステージ設定温度40℃の条件でエッチングを6分間行った。マスキングに使用したポリイミドテープを剥がした後、マスキング面(エッチングされていない面)、非マスキング面(エッチングされた面)の厚みの差を段差計(商品名「T−4000」、(株)小坂研究所社製)を用いて測定し、硬化物層の1分あたりのエッチングレートを求めた。
硬化物を積層しないサファイア基板についても、上記と同様の方法でポリイミドテープでマスキングし、エッチングを行って、1分あたりのエッチングレートを求めた。
下記式からエッチング選択比を算出してドライエッチング耐性を評価した。
エッチング選択比=Es’/Er
(式中、Es’はサファイア基板のエッチングレートであり、Erは実施例、比較例で得られたナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物のエッチングレートである)
(4) Evaluation of dry etching resistance The photocurable composition for nanoimprint obtained in Examples and Comparative Examples was applied on a sapphire substrate with a thickness of 2 μm using a spin coater, and ultraviolet rays (1000 mJ / cm 2 ). Was irradiated to form a thin cured product. After heating this sapphire substrate with cured product at 150 ° C. for 10 minutes, a portion of the cured product is masked with polyimide tape, and using an ICP type RIE apparatus, the flow rate is 2 SCCM Cl 2 gas, 9 SCCM BCl 3 gas. Etching was performed for 6 minutes under the conditions of a degree of vacuum of 0.1 Pa, an ICP power of 150 W, a bias power of 75 W, and a substrate stage set temperature of 40 ° C. After removing the polyimide tape used for masking, the difference in thickness between the masking surface (unetched surface) and the non-masking surface (etched surface) is measured by a step gauge (trade name “T-4000”, Kosaka Co., Ltd.) And the etching rate per minute of the cured product layer was determined.
The sapphire substrate on which the cured product was not laminated was also masked with a polyimide tape in the same manner as described above and etched to obtain the etching rate per minute.
The etching selectivity was calculated from the following formula to evaluate dry etching resistance.
Etching selectivity = Es ′ / Er
(In the formula, Es ′ is the etching rate of the sapphire substrate, and Er is the etching rate of the cured product of the photocurable composition for nanoimprint obtained in Examples and Comparative Examples)

Figure 2016194644
Figure 2016194644

尚、実施例及び比較例で使用した化合物は、以下の通りである。
<カチオン硬化性化合物>
(式(a)で表される化合物)
(a-1):(3,4,3’,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシル(上記調製例1で得られた化合物を使用した)、分子量:194
(a-2):2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)プロパン(上記調製例2で得られた化合物を使用した)、分子量:236
(a-3):ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル(上記調製例3で得られた化合物を使用した)、分子量:238
(a-4):1,2−エポキシ−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサン−1−イル)エタン(上記調製例4で得られた化合物を使用した)、分子量:236
(芳香環を1分子中に2個以上有するカチオン硬化性化合物)
OXBP:4,4’−ビス[3−エチル−(3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、重量平均分子量:411、商品名「ETERNACOLL OXBP」、宇部興産(株)製
N−890:変性ノボラック型エポキシ樹脂、重量平均分子量:3000以上、商品名「EPICLON N-890」、DIC(株)製
EPPN−503:グリシジロキシフェニル骨格を含むエポキシ樹脂、重量平均分子量:2000以上、商品名「EPPN−503」、日本化薬(株)製
(1分子中に2個以上の芳香環又は脂環を有さないカチオン硬化性化合物)
OXT−121:1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、平均分子量:334、商品名「ARON OXETANE OXT-121」、東亞合成(株)製
EX−850:2,2’−(2,5,8−トリオキサノナン−1,9−ジイル)ビスオキシラン、分子量:218、商品名「デナコールEX−850」、ナガセケムテックス(株)製
<光カチオン重合開始剤>
(B-1):4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム フェニルトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
(B-2):[4−(4−ビフェニリルチオ)フェニル]−4−ビフェニリルフェニルスルホニウム トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート
<表面調整剤>
BYK−350:アクリル系共重合物、分子量:約20000、商品名「BYK−350」、ビックケミー・ジャパン(株)製
BYK−UV3510:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンとポリエーテルの混合物、分子量:約9000、商品名「BYK−UV3510」、ビックケミー・ジャパン(株)製
The compounds used in the examples and comparative examples are as follows.
<Cation curable compound>
(Compound represented by Formula (a))
(A-1): (3,4,3 ′, 4′-diepoxy) bicyclohexyl (using the compound obtained in Preparation Example 1 above), molecular weight: 194
(A-2): 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) propane (using the compound obtained in Preparation Example 2 above), molecular weight: 236
(A-3): bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether (using the compound obtained in Preparation Example 3 above), molecular weight: 238
(A-4): 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane (using the compound obtained in Preparation Example 4 above), molecular weight: 236
(Cation curable compound having two or more aromatic rings in one molecule)
OXBP: 4,4′-bis [3-ethyl- (3-oxetanyl) methoxymethyl] biphenyl, weight average molecular weight: 411, trade name “ETERNACOLL OXBP”, manufactured by Ube Industries, Ltd. N-890: modified novolak epoxy Resin, weight average molecular weight: 3000 or more, trade name “EPICLON N-890”, manufactured by DIC Corporation EPPN-503: epoxy resin containing glycidyloxyphenyl skeleton, weight average molecular weight: 2000 or more, trade name “EPPN-503 ”Manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. (cationic curable compound having no two or more aromatic rings or alicyclic rings in one molecule)
OXT-121: 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, average molecular weight: 334, trade name “ARON OXETANE OXT-121”, manufactured by Toagosei Co., Ltd. EX-850: 2 , 2 ′-(2,5,8-trioxanonane-1,9-diyl) bisoxirane, molecular weight: 218, trade name “Denacol EX-850”, manufactured by Nagase ChemteX Corporation <Photocationic polymerization initiator>
(B-1): 4- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium phenyltris (pentafluorophenyl) borate (B-2): [4- (4-biphenylylthio) phenyl] -4-biphenylylphenylsulfonium tris (penta Fluoroethyl) trifluorophosphate <Surface conditioner>
BYK-350: acrylic copolymer, molecular weight: about 20,000, trade name “BYK-350”, manufactured by BYK Japan Japan, BYK-UV3510: mixture of polyether-modified polydimethylsiloxane and polyether, molecular weight: about 9000 , Trade name "BYK-UV3510", manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.

本発明のナノインプリント用光硬化性組成物は速硬化性、薄膜硬化性に優れ、光を照射することにより速やかに硬化物を形成することができる。
また、本発明のナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物は耐熱性及び耐エッチング性に優れるため、無機材料基板をエッチングする際に前記硬化物をマスクとして使用すると、マスクの耐熱温度によって制限されることなく任意にエッチング温度を設定することができ、レジスト焼けを生じること無く、無機材料基板を選択的にエッチングすることができ、無機材料基板表面に高精度の微細パターンを形成することができる。
そして、上記微細パターンが表面に形成された無機材料基板上に発光層、半導体層等を積層すると、光取り出し効率に優れた発光素子を形成することができ、前記発光素子を備えた半導体装置は、高輝度、長寿命、低消費電力、低発熱性等の特性を有する。
The photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is excellent in rapid curability and thin film curability, and can form a cured product quickly by irradiation with light.
In addition, since the cured product of the photocurable composition for nanoimprinting of the present invention is excellent in heat resistance and etching resistance, when the cured product is used as a mask when etching an inorganic material substrate, it is limited by the heat resistant temperature of the mask. The etching temperature can be arbitrarily set without causing the resist to burn, and the inorganic material substrate can be selectively etched, and a highly accurate fine pattern can be formed on the surface of the inorganic material substrate. .
Then, when a light emitting layer, a semiconductor layer, and the like are stacked on the inorganic material substrate having the fine pattern formed on the surface, a light emitting element having excellent light extraction efficiency can be formed. A semiconductor device including the light emitting element It has characteristics such as high brightness, long life, low power consumption, and low heat generation.

Claims (10)

カチオン硬化性化合物を含有するナノインプリント用光硬化性組成物であって、前記カチオン硬化性化合物が下記式(a)で表される化合物を含み、前記カチオン硬化性化合物の大西パラメータの重量平均値が3.2以下、リングパラメータの重量平均値が0.4以上であり、前記ナノインプリント用光硬化性組成物の硬化物を250℃にて30分間維持した際の熱重量・示差熱同時測定による重量減少率が10%以下であるナノインプリント用光硬化性組成物。
Figure 2016194644
(式中、R1〜R18は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子若しくはハロゲン原子を含んでいてもよい炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示す。Xは、単結合又は連結基を示す)
A photocurable composition for nanoimprinting containing a cationic curable compound, wherein the cationic curable compound contains a compound represented by the following formula (a), and the weight average value of the Onishi parameter of the cationic curable compound is 3.2 or less, the weight average value of the ring parameter is 0.4 or more, and the weight by simultaneous measurement of thermogravimetric / differential heat when maintaining the cured product of the photocurable composition for nanoimprint at 250 ° C. for 30 minutes A photocurable composition for nanoimprints having a reduction rate of 10% or less.
Figure 2016194644
(In the formula, R 1 to R 18 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an oxygen atom, or a hydrocarbon group that may contain a halogen atom, or an alkoxy group that may have a substituent. X represents a single bond or a linking group)
下記式(b-1)
[(Y)kB(Phf)4-k- (b-1)
[式中、Yは置換基(ハロゲン原子を含む基を除く)を有していてもよい、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜30の複素環式基を示す。Phfは水素原子の少なくとも1つが、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、及びハロゲン原子から選択される少なくとも1種で置換されたフェニル基を示す。kは1〜3の整数である]
で表されるアニオン部と、下記式(b-2)
Figure 2016194644
(式中、Ar1〜Ar3は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基若しくは複素環式基を示す)
で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(1)を含有する請求項1に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
Following formula (b-1)
[(Y) k B (Phf) 4-k ] - (b-1)
[Wherein, Y represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or a heterocyclic group having 4 to 30 carbon atoms which may have a substituent (excluding a group containing a halogen atom). Phf represents a phenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with at least one selected from a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkoxy group, and a halogen atom. k is an integer of 1 to 3]
An anion moiety represented by the following formula (b-2)
Figure 2016194644
(In the formula, Ar 1 to Ar 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group)
The photocurable composition for nanoimprints of Claim 1 containing the photocationic polymerization initiator (1) which has a cation part represented by these.
さらに、シリコーン系表面調整剤及び/又は炭化水素系表面調整剤を含有する請求項1又は2に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。   Furthermore, the photocurable composition for nanoimprints of Claim 1 or 2 containing a silicone type surface conditioning agent and / or a hydrocarbon type surface conditioning agent. 式(a)で表される化合物の含有量がナノインプリント用光硬化性組成物全量(100重量%)の20〜70重量%である請求項1〜3の何れか1項に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。   4. The light for nanoimprinting according to claim 1, wherein the content of the compound represented by formula (a) is 20 to 70% by weight of the total amount (100% by weight) of the photocurable composition for nanoimprinting. Curable composition. 光カチオン重合開始剤として、前記光カチオン重合開始剤(1)と共に、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、SbF5OH-、及び下記式(b-3)
[(Rf)tPF6-t- (b-3)
(式中、Rfは水素原子の80%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基であり、tは0〜5の整数である)
で表されるアニオンから選択されるアニオン部と、前記式(b-2)で表されるカチオン部を有する光カチオン重合開始剤(2)を、前記光カチオン重合開始剤(1)1重量部に対して0.1〜2重量部含有する請求項2〜4の何れか1項に記載のナノインプリント用光硬化性組成物。
As the photocationic polymerization initiator, together with the photocationic polymerization initiator (1), BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , SbF 5 OH , and the following formula (b-3)
[(Rf) t PF 6-t ] - (b-3)
(In the formula, Rf is an alkyl group in which 80% or more of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and t is an integer of 0 to 5)
A photocationic polymerization initiator (2) having an anion part selected from anions represented by formula (b-2) and a cation part represented by the formula (b-2), 1 part by weight of the photocationic polymerization initiator (1) The photocurable composition for nanoimprints according to any one of claims 2 to 4, which is contained in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on the weight.
請求項1〜5の何れか1項に記載のナノインプリント用光硬化性組成物を無機材料基板上に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜にモールドを押しつけて凹凸形状を転写する工程、塗膜に光を照射する工程を経てマスクを形成し、得られたマスクを使用して基板をエッチングする微細パターン基板の製造方法。   The photocurable composition for nanoimprints according to any one of claims 1 to 5 is applied onto an inorganic material substrate to form a coating film, and a mold is pressed against the obtained coating film to transfer the uneven shape. The manufacturing method of the fine pattern board | substrate which forms a mask through the process and the process of irradiating light to a coating film, and etches a board | substrate using the obtained mask. 光を照射後、さらに加熱処理を行う請求項6に記載の微細パターン基板の製造方法。   The manufacturing method of the fine pattern board | substrate of Claim 6 which heat-processes after light irradiation. 加熱処理を100〜220℃で行う請求項7に記載の微細パターン基板の製造方法。   The manufacturing method of the fine pattern board | substrate of Claim 7 which heat-processes at 100-220 degreeC. エッチングとして、塩素原子を含むガスによるドライエッチングを行う請求項6〜8の何れか1項に記載の微細パターン基板の製造方法。   The manufacturing method of the fine pattern board | substrate of any one of Claims 6-8 which performs dry etching by the gas containing a chlorine atom as etching. 請求項6〜9の何れか1項に記載の微細パターン基板の製造方法により微細パターン基板を得る工程を含む半導体装置の製造方法。   The manufacturing method of a semiconductor device including the process of obtaining a fine pattern board | substrate by the manufacturing method of the fine pattern board | substrate of any one of Claims 6-9.
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