TW201035126A - Photocurable composition and method for producing molded article having surface micropattern - Google Patents

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TW201035126A
TW201035126A TW099103520A TW99103520A TW201035126A TW 201035126 A TW201035126 A TW 201035126A TW 099103520 A TW099103520 A TW 099103520A TW 99103520 A TW99103520 A TW 99103520A TW 201035126 A TW201035126 A TW 201035126A
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photocurable composition
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fine pattern
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TW099103520A
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Ayako Fujie
Yasuhide Kawaguchi
Fumiko Nakayama
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Asahi Glass Co Ltd
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/285Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety
    • C08F220/286Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety and containing polyethylene oxide in the alcohol moiety, e.g. methoxy polyethylene glycol (meth)acrylate

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Description

201035126 六、發明說明: c發明戶斤屬之技術領域】 技術領域 本發明係有關於光硬化性組成物及表面具有微細圖案 之成形體之製造方法。 C先前冬好】 背景技術 〇 在光學構件、記錄媒體、半導體裝置等之製造中,以 短時間开>成微細圖案的方法已知有,將表面具有該微細圖 案之翻轉圖案的模具按壓至配置於基板表面之光硬化性組 成物,然後對該光硬化性組成物照射光,使該光硬化性組 - 成物硬化,而在基板表面形成微細圖案的方法(奈米壓印 法)(參照專利文獻1、2)。 然而,該方法中,由於光硬化性組成物之硬化物密接 於模具,故難以將硬化物與模具分離。因此,必須在模具 〇 表面塗佈脫模劑。但是,由於脫模劑本身的膜厚、脫模劑 的塗布不均等,使精密地轉印模具的翻轉圖案變得困難。 作為可形成脫模性佳之硬化物的光硬化性組成物,已 有下述之提案。 (1) 活性能量射線硬化性組成物:包含有於分子中具有 氟化烷基與極性基之氟界面活性劑(專利文獻3)。 (2) 光硬化性組成物:包含有含氟單體、不含氟單體、 氟界面活性劑或含氟聚合物、及聚合起始劑(專利文獻4)。 然而’(1)、(2)之光硬化性組成物中有下述問題。 3 201035126 ⑴氟界面活性劑為提升脫模性,常有將來自全氟辛烷 磺酸之化合物作為原料使用、或微量地混入的情形。但來 自全氟辛烷磺酸之化合物受到了環境殘留性或生物蓄積 性的質疑,而其使用正受到限制。 (ϋ)當氟界面活性劑具有末端曱基之聚(氧乙烯)钟 構,且模具為具有複雜之微細圖案的模具、具有密集之微 細圖案的模具、微細圖案之區域面積廣大的模具時,將會 使該模具與光硬化性組成物之硬化物的脫模性不充分、或 光硬化性組成物無法完全地填充於該模具之微細圖案。 (m)當未控制氟界面活性劑之分子量或組成時,因硬 化物表面之組成會不均勻,於硬化物之表面狀態生成不規 則物,而有下述情形產生:於作為永久膜使用時耐候性下 降、或於作為光阻使用時產生蝕刻速度之面内變化、或於 作為複製模具使用時被轉印體之一部分接著其上。 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :美國專利第6696220號說明書 專利文獻2 :曰本專利特開2004-071934號公報 專利文獻3 :日本專利特開2001-106710號公報 專利文獻4:國際公開第2〇〇6/114958號手冊 【發明内容】 發明概要 發明欲解決之課題 本發明係提供一種光硬化性組成物,其不需使用以來 201035126 自全氟辛烧續酸之化合物作為原料的氟界面活性劑,即可 形成脫模性優異之硬化物,立與氟界面活性劑與其他成分 之相溶性優異;及一種可製造於表面具有精密地轉印有模 具之翻轉圖案的微細圖案且表面組成均勻之成形體的方 法。 用以解決課題之手段
本發明之壓印用光硬化性組成物係下述壓印用光硬化 性組成物。 一種壓印用光硬化性組成物,係以具有丨個以上之丙烯 酿乳基或曱基丙浠醯氧基的化合物(以下,亦稱化合物(X)) 作為主成分者,該壓印用光硬化性組成物係下述化合物(A) 與下述化合物(B)及下述化合物(C)之共聚物,且相對於下述 化合物(A)之單元與下述化合物(B)之單元及下述化合物(c) 之單元的總量,下述化合物(A)之單元的比例為2G〜45質量 % ’下述化合物(B)之單元的比例為2〇〜65質量%,下述化合 物⑹之單元㈣料5〜4〇質量%,謂•卩衫硬化触 成物包含質量平均分子量為麵~5_之聚合物⑼; 化合物(A广以下式(1)所表示之化合物, ’ CH2=C(Rn)-C(0)〇-Q_Rf ...(1) 但 醚性 ’R係氩原子或甲基,Q係單鍵或不含氟原子之2 價結合基’ Rf係主鏈之碳數為丨~ 6且碳原子 氧原子之多氟烷基; θ/可具有 量為350以 化合物(Β):以下式(2)表示,且數平岣分子 下之化合物, 201035126 CH2 =C(R21)-C(0)0-{CH2 CH(R22)〇}n _H ... (2) 但,R21係氫原子或甲基,r22係氫原子或碳數^之燒 基,η係3〜6 ; 70 化合物(C):以下式(3)所表示之化合物, CH2=C(R31)-C(0)0-R32 ."(3) -但,R31係氫原子或甲基,r32係碳數2~ΐ5^價脂肪族 煙基。 本發明之壓印用光硬化性組成物係以前述化合⑽) 作為主成分之組成物,通常含有光聚合起始劑(g)。又前 述化合物(X)係由選自於由下述化合物所構成之群之至= 種所構成者:具有!個丙烯醯氧基或甲基丙烯_基之化合 物(以下,亦稱化合物⑺)、及具有2個以上之丙稀酿氧基^ 曱基丙烯醯氧基的化合物(H)。 本發明中’將化合物〇〇分成具有氟原子之化合物⑻ 與不具料之化合物(F麗。當本發明之級化性組成 物包含化合物⑺時,該化合物(γ)係由選自於由化合物⑹ 及化合物⑺所構成之群之至少难所構成。本發明之光硬化 組成物以包含化合物〇〇為佳。換言之,前述化合物(χ)之 至)- 4刀’以包3選自於由化合物(Ε)及化合物(F)所構成 之群之至少1料佳。更佳者是,包含化合物(E)及化合物(F) 兩者。 此外,本發明之光硬化性組成物以包含化合物(H)為 佳。 本發明之光硬化性組成物中,相對於光硬化性組成 201035126 物,前述聚合物(D)之含有比例以〇〇1~5質量%為佳。又, 相對於光硬化性組成物,光聚合起始劑⑹之含有比例以 1〜12質量%為佳。 本务月之光硬化性組成物包含前述化合物⑹、化合物 (F)及化合物⑼之至少任_者’且相對於光硬化性組成物之 各化合物的含有比例,以下述之比例為佳。 化合物(E) : 5〜40質量% 0 化合物(F):l〇~55質量% 化合物(H) : 1〇〜75質量% 本么月中’光硬化性組成物係、意指不含溶劑之組成 物。進行光硬化之組成物係實質上不含溶劑之組成物。然 - ,使其硬化前之組成物亦可含有溶劑。換言之,本發明 . t壓㈣光硬化性組成物為了進行塗布等處理,可於含有 溶劑之溶液狀態下進行硬化前之操作。前述各成分之比例 係意指以不含溶劑之光硬化性_物(或,當為含有溶劑之 〇 組成物時去除㈣後成分之總量)作絲礎之各成分的比 例。又’於同樣意義下’本發明之壓印用光硬化性組成物 之黏度以3〜200mPa.s為佳。 本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具 有下述步驟.使本發明之壓印用光硬化性組成物接觸模具 之具有翻轉圖案之表面的步驟,該模具之表面具有前述微 細圖案之翻轉圖案;於使前述光硬化性組成物接觸前述模 具之表面的狀態下,將光照射至前述光硬化性組成物,使 月!(述光硬化丨生組成物硬化而成為硬化物的步驟;及將前述 201035126 模具自前述硬化物分離,得到表面具有微細圖案之成形體 的步驟。 本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具 有下述步驟:將本發明之壓印用光硬化性組成物配置於基 板表面上的步驟;將表面具有前述微細圖案之翻轉圖案的 模具按壓至前述光硬化性組成物,使該模具之翻轉圖案與 前述光硬化性組成物相接的步驟;於將前述模具按壓至前 述光硬化性組成物之狀態下,將光照射至前述光硬化性組 成物’使前述光硬化性組成物硬化而成為硬化物的步驟; 及將前述模具、或前述基板及前述模具自前述硬化物分 離’得到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具 有下述步驟:將本發明之壓印用光硬化性組成物配置於模 具之具有翻轉圖案之表面的步驟,該模具之表面具有前述 微細圖案之翻轉圖案;將基板按壓至前述光硬化性組成物 的步驟;於將前述基板按壓至前述光硬化性組成物之狀態 下,將光照射至前述光硬化性組成物,使前述光硬化性組 成物硬化而成為硬化物的步驟;及將前述模具、或前述基 板及則述模具自前述硬化物分離,得到表面具有微細圖案 之成形體的步驟。 本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具 有下述步驟:將基板與表面具有前述微細圖案之翻轉圖案 的模,、以《纟模具之翻轉圖案位於前述基板側的方式接近或 接觸的步驟;將本發明之壓㈣光硬化性組成物填充於前 201035126 述基板與前述模具之間的步驟;於前述基板與前述模具接 近或接觸之狀態下,將光照射至前述光硬化性組成物,使 前述光硬化性組成物硬化而成為硬化物的步驟;及將前述 模具、或前述基板及前述模具自前述硬化物分離,得到表 面具有微細圖案之成形體的步驟。 前述微細圖案亦可為光阻圖案,於前述表面具有微細 圖案之成形體亦可為壓印用之複製模具或電鑄用之複製模 具。 發明效果 本發明之光硬化性組成物不需使用以來自全氟辛烷磺 酸之化合物作為原料的氟界面活性劑,而可形成脫模性優 異之硬化物,且與氟界面活性劑與其他成分之相溶性優 異。 依據本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方 法,可製造於表面具有經精密地轉印模具之翻轉圖案的微 細圖案且表面組成均勻之成形體。 圖式簡單說明 第1圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之製造方法 之一例的截面圖。 第2圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之製造方法 之其他例的截面圖。 第3圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之一例的截 面圖。 第4圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之其他例的 201035126 截面圖。 c實施方式j 用以實施發明之形態 本說明書中’(甲基)丙烯醯氧基係意指丙烯醯氧基或甲 基丙烯醢氧基。又,本說明書中,(甲基)丙稀酸酯係意指丙 稀酸δ旨或甲基丙稀酸g旨。 <光硬化性組成物> 本發明之壓印用光硬化性組成物(以下,稱光硬化性組 成物。)係以具有1個以上之丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基 的化合物(即化合物(X))作為主成分之組成物,為了賦予光 硬化性通常包含光聚合起始劑(G)。又,本發明之光硬化性 組成物包含作為必須成分之聚合物(D)。此外,亦可視需要 含有後述添加劑(I)等成分。如前述,本發明之光硬化性組 成物係意指不含溶劑之組成物。然而,於製造前述成形體 時可使用包含於光硬化時於組成物中實質上不含溶劑的溶 液(即,光硬化性組成物之溶液)。 化合物(X)係具有1個以上之(甲基)丙豨醯氧基的化合 物’本發明中’可分成(甲基)丙烯醯氧基之數量為具有1個 的化合物(即’化合物(Y))與(甲基)丙烯醯氧基之數量為具 有2個以上的化合物(即,化合物(Η))。化合物(Υ)係分成化 合物(Ε)與化合物(F)。 由谷易光聚合之點來看,化合物QQ以具有丙烯醯氧基 之化合物為更佳。換言之,化合物(印與化合物(F)以具有工 個丙歸醯氧基之化合物為更佳,化合物(H)以其(甲基)丙稀 201035126 醯氧基均為丙烯醯氧基為更佳。 本發明之光硬化性組成物(不含溶劑之組成物)中,化合 物(X)係必須且主要之成分。本發明之光硬化性組成物包含 選自於由化合物(E)、化合物$)及化合物所構成之群之 至少1種’且該等之總量係成為光硬化性組成物之主成分 (大於50質量%之成分)。本發明之光硬化性組成物中 ,相對 於光硬化性組成物(不含溶劑之組成物),化合物(X)之含有 比例以60質量%以上為佳,以_量%以上為更佳。 本發明之光硬化性組成物所含之化合物(χ)亦可僅由 選自於由化合物(E)、化合物(F)及化合物(印之丨種所構成, 此時之化合物(X)以化合物(H)為佳。光硬化性組成物中所 含之化合物(X)更佳係由化合物出)及化合物之至少任一 者與化合物(H)所構成。最佳者是化合物(χ)係由化合物 (Ε)、化合物(F)及化合物(Η)3者所構成。另,本發明之光硬 化性組成物亦可視需要,含有化合物(取外之光聚合性化 合物。 本發明之光硬化性組成物(不含溶劑之組成物)K25t 下之黏度以3~200mPa.s為佳,以5〜1〇〇mPas為更佳。當光 硬化性組成物之黏度於該範圍時,即使不進行特別之操作 (例如’將光硬化性組成物加熱至高溫使其低黏度化之操作 等)’仍可«地缝光硬純組祕與模具之具有翻轉圖 案之表面的接觸。 本發明之光硬化性組成物係硬化較f上不含溶劑之 組成物,此外,於處理魏前之塗布等之光硬化性組成物 11 201035126 亦、實豸上不含溶劑的組成物為佳。當光硬化性組成 物實質上不含溶劑時,即使不進行除了光照射以外之特別 操作(例如’將光硬化性組成物加熱至高溫以去除溶媒之操 作等)’仍可輕㈣崎光硬化性組成物之硬化。 >谷幻係扣具有可使聚合物(D)、化合物(E)、化合物(ρ)、 光聚合起始劑(G)、化合物(H)及添加劑之任—者溶解之能 力的化合物,且係常壓下之沸點為·。c以下之化合物。 實質上不含溶劑之光硬化性組成物係意指相對於光硬 化性組成物,光硬化性組成物所含有之溶_量為旧量% 、下本發种,亦可含有於調製光硬化性組成物時使用 的溶劑當作殘存溶劑’但殘存溶劑以盡力去除者為佳,相 對於光硬化性組成物,殘存溶劑等溶劑之含有量以〇7質量 %以下為更佳。 、 «聚合物(D) » 聚合物⑼係化合物(A)與化合物⑻及化合物(C)之共 聚物,且其質量平均分子量為咖〜麵之聚合物,而相對 於化合物(A)之單元與化合物⑻之單元及化合物(c)之單元 的總量’化合物(A)之單元的比例為2〇〜45質量%、化合物⑻ 之單元㈣例為20〜65質量% ’化合物(〇之單元的比例為 5〜4〇質量%。 化合物(A”以下式(1)所表示之化合物。 CH2=C(Rn)-C(0)0-Q_Rf · ·.⑴。 R11係氫原子或曱基。 Q係單鍵或不含缝原子之2價結合基。2價結合基可舉 12 201035126 例如:直鏈狀或分支狀之伸院基、直鏈狀或分支狀之伸歸 基、氧伸烧基、2價之6員環芳香族基、2價之仁6員環的飽 和或不餘和的脂肪族基、2價之5~6員環的雜環基、或以下 式⑷所表示之2價結合基。2價結合基可為組合2種以上者, 亦可為縮合有環者,亦可為具有取代基者。 -Y-Z- . · ·⑷。 但’ γ係直鏈狀或分支狀之伸⑦基、2價之6員環芳香族 0 基、2價之4〜6員環的餘和或不飽和的脂肪族基、2價之5〜6 員裱的雜環基、或縮合有該等之環基,2係_〇_、_8_、_仁〇_、 -c(o)o-、-c(o)S-、_N(R)_、_s〇2_、p〇(〇R)、 -N(R)-C(0)〇- 、 -N(R)-C(〇)- 、 -N(R)-S02-、或 • _N(R)_P〇(〇R)-,R係氫原子或碳數1~3之烷基。 , Q係以單鍵、直鏈狀或分支狀之伸烧基、以下式(5)所 表不之基、或該等基之組合為佳,以_(CH2)p (但,?係〇〜6 之整數,當P為0時表示單鍵)為特佳。 Q -Υ1 -Z1 - ... (5) 〇 但,Y〗係直鏈狀或分支狀之伸烷基、或2價之6員環芳 香族基,Ζ係-N(R)-、·δ〇2_、或_N(R) s〇2_ , R係氫原子或 石炭數1~3之院基。
Rf係主鏈之碳數為丨〜6且碳原子間亦可具有醚性氧原 子之多氟絲。C^Rf的邊界定為使Rf之破數成為最少的情 況。 多乳炫基係意指主鏈之碳數(不含側鏈之碳數)為K6之 烷基的氫原子有2個以上被氟原子取代的基。又,主鏈係意 13 201035126 指於直鏈狀時為該直鏈’於分支狀時為最長之碳鏈。側鏈 係意指構成分支狀之多氟烷基的碳鏈中,主鏈以外之碳 鍵。侧鍵係由院基、單氟烷基或多氟烷基所構成。 多氣烧基可舉例如:對應於直鏈狀或分支狀之烷基(甲 基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基)的部分氟取代烷基、 或全氟取代烧基。 碳原子間具有醚性氧原子之多氟烷基,以多氟(烷氧基 烷基烷基)基或多氟(聚氧伸烷基烷醚)基為佳,可舉例如: 多氟(2-乙氧乙基)基、多氟(2_甲氧丙基)基、多氟(聚氧乙烯 甲醚)基、多氟(聚氧丙稀甲醚)基等。
Rfa直鏈狀者為佳。當Rf為分支狀者時,以分支部分 儘量存在於靠近1^之末端的部分為佳。 以以多氟烷基為佳,以全部氫原子實質上被氟原子所 取代之全氟烷基為更佳,以直鏈狀之全氟烷基為尤佳由 環境殘留性或生物或生物蓄積性低,且脫模性高之點來 看,以碳數4~6之直鏈狀的全氟烷基為特佳,而以碳數6之 直鏈狀的全氟烷基為最佳。 化合物(A)以下述式(6)所表示之化合物(a」)為佳。 CH2=C(Rn)-C(0)〇-(CH2)p-RF · · ·⑹。 但’ R11係氫原子或甲基,p係〇~6之整數,RF係碳數μ 之直鏈狀之全氟烷基。 化合物(Α-1)之具體例可舉下述化合物為例。 ch2=ch-c(〇)o-(ch2)2-(cf2)6f、 ch2=ch-c(o)o-(ch2)2-(cf2)4f、 201035126 CH2=CH-C(0)0-(CH2)2-(CF2)2F ' ch2=ch-c(o)o-(ch2)2-cf3、 CH2=C(CH3 )-C(0)0-(CH2)2 -(CF2)6 F、 ch2=c(ch3 )-c(o)o-(ch2)2 -(CF2)4 F、 CH2=C(CH3 )-C(0)0-(CH2)2 -(CF2)2 F、 CH2=CH-C(0)0-CH2-(CF2)2F、 ch2=ch-c(o)o-ch2-cf3 等。 化合物(A)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。換言 之,聚合物(D)亦可具有2種以上化合物(A)之單元。 相對於化合物(A)之單元~化合物(C)之單元的總量,聚 合物(D)中化合物(A)之單元的比例為20〜45質量%。當化合 物(A)之單元的比例為2〇質量%以上時,光硬化性組成物之 硬化物的脫模性即呈良好。當化合物(A)之單元的比例為45 質量%以下時,聚合物(D)與其他成分將均勻地相溶。 (化合物(B)) 化合物(B)係以下式(2)所表示之數平均分子量為350以 下的化合物。 CH2=C(R21)-C(〇)〇-(CH2 CH(R22)0)n -Η · · · (2) 〇 R21係氫原子或甲基。 R22係氫原子或碳數1〜4之烷基。 η係意指製造化合物(B)時所加成之伸烷基氧化物的加 成莫耳數’以平均值表示。η係3~6,以3_5〜5.5為佳。當11 於該範圍時’聚合物(D)與其他成分將均勻地相溶。 化合物(B)之數平均分子量係350以下,以300以下為 15 201035126 佳。當化合物(B)之數平均分子量為35〇以下時,聚合物(d) 與其他成分將均勻地相溶。 化合物(B)之數平均分子量係以依據n(平均值)來計算 求得。 藉由化合物(B)具有經基,光硬化性組成物中之氟成分 會容易朝向表面,使該組成物之硬化物的脫模性呈良好。 具體而言,因化合物(B)具有極性基之羥基,而賦予聚 合物(D)極性。藉此’聚合物⑼成為兩親媒性 (amphiphilic) ’而容易與光硬化性組成物中之各成分混合。 因此,隨著來自於化合物(A)之單元的氟烷基跑出表面,光 硬化性組成物中之含有氟之成分將變得容易跑出至表面, 故可認為該組成物之硬化物的脫模性將變得良好。 化合物(B)之具體例可舉下述化合物為例。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH20)n-H ' CH2=CH-C(0)0-(CH2CH20)n-H、 CH2=C(CH3)-C(0)〇-(CH2CH(CH3)0)n-H、 CH2=CH-C(0)0-(CH2CH(CH3)0)n-H、 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH20)nl-(CH2CH(CH3)0)n2-H ' CH2=CH-C(0)0-(CH2CH20)nl-(CH2CH(CH3)0)n2-H 等。 但,n係3〜6 , nl+n2係3~6 。 化合物(B)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。換言 之,聚合物(D)亦可具有2種以上化合物(B)之單元。 相對於化合物(A)之單元~化合物(〇之單元的總量,聚 合物(D)中之化合物(B)之單元的比例為20〜65質量%。當化 16 201035126 合物⑻之單元的比例為2〇質量%以上時,聚合物⑼與其他 成分將均勻地相溶。當化合物⑻之比例為幻質量%以下 時,光硬化性組成物之硬化物的脫模性即呈良好。 (化合物(C)) 化合物(C)係以下式(3)所表示之化合物。 CH2=C(R 3-(11(0)0- R32 _··⑶。 R31係氫原子或曱基。
R32係碳數2~15之1價脂肪族烴基。當〗價脂肪族烴基之 碳數於該範圍時,聚合物(D)與其他成分將均勻地相溶。i 價脂肪族烴基可舉例如:烷基、烯基、炔基。脂肪族煙基 可為直鏈狀,亦可為分支狀,亦可為環狀。 R32以烷基為佳,以碳數4〜12之烷基為更佳。 化合物(C)之具體例可舉下述化合物為例。 ch2=c(ch3)-c(o)o-c4h9、 ch2=c(ch3)-c(o)o-ch2ch(ch3)2、 CH2=C(CH3)-C(0)0-C6H13 ' CH2=C(CH3)-C(0)0-Cy、 CH2=C(CH3)-C(0)0-CH(CH3)C2H5、 CH2=C(CH3)-C(0)0-CH2CH(C2H5 )C4H9、 CH2=C(CH3)-C(0)0-C12H25 ' CH2=CH-C(0)0-C4H9、 CH2=CH-C(0)0-CH2CH(CH3)2 ' CH2=CH-C(0)0-C6H13、 CH2=CH-C(0)0-Cy、 17 201035126 CH2=CH-C(0)0-CH(CH3)C2H5、 ch2=ch-c(o)o-ch2ch(c2h5)c4h9、 CH2=CH-C(0)0-C12H25 等。 但,Cy係環己基。 化合物(C)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。換言 之,聚合物(D)亦可具有2種以上化合物(c)之單元。 相對於化合物(A)之單元〜化合物(c)之單元的總量,聚 合物(D)中之化合物(〇之單元的比例為5〜4〇質量%。當化合 物(C)之單元的_於該範圍時,光硬化性組成物之硬化物 的脫模性即呈良好。 (第四成分) 於聚合化合物(A)之單元〜化合物(〇時,亦可添加可與 化合物(A)之單元〜化合物(c)共聚合的第四成分。 第四成分可舉具有1個以上之碳·碳不飽和雙鍵的化合 物(但化合物(A卜化合物(C)除外)為例,具體而言,可舉 例如.3有石夕氧烧基之(曱基)丙稀酸醋、馬來酸軒、含有磷 酸基之(甲基)丙烯酸酯等。 第四成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。 相對於化合物⑷之單元〜化合物(〇之單元及第四成 分之單元的總她,聚合物斷之全部單元),聚合物⑼ 中之第四成分之單W於第四成分之衫為複數存在時立
全部量^比例以_量%以下為佳。當第四成分之單元I 於20質里%時,有光硬化性級成物之硬化物的脫模性下降 的 l^~ 18 201035126 (聚合物(D)) 聚合物(D)係化合物(a)與化合物(b)與化合物(c)、及視 需要與第四成分共聚合而得者。 本發明之光硬化性組成物藉含有作為非離子系氟界面 活性劑之聚合物(D) ’可提升壓印時重要之脫模性。 聚合物(D)之質量平均分子量係1000〜5000。當聚合物 (D)之質量平均分子量為1〇〇〇以上時,光硬化性組成物之硬 化物的脫模性即呈良好。當聚合物(D)之質量平均分子量為 5000以下時,聚合物(D)與其他成分將均勻地相溶,硬化物 表面之組成將變得均勻。 聚合形態可舉例如:無規聚合、嵌段聚合、接枝聚合 等,以無規聚合為佳。 聚合之種類可舉例如:自由基聚合、陰離子聚合、陽 離子聚合等。 〇 / S方法以於聚合起始劑之存在下於溶劑中使化合 物㈧與化合物⑻與化合物(C)共聚合的溶液聚合法為佳。 溶劑以可溶解聚合起始劑、化合物(A)~化合物(C)者即 可,可舉水、有機溶劑、氟系溶劑等為例,由溶解性之點 來看’以有機溶劑為佳。有機溶劑可舉例如:賴、甲醇、 醇2丙醇 '第二_丁醇、乙酸乙醋、乙酸甲醋、乙酸丁 酯 '曱笨、四氫呋喃等。 聚合起始劑可舉過氧化物、偶氮化合物等為例。 由控制谷易度之點來看,聚合溫度以〇~15〇。〇為佳,由 與聚合起始劑之分解活性化能量相關之點來看,以30〜90 19 201035126 °c較佳。 聚合物(D)可單獨使用丄種,亦可併用2種以上。換言 之,光硬化性組成物亦可使用2種以上聚合物(D)。 相對於光硬化性組成物(含有聚合物(D)之組成物),聚 合物(D)之比例以〇.01~5質量%為佳,以〇1~2質量%為更 佳。當聚合物(D)為〇.〇1質量%以上時,光硬化性組成物之 硬化物的脫模性即呈良好。當聚合物(£))為5質量%以下時, 聚合物(D)與其他成分將均勻地相溶,硬化物表面之組成將 變得均勻。 «化合物(X)» 化合物(X)係具有丨個以上之(甲基)丙烯醯氧基的化合 物,本發明中,可分成(甲基)丙烯醯氧基之數量為具有^固 的化合物(即,化合物(γ))與(甲基)丙烯醯氧基之數量為具 有2個以上的化合物(即,化合物(Η))。化合物(γ)係分成化 合物(Ε)與化合物(F)。 由容易光聚合之點來看’化合物⑻以具有丙烯醯氧基 之化合物為更佳。換言之,化合物⑹與化合物(F)以具有! 個丙烯醯氧基之化合物為更佳,化合物(H)以其(甲基)丙稀 醯氧基均為丙烯醯氧基為更佳。 (化合物(E)) 化合物(E)係具有氟原子,且具有1個(甲基)丙烯醯氧基 之化合物。當本發社光硬化,丨±㈣物包含化合物⑹時, 該光硬化性組成物之硬化物與模具的脫模將變得容易。 化合物⑹以前述化學式⑴所表示之化合物(a)為佳。 20 201035126 又’該化學式中R11亦可為氣原子。此外,由相溶性及環境 特性之點來看,以前述化學式(6)所表示之化合物(Α ι),且 R11為氫原子之化合物作為化合物(扮為更佳。 化合物(E)除了作為前述化合物(八_ 1)之具體例所舉的 化合物以外,可舉例如下述化合物。 CH2=CH-C(0)0-CH2CH(0H)CH2-CF2CF2CF(CF3)2、 CH2=CH-C(0)0-CH(CF3)2、 ch2=ch-c(o)och2-(cf2)6f、 CH2=C(CH3)-C(0)〇-CH2-(CF2)6F、 CH2=CH-C(0)0-CH2-CF2CF2H、 CH2=CH-C(0)0-CH2-(CF2CF2)2H ' CH2=C(CH3)-C(0)0-CH2-CF2CF2H ' ch2=c(ch3)-c(o)o-ch2-(cf2cf2)2h、 CH2=CH-C(0)0-CH2 -CF2OCF2CF2OCF3、 ch2=ch-c(o)o-ch2 -cf2o(cf2cf2o)3cf3、 CH2=C(CH3)-C(0)0-CH2-CF2 OCF2 CF2 OCF3、 ch2=c(ch3)-c(o)o-ch2-cf2o(cf2cf2o)3cf3、 ch2=ch-c(o)o-ch2-cf(cf3)ocf2cf(cf3)o(cf2)3f、 ch2=ch-c(o)o-ch2 -cf(cf3)o(cf2cf(cf3)o)2(cf2)3f、 ch2=c(ch3)-c(o)o-ch2-cf(cf3)ocf2cf(cf3)o(cf2)3 F、
CH2=C(CH3)-C(0)0-CHrCF(CF3)0(CF2CF(CF3)0)2(CF 2)3F 0 本發明之光硬化性組成物以含有化合物(E)為佳。此 21 201035126 時,光硬化性組成物所含之化合物(E)可為丨種,亦可為2種 以上。當光硬化性組成物含有化合物(E)時,相對於光硬化 性組成物(含有化合物(E)之組成物),化合物(£)之比例以 5~40質量%為佳,以1〇〜25質量%為更佳。當化合物⑹為$ 質量%以上時,可得脫模性優異之硬化物,且可抑制光硬 化性組成物之發泡。由於可抑制光硬化性組成物之發泡, 於調製時變得容㈣濾,並可避免於奈㈣印咖氣泡之 混入造成圖案形狀之缺陷。當化合物(扮為4〇質量%以下 %,因可均勻地混合,故可得機械強度優異之硬化物。 又,藉由使用化合物(E) ’可提高硬化物之透明性。此 外’化合物(E)因有助於光硬化性組成物之黏度下降或表面 能量下降,故於將硬化物作為光阻使用時,對於解像度之 提升、或減低殘膜(residual iayer)是有用的。 (化合物(F)) 化合物(F)係具有1個(甲基)丙稀醯氧基之化合物(但, 化合物(E)除外)。 化合物(F)係使其他成分溶解之成分,當本發明之光硬 化性組成物包含化合物(F)時,可提升聚合物(D)與化合物⑹ 及化合物(H)之相雜。聚合物⑼與化合物⑹及化合物⑻ 之相溶性若良好,财抑制光硬化性組成物在調製時發 $且變知谷易通過過濾器等,使光硬化性組成物的調製 $各易X可知到均句的光硬化性組成物。此夕卜,由 於可传到均質的硬化物’而可充分地發揮脫模性、機械性 強度。 22 201035126 化&物(F)在25 C之黏度以0.1〜200mPa.s為佳。當化合 物(F)之黏度於該範圍時,可輕易地調低光硬化性組成物之 黏度。此外,於將硬化物作為光阻使用時,對於解像度之 提升、或減低殘膜(residual layer)是有用的。 化合物(F)可舉例如:單羥化合物之(甲基)丙烯酸酯、 多羥化合物之單(甲基)丙稀酸酯等,以單羥化合物之(甲基) 丙烯酸酯、特別是單羥化合物之丙烯酸酯為佳。單羥化合 〇 物,特別是以烷基部分之碳數4〜20之烷醇、具有單環、縮 合多環或交聯環之脂環族單元醇、多(或單)伸烷基二醇(或 芳基)醚等為佳。特佳之單羥化合物係碳數6~2〇之烷醇與具 有交聯環之脂環族單元醇。又,於將硬化物作為光阻使用 - 時,因蝕刻耐性提升,故以使用具有交聯環之脂環族單元 醇為佳。 化合物(F)可舉下述化合物為例。 苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥-3-苯氧基丙基(甲基) 〇 丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(曱基)丙烯酸酯、(曱基)丙烯酸 苯曱酯、甲氧基三乙二醇(曱基)丙烯酸酯、曱氧基聚乙二醇 (甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸 酯、(甲基)丙烯酸二十二酯、2-(甲基)丙烯醯氧乙基琥珀酸 乙酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸異十八酯、(曱基) 丙烯酸異十二酯 '(曱基)丙烯酸2_乙基己酯、(曱基)丙烯酸 3-(三甲氧基矽)丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙 氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙 酯、四氫糠基(曱基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2_羥乙酯、(甲 23 201035126 基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸N,N_二乙胺乙酯、(甲基) 丙烯酸N,N-二甲胺乙酯、(曱基)丙烯酸二甲胺乙酯、(曱基) 丙烯酸2-甲基-2-金剛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基金剛酯、(甲 基)丙烯酸3-羥-1-金剛酯、(曱基)丙烯酸^金剛酯、(甲基) 丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-羧乙酯、(甲基)丙烯酸辛 酯、(曱基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸2-(三級丁胺)乙酯、 1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶(曱基)丙烯酸醋、(甲基)丙缚酸正丁 醋、(甲基)丙稀酸三級丁醋、4-三級丁基環己基(甲基)丙稀 酸酯等。 本發明之光硬化性組成物以包含化合物(F)為佳。此 時’光硬化性組成物所包含之化合物(F)可為丨種,亦可為2 種以上。當光硬化性組成物包含化合物(F)時,相對於光硬 化性組成物(包含化合物(F)之組成物)’化合物(1?)之比例以 10〜55質量%為佳,以15~45質量%為更佳。當化合物(巧為 10質量%以上時,可調低光硬化性組成物之黏度,且聚合 物(D)與化合物(E)及化合物(H)之相溶性將變得良好。當化 合物(F)為55質量%以下時,因感度變得良好、交聯密度亦 提升,而可得機械強度優異之硬化物。 (化合物(H)) 化合物(H)係具有2個以上之(甲基)丙烯醯氧基的化合 物。化合物(H)亦可為具有氟原子之化合物,但通常係不具 有氟原子之化合物。 化合物(H)係可使光硬化性組成物之感度提升的成 分。又,依據化合物(H)之種類’可調整光硬化性組成物之 24 201035126 硬化物的乾式蝕刻耐性、濕式蝕刻耐性、透明性、黏度、 折射率、硬度、機械強度、柔軟性、與基板之密接性等諸 物理性質。 化合物(H)中之(甲基)丙烯醯氧基之數量以2~1〇為適 當’以2~6為佳。當(甲基)丙烯醯氧基之數量過多時,有硬 化物變得脆弱的疑慮。然而,只要為少量的話,亦可使用(曱 基)丙烯醯氧基之數量特別多的化合物。 化合物(H)係多羥化合物之多(甲基)丙烯酸酯,只要(曱 基)丙烯醯氧基之數量為2個以上的話,亦可具有羥基。多 羥化合物可舉例如:烷多元醇、烷多元醇之伸烷基氧化物 加成物、聚伸烷二醇、多元酚或多元胺等具有2個以上可加 成伸烷基氧化物之官能基之化合物的伸烷基氧化物加成 物、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇等。又,化合物(H)係具 有多羥化合物之多(曱基)丙烯酸酯結構的化合物,亦可為胺 曱酸乙酯(甲基)丙烯酸酯。胺甲酸乙酯(曱基)丙烯酸酯係 指,於多經化合物中使異氰酸酯烧基(曱基)丙烯酸酯反應所 得之化合物、於多羥化合物中使聚異氰酸酯化合物與含有 羥基之(甲基)丙烯酸酯反應所得的化合物等之具有胺甲酸 乙酯鍵之化合物。胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯之原料的多羥 化合物,以烷多元醇之伸烷基氧化物加成物、聚伸烷二醇、 多元酚之伸烷基氧化物加成物等聚醚多元醇為佳,聚異氰 酸酯化合物以無黃變型之聚異氰酸酯化合物為佳。 化合物(H)較佳為,選自於由烷多元醇、烷多元醇之伸 烷基氧化物加成物、聚伸烷二醇及多元酚之伸烷基氧化物 25 201035126 加成物所構成之群之多羥化合物的多(曱基)丙烯酸酯以及 使用聚越多元_得之胺甲酸乙si (甲基)丙稀酸酿。 化合物(H)可舉下述化合物為例。 雙酚A二(曱基)丙烯酸酯、雙酚A伸烷基氧化物加成物 之二(甲基)丙烯酸酯(乙氧化雙酚八二(甲基)丙烯酸酯、丙氧 化雙酚A一(甲基)丙烯酸酯、丙氧化乙氧化雙酚a二(甲基) 丙烯酸酯、雙酚A甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、雙酚a丙氧化 物甘油酯二(甲基)丙烯酸酯等)、乙氧化雙盼F二(甲基)丙焊 酸酯、二環癸烧二甲酵二(甲基)丙稀酸酯、苐二(甲基)丙稀 酸酯、三環癸燒二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(曱基) 丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、13_丁二醇二(甲基) 丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二甘油 酯二(甲基)丙埽酸酯、1,6-己二醇乙氧基二(曱基)丙烯酸 酯、1,6-己二醇丙氧化物二(曱基)丙烯酸酯、1,6_己二醇二 (甲基)丙烯酸酯、3-羥-2,2-二丙酸甲酯二(甲基)丙烯酸酯、 1,9-壬二醇·一(甲基)丙稀酸S旨、1,10-癸二醇二(曱基)丙稀酸 酯、二乙二醇二(甲基)丙浠酸酯、新戊二醇二(甲基)丙稀酸 酯、新戊二醇丙氧化物二(曱基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(曱 基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯 酸酯、丙二酵甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、三丙二醇甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、2-羥-3-丙烯 醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-曱基-1,3-丙二醇二丙烯酸 26 201035126 酯、三羥曱基丙烷苯曱酸二(曱基)丙烯酸酯、新戊四醇二(曱 基)丙烯酸酯單硬酯酸酯、三羥甲基丙烧乙氧基甲醚二(甲基) 丙晞酸酯、具有2個以上之胺曱酸乙酯鍵的二(曱基)丙烯酸 酯(新中村化學工業社製之UA-4200,二胺甲酸乙酯二(甲基) 丙稀酸酯等)、具有苐骨架之二(甲基)丙烯酸酯、1,3-雙(3-甲基丙烯醯氧基丙基)_1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、三羥甲基 丙烷三(曱基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧三(甲基)丙烯酸 & 酯、聚醚三元醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙氧三(甲基)丙烯 酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化異三聚氰酸三丙 烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇四(曱基)丙烯酸酯、新戊四醇 乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、貳三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸 酯、丙氧化新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙浠 酸酯、使用聚醚二醇所得之胺甲酸乙酯二(甲基)丙烯酸酯、 使用聚醚三元醇所得之胺甲酸乙酯三(甲基)丙烯酸酯、使用 Q 聚喊四元醇所得之胺甲酸乙酯四(甲基)丙烯酸酯、使用聚醚 六元醇所得之胺甲酸乙酯六(甲基)丙烯酸酯等。 本發明之光硬化性組成物以包含化合物(H)為佳。此 時’光硬化性組成物所包含之化合物(H)可為1種,亦可為2 種以上。當光硬化性組成物包含化合物(H)時,相對於光硬 化性組成物(包含化合物(H)之組成物),化合物(H)之比例以 10~75質量%為佳,以3〇〜55質量%為更佳。當化合物(H)為 1〇質量%以上時,可提升光硬化性組成物之感度。當化合 物(H)為75質量%以下時,可得到各成分均勻地相溶之光硬 27 201035126 化性組成物。 (光聚合起始劑(G)) 光聚合起始劑(G)可舉例如:苯乙酮系光聚合起始劑、 苯偶姻系光聚合起始劑、二苯基酮系光聚合起始劑、噻吨 酮系光聚合起始劑、α-胺酮系光聚合起始劑、心羥酮系光 聚合起始劑、a-醯基躬酯(acyloximester)、苯甲基-(鄰乙氧 缓基)_α_单將、醯基膦氧化物(acryl phosphine oxide)、乙醒· 酸酯、3-香豆素酮(ketocoumarin)、2-乙基蒽醌(ethyl anthraquinone)、掉腦酿(camphoroquinone)、硫化四甲鐘、 偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醢、二烧基過氧化物、過氧異 丁酸三級丁酯等’由感度及相溶性之點來看,以苯乙酮系 光聚合起始劑、苯偶姻系光聚合起始劑、α-胺酮系光聚合 起始劑或二苯基酮系光聚合起始劑為佳。 苯乙酮系光聚合起始劑可舉下述化合物為例。 苯乙酮、對(三級丁基)1’,1,,1’-三氣苯乙酮、氣苯乙_、 2’,2’-二乙氧苯乙酮、羥苯乙酮、2,2-二曱氧-2,-苯基笨乙 酮、2-胺苯乙酮、二烷基胺苯乙酮等。 苯偶姻系光聚合起始劑可舉下述化合物為例。 苯甲基、苯偶姻、苯偶姻甲喊、苯偶姻乙鰱、苯偶姻 異丙醚、苯偶姻異丁醚、1-經環己笨酮、2-經-2-甲基苯 -2-甲基丙烧-1-酮、1-(4-異丙苯)-2-經_2_甲基丙烧-1-酮、苯 曱基二曱縮酮等。 α-胺酮系光聚合起始劑可舉下述化合物為例。 2-苯甲基二曱胺-1-(4-嗎琳基苯)_丁酮_ι、2_甲基 28 201035126 -i[4_(甲硫基)苯]_2_嗎琳基丙烧_l_g同等。 二笨基⑽、光聚合起始射舉下述化合物為例。 二苯基酮、苯甲醯苯甲酸、笨f醯苯甲酸甲醋、鄰苯 :醯苯甲酸甲醋、4-苯二苯基酮、羥二苯基酮、羥丙基二 笨基酮、丙烯酸二苯基酮、4,4,-雙(二曱胺)二苯基嗣等。
、本發明之光硬化性組成物通常包含化合物(g),此時, 光硬化ϋ組成物所包含之化合物(G)可為丨種亦可為2種以 上相對於光硬化性組成物(包含光聚合起始劑⑹之組成 二,光聚合起始劑⑹之比例以Kl2質量%為佳,以4~1〇 貝量為更佳。备光聚合起始劑⑹為工質量%以上時,不用 進行加熱等操作,即可輕易地得_化物。當光聚合起始 劑(G)為12質量%以下時,可均勻地混合,故硬化物中殘存 光聚s起始劑(G)變少,而抑制硬化物之物理性質的降 低0 «其他成分:>> 光硬化性組成物亦可含有聚合物(D) 、化合物(Ε)、化合 ()光聚σ起始劑(G)及化合物(η)以外之其他成分。其 他成分可舉例如: 聚合物(D)以外之界面活性劑(亦可為氟系 界面活m、化合物(Ε)、化合物(F)及彳b合物(Η)以外的光 聚合性化合物、央姑才丨 九敏劑、樹脂、金屬氧化物微粒子、碳化 口物金屬微教子、其他有機化合物等。本發明之光硬化 I且成物並未特別地需要聚合物⑼以外之界面活性劑或 化0物印)化合物(1^及化合物以外之光聚合性化合 物。另一方面,光敏劑、樹脂、金屬氧化物微粒子、碳化 29 201035126 合物、金屬微粒子等(以下,總稱該等為添加_)可視目的 包含於本發明之光硬化性組成物中。 光敏劑可舉例如:正丁胺、二正丁胺、三正丁鱗、稀 丙硫脲、s_苯甲基異硫脲_解苯亞伽自旨、三乙胺、甲基 丙稀酸二乙胺乙醋、三伸四乙胺、4,4,_雙(二烧胺)二苯基嗣 等胺化合物。 Μ月曰可舉例如.氟樹脂、聚醋、聚醋寡聚物、聚礙酸 酯、聚(甲基)丙烯酸酯等。 金屬氧化物微粒子可舉例如:氧化欽、氧化石夕、氧化 錯等。 碳化合物可舉例如:奈米碳管、富勒烯_erene)等。 金屬微粒子可舉銅、始等為例。 其他有機化合物可舉例如:4琳、金屬内包4琳、離 子性液體(1-己基-3-曱基咪唑氣化物等)、色素等。 當光硬化性組成物含有上述其他成分(特別是含有添 加劑⑴)時,相對於光硬化性組成物(包含其他成分之組成 物),其他成分之總量的比例以2〇質量%以下為佳。當添加 劑(I)為20質量%以下時,可均勻地混合光硬化性組成物, 得到均質之光硬化性組成物。 關於以上説明之本發明之光硬化性組成物,因將含有 以特定之比例將特定之化合物(A)〜(c)共聚合後所得之較 低分子量的聚合物(D) ’作為非離子系氟界面活性劑,故不 需將來自全氟辛烷磺酸之化合物作為原料使用,即可形成 脫模性優異之硬化物,且與氟界面活性劑與其他成分的相 30 201035126 溶性優異。 <表面具有微細圖案之成形體之製造方法〉 本發明之表面具有微細圖幸之忐 国系之成形體之製造方法具有 下述(1)〜(3)之步驟。 ⑴使本發日狀光硬化性組絲接_具之具有翻轉圖 案之表面的步驟’該模具之表面具有前述微細圖案之翻轉 圖案。 Ο (2)於使光硬化性組成物接觸模具之表面的狀態下,將 光照射至光硬化性組成物,使光硬化性組成物硬化而成為 硬化物之步驟。 (3)將模具自硬化物分離’得到表面具有微細圖案之成 . 形體的步驟。 _ 本發明之表面具有微細圖案之成形體之製造方法,更 具體而言,可舉下述(a)~(c)之方法為例。 (a)方法:具有下述步驟(a-Ι)〜(a-4)之方法。 Q (a-l)如第1圖所示’將光硬化性組成物20配置於基板30 之表面的步驟。 (a-2)如第1圖所示,將模具10按壓至光硬化性組成物 2〇,使該模具10之翻轉圖案12與光硬化性組成物20相接的 步驟。 (a-3)於將模具10按壓至光硬化性組成物20之狀態下, 將光照射至光硬化性組成物20,使光硬化性組成物20硬化 而成為硬化物的步驟。 (a-4)將模具10、或基板30及模具1〇自硬化物分離’得 31 201035126 到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 (b) 方法:具有下述步驟(b-l)〜(b-4)之方法。 (b-Ι)如第2圖所示,將光硬化性組成物20配置於模具10 之翻轉圖案12之表面的步驟。 (b-2)如第2圖所示,將基板30按塵至模具1〇之表面之光 硬化性組成物20的步驟。 (b-3)於將基板30按壓至光硬化性組成物20之狀態下, 將光照射至光硬化性組成物20,使光硬化性組成物2〇硬化 而成為硬化物的步驟。 (b-4)將模具1〇、或基板30及模具自硬化物分離,得 到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 (c) 方法:具有下述步驟之方法。 (c-1)如第1圖所示’將基板3〇與模具1〇以模具1〇之翻轉 圖案12位於基板3〇側之方式接近或接觸的步驟。 (c-2)如第1圖所示,將光硬化性組成物2〇填充於基板3〇 與模具10之間的步驟。 (c-3)於基板30與模具1〇接近或接觸之狀態下,將光照 射至光硬化性組成物20,使光硬化性組成物2Q硬化而成為 硬化物的步驟。 (c-4)將模具1Q、或基板3()及模具自硬化物分離,得 到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 基板可舉無機材料製基板或有機材料製基板為例。 無機材料可舉例如:石夕晶圓、玻璃、石英玻璃、金屬 (銘錄銅等。)、金屬氧化物(氧化銘等)、氮化石夕、氮化 32 201035126 銘、铌酸鐘(lithium niobate)等。 有機材料可舉例如:氟樹脂、矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、 水石反酸酯、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯等)、聚醯亞胺、聚丙 稀長乙晞尼龍樹脂(nylon resin)、聚笨硫謎(polyphenylene sulfide)、環狀聚烯烴等。 由與光硬化性組成物之密接性優異的點來看,基板亦 可使用經表面處理的基板。表面處理可舉例如··底漆塗布
處理、臭氧處理、電漿蝕刻處理等。使用在底漆塗布處理 的底漆可舉:聚(甲基)丙烯酸甲酯、矽烷偶合劑、矽氮烷 (silazane)等為例。 模具可舉非透光材料製模具或透光材料製模具為例。 非透光材料可舉例如·矽晶圓、鎳、銅、不鏽鋼、鈦、 SiC、雲母等。 透光材料可舉例如:石英、玻璃、聚二甲基矽氧烧、 環狀聚烯烴、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、透明氟樹 脂等。 基板及模具中之至少一者係作成可透過光聚合起始劑 (G)所作用之波長的光4〇%以上之材料。 模具係於表面具有翻轉圖案。翻轉圖案係對應於成形 體表面之微細圖案的翻轉圖案。
翻轉圖案具有微細之凸部及/或凹部D 凸部可舉例如:延伸於模具表面之長條狀凸條、散布 於表面之突起等。 凹部可舉例如 延伸於模具表Φ之長條狀溝、散布於 33 201035126 表面之孔等。 凸條或溝的形狀可舉例如:直線、曲線、彎曲形狀等。 凸條或溝亦可複數平行地存在而構成條紋狀。 凸條或溝的與長度方向垂直之方向的截面形狀可舉例 如:長方形、梯形、三角形、半圓形等。 突起或孔之形狀可舉例如:三角柱、四角柱、六角枉、 圓柱、三角錐、四角錐、六角錐、圓錐、半球、多面體等。 凸條或溝的寬度,平均係以1ηιη~500μιη為佳,以 10ηπι~100μιη為更佳,以ΐ5ηηι〜ΐ〇μπι尤佳。凸條的寬度係意 指,與長度方向垂直之方向的截面中的底邊長度。溝的寬 度係意指’與長度方向垂直之方向的截面中的上邊長度。 突起或孔的寬度,平均係以1ηιη~500μιη為佳,以 10nm〜ΙΟΟμιη更佳,以I5nm〜ΙΟμηι尤佳。突起的寬度係意 指,當底面為細長時,與長度方向垂直之方向的截面中的 底邊長度;並非如此時,則意指突起之底面中的最大長度。 孔的寬度係意指,當開口部為細長時,與長度方向垂直之 方向的截面中的上邊長度;並非如此時,則意指孔之開口 部中的最大長度。 凸部的高度,平均係以1ηηι~500μιη為佳,以 10ηιη~100μιη更佳,以 15nm〜ΙΟμπι尤佳。 凹部的深度,平均係以1ηιη~500μιη為佳,以 10ηιη~100μιη更佳,以 15nm〜ΙΟμηι尤佳。 於翻轉圖案密集之區域中,鄰接之凸部(或凹部)間的間 隔,平均以lnm〜500μιη為佳,以1ηπι~50μιη更佳。鄰接之凸 34 201035126 部間的間隔係意指,由凸部之截面的底邊終端至鄰接之凸 部之截面的底邊終端之距離。鄰接之凹部間的間隔係意 指,由凹部之截面的上邊終端至鄰接之凹部之截面的上端 始端之距離。 凸部之最小尺寸以lnm〜50μιη為佳,以lnm~5〇〇nm更 佳,以lnm~50nm特佳。最小尺寸係意指凸部之寬度、長度 及高度中最小的尺寸。 凹之最小尺寸以lnm〜50μιη為佳’以inm~500nm更 佳,以lnm~50nm特佳。最小尺寸係意指凹部之寬度、長度 及深度中最小的尺寸。 步驟(a-Ι): 光硬化性組成物之配置方法可舉例如:噴墨法、灌模 法(potting method)、旋轉塗布法、滚筒塗布法、鑄塗法、 浸塗法、模壓口塗布法 '蘭幕爾-布羅吉法 (Langmuir-Blodgett method)、真空蒸鍍法等。 光硬化性組成物可配置於基板之整面,亦可配置於基 板表面之一部分。 步驟(a-2): 將模具按壓至光硬化性組成物時的加壓力(計示壓)係 以大於0〜lOMPa以下為佳,以0.1〜5MPa更佳。將模具按壓 至光硬化性組成物時的溫度係以0〜l〇〇°C為佳,以1〇~6〇。^ 更佳。 步驟(b-Ι): 光硬化性組成物之配置方法可舉例如:喷墨法、灌模 35 201035126 法、旋轉塗布法、滾筒塗布法、碡塗法、浸塗法、模壓口 塗布法、蘭幕爾-布羅吉法、真空蒸鍍法等。 光硬化性組成物可配置於模具之翻轉圖案的整面,亦 可配置於翻轉圖案之一部分,以配置於翻轉圖案之整面為 佳。 步驟(b-2): 將基板按壓至光硬化性組成物時的加壓力(計示壓)係 以大於0〜10MPa以下為佳,以〇1〜5MPa更佳。將基板按壓 至光硬化性組成物時的溫度係以〇〜1〇〇充為佳,以1〇〜6〇。〇 更佳。 步驟(c-2): 將光硬化性組成物填充於基板與模具之間的方法可舉 藉由毛細現象將光硬化性組成物吸引至空隙的方法為例。 填充光硬化性組成物時的溫度係以〇〜1〇(rc為佳,以 10〜60°C更佳。 步驟(a-3)、(b-3)、(c-3): 照射光的方法可舉例如:使用透光材料製模具由該模 具側照射光的方法、使用透光材料製基板由該基板侧照射 光的方法。光的波長以200~500nm為佳。於照射光時,亦 可將光硬化性組成物加熱來促進硬化。 照射光時的溫度係以〇~ 1 〇〇t為佳,且以丨〇〜6(rc更佳。 步驟(a-4)、(b_4)、(c-4): 將模具、或基板及模具自硬化物分離時的溫度以〇〜1〇〇 °c為佳,以10~60。(:更佳。 36 201035126 將基板及模具自硬化物分離後,如第3圖所示,可得僅 由具有轉印有模具之翻轉圖案之表面的硬化物42所構成, 且於表面具有微細圖案44之成形體4〇。 當僅將模具自硬化物分離時,如第4圖所示,得到僅由 具有轉印有模具之翻轉圖案之表面的硬化物42與基板30所 構成,且表面具有微細圖案44之成形體4〇(積層體)。 表面具有微細圖案之成形體可舉下述物品為例。 0 光學元件:微透鏡陣列、光波導元件、光開關元件(栅 極偏光元件、波長板專。)、夫瑞奈波帶片(Fresenel z〇ne plate) 元件、二元元件、銅焊接元件(blazed element)、光子晶體 等。 防反射構件:AR(抗反射)塗布構件等。 晶片類.生物晶片、μ-TAS(微型全分析系統)用晶片、 微型晶片等。 其他.紀錄媒體、顯不器材料、觸媒之載體、濾器、 〇 M器構件、半導體裝置(包含MEMS。)之製造所使用的光 阻電解用之複製模具(母模具)、壓印用之複製模具(子模 具;daughter mold)等。 作為光阻使用時,可藉由將具有該微細圖案之成形體 作為光罩來姓刻基板(乾式則或濕式敍刻),而在基板形成 微細圖案。 作為電解用之複製模具使用時,於具有該微細圖案之 成形體的表面藉由無電解電鍍或金屬蒸鑛形成導電層後, 以錄電解電鑛將鎳析出至該導電層之表面,藉此可製作錄 37 201035126 電鑄模具。因該成形體之表面的脫模性優異,故容易將製 作之鎳電鑄模具自該成形體分離。 又,具有該微細圖案之成形體因具有高透明性,且具 有高脫模性’故亦可作為壓印用之複製模具使用。特別是, 於使用透光材料作為該成形體之基材時,可作為光奈米壓 印用之複製模具使用。 以上說明之本發明的表面具有微細圖案之成形體之製 造方法中’由於使用本發明之光硬化性組成物,其可形成 脫膜性優異之硬化物,且與氟界面活性劑與其他成分之相 溶性優異,故可製造表面具有精密地轉印有模具之翻轉圖 案的微細圖案且表面組成均勻之成形體。 實施例 以下例舉實施例說明本發明,但本發明並未受該等實 施例所限定。 例1、5~7、10、12、13、17〜32、37〜46係實施例’例 2~4、8、9、11、14~16 ' 33~36係比較例。 (質量平均分子量) 聚合物(D)之質量平均分子量係使用GPC分析裝置(昭 和電工社製,GPC-101型版)測定。具體而言,使用昭和電 工社製管柱(KF801、KF802、KF803),於洗提液中使用四 氫呋喃使其分離,並以聚曱基丙烯酸曱酯作為標準物質求 出質量平均分子量。 (黏度) 光硬化性組成物在25°C下的黏度,係使用黏度計(東機 38 201035126 產業社製、TV-20)測定。該黏度計係以標準液(JS50(在25 °C下為33.17mPa’S))校正完成者。對黏度在300mPa.S以下 者,判斷為良好。 (感度) 光硬化性組成物之感度係如下述求得。 以旋轉塗布法將光硬化性組成物塗布於基材之表面, 使其厚度成為約1 ·5μπι,此處照射來自高壓水銀燈(在 1.5~2.0kHz中,於255、315、及365nm具有主波長的光源) 的光,求出直到完全硬化為止的累計光量,並令其為感度。 光硬化性組成物是否完全硬化,係測定IR光譜,根據丙烯 基部分之烯烴吸收的有無來作判斷。對感度為500mJ/cm2 以下者,判斷為良好。 (接觸角) 硬化物對水之接觸角係如下述測定。 將光硬化性組成物滴下至聚對苯二曱酸乙二酯(以 下,稱PET)薄膜(東洋紡社製,商品名:COSMOSHINE A4100) 之易接著側的表面,以載玻片覆蓋於其上,再從其上照射 高壓水銀燈(在1_5〜2.0kHz中,於255、315、及365nm具有 主波長的光源)之光15秒鐘,得到硬化物。 針對該硬化物,使用接觸角計(協和界面科學社製, CA-X150型),使4μί之水滴附在硬化物之表面上來測定。 對接觸角為80度以上者,判斷為良好。接觸角係成為 硬化物之脫模性的基準。 又’對於複數處測定接觸角時的偏差情況σ為2.5以下 39 201035126 者,判斷為良好。偏差情況σ係顯示硬化物表面後之組成 的均勻性者。 (化合物(Α)) 化合物(Α1-1) : 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟甲基丙 稀酸辛酯(Aldrich社製)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2)2-(CF2)6F · · · (A1-1) 〇 (化合物(B)) 化合物(B-1):聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(日本油脂杜 製,數平均分子量:284)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH2〇)4.5-H · . . (B-1)。 化合物(B-2):聚乙二醇單曱基丙烯酸酯(日本油脂社 製,數平均分子量:438)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH2〇)8_H · . · (B-2)。 化合物(B-3):聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(日本油脂社 製,數平均分子量:174)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH20)2-H. · .(B-3)。 化合物(B-4):聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(日本油脂社 製,數平均分子量:276)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-(CH2CH20)4-H · · · (B-4) 〇 (化合物(C)) 化合物(C-1) : 2-曱基丙烯酸乙基己酯(Aldrich社製)。 ch2=c(ch3)-c(o)o-ch2ch(c2h5)c4h9 · · · (c-l)。 化合物(C-2):甲基丙烯酸己酯(Aldrich社製)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-C6H13 · · · (C-2)。 40 201035126 化合物(C-3):曱基丙稀酸異丁醋(Aldrich社製)。 ch2=c(ch3)-c(o)o-ch(ch3)c2h5 · · . (C-3)。 化合物(C-4):甲基丙烯酸十二烷酯(Aldrich社製)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-C12H25 . · _ (C-4)。 化合物(C-5):甲基丙稀酸十八炫酯(Aldrich社製)。 CH2=C(CH3)-C(0)0-C18H37 . . . (C-5)。 (化合物(E)) 化合物(E1-1 广 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟丙稀酸 辛醋(Aldrich社製)。 CH2=CH-C(0)0-(CH2)2-(CF2)6F · · · (E1-1)。 (化合物(F)) 化合物(F-1) : 2-曱基-2-丙烯酸金剛烧g旨(出光興產社 製)。 [化1]
化合物(F-2):丙浠酸異冰片酯(Aldrich社製)。 化合物(F-3) : 2-丙烯酸乙基己酯(Aldrich社製)。 (光聚合起始劑(G)) 光聚合起始劑(G-l) : Ciba.Geigy.Specialty社製,商 0 名:IRGACURE65 卜 光聚合起始劑(G-2) : Ciba.Geigy.Specialty社製,商 〇 41 201035126 名:IRGACURE184。 光聚合起始劑(G-3) : Ciba.Geigy.Specialty社製,商品 名:IRGACURE907。 (化合物(H)) 化合物(H-1):四乙二醇二丙烯酸酯(東京化成社製)。 化合物(H-2):以下式所表示之化合物(但,式中之R係 氫原子之化合物與R係甲基之化合物的混合物)(Aldrich社 製)。 CH2=C(CH3)-COO-CH2CH2OCONHCH2-(C(CH3)R-CH2 )2-CH2NHCOO-CH2CH2-OCO-C(CH3)=CH2 化合物(H-3):聚醚型之胺甲酸乙酯丙烯酸酯(商品名: UA-4200(新中村化學工業社製))。 化合物(H-4) ·新戊·一醇二甲基丙稀酸自旨(Aldrich社製)。 化合物(H-5):三環癸烷二丙烯酸酯(Aldrich社製)。 化合物(H-6):雙酚A丙氧二丙烯酸,(Aldrich社製)。 化合物(H-7):三羥甲基丙烧三丙浠酸酯(新中村化學工 業社製)。 化合物(H-8):新戊四醇四丙烯酸酯(Aldrich社製)。 [合成例1] 於100mL之耐壓反應容器中加入16 〇〇§之化合物 (Al-1)、16.68g之化合物(B-l)、7.32g之化合物((M)、3 88g 之作為分子量調整劑的辛硫醇(和光純藥工業社製)、4〇 〇〇g 之作為溶劑的乙酸乙酯(和光純藥工業社製)、及〇 6〇g之作 為聚合起始劑的二甲基2,2’-偶氮雙(2_丙酸曱酯)(和光純藥 42 201035126 工業社製)’以氮氣取代反應容器内後,一面攪拌一面以70 °(:使其聚合16小時。聚合結束後,於減壓條件下蒸餾乙酸 乙酯,得到聚合物(D-1)。 [合成例2〜11] 除了如表1所示地變更化合物(A)~(C)之種類、加入比 以外,與合成例1同樣地製作,得到聚合物(D-2)~(D-11)。 [合成例12] 除了將作為分子量調整劑之辛硫醇設為5.04g以外,與 合成例1同樣地製作,得到聚合物(D-12)。 [合成例13] 除了將作為分子量調整劑之辛硫醇設為5.82g以外,與 合成例1同樣地製作,得到聚合物(D-13)。 [合成例14] 除了將作為分子量調整劑之辛硫醇設為6.25g以外,與 合成例1同樣地製作,得到聚合物(D-14)。 [合成例15] 除了將作為分子量調整劑之辛硫醇設為1.94g以外,與 合成例1同樣地製作,得到聚合物(D-15)。 43 201035126 [表1] 聚合物 (D) 化合物(Α) (質量%) 化合物(Β) (質量%) 化合4 (質, ^(C) :%) 質量平均 分子量 D-1 Α1-1 40 Β-1 42 C-1 Ϊ8 4520 D-2 Α1-1 40 Β-1 42 C-1 18 4950 D-3 Α1-1 40 Β-1 42 C-1 18 4950 D-4 Α1-1 40 Β-1 42 C-1 18 2600 D-5 Α1-1 40 Β-1 42 18 3880 D-6 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 4020 D-7 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 4020 D-8 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 4180 D-9 Α1-1 60 Β-1 28 cTl 12 3220 D-10 Α1-1 25 Β-1 52 1 c-1 23 4200 D-11 Α1-1 10 Β-1 60 c-1 30 3120 D-12 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 2560 D-13 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 1060 D-14 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 850 D-15 Α1-1 40 Β-1 42 c-1 18 7540 D-16 Α1-1 50 Β-1 35 c-1 15 3500 D-17 Α1-1 20 Β-1 75 c-1 5 5010 D-18 Α1-1 40 Β-1 60 c-1 0 4680 D-19 Α1-1 25 Β-1 30 c-1 45 3370 [例1] 於小玻璃瓶容器(内容積13mL)中’添加0.04g之聚合物 (D-l)、2.00g之化合物(El-1)、4.00g之化合物(F-l)、3.36g 之化合物(H-1),接著混合〇.60g之光聚合起始劑(G-1),以 〇·2μιη之聚對苯二甲酸乙二酯製過渡器過濾,得到光硬化性 組成物。於表2顯示該組成物之組成,於表3顯示評價結果。 [例 2~43] ° 、口 〜、低叹从”,與例 得到光硬化性組成物。於表 么表3顯不評價結果 44 201035126 [表2]
例 聚合物(D) (質量%) 化合物(E) (質量%) 化合物 (F) (質量%) 光聚合 起始劑 (G) (質量%) 化合物(H) (質量%) 1 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 2 D-2 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 3 D-3 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 4 D-4 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 5 D-5 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 6 D-6 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 7 D-7 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 8 D-8 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 9 D-9 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 10 D-10 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 11 D-11 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 12 D-12 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 13 D-13 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 14 D-14 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 15 D-15 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 16 - - E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 17 D-1 0.4 E1-1 20 F-2 40 G-1 6 H-1 33.6 18 D-1 0.4 E1-1 20 F-3 40 G-1 6 H-1 33.6 19 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 20 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 21 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-2 33.6 22 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-3 33.6 23 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-4 33.6 24 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-5 33.6 25 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-6 33.6 26 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1+H-2 23.6+10 27 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1+H-5 23.6+10 28 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1+H-7 23.6+10 29 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1+H-8 23.6+10 30 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-4+H-7 23.6+10 31 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-5+H-8 23.6+10 32 D-1 0.4 E1-1 11 F-1 12 G-1 6 H-5+H-8 30.6+40 33 D-16 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 34 D-17 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 35 D-18 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 36 D-19 0.4 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-1 33.6 37 D-1 3.1 E1-1 19.5 F-1 38.9 G-1 5.8 H-5+H-8 23+9.7 38 D-1 0.05 E1-1 20 F-1 40 G-1 6 H-5+H-8 23.95+10 39 D-1 0.4 E1-1 8 F-1 19 G-1 6 H-5+H-8 42+24.6 40 D-1 0.4 E1-1 30 F-3 30.6 G-1 6 H-4 33 41 D-1 0.4 E1-1 15 F-1 50 G-1 8 H-1 26.6 42 D-1 0.4 E1-1 20 F-1 35 G-1 3 H-1 41.6 43 D-1 3 E1-1 30 F-1 40 G-1 9 H-1 18 45 201035126 [表3] 例 黏度 (mPa_s) 感度 (mJ/cm2) 接觸角 (度) 接觸角之偏 差情況σ 1 16 441 84 1.2 2 16 441 82 2.9 3 16 441 82 4.6 4 16 441 81 2.8 5 16 441 85 2.1 6 16 441 85 1.7 7 16 441 87 2.1 8 16 441 85 4.4 9 16 441 78 2.7 10 16 441 90 2.3 11 16 441 77 2.1 12 16 441 85 2.5 13 16 441 86 0.8 14 16 441 87 3.1 15 16 441 82 4.6 16 16 441 75 1.6 17 12 441 84 1.3 18 10 441 84 1.4 19 16 441 83 1.2 20 16 441 84 1.1 21 56 441 86 1.3 22 85 441 88 1.3 23 14 441 88 1.4 24 35 441 89 1.2 25 23 441 87 1.3 26 54 441 84 1.3 27 25 441 86 1.4 28 22 441 83 1.2 29 33 441 84 1.3 30 29 441 85 1.3 31 41 441 86 1.5 32 78 441 84 1.4 33 16 441 71 5.2 34 16 441 75 3.0 35 16 441 75 4.1 36 16 441 79 2.9 37 45 441 82 2.2 38 41 441 84 2.1 39 68 441 85 1.9 40 4 441 90 2.3 41 10 441 85 2.1 42 16 441 89 1.3 43 11 441 87 2.3 46 201035126 [例 44] 於25°C下,將例1之光硬化性組成物滴丨滴到矽晶圓表 面,得到均勻地塗布有該組成物之石夕晶圓。將表面具有寬: 800nm、高:180nm、長:ΙΟμιη之凸部的石英製模具按壓 至矽晶圓上之光硬化性組成物,並以此狀態直接以 〇.5MPa(計示壓)加壓。 接著,於25°C下,從模具側對光硬化性組成物照射來 0 自尚壓水銀燈(在1.5~2.0kHz中’於255、315、及365nm具 有主波長的光源)的光15秒鐘,得到光硬化性組成物之硬化 物。於25°C下,將模具自矽晶圓分離,得到矽晶圓之表面 形成有硬化物的成形體,該硬化物係於其表面具有模具之 . 凸部翻轉後的凹部者。該凹部之深度為178~180nm。 , 接著,將該成形體作為光罩,利用SAMCO社製之乾式 钕刻裝置,並使用40sccm之CF4與l〇sccin之氧的混合氣 體,於5Pa、70W之條件下,進行乾式蝕刻12〇秒鐘。可於 〇 矽上刻寬:805nm、深:30nm、長:ΙΟμιη之圖案。 [例 45] 於25°C下,將例30之光硬化性組成物滴1滴到pet薄膜 (東洋紡社製,商品名:COSMOSHINE A4100)之易接著側 的表面’得到均勻地塗布有該組成物之PET薄膜。將表面具 有寬:800nm、高:180nm、長:ΙΟμιη之凸部的石英製模 具按壓至PET薄膜上之光硬化性組成物,並以此狀態直接以 (計示壓)加壓。 接著’於25°C下,從模具側對光硬化性組成物照射來 47 201035126 自高壓水銀燈(在1.5〜2.0kHz中,於255、315、及365nm具 有主波長的光源)的光15秒鐘,得到光硬化性組成物之硬化 物。於25°C下’將模具自PET薄膜分離,得到pet薄膜之表 面形成有硬化物的成形體,該硬化物係於其表面具有模具 之凸部翻轉後的凹部者。該凹部之深度為178~i8〇nm。 接著’將該成形體作為奈米壓印用之複製模具使用。 具體而言,將例1之光硬化性組成物滴i滴到PET薄膜(東洋 紡社製,商品名:COSMOSHINE A4100)之易接著側的表 面,得到均勻地塗布有該組成物之pET薄膜。將複製模具按 壓至PET薄膜上之光硬化性組成物,一面於25°c下施加 5MPa之壓力’一面從複製模具側對光硬化性組成物照射來 自高壓水銀燈(在1.5〜2.0kHz中,於255、315、及365nm具 有主波長的光源)的光15秒鐘,得到例丨之光硬化性組成物 的硬化物。於25°C下,將複製模具自PET薄膜分離,得到 PET薄膜之表面形成有硬化物的成形體,該硬化物係於其表 面具有複製模具之凹部翻轉後的凸部者。該凸部之高度為 175~177nm。 [例 46] 於25°C下,將例30之光硬化性組成物滴1滴到PET薄膜 (東洋紡社製,商品名:COSMOSHINE AMOO)之易接著側 的表面,得到均勻地塗布有該組成物之PET薄膜。將表面具 有寬.800nm、咼.i8〇nm、長:ΙΟμιη之凸部的石英製模 具按壓至PET薄膜上之光硬化性組成物,並以此狀態直接以 0.5MPa(計示壓)加壓。 48 201035126 接著,於25。(:下,從模具側對光硬化性組成物照射來 自高麼水銀燈(在L5〜2_〇kHz中,於255、315、及撕⑽具 有主波長的光源)的光15秒鐘,得到光硬化性組成物之硬化 物於25 C下,將模具自pet薄膜分離,得到pET薄膜之表 面形成有硬化物的成形體,該硬化物係於其表面具有模具 之凸部翻轉後的凹部者。該凹部之深度為178~18〇麵。 接著,將該成形體作為錄電鑄用之複製模具使用。具 〇 體而言,娜複製㈣浸潰於無電解賴雜(高純度化學 社製)中,於表面設有鎳層。接著,將附有錦層之複製模具 浸潰於錄電解電鑛溶液’於該溶液中流通電流進行錦電 鑄。於鎳層形成為約200μπι之膜厚時,停止電鍍作業,將 w㈣層之複製模具自鎳電解電1¾溶液取出,剝離錄模呈 與複製模具。 ' 所得之鎳模具之凸部的高度為178〜18〇nm。 產業上之可利用性 Ο 林發明之製造方法所得之表Φ具有微細圖案之成形 體,作為光學元件、防反射構件、生物晶片、微反應器、/ 紀錄媒體、觸媒載體、半導體裝置製造用之光阻、壓印用 之複製模具、電鑄用之複製模具等是有用的。 另外,在此沿用2009年2月5日申請的日本專利申請案 2_-025083號的專利訓#、中請專利制、圖式及發明 摘要的所有内容,作為本發明之專利說明書的揭示,納入 本發明。 【圖式簡單謂*明】 49 201035126 第1圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之製造方法 之一例的截面圖。 第2圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之製造方法 之其他例的截面圖。 第3圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之一例的截 面圖。 第4圖係顯示表面具有微細圖案之成形體之其他例的 截面圖。 【主要元件符號說明】 10.. .模具 40.··成形體 12…翻轉圖案 42...硬化物 20.. .光硬化性組成物 44…微細圖案 30. · 反 50

Claims (1)

  1. 201035126 七、申請專利範圍: 1. 一種壓印用光硬化性組成物,係以具有丨個以上之丙烯 醯氧基或甲基丙烯醯氧基的化合物作為主成分者,該壓 印用光硬化性組成物係下述化合物(A)與下述化合物 (B)及下述化合物(C)之共聚物,且相對於下述化合物(A) 之單元與下述化合物(B)之單元及下述化合物(〇之單元 的總量,下述化合物(A)之單元的比例為2〇~45質量%, 〇 下述化合物(B)之單元的比例為20〜65質量%,下述化合 物(C)之單元的比例為5~4〇質量% ’且該壓印用光硬化性 組成物包含質量平均分子量為1000~5000之聚合物(D); 化合物(A):以下式(1)所表示之化合物, ' CH2=C(Ru)-C(0)〇-Q-Rf ...(1) -但,R11係氫原子或甲基,(^係單鍵或不含氟原子之 2價結合基’ 1^係主鏈之碳數為丨~6且碳原子間亦可具有 醚性氧原子之多氟烷基; 〇 化合物(B):以下式(2)表示,且數平均分子量為35〇 以下之化合物, CH2=C(R21)-C(0)0-{CH2CH(R22)〇}n_H --.(2) 但,R21係氫原子或甲基,R22係氫原子或碳數卜4 之烷基,η係3〜6 ; 化合物(C).以下式(3)所表示之化合物, CH2=C(R31)-C(0)0-R32 ·· •⑶ 但,R31係氫原子或甲基,R32係碳數2~15之i價脂肪 族烴基。 51 201035126 2. 如申請專利範圍第1項之光硬化性組成物,其中相對於 光硬化性組成物,光硬化性組成物中之聚合物(D)的比 例係0.01 ~5質量%。 3. 如申吻專利範圍苐1或2項之光硬化性組成物,其中具有 1個以上之丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基之化合物的至 少一部分係具有1個丙烯醯氧基或曱基丙烯醯氧基之化 合物。 4. 如申請專利範圍第3項之光硬化性組成物,其中具有i 個丙烯醯氧基或曱基丙烯醯氧基之化合物的至少一部 分係具有氟原子之化合物’且相對於光硬化性組成 物’光硬化性組成物中之該化合物(E)的比例係5~4〇質 量%。 5. 如申請專利範圍第3項之光硬化性組成物,其中具有工 個丙稀酿氧基或甲基丙稀醯氧基之化合物的至少一部 分係不具有氟之化合物(F),且相對於光硬化性組成 物,光硬化性組成物中之該化合物(F)的比例係1〇〜55質 量%。 6·如申請專利範圍第1或2項之光硬化性組成物,其中具有 1個以上之丙烯醯氧基或曱基丙烯醯氧基之化合物的至 ’ °卩分係具有2個以上之丙稀酸氧基或曱基丙晞S签氧 基的化合物(H) ’且相對於光硬化性組成物,光硬化性 組成物中之該化合物(H)的比例係1〇~75質量%。 7_如申凊專利範圍第1〜6項中任一項之光硬化性組成物, 其中相對於光硬化性組成物,光硬化性組成物包含1~12 52 201035126 質量%之光聚合起始劑(G)。 8. 如申請專利範圍第1〜7項中任一項之壓印用光硬化性組 成物,其中光硬化性組成物之黏度係3~200mPa-s。 9. 一種表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具有下述 步驟: 使如申請專利範圍第1〜8項中任一項之壓印用光硬 化性組成物接觸模具之具有翻轉圖案之表面的步驟,該 模具之表面具有前述微細圖案之翻轉圖案; 於使前述光硬化性組成物接觸前述模具之表面的 狀態下,將光照射至前述光硬化性組成物,使前述光硬 化性組成物硬化而成為硬化物的步驟;及 將前述模具自前述硬化物分離,得到表面具有微細 圖案之成形體的步驟。 10. —種表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具有下述 步驟: 將如申請專利範圍第1~8項中任一項之壓印用光硬 化性組成物配置於基板表面上的步驟; 將表面具有前述微細圖案之翻轉圖案的模具按壓 至前述光硬化性組成物,使該模具之翻轉圖案與前述光 硬化性組成物相接的步驟; 於將前述模具按壓至前述光硬化性組成物之狀態 下,將光照射至前述光硬化性組成物,使前述光硬化性 組成物硬化而成為硬化物的步驟;及 將前述模具、或前述基板及前述模具自前述硬化物 53 201035126 分離,得到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 11. 一種表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具有下述 步驟: 將如申請專利範圍第1~8項中任一項之壓印用光硬 化性組成物配置於模具之具有翻轉圖案之表面的步 驟,該模具之表面具有前述微細圖案之翻轉圖案; 將基板按壓至前述光硬化性組成物的步驟; 於將前述基板按壓至前述光硬化性組成物之狀態 下,將光照射至前述光硬化性組成物,使前述光硬化性 組成物硬化而成為硬化物的步驟;及 將前述模具、或前述基板及前述模具自前述硬化物 分離,得到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 12. —種表面具有微細圖案之成形體之製造方法,具有下述 步驟: 將基板與表面具有前述微細圖案之翻轉圖案的模 具以該模具之翻轉圖案位於前述基板側的方式接近或 接觸的步驟; 將如申請專利範圍第1〜8項中任一項之壓印用光硬 化性組成物填充於前述基板與前述模具之間的步驟; 於前述基板與前述模具接近或接觸之狀態下,將光 照射至前述光硬化性組成物,使前述光硬化性組成物硬 化而成為硬化物的步驟;及 將前述模具、或前述基板及前述模具自前述硬化物 分離,得到表面具有微細圖案之成形體的步驟。 54 201035126 •如申請專利範圍第9〜12 安 华 項中任一項之表面具有微細圖 成幵v體之裝以方法,其中前述微細圖案係光阻圖 案。 H如申請專利範圍第9〜12項中任一項之表面具有微細圖 案之成形體之製造方法,其中前述表面具有微細圖案之 成形體係壓印用之複製模具。 &如申請專利範圍第9〜12項中任—項之表面具有微細圖 案之成形體之製造方法,其中前述表面具有微細圖案之 成形體係電鑄用之複製模具。 55
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