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JP2008084984A - Photocuring composition for optical nano imprint lithography and pattern forming method employing it - Google Patents

Photocuring composition for optical nano imprint lithography and pattern forming method employing it Download PDF

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JP2008084984A
JP2008084984A JP2006261451A JP2006261451A JP2008084984A JP 2008084984 A JP2008084984 A JP 2008084984A JP 2006261451 A JP2006261451 A JP 2006261451A JP 2006261451 A JP2006261451 A JP 2006261451A JP 2008084984 A JP2008084984 A JP 2008084984A
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JP
Japan
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acrylate
meth
mold
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nanoimprint lithography
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Application number
JP2006261451A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takayanagi
丘 高柳
Hiroki Sasaki
広樹 佐々木
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition excellent in adhesion to a mold. <P>SOLUTION: The photocuring composition for optical nano imprint lithography contains (a) total 88-99 mass% of polymerizing compound containing not less than 10 mass% of polymerizing compound whose polar factor (e value) in Q-e scheme is positive and polymerizing compound containing not less than 10 mass% of polymerizing compound whose e value is negative (b) 0.1-10 mass% of poto polymerization initiating agent and (c) 0.0005-5.0 mass% of at least one kind of surfactant. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物およびそれを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a photocurable composition for optical nanoimprint lithography and a pattern forming method using the same.

ナノインプリント法は、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させ、凹凸のパターンを形成した金型原器(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートと呼ばれる)を、レジストにプレスして力学的に変形させて微細パターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノ構造が簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄・排出物が少ないナノ加工技術であるため、近年、さまざまな分野への応用が期待されている。   The nanoimprint method has been developed by developing embossing technology, which is well-known in optical disc production, and mechanically pressing a mold master (generally called a mold, stamper, or template) with a concavo-convex pattern onto a resist. This is a technology that precisely deforms and transfers fine patterns. Once a mold is made, it is economical because nanostructures can be easily and repeatedly molded, and it is a nano-processing technology that has few harmful wastes and emissions, so in recent years it has been expected to be applied in various fields. Yes.

ナノインプリント法には、被加工材料として熱可塑性樹脂を用いる場合(非特許文献1)と、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を用いる場合(非特許文献2)の2通りが提案されている。熱式ナノインプリントの場合、ガラス転移温度以上に加熱した高分子樹脂にモールドをプレスし、冷却後にモールドを離型することで微細構造を基板上の樹脂に転写するものである。多様な樹脂材料やガラス材料にも応用可能であるため、様々な方面への応用が期待されている。特許文献1、特許文献2には、熱可塑性樹脂を用いて、ナノパターンを安価に形成するナノインプリントの方法が開示されている。  Two types of nanoimprint methods have been proposed: a case where a thermoplastic resin is used as a material to be processed (Non-Patent Document 1) and a case where a photocurable composition for optical nanoimprint lithography is used (Non-Patent Document 2). In the case of thermal nanoimprint, the mold is pressed onto a polymer resin heated to a temperature higher than the glass transition temperature, and the mold is released after cooling to transfer the microstructure to the resin on the substrate. Since it can be applied to various resin materials and glass materials, it is expected to be applied in various fields. Patent Documents 1 and 2 disclose a nanoimprint method for forming a nanopattern at low cost using a thermoplastic resin.

一方、透明モールドを通して光を照射し、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を光硬化させる光ナノインプリント方式では、室温でのインプリントが可能になる。最近では、この両者の長所を組み合わせたナノキャスティング法や3次元積層構造を作製するリバーサルインプリント方法などの新しい展開も報告されている。このようなナノインプリント法においては、おおまかに3つの段階の応用が考えられる。第一段階として、成型した形状そのものが機能を持ち、様々なナノテクノロジーの要素部品として応用できる場合で、各種のマイクロ・ナノ光学要素や高密度の記録媒体、光学フィルムが挙げられる。第二の段階として、マイクロ構造とナノ構造の同時一体成型や、簡単な層間位置合わせにより積層構造を構築し、μ−TASやバイオチップの作製に応用しようとするものである。第三の段階として、高精度な位置合わせと高集積化により、従来のリソグラフィに代わって高密度半導体集積回路の作製に応用したり、液晶ディスプレイのトランジスタの作製等に適用しようとするものであり、実用化への取り組みが活発化している。   On the other hand, in the optical nanoimprint method in which light is irradiated through a transparent mold and the photocurable composition for optical nanoimprint lithography is photocured, imprinting at room temperature becomes possible. Recently, new developments such as a nanocasting method combining the advantages of both and a reversal imprint method for producing a three-dimensional laminated structure have been reported. In such a nanoimprint method, there are roughly three stages of application. The first stage is when the molded shape itself has a function and can be applied as various nanotechnology element parts, and various micro / nano optical elements, high-density recording media, and optical films can be mentioned. As the second stage, a laminated structure is constructed by simultaneous integral molding of a micro structure and a nano structure, or simple interlayer alignment, and is intended to be applied to the production of μ-TAS and biochips. The third step is to apply high-precision alignment and high integration to the production of high-density semiconductor integrated circuits instead of conventional lithography, and to the production of liquid crystal display transistors. , Efforts toward commercialization are becoming active.

ナノインプリント法の適用例として高密度半導体集積回路作製への応用例を説明する。近年、半導体集積回路は微細化、集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、加工方法が光露光の光源の波長に近づき、リソグラフィ技術も限界に近づいてきた。そのため、さらなる微細化、高精度化を進めるために、リソグラフィ技術に代わり、荷電粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるようになった。電子線を用いたパターン形成は、i線、エキシマレーザー等の光源を用いたパターン形成における一括露光方法とは異なり、マスクパターンを描画していく方法をとるため、描画するパターンが多ければ多いほど露光(描画)時間がかかり、パターン形成に時間がかかることが欠点とされている。そのため、256メガ、1ギガ、4ギガと、集積度が飛躍的に高まるにつれ、その分パターン形成時間も飛躍的に長くなることになり、スループットが著しく劣ることが懸念される。そこで、電子ビーム描画装置の高速化のために、各種形状のマスクを組み合わせそれらに一括して電子ビームを照射して複雑な形状の電子ビームを形成する一括図形照射法の開発が進められている。この結果、パターンの微細化が進められる一方で、電子線描画装置を大型化せざるを得ないほか、マスク位置をより高精度に制御する機構が必要になるなど、装置コストが高くなるという欠点があった。
これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うための技術として提案されたナノインプリントリソグラフィが提案された。例えば、特許文献1、特許文献3にはシリコーンウエハをスタンパとして用い、25ナノメートル以下の微細構造を転写により形成するナノインプリント技術が開示されている。
また、特許文献4には、半導体マイクロリソグラフィ分野に適用されるナノインプリントを使ったコンポジット組成物が開示されている。一方、微細モールド作製技術やモールドの耐久性、モールドの作製コスト、モールドの樹脂からの剥離性、インプリント均一性やアライメント精度、検査技術など半導体集積回路作製にナノインプリントリソグラフィを適用するための検討が活発化し始めた。
しかしながら、ナノインプリントリソグラフィで用いる組成物は、モールドの凹部キャビティ内へきちんと流動、追従することと同時に光硬化膜のモールド離型性を良化させ、モールドへの付着性を低減することが要求されるにも関わらず、これらについて十分に検討されていない。
As an application example of the nanoimprint method, an application example to manufacturing a high-density semiconductor integrated circuit will be described. 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been miniaturized and integrated, and photolithography apparatuses have been improved in accuracy as a pattern transfer technique for realizing the fine processing. However, the processing method has approached the wavelength of the light source for light exposure, and the lithography technology has also approached its limit. Therefore, in order to advance further miniaturization and higher accuracy, an electron beam drawing apparatus, which is a kind of charged particle beam apparatus, has been used in place of lithography technology. Unlike the batch exposure method in pattern formation using a light source such as i-line or excimer laser, pattern formation using an electron beam takes a method of drawing a mask pattern. The exposure (drawing) takes time and the pattern formation takes time. For this reason, as the degree of integration increases dramatically, such as 256 mega, 1 giga, and 4 giga, the pattern formation time is also greatly increased, and there is a concern that the throughput is significantly inferior. Therefore, in order to increase the speed of the electron beam drawing apparatus, development of a collective figure irradiation method in which various shapes of masks are combined and irradiated with an electron beam collectively to form an electron beam with a complicated shape is underway. . As a result, while miniaturization of the pattern is promoted, the electron beam lithography apparatus must be enlarged and a mechanism for controlling the mask position with higher accuracy is required. was there.
On the other hand, nanoimprint lithography, which has been proposed as a technique for performing fine pattern formation at low cost, has been proposed. For example, Patent Documents 1 and 3 disclose a nanoimprint technique in which a silicon wafer is used as a stamper and a fine structure of 25 nanometers or less is formed by transfer.
Patent Document 4 discloses a composite composition using nanoimprint applied to the field of semiconductor microlithography. On the other hand, studies to apply nanoimprint lithography to semiconductor integrated circuit fabrication such as micro mold fabrication technology, mold durability, mold fabrication cost, mold releasability from resin, imprint uniformity and alignment accuracy, inspection technology, etc. It started to become active.
However, the composition used in nanoimprint lithography is required to improve the mold releasability of the photocured film and reduce the adhesion to the mold while flowing and following the mold cavity properly. Nevertheless, these have not been fully studied.

次に、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイ(PDP)などのフラットデイスプレイへのナノインプリントリソグラフィの応用例について説明する。LCDやPDP基板大型化や高精細化の動向に伴い、薄膜トランジスタ(TFT)や電極板の製造時に使用する従来のフォトリソグラフィ法に代わる安価なリソグラフィとして光ナノインプリントリソグラフィが近年、特に注目されている。そのため、従来のフォトリソグラフィ法で用いられるエッチングフォトレジストに代わる光硬化性レジストの開発が必要になってきている。従来のフォトリソグラフィ法で用いられるエッチングフォトレジストには、高感度化、塗膜均一性、省レジスト化を中心に、各種基板との密着性、エッチング耐性、耐熱性などが要求されており、これに代わる光ナノインプリントレジストにも同様の特性が必要とされる。   Next, an application example of nanoimprint lithography to a flat display such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display (PDP) will be described. In recent years, optical nanoimprint lithography has attracted particular attention as an inexpensive lithography that replaces conventional photolithography methods used in the manufacture of thin film transistors (TFTs) and electrode plates as LCDs and PDP substrates increase in size and definition. Therefore, it has become necessary to develop a photo-curable resist that replaces the etching photoresist used in the conventional photolithography method. Etching photoresists used in conventional photolithographic methods are required to have high adhesion, uniformity of coatings, resist savings, adhesion to various substrates, etching resistance, and heat resistance. Similar characteristics are required for photo-nanoimprint resists instead of.

塗膜均一性に関しては、基板の大型化で基板の中央部と周辺部に関する塗布膜厚均一性や高解像度化による寸法均一性、膜厚、形状など様々な部分で要求が厳しくなっている。従来、小型ガラス基板を用いた液晶表示素子製造分野においては、レジスト塗布方法として中央滴下後スピンする方法が用いられていた(非特許文献3)。中央滴下後スピンする塗布法では、良好な塗布均一性が得られるものの、例えば、1m角クラスの大型基板の場合は、回転時(スピン時)に振り切られて廃棄されるレジスト量がかなり多くなり、また高速回転による基板の割れや、タクトタイムの確保の問題が生じる。さらに中央滴下後スピンする方法における塗布性能は、スピン時の回転速度とレジストの塗布量に依存するため、さらに大型化される第5世代基板に適用しようとすると、必要な加速度を得られる汎用モータがなく、そのようなモータを特注すると部品コストが増大するという問題があった。また、基板サイズや装置サイズが大型化しても、例えば、塗布均一性±3%、タクトタイム60〜70秒/枚など、塗布工程における要求性能はほぼ変わらないため、中央滴下後スピンする方法では、塗布均一性以外の要求に対応するのが難しくなってきた。このような現状から、第4世代基板以降、特に第5世代基板以降の大型基板に適用可能な新しいレジスト塗布方法として、吐出ノズル式によるレジスト塗布法が提案された。吐出ノズル式によるレジスト塗布法は、吐出ノズルと基板とを相対的に移動させることによって基板の塗布面全面にフォトレジスト組成物を塗布する方法で、例えば、複数のノズル孔が列状に配列された吐出口やスリット状の吐出口を有し、フォトレジスト組成物を帯状に吐出できる吐出ノズルを用いる方法などが提案されている。また、吐出ノズル式で基板の塗布面全面にフォトレジスト組成物を塗布した後、該基板をスピンさせて膜厚を調整する方法も提案されている。したがって、従来のフォトリソグラフィによるレジストをナノインプリント組成物に代え、これら液晶表示素子製造分野に適用するためには、基板への塗布均一性が重要となる。   With respect to the uniformity of the coating film, demands for various parts such as the coating film thickness uniformity and the dimensional uniformity, film thickness, and shape due to higher resolution are increasing as the substrate size increases. Conventionally, in the field of manufacturing liquid crystal display devices using a small glass substrate, a method of spinning after dropping at the center has been used as a resist coating method (Non-patent Document 3). Although the coating method that spins after dropping in the center can provide good coating uniformity, for example, in the case of a large substrate of 1 m square class, the amount of resist that is shaken off during spinning (during spinning) and discarded becomes considerably large. In addition, problems such as cracking of the substrate due to high-speed rotation and securing of tact time occur. Furthermore, since the coating performance in the method of spinning after dropping in the center depends on the rotational speed at the time of spinning and the amount of resist applied, a general-purpose motor that can obtain the required acceleration when it is applied to a fifth-generation substrate that is further enlarged. However, when such a motor is specially ordered, there is a problem that the cost of parts increases. In addition, even if the substrate size and the apparatus size are increased, the required performance in the coating process, such as coating uniformity ± 3%, tact time 60 to 70 seconds / sheet, etc., is not substantially changed. It has become difficult to meet demands other than coating uniformity. Under such circumstances, a resist coating method using a discharge nozzle method has been proposed as a new resist coating method applicable to large substrates after the fourth generation substrate, particularly the fifth generation substrate and beyond. The discharge nozzle type resist coating method is a method in which a photoresist composition is applied to the entire coated surface of a substrate by relatively moving the discharge nozzle and the substrate. For example, a plurality of nozzle holes are arranged in a row. A method of using a discharge nozzle having a discharge port and a slit-like discharge port and capable of discharging a photoresist composition in a band shape has been proposed. There has also been proposed a method of adjusting the film thickness by applying a photoresist composition to the entire surface of a substrate applied by a discharge nozzle method and then spinning the substrate. Therefore, in order to replace the conventional photolithography resist with the nanoimprint composition and apply it to the field of manufacturing these liquid crystal display elements, the coating uniformity on the substrate is important.

半導体集積回路作製や液晶デイスプレイ作製で用いられるポジ型フォトレジストやカラーフィルター作製用顔料分散フォトレジスト等フッ素系および/またはシリコーン系界面活性剤を添加して、塗布性、具体的には、基板上塗布時におこるストリエーションや鱗状の模様(レジスト膜の乾燥むら)などの塗布不良の問題を解決することは公知である(特許文献5〜7)。また、コンパクトディスク、光磁気ディスクなどの保護膜の磨耗性や塗布性を改良するために、無溶剤系光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物にフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤を添加することが開示されている(特許文献7〜10)。同様に、特許文献11には、インクジェット用組成物のインク吐出安定性を改良するために、ノニオン系のフッ素系界面活性剤を添加することが知られている。さらに、特許文献12には、刷毛、筆、バーコーター等で厚膜塗布したペインティング組成物をホログラム加工用モールドでエンボス加工する際に、重合性不飽和ニ重結合含有界面活性剤を1%以上、好ましくは3%以上添加し、硬化膜の水膨潤性を改良する例が開示されている。このように、ポジ型フォトレジスト、カラーフィルター作製用顔料分散フォトレジストや光磁気ディスクなどの保護膜に界面活性剤を添加し、塗布性を改良する技術は、公知の技術である。また、上記インクジェットやペインティング組成物の例でみられるように、無溶剤系光硬化性樹脂に界面活性剤を添加し、それぞれの用途での特性改良のため、界面活性剤を添加する技術も公知である。しかしながら、顔料、染料、有機溶剤を必須成分としない低粘度の光硬化性ナノインプリントレジスト組成物の基板塗布性を向上させるための方法はこれまで知られていなかった。   Addition of fluorine-based and / or silicone-based surfactants, such as positive photoresists used in semiconductor integrated circuit manufacturing and liquid crystal display manufacturing, and pigment dispersed photoresists for color filter manufacturing. It is known to solve the problem of coating defects such as striations and scale-like patterns (unevenness of drying of resist film) that occur during coating (Patent Documents 5 to 7). In addition, fluorine-based surfactants and silicone-based surfactants are added to the photocurable compositions for solvent-free photonanoimprint lithography to improve the wear and coating properties of protective films such as compact disks and magneto-optical disks. (Patent Documents 7 to 10). Similarly, Patent Document 11 discloses that a nonionic fluorosurfactant is added in order to improve the ink ejection stability of the inkjet composition. Furthermore, Patent Document 12 discloses that 1% of a polymerizable unsaturated double bond-containing surfactant is used when embossing a painting composition coated with a thick film with a brush, brush, bar coater or the like with a hologram processing mold. As described above, an example in which 3% or more is preferably added to improve the water swellability of the cured film is disclosed. As described above, a technique for adding a surfactant to a protective film such as a positive photoresist, a pigment-dispersed photoresist for producing a color filter, or a magneto-optical disk to improve the coating property is a known technique. In addition, as seen in the above examples of inkjet and painting compositions, there is also a technique for adding a surfactant to a solventless photocurable resin and adding the surfactant to improve the properties in each application. It is known. However, a method for improving the substrate coatability of a low-viscosity photocurable nanoimprint resist composition that does not contain pigments, dyes, and organic solvents as essential components has not been known so far.

また、光ナノインプリントでは、モールド凹部のキャビティ内への組成物の流動性を良くする必要があり、且つ、レジストと基板間の密着性を良くする必要がある。この流動性、離型性、密着性を両立化するのは困難であった。特に光ナノインプリントレジスト組成物については、モールドへの付着性が強いと、モールドの繰り返し使用回数が減少し、生産性を著しく低下させる問題があるが、モールドへの付着性を低減する技術については殆ど検討されていない。   In the optical nanoimprint, it is necessary to improve the fluidity of the composition into the cavity of the mold recess and to improve the adhesion between the resist and the substrate. It has been difficult to achieve both fluidity, releasability and adhesion. In particular, for optical nanoimprint resist compositions, if the adhesion to the mold is strong, the number of repeated use of the mold decreases, and there is a problem that the productivity is remarkably reduced, but there are almost no techniques for reducing the adhesion to the mold. Not considered.

本発明の適用範囲である光ナノインプリントに関する従来技術についてさらに詳しく説明する。光ナノインプリントリソグラフィは、シリコーンウエハ、石英、ガラス、フィルムや他の材料、例えばセラミック材料、金属または、ポリマー等の基板上に液状の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を滴下し、およそ数十nm〜数μmの膜厚で塗布し、およそ数十nm〜数十μmのパターンサイズの微細な凹凸を有するモールドを押しつけて加圧し、加圧した状態で光照射して組成物を硬化させた後、塗膜からモールドを離型し、転写されたパターンを得る方法が一般的である。そのため、光ナノインプリントリソグラフィの場合、光照射を行う都合上、基板またはモールドの少なくとも一方が透明である必要がある。通常はモールド側から光照射する場合が一般的であり、モールド材料には石英、サファイア等のUV光を透過する無機材料や光透過性の樹脂などが多く用いられる。
光ナノインプリント法は、熱ナノインプリント法に対して、(1)加熱/冷却プロセスが不要であり、高スループットが見込まれる、(2)液状組成物を使用するため低加圧でのインプリントが可能である、(3)熱膨張による寸法変化がない、(4)モールドが透明でありアライメントが容易である、(5)硬化後、頑強な三次元架橋体が得られるなどの主な優位点が挙げられる。特に50nm〜50μm程度のパターン幅でアライメント精度が要求されるような分野に好ましく適用可能であり、半導体微細加工用途やフラットパネルディスプレイ分野の微細加工用途には適している。
The prior art relating to optical nanoimprinting, which is an application range of the present invention, will be described in more detail. In photo nanoimprint lithography, a liquid photocurable composition for photonanoimprint lithography is dropped onto a substrate such as a silicone wafer, quartz, glass, film or other material such as a ceramic material, metal, or polymer, and is approximately several tens of nm. After coating with a film thickness of ˜several μm, pressing and pressing a mold having fine irregularities with a pattern size of about several tens of nanometers to several tens of μm, and curing the composition by light irradiation in the pressurized state In general, the mold is released from the coating film to obtain a transferred pattern. For this reason, in the case of optical nanoimprint lithography, at least one of the substrate and the mold needs to be transparent for the convenience of light irradiation. Usually, light is irradiated from the mold side, and an inorganic material such as quartz or sapphire, a light-transmitting resin, or the like is often used as the mold material.
The optical nanoimprint method is (1) no heating / cooling process is required and high throughput is expected compared to the thermal nanoimprint method. (2) Since the liquid composition is used, imprinting at low pressure is possible. Major advantages include (3) no dimensional change due to thermal expansion, (4) the mold is transparent and easy to align, and (5) a robust three-dimensional crosslinked body is obtained after curing. It is done. In particular, the present invention can be preferably applied to a field where alignment accuracy is required with a pattern width of about 50 nm to 50 μm, and is suitable for a fine processing application in the semiconductor fine processing field and the flat panel display field.

また、光ナノインプリント法の他の特徴としては、通常の光リソグラフィに比較して解像度が光源波長に依存しないため、ナノメートルオーダの微細加工時にも、ステッパや電子線描画装置などの高価な装置を必要としないのが特徴である。一方で、光ナノインプリント法は等倍モールドを必要とし、モールドと樹脂が接触するため、モールドの耐久性やコストについて懸念されている。さらに、光ナノインプリントリソグラフィプロセスにおいては残膜(モールド凸部分を光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に押し付けた箇所)が発生しやすい。この残膜層が薄いほど、ナノインプリントを用いて形成できる構造体は、より精密になるために好ましい。また、残膜が多いとエッチングでの線幅制御性やエッチング残渣になりやすい。   Another feature of the optical nanoimprint method is that the resolution does not depend on the light source wavelength as compared with ordinary optical lithography. Therefore, expensive devices such as a stepper and an electron beam drawing device are also used for fine processing on the nanometer order. The feature is not required. On the other hand, the optical nanoimprint method requires an equal-magnification mold, and since the mold and the resin are in contact, there are concerns about the durability and cost of the mold. Furthermore, in the optical nanoimprint lithography process, a residual film (a portion where the mold convex portion is pressed against the photocurable composition for optical nanoimprint lithography) is likely to occur. The thinner the remaining film layer, the more preferable is a structure that can be formed using nanoimprint. Further, if there is a large amount of residual film, it tends to be a line width controllability during etching or etching residue.

このように、熱式および/または光ナノインプリント法を適用し、ナノメートルサイズのパターンを大面積にインプリントするには、押し付け圧力の均一性や原盤(モールド)の平坦性が要求されるだけでなく、押し付けられて流出するレジストの挙動をも制御する必要がある。従来の半導体技術ではウェハー上には素子として使わない領域を任意に設定できるので、小さな原盤を用いてインプリント部の外側にレジスト流出部を設けることができる。また、半導体ではインプリント不良部分は不良素子として使わないようにすればいいが、例えば、ハードディスクなどへの応用では全面がデバイスとして機能するので、インプリント欠陥を発生させないような特殊な工夫が必要である。  Thus, in order to apply a thermal and / or optical nanoimprint method and imprint a nanometer-sized pattern over a large area, only pressing pressure uniformity and flatness of the master (mold) are required. In addition, it is necessary to control the behavior of the resist that is pushed out and flows out. In the conventional semiconductor technology, a region not used as an element can be arbitrarily set on the wafer, so that a resist outflow portion can be provided outside the imprint portion using a small master. In semiconductors, imprint defects should not be used as defective elements. For example, the entire surface functions as a device in applications such as hard disks, so special measures are required to prevent imprint defects. It is.

光ナノインプリントリソグラフィで用いられるモールドは、様々な材料、例えば金属、半導体、セラミック、SOG(Spin On Glass)、または一定のプラスチック等から製造可能である。例えば、特許文献13に記載の所望の微細構造を有する柔軟なポリジメチルシロキサンのモールドが提案されている。このモールドの一表面に3次元の構造体を形成するために、構造体のサイズおよびその分解能に対する仕様に応じて、様々なリソグラフィ方法が使用可能である。電子ビームおよびX線のリソグラフィは、通常、300nm未満の構造体寸法に使用される。ダイレクトレーザー露光およびUVリソグラフィはより大きな構造体に使用される。
光ナノインプリント法に関しては、モールドに光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物が付着しないことが重要であり、モールドやモールドの表面処理、具体的には、水素化シルセスキオキサンやフッソ化エチレンプロピレン共重合体モールドを使って付着問題を解決する試みなどがこれまでになされてきた。
Molds used in optical nanoimprint lithography can be manufactured from various materials such as metals, semiconductors, ceramics, SOG (Spin On Glass), or certain plastics. For example, a flexible polydimethylsiloxane mold having a desired microstructure described in Patent Document 13 has been proposed. In order to form a three-dimensional structure on one surface of the mold, various lithography methods can be used depending on the size of the structure and the specifications for its resolution. Electron beam and x-ray lithography are typically used for structure dimensions below 300 nm. Direct laser exposure and UV lithography are used for larger structures.
Regarding the photo nanoimprint method, it is important that the photocurable composition for photo nanoimprint lithography does not adhere to the mold. The mold and the surface treatment of the mold, specifically, hydrogenated silsesquioxane or fluorinated ethylene propylene Attempts have been made so far to solve adhesion problems using polymer molds.

ここで、光ナノインプリントリソグラフィに用いられる光硬化性樹脂について説明する。ナノインプリントに適用される光硬化性樹脂は、反応機構の違いからラジカル重合タイプとイオン重合タイプ、またはそれらのハイブリッドタイプに大別される。いずれの組成物もインプリント可能であるが、材料の選択範囲が広いラジカル重合型が一般に用いられている(非特許文献4)。ラジカル重合型は、ラジカル重合可能なビニル基や(メタ)アクリル基を有するモノマー(モノマー)またはオリゴマーと光重合開始剤を含んだ組成物が一般的に用いられる。光照射すると、光重合開始剤により発生したラジカルがビニル基を攻撃して連鎖重合が進み、ポリマーを形成する。2官能以上の多官能基モノマーまたはオリゴマーを成分として使用すると架橋構造体が得られる。非特許文献5には、低粘度のUV硬化可能なモノマーを用いることにより、低圧、室温でインプリンティングが可能な組成物が開示されている。   Here, the photocurable resin used for optical nanoimprint lithography will be described. Photocurable resins applied to nanoimprints are roughly classified into radical polymerization types and ionic polymerization types, or their hybrid types, depending on the reaction mechanism. Although any composition can be imprinted, a radical polymerization type having a wide selection range of materials is generally used (Non-Patent Document 4). As the radical polymerization type, a composition containing a monomer (monomer) or oligomer having a vinyl group or (meth) acryl group capable of radical polymerization and a photopolymerization initiator is generally used. When irradiated with light, radicals generated by the photopolymerization initiator attack the vinyl group, and chain polymerization proceeds to form a polymer. When a bifunctional or higher polyfunctional monomer or oligomer is used as a component, a crosslinked structure is obtained. Non-Patent Document 5 discloses a composition that can be imprinted at low pressure and room temperature by using a low-viscosity UV curable monomer.

光ナノインプリントリソグラフィに用いられる材料の特性について詳しく説明する。材料の要求特性は適用する用途によって異なるが、プロセス特性についての要望は用途に依らず共通点がある。 例えば、非特許文献6に示されている主な要求項目は、塗布性、基板密着性、低粘度(<5mPa・s)、離型性、低硬化収縮率、速硬化性などである。特に低圧インプリント、残膜率低減の必要な用途では、低粘度材料の要求が強いことが知られている。一方、用途別に要求特性を挙げると、例えば光学部材については、屈折率、光の透過性など、エッチングレジストについてはエッチング耐性や残膜厚低減などがある。これらの要求特性をいかに制御し、諸特性のバランスを取るかが材料デザインの鍵となる。少なくともプロセス材料と永久膜では要求特性が大きく異なるため材料はプロセスや用途に応じて開発する必要がある。このような光ナノインプリントリソグラフィ用途に適用する材料として、非特許文献6には、約60mPa・s(25℃)の粘度を有する光硬化性材料が開示されており公知である。同様に、非特許文献7には、モノメタクリレートを主成分とする粘度が14.4mPa・sの離型性を向上させた含フッソ感光性樹脂が開示されている。
このように光ナノインプリントで用いられる組成物に関し、粘度に関する要望の記載はあるものの、各用途に適合させるための材料の設計指針についての報告例は、これまでになかった。
The characteristics of the material used for optical nanoimprint lithography will be described in detail. The required characteristics of materials vary depending on the application to be applied, but the demands for process characteristics are common regardless of the application. For example, the main requirements shown in Non-Patent Document 6 are applicability, substrate adhesion, low viscosity (<5 mPa · s), releasability, low cure shrinkage, fast curability, and the like. It is known that there is a strong demand for low-viscosity materials especially in applications that require low-pressure imprinting and reduction of the residual film ratio. On the other hand, when the required characteristics are listed for each application, there are, for example, a refractive index and light transmittance for an optical member, and an etching resistance and a remaining film thickness reduction for an etching resist. The key to material design is how to control these required characteristics and balance them. At least the process material and the permanent film have different required characteristics, so the material must be developed according to the process and application. As a material applied to such optical nanoimprint lithography, Non-Patent Document 6 discloses a photocurable material having a viscosity of about 60 mPa · s (25 ° C.). Similarly, Non-Patent Document 7 discloses a fluorine-containing photosensitive resin with improved releasability having a viscosity of 14.4 mPa · s mainly composed of monomethacrylate.
As described above, regarding the composition used in optical nanoimprinting, although there is a description of a demand for viscosity, there has been no report on a material design guideline for adapting to each application.

これまでに光ナノインプリントリソグラフィに適用された光硬化性樹脂の例を説明する。特許文献14、特許文献15には、レリーフ型ホログラムや回折格子作製のためのイソシアネート基を有する重合体を含む光硬化性樹脂を用い、エンボス加工する例が開示されている。また、特許文献16には、ポリマー、光重合開始剤、粘度調整剤を含むインプリント用光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物が開示されている。   An example of a photocurable resin that has been applied to optical nanoimprint lithography will be described. Patent Documents 14 and 15 disclose examples of embossing using a photocurable resin containing a polymer having an isocyanate group for producing a relief hologram or a diffraction grating. Patent Document 16 discloses a photocurable composition for imprint optical nanoimprint lithography, which contains a polymer, a photopolymerization initiator, and a viscosity modifier.

非特許文献9には、光硬化性樹脂とモールドとの剥離性、硬化後の膜収縮性、酸素存在下での光重合阻害による低感度化などの問題を改良するための工夫として(1)官能アクリルモノマー、(2)官能アクリルモノマー、シリコーン含有1官能アクリルモノマーおよび光重合開始剤を含む光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物が開示されている。   Non-Patent Document 9 describes a technique for improving problems such as peelability between a photocurable resin and a mold, film shrinkage after curing, and low sensitivity due to photopolymerization inhibition in the presence of oxygen (1). A photocurable composition for optical nanoimprint lithography comprising a functional acrylic monomer, (2) a functional acrylic monomer, a silicone-containing monofunctional acrylic monomer, and a photopolymerization initiator is disclosed.

非特許文献10には、1官能アクリルモノマーとシリコーン含有1官能モノマーと光重合開始剤を含む光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物をシリコーン基板上に形成し、表面処理されたモールドを用いて光ナノインプリントリソグラフィにてモールド後の欠陥が低減されることが開示されている。   In Non-Patent Document 10, a photocurable composition for photo-nanoimprint lithography containing a monofunctional acrylic monomer, a silicone-containing monofunctional monomer, and a photopolymerization initiator is formed on a silicone substrate, and light is applied using a surface-treated mold. It is disclosed that defects after molding in nanoimprint lithography are reduced.

非特許文献11には、シリコーンモノマーと3官能アクリルモノマーと光重合開始剤を含む光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物をシリコーン基板上に形成し、SiO2モールドにより、高解像性、塗布の均一性に優れる組成物が開示されている。 In Non-Patent Document 11, a photocurable composition for optical nanoimprint lithography containing a silicone monomer, a trifunctional acrylic monomer, and a photopolymerization initiator is formed on a silicone substrate, and high resolution and coating can be achieved by SiO 2 mold. A composition having excellent uniformity is disclosed.

ところが、非特許文献8〜11に示されるように、官能基の異なるアクリルモノマー、アクリル系ポリマー、ビニルエーテル化合物を光ナノインプリントリソグラフィに適用した光硬化性樹脂が様々開示されているものの、組成物としての好ましい種類、最適なモノマー種、モノマーの組み合わせ、モノマー若しくはレジストの最適な粘度、好ましいレジストの溶液物性、レジストの塗布性改良などの材料の設計に関しての指針がまったく開示されていない。特に、生産性の生命線となるモールド付着性低減に関する指針は皆無である。そのため、光ナノインプリントリソグラフィ用途に、組成物を広く適用するための好ましい組成物が分かっておらず、決して満足できる光ナノインプリントレジスト組成物はこれまでに提案されていなかったのが実情である。   However, as shown in Non-Patent Documents 8 to 11, although various photocurable resins in which an acrylic monomer, an acrylic polymer, and a vinyl ether compound having different functional groups are applied to optical nanoimprint lithography have been disclosed, No guidance on material design such as preferred types, optimal monomer types, monomer combinations, optimal monomer or resist viscosities, preferred resist solution properties, improved resist coatability is disclosed. In particular, there is no guideline for reducing mold adhesion, which is the lifeline of productivity. Therefore, a preferable composition for widely applying the composition to optical nanoimprint lithography applications is not known, and a satisfactory optical nanoimprint resist composition has never been proposed so far.

基板加工用のエッチングレジストへの応用について詳しく説明する。エッチングレジストは、そのまま残される要素ではなく、半導体やトランジスタ回路パターンの単なるコピーに過ぎない。回路パターンを作成するためには、これらのレジストパターンをデバイスを含む種々の層へ転写する必要がある。パターンを転写する方法は、レジストの被覆されていない部分を選択的に除去するエッチング工程によって行われる。例えば、TFTアレイ基板やPDPの電極板の製造は、ガラスや透明プラスチック基板上にスパッタされた導電性基材や絶縁性基材上に、エッチングレジストを塗布し、乾燥、パターン露光、現像、エッチング、レジスト剥離の工程を各層の薄膜に施すことにより行われる。従来、エッチングレジストとしては、ポジ型のフォトレジストが多く用いられてきた。特に、アルカリ可溶性フェノールノボラック樹脂と1,2−キノンジアジド化合物を主要成分とするレジストや(ポリ)ヒドロキシスチレンをポリマーとする化学増幅型レジストは、高いエッチング耐性を有し、また剥離も容易なことから、これまで半導体やTFTトランジスタのエッチングフォトレジスト広く用いられ、多くの知見が蓄積されてきた。エッチングには各種液体エッチャントを用いるウエットエッチング法と、減圧装置内でプラズマによりガスを分解して発生させたイオンやラジカル(活性種)を用いて、基板上の膜を気化除去するドライエッチング法がある。エッチングは、素子の設計精度、トランジスタ特性、歩留まり、コストに大きく影響する重要な工程であり、エッチングレジストには、ドライエッチングとウエットエッチングのどちらの場合にも適用できるような材料、プロセス適合性が必要である。光ナノインプリントリソグラフィに用いられる組成物を、これら従来のフォトリソグラフィで用いられたレジスト分野に応用するには、従来のフォトレジストと同様のエッチング性が必要になるが、十分検討されていないため、エッチング工程で様々な問題が生じていた。   The application to an etching resist for substrate processing will be described in detail. The etching resist is not an element left as it is, but merely a copy of a semiconductor or transistor circuit pattern. In order to create a circuit pattern, it is necessary to transfer these resist patterns to various layers including devices. The method of transferring the pattern is performed by an etching process that selectively removes the uncovered portion of the resist. For example, TFT array substrates and PDP electrode plates are manufactured by applying an etching resist on a conductive base or insulating base sputtered on a glass or transparent plastic substrate, drying, pattern exposure, development, and etching. The resist peeling process is performed on the thin film of each layer. Conventionally, a positive type photoresist has been often used as an etching resist. In particular, resists containing alkali-soluble phenol novolac resin and 1,2-quinonediazide compound as main components and chemically amplified resists containing (poly) hydroxystyrene as a polymer have high etching resistance and are easy to peel off. So far, etching photoresists for semiconductors and TFT transistors have been widely used, and much knowledge has been accumulated. For etching, there are wet etching methods using various liquid etchants and dry etching methods that vaporize and remove the film on the substrate using ions and radicals (active species) generated by decomposing gas with plasma in a decompression device. is there. Etching is an important process that greatly affects device design accuracy, transistor characteristics, yield, and cost. Etching resist has material and process compatibility that can be applied to both dry etching and wet etching. is necessary. In order to apply the composition used for optical nanoimprint lithography to the resist field used in these conventional photolithography, etching properties similar to those of conventional photoresists are necessary, but etching has not been sufficiently studied. Various problems occurred in the process.

エッチングレジストとしての主要技術課題は、パターンの加工寸法精度の向上、テーパ加工制御性向上(アンダーカット形状の改善)、大型基板でのエッチング均一性向上、下地とのエッチング選択性向上、エッチング処理速度の向上、多層膜一括エッチング性、廃液、廃ガスなどの安全性確保、エッチング後の膜上欠陥(パーティクル、残渣)の向上など多くの課題がある。光ナノインプリント用光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物をエッチングレジストとして適用する場合には、従来のポジ型フォトレジストと同様に、
(1)膜種によって選択されるエッチャント、エッチングガスに対しての適性、
(2)アンダーカットを生じないために、パターンとエッチング加工基板との密着性付与、
(3)エッチング前後でのパターンの寸法制御性を浴するために、エッチ液とレジストの濡れ性付与が重要である。
The main technical issues for etching resists are improvement of pattern processing dimensional accuracy, improvement of taper processing control (improvement of undercut shape), improvement of etching uniformity on large substrates, improvement of etching selectivity with the substrate, etching speed There are many problems such as improvement of the multi-layered film, ensuring safety of waste liquid, waste gas, etc., and improving defects on the film (particles, residues) after etching. When applying a photocurable composition for photonanoimprint lithography for photonanoimprint as an etching resist, as with conventional positive photoresists,
(1) etchant selected according to film type, suitability for etching gas,
(2) imparting adhesion between the pattern and the etched substrate so as not to cause an undercut;
(3) In order to bathe the dimensional controllability of the pattern before and after etching, it is important to impart wettability between the etchant and the resist.

しかしながらナノインプリント光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、上記(1)〜(3)の点に加えて下記(4)(5)(6)の観点により、技術的難易度が一層高くなる。
(4)モールドとの剥離性を高めるため、レジスト膜を疎水性にするとエッチ液とレジストの濡 れ性をより一層悪くし、エッチ残を生じやすくなってしまう点、
(5)光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、3次元の網目構造をとっているた め、ポジレジストに比較すると剥離が難しく、また網目構造をより強固にするとエッチング耐性は 改善されるものの、剥離が一層難しくなるという点、
(6)従来のフォトリソグラフィに比較して、光ナノインプリントリソグラフィは、モールド剥離後、エッチング除去したい部分に残渣が生じやすいため、エッチング後も残渣を生じ易い点、
などが挙げられる。
ナノインプリント用の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物については、種々の材料が開示されているものの、ナノインプリントのフォトリソ工程、エッチング工程、剥離工程のいずれの工程でも好適に使えるためのナノインプリント材料の開示や材料の設計の指針はこれまでになかった。また、これまでインクジェット用組成物や光磁気ディスク用保護膜の用途で知られている光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、フォトリソ工程は、材料に共通部分があるものの、エッチング工程や剥離工程がないことがエッチングレジストと大きく異なる。そのため、これらの用途で適用する光硬化性樹脂をそのままエッチングレジストとして適用すると、エッチング工程や剥離工程で問題を起こすことが多かった。
However, the photocurable composition for nanoimprint photonanoimprint lithography has a higher technical difficulty in terms of the following (4), (5), and (6) in addition to the points (1) to (3).
(4) In order to improve the releasability from the mold, if the resist film is made hydrophobic, the wettability of the etchant and the resist will be further deteriorated, and etching residue will be easily generated.
(5) Since the photo-curable composition for optical nanoimprint lithography has a three-dimensional network structure, it is difficult to peel off compared to a positive resist, and the etching resistance is improved if the network structure is made stronger. The point that peeling becomes more difficult,
(6) Compared to conventional photolithography, optical nanoimprint lithography is likely to generate residues after etching because the residue is likely to be removed after the mold is peeled off.
Etc.
Although various materials are disclosed for photo-curable compositions for photo-nano-imprint lithography for nano-imprints, disclosure of nano-imprint materials that can be suitably used in any of the steps of photo-lithography, etching, and peeling of nano-imprints There has never been a guideline for material design. In addition, photo-curable compositions for optical nanoimprint lithography, which have been known for use in inkjet compositions and protective films for magneto-optical disks, have a common part in the photolithographic process, but an etching process and a peeling process. The absence of this is greatly different from the etching resist. Therefore, when the photocurable resin applied in these uses is applied as an etching resist as it is, problems often occur in the etching process and the peeling process.

米国特許第5,772,905号公報US Pat. No. 5,772,905 米国特許第5,956,216号公報US Pat. No. 5,956,216 米国特許第5,259,926号公報US Pat. No. 5,259,926 特表2005−527110号公報JP 2005-527110 Gazette 特開平7−230165号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-230165 特開2000−181055号公報JP 2000-181055 A 特開2004−94241号公報JP 2004-94241 A 特開平4−149280号公報JP-A-4-149280 特開平7−62043号公報JP-A-7-62043 特開2001−93192号公報JP 2001-93192 A 特開2005−8759号公報JP 2005-8759 A 特開2003−165930号公報JP 2003-165930 A 特開2006−114882号公報JP 2006-114882 A 特開2004−59820号公報JP 2004-59820 A 特開2004−59822号公報JP 2004-59822 A 米国公開2004/110856号公報US Publication No. 2004/110856

S.Chou et al.:Appl.Phys.Lett.Vol.67,114,3314(1995)S.Chou et al.:Appl.Phys.Lett.Vol.67,114,3314 (1995) M.Colbun et al,:Proc.SPIE,Vol.676,78(1999)M. Colbun et al ,: Proc. SPIE, Vol. 676, 78 (1999) Electronic Journal 121−123 No.8 (2002)Electronic Journal 121−123 No.8 (2002) F.Xu et al.:SPIE Microlithography Conference,5374,232(2004)F.Xu et al.:SPIE Microlithography Conference, 5374,232 (2004) D.J.Resnick et al.:J.Vac.Sci.Technol.B,Vol.21,No.6,2624(2003)D.J.Resnick et al .: J.Vac.Sci.Technol.B, Vol.21, No.6,2624 (2003) 最新レジスト材料ハンドブック、P1、103〜104(2005年、情報機構出版)The latest resist material handbook, P1, 103-104 (2005, published by Information Organization) シーエムシー出版:ナノインプリントの開発と応用P159〜160 (2006)CM Publishing: Development and application of nanoimprint P159-160 (2006) N.Sakai et al.:J.Photopolymer Sci.Technol.Vol.18,No.4,531(2005)N. Sakai et al .: J. Photopolymer Sci. Technol. Vol. 18, No. 4, 531 (2005) M.Stewart et al.:MRS Buletin,Vol.30,No.12,947(2005)M. Stewart et al .: MRS Buletin, Vol. 30, No. 12, 947 (2005) T.Beiley et al.:J.Vac.Sci.Technol.B18(6),3572(2000)T. Beiley et al .: J. Vac. Sci. Technol. B18 (6), 3572 (2000) B.Vratzov et al.:J.Vac.Sci.Technol.B21(6),2760(2003)B. Vratzov et al .: J. Vac. Sci. Technol. B21 (6), 2760 (2003) 高分子設計、P117(1992年、日刊工業社刊)Polymer design, P117 (1992, published by Nikkan Kogyosha) J.Brandrup et al., Polymer Handbook, 3 rd Ed(JOHN WILEY & SONS)J. Brandrup et al., Polymer Handbook, 3 rd Ed (JOHN WILEY & SONS) はじめてのナノインプリント技術、P157(2005年、工業調査会刊)The first nanoimprint technology, P157 (2005, published by Industrial Research Council)

本発明は、上記実情に鑑みて成し遂げられたものであり、新規な光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を提供することを目的とする。特に、モールドへの付着性が良好なものを提供することを目的とする。特に、光硬化性、パターン形成性、スピン塗布適性、スリット塗布適性、エッチング性のいずれにも優れ、かつ、モールドへの付着性が改良された組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a novel photocurable composition for photo-nanoimprint lithography. In particular, an object is to provide a material having good adhesion to a mold. In particular, it is an object of the present invention to provide a composition having excellent photocurability, pattern forming property, spin coating property, slit coating property, and etching property, and improved adhesion to a mold.

上記課題のもと、発明者が鋭意検討した結果、下記手段により上記課題を解決しうることを見出した。
(a)Q−eスキームにおける極性因子(e値)が正である重合性化合物を10質量%以上および前記e値が負である重合性化合物を10質量%以上含む重合性化合物を合計88〜99質量%と、
(b)光重合開始剤0.1〜10質量%と、
(c)界面活性剤の少なくとも1種0.0005〜5.0質量%と、
を含む光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物。
(2)25℃における粘度が、3〜18mPa・sである(1)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物。
(3)(1)または(2)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布して硬化する工程を含む、パターンの形成方法であって、塗布後の組成物の膜厚が0.5〜40μmであることを特徴とする光ナノインプリントリソグラフィにおけるパターン形成方法。
(4)(1)または(2)に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布する工程、光透過性モールドを基板上のレジスト層に加圧し、前記光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を変形させる工程、モールド裏面または基板裏面より光を照射し、塗膜を硬化し、所望のパターンに嵌合するレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。
As a result of intensive studies by the inventors based on the above problems, it has been found that the above problems can be solved by the following means.
(A) A total of polymerizable compounds containing 10% by mass or more of polymerizable compounds having a positive polarity factor (e value) in the Qe scheme and 10% by mass or more of polymerizable compounds having a negative e value are 88 to 99% by mass,
(B) 0.1-10% by mass of a photopolymerization initiator,
(C) 0.0005 to 5.0 mass% of at least one surfactant,
A photocurable composition for optical nanoimprint lithography.
(2) The photocurable composition for optical nanoimprint lithography according to (1), wherein the viscosity at 25 ° C. is 3 to 18 mPa · s.
(3) A pattern forming method including a step of applying and curing the photocurable composition for optical nanoimprint lithography according to (1) or (2), wherein the film thickness of the composition after application is 0 A pattern forming method in optical nanoimprint lithography, wherein the pattern is 5 to 40 μm.
(4) The step of applying the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography according to (1) or (2), pressurizing a light-transmitting mold onto a resist layer on a substrate, and the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography A resist pattern forming method including a step of deforming an object, a step of irradiating light from the back of the mold or the back of the substrate, curing the coating film, and forming a resist pattern that fits into a desired pattern.

本発明により、塗布性や光硬化性等の条件を良好に保ちつつ、モールド付着性が極めて良好な光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を得ることが可能になった。   According to the present invention, it is possible to obtain a photocurable composition for photo-nanoimprint lithography having excellent mold adhesion while maintaining good conditions such as coating properties and photocurability.

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書中において、メタ(アクリレート)はアクリレートおよびメタクリレートを表し、メタ(アクリル)はアクリルおよびメタクリルを表し、メタ(アクリロイル)はアクリロイルおよびメタクリロイルを表す。
また、本明細書中において、本発明における「モノマー」は、オリゴマー、ポリマーと区別し、質量平均分子量が1,000以下の化合物をいう。
なお、本発明で言うナノインプリントとは、およそ数μmから数十nmのサイズのパターン転写をいう。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
In this specification, meth (acrylate) represents acrylate and methacrylate, meth (acryl) represents acryl and methacryl, and meth (acryloyl) represents acryloyl and methacryloyl.
In the present specification, the “monomer” in the present invention refers to a compound having a mass average molecular weight of 1,000 or less, distinguished from oligomers and polymers.
The nanoimprint referred to in the present invention refers to pattern transfer having a size of about several μm to several tens of nm.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、例えば、硬化前においては光透過性が高く、微細凹凸パターンの形成能、塗布適性に優れると共に、硬化後においては感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度、モールドとの剥離性、モールドへの付着性、残膜特性、エッチング耐性、低硬化収縮性、基板密着性或いは他の諸点において優れた塗膜物性が得られる光ナノインプリントリソグラフィに広く用いることができる。  The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention has, for example, high light transmittance before curing, excellent ability to form a fine concavo-convex pattern, application suitability, and sensitivity (fast curing) after curing, Excellent film properties in terms of resolution, line edge roughness, film strength, mold release, mold adhesion, residual film properties, etching resistance, low curing shrinkage, substrate adhesion, and other aspects Can be widely used for optical nanoimprint lithography.

即ち、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、光ナノインプリントリソグラフィに用いたときに、
(1)室温での溶液流動性に優れるため、モールド凹部のキャビティ内に該組成物が流れ込みやすく、大気が取り込まれにくいためバブル欠陥を引き起こすことがなく、さらにモールド凸部、凹部の何れにおいても光硬化後に付着しにくい為、モールドの繰り返し使用が容易なる。
(2)塗布均一性に優れるため、大型基板への塗布・微細加工分野などに適する。
(3)膜の光硬化速度が高いので、生産性が高い。
等の特徴を有するものとすることができる。
That is, when the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is used for optical nanoimprint lithography,
(1) Since the solution fluidity at room temperature is excellent, the composition is easy to flow into the cavity of the mold recess, and the air is difficult to be taken in, so that bubble defects are not caused. Since it is difficult to adhere after photocuring, the mold can be used repeatedly.
(2) Since it is excellent in coating uniformity, it is suitable for the field of coating / microfabrication on large substrates.
(3) Since the photocuring speed of the film is high, the productivity is high.
And the like.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物(以下、単に「本発明の組成物」ということがある)は、(a)Q−eスキームにおける極性因子(e値)が正である重合性化合物を10質量%以上および前記e値が負である重合性化合物を10質量%以上含む重合性化合物を合計88〜99質量%と、(b)光重合開始剤0.1〜10質量%と、(c)界面活性剤の少なくとも1種0.0005〜5.0質量%とを含む。さらに、(d)増感剤0〜5.0質量%と、(e)密着促進剤0〜5.0質量%等を含んていてもよい。特に、前記(a)〜(e)の成分が全体の90質量%以上を占めている組成物であることが好ましい。Q−eスキームにおける極性因子(e値)が正である重合性化合物およびe値が負である重合性化合物は、それぞれ、2種類以上含んでいてもよく、2種類以上含んでいる場合、その合計量が10重量%以上である。
ここで、Q−eスキームにおける極性因子(e値)について説明する。非特許文献12に記載されているように、共重合におけるモノマー(重合性化合物)の反応性は、モノマー(重合性化合物)やそれより生成するラジカルの共鳴安定性、及びモノマー(重合性化合物)と生成ラジカルの極性の差に大きく支配されることが示唆されている。AlfreyとPriceは共鳴項と極性項を考慮して、経験的にQ−eスキームを提案し、具体的には共重合におけるモノマー(重合性化合物)の反応性を下記式で表した。
1=k11/k12=(Q1/Q2)exp[−e1(e1−e2)]
2=k22/k21=(Q2/Q1)exp[−e2(e2−e1)]
ここで添え字の1と2は重合反応に用いるモノマー(重合性化合物)1、2に関するものであり、Qはモノマー(重合性化合物)の共役性の尺度に関わる項、eは極性項である。
この二つの式より下式が導かれ、極性の差が大きいモノマー(重合性化合物)1と2の組み合わせの共重合では交互成長が起こりやすく、生成したコポリマーの交互性が大きくなることを示している。
ln(r12)= −(e1−e22
本発明においては、極性因子(e値)の符号が異なるラジカル重合性化合物を用いることで、光反応性を維持しつつ、モールド付着性を著しく良化させることが可能となった。
これは、前述のように極性因子(e値)の符号が異なることによって交互成長が促進されしっかりした硬化被膜が形成され、モールドに付着しにくくなっているものと考えられる。
なお本発明に関わる重合性化合物の極性因子(e値)の符号、もしくは値については、非特許文献13記載のものを用いた。
The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the composition of the present invention”) is (a) polymerizable with a positive polarity factor (e value) in the Qe scheme. A total of 88 to 99% by mass of polymerizable compounds containing 10% by mass or more of compounds and 10% by mass or more of polymerizable compounds having a negative e value, and (b) 0.1 to 10% by mass of a photopolymerization initiator (C) At least one kind of surfactant is contained in an amount of 0.0005 to 5.0% by mass. Furthermore, (d) sensitizer 0-5.0 mass%, (e) adhesion promoter 0-5.0 mass%, etc. may be included. In particular, a composition in which the components (a) to (e) occupy 90% by mass or more of the whole is preferable. The polymerizable compound having a positive polarity factor (e value) and the polymerizable compound having a negative e value in the Qe scheme may each include two or more types, and when two or more types are included, The total amount is 10% by weight or more.
Here, the polar factor (e value) in the Qe scheme will be described. As described in Non-Patent Document 12, the reactivity of the monomer (polymerizable compound) in the copolymerization depends on the resonance stability of the monomer (polymerizable compound) and radicals generated therefrom, and the monomer (polymerizable compound). It is suggested that it is largely governed by the difference in polarity of the generated radicals. Alfredy and Price have empirically proposed the Qe scheme in consideration of the resonance term and the polarity term, and specifically expressed the reactivity of the monomer (polymerizable compound) in the copolymerization by the following formula.
r 1 = k 11 / k 12 = (Q 1 / Q 2 ) exp [−e 1 (e 1 −e 2 )]
r 2 = k 22 / k 21 = (Q 2 / Q 1 ) exp [−e 2 (e 2 −e 1 )]
Here, the subscripts 1 and 2 relate to the monomers (polymerizable compounds) 1 and 2 used in the polymerization reaction, Q is a term relating to the measure of conjugation of the monomer (polymerizable compound), and e is a polar term. .
The following formulas are derived from these two formulas, and it is shown that alternating growth is likely to occur in the copolymerization of the combination of monomers (polymerizable compounds) 1 and 2 having a large difference in polarity, and the alternation of the produced copolymer increases. Yes.
ln (r 1 r 2 ) = − (e 1 −e 2 ) 2
In the present invention, by using radically polymerizable compounds having different polar factors (e values), it is possible to remarkably improve mold adhesion while maintaining photoreactivity.
It is considered that this is because, as described above, the sign of the polar factor (e value) is different, so that the alternate growth is promoted and a firm cured film is formed, which makes it difficult to adhere to the mold.
In addition, about the code | symbol or value of the polar factor (e value) of the polymeric compound in connection with this invention, the thing of a nonpatent literature 13 was used.

本発明の組成物の粘度について説明する。本発明における粘度は特に述べない限り、25℃における粘度をいう。
本発明の組成物は、25℃における粘度が3〜18mPa・sの範囲であることが好ましく、4〜15mPa・sであることがより好ましい。
このような粘度とすることにより、硬化前の微細凹凸パターンの形成能、塗布適性およびその他の加工適性を付与でき、硬化後においては解像性、ラインエッジラフネス性、残膜特性、基板密着性或いは他の諸点において優れた塗膜物性を付与できる。ここで、最新レジスト材料ハンドブック、1頁、103〜104頁(2005年、情報機構出版)には、粘度を5mPa・s以下にすることが好ましいと記載されている。
しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、本発明の組成物の粘度は、単純に低ければ良いというものではなく、特定の粘度範囲、すなわち3〜18mPa・sの特定の粘度範囲を有する場合とすると、より良好に、本発明の目的を達成できることを見出した。
すなわち、本発明の組成物の粘度を3mPa・s以上とすることにより、基板塗布適性がより好ましい傾向にあり、また、膜の機械的強度が向上する傾向にある。具体的には、粘度を3mPa・s以上とすることによって、本発明の組成物の塗布の際の面上ムラの発生を抑止できる傾向にあり、塗布時に基板から組成物が流れ出るのを抑止できる傾向にあり好ましい。
一方、本発明の組成物の粘度を18mPa・s以下とすることにより、微細な凹凸パターンを有するモールドを組成物に密着させた場合でも、モールドの凹部のキャビティ内に組成物が流れやすくなり、大気が取り込まれにくくなるためバブル欠陥を引き起こしにくくなり、モールド凸部において光硬化後に残渣が残りにくくなる。また、最新レジスト材料ハンドブック、1頁、103〜104頁(2005年、情報機構出版)などにこれまでに開示されている光ナノインプリント組成物は、粘度がおよそ50mPa・sであるため、バブル欠陥や光硬化後にモールドの凹部に残渣が残りやすいなどの問題があったため、限られた用途にしか適用できなかった。例えば、半導体集積回路や液晶デイスプレイの薄膜トランジタなどの微細加工用途への展開は難しかった。
本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、これらの用途に好適に適用でき、その他の用途、例えば、フラットスクリーン、マイクロ電気機械システム(MEMS)、センサ素子、光ディスク、高密度メモリーデイスク等の磁気記録媒体、回折格子ヤレリーフホログラム等の光学部品、ナノデバイス、光学デバイス、光学フィルムや偏光素子、有機トランジスタ、カラーフィルター、オーバーコート層、マイクロレンズアレイ、免疫分析チップ、DNA分離チップ、マイクロリアクター、ナノバイオデバイス、光導波路、光学フィルター、フォトニック液晶等の作製にも幅広く適用できるようになった。
The viscosity of the composition of the present invention will be described. The viscosity in the present invention means a viscosity at 25 ° C. unless otherwise specified.
The viscosity of the composition of the present invention is preferably in the range of 3 to 18 mPa · s at 25 ° C., more preferably 4 to 15 mPa · s.
By setting such a viscosity, it is possible to impart the ability to form a fine concavo-convex pattern before curing, coating suitability and other processing suitability. After curing, resolution, line edge roughness, residual film properties, substrate adhesion Alternatively, excellent coating film properties can be imparted in other respects. Here, the latest resist material handbook, pages 1, 103 to 104 (2005, published by Information Technology Corporation) describes that the viscosity is preferably 5 mPa · s or less.
However, as a result of intensive studies by the present inventors, the viscosity of the composition of the present invention is not simply low, but has a specific viscosity range, that is, a specific viscosity range of 3 to 18 mPa · s. Then, it has been found that the object of the present invention can be achieved more satisfactorily.
That is, by setting the viscosity of the composition of the present invention to 3 mPa · s or more, the substrate coating suitability tends to be more preferable, and the mechanical strength of the film tends to be improved. Specifically, by setting the viscosity to 3 mPa · s or more, the occurrence of unevenness on the surface during the application of the composition of the present invention tends to be suppressed, and the composition can be prevented from flowing out from the substrate during the application. It tends to be preferable.
On the other hand, by setting the viscosity of the composition of the present invention to 18 mPa · s or less, even when a mold having a fine concavo-convex pattern is adhered to the composition, the composition can easily flow into the cavity of the concave portion of the mold, Since it becomes difficult for air to be taken in, bubble defects are less likely to occur, and residues are less likely to remain after photocuring in the mold protrusions. Further, since the viscosity of the optical nanoimprint composition disclosed so far in the latest resist material handbook, pages 1, 103 to 104 (2005, published by Information Technology Corporation), is about 50 mPa · s, Since there was a problem that a residue was likely to remain in the concave portion of the mold after photocuring, it could be applied only to limited applications. For example, it has been difficult to develop into fine processing applications such as semiconductor integrated circuits and thin film transistors for liquid crystal displays.
The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention can be suitably applied to these uses, and other uses such as a flat screen, a micro electro mechanical system (MEMS), a sensor element, an optical disk, a high-density memory disk, and the like. Magnetic recording media, optical components such as diffraction grating relief holograms, nanodevices, optical devices, optical films and polarizing elements, organic transistors, color filters, overcoat layers, microlens arrays, immunoassay chips, DNA separation chips, micros Widely applicable to the production of reactors, nanobiodevices, optical waveguides, optical filters, photonic liquid crystals, and the like.

(a)e値が正である重合性化合物および、e値が負である重合性化合物
本発明で用いるe値が正の重合性化合物およびe値が負の重合性化合物について説明する。非特許文献12に記載されているように、e値は発生した重合性モノマーのラジカルの極性を表し、本発明では、e値の極性が異なる重合性化合物を適切に組み合わせることで、光硬化速度が高い組成物を得ることができる。さらに驚くべきことに、このような組み合わせの組成物を使用することにより、モールド凸部、凹部の何れにおいても光硬化後に未硬化物や硬化物が付着しにくいものが得られる傾向にある。このような技術、手法はこれまで開示されておらず、特に生産性の高い光ナノインプリント用光組成物として有用である。
(A) A polymerizable compound having a positive e value and a polymerizable compound having a negative e value The polymerizable compound having a positive e value and a polymerizable compound having a negative e value used in the present invention will be described. As described in Non-Patent Document 12, the e value represents the polarity of the radical of the generated polymerizable monomer. In the present invention, by appropriately combining polymerizable compounds having different e value polarities, the photocuring rate is obtained. Can be obtained. Surprisingly, by using a composition of such a combination, there is a tendency that an uncured product or a cured product hardly adheres after photocuring in both the mold convex portion and the concave portion. Such techniques and techniques have not been disclosed so far, and are particularly useful as optical compositions for optical nanoimprinting with high productivity.

e値が正の重合性化合物の具体例としては、エチレン性不飽和結合含有基を有するラジカル重合性モノマーが好ましく用いられる。
本発明で用いることができるe値が正のラジカル重合性不飽和モノマーの具体例としては、アクリルアミド、メタクリレート、アセトキシアクリレート、ベンジルアクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アクリロニトリル、アリルベンゼン、クロトンアルデヒド、ジアリルシアナミド、ジエチルフマレート、2−ビニルー2−オキサゾリン、5−メチルー2−ビニルー2−オキサゾリン、4,4−ジメチルー2−ビニルー2−オキサゾリン、4,4−ジメチルー2−ビニルー5,6−ジヒドロー4H−1,3−オキサジン、4,4,6−トリメチルー2−ビニルー5,6−ジヒドロー4H−1,3−オキサジン、2−イソプロペニルー2−オキサゾリン、4,4−ジメチルー2−イソプロペニルー2−オキサゾリン、フマロニトリル、無水マレイン酸、マレイミド、N−フェニルメタクリルアミド、ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、N−メチルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのエチレン性不飽和結合含有基1個を有するモノマーが挙げられる。
さらに(メタ)アクリレート誘導体としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(以後「EO」という。)変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エピクロロヒドリン変性(以降「ECH」という。)変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコールアクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド(以降「PO」という。)変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリエステル(ジ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ECH変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(ジ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシエチルフタレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸ダイマー、脂肪族エポキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ウレタンモノ(メタ)アクリレート、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
As a specific example of the polymerizable compound having a positive e value, a radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond-containing group is preferably used.
Specific examples of the radically polymerizable unsaturated monomer having a positive e value that can be used in the present invention include acrylamide, methacrylate, acetoxy acrylate, benzyl acrylate, butyl acrylate, glycidyl acrylate, acrylonitrile, allylbenzene, crotonaldehyde, diallyl cyanamide. , Diethyl fumarate, 2-vinyl-2-oxazoline, 5-methyl-2-vinyl-2-oxazoline, 4,4-dimethyl-2-vinyl-2-oxazoline, 4,4-dimethyl-2-vinyl-5,6-dihydro-4H-1 , 3-oxazine, 4,4,6-trimethyl-2-vinyl-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazine, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 4,4-dimethyl-2-isopropenyl-2-oxazoline, fuma Nitrile, maleic anhydride, maleimide, N-phenylmethacrylamide, butyl methacrylate, glycidyl methacrylate, methyl methacrylate, phenyl methacrylate, N-methylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylamino And monomers having one ethylenically unsaturated bond-containing group such as ethyl (meth) acrylate.
Furthermore, as the (meth) acrylate derivative, diethylene glycol monoethyl ether acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, Ethylene oxide (hereinafter referred to as “EO”) modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, epichlorohydrin modified (hereinafter referred to as “ECH”) modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, allyloxy Polyethylene glycol acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, EO-modified bisphenol A di (meth) acrylate, propylene oxide (hereinafter referred to as “PO”) modified bisphenol A di (meth) acrylate, modified vinyl Phenol A di (meth) acrylate, EO modified bisphenol F di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, EO modified neopentyl glycol diacrylate, PO modified neo Pentyl glycol diacrylate, caprolactone-modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol, stearic acid-modified pentaerythritol di (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) acrylate, poly (propylene glycol-tetramethylene glycol) Di (meth) acrylate, polyester (di) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene Recall di (meth) acrylate, ECH-modified propylene glycol di (meth) acrylate, silicone di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (di) acrylate , Neopentyl glycol modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, EO modified tripropylene glycol di (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate 2-acryloyloxyethyl phthalate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) ) Acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, acrylic acid dimer, aliphatic epoxy (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, butanediol mono (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate , Caprolactone (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate, ethoxylated phenyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, Isoamyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate Lauryl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth) acrylate, Nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, paracumylphenoxyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexa Ethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol (Meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, EO-modified succinic acid (meth) acrylate, tert-butyl (meth) Acrylate, tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, tridodecyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, urethane mono (meth) acrylate, ECH-modified glycerol tri (meth) acrylate, EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, caprolactone-modified Limethylolpropane tri (meth) acrylate, EO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, caprolactone modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate , Dipentaerythritol poly (meth) acrylate, alkyl-modified dipentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, etc. .

これらの中で特に、2−ビニルー2−オキサゾリン、2−イソプロペニルー2−オキサゾリン、EO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が粘度、揮発性などに優れ、本発明の組成物に好ましく用いられる。  Among these, 2-vinyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, EO-modified neopentyl glycol diacrylate, PO-modified neopentyl glycol diacrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di ( (Meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane Tri (meth) acrylate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate Rate, and the like viscosity, excellent in such as volatile, preferably used in the compositions of the present invention.

一方、本発明で用いることのできるe値が負の重合性化合物の具体例としては、エチレン性不飽和結合含有基を有するモノマーが好ましく用いられる。
エチレン性不飽和結合含有基を有するモノマーの具体例としては、N,N’−ジメチルアクリルアミド、アリルアセテート、アリルアクリレート、アリルアルコール、ビニルメルカプトベンゾチアゾール、N−ビニルカプロラクタム、ビニルカルバゾール、ジアリルフタレート、1,1’−ジフェニルエチレン、1−ビニルイミダゾール、1−ビニル−2−メチルイミダゾール、インデン、メタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルメタリレート、ノルボルナジエン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルホルムアルデヒド、ジアリルメラミン、N,N’―ジビニルアニリン、インデン、イソプロペニルアセテート、メタクリロイルアセトン、ノルボルナジエン、2,4−アクリロキシメチルー2,4−ジメチルオキサゾリン、2,4−メタクリロキシメチルー2,4−ジメチルオキサゾリン、ビニルジエチルホスホネート、ビニルジメチルホスホネート、2−メチルプロペニルアセテート、3−(2−ビニル)−6−メチルー4,5−ジヒドロピリダジノン、2−メチルー5−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、2−ビニルー5エチルピリジン、1−ベンジルー3−メチレンー5−メチルピロリドン、2−ビニルキノリン、スチレン、2,4,6―トリメチルスチレン、α―メトキシスチレン、m−ブロモスチレン、m−クロロスチレン、m−メチルスチレン、p−ブロモスチレン、p−クロロスチレン、p−シアノスチレン、p−メトキシスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−1−(2−ヒドロキシブチル)スチレン、p−1−(2−ヒドロキシプロピル)スチレン、p−2−(2−ヒドロキシプロピル)スチレン、N−ビニルサクシンイミド、2−メチルー5−ビニルテトラゾール、2−フェニルー5−(4’―ビニル)フェニルテトラゾール、N,N−メチルービニルトルエンスルホンアミド、N−ビニルーN’―エチルウレア、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルブチルエーテル、ビニルブチレート、ビニルクロロアセテート、ビニルジクロロアセテート、ビニルドデシルエーテル、ビニルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルオキサレート、ビニルエチルサルファイド、ビニルフォルメート、ビニルイソブチルエーテル、ビニルイソブチルサルファイド、ビニルイソプロピルケトン、ビニルラウレート、ビニルーm−クレジルエーテル、ビニルメチルサルファイド、ビニルメチルスルホキサイド、ビニル−o−クレジルエーテル、ビニルオクタデシルエーテル、ビニルオクチルエーテル、ビニルーp−クレジルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルフェニルサルファイド、ビニルプロピオネート、ビニルステアレート、ビニルーtert−ブチルサルファイド、ビニルチオールアセテート、ビニルー4−クロロシクロヘキシルケトン、ビニルー2−クロロエチルエーテル、ビニルーtris(トリメトキシシロキシ)シラン、p−ビニルベンジルエチルカルビノール、p−ビニルベンジルメチルカルビノール、ビニレンカルボネート、ビニルイソシアネート、N,N−ジエチルアクリルアミド等が挙げられる。
On the other hand, as a specific example of the polymerizable compound having a negative e value that can be used in the present invention, a monomer having an ethylenically unsaturated bond-containing group is preferably used.
Specific examples of the monomer having an ethylenically unsaturated bond-containing group include N, N′-dimethylacrylamide, allyl acetate, allyl acrylate, allyl alcohol, vinyl mercaptobenzothiazole, N-vinyl caprolactam, vinyl carbazole, diallyl phthalate, 1 , 1'-diphenylethylene, 1-vinylimidazole, 1-vinyl-2-methylimidazole, indene, methacrylamide, 2-hydroxyethyl metallate, norbornadiene, N-vinyloxazolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N- Vinyl formaldehyde, diallyl melamine, N, N'-divinylaniline, indene, isopropenyl acetate, methacryloyl acetone, norbornadiene, 2,4-acryloxymethyl-2,4-dimethyl Xazoline, 2,4-methacryloxymethyl-2,4-dimethyloxazoline, vinyldiethylphosphonate, vinyldimethylphosphonate, 2-methylpropenyl acetate, 3- (2-vinyl) -6-methyl-4,5-dihydropyridazinone 2-methyl-5-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, 2-vinyl-5-ethylpyridine, 1-benzyl-3-methylene-5-methylpyrrolidone, 2-vinylquinoline, styrene, 2,4,6-trimethylstyrene, α- Methoxystyrene, m-bromostyrene, m-chlorostyrene, m-methylstyrene, p-bromostyrene, p-chlorostyrene, p-cyanostyrene, p-methoxystyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p- 1- (2-hydroxybutyl) styrene, p- -(2-hydroxypropyl) styrene, p-2- (2-hydroxypropyl) styrene, N-vinylsuccinimide, 2-methyl-5-vinyltetrazole, 2-phenyl-5- (4'-vinyl) phenyltetrazole, N , N-methyl-vinyltoluenesulfonamide, N-vinyl-N'-ethylurea, vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl butyl ether, vinyl butyrate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl dodecyl ether, vinyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl Methyl oxalate, vinyl ethyl sulfide, vinyl formate, vinyl isobutyl ether, vinyl isobutyl sulfide, vinyl isopropyl ketone, vinyl laurate, vinyl m-cresyl ether , Vinyl methyl sulfide, vinyl methyl sulfoxide, vinyl-o-cresyl ether, vinyl octadecyl ether, vinyl octyl ether, vinyl p-cresyl ether, vinyl phenyl ether, vinyl phenyl sulfide, vinyl propionate, vinyl stearate, vinyl tert-butyl sulfide, vinyl thiol acetate, vinyl-4-chlorocyclohexyl ketone, vinyl-2-chloroethyl ether, vinyl-tris (trimethoxysiloxy) silane, p-vinylbenzylethylcarbinol, p-vinylbenzylmethylcarbinol, vinylenecarbo Nate, vinyl isocyanate, N, N-diethylacrylamide and the like.

これらの中で特に、N−ビニルカプロラクタム、1−ビニルイミダゾール、1−ビニル−2−メチルイミダゾール、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルホルムアルデヒド等が粘度、揮発性などに優れ、本発明に好適に用いられる。  Among these, N-vinylcaprolactam, 1-vinylimidazole, 1-vinyl-2-methylimidazole, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylformaldehyde, etc. are excellent in viscosity, volatility, etc. Preferably used.

(b)光重合開始剤
本発明の組成物には、光重合開始剤が用いられる。本発明に用いられる光重合開始剤は、全組成物中、質量比で0.1〜10質量%含有し、好ましくは0.2〜8.5質量%であり、さらに好ましくは、0.3〜7.0質量%である。但し、2種以上の光重合開始剤と併用する場合は、それらの合計量が、前記範囲となる。
よって、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、ラジカル重合により光硬化可能なものである。
光重合開始剤の割合が0.1質量%未満では、感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度が劣るため好ましくない。一方、光重合開始剤が15質量%を超えると、光透過性、着色性、取り扱い性などが劣化するため好ましくない。これまで、染料および/または顔料を含むインクジェット用組成物や液晶ディスプレイカラーフィルタ用組成物においては、好ましい光重合開始剤の添加量が種々検討されてきたが、ナノインプリント用等の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物についての好ましい光重合開始剤の添加量については報告されていない。すなわち、染料および/または顔料を含む系では、これらがラジカルトラップ剤として働くことがあり、光重合性、感度に影響を及ぼす。その点を考慮して、これらの用途では、光重合開始剤の添加量が最適化される。一方で、本発明の組成物では、染料および/または顔料は必須成分でなく、光重合開始剤の最適範囲がインクジェット用組成物や液晶デイスプレイカラーフィルタ用組成物等の分野のものとは異なる場合がある。
(B) Photopolymerization initiator A photopolymerization initiator is used in the composition of the present invention. The photoinitiator used for this invention contains 0.1-10 mass% by mass ratio in the whole composition, Preferably it is 0.2-8.5 mass%, More preferably, it is 0.3. -7.0 mass%. However, when using together with 2 or more types of photoinitiators, those total amount becomes the said range.
Therefore, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is photocurable by radical polymerization.
If the ratio of the photopolymerization initiator is less than 0.1% by mass, the sensitivity (fast curability), resolution, line edge roughness, and coating film strength are inferior. On the other hand, if the photopolymerization initiator exceeds 15% by mass, the light transmittance, colorability, handleability and the like deteriorate, which is not preferable. So far, various addition amounts of preferred photopolymerization initiators have been studied for ink-jet compositions and dye- and / or pigment-containing liquid crystal display color filter compositions. There is no report about the preferable addition amount of the photopolymerization initiator for the curable composition. That is, in a system containing dyes and / or pigments, these may act as radical trapping agents, affecting the photopolymerizability and sensitivity. In consideration of this point, the amount of the photopolymerization initiator added is optimized in these applications. On the other hand, in the composition of the present invention, the dye and / or pigment is not an essential component, and the optimum range of the photopolymerization initiator is different from that in the field of an ink jet composition or a liquid crystal display color filter composition. There is.

本発明で用いる光重合開始剤は、使用する光源の波長に対して活性を有するものが配合され、反応形式の違い(例えば、ラジカル重合やカチオン重合など)に応じて適切な活性種を発生させるものを用いる。また、光重合開始剤は1種類のみでも、2種類以上用いてもよい。   The photopolymerization initiator used in the present invention is formulated with an activity with respect to the wavelength of the light source to be used, and generates appropriate active species according to the difference in the reaction format (for example, radical polymerization or cationic polymerization). Use things. Moreover, only one type of photopolymerization initiator may be used, or two or more types may be used.

本発明で使用されるラジカル光重合開始剤は、例えば、市販されている開始剤を用いることができる。これらの例としてはCiba社から入手可能なIrgacure(登録商標)2959(1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、Irgacure(登録商標)184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、Irgacure(登録商標)500(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン)、Irgacure(登録商標)651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、Irgacure(登録商標)369(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1)、Irgacure(登録商標)907(2−メチル−1[4−メチルチオフェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、Irgacure(登録商標)819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、Irgacure(登録商標)1800(ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド,1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)、Irgacure(登録商標)184(1−ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルーケトン)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン)、Irgacure(登録商標)OXE01(1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)、Darocur(登録商標)1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン)、Darocur(登録商標)1116、1398、1174および1020、CGI242(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)、BASF社から入手可能なLucirin TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド)、Lucirin TPO−L(2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド)、ESACUR日本シイベルヘグナー社から入手可能なESACURE 1001M(1−[4−ベンゾイルフェニルスルファニル]フェニル]−2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルホニル)プロパン−1−オン、N−1414旭電化社から入手可能なアデカオプトマー(登録商標)N−1414(カルバゾール・フェノン系)、アデカオプトマー(登録商標)N−1717(アクリジン系)、アデカオプトマー(登録商標)N−1606(トリアジン系)、三和ケミカル製のTFE−トリアジン(2−[2−(フラン−2−イル)ビニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン)、三和ケミカル製のTME−トリアジン(2−[2−(5−メチルフラン−2−イル)ビニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン)、三和ケミカル製のMP−トリアジン(2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン)、ミドリ化学製TAZ−113(2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン)、ミドリ化学製TAZ−108(2−(3,4−ジメトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン)、ベンゾフェノン、4,4‘−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、メチル−2−ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、4−フェニルベンゾフェノン、エチルミヒラーズケトン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−メチルチオキサントン、チオキサントンアンモニウム塩、ベンゾイン、4,4’−ジメトキシベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1,1,1−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノンおよびジベンゾスベロン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイル ビフェニル、4−ベンゾイル ジフェニルエーテル、1,4−ベンゾイルベンゼン、ベンジル、10−ブチル−2−クロロアクリドン、[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタン)、2−エチルアントラキノン、2,2−ビス(2−クロロフェニル)4,5,4‘,5’−テトラキス(3,4,5−トリメトキシフェニル)1,2‘−ビイミダゾール、2,2−ビス(o−クロロフェニル)4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、エチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、ブトキシエチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミンなどがある。
本発明の組成物においては、特に、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾールのようなトリハロメチル基含有化合物、Irgacure(登録商標)184(1−ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルーケトン)、Lucirin TPO(2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド)、Lucirin TPO−L(2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキサイド)等が好ましい。
As the radical photopolymerization initiator used in the present invention, for example, a commercially available initiator can be used. Examples of these include Irgacure® 2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, Irgacure (available from Ciba). (Registered trademark) 184 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone), Irgacure (registered trademark) 500 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzophenone), Irgacure (registered trademark) 651 (2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane- 1-one), Irgacure® 369 (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1), Irgacure® 907 (2-methyl-1 [4- Methylthiophenyl] -2-morpholinop Lopan-1-one, Irgacure® 819 (bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, Irgacure® 1800 (bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4 , 4-trimethyl-pentylphosphine oxide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), Irgacure® 184 (1-hydroxy-cyclohexylphenyl ketone), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl -1-propan-1-one), Irgacure® OXE01 (1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -2- (O-benzoyloxime), Darocur® 1173 (2-hydroxy-2-methyl- -Phenyl-1-propan-1-one), Darocur® 1116, 1398, 1174 and 1020, CGI242 (ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3) -Yl] -1- (O-acetyloxime), Lucirin TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide) available from BASF, Lucirin TPO-L (2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxy) Phosphine oxide), ESACURE 1001M (1- [4-benzoylphenylsulfanyl] phenyl] -2-methyl-2- (4-methylphenylsulfonyl) propan-1-one, N-1414 Asahi available from ESACUR Nippon Scibel Hegner Adekaoptomer (registered trademark) N-1414 (carbazole phenone), Adekaoptomer (registered trademark) N-1717 (acridine), Adekaoptomer (registered trademark) N-1606 (triazine) System), TFE-triazine (2- [2- (furan-2-yl) vinyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine), manufactured by Sanwa Chemical, manufactured by Sanwa Chemical TME-triazine (2- [2- (5-methylfuran-2-yl) vinyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine), MP-triazine manufactured by Sanwa Chemical (2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine), TAZ-113 (2- [2- (3,4-dimethoxy) manufactured by Midori Chemical Cyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine), TAZ-108 (2- (3,4-dimethoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) manufactured by Midori Chemical ) -1,3,5-triazine), benzophenone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone, methyl-2-benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 4-phenylbenzophenone, ethyl Michler's ketone, 2 -Chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2-methylthioxanthone, thioxanthone ammonium salt, benzoin, 4,4 ' -Jimee Xibenzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, 1,1,1-trichloroacetophenone, diethoxyacetophenone and dibenzosuberone, methyl o-benzoylbenzoate, 2-benzoyl Naphthalene, 4-benzoyl biphenyl, 4-benzoyl diphenyl ether, 1,4-benzoylbenzene, benzyl, 10-butyl-2-chloroacridone, [4- (methylphenylthio) phenyl] phenylmethane), 2-ethylanthraquinone, 2,2-bis (2-chlorophenyl) 4,5,4 ′, 5′-tetrakis (3,4,5-trimethoxyphenyl) 1,2′-biimidazole, 2,2-bis (o-chlorophene) Nyl) 4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, tris (4-dimethylaminophenyl) methane, ethyl-4- (dimethylamino) benzoate, 2- (dimethylamino) ethyl Benzoate, butoxyethyl-4- (dimethylamino) benzoate, p-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-butoxystyryl) -5-trichloromethyl-1,3 Examples include 4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-dimethylbenzphenazine, benzophenone / Michler's ketone, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole, benzyldimethyl ketal, thioxanthone / amine.
In the composition of the present invention, in particular, a trihalomethyl group-containing compound such as 2- (p-butoxystyryl) -5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, Irgacure® 184 (1 -Hydroxy-cyclohexyl ruphenyl-ketone), Lucirin TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide), Lucirin TPO-L (2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide) and the like are preferable.

(c)界面活性剤
本発明の組成物は界面活性剤を含む。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤をあげることができ、これらの2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物では、界面活性剤を合計で0.0005〜5質量%を含む。本発明の組成物中、界面活性剤は、0.001〜2質量%の範囲で含むが好ましく、0.05〜1質量%の範囲で含むことがより好ましい。
界面活性剤の含量を0.0005重量%未満では、塗布の均一性の効果が不十分であり、一方、5.0質量%を越えると、モールド転写特性を悪化させるため、好ましくない。
(C) Surfactant The composition of the present invention contains a surfactant. Examples of the surfactant include nonionic surfactants, fluorine surfactants, silicone surfactants, and fluorine / silicone surfactants, and two or more of these may be used in combination.
In the composition of the present invention, the surfactant is contained in a total amount of 0.0005 to 5% by mass. In the composition of the present invention, the surfactant is preferably contained in the range of 0.001 to 2% by mass, and more preferably in the range of 0.05 to 1% by mass.
If the surfactant content is less than 0.0005% by weight, the effect of coating uniformity is insufficient. On the other hand, if it exceeds 5.0% by weight, mold transfer characteristics are deteriorated, which is not preferable.

ここで、フッ素・シリコーン系界面活性剤とは、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の両方の要件を併せ持つものをいう。
本発明では、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種を用いることにより、より好ましい光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物とすることができる。例えば、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を、半導体素子製造用のシリコーンウェーハや、液晶素子製造用のガラス角基板、クロム膜、モリブデン膜、モリブデン合金膜、タンタル膜、タンタル合金膜、窒化珪素膜、アモルファスシリコーン膜、酸化錫をドープした酸化インジウム(ITO)膜や酸化錫膜などの、各種の膜が形成されるなど基板上の塗布時に起こるストリエーションや鱗状の模様(レジスト膜の乾燥むら)などの塗布不良の問題を解決する目的、およびモールド凹部のキャビティ内への組成物の流動性を良くし、モールドとレジスト間の離型性を良くし、レジストと基板間の密着性を良くし、本発明の組成物の粘度を下げる等が可能になる。特に、本発明の組成物において、界面活性剤を添加することにより、塗布均一性を大幅に改良でき、スピンコーターやスリットスキャンコーターを用いた塗布において、基板サイズに依らず良好な塗布適性が得られる。
Here, the fluorine / silicone surfactant refers to one having both requirements of a fluorine surfactant and a silicone surfactant.
In the present invention, by using at least one of a nonionic surfactant, a fluorine surfactant, a silicone surfactant, and a fluorine / silicone surfactant, a more preferable photocurable composition for photo-nanoimprint lithography, can do. For example, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is applied to a silicon wafer for semiconductor device production, a glass square substrate for liquid crystal device production, a chromium film, a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a tantalum film, and a tantalum alloy film. Various types of films such as silicon nitride film, amorphous silicone film, tin oxide-doped indium oxide (ITO) film, tin oxide film, etc. The purpose is to solve the problem of coating defects such as uneven drying), and the fluidity of the composition into the cavity of the mold recess is improved, the releasability between the mold and the resist is improved, and the adhesion between the resist and the substrate is improved. And the viscosity of the composition of the present invention can be lowered. In particular, in the composition of the present invention, by adding a surfactant, coating uniformity can be greatly improved, and in coating using a spin coater or slit scan coater, good coating suitability can be obtained regardless of the substrate size. It is done.

本発明で用いる非イオン性フッ素系界面活性剤の例としては、商品名フロラードFC−430、FC−431(住友スリーエム社製)、商品名サーフロン「S−382」(旭硝子製)、EFTOP「EF−122A、122B、122C、EF−121、EF−126、EF−127、MF−100」(トーケムプロダクツ社製)、商品名PF−636、PF−6320、PF−656、PF−6520(いずれもOMNOVA社)、商品名フタージェントFT250、FT251、DFX18(いずれも(株)ネオス製)、商品名ユニダインDS−401、DS−403、DS−451(いずれもダイキン工業(株)製)、商品名メガフアック171、172、173、178K、178A、(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられ、非イオン性ケイ素系界面活性剤の例としては、商品名SI−10シリーズ(竹本油脂社製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業社製)、KP−341(信越化学工業製)が挙げられる。   Examples of nonionic fluorosurfactants used in the present invention include trade names Florard FC-430 and FC-431 (Sumitomo 3M), trade names Surflon "S-382" (Asahi Glass), EFTOP "EF" -122A, 122B, 122C, EF-121, EF-126, EF-127, MF-100 "(manufactured by Tochem Products), trade names PF-636, PF-6320, PF-656, PF-6520 (any OMNOVA), product names aftergent FT250, FT251, DFX18 (all manufactured by Neos Co., Ltd.), product names Unidyne DS-401, DS-403, DS-451 (all manufactured by Daikin Industries, Ltd.), product Name megafuak 171, 172, 173, 178K, 178A (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Examples of silicon-based surfactants include trade name SI-10 series (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), MegaFac Paintad 31 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), and KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Can be mentioned.

本発明で用いる、フッ素・シリコーン系界面活性剤の例としては、商品名X−70−090、X−70−091、X−70−092、X−70−093、(いずれも信越化学工業社製)、商品名メガフアックR−08、XRB−4(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられる。  Examples of fluorine / silicone surfactants used in the present invention include trade names X-70-090, X-70-091, X-70-092, X-70-093 (all Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Manufactured), and trade names Megafuk R-08 and XRB-4 (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).

ノニオン系界面活性剤の市販品としては、例えば、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD−3110、D−3120、D−3412、D−3440、D−3510、D−3605などポリオキシエチレンアルキルアミン、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD−1305、D−1315、D−1405、D−1420、D−1504、D−1508、D−1518などのポリオキシエチレンアルキルエーテル、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD−2112−A、D−2112−C、D−2123−Cなどのポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD−2405−A、D−2410−D、D−2110−Dなどのポリオキシエチレンジ脂肪酸エステル、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD−406、D−410、D−414、D−418などのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、日信化学工業(株)製のサーフィノールシリーズの104S、420、440、465、485などのポリオキシエチレンテトラメチルデシンジオールジエーテル、竹本油脂(株)製のパイオニンシリーズのD6112Wなどのポリスチリルフェニルエーテルなどが例示される。また、重合性不飽和基を有する反応性界面活性剤も本発明で用いられる界面活性剤と併用することができる。例えば、アリロキシポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日本油脂(株)商品名:ブレンマーPKEシリーズ)、ノニルフェノキシポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日本油脂(株)商品名:ブレンマーPNEシリーズ)、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールモノメタアクリレート(日本油脂(株)商品名:ブレンマーPNPシリーズ)、ノニルフェノキシポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)モノメタアクリレート(日本油脂(株)商品名:ブレンマーPNEP−600)、アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50、RN−2025、HS−05、HS−10、HS−20(第一工業製薬(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available nonionic surfactants include polyoxy such as D-3110, D-3120, D-3412, D-3440, D-3510, and D-3605 of Pionein series manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. Polyoxyethylene alkyl ethers such as ethylene alkylamine, D-1305, D-1315, D-1405, D-1420, D-1504, D-1508, and D-1518 of Pionein series manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. Polyoxyethylene monofatty acid esters such as D-2112-A, D-2112-C and D-2123-C of the Pionein series manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. D- of the Pionein series manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. Polyoxyethylene difatty acid esters such as 2405-A, D-2410-D, D-2110-D, etc., manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. Onin series D-406, D-410, D-414, D-418 and other polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, Nissin Chemical Industry's Surfinol series 104S, 420, 440, 465, 485, etc. And polystyryl phenyl ethers such as Pionein series D6112W manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd. Moreover, the reactive surfactant which has a polymerizable unsaturated group can also be used together with the surfactant used by this invention. For example, allyloxy polyethylene glycol monomethacrylate (Nippon Yushi Co., Ltd. trade name: Blenmer PKE series), nonylphenoxy polyethylene glycol monomethacrylate (Nippon Yushi Co., Ltd. trade name: Blenmer PNE series), nonylphenoxy polypropylene glycol monometa. Acrylate (Nippon Yushi Co., Ltd. trade name: Blenmer PNP series), Nonylphenoxy poly (ethylene glycol-propylene glycol) monomethacrylate (Nippon Yushi Co., Ltd. trade name: Blenmer PNEP-600), Aqualon RN-10, RN- 20, RN-30, RN-50, RN-2025, HS-05, HS-10, HS-20 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the like.

(d)増感剤
本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、増感剤を添加することが好ましい。増感剤を添加することにより、UV領域の波長を調整することができる。
本発明において好ましく用いることができる典型的な増感剤としては、クリベロ〔J.V.Crivello,Adv.in Polymer Sci,62,1(1984)〕に開示しているものが挙げられ、具体的には、ピレン、ペリレン、アクリジンオレンジ、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、ベンゾフラビン、N−ビニルカルバゾール、9,10−ジブトキシアントラセン、アントラキノン、クマリン、ケトクマリン、フェナントレン、カンファキノン、フェノチアジン誘導体などを挙げることができる。
(D) Sensitizer It is preferable to add a sensitizer to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. By adding a sensitizer, the wavelength in the UV region can be adjusted.
Typical sensitizers that can be preferably used in the present invention include those disclosed in Crivello [JVCrivello, Adv. In Polymer Sci, 62, 1 (1984)], and specifically, pyrene. Perylene, acridine orange, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, benzoflavine, N-vinylcarbazole, 9,10-dibutoxyanthracene, anthraquinone, coumarin, ketocoumarin, phenanthrene, camphorquinone, phenothiazine derivatives and the like.

本発明の組成物における増感剤の含有割合は、0〜5.0質量%であり、0.1〜5.0質量%であることが好ましく、0.2〜2.0質量%であることがさらに好ましい。増感剤の含量を0.1質量%以上とすることにより、増感剤の効果をより効果的に発現することができる。また、増感剤の含量が5質量%を超えると溶解不良や液安定性の劣化が生じることがある。   The content of the sensitizer in the composition of the present invention is 0 to 5.0% by mass, preferably 0.1 to 5.0% by mass, and 0.2 to 2.0% by mass. More preferably. By setting the content of the sensitizer to 0.1% by mass or more, the effect of the sensitizer can be expressed more effectively. On the other hand, when the content of the sensitizer exceeds 5% by mass, poor dissolution or deterioration of liquid stability may occur.

(e)密着促進剤
また、本発明においては、基板との密着性を向上させる目的で適宜密着促進剤を添加することができる。具体的な例としては、(メタ)アクリロイル変性シリコーン、ビニル変性シリコーン、シリコーンヘキサアクリレートなどのシリコーン化合物、市販されているシリコーンアクリレート(商品名:デソライトZ7500(JSR製)、SHC200、SHC900、UVHC85XXシリーズ、UVHC11XXシリーズ(いずれもGE東芝シリコーン社製)、ジメチルシロキサンモノメタクリレート(FM0711、FM0721、FM0725(いずれもチッソ(株)製))、ジメチルシロキサンジメタクリレート(DMS−V22(チッソ(株)製))、Ebercryl−1360(ダイセル化学工業製))も用いることができる。同様に、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチル−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフッソ原子を有する化合物も用いることができる。またエチル(メタ)アクリレートアシッドホスフェート、3−クロロ−2−アシッドホスホキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレートアシッドホスフェート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルカプロエートアシッドホスフェート等のリン酸含有(メタ)アクリルモノマーも本発明に用いることができる。
(E) Adhesion promoter In the present invention, an adhesion promoter can be appropriately added for the purpose of improving the adhesion to the substrate. Specific examples include silicone compounds such as (meth) acryloyl-modified silicone, vinyl-modified silicone, and silicone hexaacrylate, commercially available silicone acrylate (trade name: Desolite Z7500 (manufactured by JSR), SHC200, SHC900, UVHC85XX series, UVHC11XX series (all manufactured by GE Toshiba Silicone), dimethylsiloxane monomethacrylate (FM0711, FM0721, FM0725 (all manufactured by Chisso Corporation)), dimethylsiloxane dimethacrylate (DMS-V22 (manufactured by Chisso Corporation)), Ebercryl-1360 (manufactured by Daicel Chemical Industries) can also be used. Similarly, trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, (perfluorobutyl) ethyl (meth) acrylate, perfluorobutyl-hydroxypropyl (meth) acrylate, (perfluorohexyl) ethyl (meth) A compound having a fluorine atom such as acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, or the like can also be used. Also, ethyl (meth) acrylate acid phosphate, 3-chloro-2-acid phosphoroxypropyl (meth) acrylate, polyoxyethylene glycol (meth) acrylate acid phosphate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate acid phosphate, 2- (meta ) Phosphoric acid-containing (meth) acrylic monomers such as acryloyloxyethyl caproate acid phosphate can also be used in the present invention.

さらにイソシアネート系の(メタ)アクリレート化合物も本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に含めることができる。イソシアネート系の(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、イソシアネートメチル(メタ)アクリレート、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、イソシアネートn−プロピル(メタ)アクリレート、イソシアネートイソプロピル(メタ)アクリレート、イソシアネートn−ブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートイソブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートsec−ブチル(メタ)アクリレート、イソシアネートtert−ブチル(メタ)アクリレート等のイソシアネートアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルメチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルn−プロピルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソプロピルイソシアネート、(メタ)アクリロイルn−ブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルsec−ブチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルtert−ブチルイソシアネート等の(メタ)アクリロイルアルキルイソシアネートが例示される。
またEO変性リン酸ジ(メタ)アクリレート等のリン酸含有ジ(メタ)アクリルモノマーも本発明に用いることができる。
Furthermore, an isocyanate-based (meth) acrylate compound can also be included in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. Specific examples of the isocyanate-based (meth) acrylate compound include isocyanate methyl (meth) acrylate, isocyanate ethyl (meth) acrylate, isocyanate n-propyl (meth) acrylate, isocyanate isopropyl (meth) acrylate, and isocyanate n-butyl (meth) ) Acrylate, isocyanate isobutyl (meth) acrylate, isocyanate sec-butyl (meth) acrylate, isocyanate alkyl (meth) acrylate such as isocyanate tert-butyl (meth) acrylate, (meth) acryloylmethyl isocyanate, (meth) acryloylethyl isocyanate, (Meth) acryloyl n-propyl isocyanate, (meth) acryloyl isopropyl isocyanate, (me ) Acryloyl n- butyl isocyanate, (meth) acryloyl Louis Seo-butyl isocyanate, (meth) acryloyl sec- butyl isocyanate, (meth) acryloyl tert- butyl isocyanate (meth) acryloyl alkyl isocyanate are exemplified.
Also, phosphoric acid-containing di (meth) acrylic monomers such as EO-modified phosphoric acid di (meth) acrylate can be used in the present invention.

本発明の組成物において、密着促進剤の添加量は0〜5質量%であり、0.05〜3.0質量%がより好ましい。5質量%を超えると基板との密着が強くなりすぎ、残膜が残りやすくなるという問題が発生したり、液安定性が劣化する場合がある。  In the composition of the present invention, the addition amount of the adhesion promoter is 0 to 5% by mass, and more preferably 0.05 to 3.0% by mass. If it exceeds 5% by mass, the adhesion to the substrate becomes too strong, and a problem that the remaining film tends to remain may occur, or the liquid stability may deteriorate.

一分子内に光重合性官能基を2つ以上有するものを用いる場合には、上記のように本発明の組成物に多量の光重合性官能基が導入されるので、本発明の組成物の架橋密度が非常に大きくなり、硬化後の諸物性を向上させる効果が高い。硬化後の諸物性の中でも、とりわけ耐熱性および耐久性(耐摩耗性、耐薬品性、耐水性)が架橋密度の増大によって向上し、高熱、摩擦または溶剤に曝されても、微細凹凸パターンの変形、消失、損傷が起こり難くなる。   When using one having two or more photopolymerizable functional groups in one molecule, a large amount of photopolymerizable functional groups are introduced into the composition of the present invention as described above. The crosslinking density becomes very large, and the effect of improving various physical properties after curing is high. Among the various physical properties after curing, heat resistance and durability (abrasion resistance, chemical resistance, water resistance) are improved by increasing the crosslink density, and even when exposed to high heat, friction or solvent, Deformation, disappearance, and damage are less likely to occur.

本発明の組成物では、架橋密度をさらに高める目的で、上記多官能モノマーよりもさらに分子量の大きい多官能オリゴマーやポリマーを本発明の趣旨を逸脱しない範囲で配合することができる。光ラジカル重合性を有する多官能オリゴマーとしてはポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエポキシアクリレート等の各種アクリレートオリゴマー、フォスファゼン骨格、アダマンタン骨格、カルド骨格、ノルボルネン骨格等の嵩高い構造を持つオリゴマーまたはポリマー等が挙げられる。   In the composition of the present invention, for the purpose of further increasing the crosslinking density, a polyfunctional oligomer or polymer having a molecular weight higher than that of the polyfunctional monomer can be blended without departing from the spirit of the present invention. Polyfunctional oligomers having photo-radical polymerizability include various acrylate oligomers such as polyester acrylate, polyurethane acrylate, polyether acrylate, polyepoxy acrylate, oligomers having a bulky structure such as phosphazene skeleton, adamantane skeleton, cardo skeleton, norbornene skeleton, or Examples thereof include polymers.

また、本発明の組成物では、粘度調整や硬化膜の強度を高める目的でジオキソラン骨格の(メタ)アクリレートやオキシラン環を有する化合物も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で配合することができる。
ジオキソラン骨格の(メタ)アクリレートの具体例としては、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン、4−メタクリロイルオキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、4−メタクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−メタクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン、4−メタクリロイルオキシメチル−2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
中でも、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
Further, in the composition of the present invention, a compound having a dioxolane skeleton (meth) acrylate or an oxirane ring can be blended without departing from the gist of the present invention for the purpose of adjusting the viscosity and increasing the strength of the cured film.
Specific examples of the (meth) acrylate having a dioxolane skeleton include 4-acryloyloxymethyl-2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolane, 4-acryloyloxymethyl-2-methyl-2-isobutyl-1,3. -Dioxolane, 4-acryloyloxymethyl-2-methyl-2-cyclohexyl-1,3-dioxolane, 4-methacryloyloxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane, 4-methacryloyloxymethyl-2-methyl -2-ethyl-1,3-dioxolane, 4-methacryloyloxymethyl-2-methyl-2-isobutyl-1,3-dioxolane, 4-methacryloyloxymethyl-2-cyclohexyl-1,3-dioxolane, and the like. .
Among them, 4-acryloyloxymethyl-2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolane, 4-acryloyloxymethyl-2-methyl-2-isobutyl-1,3-dioxolane and the like can be mentioned.

オキシラン環を有する化合物としては、例えば、脂環式ポリエポキシド類、多塩基酸のポリグリシジルエステル類、多価アルコールのポリグリシジルエーテル類、ポリオキシアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエテーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類の水素添加化合物類、ウレタンポリエポキシ化合物およびエポキシ化ポリブタジエン類等を挙げることができる。これらの化合物は、その一種を単独で使用することもできるし、また、その二種以上を混合して使用することもできる。   Examples of the compound having an oxirane ring include alicyclic polyepoxides, polyglycidyl esters of polybasic acids, polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, polyglycidyl ethers of polyoxyalkylene glycol, and polyglycidyls of aromatic polyols. Examples include ethers, hydrogenated compounds of polyglycidyl ethers of aromatic polyols, urethane polyepoxy compounds, and epoxidized polybutadienes. These compounds can be used alone or in combination of two or more thereof.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物にはさらに必要に応じて各種ポリオール化合物を配合できる。好適に適用できるポリオールとして、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、各種ポリエーテルポリオール、各種ポリエステルポリオール、各種カプロラクトンポリオールが適用できる。かかる各種ポリオールの添加により、硬化速度を向上させることがきる。これらポリオールのうち水酸基当量が小さく、光カチオン硬化性組成物の主要反応成分であるエポキシ化合物および/またはオキセタン化合との相溶性に優れ、且つ添加により粘度上昇の小さいことからエチレングリコール、トリメチロールプロパンが本発明で好適に適用できる。   Various polyol compounds can be further blended in the photocurable composition for photonanoimprint lithography of the present invention as required. Examples of polyols that can be suitably applied include ethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, neopentyl glycol, spiroglycol, various polyether polyols, various polyester polyols, and various caprolactone polyols. it can. The addition of such various polyols can improve the curing rate. Among these polyols, the hydroxyl group equivalent is small, and is excellent in compatibility with the epoxy compound and / or oxetane compound, which are the main reaction components of the photocationic curable composition, and the viscosity increase by addition is small, so ethylene glycol and trimethylolpropane Can be suitably applied in the present invention.

上記ポリオールは、好ましくは1分子中に2個以上、さらに好ましくは1分子中に2〜6個の水酸基を有するものである。1分子中に有する水酸基の数が2個以上のポリオールを使用すると、光硬化性の向上効果が十分得られ、また、得られる光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の機械的特性が低下しにくい傾向がある。一方、ポリオール1分子中の水酸基数が6個以下の方が、耐湿性の点で好ましい。   The polyol preferably has 2 or more hydroxyl groups in one molecule, more preferably 2 to 6 hydroxyl groups in one molecule. When a polyol having two or more hydroxyl groups in one molecule is used, a sufficient effect of improving photocurability can be obtained, and mechanical properties of the resulting photocurable composition for photo-nanoimprint lithography are unlikely to deteriorate. Tend. On the other hand, the number of hydroxyl groups in one molecule of polyol is preferably 6 or less from the viewpoint of moisture resistance.

かかるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、2塩基酸とジオールからなるポリエステルで変性することにより得られるポリエステルポリオール等を挙げることができる。   Examples of such polyols include polyether polyols, polycaprolactone polyols, polyester polyols obtained by modification with a polyester composed of a dibasic acid and a diol.

上記ポリオールの中、ポリエーテルポリオールが好ましい。例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース、クオドロールなどの3価以上の多価アルコールを、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの環状エーテル化合物で変性することにより得られるポリエーテルポリオールを挙げることができる。具体的には、EO変性トリメチロールプロパン、PO変性トリメチロールプロパン、テトラヒドロフラン変性トリメチロールプロパン、EO変性グリセリン、PO変性グリセリン、テトラヒドロフラン変性グリセリン、EO変性ペンタエリスリトール、PO変性ペンタエリスリトール、テトラヒドロフラン変性ペンタエリスリトール、EO変性ソルビトール、PO変性ソルビトール、EO変性スクロース、PO変性スクロース、EO変性スクロース、EO変性クオドール、ポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシテトラメチレンジオール、ポリオキシブチレンジオール、ポリオキシブチレン−オキシエチレン共重合ジオールなどを例示することができる。これらのうち、EO変性トリメチロールプロパン、PO変性トリメチロールプロパン、PO変性グリセリン、PO変性ソルビトールが好ましい。   Of the above polyols, polyether polyols are preferred. For example, a polyether obtained by modifying a trihydric or higher polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, and quadrol with a cyclic ether compound such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetrahydrofuran. Mention may be made of polyols. Specifically, EO-modified trimethylolpropane, PO-modified trimethylolpropane, tetrahydrofuran-modified trimethylolpropane, EO-modified glycerin, PO-modified glycerin, tetrahydrofuran-modified glycerin, EO-modified pentaerythritol, PO-modified pentaerythritol, tetrahydrofuran-modified pentaerythritol, EO-modified sorbitol, PO-modified sorbitol, EO-modified sucrose, PO-modified sucrose, EO-modified sucrose, EO-modified quadrole, polyoxyethylene diol, polyoxypropylene diol, polyoxytetramethylene diol, polyoxybutylene diol, polyoxybutylene-oxy Examples include ethylene copolymer diol. Of these, EO-modified trimethylolpropane, PO-modified trimethylolpropane, PO-modified glycerin, and PO-modified sorbitol are preferable.

ポリエーテルポリオールの市販品としては、サンニックスTP−400、サンニックスGP−600、サンニックスGP−1000、サンニックスSP−750、サンニックスGP−250、サンニックスGP−400、サンニックスGP−600(以上、三洋化成(株)製)、TMP−3Glycol、PNT−4 Glycol、EDA−P−4、EDA−P−8(以上、日本乳化剤(株)製)、G−300、G−400、G−700、T−400、EDP−450、SP−600、SC−800(以上、旭電化工業(株)製)などを挙げることができる。   Commercially available polyether polyols include Sannix TP-400, Sannix GP-600, Sannix GP-1000, Sannix SP-750, Sannix GP-250, Sannix GP-400, Sannix GP-600 (Sanyo Kasei Co., Ltd.), TMP-3Glycol, PNT-4 Glycol, EDA-P-4, EDA-P-8 (Nippon Emulsifier Co., Ltd.), G-300, G-400, Examples thereof include G-700, T-400, EDP-450, SP-600, and SC-800 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).

ポリカプロラクトンポリオールの具体例は、カプロラクトン変性トリメチロールプロパン、カプロラクトン変性グリセリン、カプロラクトン変性ペンタエリスリトール、カプロラクトン変性ソルビトールなどを挙げることができる。   Specific examples of the polycaprolactone polyol include caprolactone-modified trimethylolpropane, caprolactone-modified glycerin, caprolactone-modified pentaerythritol, and caprolactone-modified sorbitol.

ポリカプロラクトンポリオールの市販品としては、TONE0301、TONE0305、TONE0310(以上、ユニオンカーバイト社)、ポリエステルポリオールの市販品としては、プラクセル303、プラクセル305、プラクセル308(以上、ダイセル化学工業(株))などを挙げることができる。   Examples of commercially available products of polycaprolactone polyol include TONE 0301, TONE 0305, and TONE 0310 (above, Union Carbide), and examples of polyester polyols that are available are Plaxel 303, Plaxel 305, Plaxel 308 (above, Daicel Chemical Industries, Ltd.), etc. Can be mentioned.

上記のポリオールは、1種単独で、または2種以上組み合わせで用いることができる。使用するポリオールの分子量は、100〜,50,000であることが好ましく、さらに好ましくは160〜20,000とされる。分子量が該範囲のポリオールを使用することにより、形状安定性および物性安定性がより良好な光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を得ることができると共に、得られる光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の粘度が過大となり過ぎて、弾性率が低下するのを抑止できる傾向にある。   Said polyol can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The molecular weight of the polyol used is preferably 100 to 50,000, more preferably 160 to 20,000. By using a polyol having a molecular weight in the above range, a photocurable composition for photo-nanoimprint lithography having better shape stability and physical property stability can be obtained, and the resulting photocurable composition for photo-nanoimprint lithography can be obtained. It tends to be possible to prevent the viscosity of the resin from becoming excessively high and the elastic modulus from decreasing.

なお、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、調製時における水分量が好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%、さらに好ましくは1.0質量%以下である。調製時における水分量を2.0質量%以下とすることにより、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の保存安定性をより安定にすることができる。   The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention preferably has a water content of 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass, and even more preferably 1.0% by mass or less at the time of preparation. is there. By making the water content at the time of preparation 2.0% by mass or less, the storage stability of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention can be made more stable.

また、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、有機溶剤の含有量が、全組成物中、3質量%以下であることが好ましい。すなわち本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、好ましくは特定の1官能およびまたは2官能のモノマーを反応性希釈剤として含むため、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の成分を溶解させるための有機溶剤は、必ずしも含有する必要がない。また、有機溶剤を含まなければ、溶剤の揮発を目的としたベーキング工程が不要となるため、プロセス簡略化に有効となるなどのメリットが大きい。従って、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物では、有機溶剤の含有量は、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下であり、含有しないことが特に好ましい。このように、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、必ずしも、有機溶剤を含むものではないが、反応性希釈剤では、溶解しない化合物などを本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物として溶解させる場合や粘度を微調整する際など、任意に添加できる。本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に好ましく使用できる有機溶剤の種類としては、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物やフォトレジストで一般的に用いられている溶剤であり、本発明で用いる化合物を溶解および均一分散させるものであれば良く、かつこれらの成分と反応しないものであれば特に限定されない。   Moreover, it is preferable that content of the organic solvent is 3 mass% or less in the whole composition in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of this invention. That is, since the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention preferably contains a specific monofunctional and / or bifunctional monomer as a reactive diluent, it is a component of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention. It is not always necessary to contain an organic solvent for dissolving the. In addition, if an organic solvent is not included, a baking process for the purpose of volatilization of the solvent is not necessary, so that there is a great merit that it is effective for simplifying the process. Therefore, in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention, the content of the organic solvent is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably not contained. As described above, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention does not necessarily contain an organic solvent, but the reactive diluent does not dissolve a compound that does not dissolve in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. When dissolving as a composition or when finely adjusting the viscosity, it can be optionally added. The organic solvent that can be preferably used in the photocurable composition for photonanoimprint lithography of the present invention is a solvent that is generally used in a photocurable composition for photonanoimprint lithography or a photoresist. Any compound may be used as long as it dissolves and uniformly disperses the compound to be used, and it is not particularly limited as long as it does not react with these components.

前記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類等のエステル類などが挙げられる。
さらに、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点溶剤を添加することもできる。これらは1種を単独使用してもよく、2種類以上を併用しても構わない。
これらの中でも、メトキシプロピレングリコールアセテート、2−ヒドロキシプロピン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノンなどが特に好ましい。
Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; methyl cellosolve Ethylene glycol alkyl ether acetates such as acetate and ethyl cellosolve acetate; diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether; propylene glycol Propylene glycol alkyl ether acetates such as rumethyl ether acetate and propylene glycol ethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 2- Ketones such as heptanone; ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-2-methylbutane Acid methyl, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, lactic acid And esters such as lactic esters chill and the like.
Further, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, benzylethyl ether, dihexyl ether, acetonylacetone , Isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, phenyl cellosolve acetate, etc. A high boiling point solvent can also be added. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, methoxypropylene glycol acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl lactate, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and the like are particularly preferable.

本発明の重合開始のための光は、紫外光、近紫外光、遠紫外光、可視光、赤外光等の領域の波長の光または、電磁波だけでなく、放射線も含まれ、放射線には、例えば、マイクロ波、電子線、EUV、X線が含まれる。また、248nmエキシマレーザー、193nmエキシマレーザー、172nmエキシマレーザーなどのレーザー光も用いることができる。これらの光は、光学フィルターを通したモノクロ光(単一波長光)を用いてもよいし、複数の波長の異なる光(複合光)でもよい。露光は、多重露光も可能であり、膜強度、エッチング耐性を高めるなどの目的でパターン形成した後、さらに全面露光することも可能である。   The light for initiating polymerization of the present invention includes not only light having a wavelength in the region of ultraviolet light, near ultraviolet light, far ultraviolet light, visible light, infrared light, or electromagnetic waves, but also radiation. For example, microwave, electron beam, EUV, and X-ray are included. Laser light such as a 248 nm excimer laser, a 193 nm excimer laser, a 172 nm excimer laser, or the like can also be used. The light may be monochromatic light (single wavelength light) that has passed through an optical filter, or may be light having a plurality of different wavelengths (composite light). The exposure can be multiple exposure, and after the pattern is formed for the purpose of increasing the film strength and etching resistance, the entire surface can be further exposed.

本発明で使用される光重合開始剤は、使用する光源の波長に対して適時に選択する必要があるが、モールド加圧・露光中にガスを発生させないものが好ましい。ガスを発生させないものは、モールドが汚染されにくく、モールドの洗浄頻度が減少したり、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物がモールド内で変形しにくいので転写パターン精度を劣化させにくい等の観点で好ましい。   The photopolymerization initiator used in the present invention needs to be selected in a timely manner with respect to the wavelength of the light source to be used, but is preferably one that does not generate gas during mold pressurization / exposure. Those that do not generate gas are less likely to contaminate the mold, reduce the frequency of cleaning of the mold, and the photocurable composition for optical nanoimprint lithography is less likely to be deformed in the mold, so that the transfer pattern accuracy is less likely to deteriorate. preferable.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には前記成分の他に必要に応じて離型剤、シランカップリング剤、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、密着促進剤、熱重合開始剤、着色剤、無機粒子、エラストマー粒子、酸化防止剤、光酸増殖剤、光塩基発生剤、塩基性化合物、流動調整剤、消泡剤、分散剤等を添加してもよい。   The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention includes a release agent, a silane coupling agent, a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and an anti-aging agent as necessary in addition to the above components. Agent, plasticizer, adhesion promoter, thermal polymerization initiator, colorant, inorganic particles, elastomer particles, antioxidant, photoacid growth agent, photobase generator, basic compound, flow regulator, antifoaming agent, dispersion An agent or the like may be added.

離型性をさらに向上する目的で、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、離型剤を任意に配合することができる。具体的には、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の層に押し付けたモールドを、樹脂層の面荒れや版取られを起こさずにきれいに剥離できるようにする目的で添加される。離型剤としては従来公知の離型剤、例えば、シリコーン系離型剤、ポリエチレンワックス、アミドワックス、テフロンパウダー(テフロンは登録商標)等の固形ワックス、弗素系、リン酸エステル系化合物等が何れも使用可能である。また、これらの離型剤をモールドに付着させておくこともできる。   For the purpose of further improving the releasability, a release agent can be arbitrarily blended in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. Specifically, it is added for the purpose of enabling the mold pressed against the layer of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention to be peeled cleanly without causing the resin layer to become rough or plate-cut. Examples of the release agent include conventionally known release agents such as silicone-based release agents, polyethylene wax, amide wax, solid wax such as Teflon powder (Teflon is a registered trademark), fluorine-based compounds, phosphate ester-based compounds, etc. Can also be used. Moreover, these mold release agents can be adhered to the mold.

シリコーン系離型剤は、本発明で用いられる上記光硬化性樹脂と組み合わせた時にモールドからの離型性が特に良好であり、版取られ現象が起こり難くなる。シリコーン系離型剤は、オルガノポリシロキサン構造を基本構造とする離型剤であり、例えば、未変性または変性シリコーンオイル、トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサン、シリコーン系アクリル樹脂等が該当する。   Silicone release agents have particularly good release properties from the mold when combined with the above-mentioned photocurable resin used in the present invention, and the phenomenon of taking a plate hardly occurs. The silicone release agent is a release agent having an organopolysiloxane structure as a basic structure, and examples thereof include unmodified or modified silicone oil, polysiloxane containing trimethylsiloxysilicic acid, and silicone acrylic resin.

変性シリコーンオイルは、ポリシロキサンの側鎖および/または末端を変性したものであり、反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルとに分けられる。反応性シリコーンオイルとしては、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシル変性、カルビノール変性、メタクリル変性、メルカプト変性、フェノール変性、片末端反応性、異種官能基変性等が挙げられる。非反応性シリコーンオイルとしては、ポリエーテル変性、メチルスチリル変性、アルキル変性、高級脂肪エステル変性、親水性特殊変性、高級アルコキシ変性、高級脂肪酸変性、フッ素変性等が挙げられる。
一つのポリシロキサン分子に上記したような変性方法の2つ以上を行うこともできる。
The modified silicone oil is obtained by modifying the side chain and / or terminal of polysiloxane, and is classified into a reactive silicone oil and a non-reactive silicone oil. Examples of the reactive silicone oil include amino modification, epoxy modification, carboxyl modification, carbinol modification, methacryl modification, mercapto modification, phenol modification, one-end reactivity, and different functional group modification. Examples of the non-reactive silicone oil include polyether modification, methylstyryl modification, alkyl modification, higher fatty ester modification, hydrophilic special modification, higher alkoxy modification, higher fatty acid modification, and fluorine modification.
Two or more of the above-described modification methods can be performed on one polysiloxane molecule.

変性シリコーンオイルは組成物成分との適度な相溶性があることが好ましい。特に、組成物中に必要に応じて配合される他の塗膜形成成分に対して反応性がある反応性シリコーンオイルを用いる場合には、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を硬化した硬化膜中に化学結合よって固定されるので、当該硬化膜の密着性阻害、汚染、劣化等の問題が起き難い。特に、蒸着工程での蒸着層との密着性向上には有効である。また、(メタ)アクリロイル変性シリコーン、ビニル変性シリコーン等の、光硬化性を有する官能基で変性されたシリコーンの場合は、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物と架橋するため、硬化後の特性に優れる。   The modified silicone oil is preferably compatible with the composition components. In particular, when using a reactive silicone oil that is reactive with other coating-forming components blended as necessary in the composition, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is cured. Since it is fixed in the cured film by chemical bonding, problems such as adhesion inhibition, contamination, and deterioration of the cured film are unlikely to occur. In particular, it is effective for improving the adhesion with the vapor deposition layer in the vapor deposition step. In addition, in the case of silicone modified with a photocurable functional group such as (meth) acryloyl-modified silicone or vinyl-modified silicone, it crosslinks with the photocurable composition for photonanoimprint lithography of the present invention. Excellent characteristics.

トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサンは表面にブリードアウトし易く離型性に優れており、表面にブリードアウトしても密着性に優れ、金属蒸着やオーバーコート層との密着性にも優れている点で好ましい。
上記離型剤は1種類のみ或いは2種類以上を組み合わせて添加することができる。
Polysiloxane containing trimethylsiloxysilicic acid is easy to bleed out on the surface and has excellent releasability, excellent adhesion even when bleeding out on the surface, and excellent adhesion to metal deposition and overcoat layer This is preferable.
The said mold release agent can be added only in 1 type or in combination of 2 or more types.

離型剤を本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に添加する場合、組成物全量中に0.001〜10質量%の割合で配合することが好ましく、0.01〜5質量%の範囲で添加することがより好ましい。離型剤の割合が0.01質量%以上だと、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物層の離型性向上効果が充分となる。一方、離型剤の割合が上記範囲を10質量%以内だと、組成物の塗工時のはじきによる塗膜面の面荒れの問題が生じにくく、製品において基材自身および近接する層、例えば、蒸着層の密着性を阻害しにくく、転写時に皮膜破壊等(膜強度が弱くなりすぎる)を引き起こしにくい等の点で好ましい。   When a release agent is added to the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention, it is preferably blended in a proportion of 0.001 to 10% by mass in the total amount of the composition, 0.01 to 5% by mass It is more preferable to add in the range. When the ratio of the release agent is 0.01% by mass or more, the effect of improving the release property between the mold and the photocurable composition layer for optical nanoimprint lithography is sufficient. On the other hand, if the ratio of the release agent is within the above range of 10% by mass, the problem of surface roughness of the coating film due to repelling during coating of the composition is unlikely to occur, and the substrate itself and adjacent layers in the product, for example, It is preferable in that it hardly inhibits the adhesion of the deposited layer and hardly causes film breakage or the like (film strength becomes too weak) during transfer.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、微細凹凸パターンを有する表面構造の耐熱性、強度、或いは、金属蒸着層との密着性を高めるために、有機金属カップリング剤を配合してもよい。また、有機金属カップリング剤は、熱硬化反応を促進させる効果も持つため有効である。有機金属カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、スズカップリング剤等の各種カップリング剤を使用できる。   The photo-curable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is blended with an organic metal coupling agent in order to improve the heat resistance, strength, or adhesion to the metal vapor deposition layer of the surface structure having a fine uneven pattern. May be. In addition, the organometallic coupling agent is effective because it has an effect of promoting the thermosetting reaction. As the organometallic coupling agent, for example, various coupling agents such as a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconium coupling agent, an aluminum coupling agent, and a tin coupling agent can be used.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に用いるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のアクリルシラン;β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン;N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン;および、その他のシランカップリング剤として、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent used in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention include vinylsilanes such as vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane; γ -Acrylic silane such as methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycid Epoxy silanes such as xylpropylmethyldiethoxysilane; N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyl Aminosilanes such as trimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane; and other silane coupling agents such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyl Examples include diethoxysilane.

チタンカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等が挙げられる。   Examples of titanium coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) Titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl Titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isop Pirutori (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumylphenyl titanate, isopropyl tri (N- aminoethyl-aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxy acetate titanate, diisostearoyl ethylene titanate.

ジルコニウムカップリング剤としては、例えば、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラ−ブトキシジルコニウム、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。   Examples of the zirconium coupling agent include tetra-n-propoxyzirconium, tetra-butoxyzirconium, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium dibutoxybis (acetylacetonate), zirconium tributoxyethyl acetoacetate, zirconium butoxyacetylacetonate bis. (Ethyl acetoacetate) and the like.

アルミニウムカップリング剤としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチレート、アルミニウムエチレート、エチルアセトアセテエートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトアセテート)等を挙げることができる。   Examples of the aluminum coupling agent include aluminum isopropylate, monosec-butoxyaluminum diisopropylate, aluminum sec-butyrate, aluminum ethylate, ethylacetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), alkylacetate Acetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetoacetate) and the like can be mentioned.

上記有機金属カップリング剤は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の固形分全量中に0.001〜10質量%の割合で任意に配合できる。有機金属カップリング剤の割合を0.001質量%以上とすることにより、耐熱性、強度、蒸着層との密着性の付与の向上についてより効果的となる傾向にある。一方、有機金属カップリング剤の割合を10質量%以下とすることにより、組成物の安定性、成膜性の欠損を抑止できる傾向にあり好ましい。   The said organometallic coupling agent can be arbitrarily mix | blended in the ratio of 0.001-10 mass% in solid content whole quantity of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography. By setting the ratio of the organometallic coupling agent to 0.001% by mass or more, it tends to be more effective in improving heat resistance, strength, and adhesion with the deposited layer. On the other hand, it is preferable that the ratio of the organometallic coupling agent is 10% by mass or less because the stability of the composition and the deficiency in film formability can be suppressed.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、貯蔵安定性等を向上させるために、重合禁止剤を配合してもよい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、カテコール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のフェノール類;ベンゾキノン、ジフェニルベンゾキノン等のキノン類;フェノチアジン類;銅類等を用いることができる。重合禁止剤は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の全量に対して任意に0.001〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   A polymerization inhibitor may be blended in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention in order to improve storage stability and the like. Examples of the polymerization inhibitor include phenols such as hydroquinone, tert-butylhydroquinone, catechol, and hydroquinone monomethyl ether; quinones such as benzoquinone and diphenylbenzoquinone; phenothiazines; coppers and the like. The polymerization inhibitor is preferably blended arbitrarily in a proportion of 0.001 to 10% by mass with respect to the total amount of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography.

酸化防止剤の市販品としては、Irganox1010、1035、1076、1222(以上、チバガイギー(株)製)、Antigene P、3C、FR、スミライザーS(住友化学工業製)等が挙げられる。酸化防止剤は、組成物の全量に対し、0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   Examples of commercially available antioxidants include Irganox 1010, 1035, 1076, 1222 (manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Antigene P, 3C, FR, Sumilyzer S (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and the like. It is preferable to mix the antioxidant at a ratio of 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the composition.

紫外線吸収剤の市販品としては、Tinuvin P、234、320、326、327、328、213(以上、チバガイギー(株)製)、Sumisorb110、130、140、220、250、300、320、340、350、400(以上、住友化学工業(株)製)等が挙げられる。紫外線吸収剤は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の全量に対して任意に0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   As a commercial item of an ultraviolet absorber, Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 213 (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Sumisorb 110, 130, 140, 220, 250, 300, 320, 340, 350 400 (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). It is preferable to mix | blend an ultraviolet absorber arbitrarily in the ratio of 0.01-10 mass% with respect to the whole quantity of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography.

光安定剤の市販品としては、Tinuvin 292、144、622LD(以上、チバガイギー(株)製)、サノールLS−770、765、292、2626、1114、744(以上、三共化成工業(株)製)等が挙げられる。光安定剤は組成物の全量に対し、0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   Commercially available light stabilizers include Tinuvin 292, 144, 622LD (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Sanol LS-770, 765, 292, 2626, 1114, 744 (above, manufactured by Sankyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) Etc. The light stabilizer is preferably blended at a ratio of 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the composition.

老化防止剤の市販品としては、Antigene W、S、P、3C、6C、RD−G、FR、AW(以上、住友化学工業(株)製)等が挙げられる。老化防止剤は組成物の全量に対し、0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   Examples of commercially available anti-aging agents include Antigene W, S, P, 3C, 6C, RD-G, FR, and AW (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). The anti-aging agent is preferably blended at a ratio of 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the composition.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には基板との接着性や膜の柔軟性、硬度等を調整するために可塑剤を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、例えばジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジ(n−ブチル)アジペート、ジメチルスベレート、ジエチルスベレート、ジ(n−ブチル)スベレート等があり、可塑剤は組成物中の30質量%以下で任意に添加することができる。好ましくは20質量%以下で、より好ましくは10質量%以下である。可塑剤の添加効果を得るためには、0.1質量%以上が好ましい。   A plasticizer can be added to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention in order to adjust the adhesion to the substrate, the flexibility of the film, the hardness, and the like. Specific examples of preferred plasticizers include, for example, dioctyl phthalate, didodecyl phthalate, triethylene glycol dicaprylate, dimethyl glycol phthalate, tricresyl phosphate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate, triacetyl glycerin, dimethyl adipate, diethyl adipate, There are di (n-butyl) adipate, dimethyl suberate, diethyl suberate, di (n-butyl) suberate and the like, and the plasticizer can be optionally added at 30% by mass or less in the composition. Preferably it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less. In order to obtain the effect of adding a plasticizer, 0.1% by mass or more is preferable.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には基板との接着性等を調整するために密着促進剤を添加しても良い。密着促進剤として、ベンズイミダゾール類やポリベンズイミダゾール類、低級ヒドロキシアルキル置換ピリジン誘導体、含窒素複素環化合物、ウレアまたはチオウレア、有機燐化合物、8−オキシキノリン、4−ヒドロキシプテリジン、1,10−フェナントロリン、2,2'−ビピリジン誘導体、ベンゾトリアゾール類、有機燐化合物とフェニレンジアミン化合物、2−アミノ−1−フェニルエタノール、N−フェニルエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン,N−エチルジエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンおよび誘導体、ベンゾチアゾール誘導体などを使用することができる。密着促進剤は、組成物中の好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。密着促進剤の添加は効果を得るためには、0.1質量%以上が好ましい。   An adhesion promoter may be added to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention in order to adjust the adhesion to the substrate and the like. Adhesion promoters include benzimidazoles and polybenzimidazoles, lower hydroxyalkyl-substituted pyridine derivatives, nitrogen-containing heterocyclic compounds, urea or thiourea, organophosphorus compounds, 8-oxyquinoline, 4-hydroxypteridine, 1,10-phenanthroline 2,2'-bipyridine derivatives, benzotriazoles, organic phosphorus compounds and phenylenediamine compounds, 2-amino-1-phenylethanol, N-phenylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethylethanol Amines and derivatives, benzothiazole derivatives, and the like can be used. The adhesion promoter in the composition is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. The addition of the adhesion promoter is preferably 0.1% by mass or more in order to obtain the effect.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を硬化させる場合、必要に応じて熱重合開始剤も添加することができる。好ましい熱重合開始剤としては、例えば過酸化物、アゾ化合物を挙げることができる。具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチル−パーオキシベンゾエート、アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。   When hardening the photocurable composition for photo nanoimprint lithography of this invention, a thermal-polymerization initiator can also be added as needed. Preferred examples of the thermal polymerization initiator include peroxides and azo compounds. Specific examples include benzoyl peroxide, tert-butyl-peroxybenzoate, azobisisobutyronitrile, and the like.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、塗膜の視認性を向上するなどの目的で、着色剤を任意に添加してもよい。着色剤は、UVインクジェット組成物、カラーフィルター用組成物およびCCDイメージセンサ用組成物等で用いられている顔料や染料を本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。本発明で用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物であり、具体的には鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、金属複合酸化物を挙げることができる。有機顔料としては、C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 99, 108, 109, 110, 138, 139,151, 154, 167、C.I.Pigment Orange 36, 38, 43、C.I.Pigment Red 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177, 209、C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39、C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 16, 22, 60, 66、C.I.Pigment Green 7, 36, 37、C.I.Pigment Brown 25, 28、C.I.Pigment Black 1, 7および、カーボンブラックを例示できる。   For the purpose of improving the visibility of the coating film, a colorant may be optionally added to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. As the colorant, pigments and dyes used in UV inkjet compositions, color filter compositions, CCD image sensor compositions, and the like can be used as long as the object of the present invention is not impaired. As the pigment that can be used in the present invention, conventionally known various inorganic pigments or organic pigments can be used. Examples of inorganic pigments are metal compounds such as metal oxides and metal complex salts. Specifically, metal oxides such as iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, and antimony And metal complex oxides. Organic pigments include CIPigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 99, 108, 109, 110, 138, 139,151, 154, 167, CIPigment Orange 36, 38, 43, CIPigment Red 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177, 209, CIPigment Violet 19, 23, 32, 39, CIPigment Blue 1, 2, 15, 16, 22, 60, 66, CIPigment Green 7, 36 37, CIPigment Brown 25, 28, CIPigment Black 1, 7 and carbon black.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、塗膜の耐熱性、機械的強度、タック性等を向上するなどの目的で、任意成分としてフィラーを添加してもよい。無機微粒子は、超微粒子サイズのものを用いる。ここで「超微粒子」とはサブミクロンオーダーの粒子のことであり、一般的に「微粒子」と呼ばれている数μmから数100μmの粒子サイズを有する粒子よりも粒子サイズの小さいものを意味している。本発明において用いられる無機微粒子の具体的なサイズは、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物が適用される光学物品の用途およびグレードによっても相違するが、一般的には一次粒子サイズが1nm〜300nmの範囲のものを用いるのが好ましい。一次粒子サイズが1nm以上では、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の賦型性、形状維持性および離型性を充分に向上させることができ、一方、一次粒子サイズが300nm以下ならば、樹脂の硬化に必要な透明性を保つことができ、透明性の点で好ましい。   For the purpose of improving the heat resistance, mechanical strength, tackiness and the like of the coating film, a filler may be added as an optional component to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention. As the inorganic fine particles, those having an ultra fine particle size are used. Here, “ultrafine particle” means a particle of submicron order, and generally means a particle having a particle size smaller than a particle having a particle size of several μm to several 100 μm, which is generally called “fine particle”. ing. The specific size of the inorganic fine particles used in the present invention varies depending on the use and grade of the optical article to which the photocurable composition for optical nanoimprint lithography is applied, but generally the primary particle size is 1 nm to 300 nm. It is preferable to use the thing of the range. When the primary particle size is 1 nm or more, the moldability, shape maintaining property and releasability of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography can be sufficiently improved. On the other hand, if the primary particle size is 300 nm or less, the resin Transparency required for curing the resin can be maintained, which is preferable in terms of transparency.

無機微粒子の具体例としては、SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2、Al23等の金属酸化物微粒子を挙げることができ、これらの中から上記したようにコロイド状分散が可能で且つサブミクロンオーダーの粒子サイズを有するものを選択して用いるのが好ましく、特に、コロイダルシリカ(SiO2)微粒子を用いるのが好ましい。 Specific examples of the inorganic fine particles include metal oxide fine particles such as SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , and Al 2 O 3 , among which colloidal dispersion is possible as described above. In addition, it is preferable to select and use a particle having a particle size on the order of submicron, and particularly, it is preferable to use colloidal silica (SiO 2 ) fine particles.

無機微粒子は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の固形分全量中に1〜70質量%の割合で配合するのが好ましく、1〜50質量%の割合で配合するのが特に好ましい。無機微粒子の割合を1質量%以上とすることにより、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の賦型性、形状維持性および離型性を充分に向上させることができ、無機微粒子の割合を70質量%以下とすると、露光硬化後の強度や表面硬度の点で好ましい。   The inorganic fine particles are preferably blended in a proportion of 1 to 70% by mass and particularly preferably in a proportion of 1 to 50% by mass in the total solid content of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography. By setting the ratio of the inorganic fine particles to 1% by mass or more, the moldability, shape maintaining property and releasability of the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention can be sufficiently improved. When the ratio is 70% by mass or less, it is preferable in terms of strength after exposure and curing and surface hardness.

また、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物では、機械的強度、柔軟性等を向上するなどの目的で、任意成分としてエラストマー粒子を添加してもよい。
本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物に任意成分として添加できるエラストマー粒子は、平均粒子サイズが好ましくは10nm〜700nm、より好ましくは30〜300nmである。例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/α−オレフィン系共重合体、エチレン/α−オレフィン/ポリエン共重合体、アクリルゴム、ブタジエン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体、スチレン/イソプレンブロック共重合体などのエラストマーの粒子である。またこれらエラストマー粒子を、メチルメタアクリレートポリマー、メチルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体などで被覆したコア/シェル型の粒子を用いることができる。エラストマー粒子は架橋構造をとっていてもよい。
Moreover, in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention, elastomer particles may be added as an optional component for the purpose of improving mechanical strength, flexibility and the like.
The elastomer particles that can be added as an optional component to the photocurable composition for photonanoimprint lithography of the present invention preferably have an average particle size of 10 nm to 700 nm, more preferably 30 to 300 nm. For example, polybutadiene, polyisoprene, butadiene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, ethylene / propylene copolymer, ethylene / α-olefin copolymer, ethylene / α-olefin / Particles of elastomer such as polyene copolymer, acrylic rubber, butadiene / (meth) acrylic ester copolymer, styrene / butadiene block copolymer, styrene / isoprene block copolymer. Further, core / shell type particles in which these elastomer particles are coated with a methyl methacrylate polymer, a methyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer or the like can be used. The elastomer particles may have a crosslinked structure.

エラストマー粒子の市販品としては、例えば、レジナスボンドRKB(レジナス化成(株)製)、テクノMBS−61、MBS−69(以上、テクノポリマー(株)製)等を挙げることができる。   Examples of commercially available elastomer particles include Resin Bond RKB (manufactured by Resinas Kasei Co., Ltd.), Techno MBS-61, MBS-69 (manufactured by Techno Polymer Co., Ltd.), and the like.

これらエラストマー粒子は単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物におけるエラストマー成分の含有割合は、好ましくは1〜35質量%であり、より好ましくは2〜30質量%、特に好ましくは3〜20質量%である。   These elastomer particles can be used alone or in combination of two or more. The content ratio of the elastomer component in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and particularly preferably 3 to 20% by mass.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、公知の酸化防止剤を含めることができる。酸化防止剤は、光照射による退色およびオゾン、活性酸素、NOx、SOx(Xは整数)などの各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。このような酸化防止剤としては、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、含窒素複素環メルカプト系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。 The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention can contain a known antioxidant. The antioxidant suppresses fading caused by light irradiation and fading caused by various oxidizing gases such as ozone, active oxygen, NO x , SO x (X is an integer). Such antioxidants include hydrazides, hindered amine antioxidants, nitrogen-containing heterocyclic mercapto compounds, thioether antioxidants, hindered phenol antioxidants, ascorbic acids, zinc sulfate, thiocyanates, Examples include thiourea derivatives, sugars, nitrites, sulfites, thiosulfates, hydroxylamine derivatives, and the like.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物には、硬化収縮の抑制、熱安定性を向上するなどの目的で、塩基性化合物を任意に添加してもよい。塩基性化合物としては、アミンならびにキノリンおよびキノリジンなど含窒素複素環化合物、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。これらの中でも、光重合成モノマーとの相溶性の面からアミンが好ましく、例えば、オクチルアミン、ナフチルアミン、キシレンジアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジメチルアニリン、キヌクリジン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミンおよびトリエタノールアミンなどが挙げられる。   A basic compound may be optionally added to the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention for the purpose of suppressing curing shrinkage and improving thermal stability. Examples of the basic compound include amines and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as quinoline and quinolidine, basic alkali metal compounds, basic alkaline earth metal compounds, and the like. Among these, amine is preferable from the viewpoint of compatibility with the photopolymerization monomer, for example, octylamine, naphthylamine, xylenediamine, dibenzylamine, diphenylamine, dibutylamine, dioctylamine, dimethylaniline, quinuclidine, tributylamine, tributylamine, and the like. Examples include octylamine, tetramethylethylenediamine, tetramethyl-1,6-hexamethylenediamine, hexamethylenetetramine, and triethanolamine.

次に、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を用いたパターン(特に、微細凹凸パターン)の形成方法について説明する。本発明では、硬化性組成物を塗布して硬化してパターンを形成する。具体的には、基板または、支持体上に少なくとも本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物からなるパターン形成層を塗布し、必要に応じて乾燥させて光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物からなる層(パターン形成層)を形成してパターン受容体を作製し、当該パターン受容体のパターン形成層表面にモールドを圧接し、モールドパターンを転写する加工を行い、微細凹凸パターン形成層を露光して硬化させる。本発明のパターン形成方法による光インプリントリソグラフィは、積層化や多重パターニングもでき、通常の熱インプリントと組み合わせて用いることもできる。   Next, the formation method of the pattern (especially fine uneven | corrugated pattern) using the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of this invention is demonstrated. In the present invention, a curable composition is applied and cured to form a pattern. Specifically, a photocurable composition for photo-nanoimprint lithography is applied on a substrate or a support by applying at least a pattern forming layer comprising the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention and drying as necessary. A pattern receiver is formed by forming a layer (pattern forming layer) made of the above, a mold is pressed against the surface of the pattern receiving layer of the pattern receiver, a process of transferring the mold pattern is performed, and the fine uneven pattern forming layer is exposed. And let it harden. The optical imprint lithography according to the pattern forming method of the present invention can be laminated and multiple patterned, and can be used in combination with ordinary thermal imprint.

なお、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の応用として、基板または、支持体上に本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布し、該組成物からなる層を露光、硬化、必要に応じて乾燥(ベーク)させることにより、オーバーコート層や絶縁膜などの永久膜を作製することもできる。   As an application of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography of the present invention, a photocurable composition for photonanoimprint lithography of the present invention is applied onto a substrate or a support, and a layer comprising the composition is exposed, A permanent film such as an overcoat layer or an insulating film can be produced by curing and drying (baking) as necessary.

以下において、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を用いたパターン形成方法、パターン転写方法について述べる。   Hereinafter, a pattern formation method and a pattern transfer method using the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention will be described.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、一般によく知られた塗布方法、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート方法、スリットスキャン法などにより、塗布することにより形成することができる。本発明の光硬化製組成物からなる層の膜厚は、使用する用途によって異なるが、0.05μm〜30μmである。また、本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、多重塗布してもよい。   The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is generally applied by a well-known coating method such as dip coating, air knife coating, curtain coating, wire bar coating, gravure coating, and extrusion coating. It can be formed by coating by a spin coating method, a slit scanning method or the like. The film thickness of the layer made of the photocurable composition of the present invention is 0.05 μm to 30 μm, although it varies depending on the intended use. Moreover, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention may be applied multiple times.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布するための基板または支持体は、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、紙、SOG、ポリエステルフイルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のポリマー基板、TFTアレイ基板、PDPの電極板、ガラスや透明プラスチック基板、ITOや金属などの導電性基材、絶縁性基材、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの半導体作製基板など特に制約されない。基板の形状は、板状でも良いし、ロール状でもよい。   The substrate or support for applying the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is quartz, glass, optical film, ceramic material, deposited film, magnetic film, reflective film, Ni, Cu, Cr, Fe, etc. Metal substrate, polymer substrate such as paper, SOG, polyester film, polycarbonate film, polyimide film, TFT array substrate, PDP electrode plate, glass or transparent plastic substrate, conductive substrate such as ITO or metal, insulating substrate There are no particular restrictions on semiconductor production substrates such as silicone, silicon nitride, polysilicon, silicone oxide, and amorphous silicone. The shape of the substrate may be a plate shape or a roll shape.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を硬化させる光としては特に限定されないが、高エネルギー電離放射線、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の領域の波長の光または放射線が挙げられる。高エネルギー電離放射線源としては、例えば、コッククロフト型加速器、ハンデグラーフ型加速器、リニヤーアクセレーター、ベータトロン、サイクロトロン等の加速器によって加速された電子線が工業的に最も便利且つ経済的に使用されるが、その他に放射性同位元素や原子炉等から放射されるγ線、X線、α線、中性子線、陽子線等の放射線も使用できる。紫外線源としては、例えば、紫外線螢光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯、太陽灯等が挙げられる。放射線には、例えばマイクロ波、EUVが含まれる。また、LED、半導体レーザー光、あるいは248nmのKrFエキシマレーザー光や193nmArFエキシマレーザーなどの半導体の微細加工で用いられているレーザー光も本発明に好適に用いることができる。これらの光は、モノクロ光を用いても良いし、複数の波長の異なる光(ミックス光)でも良い。   Although it does not specifically limit as light which hardens the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of this invention, The light or radiation of the wavelength of area | regions, such as high energy ionizing radiation, near ultraviolet, far ultraviolet, visible, and infrared, is mentioned. . As the high-energy ionizing radiation source, for example, an electron beam accelerated by an accelerator such as a cockcroft accelerator, a handagraaf accelerator, a linear accelerator, a betatron, or a cyclotron is industrially most conveniently and economically used. However, radiation such as γ rays, X rays, α rays, neutron rays, proton rays emitted from radioisotopes or nuclear reactors can also be used. Examples of the ultraviolet ray source include an ultraviolet fluorescent lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and a solar lamp. The radiation includes, for example, microwaves and EUV. Also, laser light used in semiconductor microfabrication such as LED, semiconductor laser light, or 248 nm KrF excimer laser light or 193 nm ArF excimer laser can be suitably used in the present invention. These lights may be monochromatic light, or may be a plurality of lights having different wavelengths (mixed light).

次に本発明で用いることのできるモールド材について説明する。本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を用いた光ナノインプリントリソグラフィは、モールド材およびまたは基板の少なくとも一方は、光透過性の材料を選択する必要がある。本発明に適用される光インプリントリソグラフィでは、基板の上に光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布し、光透過性モールドを押し当て、モールドの裏面から光を照射し、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を硬化させる。また、光透過性基板上に光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布し、モールドを押し当て、モールドの裏面から光を照射し、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を硬化させることもできる。
光照射は、モールドを付着させた状態で行ってもよいし、モールド剥離後に行ってもよいが、本発明では、モールドを密着させた状態で行うのが好ましい。
Next, the molding material that can be used in the present invention will be described. In the optical nanoimprint lithography using the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention, it is necessary to select a light transmissive material for at least one of the mold material and / or the substrate. In photoimprint lithography applied to the present invention, a photocurable composition for photonanoimprint lithography is applied onto a substrate, a light-transmissive mold is pressed, light is irradiated from the back of the mold, and photonimprint lithography is used. The photocurable composition is cured. Alternatively, a photocurable composition for photo nanoimprint lithography can be applied on a light transmissive substrate, pressed against the mold, and irradiated with light from the back side of the mold to cure the photocurable composition for photo nanoimprint lithography. .
The light irradiation may be performed in a state where the mold is attached, or may be performed after the mold is peeled off, but in the present invention, it is preferably performed in a state where the mold is adhered.

本発明で用いることのできるモールドは、転写されるべきパターンを有するモールドが使われる。モールドは、例えば、フォトリソグラフィや電子線描画法等によって、所望する加工精度に応じてパターンが形成できるが、本発明では、モールドパターン形成方法は特に制限されない。
本発明において用いられる光透過性モールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであれば良い。具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が例示される。
As the mold that can be used in the present invention, a mold having a pattern to be transferred is used. The mold can form a pattern according to the desired processing accuracy by, for example, photolithography, electron beam drawing, or the like, but the mold pattern forming method is not particularly limited in the present invention.
The light-transmitting mold material used in the present invention is not particularly limited as long as it has predetermined strength and durability. Specifically, a light transparent resin such as glass, quartz, PMMA, and polycarbonate resin, a transparent metal vapor-deposited film, a flexible film such as polydimethylsiloxane, a photocured film, and a metal film are exemplified.

本発明の透明基板を用いた場合で使われる非光透過型モールド材としては、特に限定されないが、所定の強度を有するものであればよい。具体的には、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、SiC、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの基板などが例示され、特に制約されない。形状は板状モールド、ロール状モールドのどちらでもよい。ロール状モールドは、特に転写の連続生産性が必要な場合に適用される。   The non-light transmissive mold material used in the case of using the transparent substrate of the present invention is not particularly limited as long as it has a predetermined strength. Specific examples include ceramic materials, deposited films, magnetic films, reflective films, metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe, and substrates such as SiC, silicone, silicone nitride, polysilicon, silicone oxide, and amorphous silicone. There are no particular restrictions. The shape may be either a plate mold or a roll mold. The roll mold is applied particularly when continuous transfer productivity is required.

上記本発明で用いられるモールドは、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物とモールドとの剥離性を向上するために離型処理をおこなったものを用いてもよい。シリコーン系やフッソ系などのシランカップリング剤による処理を行ったもの、例えばダイキン工業製:商品名 オプツールDSXや住友スリーエム製:商品名Novec EGC−1720等の市販の離型剤も好適に用いることができる。   The mold used in the present invention may be a mold that has been subjected to a release treatment in order to improve the peelability between the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography and the mold. Products that have been treated with a silane coupling agent such as a silicone type or a fluorine type, for example, Daikin Industries, Ltd .: trade name: OPTOOL DSX, Sumitomo 3M: trade name: Novec EGC-1720 Can do.

本発明を用いて光インプリントリソグラフィを行う場合、通常、モールドの圧力が10気圧以下で行うのが好ましい。モールド圧力が10気圧を以下とすることにより、モールドや基板が変形しにくくパターン精度が向上する傾向にあり、また、加圧が低いため装置を縮小できる傾向にあり好ましい。モールドの圧力は、モールド凸部の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の残膜が少なくなる範囲で、モールド転写の均一性が確保できる領域を選択することが好ましい。   When performing photoimprint lithography using the present invention, it is usually preferred that the mold pressure be 10 atmospheres or less. It is preferable that the mold pressure is 10 atm or less because the mold and the substrate are less likely to be deformed and the pattern accuracy tends to be improved, and the apparatus can be reduced because the pressure is low. The mold pressure is preferably selected in such a range that the uniformity of mold transfer can be ensured within a range where the remaining film of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography on the mold convex portion is reduced.

本発明において、光インプリントリソグラフィにおける光照射は、硬化に必要な照射量よりも十分大きければよい。硬化に必要な照射量は、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の不飽和結合の消費量や硬化膜のタッキネスを調べて決定される。
また、本発明に適用される光インプリントリソグラフィにおいては、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射しても良い。本発明において、好ましい真空度は、10-1Paから常圧の範囲で行われる。
In the present invention, the light irradiation in the photoimprint lithography may be sufficiently larger than the irradiation amount necessary for curing. The amount of irradiation necessary for curing is determined by examining the consumption of unsaturated bonds of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography and the tackiness of the cured film.
In the photoimprint lithography applied to the present invention, the substrate temperature at the time of light irradiation is usually room temperature, but the light irradiation may be performed while heating in order to increase the reactivity. As a pre-stage of light irradiation, a vacuum state is effective because it is effective in preventing bubble contamination, suppressing the decrease in reactivity due to oxygen contamination, and improving the adhesion between the mold and the photocurable composition for optical nanoimprint lithography. May be irradiated with light. In the present invention, the preferable degree of vacuum is 10 −1 Pa to normal pressure.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、上記各成分を混合した後、例えば孔径0.05μm〜5.0μmのフィルターで濾過することによって溶液として調製することができる。光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物の混合・溶解は、通常、0℃〜100℃の範囲で行われる。濾過は、多段階で行ってもよいし、多数回繰り返してもよい。また、濾過した液を再濾過することもできる。濾過に使用する材質は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッソ樹脂、ナイロン樹脂などのものが使用できるが特に限定されない。   The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention can be prepared as a solution by mixing the above components and then filtering with a filter having a pore size of 0.05 μm to 5.0 μm, for example. Mixing and dissolution of the photocurable composition for photo-nanoimprint lithography is usually performed in the range of 0 ° C to 100 ° C. Filtration may be performed in multiple stages or repeated many times. Moreover, the filtered liquid can be refiltered. Materials used for filtration can be polyethylene resin, polypropylene resin, fluorine resin, nylon resin, etc., but are not particularly limited.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物をエッチングレジストに適用する場合について説明する。エッチング工程としては、公知のエッチング処理方法の中から適宜選択した方法により行うことができ、レジストパターンで覆われていない下地部分を除去するために行い、薄膜のパターンを得る。エッチング液による処理(ウエットエッチング)、もしくは減圧下で反応性ガスをプラズマ放電で活性化させた処理(ドライエッチング)のいずれかを行う。
エッチング処理は、適当な枚数をまとめて処理するバッチ方式でも良いし、一枚毎に処理する枚葉処理でも良い。
The case where the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is applied to an etching resist will be described. The etching step can be performed by a method appropriately selected from known etching methods, and is performed to remove the underlying portion not covered with the resist pattern, thereby obtaining a thin film pattern. Either a treatment with an etching solution (wet etching) or a treatment in which a reactive gas is activated by plasma discharge under reduced pressure (dry etching) is performed.
The etching process may be a batch system in which an appropriate number of sheets are processed together, or a single wafer process in which each sheet is processed.

前記ウエットエッチングを行う場合のエッチング液には、塩化第二鉄/塩酸系、塩酸/硝酸系、臭化水素酸系などを代表例として、多くのエッチング液が開発され使用されている。Cr用には硝酸セリウムアンモニウム溶液や、硝酸セリウム・過酸化水素水の混合液、Ti用には希釈フッ酸、弗酸・硝酸混合液、Ta用にはアンモニウム溶液と過酸化水素水の混合液、Mo用には過酸化水素水、アンモニア水・過酸化水素水の混合物、リン酸・硝酸の混合液、MoW、Alにはリン酸・硝酸混合液、弗酸・硝酸の混合液、リン酸・硝酸・酢酸の混合液ITO用には希釈王水、塩化第二鉄溶液、ヨウ化水素水、SiNxやSiO2には緩衝フッ酸、フッ酸・フッ化アンモニウム混合液、Si、ポリSiには弗酸・硝酸・酢酸の混合液、Wにはアンモニア水・過酸化水素水の混合液、PSGには硝酸・フッ酸の混合液、BSGにはフッ酸・フッ化アンモニウム混合液などがそれぞれ使用される。
ウエットエッチングは、シャワー方式でも良いし、ディップ方式でもよいが、エッチングレート、面内均一性、配線幅の精度は処理温度に大きく依存するため、基板種、用途、線幅に応じて条件が最適化する必要がある。また、前記ウエットエッチングを行う場合は、エッチング液の浸透によるアンダーカットを防止するためにポストベークを行うことが望ましい。通常これらのポストベークは90℃〜140℃程度で行われるが、必ずしもこれに限られてはいない。
As etching solutions for performing the wet etching, many etching solutions have been developed and used, typically ferric chloride / hydrochloric acid, hydrochloric acid / nitric acid, hydrobromic acid, and the like. For Cr, mixed solution of cerium ammonium nitrate or cerium nitrate / hydrogen peroxide solution, for Ti, diluted hydrofluoric acid, hydrofluoric acid / nitric acid solution, for Ta, mixed solution of ammonium solution and hydrogen peroxide solution For Mo, hydrogen peroxide solution, a mixture of ammonia water and hydrogen peroxide solution, a mixture solution of phosphoric acid and nitric acid, and MoW and Al, a mixture solution of phosphoric acid and nitric acid, a mixture solution of hydrofluoric acid and nitric acid, phosphoric acid Nitric acid / acetic acid mixed solution For ITO, diluted aqua regia, ferric chloride solution, hydrogen iodide water, SiNx and SiO 2 are buffered hydrofluoric acid, hydrofluoric acid / ammonium fluoride mixed solution, Si, poly Si Is a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid, W is a mixture of ammonia water and hydrogen peroxide, PSG is a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid, and BSG is a mixture of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. used.
Wet etching may be either a shower method or a dip method, but the etching rate, in-plane uniformity, and wiring width accuracy largely depend on the processing temperature, so conditions are optimal according to the substrate type, application, and line width. It is necessary to make it. Further, when performing the wet etching, it is desirable to perform post-baking in order to prevent undercut due to the penetration of the etching solution. Usually, these post-baking is performed at about 90 ° C. to 140 ° C., but is not necessarily limited thereto.

ドライエッチングは、基本的に真空装置内に1対の平行に配置された電極を有し、一方の電極上に基板を設置する平行平板型のドライエッチング装置が用いられる。プラズマを発生させるための高周波電源が基板を設置する側の電極に接続されるか、反対の電極に接続されるかにより、イオンが主として関与する反応性イオンエッチング(RIE)モードとラジカルが主として関与するプラズマエッチング(PE)モードに分類される。
前記ドライエッチングにおいて用いられるエッチャントガスとしては、それぞれの膜種に適合するエッチャントガスが使用される。a−Si/n+やs−Si用には四フッ化炭素(塩素)+酸素、四フッ化炭素(六フッ化硫黄)+塩化水素(塩素)、a−SiNx用には四フッ化炭素+酸素、a−SiOx用には四フッ化炭素+酸素、三フッ化炭素+酸素、Ta用には四フッ化炭素(六フッ化硫黄)+酸素、MoTa/MoW用には四フッ化炭素+酸素、Cr用には塩素+酸素、Al用には三塩化硼素+塩素、臭化水素、臭化水素+塩素、ヨウ化水素等が挙げられる。ドライエッチングの工程では、イオン衝撃や熱によりレジストの構造が大きく変質することがあり、剥離性にも影響する。
The dry etching basically uses a parallel plate type dry etching apparatus having a pair of electrodes arranged in parallel in a vacuum apparatus and setting a substrate on one of the electrodes. Reactive ion etching (RIE) mode in which ions are mainly involved and radicals are mainly involved depending on whether the high-frequency power source for generating plasma is connected to the electrode on the side where the substrate is installed or to the opposite electrode The plasma etching (PE) mode is classified.
As an etchant gas used in the dry etching, an etchant gas suitable for each film type is used. Carbon tetrafluoride (chlorine) + oxygen, carbon tetrafluoride (sulfur hexafluoride) + hydrogen chloride (chlorine) for a-Si / n + and s-Si, carbon tetrafluoride for a-SiNx + Oxygen, carbon tetrafluoride + oxygen for a-SiOx, carbon trifluoride + oxygen, carbon tetrafluoride (sulfur hexafluoride) + oxygen for Ta, carbon tetrafluoride for MoTa / MoW For chlorine + oxygen for + oxygen and Cr, boron trichloride + chlorine, hydrogen bromide, hydrogen bromide + chlorine, hydrogen iodide and the like for Al. In the dry etching process, the resist structure may be greatly altered by ion bombardment or heat, which also affects the peelability.

エッチング後、下層基板へのパターン転写に用いたレジストを剥離する方について述べる。剥離は、液にて取り除く(ウエット剥離)か、あるいは、減圧下での酸素ガスのプラズマ放電により酸化させてガス状にして取り除く(ドライ剥離/アッシング)か、あるいはオゾンとUV光によって酸化させてガス状にして取り除く(ドライ剥離/UVアッシング)など、いくつかの剥離方法によってレジスト除去を行うことができる。剥離液には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、オゾン溶解水のような水溶液系とアミンとジメチルスルホキシドやN−メチルピロリドンの混合物のような有機溶剤系が一般的に知られている。後者の例としてはモノエタノールアミン/ジメチルスルホキシド混合物(質量混合比=7/3)がよく知られている。   A method for removing the resist used for pattern transfer to the lower substrate after etching will be described. Peeling can be removed with a liquid (wet peeling), or oxidized by plasma discharge of oxygen gas under reduced pressure and removed in a gaseous state (dry peeling / ashing), or oxidized with ozone and UV light. The resist can be removed by several stripping methods such as removing it in a gaseous state (dry stripping / UV ashing). As the stripping solution, an aqueous solution system such as an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, and ozone-dissolved water and an organic solvent system such as a mixture of an amine and dimethyl sulfoxide or N-methylpyrrolidone are generally known. As an example of the latter, a monoethanolamine / dimethyl sulfoxide mixture (mass mixing ratio = 7/3) is well known.

レジスト剥離速度は、温度・液量・時間・圧力などが大きく関与し、基板種、用途によって最適化ことができる。本発明では、室温〜100℃程度の温度範囲で、基板を浸し(数分〜数十分)、酢酸ブチルなどの溶剤リンス、水洗を行うことが好ましい。剥離液自体のリンス性、パーティクル除去性、耐腐食性を向上させる観点から、水リンスのみでもよい。水洗は、純水シャワー、乾燥はエアナイフ乾燥が好ましい例として挙げられる。基板上に非結晶質シリコーンが露出している場合には、水と空気の存在で酸化膜が形成されるので、空気を遮断することが好ましい。また、アッシング(灰化)と薬液による剥離を併用する方法も適用してもよい。アッシングは、プラズマアッシング、ダウンフローアッシング、オゾンを用いたアッシング、UV/オゾンアッシングが挙げられる。例えば、ドライエッチングでAl基板を加工する場合には、一般的に塩素系のガスを使うが、塩素とAlの生成物である塩化アルミニウムなどがAlを腐食する場合がある。これらを防止するために、防腐剤入りの剥離液を使用してもよい。  The resist stripping rate is greatly influenced by temperature, liquid amount, time, pressure, etc., and can be optimized depending on the substrate type and application. In the present invention, it is preferable to immerse the substrate (from several minutes to several tens of minutes) in the temperature range of room temperature to 100 ° C., and rinse with water such as butyl acetate and then rinse with water. From the viewpoint of improving the rinsing properties, particle removability, and corrosion resistance of the stripping solution itself, only water rinsing may be used. A preferable example is a pure water shower for washing and an air knife drying for drying. When the amorphous silicone is exposed on the substrate, an oxide film is formed in the presence of water and air. Therefore, it is preferable to block air. Moreover, you may apply the method of using together ashing (ashing) and peeling by a chemical | medical solution. Examples of ashing include plasma ashing, downflow ashing, ashing using ozone, and UV / ozone ashing. For example, when an Al substrate is processed by dry etching, a chlorine-based gas is generally used, but aluminum chloride, which is a product of chlorine and Al, may corrode Al. In order to prevent these, a stripping solution containing a preservative may be used.

前記のエッチング工程、剥離工程、リンス工程、水洗以外のその他の工程としては、特に制限はなく、公知のパターン形成における工程の中から適宜選択することが挙げられる。例えば、硬化処理工程などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、全面加熱処理や全面露光処理などが好適に挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as other processes other than the said etching process, peeling process, rinse process, and water washing, It can mention selecting from the process in well-known pattern formation suitably. For example, a hardening process process etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. There is no restriction | limiting in particular as a hardening process, Although it can select suitably according to the objective, For example, a whole surface heat processing, a whole surface exposure process, etc. are mentioned suitably.

前記全面加熱処理の方法としては、例えば、形成されたパターンを加熱する方法が挙げられる。全面加熱により、前記パターンの表面の膜強度が高められる。全面加熱における加熱温度としては、80〜200℃が好ましく、90〜180℃がより好ましい。該加熱温度が80℃以上とすることにより、加熱処理による膜強度がより向上する傾向にあり、200℃以下とすることにより、光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物中の成分の分解が生じ、膜質が弱く脆くなる傾向をより効果的に抑止できる。前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、IRヒーターなどが挙げられる。また、ホットプレートを使用する場合には、加熱を均一に行う為に、パターンを形成した基材をプレートから浮かせて行うことが望ましい。  Examples of the method for the entire surface heat treatment include a method for heating the formed pattern. By heating the entire surface, the film strength on the surface of the pattern is increased. As heating temperature in whole surface heating, 80-200 degreeC is preferable and 90-180 degreeC is more preferable. When the heating temperature is 80 ° C. or higher, the film strength due to the heat treatment tends to be further improved. By setting the heating temperature to 200 ° C. or lower, decomposition of components in the photocurable composition for optical nanoimprint lithography occurs. The tendency of the film quality to become weak and brittle can be more effectively suppressed. There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface heating, According to the objective, it can select suitably from well-known apparatuses, For example, a dry oven, a hot plate, IR heater etc. are mentioned. Moreover, when using a hot plate, in order to heat uniformly, it is desirable to carry out by lifting the substrate on which the pattern is formed from the plate.

前記全面露光処理の方法としては、例えば、形成されたパターンの全面を露光する方法が挙げられる。全面露光により、前記感光層を形成する組成物中の硬化が促進され、前記パターンの表面が硬化されるため、エッチング耐性を高めることができる。前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などのUV露光機が好適に挙げられる。  Examples of the entire surface exposure processing method include a method of exposing the entire surface of the formed pattern. The entire surface exposure accelerates the curing in the composition forming the photosensitive layer and the surface of the pattern is cured, so that the etching resistance can be increased. There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface exposure, Although it can select suitably according to the objective, For example, UV exposure machines, such as an ultrahigh pressure mercury lamp, are mentioned suitably.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.

<粘度測定>
粘度の測定は、東機産業(株)社製のRE−80L型回転粘度計を用い、25±0.2℃で測定した。
測定時の回転速度は、0.5mPa・s以上5mPa・s未満は100rpm、5mPa・s以上10mPa・s未満は50rpm、10mPa・s以上は30mPa・s未満は20rpm、30mPa・s以上60mPa・s未満は10rpm、60mPa・s以上120mPa・s未満は5rpm、120mPa・s以上は1rpmまたは0.5rpmで、それぞれ、行った。
<Viscosity measurement>
The viscosity was measured at 25 ± 0.2 ° C. using a RE-80L rotational viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
The rotational speed during the measurement is 100 rpm for 0.5 mPa · s to less than 5 mPa · s, 50 rpm for 5 mPa · s to less than 10 mPa · s, 20 rpm for less than 30 mPa · s for 10 mPa · s, and 60 mPa · s for 30 mPa · s to 60 mPa · s Less than 10 rpm, 60 mPa · s or more and less than 120 mPa · s was 5 rpm, and 120 mPa · s or more was 1 rpm or 0.5 rpm, respectively.

<光硬化速度の測定>
光硬化性の測定は、高圧水銀灯を光源に用い、モノマーの810cm-1の吸収の変化をフーリエ変換型赤外分光装置(FT−IR)を用いて、硬化反応速度(モノマー消費率)をリアルタイムで行った。Aは、硬化反応速度が1.0/秒以上の場合を表し、Bは、硬化反応速度が1.0/秒未満の場合を表す。
<Measurement of photocuring speed>
Photocurability is measured using a high-pressure mercury lamp as the light source, and the change in monomer absorption at 810 cm −1 is measured using a Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR) to determine the curing reaction rate (monomer consumption rate) in real time. I went there. A represents the case where the curing reaction rate is 1.0 / second or more, and B represents the case where the curing reaction rate is less than 1.0 / second.

<パターン形成性>
A:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとほぼ同一である
B:モールドのパターン形状の元となる原版のパターン形状と一部異なる部分(原版のパターンと20%未満の範囲)がある
C:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとはっきりと異なる、あるいはパターンの膜厚が原版のパターンと20%以上異なる
<Pattern formability>
A: Almost the same as the pattern of the original plate that is the basis of the pattern shape of the mold. B: There is a portion that is partially different from the pattern shape of the original plate that is the basis of the pattern shape of the mold (the range of the original pattern is less than 20%). C: The pattern pattern of the mold is clearly different from the original pattern, or the film thickness of the pattern is 20% or more different from the original pattern.

<モールドへの付着性>
モールドへの付着性は、光インプリントを5回繰り返し、5回目の光硬化後にモールドを引き剥がしたとき、硬化膜や未硬化物がモールドに残留するか否か、またモールドの形状変化を目視、並びに光学顕微鏡で観察し、以下のように評価した。
A:残留物無し、またモールドの形状変化無し
B:残留物が僅かに観察されるが、モールドの形状変化無し
C:残留物が有り、さらにモールドに反りなどの形状変形が生じる
<Adhesion to mold>
The adhesion to the mold is determined by repeating the photo imprinting 5 times, and when the mold is peeled off after the 5th photocuring, whether the cured film or uncured material remains in the mold, and visually check the mold shape change. And were observed with an optical microscope and evaluated as follows.
A: No residue, no change in shape of the mold B: A slight amount of residue is observed, but no change in the shape of the mold C: There is a residue, and further deformation of the mold such as warpage occurs

<スピン塗布適性>
塗布性(I)
本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板上に厚さが6.0μmになるようにスピンコートした後、該ガラス基板を1分間静置して、面状観察を行い、以下のように評価した。
A:ハジキと塗布スジ(ストリエーション)が観察されない
B:塗布スジが少し観察された
C:ハジキまたは塗布スジが強く観察された
<Spin coating suitability>
Applicability (I)
The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is spin-coated so as to have a thickness of 6.0 μm on a 4-inch 0.7 mm-thick glass substrate on which an aluminum (Al) film having a thickness of 4000 Å is formed. After the coating, the glass substrate was allowed to stand for 1 minute, surface observation was performed, and evaluation was performed as follows.
A: No repelling and coating streaks (striation) observed B: Some coating streaks observed C: Repelling or coating streaks were observed strongly

<スリット塗布適性>
塗布性(II)
本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を大型基板塗布用のスリットコーターレジスト塗布装置(平田機工(株)社製ヘッドコーターシステム)を用いて、膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板(550mm×650mm)上に塗布し、膜厚2.0μmのレジスト被膜を形成し、縦横に出る筋状のムラの有無を観察し、以下のように評価した。
A:筋状のムラが観察されなかった
B:筋状のムラが弱く観察された
C:筋状のムラが強く観察された、またはレジスト被膜にハジキが観察された
<Slit application suitability>
Applicability (II)
Using a slit coater resist coating apparatus (a head coater system manufactured by Hirata Kiko Co., Ltd.) for coating a large substrate, the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is used to form an aluminum (Al) film having a thickness of 4000 angstroms. It is applied onto a 4 inch 0.7 mm thick glass substrate (550 mm × 650 mm) formed to form a resist film with a film thickness of 2.0 μm, and the presence or absence of streaky irregularities appearing vertically and horizontally is observed. It was evaluated as follows.
A: Streaky unevenness was not observed B: Streaky unevenness was observed to be weak C: Streaky unevenness was observed strongly or repellency was observed on the resist film

<エッチング性>
ガラス基板に形成した前記アルミニウム(Al)上に本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物をパターン状に形成、硬化後にアルミニウム薄膜をリン硝酸エッチャントによりエッチングを行い、10μmのライン/スペースを目視、および顕微鏡観察し、以下のように評価した。
A:線幅10±2.0μmのアルミニウムのラインが得られた
B:ラインの線幅のばらつき±2.0μmを超えるラインになった
C:ラインの欠損部分が存在した、または、ライン間が繋がっていた
<Etching property>
The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is formed in a pattern on the aluminum (Al) formed on the glass substrate, and after curing, the aluminum thin film is etched with a phosphoric nitrate etchant to visually observe a 10 μm line / space. And were observed with a microscope and evaluated as follows.
A: An aluminum line having a line width of 10 ± 2.0 μm was obtained. B: Variation in line width of the line became a line exceeding ± 2.0 μm. C: A defective portion of the line existed or the space between the lines was Connected

実施例1
(a)重合性化合物として、N−ビニルピロリドンモノマー38.4g、トリプロピレングリコールジアクリレートモノマー38.4g、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート19.2g、(b)光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド(BASF社製 Lucirin TPO−L)(P−1)4.00g、(c)界面活性剤として、メガファックR08(大日本インキ工業製)0.1gを精秤し、室温で2時間混合し、均一溶液とした。組成物の粘度は7mPa・sであった。
Example 1
(A) As a polymerizable compound, 38.4 g of N-vinylpyrrolidone monomer, 38.4 g of tripropylene glycol diacrylate monomer, 19.2 g of propylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate, (b) 2, 2 as a photopolymerization initiator, 4,6-trimethylbenzoyl-ethoxyphenyl-phosphine oxide (Lucirin TPO-L manufactured by BASF) (P-1) 4.00 g, (c) Megafac R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) as surfactant. 1 g was precisely weighed and mixed at room temperature for 2 hours to obtain a uniform solution. The viscosity of the composition was 7 mPa · s.

この調整した組成物を膜厚4000オングストロームのアルミニウム(Al)被膜を形成した4インチの0.7mm厚さのガラス基板上に厚さが6.0μmになるようにスピンコートした。スピンコートした塗布基膜をORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm2)を光源とするナノインプリント装置にセットし、モールド加圧力0.8kN、露光中の真空度は10Torrで、10μmのライン/スペースパターンを有し、溝深さが5.0μmのポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング社製、SILPOT184を80℃60分で硬化させたもの)を材質とするモールドの裏面から100mJ/cm2の条件で露光し、露光後、モールドを離し、レジストパターンを得た。引き続き、リン硝酸エッチャントによりレジストに被覆されていないアルミニウム(Al)部を除去し、アルミニウム(Al)製の電極パターンを形成した。さらにレジスト剥離をモノエタノールアミン/ジメチルスルホキシド混合剥離液を用い、80℃にて3分間浸漬処理して行った。その結果を表2に示した。表2の結果より、本発明の組成物は、光硬化性、密着性、離型性、残膜性、パターン形状、塗布性(スピン塗布性、スリット塗布性)、エッチング性の何れも満足のできるものであった。 This prepared composition was spin-coated on a 4-inch 0.7 mm thick glass substrate on which an aluminum (Al) film having a thickness of 4000 angstroms was formed so as to have a thickness of 6.0 μm. The spin-coated coated base film is set in a nanoimprint apparatus using an ORC high pressure mercury lamp (lamp power: 2000 mW / cm 2 ) as a light source. / 100 mJ / cm 2 from the back surface of a mold having a space pattern and a groove depth of 5.0 μm made of polydimethylsiloxane (made by Toray Dow Corning, SILPOT184 cured at 80 ° C. for 60 minutes) After exposure, the mold was released to obtain a resist pattern. Subsequently, the aluminum (Al) portion not covered with the resist was removed with a phosphoric nitrate etchant to form an aluminum (Al) electrode pattern. Further, the resist was stripped by dipping at 80 ° C. for 3 minutes using a mixed stripping solution of monoethanolamine / dimethyl sulfoxide. The results are shown in Table 2. From the results of Table 2, the composition of the present invention is satisfactory in all of photocurability, adhesion, releasability, remaining film properties, pattern shape, coatability (spin coatability, slit coatability), and etchability. It was possible.

実施例2〜9
実施例1において、各主成分の配合を下記表1に記載の通りに変更した他は、同様に行った。結果を表2に示した。表2の結果より、本発明の組成物は、光硬化性、パターン形成性、モールドへの付着性、スピン塗布適性、スリット塗布適性、エッチング性の何れも満足のできるものであった。
Examples 2-9
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 1 below. The results are shown in Table 2. From the results shown in Table 2, the composition of the present invention was satisfactory in all of photocurability, pattern forming property, adhesion to a mold, spin coating suitability, slit coating suitability, and etching property.

Figure 2008084984
Figure 2008084984

Figure 2008084984
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比較例1、比較例2
実施例1において、各主成分の配合を下記表3に記載の通りに変更した他は、同様に行った。本比較例で用いている重合性化合物(e値がプラス)は特開平7−70472号公報に記載されているものである。その結果を表4に示した。
Comparative Example 1 and Comparative Example 2
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 3 below. The polymerizable compound (e value is positive) used in this comparative example is described in JP-A-7-70472. The results are shown in Table 4.

比較例3、比較例4
実施例1において、各主成分の配合を下記表3に記載の通りに変更した他は、同様に行った。本比較例で用いている重合性化合物(e値がプラス)は特開平4−149280号公報に記載されているものである。その結果を表4に示した。
比較例5
実施例1において、各主成分の配合を下記表3に記載の通りに変更した他は、同様に行った。本比較例で用いている重合性化合物(e値がプラス)は特開平7−62043号公報に記載されているものである。その結果を表4に示した。
Comparative Example 3 and Comparative Example 4
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 3 below. The polymerizable compound (e value is positive) used in this comparative example is described in JP-A-4-149280. The results are shown in Table 4.
Comparative Example 5
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 3 below. The polymerizable compound (e value is positive) used in this comparative example is described in JP-A-7-62043. The results are shown in Table 4.

比較例6、比較例7
実施例1において、各主成分の配合を下記表3に記載の通りに変更した他は、同様に行った。本比較例で用いている重合性化合物(e値がプラス)は特開2001−93192号公報に記載されているものである。その結果を表4に示した。
Comparative Example 6 and Comparative Example 7
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 3 below. The polymerizable compound (e value is positive) used in this comparative example is described in JP-A No. 2001-93192. The results are shown in Table 4.

比較例8
実施例1において、各主成分の配合を下記表3に記載の通りに変更した他は、同様に行った。その結果を表4に示した。
Comparative Example 8
In Example 1, it carried out similarly except having changed the mixing | blending of each main component as described in Table 3 below. The results are shown in Table 4.

比較例9
非特許文献14に記載されているe値の符号が異なる重合性化合物を用いた例に関して、各成分の配合を下表3に、その結果を表4に示した。
Comparative Example 9
Regarding the examples using polymerizable compounds having different signs of e value described in Non-Patent Document 14, the composition of each component is shown in Table 3 below, and the results are shown in Table 4.

Figure 2008084984
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Figure 2008084984
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上記から明らかなとおり、e値がプラスの重合性化合物のみ、またはe値がマイナスの重合性化合物のみを用いた場合は、特に、モールドへの付着性の悪化が認められた。   As apparent from the above, when only a polymerizable compound having a positive e value or only a polymerizable compound having a negative e value was used, deterioration of adhesion to the mold was observed.

本発明の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物は、半導体集積回路、フラットスクリーン、マイクロ電気機械システム(MEMS)、センサ素子、光ディスク、高密度メモリーデイスク等の磁気記録媒体、回折格子ヤレリーフホログラム等の光学部品、ナノデバイス、光学デバイス、フラットパネルディスプレイ製作のための光学フィルムや偏光素子、液晶デイスプレイの薄膜トランジタ、有機トランジスタ、カラーフィルター、オーバーコート層、柱材、液晶配向用のリブ材、マイクロレンズアレイ、免疫分析チップ、DNA分離チップ、マイクロリアクター、ナノバイオデバイス、光導波路、光学フィルター、フォトニック液晶等の作製の際の、微細パターン形成のための光ナノインプリントレジスト組成物として用いることができる。  The photocurable composition for optical nanoimprint lithography of the present invention is a semiconductor integrated circuit, a flat screen, a micro electro mechanical system (MEMS), a sensor element, an optical disk, a magnetic recording medium such as a high-density memory disk, a diffraction grating relief hologram, etc. Optical components, nanodevices, optical devices, optical films and polarizing elements for the production of flat panel displays, thin film transistors for liquid crystal displays, organic transistors, color filters, overcoat layers, pillar materials, rib materials for liquid crystal alignment, micro Use as an optical nanoimprint resist composition for the formation of fine patterns in the production of lens arrays, immunoassay chips, DNA separation chips, microreactors, nanobiodevices, optical waveguides, optical filters, photonic liquid crystals, etc. It can be.

Claims (4)

(a)Q−eスキームにおける極性因子(e値)が正である重合性化合物を10質量%以上および前記e値が負である重合性化合物を10質量%以上含む重合性化合物を合計88〜99質量%と、
(b)光重合開始剤0.1〜10質量%と、
(c)界面活性剤の少なくとも1種0.0005〜5.0質量%と、
を含む光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物。
(A) A total of polymerizable compounds containing 10% by mass or more of polymerizable compounds having a positive polarity factor (e value) in the Qe scheme and 10% by mass or more of polymerizable compounds having a negative e value are 88 to 99% by mass,
(B) 0.1-10% by mass of a photopolymerization initiator,
(C) 0.0005 to 5.0 mass% of at least one surfactant,
A photocurable composition for optical nanoimprint lithography.
25℃における粘度が、3〜18mPa・sである請求項1に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物。 The photocurable composition for optical nanoimprint lithography according to claim 1, wherein the viscosity at 25 ° C. is 3 to 18 mPa · s. 請求項1または2に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布して硬化する工程を含む、パターンの形成方法であって、塗布後の組成物の膜厚が0.5〜40μmであることを特徴とする光ナノインプリントリソグラフィにおけるパターン形成方法。 It is a formation method of a pattern including the process of apply | coating and hardening the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of Claim 1 or 2, Comprising: The film thickness of the composition after application | coating is 0.5-40 micrometers. There is provided a pattern forming method in optical nanoimprint lithography. 請求項1または2に記載の光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を塗布する工程、光透過性モールドを基板上のレジスト層に加圧し、前記光ナノインプリントリソグラフィ用光硬化性組成物を変形させる工程、モールド裏面または基板裏面より光を照射し、塗膜を硬化し、所望のパターンに嵌合するレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。 The process of apply | coating the photocurable composition for optical nanoimprint lithography of Claim 1 or 2, the process of pressurizing the light-transmitting mold to the resist layer on a board | substrate, and deform | transforming the said photocurable composition for optical nanoimprint lithography The resist pattern formation method including the process of irradiating light from the mold back surface or the substrate back surface, curing the coating film, and forming a resist pattern that fits into a desired pattern.
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