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JP2012231072A - Curable composition for imprint, pattern formation method and pattern - Google Patents

Curable composition for imprint, pattern formation method and pattern Download PDF

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JP2012231072A
JP2012231072A JP2011099582A JP2011099582A JP2012231072A JP 2012231072 A JP2012231072 A JP 2012231072A JP 2011099582 A JP2011099582 A JP 2011099582A JP 2011099582 A JP2011099582 A JP 2011099582A JP 2012231072 A JP2012231072 A JP 2012231072A
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Japan
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compound
group
carbon
meth
acrylate
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JP2011099582A
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Kunihiko Kodama
邦彦 児玉
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Fujifilm Corp
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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable composition for imprint being excellent in pattern formability regardless of an atmosphere in which a pattern is formed and also having fewer pattern defects.SOLUTION: A curable composition for imprint contains (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si-H bond with a molecular weight of 1500 or less, and (C) a photoinitiator; or a curable composition for imprint contains (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si-H bond with a molecular weight of 1500 or less, and (C) a photoinitiator.

Description

本発明は、インプリント用硬化性組成物に関する。より詳しくは、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、高密度メモリーディスク等の磁気記録媒体、回折格子や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、液晶ディ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、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、等の作製に用いられる光照射を利用した微細パターン形成のためのインプリント用硬化性組成物に関するものである。   The present invention relates to a curable composition for imprints. More specifically, semiconductor integrated circuits, flat screens, micro electro mechanical systems (MEMS), sensor elements, optical recording media such as high-density memory disks, optical components such as diffraction gratings and relief holograms, nano devices, optical devices, Optical films and polarizing elements for manufacturing flat panel displays, thin film transistors for liquid crystal displays, organic transistors, color filters, overcoat layers, pillar materials, rib materials for liquid crystal alignment, microlens arrays, immunoassay chips, DNA separation chips The present invention relates to a curable composition for imprinting for forming a fine pattern using light irradiation, which is used for producing a microreactor, nanobiodevice, optical waveguide, optical filter, photonic liquid crystal, and the like.

ナノインプリント法は、光ディスク製作ではよ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、ナノ構造等の微細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 an embossing technique that 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 the mold is made, it is economical because nanostructures and other microstructures can be easily and repeatedly molded, and it is economical, and since it is a nano-processing technology with less harmful waste and emissions, it has recently been applied to various fields. Is expected.

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熱インプリント法(例えば、非特許文献1参照)と、硬化性組成物を用いる光インプリント法(例えば、非特許文献2参照)の2通りの技術が提案されている。熱ナノインプリント法の場合、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。この方法は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。例えば、特許文献1および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。   The nanoimprint method includes two methods: a thermal imprint method using a thermoplastic resin as a material to be processed (for example, see Non-Patent Document 1) and an optical imprint method using a curable composition (for example, see Non-Patent Document 2). Street technology has been proposed. In the case of the thermal nanoimprint method, the mold is pressed on a polymer resin heated to a temperature higher than the glass transition temperature, and the mold is released after cooling to transfer the fine structure to the resin on the substrate. Since this method can be applied to various resin materials and glass materials, application to various fields is expected. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a nanoimprint method for forming a nanopattern at low cost using a thermoplastic resin.

一方、透明モールドや透明基材を通して光を照射し、光ナノインプリント用硬化性組成物を光硬化させる光ナノインプリント法では、モールドのプレス時に転写される材料を加熱する必要がなく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法などの新しい展開も報告されている。   On the other hand, in the optical nanoimprint method in which light is irradiated through a transparent mold or a transparent substrate and the curable composition for optical nanoimprint is photocured, it is not necessary to heat the material transferred when the mold is pressed, and imprinting at room temperature is possible. It 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.

このようなナノインプリント法においては、以下のような応用技術が提案されている。
第一の技術としては、成型した形状(パターン)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、あるいは構造部材として応用できる場合である。例としては、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、フラットパネルディスプレイにおける構造部材などが挙げられる。第二の技術は、マイクロ構造とナノ構造との同時一体成型や、簡単な層間位置合わせにより積層構造を構築し、これをμ−TAS(Micro−Total Analysis System)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3の技術としては、形成されたパターンをマスクとし、エッチング等の方法により基板を加工する用途に利用されるものである。かかる技術では高精度な位置合わせと高集積化とにより、従来のリソグラフィ技術に代わって高密度半導体集積回路の作製や、液晶ディスプレイのトランジスタへの作製、パターンドメディアと呼ばれる次世代ハードディスクの磁性体加工等に応用できる。前記の技術を始め、これらの応用に関するナノインプリント法の実用化への取り組みが近年活発化している。
In such a nanoimprint method, the following applied technologies have been proposed.
The first technique is a case where a molded shape (pattern) itself has a function and can be applied as various nanotechnology element parts or structural members. Examples include various micro / nano optical elements, high-density recording media, optical films, and structural members in flat panel displays. The second technology is to build a multilayer structure by simultaneous integral molding of microstructure and nanostructure and simple interlayer alignment, and apply this to the production of μ-TAS (Micro-Total Analysis System) and biochips. It is what. The third technique is used for processing a substrate by a method such as etching using the formed pattern as a mask. In this technology, high-precision alignment and high integration enable high-density semiconductor integrated circuit fabrication, liquid crystal display transistor fabrication, and magnetic media for next-generation hard disks called patterned media instead of conventional lithography technology. It can be applied to processing. In recent years, efforts have been made to put the nanoimprint method relating to these applications into practical use.

ナノインプリント法の適用例として、まず、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、さらなる微細化要求に対して、微細パターン解像性、装置コスト、スループットの3つを満たすのが困難となってきている。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ナノインプリントリソグラフィ(光ナノインプリント法)が提案された。例えば、下記特許文献1および特許文献3にはシリコンウエハをスタンパとして用い、25nm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。本用途においては数十nmレベルのパターン形成性と基板加工時にマスクとして機能するための高いエッチング耐性とが要求される。   As an application example of the nanoimprint method, first, an application example for 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, it has become difficult to satisfy three requirements of fine pattern resolution, apparatus cost, and throughput for further miniaturization requirements. On the other hand, nanoimprint lithography (optical nanoimprint method) has been proposed as a technique for performing fine pattern formation at low cost. For example, Patent Document 1 and Patent Document 3 listed below disclose nanoimprint technology in which a silicon wafer is used as a stamper and a fine structure of 25 nm or less is formed by transfer. In this application, a pattern forming property of a level of several tens of nm and a high etching resistance for functioning as a mask during substrate processing are required.

ナノインプリント法の次世代ハードディスクドライブ(HDD)作製への応用例を説明する。HDDは面記録密度を高めることで大容量化を達成してきている。しかしながら記録密度を高める際には、磁気ヘッド側面からの、いわゆる磁界広がりが問題となる。磁界広がりはヘッドを小さくしてもある値以下には小さくならないため、結果としてサイドライトと呼ばれる現象が発生してしまう。サイドライトが発生すると、記録時に隣接トラックへの書き込みが生じ、既に記録したデータを消してしまう。また、磁界広がりによって、再生時には隣接トラックからの余分な信号を読みこんでしまうなどの現象が発生する。このような問題に対し、トラック間を非磁性材料で充填し、物理的、磁気的に分離することで解決するディスクリートトラックメディアやビットパターンドメディアといった技術が提案されている。これらメディア作製において磁性体あるいは非磁性体パターンを形成する方法としてナノインプリントの応用が提案されている。本用途においても数十nmレベルのパターン形成性と基板加工時にマスクとして機能するための高いエッチング耐性とが要求される。   An application example of the nanoimprint method to the production of the next generation hard disk drive (HDD) will be described. HDDs have increased in capacity by increasing the surface recording density. However, when the recording density is increased, so-called magnetic field spreading from the side surface of the magnetic head becomes a problem. Since the magnetic field spread does not become smaller than a certain value even if the head is made smaller, a phenomenon called sidelight occurs as a result. When side writing occurs, writing to an adjacent track occurs during recording, and already recorded data is erased. Further, due to the magnetic field spread, a phenomenon such as reading an excessive signal from an adjacent track occurs during reproduction. In order to solve such a problem, technologies such as discrete track media and bit patterned media have been proposed which are solved by filling the spaces between tracks with a nonmagnetic material and physically and magnetically separating the tracks. The application of nanoimprinting has been proposed as a method for forming a magnetic or nonmagnetic pattern in the production of these media. Also in this application, a pattern forming property of several tens of nm level and high etching resistance for functioning as a mask during substrate processing are required.

次に、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイ(PDP)などのフラットディスプレイへのナノインプリント法の応用例について説明する。
LCD基板やPDP基板の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法が、近年注目されている。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。
さらにLCDなどの構造部材としては、特許文献4および特許文献5に記載される透明保護膜材料や、特許文献5に記載されるスペーサなどに対する光ナノインプリント法の応用も検討され始めている。このような構造部材用のレジストは、前記エッチングレジストとは異なり、最終的にディスプレイ内に残るため、“永久レジスト”、あるいは“永久膜”と称されることがある。
また、液晶ディスプレイにおけるセルギャップを規定するスペーサも永久膜の一種であり、従来のフォトリソグラフィにおいては、樹脂、光重合性モノマーおよび開始剤からなる光硬化性組成物が一般的に広く用いられてきた(例えば、特許文献6参照)。スペーサは、一般には、カラーフィルタ基板上に、カラーフィルタ形成後、もしくは、前記カラーフィルタ用保護膜形成後、光硬化性組成物を塗布し、フォオトリソグラフィにより10μm〜20μm程度の大きさのパターンを形成し、さらにポストベイクにより加熱硬化して形成される。
また、一般にモスアイと呼ばれる反射防止構造体の作成にもナノインプリント法を用いることができる。透明性成形品の表面に、透明性素材から成る無数の微細凹凸を光の波長以下のピッチで形成することによって、光の屈折率が厚み方向に変化するようにした反射防止構造が形成できる。このような反射防止構造体は屈折率が厚み方向に連続的に変化するため、屈折率界面が存在せず、理論的には無反射とすることができる。また、波長依存性が小さく、斜め光に対する反射防止能も高いため、多層反射防止膜よりも優れた反射防止性能を備えたものとなる。
Next, an application example of the nanoimprint method to a flat display such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display (PDP) will be described.
With the trend toward larger and higher definition LCD substrates and PDP substrates, the optical nanoimprint method has recently attracted attention as an inexpensive lithography that replaces the conventional photolithography method used in the manufacture of thin film transistors (TFTs) and electrode plates. Yes. Therefore, it has become necessary to develop a photo-curable resist that replaces the etching photoresist used in the conventional photolithography method.
Further, as a structural member such as an LCD, application of the optical nanoimprint method to the transparent protective film material described in Patent Document 4 and Patent Document 5, the spacer described in Patent Document 5, and the like has begun to be studied. Unlike the etching resist, such a resist for a structural member is finally left in the display, and is sometimes referred to as “permanent resist” or “permanent film”.
In addition, a spacer that defines a cell gap in a liquid crystal display is also a kind of permanent film. In conventional photolithography, a photocurable composition comprising a resin, a photopolymerizable monomer, and an initiator has been widely used. (For example, see Patent Document 6). The spacer is generally a pattern having a size of about 10 μm to 20 μm by photolithography after applying the photocurable composition after forming the color filter on the color filter substrate or after forming the protective film for the color filter. And is further heated and cured by post-baking.
The nanoimprint method can also be used to create an antireflection structure generally called moth eye. By forming innumerable fine irregularities made of a transparent material on the surface of the transparent molded article at a pitch equal to or less than the wavelength of light, an antireflection structure in which the refractive index of light changes in the thickness direction can be formed. Since the refractive index of such an antireflection structure continuously changes in the thickness direction, there is no refractive index interface, and theoretically it can be made non-reflective. Further, since the wavelength dependency is small and the antireflection performance against oblique light is high, the antireflection performance superior to that of the multilayer antireflection film is provided.

さらに、マイクロ電気機械システム(MEMS)、センサ素子、回折格子や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、液晶ディ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、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、フォトニック液晶などの永久膜形成用途においてもナノインプリントリソグラフィは有用である。
これら永久膜用途においては、形成されたパターンが最終的に製品に残るため、耐熱性、耐光性、耐溶剤性、耐擦傷性、外部圧力に対する高い機械的特性、硬度など主に膜の耐久性や強度に関する性能が要求される。
このように従来フォトリソグラフィ法で形成されていたパターンのほとんどがナノインプリントで形成可能であり、安価に微細パターンが形成できる技術として注目されている。
In addition, microelectromechanical systems (MEMS), sensor elements, optical components such as diffraction gratings and relief holograms, 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 filter, overcoat layer, pillar material, rib material for liquid crystal alignment, microlens array, immunoassay chip, DNA separation chip, microreactor, nanobiodevice, optical waveguide, optical filter, photonic liquid crystal, etc. Nanoimprint lithography is also useful in applications.
In these permanent film applications, the formed pattern will eventually remain in the product, so the durability of the film, mainly heat resistance, light resistance, solvent resistance, scratch resistance, high mechanical properties against external pressure, hardness, etc. And strength-related performance is required.
As described above, most of the patterns conventionally formed by the photolithography method can be formed by nanoimprinting, and attention has been paid as a technique capable of forming a fine pattern at low cost.

ナノインプリントを産業に利用する上では、良好なパターン形成性が要求されるが、例えば、特許文献7でも検討されている。しかしながら、パターンを形成する雰囲気によってパターン形成性が変化してしまう問題があった。   In order to use nanoimprint in the industry, good pattern formability is required, but for example, Patent Document 7 also discusses it. However, there is a problem that pattern formability changes depending on the atmosphere in which the pattern is formed.

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 特開2005−197699号公報JP 2005-197699 A 特開2005−301289号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-301289 特開2004−240241号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-240241 特開2006−310565号公報JP 2006-310565 A

S.Chou et al.:Appl.Phys.Lett.Vol.67,3114(1995)S. Chou et al .: Appl. Phys. Lett. Vol. 67, 3114 (1995) M.Colbun et al,:Proc.SPIE,Vol. 3676,379 (1999)M. Colbun et al,: Proc.SPIE, Vol. 3676,379 (1999)

本発明の目的は、上記課題を解決することを目的とするものであって、パターンを形成する雰囲気にかかわらず、パターン形成性に優れ、かつ、パターンの欠陥が少ないインプリント用硬化性組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is a curable composition for imprints that has excellent pattern formability and few pattern defects regardless of the atmosphere in which the pattern is formed. The purpose is to provide.

かかる状況のもと、本願発明者が検討を行ったところ、Si−H結合を含む化合物を採用することにより、光硬化時に連鎖移動が起こり、活性種の運動性が向上し、硬化がスムーズに進行することが分かった。また、Si−H結合を含む化合物を採用することにより、空気中の酸素による重合阻害を抑制できるためパターンを形成する雰囲気にかかわらずパターン形成性が変化しないことがわかった。この結果、本発明は完成するに至った。
具体的には、下記手段により、上記課題は達成された。
Under such circumstances, the inventors of the present application have examined, and by adopting a compound containing a Si-H bond, chain transfer occurs during photocuring, the mobility of active species is improved, and curing is smooth. I found it going. In addition, it was found that by adopting a compound containing a Si—H bond, inhibition of polymerization by oxygen in the air can be suppressed, so that the pattern forming property does not change regardless of the atmosphere in which the pattern is formed. As a result, the present invention has been completed.
Specifically, the above problem has been achieved by the following means.

(1)(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに(C)光重合開始剤を含有するインプリント用硬化性組成物、または、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物、ならびに、(C)光重合開始剤を含有するインプリント用硬化性組成物。
(2)実質的に溶剤を含有しないことを特徴とする(1)に記載のインプリント用硬化性組成物。
(3)溶剤を除く全成分の25℃における粘度が100mPa・s以下であることを特徴とする、(1)または(2)に記載のインプリント用硬化性組成物。
(4)(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が、炭素−炭素多重結合を2つ以上有する化合物である、(1)〜(3)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(5)(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、または、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物が、(メタ)アクリル基を有する、(1)〜(4)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(6)(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が、Si−H結合を2つ以上含有する化合物である、(1)〜(5)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(7)(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が芳香族基を含有する、(1)〜(6)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(8)さらに、炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物を含有する、(1)〜(7)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(9)さらに、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物を含有する、(1)〜(8)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(10)(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも1種が、−SiH(CH32構造を有する、(1)〜(9)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。
(11)(1)〜(10)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物を用いることを特徴とする、パターン形成方法。
(12)(1)〜(10)のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物を基材上に適応してパターン形成層を形成する工程と、
前記パターン形成層表面にモールドを圧接する工程と、
前記パターン形成層に光を照射する工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
(13)(11)または(12)に記載のパターン形成方法によって得られたパターン。
(14)(13)に記載のパターンを含む電子デバイス。
(15)(11)または(12)に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
(1) (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (C) a curable composition for imprints containing a photopolymerization initiator, or (AB) A curable composition for imprints containing a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (C) a photopolymerization initiator.
(2) The curable composition for imprints according to (1), which contains substantially no solvent.
(3) The curable composition for imprints according to (1) or (2), wherein the viscosity at 25 ° C. of all components excluding the solvent is 100 mPa · s or less.
(4) At least one of (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less has two carbon-carbon multiple bonds. The curable composition for imprints according to any one of (1) to (3), which is a compound having the above.
(5) (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, or (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less has a (meth) acryl group, (1) The curable composition for imprints according to any one of to (4).
(6) At least one of (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less has two or more Si—H bonds. The curable composition for imprints according to any one of (1) to (5), which is a compound to be contained.
(7) (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (AB) a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less. The curable composition for imprints according to any one of (1) to (6), wherein at least one of the compounds having an aromatic group is contained.
(8) The curable composition for imprints according to any one of (1) to (7), further comprising a compound having a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom.
(9) The curable composition for imprints according to any one of (1) to (8), further comprising a compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom.
(10) At least one of (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less are —SiH (CH 3 ) The curable composition for imprints according to any one of (1) to (9), which has two structures.
(11) A pattern forming method using the curable composition for imprints according to any one of (1) to (10).
(12) A step of forming a pattern forming layer by applying the curable composition for imprints according to any one of (1) to (10) on a substrate;
Pressing the mold against the surface of the pattern forming layer;
Irradiating the pattern forming layer with light;
A pattern forming method comprising:
(13) A pattern obtained by the pattern forming method according to (11) or (12).
(14) An electronic device including the pattern according to (13).
(15) A method for manufacturing an electronic device, comprising the pattern forming method according to (11) or (12).

本発明により、パターンを形成する雰囲気にかかわらず、パターン形成性に優れ、かつ、パターンの欠陥が少ないインプリント用硬化性組成物を提供することが可能になった。   According to the present invention, it is possible to provide a curable composition for imprints that has excellent pattern formability and few pattern defects regardless of the atmosphere in which the pattern is formed.

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。   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.

なお、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。本発明におけるモノマーは、オリゴマーおよびポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。
なお、本発明でいう“インプリント”は、好ましくは、1nm〜10mmのサイズのパターン転写をいい、より好ましくは、およそ10nm〜100μmのサイズ(ナノインプリント)のパターン転写をいう。 尚、本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
In the present specification, “(meth) acrylate” represents acrylate and methacrylate, “(meth) acryl” represents acryl and methacryl, and “(meth) acryloyl” represents acryloyl and methacryloyl. The monomer in the present invention is distinguished from oligomers and polymers, and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
The “imprint” referred to in the present invention preferably refers to pattern transfer having a size of 1 nm to 10 mm, and more preferably refers to pattern transfer having a size (nanoimprint) of approximately 10 nm to 100 μm. In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

[本発明のインプリント用硬化性組成物]
本発明のインプリント用硬化性組成物の第1の様態としては(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)Si−H結合を有する化合物、ならびに、(C)光重合開始剤を含有する。また、本発明のインプリント用硬化性組成物の第2の様態としては(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物、ならびに、(C)光重合開始剤を含有する。
[Curable composition for imprints of the present invention]
The first embodiment of the curable composition for imprints of the present invention includes (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si—H bond, and (C) a photopolymerization initiator. contains. The second embodiment of the curable composition for imprints of the present invention contains (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond, and (C) a photopolymerization initiator.

(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物
(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物としては、(メタ)アクリル基、ビニル基(好ましくは、ビニルエステル基、ビニルエーテル基)、アリル基(好ましくは、アリルエステル基、アリルエーテル基)を有する、重合性基を有する化合物(重合性化合物)が好ましく、(メタ)アクリル基を有する化合物がより好ましい。(A)成分としては炭素−炭素多重結合を2つ以上有する化合物を含有していることが好ましく、より好ましくは2〜10個であり、さらに好ましくは、2〜4個である。
(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物は、芳香族基または脂環炭化水素基を有することが好ましく、芳香族基を有することがより好ましく、ベンゼン環またはナフタレン環を有することがさらに好ましい。
また、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物は、本発明のインプリント用硬化性組成物に含まれる溶剤を除く全重合性成分のうち、50〜98質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。
(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物の分子量は、100〜500であることが好ましく、150〜350であることがより好ましい。
(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物の粘度は、1〜200mPa・sであることが好ましく、2〜100mPa・sであることがより好ましい。炭素−炭素多重結合を有する化合物を複数含有する場合はその混合物の粘度が上記範囲であることが好ましい。
以下本発明で用いられる(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物の好ましい例をより詳細に説明する。もちろん、これら以外の化合物であっても良いことは言うまでもない。
(A) Compound having carbon-carbon multiple bond (A) As a compound having carbon-carbon multiple bond, (meth) acryl group, vinyl group (preferably vinyl ester group, vinyl ether group), allyl group (preferably , Allyl ester group, allyl ether group) and a polymerizable group-containing compound (polymerizable compound) are preferable, and a (meth) acrylic group-containing compound is more preferable. The component (A) preferably contains a compound having two or more carbon-carbon multiple bonds, more preferably 2 to 10, and still more preferably 2 to 4.
(A) The compound having a carbon-carbon multiple bond preferably has an aromatic group or an alicyclic hydrocarbon group, more preferably has an aromatic group, and more preferably has a benzene ring or a naphthalene ring.
Further, (A) the compound having a carbon-carbon multiple bond is preferably 50 to 98% by mass of the total polymerizable component excluding the solvent contained in the curable composition for imprints of the present invention, 70 More preferably, it is -95 mass%.
(A) The molecular weight of the compound having a carbon-carbon multiple bond is preferably 100 to 500, and more preferably 150 to 350.
(A) The viscosity of the compound having a carbon-carbon multiple bond is preferably 1 to 200 mPa · s, and more preferably 2 to 100 mPa · s. When a plurality of compounds having carbon-carbon multiple bonds are contained, the viscosity of the mixture is preferably in the above range.
Hereinafter, preferred examples of the compound (A) having a carbon-carbon multiple bond used in the present invention will be described in more detail. Of course, it goes without saying that compounds other than these may be used.

(メタ)アクリル基を有する化合物
まず、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物として、(メタ)アクリル基を1個有する重合性化合物(1官能の重合性化合物)を用いることができる。具体的には、2−アクリロイロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシ2−ヒドロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2−アクリロイロキシプロピルフタレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸ダイマー、ベンジル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフチル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性(以下「EO」という。)クレゾール(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、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロヘンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ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、メチル(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、エピクロロヒドリン(以下「ECH」という)変性フェノキシアクリレート、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、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレートが例示される。
Compound having (meth) acrylic group First, as the compound (A) having a carbon-carbon multiple bond, a polymerizable compound having one (meth) acrylic group (monofunctional polymerizable compound) can be used. Specifically, 2-acryloyloxyethyl phthalate, 2-acryloyloxy 2-hydroxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2-acryloyloxypropyl phthalate, 2-ethyl-2-butylpropanediol acrylate 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl carbitol (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (Meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, acrylic acid dimer, benzyl (meth) acrylate, 1- or 2-naphthyl (meth) Acrylate, butanediol mono (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, ethylene oxide modified (hereinafter referred to as “EO”) cresol (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) ) Acrylate, ethoxylated phenyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclohenta Nyl (meth) acrylate, dicyclopentanyloxyethyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, methoxy Dipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth) acrylate, nonyl Phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, paracumylphenoxyethylene glycol (meth) acrylate, epichlorohydrin (hereinafter referred to as “ECH”) modified phenoxy acrylate, phenoxyethyl (Meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene 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 (meta ) Acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, EO-modified tribromophenyl (meth) acrylate, and tridodecyl (meth) acrylate.

本発明では、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物として、(メタ)アクリル基を2個有する多官能重合性化合物を用いることも好ましい。
本発明で好ましく用いることのできる(メタ)アクリル基を2個有する2官能重合性化合物の例としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル化イソシアヌレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ECH変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレングリコールアクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ECH変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、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、プロピレンオキシド(以後「PO」という。)変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ECH変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリエステル(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、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、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、ジビニルエチレン尿素、ジビニルプロピレン尿素が例示される。
In the present invention, it is also preferable to use a polyfunctional polymerizable compound having two (meth) acryl groups as the compound (A) having a carbon-carbon multiple bond.
Examples of the bifunctional polymerizable compound having two (meth) acrylic groups that can be preferably used in the present invention include diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, and di (meth) acrylate. ) Acrylic isocyanurate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, EO-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ECH-modified 1,6- Hexanediol di (meth) acrylate, allyloxypolyethylene glycol acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, EO modified bisphenol A di (meth) acrylate, PO modified bisphenol A di (meth) acrylate, modified bisphenol A di (Meth) acrylate, EO-modified bisphenol F di (meth) acrylate, ECH-modified hexahydrophthalic acid diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, EO-modified neopentyl glycol di Acrylate, propylene oxide (hereinafter referred to as “PO”) modified neopentyl glycol diacrylate, caprolactone modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol, stearic acid modified pentaerythritol di (meth) acrylate, ECH modified phthalic acid di (meth) acrylate, Poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) acrylate, poly (propylene glycol-tetramethylene glycol) di (me ) Acrylate, polyester (di) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, ECH-modified propylene glycol di (meth) acrylate, silicone di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate , Tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylol propane di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, EO modified tripropylene glycol di ( (Meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, divinylethylene urea, divinyl Rupropylene urea is exemplified.

これらの中で特に、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート、p−またはm−キシリレンジ(メタ)アクリレート等が本発明に好適に用いられる。   Among these, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl hydroxypivalate Glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, dicyclopentanedimethanol di (meth) acrylate, p- or m-xylylene (meth) acrylate and the like are preferably used in the present invention.

本発明では、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物として、(メタ)アクリル基を3個以上有する多官能重合性化合物を用いることもできる。具体低としては、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、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、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、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、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。   In the present invention, as the compound (A) having a carbon-carbon multiple bond, a polyfunctional polymerizable compound having three or more (meth) acryl groups can also be used. Specifically, ECH-modified glycerol tri (meth) acrylate, EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, EO-modified phosphate triacrylate, trimethylolpropane tri (meta) ) Acrylate, caprolactone modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, EO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, dipentaerythritol hexa ( (Meth) acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate Rate, alkyl-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol poly (meth) acrylate, alkyl-modified dipentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate And pentaerythritol tetra (meth) acrylate.

これらの中で特に、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、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、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)アクリレート等が本発明に好適に用いられる。   Among these, EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, PO-modified glycerol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, EO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, PO-modified trimethylolpropane tri (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and the like are preferably used in the present invention.

上記(メタ)アクリレート化合物のうち、アクリレート化合物の方が硬化性の観点から好ましい。   Among the (meth) acrylate compounds, acrylate compounds are preferred from the viewpoint of curability.

本発明で用いる(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物として、ビニルエーテル化合物も好ましい。ビニルエーテル化合物は公知のものを適宜選択することができ、例えば、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ブタンジオール−1,4−ジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−ブタンジオールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、エチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、エチレングリコールジプロピレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパンジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラエチレンビニルエーテル、1,1,1−トリス〔4−(2−ビニロキシエトキシ)フェニル〕エタン、ビスフェノールAジビニロキシエチルエーテル等が挙げられる。   As the compound (A) having a carbon-carbon multiple bond used in the present invention, a vinyl ether compound is also preferable. As the vinyl ether compound, known compounds can be appropriately selected. For example, 2-ethylhexyl vinyl ether, butanediol-1,4-divinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,3-propanediol divinyl ether, 1,3-butanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, trimethylol Propane trivinyl ether, trimethylol ethane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, tetra Tylene glycol divinyl ether, pentaerythritol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, ethylene glycol diethylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether, ethylene glycol dipropylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether , Trimethylolpropane triethylene vinyl ether, trimethylolpropane diethylene vinyl ether, pentaerythritol diethylene vinyl ether, pentaerythritol triethylene vinyl ether, pentaerythritol tetraethylene vinyl ether, 1,1,1-to Scan [4- (2-vinyloxy ethoxy) phenyl] ethane, bisphenol A divinyloxyethyl carboxyethyl ether.

これらのビニルエーテル化合物は、例えば、Stephen.C.Lapin,Polymers Paint Colour Journal.179(4237)、321(1988)に記載されている方法、即ち多価アルコールもしくは多価フェノールとアセチレンとの反応、または多価アルコールもしくは多価フェノールとハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により合成することができ、これらは一種単独あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。   These vinyl ether compounds can be obtained, for example, by the method described in Stephen C. Lapin, Polymers Paint Color Journal. 179 (4237), 321 (1988), that is, the reaction of a polyhydric alcohol or polyhydric phenol with acetylene, or They can be synthesized by reacting a polyhydric alcohol or polyhydric phenol with a halogenated alkyl vinyl ether, and these can be used singly or in combination of two or more.

本発明で用いる重合性化合物としては、芳香族基、脂環炭化水素基、フッ素原子およびSi原子の少なくとも1種を含有する(メタ)アクリレートを他の重合性化合物中に30〜100質量%含有していることが好ましく、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜100質量%含有する。
さらに好ましい様態として重合性化合物として芳香族基(好ましくはフェニル基、ナフチル基、さらに好ましくはナフチル基)を含有する(メタ)アクリレート重合性化合物を重合性化合物の全成分中に50〜100質量%含有していることが好ましく、より好ましくは70〜100質量%、さらに好ましくは90〜99.5質量%含有する。
The polymerizable compound used in the present invention contains 30 to 100% by mass of (meth) acrylate containing at least one of an aromatic group, an alicyclic hydrocarbon group, a fluorine atom and a Si atom in another polymerizable compound. Preferably, it contains 70-100 mass%, More preferably, it contains 90-100 mass%.
As a more preferred embodiment, a polymerizable compound containing an aromatic group (preferably a phenyl group, a naphthyl group, and more preferably a naphthyl group) is a 50 to 100% by mass of a (meth) acrylate polymerizable compound in all components of the polymerizable compound. It is preferable to contain, More preferably, it is 70-100 mass%, More preferably, it contains 90-99.5 mass%.

本発明で用いられる芳香族基を有する重合性化合物として、下記一般式(I)で表される単官能(メタ)アクリレート化合物または後述の一般式(II)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。

Figure 2012231072
(一般式中、Zは芳香族基を含有する基を表し、R1は水素原子、アルキル基またはハロゲン原子を表す。但し、重合性化合物(Ax)が25℃において液体であるとき、25℃における粘度が500mPa・s以下である。)
1は、好ましくは、水素原子またはアルキル基であり、水素原子またはメチル基が好ましく、硬化性の観点から、水素原子がさらに好ましい。Zは、好ましくは置換基を有していても良いアラルキル基、置換基を有していても良いアリール基、または、これらの基が連結基を介して結合した基である。ここでいう連結基は、ヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよく、好ましくは、−CH2−、−O−、−C(=O)−、−S−およびこれらの組み合わせからなる基である。Zに含まれる芳香族基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましい。Zの分子量としては90〜300であることが好ましく、より好ましくは120〜250である。 As the polymerizable compound having an aromatic group used in the present invention, a monofunctional (meth) acrylate compound represented by the following general formula (I) or a polyfunctional (meth) acrylate represented by the following general formula (II) Compounds are preferred.
Figure 2012231072
(In the general formula, Z represents a group containing an aromatic group, and R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom. However, when the polymerizable compound (Ax) is a liquid at 25 ° C., it is 25 ° C. Viscosity at 500 mPa · s or less.)
R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom from the viewpoint of curability. Z is preferably an aralkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a group in which these groups are bonded via a linking group. The linking group here may include a linking group containing a hetero atom, and preferably a group consisting of —CH 2 —, —O—, —C (═O) —, —S—, and combinations thereof. It is. The aromatic group contained in Z is preferably a phenyl group or a naphthyl group. The molecular weight of Z is preferably 90 to 300, more preferably 120 to 250.

一般式(I)で表される重合性化合物が25℃において液体であるときの25℃における粘度としては2〜500mPa・sが好ましく、3〜200mPa・sがより好ましく、3〜100mPa・sが最も好ましい。重合性化合物は25℃において液体であるか、固体であっても融点が60℃以下であることが好ましく、融点か40℃以下であることがより好ましく、25℃において液体であることがさらに好ましい。
Zは−Z1−Z2で表される基であることが好ましい。ここで、Z1は、単結合または炭化水素基であり、該炭化水素基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。Z2は、置換基を有していてもよい芳香族基であり、分子量90以上である。
1は、好ましくは、単結合またはアルキレン基であり、該アルキレン基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。Z1は、より好ましくは、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含まないアルキレン基であり、さらに好ましくはメチレン基、エチレン基である。ヘテロ原子を含む連結基としては−O−、−C(=O)−、−S−およびこれらとアルキレン基の組み合わせからなる基などが挙げられる。また、炭化水素基の炭素数は1〜3であることが好ましい。
When the polymerizable compound represented by formula (I) is a liquid at 25 ° C., the viscosity at 25 ° C. is preferably 2 to 500 mPa · s, more preferably 3 to 200 mPa · s, and more preferably 3 to 100 mPa · s. Most preferred. Even when the polymerizable compound is liquid at 25 ° C. or solid, the melting point is preferably 60 ° C. or less, more preferably 40 ° C. or less, and further preferably liquid at 25 ° C. .
Z is preferably a group represented by -Z 1 -Z 2 . Here, Z 1 is a single bond or a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may include a linking group containing a hetero atom in the chain. Z 2 is an aromatic group which may have a substituent and has a molecular weight of 90 or more.
Z 1 is preferably a single bond or an alkylene group, and the alkylene group may contain a linking group containing a hetero atom in the chain. Z 1 is more preferably an alkylene group that does not contain a linking group containing a hetero atom in the chain, and more preferably a methylene group or an ethylene group. Examples of the linking group containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —, —S—, and a group composed of a combination of these with an alkylene group. Moreover, it is preferable that carbon number of a hydrocarbon group is 1-3.

2は、2つ以上の芳香族基が、直接にまたは連結基を介して連結した基であることも好ましい。この場合の連結基も、好ましくは、−CH2−、−O−、−C(=O)−、−S−およびこれらの組み合わせからなる基である。 Z 2 is also preferably a group in which two or more aromatic groups are linked directly or via a linking group. The linking group in this case is also preferably a group consisting of —CH 2 —, —O—, —C (═O) —, —S—, and combinations thereof.

一般式(I)で表される重合性化合物の芳香族基が有していても良い置換基としては、置換基の例としては例えばハロゲン原子(フッ素原子、クロロ原子、臭素原子、ヨウ素原子)、直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、シアノ基、カルボキシル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、ニトロ基、ヒドラジノ基、ヘテロ環基などが挙げられる。また、これらの基によってさらに置換されている基も好ましい。   Examples of the substituent that the aromatic group of the polymerizable compound represented by the general formula (I) may have include, for example, a halogen atom (fluorine atom, chloro atom, bromine atom, iodine atom). A linear, branched or cyclic alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, acyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, cyano group, carboxyl group, hydroxyl group, alkoxy group, aryloxy group, Examples thereof include an alkylthio group, an arylthio group, a heterocyclic oxy group, an acyloxy group, an amino group, a nitro group, a hydrazino group, and a heterocyclic group. A group further substituted with these groups is also preferred.

一般式(I)で表される重合性化合物の光硬化性組成物中における添加量は、10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましく、30〜80質量%であることが特に好ましい。
一般式(I)で表される化合物のうち 芳香環上に置換基を有さない化合物の具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフチル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフチルメチル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフチルエチル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフトキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
The addition amount of the polymerizable compound represented by formula (I) in the photocurable composition is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass, and 30 to 80%. It is particularly preferable that the content is% by mass.
Specific examples of the compound represented by the general formula (I) having no substituent on the aromatic ring include benzyl (meth) acrylate, phenethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, 1- Or 2-naphthyl (meth) acrylate, 1- or 2-naphthylmethyl (meth) acrylate, 1- or 2-naphthylethyl (meth) acrylate, 1- or 2-naphthoxyethyl (meth) acrylate is preferable.

一般式(I)で表される化合物としては、下記一般式(II)で表される芳香環上に置換基を有する化合物も好ましい。

Figure 2012231072
(一般式(II)中、R1は水素原子、アルキル基またはハロゲン原子を表し、X1は単結合または炭化水素基であり、該炭化水素基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。Y1は分子量15以上の置換基を表し、n1は1〜3の整数を表す。Arは、芳香族連結基を表し、フェニレン基またはナフチレン基が好ましい。) As the compound represented by the general formula (I), a compound having a substituent on the aromatic ring represented by the following general formula (II) is also preferable.
Figure 2012231072
(In the general formula (II), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, X 1 is a single bond or a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group is a linking group containing a hetero atom in the chain. Y 1 represents a substituent having a molecular weight of 15 or more, n1 represents an integer of 1 to 3. Ar represents an aromatic linking group, and is preferably a phenylene group or a naphthylene group.)

1は、上記一般式のR1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
1は、上記Z1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
1は、分子量15以上の置換基であり、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子、シアノ基などが挙げられる。これら置換基は更なる置換基を有していても良い。
n1が2のときは、X1は単結合または炭素数1の炭化水素基であることが好ましい。
特に、好ましい様態としてはn1が1で、X1は炭素数1〜3のアルキレン基である。
R 1 has the same meaning as R 1 in the formula, the preferred range is also the same.
X 1 has the same meaning as Z 1 described above, and the preferred range is also the same.
Y 1 is a substituent having a molecular weight of 15 or more, and examples thereof include an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aralkyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkylthio group, an arylthio group, a halogen atom, and a cyano group. These substituents may have further substituents.
When n1 is 2, X 1 is preferably a single bond or a hydrocarbon group having 1 carbon atom.
In particular, the preferred aspect at n1 is 1, X 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(II)で表される化合物は、さらに好ましくは、(IV)(V)のいずれかで表される化合物である。   The compound represented by the general formula (II) is more preferably a compound represented by any one of (IV) and (V).

一般式(IV)で表される化合物

Figure 2012231072
一般式(IV)中、R1は水素原子、アルキル基またはハロゲン原子を表す。X2は単結合、または、炭化水素基であり、該炭化水素基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。Y2は分子量15以上の芳香族基を有さない置換基を表し、n2は1〜3の整数を表す。
1は、上記一般式のR1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
2は、炭化水素基である場合、炭素数1〜3の炭化水素基であることが好ましく、置換または無置換の炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましく、無置換の炭素数1〜3のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基、エチレン基であることがさらに好ましい。このような炭化水素基を採用することにより、より低粘度で低揮発性を有する光硬化性組成物とすることが可能になる。
2は分子量15以上の芳香族基を有さない置換基を表し、Y2の分子量の上限は150以下であることが好ましい。Y2としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基などの炭素数1〜6のアルキル基、フロロ基、クロロ基、ブロモ基などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、シクロヘキシルオキシ基などの炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基が好ましい例として挙げられる。
n2は、1〜2の整数であることが好ましい。n2が1の場合、置換基Yはパラ位にあるのが好ましい。また、粘度の観点から、n2が2のときは、X2は単結合もしくは炭素数1の炭化水素基が好ましい。 Compound represented by general formula (IV)
Figure 2012231072
In the general formula (IV), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom. X 2 is a single bond or a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a linking group containing a hetero atom in the chain. Y 2 represents a substituent having a molecular weight of 15 or more aromatic groups, n2 represents an integer of 1 to 3.
R 1 has the same meaning as R 1 in the formula, the preferred range is also the same.
When X 2 is a hydrocarbon group, it is preferably a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and an unsubstituted carbon number. It is more preferably an alkylene group of 1 to 3, more preferably a methylene group or an ethylene group. By employing such a hydrocarbon group, a photocurable composition having a lower viscosity and lower volatility can be obtained.
Y 2 represents a substituent having no aromatic group having a molecular weight of 15 or more, and the upper limit of the molecular weight of Y 2 is preferably 150 or less. Y 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group or a cyclohexyl group, a halogen atom such as a fluoro group, a chloro group or a bromo group, a methoxy group or an ethoxy group. Preferred examples include C1-C6 alkoxy groups such as cyclohexyloxy group, and cyano groups.
n2 is preferably an integer of 1 to 2. When n2 is 1, the substituent Y is preferably in the para position. From the viewpoint of viscosity, when n2 is 2, X 2 is preferably a single bond or a hydrocarbon group having 1 carbon atom.

低粘度と低揮発性の両立という観点から、一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物の分子量は175〜250であることが好ましく、185〜245であることがより好ましい。
また、一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物の25℃における粘度が50mPa・s以下であることが好ましく、20mPa・s以下であることがより好ましい。
一般式(IV)で表される化合物は、反応希釈剤としても好ましく用いることができる。
From the viewpoint of achieving both low viscosity and low volatility, the molecular weight of the (meth) acrylate compound represented by the general formula (IV) is preferably 175 to 250, and more preferably 185 to 245.
Moreover, it is preferable that the viscosity in 25 degreeC of the (meth) acrylate compound represented by general formula (IV) is 50 mPa * s or less, and it is more preferable that it is 20 mPa * s or less.
The compound represented by the general formula (IV) can be preferably used as a reaction diluent.

一般式(IV)で表される化合物の光硬化性組成物中における添加量は、組成物の粘度や硬化後のパターン精度の観点から10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。一方、硬化後のタッキネスや力学強度の観点からは、添加量は95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることが特に好ましい。   The addition amount of the compound represented by the general formula (IV) in the photocurable composition is preferably 10% by mass or more from the viewpoint of the viscosity of the composition or the pattern accuracy after curing, and is 15% by mass or more. More preferably, it is particularly preferably 20% by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of tackiness after curing and mechanical strength, the addition amount is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 85% by mass or less.

以下に、一般式(IV)で表される化合物を例示するが、本発明がこれらに限定されるものではないことは言うまでも無い。

Figure 2012231072
Although the compound represented by general formula (IV) is illustrated below, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these.
Figure 2012231072

一般式(V)で表される化合物

Figure 2012231072
(一般式(V)中、R1は水素原子、アルキル基またはハロゲン原子を表し、X3は単結合、または、炭化水素基であり、該炭化水素基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。Y3は芳香族基を有する置換基を表し、n3は1〜3の整数を表す。)
1は、上記一般式のR1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
3は、芳香族基を有する置換基を表し、芳香族基を有する置換基としては芳香族基が単結合、あるいは連結基を介して一般式(V)の芳香環に結合している様態が好ましい。連結基としては、アルキレン基、ヘテロ原子を有する連結基(好ましくは−O−、−S−、−C(=O)O−、)あるいはこれらの組み合わせが好ましい例として挙げられ、アルキレン基または−O−ならびにこれらの組み合わせからなる基がより好ましい。芳香族基を有する置換基としてはフェニル基を有する置換基であることが好ましい。フェニル基が単結合または上記連結基を介して結合している様態が好ましく、フェニル基、ベンジル基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、フェニルチオ基が特に好ましい。Y3の分子量は好ましくは、230〜350である。
n3は、好ましくは、1または2であり、より好ましくは1である。 Compound represented by general formula (V)
Figure 2012231072
(In the general formula (V), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, X 3 is a single bond or a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group contains a hetero atom in the chain. may contain a linking group .Y 3 represents a substituent having an aromatic group, n3 is an integer of 1-3.)
R 1 has the same meaning as R 1 in the formula, the preferred range is also the same.
Y 3 represents a substituent having an aromatic group. As the substituent having an aromatic group, the aromatic group is bonded to the aromatic ring of the general formula (V) through a single bond or a linking group. Is preferred. Preferred examples of the linking group include an alkylene group, a linking group having a hetero atom (preferably —O—, —S—, —C (═O) O—, or a combination thereof), and an alkylene group or — A group consisting of O- and combinations thereof is more preferred. The substituent having an aromatic group is preferably a substituent having a phenyl group. A mode in which the phenyl group is bonded through a single bond or the above linking group is preferable, and a phenyl group, a benzyl group, a phenoxy group, a benzyloxy group, and a phenylthio group are particularly preferable. The molecular weight of Y 3 is preferably 230 to 350.
n3 is preferably 1 or 2, more preferably 1.

一般式(V)で表される化合物の、本発明で用いる光硬化性組成物中における添加量は、10質量%以上であることが好ましく、20質量以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。一方、硬化後のタッキネスや力学強度の観点からは、添加量は90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが特に好ましい。   The addition amount of the compound represented by the general formula (V) in the photocurable composition used in the present invention is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and 30% by mass. The above is particularly preferable. On the other hand, from the viewpoint of tackiness after curing and mechanical strength, the addition amount is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 70% by mass or less.

以下に、一般式(V)で表される化合物を例示するが、本発明がこれらに限定されるものではないことは言うまでも無い。

Figure 2012231072
Although the compound represented by general formula (V) is illustrated below, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these.
Figure 2012231072

一般式(II)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物

Figure 2012231072
式中Ar2は芳香族基を有するn価の連結基を表し、好ましくはフェニレン基を有する連結基である。X1、R1は前述と同義である。nは1〜3を表し、好ましくは1である。 Polyfunctional (meth) acrylate compound represented by general formula (II)
Figure 2012231072
In the formula, Ar 2 represents an n-valent linking group having an aromatic group, and preferably a linking group having a phenylene group. X 1 and R 1 are as defined above. n represents 1-3, and is preferably 1.

一般式(II)で表される化合物は一般式(VI)または(VII)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(VI)で表される化合物

Figure 2012231072
(一般式(VI)中、X6は(n6+1)価の連結基であり、R1は、それぞれ、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子である。R2およびR3は、それぞれ、置換基であり、n4およびn5は、それぞれ、0〜4の整数である。n6は1または2であり、X4およびX5は、それぞれ、炭化水素基であり、該炭化水素基は、その鎖中にヘテロ原子を含む連結基を含んでいてもよい。) The compound represented by the general formula (II) is preferably a compound represented by the general formula (VI) or (VII).
Compound represented by general formula (VI)
Figure 2012231072
(In General Formula (VI), X 6 is a (n6 + 1) -valent linking group, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a halogen atom. R 2 and R 3 are each a substituent. There, n4 and n5 are each an integer of 0 to 4 .N6 is 1 or 2, X 4 and X 5 are each a hydrocarbon group, the hydrocarbon group in the chain (It may contain a linking group containing a hetero atom.)

6は、単結合または(n6+1)価の連結基を表し、好ましくは、アルキレン基、−O−、−S−、−C(=O)O−、およびこれらのうちの複数が組み合わさった連結基である。アルキレン基は、炭素数1〜8のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。また、無置換のアルキレン基が好ましい。
n6は、好ましくは1である。n6が2のとき、複数存在する、R1、X5、R2は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていても良い。
4およびX5は、は、それぞれ、連結基を含まないアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基であり、最も好ましくはメチレン基である。
1は、上記一般式のR1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
2およびR3は、それぞれ、置換基を表し、好ましくは、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基である。アルキル基としては、炭素数1〜8のアルキル基が好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示され、フッ素原子が好ましい。アルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましい。アシル基としては、炭素数1〜8のアシル基が好ましい。アシルオキシ基としては、炭素数1〜8のアシルオキシ基が好ましい。アルコキシカルボニル基としては、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基が好ましい。
n4およびn5は、それぞれ、0〜4の整数であり、n4またはn5が2以上のとき、複数存在するR2およびR3は、それぞれ、同一でも異なっていても良い。
X 6 represents a single bond or a (n6 + 1) -valent linking group, and preferably an alkylene group, —O—, —S—, —C (═O) O—, or a combination thereof. It is a linking group. The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. An unsubstituted alkylene group is preferred.
n6 is preferably 1. When n6 is 2, a plurality of R 1 , X 5 , and R 2 may be the same or different.
X 4 and X 5 are each preferably an alkylene group containing no linking group, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, A methylene group is preferred.
R 1 has the same meaning as R 1 in the formula, the preferred range is also the same.
R 2 and R 3 each represent a substituent, preferably an alkyl group, a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, or a nitro group. As an alkyl group, a C1-C8 alkyl group is preferable. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable. As an alkoxy group, a C1-C8 alkoxy group is preferable. As the acyl group, an acyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. As the acyloxy group, an acyloxy group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. As an alkoxycarbonyl group, a C1-C8 alkoxycarbonyl group is preferable.
n4 and n5 are each an integer of 0 to 4, when n4 or n5 is 2 or more, R 2 and R 3 existing in plural numbers, respectively, may be the same or different.

一般式(VI)で表される化合物は、下記一般式(VIII)で表される化合物が好ましい。

Figure 2012231072
(X6は、アルキレン基、−O−、−S−および、これらのうちの複数が組み合わさった連結基であり、R1は、それぞれ、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子である。)
1は、上記一般式のR1と同義であり、好ましい範囲も同義である。
6がアルキレン基である場合、炭素数1〜8のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基である。また、無置換のアルキレン基が好ましい。
6としては、−CH2−、−CH2CH2−、−O−、−S−が好ましい。 The compound represented by the general formula (VI) is preferably a compound represented by the following general formula (VIII).
Figure 2012231072
(X 6 is an alkylene group, —O—, —S—, or a linking group in which a plurality of these are combined, and R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a halogen atom, respectively.)
R 1 has the same meaning as R 1 in the formula, the preferred range is also the same.
When X < 6 > is an alkylene group, a C1-C8 alkylene group is preferable, More preferably, it is a C1-C3 alkylene group. An unsubstituted alkylene group is preferred.
The X 6, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - O -, - S- it is preferred.

本発明に用いられる光硬化性組成物中における一般式(VI)で表される化合物の含有量は、特に制限はないが、光硬化性組成物粘度の観点から、全重合性化合物中、1〜100質量%が好ましく、5〜70質量%がさらに好ましく、10〜50質量%が特に好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in content of the compound represented by general formula (VI) in the photocurable composition used for this invention, From a viewpoint of a photocurable composition viscosity, in all polymerizable compounds, 1 -100 mass% is preferable, 5-70 mass% is more preferable, 10-50 mass% is especially preferable.

以下に、一般式(VI)で表される化合物を例示するが、本発明がこれらに限定されるものではないことは言うまでも無い。下記式中におけるR1はそれぞれ、一般式(VI)におけるR1と同義であり、好ましい範囲も同義であり、特に好ましくは水素原子である。

Figure 2012231072
Although the compound represented by general formula (VI) is illustrated below, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these. R 1 in the following formula has the same meaning as R 1 in the general formula (VI), and the preferred range is also the same, and particularly preferably a hydrogen atom.
Figure 2012231072

下記一般式(VIII)で表される重合性化合物

Figure 2012231072
(式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Xは単結合または有機連結基を表し、R1は水素原子またはメチル基を表し、nは2または3を表す。) The polymerizable compound represented by the following general formula (VIII)
Figure 2012231072
(In the formula, Ar represents an arylene group which may have a substituent, X represents a single bond or an organic linking group, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n represents 2 or 3. )

一般式中、前記アリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基などの炭化水素系アリーレン基;インドール、カルバゾールなどが連結基となったヘテロアリーレン基などが挙げられ、好ましくは炭化水素系アリーレン基であり、さらに好ましくは粘度、エッチング耐性の観点からフェニレン基である。前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、スルホンアミド基が挙げられる。   In the general formula, the arylene group includes a hydrocarbon-based arylene group such as a phenylene group and a naphthylene group; a heteroarylene group in which indole, carbazole and the like are linked groups, preferably a hydrocarbon-based arylene group, More preferred is a phenylene group from the viewpoint of viscosity and etching resistance. The arylene group may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, and a sulfonamide group.

前記Xの有機連結基としては、鎖中にヘテロ原子を含んでいてもよいアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基が挙げられる。その中でも、アルキレン基、オキシアルキレン基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。前記Xとしては、単結合またはアルキレン基であることが特に好ましい。   Examples of the organic linking group for X include an alkylene group, an arylene group, and an aralkylene group, which may contain a hetero atom in the chain. Among these, an alkylene group and an oxyalkylene group are preferable, and an alkylene group is more preferable. X is particularly preferably a single bond or an alkylene group.

前記R1は水素原子またはメチル基であり、好ましくは水素原子である。
nは2または3であり、好ましくは2である。
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
n is 2 or 3, preferably 2.

前記重合性化合物(VIII)が下記一般式(I−a)または(I−b)で表される重合性化合物であることが、組成物粘度を低下させる観点から好ましい。   The polymerizable compound (VIII) is preferably a polymerizable compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib) from the viewpoint of reducing the composition viscosity.

Figure 2012231072
(式中、X1、X2は、それぞれ独立に単結合または炭素数1〜3の置換基を有していてもよいアルキレン基を表し、R1は水素原子またはメチル基を表す。)
Figure 2012231072
(In formula, X < 1 >, X < 2 > represents the alkylene group which may have a single bond or a C1-C3 substituent each independently, and R < 1 > represents a hydrogen atom or a methyl group.)

前記一般式(I−a)中、前記X1は、単結合またはメチレン基であることが好ましく、メチレン基であることが粘度低減の観点からより好ましい。
前記X2の好ましい範囲は、前記X1の好ましい範囲と同様である。
前記R1は一般式におけるとR1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
In the general formula (Ia), X 1 is preferably a single bond or a methylene group, and more preferably a methylene group from the viewpoint of viscosity reduction.
The preferable range of X 2 is the same as the preferable range of X 1 .
Wherein R 1 is as in formula and R 1 synonymous, and preferred ranges are also the same.

前記重合性化合物は25℃において液体であると、添加量を増やした際にも異物の発生が抑制でき好ましい。   When the polymerizable compound is liquid at 25 ° C., it is preferable that generation of foreign matters can be suppressed even when the addition amount is increased.

一般式(VIII)で表される重合性化合物の具体例を示す。R1は一般式におけるとR1と同義であり、水素原子またはメチル基を表す。なお、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。

Figure 2012231072
Specific examples of the polymerizable compound represented by formula (VIII) are shown. R 1 is as in formula and R 1 synonymous represents a hydrogen atom or a methyl group. The present invention is not limited to these specific examples.
Figure 2012231072

以下に、本発明で用いる光硬化性組成物で用いられる芳香族基を有する重合性化合物のさらに好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
前記芳香族基を有する重合性化合物としては、無置換または芳香環上に置換基を有しているベンジル(メタ)アクリレート、無置換または芳香環上に置換基を有しているフェネチル(メタ)アクリレート、無置換または芳香環上に置換基を有しているフェノキシエチル(メタ)アクリレート、無置換または芳香環上に置換基を有している1−または2−ナフチル(メタ)アクリレート、無置換または芳香環上に置換基を有している1−または2−ナフチルメチル(メタ)アクリレート、無置換または芳香環上に置換基を有している1−または2−ナフチルエチル(メタ)アクリレート、1−または2−ナフトキシエチル(メタ)アクリレート、レゾルシノールジ(メタ)アクリレート、m−キシリレンジ(メタ)アクリレート、ナフタレンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレートが好ましく、無置換または芳香環上に置換基を有しているベンジルアクリレート、1または2−ナフチルメチルアクリレート、m−キシリレンジアクリレート、がより好ましい。
本発明で用いる光硬化性組成物で用いられる脂環基を有する重合性化合物の好ましい例としてはイソボロニル(メタ)アクリレート、1−または2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレートなどの単官能(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
Although the more preferable specific example of the polymeric compound which has an aromatic group used with the photocurable composition used by this invention below is given, this invention is not limited to these.
Examples of the polymerizable compound having an aromatic group include benzyl (meth) acrylate which is unsubstituted or has a substituent on an aromatic ring, and phenethyl (meth) which is unsubstituted or has a substituent on an aromatic ring. Acrylate, unsubstituted or substituted phenoxyethyl (meth) acrylate on the aromatic ring, unsubstituted 1- or 2-naphthyl (meth) acrylate, unsubstituted or substituted on the aromatic ring, unsubstituted Or 1- or 2-naphthylmethyl (meth) acrylate having a substituent on the aromatic ring, 1- or 2-naphthylethyl (meth) acrylate having no substituent or a substituent on the aromatic ring, 1- or 2-naphthoxyethyl (meth) acrylate, resorcinol di (meth) acrylate, m-xylylene di (meth) acrylate, naphthalene Meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate is preferred, benzyl acrylate having a substituent on the unsubstituted or an aromatic ring, 1 or 2-naphthyl methyl acrylate, m- xylylene acrylate, are more preferred.
Preferred examples of the polymerizable compound having an alicyclic group used in the photocurable composition used in the present invention include isoboronyl (meth) acrylate, 1- or 2-adamantyl (meth) acrylate, 2-alkyl-2-adamantyl ( Monofunctional (meth) acrylates such as (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, 1,3-adamantandi Polyfunctional (meth) acrylates, such as (meth) acrylate, are mentioned.

また、本発明では、モールドとの剥離性を向上させる目的で、炭素−炭素多重結合と、フッ素原子とシリコン原子のうち少なくとも一方を有する化合物を含有することが好ましい。本発明では、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)Si−H結合を有する化合物および(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の1種以上が、該化合物に該当してもよいし、該化合物とは別に、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物、炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物および、炭素−炭素多重結合と、フッ素原子およびシリコン原子の両方を有する化合物の少なくとも1種を含んでいても良いが(A)成分が該当していることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable to contain the compound which has a carbon-carbon multiple bond and at least one among a fluorine atom and a silicon atom for the purpose of improving peelability from a mold. In the present invention, one or more of (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si-H bond, and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si-H bond, In addition to the compound, a compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom, a compound having a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom, a carbon-carbon multiple bond, a fluorine atom, and Although it may contain at least one compound having both silicon atoms, component (A) is preferably applicable.

本発明における炭素−炭素多重結合と、フッ素原子および/またはシリコン原子とを有する化合物は、フッ素原子、シリコン原子、または、フッ素原子とシリコン原子の両方を有する基を少なくとも1つと、重合性官能基を少なくとも1つ有する化合物である。重合性官能基としては(メタ)アクリロイル基、ビニルエーテル基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。   The compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom and / or a silicon atom in the present invention comprises at least one fluorine atom, a silicon atom, or a group having both a fluorine atom and a silicon atom, and a polymerizable functional group. Is a compound having at least one of As the polymerizable functional group, a (meth) acryloyl group and a vinyl ether group are preferable, and a (meth) acryloyl group is more preferable.

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子および/またはシリコン原子とを有する化合物は、低分子化合物でもポリマーでもよい。   The compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom and / or a silicon atom may be a low molecular compound or a polymer.

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子および/またはシリコン原子とを有する化合物がポリマーである場合、前記フッ素原子とシリコン原子のうち少なくとも一方を有する繰り返し単位と、共重合成分として側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を有していてもよい。また、前記フッ素原子とシリコン原子のうち少なくとも一方を有する繰り返し単位が、その側鎖、特に、末端に重合性基を有していてもよい。この場合、前記フッ素原子とシリコン原子のうち少なくとも一方を有する繰り返し単位の骨格については、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、例えばエチレン性不飽和結合含基由来の骨格を有していることが好ましく、(メタ)アクリレート骨格を有している態様がより好ましい。また、シリコン原子を有する繰り返し単位は、シロキサン構造(例えばジメチルシロキサン構造)などのように、シリコン原子自体が繰り返し単位を形成していてもよい。重量平均分子量は2000〜100000が好ましく3000〜70000であることがより好ましく、5000〜40000であることが特に好ましい。   When the compound having the carbon-carbon multiple bond and the fluorine atom and / or the silicon atom is a polymer, the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom and the side chain as a copolymerization component are polymerizable. It may have a repeating unit having a group. Further, the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom may have a polymerizable group at its side chain, particularly at the terminal. In this case, the skeleton of the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom is not particularly limited as long as it does not contradict the gist of the present invention. For example, it has a skeleton derived from an ethylenically unsaturated bond-containing group. It is preferable to have a (meth) acrylate skeleton. Moreover, the repeating unit which has a silicon atom may form the repeating unit by the silicon atom itself like a siloxane structure (for example, dimethylsiloxane structure). The weight average molecular weight is preferably 2000-100000, more preferably 3000-70000, and particularly preferably 5000-40000.

本発明のインプリント用硬化性組成物中における炭素−炭素多重結合と、フッ素原子および/またはシリコン原子とを有する化合物の含有量は、特に制限はないが、硬化性向上の観点や、組成物の低粘度化の観点から、全重合性化合物中、0.1〜20質量%が好ましく、0.2〜15質量%がより好ましく、0.5〜10質量%がさらに好ましく、0.5〜5質量%が特に好ましい。
本発明では特に、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物(フッ素原子およびシリコン原子の両方を有する化合物を含む)が、全重合性化合物中、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%がより好ましいい。また、炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物(フッ素原子およびシリコン原子の両方を有する化合物を含む)が、全重合性化合物中、1〜50質量%であることが好ましく、5〜45質量%であることがより好ましい。
The content of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom and / or a silicon atom in the curable composition for imprints of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of lowering the viscosity, the total polymerizable compound is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 15% by mass, further preferably 0.5 to 10% by mass, and 0.5 to 5% by mass is particularly preferred.
In the present invention, the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom (including a compound having both a fluorine atom and a silicon atom) is preferably 0.1 to 10% by mass in the total polymerizable compound. 0.5 to 5% by mass is more preferable. Further, the compound having a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom (including a compound having both a fluorine atom and a silicon atom) is preferably 1 to 50% by mass in the total polymerizable compound, and 5 to 45% by mass. % Is more preferable.

炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物
炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物が有するフッ素原子を有する基としては、フロロアルキル基およびフロロアルキルエーテル基から選ばれる含フッ素基が好ましい。
前記フロロアルキル基としては、炭素数が2〜20のフロロアルキル基が好ましく、4〜8のフロロアルキル基より好ましい。好ましいフロロアルキル基としては、トリフロロメチル基、ペンタフロロエチル基、ヘプタフロロプロピル基、ヘキサフロロイソプロピル基、ノナフロロブチル基、トリデカフロロヘキシル基、ヘプタデカフロロオクチル基が挙げられる。
Compound having carbon-carbon multiple bond and fluorine atom The group having a fluorine atom contained in the compound having carbon-carbon multiple bond and fluorine atom is preferably a fluorine-containing group selected from a fluoroalkyl group and a fluoroalkyl ether group.
As said fluoroalkyl group, a C2-C20 fluoroalkyl group is preferable and a 4-8 fluoroalkyl group is more preferable. Preferable fluoroalkyl groups include trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, hexafluoroisopropyl group, nonafluorobutyl group, tridecafluorohexyl group, and heptadecafluorooctyl group.

本発明では、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物が、トリフロロメチル基構造を有する炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物であることが好ましい。トリフロロメチル基構造を有することで、少ない添加量(例えば、10質量%以下)でも本発明の効果が発現するため、他の成分との相溶性が向上し、ドライエッチング後のラインエッジラフネスが向上する上、繰り返しパターン形成性が向上する。   In the present invention, the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom is preferably a compound having a carbon-carbon multiple bond having a trifluoromethyl group structure and a fluorine atom. By having a trifluoromethyl group structure, the effects of the present invention are exhibited even with a small addition amount (for example, 10% by mass or less), so that compatibility with other components is improved, and line edge roughness after dry etching is improved. In addition to the improvement, the repeat pattern formability is improved.

前記フロロアルキルエーテル基としては、前記フロロアルキル基の場合と同様に、トリフロロメチル基を有しているものが好ましく、パーフロロエチレンオキシ基、パーフロロプロピレンオキシ基を含有するものが好ましい。−(CF(CF3)CF2O)−などのトリフロロメチル基を有するフロロアルキルエーテルユニットおよび/またはフロロアルキルエーテル基の末端にトリフロロメチル基を有するものが好ましい。 As in the case of the fluoroalkyl group, the fluoroalkyl ether group preferably has a trifluoromethyl group, and preferably contains a perfluoroethyleneoxy group or a perfluoropropyleneoxy group. A fluoroalkyl ether unit having a trifluoromethyl group such as — (CF (CF 3 ) CF 2 O) — and / or a trifluoromethyl ether group having a trifluoromethyl group at the terminal thereof are preferred.

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子を有する化合物が有する全フッ素原子の数は、1分子当たり、6〜60個が好ましく、より好ましくは9〜40個、さらに好ましくは12〜40個、特に好ましくは12〜20個である。   The number of total fluorine atoms contained in the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom is preferably 6 to 60, more preferably 9 to 40, and still more preferably 12 to 40, particularly per molecule. The number is preferably 12-20.

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子を有する化合物は、下記に定義するフッ素含有率が20〜60%のフッ素原子を有する。かかる化合物がモノマーである場合、フッ素含有率が20〜60%であることが好ましく、さらに好ましくは35〜60%である。かかる化合物が重合性基を有するポリマーの場合、フッ素含有率がより好ましくは20〜50%であり、さらに好ましくは20〜40%である。フッ素含有率を適性範囲とすることで他成分との相溶性に優れ、モールド汚れを低減でき且つ、ドライエッチング後のラインエッジラフネスが向上する上、繰り返しパターン形成性が向上する。本明細書中において、前記フッ素含有率は下記式で表される。   The compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom has a fluorine atom having a fluorine content of 20 to 60% as defined below. When such a compound is a monomer, the fluorine content is preferably 20 to 60%, more preferably 35 to 60%. When such a compound is a polymer having a polymerizable group, the fluorine content is more preferably 20 to 50%, still more preferably 20 to 40%. By adjusting the fluorine content to an appropriate range, compatibility with other components is excellent, mold contamination can be reduced, line edge roughness after dry etching is improved, and repeat pattern formation is improved. In the present specification, the fluorine content is represented by the following formula.

Figure 2012231072
Figure 2012231072

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子を有する化合物のフッ素原子を有する基の好ましい一例として、下記一般式(I)で表される部分構造を有する化合物が挙げられる。このような部分構造を有する化合物を採用することにより、繰り返しパターン転写を行ってもパターン形成性に優れ、かつ、組成物の経時安定性が良好となる。   Preferable examples of the group having a fluorine atom of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom include a compound having a partial structure represented by the following general formula (I). By adopting a compound having such a partial structure, the pattern forming property is excellent even when repeated pattern transfer is performed, and the temporal stability of the composition is improved.

一般式(I)

Figure 2012231072
一般式(I)中、nは1〜8の整数を表し、好ましくは4〜6の整数である。 Formula (I)
Figure 2012231072
In general formula (I), n represents an integer of 1 to 8, preferably an integer of 4 to 6.

前記炭素−炭素多重結合と、フッ素原子を有する化合物の好ましい他の一例として、下記一般式(II)で表される部分構造を有する化合物が挙げられる。もちろん、一般式(I)で表される部分構造と、一般式(II)で表される部分構造の両方を有していてもよい。   Another preferred example of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom is a compound having a partial structure represented by the following general formula (II). Of course, you may have both the partial structure represented by general formula (I), and the partial structure represented by general formula (II).

一般式(II)

Figure 2012231072
一般式(II)中、L1は単結合または炭素数1〜8のアルキレン基を表し、L2は炭素数1〜8のアルキレン基を表し、m1およびm2はそれぞれ、0または1を表し、m1およびm2の少なくとも一方は1である。m3は1〜3の整数を表し、pは1〜8の整数を表し、m3が2以上のとき、それぞれの、−Cp2p+1は同一であってもよいし異なっていてもよい。
前記L1およびL2は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキレン基であることが好ましい。また、前記アルキレン基は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において置換基を有していてもよい。前記m3は、好ましくは1または2である。前記pは4〜6の整数が好ましい。 Formula (II)
Figure 2012231072
In the general formula (II), L 1 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, L 2 represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, m1 and m2 each represents 0 or 1, At least one of m1 and m2 is 1. m3 represents an integer of 1 to 3, p represents an integer of 1 to 8, and when m3 is 2 or more, each -C p F 2p + 1 may be the same or different. .
L 1 and L 2 are each preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Further, the alkylene group may have a substituent within a range not departing from the gist of the present invention. The m3 is preferably 1 or 2. The p is preferably an integer of 4-6.

以下に、本発明で用いる光硬化性組成物で用いられる前記炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom used in the photocurable composition used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.

前記炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物としては、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、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフッ素原子を有する単官能重合性化合物が挙げられる。また、前記炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物としては、2,2,3,3,4,4−ヘキサフロロペンタンジ(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフロロヘキサンジ(メタ)アクリレートなどのフロロアルキレン基を有するジ(メタ)アクリレートを有する2以上の重合性官能基を有する多官能重合性化合物も好ましい例として挙げられる。
また、含フッ素基、例えばフロロアルキル基、フロロアルキルエーテル基を1分子中に2つ以上有する化合物も好ましく用いることができる。
フロロアルキル基、フロロアルキルエーテル基を1分子中に2つ以上有する化合物として好ましくは下記一般式(III)で表される重合性化合物である。

Figure 2012231072
(一般式(III)中、R1は水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基を表し、水素原子またはアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
Aは(a1+a2)価の連結基を表し、好ましくはアルキレン基および/またはアリーレン基を有する連結基であり、さらにヘテロ原子を含む連結基を含有していても良い。ヘテロ原子を有する連結基としては−O−、−C(=O)O−、−S−、−C(=O)−が挙げられる。これらの基は本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において置換基を有していても良いが、有していない方が好ましい。Aは、炭素数2〜50であることが好ましく、炭素数4〜15であることがより好ましい。
a1は1〜6の整数を表し、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1または2である。
a2は2〜6の整数を表し、好ましくは2または3、さらに好ましくは2である。
2およびR3はそれぞれ単結合または炭素数1〜8のアルキレン基を表す。m1およびm2はそれぞれ、0または1を表し、m3は1〜3の整数を表す。)
a1が2以上のとき、それぞれのAは同一であってもよいし、異なっていても良い。
a2が2以上のとき、それぞれのR2、R3、m1、m2、m3は同一であっても良いし、異なっていても良い。
Rfはフロロアルキル基、フロロアルキルエーテル基を表し、好ましくは炭素数1〜8のフロロアルキル基、炭素数3〜20のフロロアルキルエーテル基である。
炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物がポリマーの場合、前記炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物を繰り返し単位として含有するポリマーが好ましい。 Examples of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom include trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, (perfluorobutyl) ethyl (meth) acrylate, perfluorobutyl-hydroxypropyl (meta Fluorine atoms such as) acrylate, (perfluorohexyl) ethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, hexafluoropropyl (meth) acrylate, etc. And monofunctional polymerizable compounds. Examples of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom include 2,2,3,3,4,4-hexafluoropentanedi (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4, A polyfunctional polymerizable compound having two or more polymerizable functional groups having a di (meth) acrylate having a fluoroalkylene group such as 5,5-octafluorohexane di (meth) acrylate is also preferred.
A compound having two or more fluorine-containing groups such as a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group in one molecule can also be preferably used.
A compound having two or more fluoroalkyl groups or fluoroalkyl ether groups in one molecule is preferably a polymerizable compound represented by the following general formula (III).
Figure 2012231072
(In the general formula (III), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom or a cyano group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably a hydrogen atom. .
A represents a (a1 + a2) -valent linking group, preferably a linking group having an alkylene group and / or an arylene group, and may further contain a linking group containing a hetero atom. Examples of the linking group having a hetero atom include —O—, —C (═O) O—, —S—, and —C (═O) —. These groups may have a substituent within a range not departing from the gist of the present invention, but preferably do not have a substituent. A preferably has 2 to 50 carbon atoms, and more preferably 4 to 15 carbon atoms.
a1 represents an integer of 1 to 6, preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
a2 represents an integer of 2 to 6, preferably 2 or 3, and more preferably 2.
R 2 and R 3 each represent a single bond or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. m1 and m2 each represents 0 or 1, and m3 represents an integer of 1 to 3. )
When a1 is 2 or more, each A may be the same or different.
When a2 is 2 or more, each R 2 , R 3 , m1, m2, m3 may be the same or different.
Rf represents a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group, preferably a fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a fluoroalkyl ether group having 3 to 20 carbon atoms.
When the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom is a polymer, a polymer containing the compound having the carbon-carbon multiple bond and the fluorine atom as a repeating unit is preferable.

以下に、本発明で用いる光硬化性組成物で用いられる炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。下記式中におけるR1はそれぞれ、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子およびシアノ基のいずれかである。 Specific examples of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom used in the photocurable composition used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto. R 1 in the following formula is each a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, or a cyano group.

Figure 2012231072
Figure 2012231072

炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物
前記炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物が有するシリコン原子を有する官能基としては、トリアルキルシリル基、鎖状シロキサン構造、環状シロキサン構造、籠状シロキサン構造などが挙げられ、他の成分との相溶性、モールド剥離性の観点から、トリメチルシリル基またはジメチルシロキサン構造を有する官能基が好ましい。
Compound having a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom The functional group having a silicon atom in the compound having a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom includes a trialkylsilyl group, a chain siloxane structure, a cyclic siloxane structure, and a cage shape. Examples thereof include a siloxane structure. From the viewpoint of compatibility with other components and mold releasability, a functional group having a trimethylsilyl group or a dimethylsiloxane structure is preferable.

シリコン原子を有する重合性化合物としては3−トリス(トリメチルシリルオキシ)シリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロキシメチルビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、(メタ)アクリロイル基を末端あるいは側鎖に有するポリシロキサン(例えば信越化学工業社製X−22−164シリーズ、X−22−174DX、X−22−2426、X−22−2475)などが挙げられる
また、後述するシランカップリング剤の例示の中で、炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物に該当するものも採用することができる。
Examples of polymerizable compounds having silicon atoms include 3-tris (trimethylsilyloxy) silylpropyl (meth) acrylate, trimethylsilylethyl (meth) acrylate, (meth) acryloxymethylbis (trimethylsiloxy) methylsilane, and (meth) acryloxymethyltris. (Trimethylsiloxy) silane, 3- (meth) acryloxypropylbis (trimethylsiloxy) methylsilane, polysiloxane having a (meth) acryloyl group at the terminal or side chain (for example, X-22-164 series manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., X -22-174DX, X-22-2426, X-22-2475), etc. Among the examples of silane coupling agents described later, those corresponding to compounds having carbon-carbon multiple bonds and silicon atoms Also adopt You can.

(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物
本発明で用いる、(B)Si−H結合を有する化合物としては、分子内にSi−H結合を1個以上有する化合物であり、分子内にSi−H結合を2個以上有する化合物が好ましく、より好ましくは分子内にSi−H結合を2〜10個有する化合物である。
本発明で用いられる(B)Si−H結合を有する化合物は、本発明のインプリント用硬化性組成物に含まれる全重合性成分のうち、0.5〜30質量%であることが好ましく、3〜20質量%であることがより好ましい。
本発明で用いられる(B)Si−H結合を有する化合物は、−SiH(Me2)構造を有することが好ましい。このような構造を有することにより、組成物の経時安定性がより良好となる。
(B)Si−H結合を有する化合物は、また、芳香族基を有することが好ましく、ベンゼン環を有することがより好ましい。
(B)Si−H結合を有する化合物は、炭素原子、水素原子、酸素原子およびシリコン原子から構成されることが好ましい。
Si−H結合を有する化合物(B)はポリマー化合物でも非ポリマー化合物でもよいが、非ポリマー化合物であることが好ましい。硬化性組成物を基材へ設置した際の揮発を抑制するために、(B)Si−H結合を有する化合物の1気圧における沸点は200℃以上が好ましい。
このような非ポリマー化合物の分子量は、100〜1500が好ましく、200〜1000がより好ましく、200〜500が更に好ましいい。ポリマー化合物の重量平均分子量は、200〜1500が好ましく、300〜1000がより好ましい。分子量を適切な範囲とすることで、基材へ設置した際の揮発を抑制できるとともに活性種の運動性が維持できるため、硬化性が良好である。
(B) Compound having Si-H bond with molecular weight of 1500 or less (B) The compound having Si-H bond used in the present invention is a compound having one or more Si-H bonds in the molecule. A compound having 2 or more Si—H bonds is preferable, and a compound having 2 to 10 Si—H bonds in the molecule is more preferable.
The compound having (B) Si—H bond used in the present invention is preferably 0.5 to 30% by mass among all polymerizable components contained in the curable composition for imprints of the present invention, It is more preferable that it is 3-20 mass%.
The compound (B) having a Si—H bond used in the present invention preferably has a —SiH (Me 2 ) structure. By having such a structure, the temporal stability of the composition becomes better.
(B) The compound having a Si—H bond preferably has an aromatic group, and more preferably has a benzene ring.
(B) The compound having a Si—H bond is preferably composed of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom and a silicon atom.
The compound (B) having a Si—H bond may be a polymer compound or a non-polymer compound, but is preferably a non-polymer compound. In order to suppress volatilization when the curable composition is placed on the substrate, the boiling point at 1 atm of the compound having (B) Si—H bond is preferably 200 ° C. or more.
The molecular weight of such a non-polymer compound is preferably 100-1500, more preferably 200-1000, and even more preferably 200-500. 200-1500 are preferable and, as for the weight average molecular weight of a polymer compound, 300-1000 are more preferable. By setting the molecular weight to an appropriate range, volatilization when installed on the substrate can be suppressed and the mobility of the active species can be maintained, so that the curability is good.

好ましい非ポリマー化合物としては下記に示す具体例が挙げられる。

Figure 2012231072
Specific examples shown below are preferred as non-polymer compounds.
Figure 2012231072

好ましいポリマー化合物としては下記に示す具体例が挙げられる。

Figure 2012231072
Specific examples shown below are preferred polymer compounds.
Figure 2012231072

上記において、nおよびmはそれぞれ整数である。nは、1〜100が好ましく、3〜20がより好ましい。mは、1〜100が好ましく、3〜20がより好ましい。   In the above, n and m are each an integer. n is preferably 1 to 100, and more preferably 3 to 20. m is preferably 1 to 100, and more preferably 3 to 20.

(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物
本発明では、また、上記(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物および(B)Si−H結合を有する化合物に代えて、または、これらに加えて、(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物を含んでいても良い。
本発明で用いる、(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物としては、分子内にSi−H結合を1個以上有する化合物であり、分子内にSi−H結合を2個以上有する化合物が好ましく、より好ましくは分子内にSi−H結合を2〜10個有する化合物であり、特に好ましくは、分子内にSi−H結合を2〜5個有する化合物である。
本発明で用いられる(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物は、本発明のインプリント用硬化性組成物に含まれる全重合性成分のうち、0.5〜20質量%であることが好ましく、3〜15質量%であることがより好ましい。
本発明で用いられる(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物は、−SiH(Me2)構造を有することが好ましい。このような構造を有することにより、組成物の経時安定性がより良好となる。
(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物は、(メタ)アクリル基、ビニル基(好ましくは、ビニルエステル基、ビニルエーテル基)、アリル基(好ましくは、アリルエステル基、アリルエーテル基)を有する化合物であり、(メタ)アクリル基を有する化合物がより好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基が、アルキレン基を介して、シリコン原子と結合している部分構造を有することが好ましい。この場合のアルキレン基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましい。
(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物は、また、下記で示される部分構造を有することが好ましい。

Figure 2012231072
上記式中、*は他の基と連結する部位であり、好ましくは、アルキレン基と結合する。n1は0〜2の整数であり、n2は1〜3の整数である。但し、n1とn2の合計は3である。
(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物は、炭素原子、水素原子、酸素原子およびシリコン原子から構成されることが好ましい。
また、(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物として芳香族基を含む化合物も好ましい。
(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の分子量は、100〜1500が好ましく、200〜1000がより好ましく、200〜500が更に好ましい。 (AB) Compound having carbon-carbon multiple bond and Si-H bond In the present invention, in place of (A) compound having carbon-carbon multiple bond and (B) compound having Si-H bond, or In addition to these, (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond may be included.
The compound having (AB) carbon-carbon multiple bond and Si—H bond used in the present invention is a compound having one or more Si—H bonds in the molecule, and two Si—H bonds in the molecule. A compound having the above is preferable, more preferably a compound having 2 to 10 Si—H bonds in the molecule, and particularly preferably a compound having 2 to 5 Si—H bonds in the molecule.
The compound having (AB) carbon-carbon multiple bond and Si—H bond used in the present invention is 0.5 to 20% by mass of the total polymerizable component contained in the curable composition for imprints of the present invention. It is preferable that it is 3-15 mass%.
The compound having (AB) carbon-carbon multiple bond and Si—H bond used in the present invention preferably has a —SiH (Me 2 ) structure. By having such a structure, the temporal stability of the composition becomes better.
(AB) A compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond includes (meth) acryl group, vinyl group (preferably vinyl ester group, vinyl ether group), allyl group (preferably allyl ester group, allyl ether). Group), and a compound having a (meth) acryl group is more preferable. The (meth) acryloyloxy group preferably has a partial structure bonded to a silicon atom via an alkylene group. 1-10 are preferable, as for carbon number of the alkylene group in this case, 1-6 are more preferable, and 1-4 are more preferable.
(AB) The compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond preferably has a partial structure shown below.
Figure 2012231072
In the above formula, * is a site linked to another group, preferably bonded to an alkylene group. n1 is an integer of 0 to 2, and n2 is an integer of 1 to 3. However, the sum of n1 and n2 is 3.
(AB) The compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond is preferably composed of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom and a silicon atom.
A compound containing an aromatic group is also preferred as the compound (AB) having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond.
(AB) The molecular weight of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond is preferably 100 to 1500, more preferably 200 to 1000, and still more preferably 200 to 500.

(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の具体例としては以下に示す化合物が挙げられる。本発明がこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。また、これらの中で、(AB1)〜(AB6)がより好ましい。

Figure 2012231072
(AB) Specific examples of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond include the following compounds. Needless to say, the present invention is not limited to these examples. Of these, (AB1) to (AB6) are more preferable.
Figure 2012231072

本発明のインプリント用硬化性組成物における、(B)Si−H結合を有する化合物、ならびに、(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の含有量の合計量は、(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、ならびに、(AB)炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物100重量部に対して、0.1〜100重量部が好ましく、0.3〜50重量部がより好ましく、0.5〜30重量部がさらに好ましく、2〜20重量部が最も好ましい。このような範囲とすることにより、高い硬化性と高い膜強度が両立が可能になる。   In the curable composition for imprints of the present invention, the total content of (B) a compound having a Si—H bond and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond is ( 0.1 to 100 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of A) a compound having a carbon-carbon multiple bond and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond, 50 parts by weight is more preferable, 0.5 to 30 parts by weight is further preferable, and 2 to 20 parts by weight is most preferable. By setting it as such a range, both high curability and high film strength can be achieved.

本発明のインプリント用硬化性組成物の特に好ましい態様は、溶剤を除く成分の60〜98質量%が(メタ)アクリレートであり、Si−H結合を有する化合物の合計量が、溶剤を除く成分の2〜20質量%であり、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物の合計量が、溶剤を除く成分の0.1〜5質量%であり、光重合開始剤が、溶剤を除く成分の0.1〜7質量%である場合である。   A particularly preferred embodiment of the curable composition for imprints of the present invention is a component in which 60 to 98% by mass of the component excluding the solvent is (meth) acrylate, and the total amount of the compound having an Si—H bond is excluded from the solvent. The total amount of the compound having a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom is 0.1 to 5% by mass of the component excluding the solvent, and the photopolymerization initiator is the component excluding the solvent. Of 0.1 to 7% by mass.

(光重合開始剤)
本発明の硬化性組成物には、光重合開始剤が含まれる。白金などの金属触媒を含有する硬化性組成物に比べ硬化性に優れ、高い生産性でパターン形成可能である。本発明に用いられる光重合開始剤は、光照射により上述の重合性化合物を重合する活性種を発生する化合物であればいずれのものでも用いることができる。光重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤が好ましく、ラジカル重合開始剤がより好ましい。また、本発明において、光重合開始剤は複数種を併用してもよい。
(Photopolymerization initiator)
The curable composition of the present invention contains a photopolymerization initiator. Compared with a curable composition containing a metal catalyst such as platinum, it is excellent in curability and can be patterned with high productivity. As the photopolymerization initiator used in the present invention, any compound can be used as long as it is a compound that generates an active species that polymerizes the above-described polymerizable compound by light irradiation. As the photopolymerization initiator, a radical polymerization initiator and a cationic polymerization initiator are preferable, and a radical polymerization initiator is more preferable. In the present invention, a plurality of photopolymerization initiators may be used in combination.

本発明に用いられる光重合開始剤の含有量は、溶剤を除く全組成物中、例えば、0.01〜15質量%であり、好ましくは0.1〜12質量%であり、さらに好ましくは0.2〜7質量%である。2種類以上の光重合開始剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
光重合開始剤の含有量が0.01質量%以上であると、感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度が向上する傾向にあり好ましい。一方、光重合開始剤の含有量を15質量%以下とすると、光透過性、着色性、取り扱い性などが向上する傾向にあり、好ましい。
Content of the photoinitiator used for this invention is 0.01-15 mass% in all the compositions except a solvent, for example, Preferably it is 0.1-12 mass%, More preferably, it is 0. 2 to 7% by mass. When using 2 or more types of photoinitiators, the total amount becomes the said range.
When the content of the photopolymerization initiator is 0.01% by mass or more, the sensitivity (fast curability), resolution, line edge roughness, and coating strength tend to be improved, which is preferable. On the other hand, when the content of the photopolymerization initiator is 15% by mass or less, light transmittance, colorability, handleability and the like tend to be improved, which is preferable.

本発明で使用されるラジカル光重合開始剤としては、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、例えば、特開平2008−105414号公報の段落番号0091に記載のものを好ましく採用することができる。この中でもアセトフェノン系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、オキシムエステル系化合物が硬化感度、吸収特性の観点から好ましい。
アセトフェノン系化合物として好ましくはヒドロキシアセトフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、アミノアセトフェノン系化合物が挙げられる。ヒドロキシアセトフェノン系化合物として好ましくはBASF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)、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)が挙げられる。
ジアルコキシアセトフェノン系化合物として好ましくはBASF社から入手可能な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)が挙げられる。
アミノアセトフェノン系化合物として好ましくはBASF社から入手可能な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)379(EG)(2−ジメチルアミノー2ー(4メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン、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−オンが挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系化合物として好ましくはBASF社から入手可能な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、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)が挙げられる。
オキシムエステル系化合物として好ましくはBASF社から入手可能な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)、Irgacure(登録商標)OXE02(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)が挙げられる。
本発明で使用されるカチオン光重合開始剤としては、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、オキシムスルホネート化合物などが好ましく、4−メチルフェニル[4 −(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフロロフェニル)ボレート(ローデア製 PI2074)、4−メチルフェニル[4 −(2−メチルプロピル)フェニルヨードニウムヘキサフロロフォスフェート(BASF社製IRGACURE250)、IRGACURE PAG103、108、121、203(Ciba社製)などが挙げられる。
As the radical photopolymerization initiator used in the present invention, for example, a commercially available initiator can be used. As these examples, for example, those described in paragraph No. 0091 of JP-A No. 2008-105414 can be preferably used. Among these, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, and oxime ester compounds are preferred from the viewpoints of curing sensitivity and absorption characteristics.
Preferred examples of the acetophenone compound include hydroxyacetophenone compounds, dialkoxyacetophenone compounds, and aminoacetophenone compounds. Irgacure (R) 2959 (1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, preferably available from BASF as a hydroxyacetophenone compound, Irgacure® 184 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone), Irgacure® 500 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzophenone), Darocur® 1173 (2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl) -1-propan-1-one).
The dialkoxyacetophenone compound is preferably Irgacure (registered trademark) 651 (2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one) available from BASF.
As the aminoacetophenone compound, Irgacure (registered trademark) 369 (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1), Irgacure (registered trademark) 379 (available from BASF Corporation) is preferable. EG) (2-dimethylamino-2- (4methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-ylphenyl) butan-1-one, Irgacure® 907 (2-methyl-1 [4- Methylthiophenyl] -2-morpholinopropan-1-one.
As the acylphosphine oxide-based compound, preferably Irgacure (registered trademark) 819 (bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, Irgacure (registered trademark) 1800 (bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, Lucirin TPO (2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide) available from BASF, Lucirin TPO-L (2,4,4) 6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide).
Irgacure (registered trademark) OXE01 (1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -2- (O-benzoyloxime), Irgacure (registered trademark), preferably available from BASF as an oxime ester compound Trademark) OXE02 (ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime).
The cationic photopolymerization initiator used in the present invention is preferably a sulfonium salt compound, an iodonium salt compound, an oxime sulfonate compound, and the like, and 4-methylphenyl [4- (1-methylethyl) phenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl). Examples include borate (PI2074 manufactured by Rhodea), 4-methylphenyl [4- (2-methylpropyl) phenyliodonium hexafluorophosphate (IRGACURE250 manufactured by BASF), IRGACURE PAG103, 108, 121, 203 (manufactured by Ciba). .

なお、本発明において「光」には、紫外、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の領域の波長の光や、電磁波だけでなく、放射線も含まれる。前記放射線には、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、全面露光することも可能である。   In the present invention, “light” includes not only light having a wavelength in the ultraviolet, near-ultraviolet, far-ultraviolet, visible, infrared, etc., and electromagnetic waves but also radiation. Examples of the radiation include microwaves, electron beams, EUV, and X-rays. Laser light such as a 248 nm excimer laser, a 193 nm excimer laser, and a 172 nm excimer laser can also be used. The light may be monochromatic light (single wavelength light) that has passed through an optical filter, or may be light with a plurality of different wavelengths (composite light). The exposure can be multiple exposure, and the entire surface can be exposed after forming a pattern for the purpose of increasing the film strength and etching resistance.

(その他成分)
本発明の硬化性組成物は、上述の重合性化合物および光重合開始剤の他に種々の目的に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤、酸化防止剤、溶剤、ポリマー成分、顔料、染料等その他の成分を含んでいてもよい。本発明の硬化性組成物としては、界面活性剤、並びに、酸化防止剤から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。
(Other ingredients)
The curable composition of the present invention includes a surfactant, an antioxidant, a solvent, and a polymer as long as the effects of the present invention are not impaired according to various purposes in addition to the above-described polymerizable compound and photopolymerization initiator. It may contain other components such as components, pigments and dyes. The curable composition of the present invention preferably contains at least one selected from a surfactant and an antioxidant.

−界面活性剤−
本発明の硬化性組成物には、界面活性剤を含有することが好ましい。本発明に用いられる界面活性剤の含有量は、全組成物中、例えば、0.001〜5質量%であり、好ましくは0.002〜4質量%であり、さらに好ましくは、0.005〜3質量%である。二種類以上の界面活性剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。界面活性剤が組成物中0.001〜5質量%の範囲にあると、塗布の均一性の効果が良好であり、界面活性剤の過多によるモールド転写特性の悪化を招きにくい。
-Surfactant-
The curable composition of the present invention preferably contains a surfactant. The content of the surfactant used in the present invention is, for example, 0.001 to 5% by mass, preferably 0.002 to 4% by mass, and more preferably 0.005 to 5% in the entire composition. 3% by mass. When using 2 or more types of surfactant, the total amount becomes the said range. When the surfactant is in the range of 0.001 to 5% by mass in the composition, the effect of coating uniformity is good, and deterioration of mold transfer characteristics due to excessive surfactant is unlikely to occur.

前記界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤、Si系界面活性剤およびフッ素・Si系界面活性剤の少なくとも一種を含むことが好ましく、フッ素系界面活性剤とSi系界面活性剤との両方または、フッ素・Si系界面活性剤を含むことがより好ましく、フッ素・Si系界面活性剤を含むことが最も好ましい。尚、前記フッ素系界面活性剤およびSi系界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましい。
ここで、“フッ素・Si系界面活性剤”とは、フッ素系界面活性剤およびSi系界面活性剤の両方の要件を併せ持つものをいう。
このような界面活性剤を用いることによって、半導体素子製造用のシリコンウエハや、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基板上に本発明のインプリント用硬化性組成物を塗布したとき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が可能となる。また、モールド凹部のキャビティ内への本発明の組成物の流動性の向上、モールドとレジストとの間の剥離性の向上、レジストと基板間との密着性の向上、組成物の粘度を下げる等が可能になる。特に、本発明のインプリント用硬化性組成物は、前記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。
The surfactant is preferably a nonionic surfactant, and preferably contains at least one of a fluorine-based surfactant, a Si-based surfactant, and a fluorine / Si-based surfactant. It is more preferable to include both a Si-based surfactant or a fluorine / Si-based surfactant, and most preferable to include a fluorine / Si-based surfactant. The fluorine-based surfactant and the Si-based surfactant are preferably nonionic surfactants.
Here, the “fluorine / Si-based surfactant” refers to one having both the requirements of both a fluorine-based surfactant and a Si-based surfactant.
By using such a surfactant, a silicon wafer for manufacturing a semiconductor element, a glass square substrate for manufacturing a liquid crystal element, a chromium film, a molybdenum film, a molybdenum alloy film, a tantalum film, a tantalum alloy film, a silicon nitride film, Striation that occurs when the curable composition for imprinting of the present invention is applied to a substrate on which various films such as an amorphous silicone film, an indium oxide (ITO) film doped with tin oxide, and a tin oxide film are formed. In addition, it is possible to solve the problem of poor application such as a scale-like pattern (unevenness of drying of the resist film). In addition, the fluidity of the composition of the present invention into the cavity of the mold recess is improved, the peelability between the mold and the resist is improved, the adhesion between the resist and the substrate is improved, the viscosity of the composition is decreased, etc. Is possible. In particular, the curable composition for imprints of the present invention can significantly improve the coating uniformity by adding the surfactant, and the coating using a spin coater or slit scan coater does not depend on the substrate size. Good applicability is obtained.

本発明で用いることのできる、非イオン性の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(株)製)、商品名サーフロン S−382(旭硝子(株)製)、EFTOP EF−122A、122B、122C、EF−121、EF−126、EF−127、MF−100((株)トーケムプロダクツ製)、商品名 PF−636、PF−6320、PF−656、PF−6520(いずれもOMNOVA Solutions, Inc.)、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、F780F(いずれも大日本インキ化学工業(株)製)が挙げられる。
また、非イオン性の前記Si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(株)製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業(株)製)、KP−341(信越化学工業(株)製)が挙げられる。
また、前記フッ素・Si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(株)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(株)製)が挙げられる。
Examples of nonionic fluorosurfactants that can be used in the present invention include trade names Fluorard FC-430 and FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), 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 (all OMNOVA Solutions, Inc.), trade names FT250, FT251, DFX18 (all manufactured by Neos), trade names Unidyne DS-401, DS-403, DS-451 ( All are made by Daikin Industries, Ltd.) and trade names Megafuk 171, 172, 173, 178K, 178A, F780F (all Dainippon Ink Chemical Industry Co., Ltd.).
Examples of the nonionic Si-based surfactant include trade name SI-10 series (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), MegaFac Paintad 31 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), KP -341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
Examples of the fluorine / Si surfactant include trade names X-70-090, X-70-091, X-70-092, X-70-093 (all Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. )), And trade names Megafuk R-08 and XRB-4 (both manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).

−酸化防止剤−
さらに、本発明の硬化性組成物には、公知の酸化防止剤を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸化防止剤の含有量は、重合性化合物に対し、例えば、0.01〜10質量%であり、好ましくは0.2〜5質量%である。二種類以上の酸化防止剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
前記酸化防止剤は、熱や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。特に本発明では、酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止や、分解による膜厚減少を低減できるという利点がある。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。この中でも、特にヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤が硬化膜の着色、膜厚減少の観点で好ましい。
-Antioxidant-
Furthermore, the curable composition of the present invention preferably contains a known antioxidant. Content of the antioxidant used for this invention is 0.01-10 mass% with respect to a polymeric compound, for example, Preferably it is 0.2-5 mass%. When two or more kinds of antioxidants are used, the total amount is within the above range.
The antioxidant suppresses fading caused by heat or light irradiation and fading caused by various oxidizing gases such as ozone, active oxygen, NO x , SO x (X is an integer). In particular, in the present invention, by adding an antioxidant, there is an advantage that coloring of a cured film can be prevented and a reduction in film thickness due to decomposition can be reduced. Examples of 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. Among these, hindered phenol antioxidants and thioether antioxidants are particularly preferable from the viewpoint of coloring the cured film and reducing the film thickness.

前記酸化防止剤の市販品としては、商品名 Irganox1010、1035、1076、1222(以上、チバガイギー(株)製)、商品名 Antigene P、3C、FR、スミライザーS、スミライザーGA80(住友化学工業(株)製)、商品名アデカスタブAO70、AO80、AO503((株)ADEKA製)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。   Commercially available products of the antioxidants include trade names Irganox 1010, 1035, 1076, 1222 (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), trade names Antigene P, 3C, FR, Sumilyzer S, and Sumilizer GA80 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.). Product name) ADK STAB AO70, AO80, AO503 (manufactured by ADEKA Corporation) and the like. These may be used alone or in combination.

−重合禁止剤−
さらに、本発明の硬化性組成物には、重合禁止剤を含有することが好ましい。重合禁止剤を含めることにより、経時での粘度変化、異物発生およびパターン形成性劣化を抑制できる傾向にある。重合禁止剤の含有量としては、全重合性化合物に対し、0.001〜1質量%であり、より好ましくは0.005〜0.5質量%、さらに好ましくは0.008〜0.05質量%である。重合禁止剤を適切な量配合することで高い硬化感度を維持しつつ経時による粘度変化が抑制できる。重合禁止剤は用いる重合性化合物にあらかじめ含まれていても良いし、組成物にさらに追加してもよい。
本発明に用いうる好ましい重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩、フェノチアジン、フェノキサジン、4−メトキシナフトール、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、ニトロベンゼン、ジメチルアニリン等が挙げられる。特に酸素が共存しなくても効果が高いフェノチアジン、4−メトキシナフトール、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカルが好ましい。
-Polymerization inhibitor-
Furthermore, the curable composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor. By including a polymerization inhibitor, it tends to be possible to suppress changes in viscosity, generation of foreign matter, and deterioration of pattern formation over time. As content of a polymerization inhibitor, it is 0.001-1 mass% with respect to all the polymeric compounds, More preferably, it is 0.005-0.5 mass%, More preferably, it is 0.008-0.05 mass. %. By blending an appropriate amount of the polymerization inhibitor, it is possible to suppress a change in viscosity over time while maintaining high curing sensitivity. The polymerization inhibitor may be contained in advance in the polymerizable compound to be used, or may be further added to the composition.
Preferred polymerization inhibitors that can be used in the present invention include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, tert-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl-6). -Tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitrosophenylhydroxyamine cerium salt, phenothiazine, phenoxazine, 4-methoxynaphthol, 2,2,6 , 6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical, nitrobenzene, dimethyl And aniline. Particularly effective in the absence of oxygen, phenothiazine, 4-methoxynaphthol, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical is preferred.

−溶剤−
本発明で用いる光硬化性組成物には、種々の必要に応じて、溶剤を用いることができる。好ましい溶剤としては常圧における沸点が80〜200℃の溶剤である。溶剤の種類としては組成物を溶解可能な溶剤であればいずれも用いることができるが、好ましくはエステル構造、ケトン構造、水酸基、エーテル構造のいずれか1つ以上を有する溶剤である。具体的に、好ましい溶剤としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、ガンマブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルから選ばれる単独あるいは混合溶剤であり、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する溶剤が好ましい。
本発明で用いる光硬化性組成物中における前記溶剤の含有量は、溶剤を除く成分の粘度、目的とする膜厚によって最適に調整されるが、パターン形成性の観点からは全組成物中30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましく、実質的に溶剤を含有していないことが最も好ましい。実質的に溶剤を含有しないとは、例えば、製造工程において積極的に溶剤を添加しないことをいい、製造工程等において意図せずに混入されてしまう溶剤まで排除する趣旨ではない。
-Solvent-
A solvent can be used for the photocurable composition used in the present invention according to various needs. A preferable solvent is a solvent having a boiling point of 80 to 200 ° C. at normal pressure. Any solvent can be used as long as it can dissolve the composition, but a solvent having any one or more of an ester structure, a ketone structure, a hydroxyl group, and an ether structure is preferable. Specifically, preferred solvents are propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, gamma butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate alone or a mixed solvent, and a solvent containing propylene glycol monomethyl ether acetate. preferable.
The content of the solvent in the photocurable composition used in the present invention is optimally adjusted depending on the viscosity of the component excluding the solvent and the target film thickness. From the viewpoint of pattern formation, the content of the solvent is 30. It is preferably at most 10 mass%, more preferably at most 10 mass%, still more preferably at most 5 mass%, and most preferably contains substantially no solvent. “Substantially not containing a solvent” means, for example, that a solvent is not actively added in a manufacturing process, and does not mean that a solvent that is unintentionally mixed in a manufacturing process or the like is excluded.

−ポリマー成分−
本発明の組成物では、架橋密度をさらに高める目的で、前記多官能の他の重合性化合物よりもさらに分子量の大きい多官能オリゴマーを、本発明の目的を達成する範囲で配合することもできる。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、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、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が挙げられる。オリゴマー成分の添加量としては組成物の溶剤を除く成分に対し、0〜30質量%が好ましく、より好ましくは0〜20質量%、さらに好ましくは0〜10質量%、最も好ましくは0〜5質量%である。
本発明の硬化性組成物はドライエッチング耐性、インプリント適性、硬化性等の改良を観点からも、さらにポリマー成分を含有していてもよい。前記ポリマー成分としては側鎖に重合性官能基を有するポリマーが好ましい。前記ポリマー成分の重量平均分子量としては、重合性化合物との相溶性の観点から、2000〜100000が好ましく、5000〜50000がさらに好ましい。ポリマー成分の添加量としては組成物の溶剤を除く成分に対し、0〜30質量%が好ましく、より好ましくは0〜20質量%、さらに好ましくは0〜10質量%、最も好ましくは2質量%以下である。本発明の組成物において溶剤を除く成分中、分子量2000以上の化合物の含有量が30質量%以下であると、パターン形成性が向上することからは、該成分は、少ない方が好ましく、界面活性剤や微量の添加剤を除き、樹脂成分を含まないことが好ましい。
-Polymer component-
In the composition of the present invention, for the purpose of further increasing the crosslinking density, a polyfunctional oligomer having a molecular weight higher than that of the other polyfunctional polymerizable compound may be blended within a range that achieves the object of the present invention. Examples of the polyfunctional oligomer having photoradical polymerizability include various acrylate oligomers such as polyester acrylate, urethane acrylate, polyether acrylate, and epoxy acrylate. The addition amount of the oligomer component is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, further preferably 0 to 10% by mass, and most preferably 0 to 5% by mass with respect to the component excluding the solvent of the composition. %.
The curable composition of the present invention may further contain a polymer component from the viewpoint of improving dry etching resistance, imprint suitability, curability and the like. The polymer component is preferably a polymer having a polymerizable functional group in the side chain. As a weight average molecular weight of the said polymer component, 2000-100000 are preferable from a compatible viewpoint with a polymeric compound, and 5000-50000 are more preferable. The addition amount of the polymer component is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, still more preferably 0 to 10% by mass, and most preferably 2% by mass or less, relative to the component excluding the solvent of the composition. It is. In the composition except for the solvent in the composition of the present invention, if the content of the compound having a molecular weight of 2000 or more is 30% by mass or less, the pattern forming property is improved. It is preferable not to contain a resin component except for an agent and a trace amount of additives.

本発明の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、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、エラストマー粒子、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。   In addition to the above components, the curable composition of the present invention may include a release agent, a silane coupling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antiaging agent, a plasticizer, an adhesion promoter, and a thermal polymerization initiator. , Colorants, elastomer particles, photoacid growth agents, photobase generators, basic compounds, flow regulators, antifoaming agents, dispersants, and the like may be added.

本発明の硬化性組成物は、上述の各成分を混合して調整することができる。硬化性組成物の混合・溶解は、通常、0℃〜100℃の範囲で行われる。また、前記各成分を混合した後、例えば、孔径0.003μm〜5.0μmのフィルターで濾過することが好ましい。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。濾過に使用するフィルターの材質は、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るものではない。   The curable composition of the present invention can be prepared by mixing the above-described components. Mixing and dissolution of the curable composition is usually performed in the range of 0 ° C to 100 ° C. Moreover, after mixing each said component, it is preferable to filter with a filter with the hole diameter of 0.003 micrometer-5.0 micrometers, for example. Filtration may be performed in multiple stages or repeated many times. Moreover, the filtered liquid can be refiltered. The material of the filter used for filtration may be polyethylene resin, polypropylene resin, fluorine resin, nylon resin or the like, but is not particularly limited.

本発明の硬化性組成物は溶剤を除く全成分の混合液の粘度が100mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1〜70mPa・s、さらに好ましくは2〜50mPa・s、最も好ましくは3〜30mPa・sである。   In the curable composition of the present invention, the viscosity of the mixed liquid of all components excluding the solvent is preferably 100 mPa · s or less, more preferably 1 to 70 mPa · s, still more preferably 2 to 50 mPa · s, most preferably 3 to 30 mPa · s.

[パターン形成方法]
次に、本発明のインプリント用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。本発明のパターン形成方法では、本発明のインプリント用硬化性組成物を基板または支持体(基材)上に設置してパターン形成層を形成する工程と、前記パターン形成層表面にモールドを圧接する工程と、前記パターン形成層に光を照射する工程と、を経て本発明の組成物を硬化することで、微細な凹凸パターンを形成することができる。
ここで、本発明のインプリント用硬化性組成物は、光照射後にさらに加熱して硬化させることが好ましい。具体的には、基材(基板または支持体)上に少なくとも本発明の組成物からなるパターン形成層を設置し、必要に応じて乾燥させて本発明の組成物からなる層(パターン形成層)を形成してパターン受容体(基材上にパターン形成層が設けられたもの)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光照射により硬化させる。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。
[Pattern formation method]
Next, the formation method of the pattern (especially fine uneven | corrugated pattern) using the curable composition for imprints of this invention is demonstrated. In the pattern forming method of the present invention, a step of forming a pattern forming layer by placing the curable composition for imprints of the present invention on a substrate or a support (base material), and pressing a mold on the surface of the pattern forming layer A fine uneven | corrugated pattern can be formed by hardening the composition of this invention through the process to perform and the process of irradiating the said pattern formation layer with light.
Here, the curable composition for imprints of the present invention is preferably further heated and cured after light irradiation. Specifically, a layer (pattern forming layer) comprising at least a pattern forming layer comprising the composition of the present invention on a base material (substrate or support) and drying as necessary. To form a pattern receptor (with a pattern-forming layer provided on the substrate), press the mold against the surface of the pattern-receiving layer of the pattern receptor, and transfer the mold pattern. The concavo-convex pattern forming layer is cured by light irradiation. 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.

本発明のインプリント用硬化性組成物は、光ナノインプリント法により微細なパターンを低コスト且つ高い精度で形成すること可能である。このため、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて形成されていたものをさらに高い精度且つ低コストで形成することができる。例えば、基板または支持体上に本発明の組成物を塗布し、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)させることによって、液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる、オーバーコート層や絶縁膜などの永久膜や、半導体集積回路、記録材料、あるいはフラットパネルディスプレイなどのエッチングレジストとして適用することも可能である。特に本発明のインプリント用硬化性組成物を用いて形成されたパターンは、エッチング性にも優れ、フッ化炭素等を用いるドライエッチングのエッチングレジストとしても好ましく用いることができる。   The curable composition for imprints of the present invention can form a fine pattern with low cost and high accuracy by an optical nanoimprint method. For this reason, what was formed using the conventional photolithographic technique can be formed with further high precision and low cost. For example, the composition of the present invention is applied to a substrate or a support, and a layer made of the composition is exposed, cured, and dried (baked) as necessary to be used for a liquid crystal display (LCD), It can also be applied as a permanent film such as an overcoat layer or an insulating film, an etching resist for a semiconductor integrated circuit, a recording material, or a flat panel display. In particular, the pattern formed using the curable composition for imprints of the present invention is excellent in etching property, and can be preferably used as an etching resist for dry etching using fluorocarbon or the like.

液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる永久膜(構造部材用のレジスト)や電子材料の基板加工に用いられるレジストにおいては、製品の動作を阻害しないようにするため、レジスト中の金属あるいは有機物のイオン性不純物の混入を極力避けることが望ましい。このため、本発明のインプリント用硬化性組成物中における金属または有機物のイオン性不純物の濃度としては、1000ppm以下、望ましくは10ppm以下、さらに好ましくは100ppb以下にすることが好ましい。   In permanent films (resist for structural members) used in liquid crystal displays (LCDs) and resists used in substrate processing of electronic materials, ions of metals or organic substances in the resist are used so as not to hinder the operation of the product. It is desirable to avoid contamination with sexual impurities as much as possible. For this reason, the concentration of the ionic impurities of the metal or organic matter in the curable composition for imprints of the present invention is preferably 1000 ppm or less, desirably 10 ppm or less, more preferably 100 ppb or less.

以下において、本発明のインプリント用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)について具体的に述べる。
本発明のパターン形成方法においては、まず、本発明の組成物を基材上に適応してパターン形成層を形成する。
本発明のインプリント用硬化性組成物を基材上に適用する方法としては、一般によく知られた適用方法を採用できる。
本発明の適用方法としては、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、あるいはインクジェット法などにより基材上に塗膜あるいは液滴を適用することができる。また、本発明の組成物からなるパターン形成層の膜厚は、使用する用途によって異なるが、0.03μm〜30μm程度である。また、本発明の組成物を、多重塗布により塗布してもよい。インクジェット法などにより基材上に液滴を設置する方法において、液滴の量は1pl〜20pl程度が好ましく、液滴を間隔をあけて基材上に配置することが好ましい。さらに、基材と本発明の組成物からなるパターン形成層との間には、例えば平坦化層等の他の有機層などを形成してもよい。これにより、パターン形成層と基板とが直接接しないことから、基板に対するごみの付着や基板の損傷等を防止することができる。尚、本発明の組成物によって形成されるパターンは、基材上に有機層を設けた場合であっても、有機層との密着性に優れる。
Hereinafter, a pattern forming method (pattern transfer method) using the curable composition for imprints of the present invention will be specifically described.
In the pattern forming method of the present invention, first, a pattern forming layer is formed by applying the composition of the present invention on a substrate.
As a method for applying the curable composition for imprints of the present invention onto a substrate, a generally well-known application method can be adopted.
As an application method of the present invention, for example, dip coating method, air knife coating method, curtain coating method, wire bar coating method, gravure coating method, extrusion coating method, spin coating method, slit scanning method, ink jet method, etc. A coating or droplet can be applied on the substrate. Moreover, although the film thickness of the pattern formation layer which consists of a composition of this invention changes with uses to be used, it is about 0.03 micrometer-30 micrometers. Further, the composition of the present invention may be applied by multiple coating. In the method of installing droplets on a substrate by an inkjet method or the like, the amount of droplets is preferably about 1 pl to 20 pl, and the droplets are preferably arranged on the substrate at intervals. Furthermore, you may form other organic layers, such as a planarization layer, for example between a base material and the pattern formation layer which consists of a composition of this invention. Thereby, since the pattern formation layer and the substrate are not in direct contact with each other, it is possible to prevent adhesion of dust to the substrate, damage to the substrate, and the like. In addition, the pattern formed with the composition of this invention is excellent in adhesiveness with an organic layer, even when it is a case where an organic layer is provided on a base material.

本発明のインプリント用硬化性組成物を塗布するための基材(基板または支持体)は、種々の用途によって選択可能であり、例えば、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(Spin On Glass)、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、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体作製基板など特に制約されない。また、基材の形状も特に限定されるものではなく、板状でもよいし、ロール状でもよい。また、後述のように前記基材としては、モールドとの組み合わせ等に応じて、光透過性、または、非光透過性のものを選択することができる。   The substrate (substrate or support) on which the curable composition for imprints of the present invention is applied can be selected depending on various applications, for example, quartz, glass, optical film, ceramic material, deposited film, magnetic Film, reflective film, metal substrate such as Ni, Cu, Cr, Fe, paper, polymer substrate such as SOG (Spin On Glass), polyester film, polycarbonate film, polyimide film, TFT array substrate, PDP electrode plate, glass, There are no particular restrictions on transparent plastic substrates, conductive substrates such as ITO or metal, insulating substrates, semiconductor fabrication substrates such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon. Further, the shape of the substrate is not particularly limited, and may be a plate shape or a roll shape. In addition, as described later, a light transmissive or non-light transmissive material can be selected as the base material depending on the combination with the mold.

次いで、本発明のパターン形成方法においては、パターン形成層にパターンを転写するために、パターン形成層表面にモールドを押接する。これにより、モールドの押圧表面にあらかじめ形成された微細なパターンをパターン形成層に転写することができる。
また、パターンを有するモールドに本発明の組成物を塗布し、基板を押接してもよい。
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/または基材の少なくとも一方に、光透過性の材料を選択する。本発明に適用される光インプリントリソグラフィでは、基材の上に本発明の硬化性組成物を塗布してパターン形成層を形成し、この表面に光透過性のモールドを押接し、モールドの裏面から光を照射し、前記パターン形成層を硬化させる。また、光透過性基材上に硬化性組成物を塗布し、モールドを押し当て、基材の裏面から光を照射し、硬化性組成物を硬化させることもできる。
前記光照射は、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, in the pattern forming method of the present invention, a mold is pressed against the surface of the pattern forming layer in order to transfer the pattern to the pattern forming layer. Thereby, the fine pattern previously formed on the pressing surface of the mold can be transferred to the pattern forming layer.
Alternatively, the composition of the present invention may be applied to a mold having a pattern and the substrate may be pressed.
The molding material that can be used in the present invention will be described. In optical nanoimprint lithography using the composition of the present invention, a light transmissive material is selected as at least one of a molding material and / or a base material. In optical imprint lithography applied to the present invention, a curable composition of the present invention is applied onto a substrate to form a pattern forming layer, a light-transmitting mold is pressed against this surface, and the back surface of the mold Then, the pattern forming layer is cured by irradiating light. Moreover, a curable composition is apply | coated on a transparent base material, a mold is pressed, light can be irradiated from the back surface of a base material, and a curable composition can also be hardened.
The light irradiation may be performed with the mold attached or after the mold is peeled off. In the present invention, the light irradiation is preferably performed with the mold in close contact.

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。前記モールド上のパターンは、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よい。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 pattern on the mold can be formed 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.

本発明において光透過性の基材を用いた場合に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、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの基板などが例示され、特に制約されない。また、モールドの形状も特に制約されるものではなく、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。   In the present invention, the non-light-transmitting mold material used when a light-transmitting substrate is used is not particularly limited as long as it has a predetermined strength. Specific examples include ceramic materials, vapor deposition films, magnetic films, reflective films, metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe, and substrates such as SiC, silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon. There are no particular restrictions. Further, the shape of the mold is not particularly limited, and may be either a plate mold or a roll mold. The roll mold is applied particularly when continuous transfer productivity is required.

本発明のパターン形成方法で用いられるモールドは、硬化性組成物とモールド表面との剥離性を向上させるために離型処理を行ったものを用いてもよい。このようなモールドとしては、シリコ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(株)製のオプツールDSXや、住友スリーエム(株)製のNovec EGC−1720等、市販の離型剤も好適に用いることができる。   The mold used in the pattern forming method of the present invention may be a mold that has been subjected to a release treatment in order to improve the peelability between the curable composition and the mold surface. Examples of such molds include those that have been treated with a silicon-based or fluorine-based silane coupling agent, such as OPTOOL DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd., Novec EGC-1720 manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. Commercially available release agents can also be suitably used.

本発明の組成物を用いて光インプリントリソグラフィを行う場合、本発明のパターン形成方法では、通常、モールド圧力を10気圧以下で行うのが好ましい。モールド圧力を10気圧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る。また、加圧が低いため装置を縮小できる傾向にある点からも好ましい。モールド圧力は、モールド凸部の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 composition of the present invention, it is usually preferable to perform the mold pressure at 10 atm or less in the pattern forming method of the present invention. By setting the mold pressure to 10 atm or less, the mold and the substrate are hardly deformed and the pattern accuracy tends to be improved. Further, it is preferable from the viewpoint that the apparatus can be reduced because the pressure is low. As the mold pressure, it is preferable to select a region in which the uniformity of mold transfer can be ensured within a range in which the residual film of the curable composition on the mold convex portion is reduced.

本発明のパターン形成方法中、前記パターン形成層に光を照射する工程における光照射の照射量は、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、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適宜決定される。
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、モールドと硬化性組成物と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よい。また、本発明のパターン形成方法中、光照射時における好ましい真空度は、10-1Paから常圧の範囲である。
In the pattern forming method of the present invention, the irradiation amount of the light irradiation in the step of irradiating the pattern forming layer may be sufficiently larger than the irradiation amount necessary for curing. The irradiation amount necessary for curing is appropriately determined by examining the consumption of unsaturated bonds of the curable composition 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, if it is in a vacuum state, it is effective in preventing bubbles from being mixed, suppressing the decrease in reactivity due to oxygen mixing, and improving the adhesion between the mold and the curable composition. May be. In the pattern forming method of the present invention, the preferable degree of vacuum at the time of light irradiation is in the range of 10 −1 Pa to normal pressure.

本発明の硬化性組成物を硬化させるために用いられる光は特に限定されず、例えば、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よいし、複数の波長の異なる光(ミックス光)でもよい。   The light used for curing the curable composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include high energy ionizing radiation, light having a wavelength in the region of near ultraviolet, far ultraviolet, visible, infrared, or radiation. . 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 lights, or may be lights having different wavelengths (mixed lights).

露光に際しては、露光照度を1mW/cm2〜50mW/cm2の範囲にすることが望ましい。1mW/cm2以上とすることにより、露光時間を短縮することができるため生産性が向上し、50mW/cm2以下とすることにより、副反応が生じることによる永久膜の特性の劣化を抑止できる傾向にあり好ましい。露光量は5mJ/cm2〜1000mJ/cm2の範囲にすることが望ましい。5mJ/cm2未満では、露光マージンが狭くなり、光硬化が不十分となりモールドへの未反応物の付着などの問題が発生しやすくなる。一方、1000mJ/cm2を超えると組成物の分解による永久膜の劣化の恐れが生じる。
さらに、露光に際しては、酸素によるラジカル重合の阻害を防ぐため、チッソやアルゴンなどの不活性ガスを流して、酸素濃度を100mg/L未満に制御してもよい。
During exposure is preferably in the range of exposure intensity of 1mW / cm 2 ~50mW / cm 2 . By making the exposure time 1 mW / cm 2 or more, the exposure time can be shortened so that productivity is improved, and by making the exposure time 50 mW / cm 2 or less, deterioration of the properties of the permanent film due to side reactions can be suppressed. It tends to be preferable. The exposure dose is desirably in the range of 5 mJ / cm 2 to 1000 mJ / cm 2 . If it is less than 5 mJ / cm 2 , the exposure margin becomes narrow, photocuring becomes insufficient, and problems such as adhesion of unreacted substances to the mold tend to occur. On the other hand, if it exceeds 1000 mJ / cm 2 , the permanent film may be deteriorated due to decomposition of the composition.
Further, during exposure, in order to prevent inhibition of radical polymerization by oxygen, an inert gas such as nitrogen or argon may be flowed to control the oxygen concentration to less than 100 mg / L.

本発明のパターン形成方法においては、光照射によりパターン形成層を硬化させた後、必要におうじて硬化させたパターンに熱を加えてさらに硬化させる工程を含んでいてもよい。光照射後に本発明の組成物を加熱硬化させる熱としては、150〜280℃が好ましく、200〜250℃がより好ましい。また、熱を付与する時間としては、5〜60分間が好ましく、15〜45分間がさらに好ましい。   In the pattern formation method of this invention, after hardening a pattern formation layer by light irradiation, it may include the process of applying the heat | fever to the pattern hardened | cured as needed and further making it harden | cure. As heat which heat-hardens the composition of this invention after light irradiation, 150-280 degreeC is preferable and 200-250 degreeC is more preferable. In addition, the time for applying heat is preferably 5 to 60 minutes, and more preferably 15 to 45 minutes.

[パターン]
上述のように本発明のパターン形成方法によって形成されたパターンは、液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる永久膜(構造部材用のレジスト)やエッチングレジストとして使用することができる。また、前記永久膜は、製造後にガロン瓶やコート瓶などの容器にボトリングし、輸送、保管されるが、この場合に、劣化を防ぐ目的で、容器内を不活性なチッソ、またはアルゴンなどで置換しておいてもよい。また、輸送、保管に際しては、常温でもよいが、より永久膜の変質を防ぐため、−20℃から0℃の範囲に温度制御してもよい。勿論、反応が進行しないレベルで遮光することが好ましい。
[pattern]
As described above, the pattern formed by the pattern forming method of the present invention can be used as a permanent film (resist for a structural member) or an etching resist used in a liquid crystal display (LCD) or the like. In addition, the permanent film is bottled in a container such as a gallon bottle or a coated bottle after manufacture, and is transported and stored. In this case, in order to prevent deterioration, the container is filled with inert nitrogen or argon. It may be replaced. Further, at the time of transportation and storage, the temperature may be normal temperature, but the temperature may be controlled in the range of −20 ° C. to 0 ° C. in order to prevent the permanent film from being altered. Of course, it is preferable to shield from light so that the reaction does not proceed.

本発明のパターン形成方法によって形成されたパターンは、エッチングレジストとしても有用である。本発明のインプリント用組成物をエッチングレジストとして利用する場合には、まず、基材として例えばSiO2等の薄膜が形成されたシリコンウエハ等を用い、基材上に本発明のパターン形成方法によってナノオーダーの微細なパターンを形成する。その後、ウェットエッチングの場合にはフッ化水素等、ドライエッチングの場合にはCF4等のエッチングガスを用いてエッチングすることにより、基材上に所望のパターンを形成することができる。本発明の硬化性組成物は、特にドライエッチングに対するエッチング耐性が良好である。 The pattern formed by the pattern forming method of the present invention is also useful as an etching resist. When the imprint composition of the present invention is used as an etching resist, first, a silicon wafer or the like on which a thin film such as SiO 2 is formed as a substrate is used, and the pattern forming method of the present invention is used on the substrate. A nano-order fine pattern is formed. Thereafter, a desired pattern can be formed on the substrate by etching using an etching gas such as hydrogen fluoride in the case of wet etching or CF 4 in the case of dry etching. The curable composition of the present invention has particularly good etching resistance against dry etching.

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.

下記表に示す重合性化合物、Si−H結合を有する化合物および重合開始剤を混合し、さらに重合禁止剤として4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルフリーラジカル(東京化成社製)を重合性化合物に対して100ppm(0.01質量%)となるように加えて調整した。調整した組成物を、0.1μmのテトラフロロエチレン製フィルターでろ過し、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物は全て25℃における粘度が50mPa・s以下であった。   A polymerizable compound shown in the following table, a compound having a Si—H bond, and a polymerization initiator are mixed, and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical (as a polymerization inhibitor) (Manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the polymerizable compound so as to be 100 ppm (0.01% by mass). The adjusted composition was filtered with a 0.1 μm tetrafluoroethylene filter to obtain a curable composition. All of the obtained curable compositions had a viscosity at 25 ° C. of 50 mPa · s or less.

<重合性化合物>

Figure 2012231072
<Polymerizable compound>
Figure 2012231072

A1:大阪有機化学(株)製、ビスコート#160
A2:2−ブロモメチルナフタレンとアクリル酸より常法にて合成
A3:Aldrich社製
A4:α,α’−ジクロロ−m−キシレンとアクリル酸より常法にて合成
A5:大阪有機化学(株)製、IBXA
A6:新中村化学(株)社製、A−DCP
A7:Gelest社製、SIA0210
A8:東亜合成(株)製M−309
A9:特開2010−239121号公報に記載の方法で合成
A1: Viscoat # 160, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.
A2: Synthesis from 2-bromomethylnaphthalene and acrylic acid by a conventional method A3: Aldrich A4: Synthesis from α, α'-dichloro-m-xylene and acrylic acid by a conventional method A5: Osaka Organic Chemical Co., Ltd. Made by IBXA
A6: Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., A-DCP
A7: manufactured by Gelest, SIA0210
A8: M-309 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.
A9: synthesized by the method described in JP 2010-239121 A

<Si−H結合を有する化合物>

Figure 2012231072
<Compound having Si-H bond>
Figure 2012231072

B1:Gelest社製SIP6826
B2:Gelest社製SIB1090
B3:Gelest社製SIT8665
AB1:EP1424339号公報に記載の方法に従って合成
AB2:EP1424339号公報に記載の方法に従って合成
B1: SIP6826 manufactured by Gelest
B2: SIB1090 manufactured by Gelest
B3: SIT 8665 manufactured by Gelest
AB1: Synthesis according to the method described in EP1424339 A2: Synthesis according to the method described in EP1424339

<光重合開始剤>
C1:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン(BASF社製。Darocur1173)
C2:(2−ジメチルアミノー2ー(4メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン(BASF社製、Irgacure379EG)
<比較用化合物>
Z1:特開2010−109092号公報実施例1記載の方法で合成した化合物
<Photopolymerization initiator>
C1: 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one (manufactured by BASF, Darocur 1173)
C2: (2-dimethylamino-2- (4methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-ylphenyl) butan-1-one (manufactured by BASF, Irgacure 379EG)
<Comparative compound>
Z1: Compound synthesized by the method described in Example 1 of JP2010-109092A

(評価)
得られた各実施例および比較例の硬化性組成物について以下の評価を行った。結果を下記表に示す。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the obtained curable composition of each Example and a comparative example. The results are shown in the table below.

<パターン形成方法>
モールドとして、線幅30nm、溝深さが70nmの矩形ライン/スペースパターン(1/1)を有し、パターン表面がオプツールDSX(ダイキン工業社製)で処理された石英モールドで、ラインエッジラフネスは2.5nmであるモールドを用いた。
(条件1)
シリコン基板上に前記硬化性組成物をスピンコート法にて塗布し、膜厚1.5μmのパターン形成層を形成した。これに窒素気流下で、前記モールドを乗せ、1MPaの圧力でモールドを組成物に押し付けながら365nmの光を含有する水銀ランプ光にて、露光照度10mW/cm2、露光量200mJ/cm2で硬化させ、硬化後、ゆっくりモールドを剥がしパターンを得た。
(条件2)
条件1において窒素気流下を大気下に変えた以外は条件1と同じ方法を用いてパターンを形成した。
<Pattern formation method>
The mold has a rectangular line / space pattern (1/1) with a line width of 30 nm and a groove depth of 70 nm, and the pattern surface is treated with OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries). The line edge roughness is A mold that was 2.5 nm was used.
(Condition 1)
The curable composition was applied onto a silicon substrate by a spin coating method to form a pattern forming layer having a thickness of 1.5 μm. The mold is placed on this under a nitrogen stream, and cured with a mercury lamp light containing 365 nm light while pressing the mold against the composition at a pressure of 1 MPa with an exposure illuminance of 10 mW / cm 2 and an exposure dose of 200 mJ / cm 2 . After curing, the mold was slowly peeled off to obtain a pattern.
(Condition 2)
A pattern was formed using the same method as in condition 1 except that the nitrogen flow was changed to the atmospheric condition in condition 1.

<パターン評価>
得られたパターンのパターン形状およびパターン欠陥を走査型電子顕微鏡で観察し、以下のように評価した。
(形状評価)
A:モールドに忠実な矩形パターンが得られた。
B:パターントップが丸みを帯びていたが、パターン高さは忠実であった。
C:パターントップが丸みを帯び、かつ、パターン高さが低かった。
(欠陥評価)
パターンの剥がれ、かけ、つぶれなどのパターン欠陥を観察した。
a:パターン欠陥が全くみられなかった。
b:一部の領域パターンに欠陥が見られたが、全パターン面積に対し、5%未満であった。
c:全パターン面積に対し、5%以上の領域でパターン欠陥が見られた。
<Pattern evaluation>
The pattern shape and pattern defect of the obtained pattern were observed with a scanning electron microscope and evaluated as follows.
(Shape evaluation)
A: A rectangular pattern faithful to the mold was obtained.
B: The pattern top was rounded, but the pattern height was faithful.
C: The pattern top was rounded and the pattern height was low.
(Defect assessment)
Pattern defects such as pattern peeling, cracking and crushing were observed.
a: No pattern defect was observed.
b: Defects were found in some of the region patterns, but they were less than 5% of the total pattern area.
c: Pattern defects were observed in a region of 5% or more with respect to the total pattern area.

Figure 2012231072
上記割合は、炭素−炭素多重結合を有する化合物100重量部に対する、Si−H結合を有する化合物の含有量の割合である。
Figure 2012231072
The said ratio is a ratio of content of the compound which has a Si-H bond with respect to 100 weight part of compounds which have a carbon-carbon multiple bond.

実施例の組成物はパターン形成条件によらず、パターン形状、欠陥性能の両方に優れることが分かった。一方、比較例の組成物は大気下でパターン形成を行うと、パターン形状および欠陥性能の劣化が見られた。   It turned out that the composition of an Example is excellent in both pattern shape and defect performance irrespective of pattern formation conditions. On the other hand, when the composition of the comparative example was subjected to pattern formation in the atmosphere, the pattern shape and the defect performance were deteriorated.

Claims (15)

(A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに(C)光重合開始剤を含有するインプリント用硬化性組成物、または、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物、ならびに、(C)光重合開始剤を含有するインプリント用硬化性組成物。 (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (C) a curable composition for imprints containing a photopolymerization initiator, or (AB ) A curable composition for imprints containing a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si-H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (C) a photopolymerization initiator. 実質的に溶剤を含有しないことを特徴とする請求項1に記載のインプリント用硬化性組成物。 The curable composition for imprints according to claim 1, which contains substantially no solvent. 溶剤を除く全成分の25℃における粘度が100mPa・s以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載のインプリント用硬化性組成物。 The curable composition for imprints according to claim 1 or 2, wherein the viscosity at 25 ° C of all components excluding the solvent is 100 mPa · s or less. (A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が、炭素−炭素多重結合を2つ以上有する化合物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 (A) Compound having carbon-carbon multiple bond, and (AB) Compound having at least one carbon-carbon multiple bond having a molecular weight of 1500 or less and Si-H bond having two or more carbon-carbon multiple bonds The curable composition for imprints according to any one of claims 1 to 3, wherein (A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、または、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物が、(メタ)アクリル基を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 The compound (A) having a carbon-carbon multiple bond, or (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si-H bond having a molecular weight of 1500 or less has a (meth) acryl group. The curable composition for imprints according to any one of the above. (A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が、Si−H結合を2つ以上含有する化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, and (AB) a compound in which at least one of a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si-H bond having a molecular weight of 1500 or less contains two or more Si-H bonds The curable composition for imprints according to any one of claims 1 to 5, wherein (A)炭素−炭素多重結合を有する化合物、(B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも一種が芳香族基を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 (A) a compound having a carbon-carbon multiple bond, (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less, and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less. The curable composition for imprints according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one kind contains an aromatic group. さらに、炭素−炭素多重結合とシリコン原子を有する化合物を含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 Furthermore, the curable composition for imprints of any one of Claims 1-7 containing the compound which has a carbon-carbon multiple bond and a silicon atom. さらに、炭素−炭素多重結合とフッ素原子を有する化合物を含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 Furthermore, the curable composition for imprints of any one of Claims 1-8 containing the compound which has a carbon-carbon multiple bond and a fluorine atom. (B)分子量1500以下のSi−H結合を有する化合物、ならびに、(AB)分子量1500以下の炭素−炭素多重結合およびSi−H結合を有する化合物の少なくとも1種が、−SiH(CH32構造を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物。 At least one of (B) a compound having a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less and (AB) a compound having a carbon-carbon multiple bond and a Si—H bond having a molecular weight of 1500 or less is —SiH (CH 3 ) 2. The curable composition for imprints according to claim 1, having a structure. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物を用いることを特徴とする、パターン形成方法。 A pattern forming method using the curable composition for imprints according to claim 1. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のインプリント用硬化性組成物を基材上に適応してパターン形成層を形成する工程と、
前記パターン形成層表面にモールドを圧接する工程と、
前記パターン形成層に光を照射する工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
Applying the curable composition for imprints according to any one of claims 1 to 10 on a substrate to form a pattern forming layer;
Pressing the mold against the surface of the pattern forming layer;
Irradiating the pattern forming layer with light;
A pattern forming method comprising:
請求項11または12に記載のパターン形成方法によって得られたパターン。 A pattern obtained by the pattern forming method according to claim 11. 請求項13に記載のパターンを含む電子デバイス。 An electronic device comprising the pattern according to claim 13. 請求項11または12に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。 The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of Claim 11 or 12.
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