压印用固化性组合物、固化物、图案形成方法、光刻法、图案及光刻用掩模技术

本发明专利技术提供一种能够兼顾提高脱模性和抑制蚀刻时产生起伏的压印用固化性组合物以及使用了上述压印用固化性组合物的固化物、图案形成方法、光刻法、图案及光刻用掩模。一种压印用固化性组合物，其含有：单官能聚合性化合物；多官能聚合性化合物，包含脂环结构和芳香环结构中的至少一者，且25℃下的粘度为150mPa·s以下；及光聚合引发剂，所述压印用固化性组合物中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有5～30质量％的上述单官能聚合性化合物，上述压印用固化性组合物的固化膜的弹性模量为3.5GPa以下且玻璃化转变温度为90℃以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压印用固化性组合物、固化物、图案形成方法、光刻法、图案及光刻用掩模
本专利技术涉及一种压印用固化性组合物。并且，涉及一种使用上述压印用固化性组合物的固化物、图案形成方法、光刻法、图案及光刻用掩模。
技术介绍
压印法是指，通过按压形成有图案的模具(通常被称为模具(mold)、压模)而在材料上转印微细图案的技术。由于能够通过利用压印法来简单地制作精密的微细图案，因此近年来期望在各个领域中被应用。尤其，用于形成纳米级水平的微细图案的纳米压印技术备受关注。作为压印法，已提出根据其转印方法而被称为热压印法、光压印法的方法。热压印法中，在加热到玻璃化转变温度(以下，有时称为“Tg”)以上的热塑性树脂上冲压模具，并在冷却后将模具进行脱模从而形成微细图案。该方法可以选择各种材料，但不存在在冲压时需要高压，并且很难通过热收缩等形成微细的图案这样的问题。另一方面，光压印法中，在将模具按压于压印用固化性组合物的状态下使其光固化之后，将模具进行脱模。由于是对未固化物进行压印，因此不需要高压、高温加热，能够简单地制作微细的图案。光压印法中，在基板(根据需要进行密合处理)上涂布压印用固化性组合物之后，按压使用石英等透光性原材料制作而成的模具。在按压模具的状态下通过光照射而使压印用固化性组合物固化，之后，通过将模具进行脱模从而制作出转印有目标图案的固化物。作为在基板上适用压印用固化性组合物的方法，可举出旋涂法和喷墨法。尤其，从压印用固化性组合物的损失少的观点考虑，喷墨法为近年来备受关注的适用方法。并且，将所转印的压印图案作为掩模而进行微细加工的方法被称为纳米压印光刻(NIL)，作为下一代光刻技术而正在进行开发。NIL中使用的压印用固化性组合物除了要求纳米压印适合性以外，还要求抗蚀剂适合性，如与加工对象的蚀刻选择比较高(高抗蚀刻性)或在进行蚀刻加工时不会产生图案的变形等。如专利文献1～5中所记载，作为提高脱模性的方法，可举出掺合单官能聚合性化合物的方法。作为单官能聚合性化合物，专利文献1和专利文献2中使用了具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯单体。并且，专利文献3～5中使用了具有疏水性的长链烷基的(甲基)丙烯酸酯单体和具有羟基的(甲基)丙烯酸酯单体。此外，专利文献6中使用了具有氟烷基的(甲基)丙烯酸酯单体。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-19292号公报专利文献2：日本特开2010-159369号公报专利文献3：日本特开2009-209245号公报专利文献4：日本特开2010-206115号公报专利文献5：日本特开2014-76556号公报专利文献6：WO2008/155928号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题本专利技术人对上述文献详细地进行研究的结果得知，当使用上述文献中记载的压印用固化性组合物来实施压印光刻时，与模具的脱模性不足而产生缺陷或模具的破损，或者导致在蚀刻时产生图案的变形(产生起伏)。本专利技术的课题以解决上述问题为目的，其课题在于提供一种能够兼顾提高脱模性和抑制蚀刻时产生起伏的压印用固化性组合物以及使用了上述压印用固化性组合物的固化物、图案形成方法、光刻法、图案及光刻用掩模。用于解决技术课题的手段在这种状况的基础上，本专利技术人进行了研究的结果发现，通过将固化膜的弹性模量设为规定的值以下，并将固化膜的Tg设为规定的值以上，从而脱模性优异，能够抑制在蚀刻处理时产生起伏(蚀刻前后的线宽粗糙度之差，ΔLWR)，以至完成了本专利技术。具体而言，通过下述方法<1>及<21>，优选通过<2>至<23>而解决了上述课题。<1>一种压印用固化性组合物，其含有：单官能聚合性化合物；多官能聚合性化合物，包含脂环结构和芳香环结构中的至少一者，且25℃下的粘度为150mPa·s以下；及光聚合引发剂，所述压印用固化性组合物中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有超过5质量％且小于30质量％的上述单官能聚合性化合物，上述压印用固化性组合物的固化膜的弹性模量为3.5GPa以下且玻璃化转变温度为90℃以上，其中，弹性模量是指，针对厚度20μm的压印用固化性组合物的固化膜，利用显微硬度计测定而得的值，此时的压头为棱间角115°的三棱锥形，试验力为10mN，负载速度为0.142mN/秒，保持时间为5秒，测定时的温度为25℃，湿度为50％。<2>根据<1>所述的压印用固化性组合物，其中，上述单官能聚合性化合物具有碳原子数4以上的直链或支链的烃链。<3>根据<2>所述的压印用固化性组合物，其中，上述烃链为直链或支链的烷基。<4>根据<3>所述的压印用固化性组合物，其中，上述烃链为直链烷基。<5>根据<1>至<4>中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，上述单官能聚合性化合物的聚合性基团以及包含上述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物的聚合性基团为(甲基)丙烯酰氧基。<6>根据<1>至<5>中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，包含上述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物为双官能聚合性化合物。<7>根据<1>至<6>中任一项所述的压印用固化性组合物，至少1种包含上述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物由下述通式(1)所表示，通式(1)[化学式1]通式(1)中，Q表示具有脂环结构或芳香环结构的2价基团。<8>根据<1>至<7>中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，包含上述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物的25℃下的粘度为50mPa·s以下。<9><1>至<8>中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有10～25质量％的上述单官能聚合性化合物。<10>根据<1>至<9>中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有45～90质量％的包含上述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物。<11>一种压印用固化性组合物，其含有：单官能聚合性化合物，具有碳原子数8以上的直链或支链的烷基，且25℃下的粘度为10mPa·s以下；双官能聚合性化合物，具有脂环结构和芳香环结构中的至少一者，且25℃下的粘度为50mPa·s以下；及光聚合引发剂，所述压印用固化性组合物中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有10～25质量％的上述单官能聚合性化合物，且含有45～90质量％的上述双官能聚合性化合物。<12>根据<1>至<11>中任一项所述的压印用固化性组合物，所述压印用固化性组合物的大西参数(Ohnishiparameter)为4.0以下。<13>根据<1>至<12>中任一项所述的压印用固化性组合物，所述压印用固化性组合物的25℃下的粘度为12mPa·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压印用固化性组合物，其含有：单官能聚合性化合物；多官能聚合性化合物，包含脂环结构和芳香环结构中的至少一者，且25℃下的粘度为150mPa·s以下；及光聚合引发剂，所述压印用固化性组合物中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有超过5质量％且小于30质量％的所述单官能聚合性化合物，所述压印用固化性组合物的固化膜的弹性模量为3.5GPa以下且玻璃化转变温度为90℃以上，其中，弹性模量是指，针对厚度20μm的压印用固化性组合物的固化膜，利用显微硬度计测定而得的值，此时的压头为棱间角115°的三棱锥形，试验力为10mN，负载速度为0.142mN/秒，保持时间为5秒，测定时的温度为25℃，湿度为50％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 JP 2015-058287;2015.06.30 JP 2015-130761.一种压印用固化性组合物，其含有：单官能聚合性化合物；多官能聚合性化合物，包含脂环结构和芳香环结构中的至少一者，且25℃下的粘度为150mPa·s以下；及光聚合引发剂，所述压印用固化性组合物中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性化合物，含有超过5质量％且小于30质量％的所述单官能聚合性化合物，所述压印用固化性组合物的固化膜的弹性模量为3.5GPa以下且玻璃化转变温度为90℃以上，其中，弹性模量是指，针对厚度20μm的压印用固化性组合物的固化膜，利用显微硬度计测定而得的值，此时的压头为棱间角115°的三棱锥形，试验力为10mN，负载速度为0.142mN/秒，保持时间为5秒，测定时的温度为25℃，湿度为50％。2.根据权利要求1所述的压印用固化性组合物，其中，所述单官能聚合性化合物具有碳原子数4以上的直链或支链的烃链。3.根据权利要求2所述的压印用固化性组合物，其中，所述烃链为直链或支链的烷基。4.根据权利要求3所述的压印用固化性组合物，其中，所述烃链为直链烷基。5.根据权利要求1至4中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，所述单官能聚合性化合物的聚合性基团以及包含所述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物的聚合性基团为(甲基)丙烯酰氧基。6.根据权利要求1至5中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，包含所述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物为双官能聚合性化合物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，至少1种包含所述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物由下述通式(1)所表示，通式(1)通式(1)中，Q表示具有脂环结构或芳香环结构的2价基团。8.根据权利要求1至7中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，包含所述脂环结构和芳香环结构中的至少一者的多官能聚合性化合物的25℃下的粘度为50mPa·s以下。9.根据权利要求1至8中任一项所述的压印用固化性组合物，其中，相对于压印用固化性组合物中的所有聚合性...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤雄一郎，丸茂和博，北川浩隆，大松祯，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP