[發明專利]樹脂制微細結構體、其制造方法及聚合性樹脂組合物

有效

• 申請號: 200710180247.6
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101173018A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 村尾健二
• 申請（專利權）人: 日立化成工業株式會社
• 主分類號: C08F20/22
• 分類號: C08F20/22;B29C33/42
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及一種具有含有納米水平的結構體的樹脂成形體、其制造方法及用于其的聚合性樹脂組合物。本發明特別涉及一種適用于納米壓印光刻的光固化性樹脂組合物及納米壓印光刻法。

背景技術

作為制作數十nm～數百nm的微細結構的方法，目前，已知有利用光及電子束的光刻法，通過利用這種方法，制造各種半導體設備。

在前一種光刻法中，含有將對應于配線的UV光的圖案在抗蝕劑膜表面縮小而曝光，且繼續將曝光好的像進行顯影這樣繁瑣的工藝。而且，具有因光的衍射現象而導致原理上可以加工的尺寸下限被確定這樣的本質問題，實質上難以進行100nm以下的加工。另一方面，在后一種電子束光刻法中，雖然可以加工比根據UV光的方法還小的尺寸，但是由于直接利用電子束描繪，因此，在多個基板上寫入需要很多時間。基于這些理由，在使用如上所述的現有的光刻法時，一般難以得到高的生產量。

與其相對應，近年來，作為生產量高的方法，各種文獻中報道有被稱為納米壓印的制作微細結構的方法。該方法是，預先在Si基板或金屬板上描繪所希望的凹凸圖案，將其按壓到超過通常玻璃態進行加熱的樹脂膜的表面上，將原版的凹凸像謄寫在樹脂膜上，且在樹脂膜上形成相對于原版的凹凸像反過來的凹凸像。

在專利文獻1中，為了得到尺寸及光學特性優異的光學元件，公開有使用環氧樹脂的單體前體中含有含氟原子化合物的環氧樹脂組合物。另外，在專利文獻2中，記載有如下方法：在加工微細形狀的模具時，使用氟氣體進行干蝕刻處理并在模具表面固定氟原子而賦予脫模性。

[專利文獻1]特開2004-211021號公報

[專利文獻2]特開2005-074774號公報

作為用于這種目的的樹脂膜的材料，以例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯、或者聚苯乙烯這樣的熱塑性樹脂為代表，也可使用它們的交聯體聚合物或聚酰亞胺等熱固化樹脂。利用這種納米壓印，也可以制作以具有數十nm～數百nm的直徑的樹脂的柱(ピラ一，支柱)并列于基板上的結構及坑洼或溝的結構為特征的圖案。

但是，應加工尺寸變小，例如對高分子抗蝕劑膜施行將直徑數十nm的支柱立起那樣的加工時，必須以更高的壓力按壓模具，其結果，產生模具表面本身及形成折角的微細的抗蝕劑圖案結構容易被破壞這樣的問題。另外，在利用如上所述的納米壓印時，由于必須使用本來容易變形的抗蝕劑，因此，相反地形成后的支柱缺乏剛直度，大多不能維持微細的形狀。

相對于對這種高分子膜施行的納米壓印法，已知有使用光聚合性的抗蝕劑單體前體的組合物的方法。這里，前體通過光固化開始呈現作為抗蝕劑的作用，該前體是由1種或多種可以進行光聚合的單體或低聚物構成的組合物。

該方法稱為納米壓印光刻法或步進-閃光壓印(step?and?flash)法，例如，將液狀的抗蝕劑前體滴加在基板上，接著，按壓模具并使液狀抗蝕劑前體跟隨模具的表面凹凸形狀，然后，對該抗蝕劑前體照射UV光使其光固化。在這種方法中，由于抗蝕劑是液狀的前體，故有如下優點：即使用比較小的壓力按壓模具，也容易轉印模具表面的形狀。納米壓印光刻法的更重要的優點是，在照射UV光時，不需要使用精密的光學系統，因此，可以以低成本實施圖案形成的全部工藝。

另外，由于上述的抗蝕劑的加工形狀、尺寸由預先形成于模具表面的微細凹凸來確定，因此，具有利用照射的UV光的波長難以控制可以加工尺寸這樣的明顯的優點。在這種情況下，納米壓印光刻法多用于形成以比較微細的結構為對象的形狀的圖案。作為模具，如果使用例如透過寬的波長范圍的UV光的石英板，則可以透過該石英模具而使其曝光。另外，同樣地，如果使用透過UV光的基板，則有時也可以透過基板而進行曝光。

以這種目的使用的抗蝕劑前體，如前所述，首先，必須是液狀。用于納米壓印光刻的光固化性的抗蝕劑前體，必須通過模具的按壓而容易擴張。為了使這種情況容易進行，通常優選用旋涂等方法將該抗蝕劑前體的液體做成液膜。以這種目的使用的液膜的厚度，由加工尺寸的關系來確定，通常大多為50nm～100nm的厚度。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種新的納米水平的微細結構體、其制造方法及用于其的聚合性樹脂組合物，更具體地來講，本發明的課題在于，提供一種在成形體和模具的分離時、對成形體來說不產生不良變形及破損、缺損的材料和成形方法。