用于形成微型图案的模具的树脂组合物及由其制备有机模具的方法技术

一种用于形成微型图案的模具的树脂组合物，该组合物包含（Ａ）４０至９０重量份具有反应基团的可通过活性能量固化的基于氨基甲酸酯的低聚物；（Ｂ）１０至６０重量份可与所述基于氨基甲酸酯的低聚物反应的活性单体；（Ｃ）０．０１至２００重量份基于１００重量份组分（Ａ）、（Ｂ）之和的含有硅氧烷或氟的化合物；和（Ｄ）０．１至１０重量份基于１００重量份组分（Ａ）、（Ｂ）和（Ｃ）之和的光敏引发剂。本发明专利技术的树脂组合物可容易地通过活性能量射线的作用固化，而由此制备的有机模具没有不可逆的粘结物或产生缺陷，容易从母体模具上取下，并具有优异的尺寸和化学稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于形成微型图案的模具的树脂组合物，涉及用该树脂组合物制备有机模具的方法及由此而制备的有机模具。
技术介绍
包括集成电路、半导体、电子、光电、显示、磁性或电磁器件及光学透镜(例如棱镜片和透镜片)的各种器件都包含微型图案，通常该微型图案是通过光刻蚀法形成的。但是，光刻蚀法要求复杂的形成图案的过程和高的生产成本，并且不适合于形成线宽低于100nm的超微型图案。因此，最近已发展出了纳米印刻平版印刷术，其中硬模具如Si模具的图案被复制在热塑性聚合物层上。这种方法在制备具有约7nm的狭窄线宽的图案时是有利的，原因是模具的硬度(见S.Y.Chou等人，J.Vac.Sci.Technol.B15，2897(1997))。但是，这种纳米印刻平版印刷术存在以下问题模具不易从基材上取下，在高温和高压条件下的加压过程中模具可能会断裂。其它用于制备微型图案的非传统的平版印刷术包括微接触印刷(mCP)、毛细管微模制(MIMIC)、微转移模制(mTM)、软模制及毛细管力平版印刷术(CFL)。这些方法通常采用由弹性聚合物如硅橡胶型的聚二甲基硅氧烷(PDMS)制造的模具，但该PDMS模具的尺寸及化学稳定性较差，所以它不能完成宽度小于500nm的窄图案。已开发出了包括h-PDMS(硬PDMS)和hv-PDMS(光可固化的PDMS)的改性PDMS，以解决所述的PDMS问题。但是，h-PDMS还存在脆性、断裂伸长率低及与基材接触时保形性差的问题(见Odom，Y.W.等人，Lailgilluir，18，5314-5320(2002))，而hv-PDMS不具备足够大的模量来复制低于100nm的精细图案，即使介绍能克服上述传统PDMS的某些限制(见J.Am.Chem.Soc.125，4060-4061(2003))。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种新颖的模具材料，该材料具有足够高的可用于形成亚微型图案的模量、良好的化学和尺寸稳定性，并可被用于制备有机模具，该有机模具可容易地和重复地从基材上取下，而不会有不可逆的粘结物或产生缺陷。另外，本专利技术的另一个目的是提供使用所述材料来制备模具的方法，以及由此而制备的模具。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于形成微型图案的模具的树脂组合物，该组合物包含(A)40至90重量份具有可通过活性能量固化的基于氨基甲酸酯的低聚物，该低聚物具有选自以下组中的反应基团(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、芳基醚和它们的组合；(B)10至60重量份可与所述基于氨基甲酸酯的低聚物反应的单体(即活性稀释剂)，该单体具有选自以下组中的反应基团(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、芳基醚和它们的组合；(C)以100重量份组分(A)、(B)之和为基准0.01至200重量份的含有硅氧烷或氟的化合物(即功能化添加剂)；和(D)以100重量份组分(A)、(B)和(C)之和为基准0.1至10重量份的光敏引发剂。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种制备有机模具的方法，该方法包括在母体模具的图案面上涂布或浇铸本专利技术的树脂组合物，置放支撑物在树脂层上，辐照活性能量射线在所得的层压物上以初步固化树脂层，取下具有与母体模具图案相反图案面的、整体与母体模具的支撑物形成的有机模具，并完全固化所述的有机模具。根据本专利技术的再另一个方面，提供了一种制备有机模具的方法，该方法包括在母体模具的图案面上涂布或浇铸本专利技术的树脂组合物，用活性能量射线辐照树脂层以初步固化它，在固化的树脂层上面倾倒可UV-或热-固化的树脂组合物以作为骨架，加热或辐照所得物以完全固化所述的树脂层与骨架层，取下具有与母体模具图案相反图案面的、整体与母体模具的骨架层形成的有机模具，并完全固化所述的有机模具。根据本专利技术的又另一个方面，提供了一种具有亚微型图案、由本专利技术方法的任何一种制备的有机模具。附图说明从以下本专利技术的说明书并结合附图，本专利技术的以上目的及其它特征将更清楚，所述附图分别显示图1表示用本专利技术的树脂组合物制备模具的步骤的示意图；图2a通过本专利技术的方法制备的具有80nm的相等线宽与间距的模具的电子显微镜照片；图2b使用图2a的模具在基材上形成的图案的电子显微镜照片；图3a通过本专利技术的方法制备的具有圆柱形图案的模具的电子显微镜照片；图3b使用图3a的模具在基材上形成的图案的电子显微镜照片；图4a具有金字塔型的图案、用于制备本专利技术对比例模具的母体模具的光学显微镜照片；图4b使用图4a的母体模具制备的有机模具的光学显微镜照片。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于形成微型图案、优选亚微型图案的有机模具的树脂组合物，使用所述树脂组合物制备有机模具的方法，以及由此而制备的模具。本专利技术的树脂组合物的特征在于其包括可能量固化的组分，及含硅或氟的化合物，所述可能量固化的组分同时具有硬段如环脂族或芳环及软段如线性脂肪族长链，这使得可以形成微型图案，并赋予模具以曲挠性，所述含硅或氟的化合物可以提供具有优异的脱模性能、同时保持优良的物理性能的模具。紧密性，即模具分子结构中的交联度可通过调整存在于所述组合物中的反应基团的总量来提升。文中，术语“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，术语“活性能量射线”是指紫外线、红外线或电子束。具体而言，本专利技术的树脂组合物包含可活性能量固化的基于氨基甲酸酯的低聚物(“组分A”)，以赋予组合物以高弹性和弯曲性。所述可活性能量固化的基于氨基甲酸酯的低聚物可以是线性的脂肪族、环脂族或芳香族的、含至少两个反应基团的基于氨基甲酸酯的低聚物和它们的混合物。所述基于氨基甲酸酯的低聚物在本专利技术组合物中的用量可以是40至90重量份。当所述量少于下限时，从组合物得到的模具的机械性能劣化，而当所述量超过上限时，模具变得太脆。基于氨基甲酸酯的低聚物可以用活性低聚物部分地取代，以提升组合物的物理性能，如曲挠性、表面硬度、耐磨性、耐热性、耐候性及耐化学品性。这种任选的低聚物可以是(甲基)丙烯酸酯化的聚酯、(甲基)丙烯酸酯化的聚醚、(甲基)丙烯酸酯化的环氧、(甲基)丙烯酸酯化的聚碳酸酯、(甲基)丙烯酸酯化的聚丁二烯，或它们的混合物，其用量可以是所述基于氨基甲酸酯的低聚物的0至200重量％。在本专利技术中，使用与所述基于氨基甲酸酯的低聚物有反应活性的单体(“组分B”)作为活性稀释剂，其代表性实例包括(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸异冰片酯、1，6-己二醇丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇(羟基)五丙烯酸酯、烷氧基化的四丙烯酸酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酸酯、丙烯酸二十二酯、苯乙烯类单体及它们的混合物；以及乙烯基酯和芳基醚，例如环己基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、芳基丙基醚、芳基丁基醚、1，4-丁二醇二乙烯基醚、1，4-己二醇二乙烯基醚、二甘醇二乙烯基醚、乙二醇丁基乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、三甘醇甲基乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、季戊四醇三芳基醚(pentaerythritol triaryether)、1，4-环己本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成微型图案的模具的树脂组合物，该组合物包含：（Ａ）４０至９０重量份具有可通过活性能量固化的基于氨基甲酸酯的低聚物，该低聚物具有选自以下组中的反应基团：（甲基）丙烯酸酯、乙烯基醚、芳基醚、以及它们的组合；（Ｂ）１０至 ６０重量份可与所述基于氨基甲酸酯的低聚物反应的单体，该单体具有选自以下组中的反应基团：（甲基）丙烯酸酯、乙烯基醚、芳基醚、以及它们的组合；（Ｃ）以１００重量份组分（Ａ）、（Ｂ）之和为基准０．０１至２００重量份的含有硅氧烷或氟的化合物 ；和（Ｄ）以１００重量份组分（Ａ）、（Ｂ）和（Ｃ）之和为基准０．１至１０重量份的光敏引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰完，刘弼珍，
申请(专利权)人：米纽塔技术株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]