光固化性组合物及图案形成方法技术

本发明专利技术涉及光固化性组合物及图案形成方法。一种光固化性组合物，其含有：金属氧化物纳米粒子；(R)成分：不饱和酸金属盐；光聚合性化合物(其中，不包括属于(R)成分的化合物)；和光自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂。

【技术实现步骤摘要】
光固化性组合物及图案形成方法


[0001]本专利技术涉及光固化性组合物及图案形成方法。
[0002]本申请以于2021年4月20日在日本提出申请的日本特愿2021
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071289号为基础来主张优先权，并将其内容并入本文中。

技术介绍

[0003]光刻技术是半导体器件的制造工艺中的核心技术，伴随着近年来的半导体集成电路(IC)的高集成化，正在进行布线的进一步微细化。作为微细化方法，通常有使用更短波长的光源、例如KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、EUV(极紫外光)、EB(电子射线)、X射线等的光源波长的短波长化、曝光装置的透镜的开口数(NA)的大口径化(高NA化)等。
[0004]这样的方法中，作为半导体的微细图案形成方法，纳米压印光刻(将具有规定图案的模具按压于形成在基板上的固化性膜，从而在该固化性膜上转印前述模具的图案)从生产率等方面考虑而受到期待。
[0005]在纳米压印光刻中，使用了含有在光(紫外线、电子射线)的作用下进行固化的光固化性化合物的光固化性组合物。在所述情况下，将具有规定图案的模具按压于包含光固化性化合物的固化性膜，接着，照射光从而使光固化性化合物固化，其后，将模具从固化膜剥离，由此得到转印图案(结构体)。
[0006]作为对用于纳米压印光刻的光固化性组合物所要求的特性，可举出通过旋转涂布等而在基板上涂布时的涂布性、基于加热、曝光的固化性。若向基板的涂布性差，则涂布于基板上的光固化性组合物的膜厚产生偏差，在将模具按压于固化性膜时容易导致图案转印性的降低。另外，固化性从将通过模具按压形成的图案维持为所期望的尺寸的方面来看是重要的特性。此外，对于光固化性组合物，还要求将模具从固化膜剥离时的模具脱模性良好。
[0007]近年来，为了自动驾驶用的3D传感器、AR(增强现实)眼镜的AR波导的高功能化，研究了应用纳米压印光刻。在3D传感器、AR眼镜中，要求构成元器件的一部分的永久膜材料的高折射率化。
[0008]作为纳米压印材料的高折射率化的一个手段，添加金属氧化物纳米粒子是已知的。例如，在专利文献1中，记载了通过配合氧化钛或氧化锆等金属氧化物纳米粒子而实现了高折射率化的光固化性树脂组合物。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开2013
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191800号公报

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]为了纳米压印材料的进一步的高折射率化，考虑了增加金属氧化物纳米粒子的含
量、或者增大金属氧化物纳米粒子的粒径。然而，若通过增加金属氧化物纳米粒子的含量来实现高折射率化，则有纳米压印图案的填充性劣化的倾向，存在微细图案转印性降低这样的问题。另外，若通过增大金属氧化物纳米粒子的粒径来实现高折射率化，则存在可见光区域中的雾度劣化这样的问题。
[0014]本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其课题在于提供形成图案时的微细图案转印性良好、以及能够进一步实现固化物中的、可见光区域中的雾度降低及高折射率化的光固化性组合物和图案形成方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]为了解决上述的课题，本专利技术采用了以下的构成。
[0017]即，本专利技术的第1方式为光固化性组合物含有：(X)成分：金属氧化物纳米粒子；(R)成分：不饱和酸金属盐；(B)成分：光聚合性化合物(其中，不包括属于前述(R)成分的化合物)；和(C)成分：光自由基聚合引发剂。
[0018]本专利技术的第2方式为图案形成方法，其包括下述工序：使用前述第1方式涉及的光固化性组合物在基板上形成光固化性膜的工序；将具有凹凸图案的模具按压于前述光固化性膜，从而在前述光固化性膜上转印前述凹凸图案的工序；在将前述模具按压于前述光固化性膜的同时，对转印有前述凹凸图案的光固化性膜进行曝光，从而形成固化膜的工序；以及，将前述模具从前述固化膜剥离的工序。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，可以提供形成图案时的微细图案转印性良好、以及能够进一步实现固化物中的、可见光区域中的雾度降低及高折射率化的光固化性组合物和图案形成方法。
附图说明
[0021][图1]为对纳米压印图案形成方法的一实施方式进行说明的概略工序图。
[0022][图2]为对任选工序的一个例子进行说明的概略工序图。
[0023]附图标记说明
[0024]1基板，2光固化性膜，3模具
具体实施方式
[0025]本说明书及本权利要求书中，所谓“脂肪族”，是相对于芳香族而言的相对概念，其定义是指不具有芳香性的基团、化合物等。
[0026]只要没有特别的说明，“烷基”包括直链状、支链状及环状的1价的饱和烃基。烷氧基中的烷基也同样。
[0027]“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少一者。“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少一者。
[0028]记载为“可具有取代基”的情况下，包括用1价基团取代氢原子(
‑
H)的情况、和用2价基团取代亚甲基(
‑
CH2‑
)的情况这两者。
[0029]“曝光”是包括所有的放射线照射的概念。
[0030](光固化性组合物)
[0031]本专利技术的第1方式的光固化性组合物含有：(X)成分：金属氧化物纳米粒子；(R)成
分：不饱和酸金属盐；(B)成分：光聚合性化合物(其中，不包括属于前述(R)成分的化合物)；和(C)成分：光自由基聚合引发剂。
[0032]＜(X)成分＞
[0033](X)成分为金属氧化物纳米粒子。
[0034]所谓“纳米粒子”，是指具有纳米量级(小于1000nm)的体积平均一次粒径的粒子。所谓金属氧化物纳米粒子，是具有纳米量级的体积平均一次粒径的金属氧化物粒子。
[0035]前述体积平均一次粒径是利用动态光散射法测定的值。
[0036](X)成分的体积平均一次粒径优选为100nm以下。(X)成分的体积平均一次粒径优选为0.1～100nm，更优选为1～60nm，进一步优选为1～50nm，进一步更优选为1～45nm，特别优选为1～40nm。此外，(X)成分的体积平均一次粒径进一步优选为5～30nm、5～25nm、或5～30nm。
[0037]通过使(X)成分的体积平均一次粒径在上述优选的范围内，从而金属氧化物纳米粒子在光固化性组合物中良好地分散。另外，折射率变得良好。
[0038]作为(X)成分，可以使用市售的金属氧化物纳米粒子。作为金属氧化物，例如，可举出钛(Ti)、锆(Zr)、铝(Al)、硅(Si)、锌(Zn)或镁(Mg)的氧化物粒子。其中，作为(X)成分，从折射率的观点考虑，优选为二氧化钛(TiO2)纳米粒子或氧化锆(ZrO2)纳米粒子。
[0039]本实施方式中，作为(X)成分，可以使用市售的金属氧化物纳米粒子。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光固化性组合物，其含有：(X)成分：金属氧化物纳米粒子；(R)成分：不饱和酸金属盐；(B)成分：光聚合性化合物(其中，不包括属于所述(R)成分的化合物)；和(C)成分：光自由基聚合引发剂。2.如权利要求1所述的光固化性组合物，其中，相对于所述(X)成分、所述(R)成分与所述(B)成分的合计含量100质量份而言，所述(R)成分的含量为1～30质量份，所述(B)成分的含量为1～30质量份。3.如权利要求1所述的光固化性组合物，其中，相对于所述(X)成分、所述(R)成分与所述(B)成分的合计含量100质量份而言，所述(X)成分的含量为50～80质量份。4.如权利要求1所述的光固化性组合物，其中，所述(X)成分的体积平均一次粒径为100nm以下。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：昆野健理，森莉纱子，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：