[发明专利]转印材料用固化性组合物和图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过压印法形成图案的能量线固化型或热固化型的转印材料用固化性组合物、以及采用了该转印材料用固化性组合物的图案形成方法。

背景技术

作为半导体制造工艺、图案化介质等磁记录介质制造工艺等中的微细图案形成方法，纳米压印技术备受关注，人们需要用于该纳米压印技术的优异的转印材料。

作为纳米压印用转印材料，一般使用聚甲基丙烯酸甲酯等热塑性树脂，在该情况下，一般工序是将涂布上的材料加热至玻璃化转变温度以上，进行压纹，冷却后取下模具。然而，这样的方法存在非常费时、吞吐量差这样的问题。

与此相对，公开了使用硅氧烷化合物之一的氢化倍半硅氧烷，在基板上形成其涂膜，然后在室温下进行压纹，从而获得微细图案的技术(专利文献1)。此外，公开了在基板上由包含儿茶酚衍生物和间苯二酚衍生物的组合物形成涂膜，然后在室温下进行压纹，从而获得微细图案的技术(专利文献2)。

这些方法被称为室温压印法，虽然没有加热、冷却的循环操作，但是压纹所需的时间较长、吞吐量也并不认为是充分的。此外，由于在高压下按压，因此在印模的寿命方面存在缺点、作为批量生产的技术也并不认为是充分的。

因此，提出了使用了可用紫外线固化的光固化性树脂的被称为UV纳米压印的技术。该工艺是在涂布光固化性树脂之后，一边用印模进行压纹一边照射紫外线，使树脂固化，然后取下印模，从而形成微细图案的方法。该工艺不需要加热、冷却的循环工序。此外，采用紫外线进行固化可以在非常短的时间内进行，压纹也可以在较低压力下进行。因此，可以采用该工艺解决上述各种问题的可能性较高。

在UV纳米压印中通常使用的树脂是丙烯酸系的有机系树脂。在使用所形成的微细图案作为抗蚀层的情况下，蚀刻速度根据干蚀刻气体的种类不同具有选择性是重要的。此处，蚀刻速度的选择性是指根据蚀刻气体的种类不同，蚀刻速度也不同。而且，将由于蚀刻气体的种类不同而蚀刻速度区别较大的称为蚀刻速度的选择性较高。

在微细图案作为抗蚀层发挥作用的情况下，需要对蚀刻中使用的气体的耐性较高、对除去时使用的气体的耐性较低、容易被除去。即，需要蚀刻速度的选择性较高。作为蚀刻用气体，常使用的气体有氟系气体和氧气。一般在有机树脂的情况下，氟系气体与氧气的蚀刻速度没有较大差别，选择性较低。

因此，为了提高氟系气体与氧气的蚀刻速度的选择性，通常使用硅化合物作为转印材料。上述氢化倍半硅氧烷等是一例，其特征是，对于由氢化倍半硅氧烷等形成的微细图案，氟系气体的蚀刻速度较快，与此相对，氧气的蚀刻速度非常慢。然而，由于氢化倍半硅氧烷没有光固化性，因此其存在不能在UV纳米压印法中使用这样的问题。

作为解决这样的问题的方法，提出了使用通过溶胶凝胶法合成的具有固化性官能团的硅化合物的技术(专利文献3)。然而，在该方法中，如果在溶胶凝胶过程中硅化合物的分子量提高，则硅化合物会凝胶化而不溶于溶剂从而变成不溶的化合物，因此不能提高分子量。因此，该方法存在在压印成型时和成型后微细图案的强度与柔软性不易平衡这样的问题。

此外，氟系气体有时由于腐蚀等问题而不能使用。在这样的情况下，有时使用氩气。在该情况下，要求氧气和氩气的蚀刻速度的选择性。由上述那样的硅化合物形成的微细图案在任何条件下都不易被蚀刻，因而不适合该用途。因此，要求可以形成对氩气的蚀刻耐性较高、对氧气的蚀刻耐性较低的微细图案的化合物。

另外，在专利文献4中，作为克服了三聚氰胺树脂那样的具有三嗪骨架的树脂的脆性、可以提供强韧的固化物的材料，公开了含三嗪环的(甲基)丙烯酸酯预聚物和包含该预聚物的组合物。然而，虽然专利文献4中公开了该材料作为光学材料、成型物是有用的，但是完全没有记载作为压印用抗蚀剂材料使用。

专利文献1：日本特开2003-100609号公报

专利文献2：日本特开2005-277280号公报

专利文献3：日本特开2007-72374号公报

专利文献4：日本特开平7-173222号公报

发明内容

本发明的课题是提供对氩气的干蚀刻耐性较高且氩气和氧气的干蚀刻速度的选择性较高、并且可以通过热或UV纳米压印法形成用作抗蚀层等的微细图案的转印材料用固化性组合物及其形成方法。

本发明者们对上述课题进行了深入研究，结果发现，通过使用以下的具有三嗪骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物作为压印用转印材料，可获得不仅具有良好的压印性、而且可以形成在图案形成后的基底层加工中作为抗蚀层起作用的耐蚀刻性优异的固化物，该组合物在半导体、磁记录介质的加工中显示优异特性。