KR101852537B1 - 고내찰상성 임프린트 재료 - Google Patents

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Abstract

[과제] 고내찰상성 임프린트 재료를 제공한다.
[해결수단] (A)성분: 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물, 및 (B)성분: 광중합개시제를 포함하고, 상기 중합성기는 아크릴로일옥시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일옥시기 및 메타크릴로일기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 임프린트 재료. 상기 (A)성분 이외에, (A’)성분으로서 중합성기를 적어도 2개 가지면서 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지지 않는 화합물을 추가로 함유할 수 있다.

Description

고내찰상성 임프린트 재료{HIGHLY ABRASION-RESISTANT IMPRINT MATERIAL}
본 발명은, 임프린트 재료, 및 그 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 패턴이 전사된 후에도 높은 내찰상성을 갖는 임프린트 재료, 및 그 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막에 관한 것이다.
1995년, 현재 프린스턴대학교의 Chou 교수 등이 나노 임프린트 리소그래피라는 새로운 기술을 제창하였다(특허문헌 1). 나노 임프린트 리소그래피는, 임의의 패턴을 갖는, 몰드를 수지막이 형성된 기재와 접촉시키고, 그 수지막을 가압함과 동시에, 열 또는 광을 외부 자극으로 이용하여, 목적으로 하는 패턴을 경화된 상기 수지막에 형성하는 기술을 말하며, 이 나노 임프린트 리소그래피는, 종래의 반도체 장치 제조에서의 광 리소그래피 등에 비해 간편·저렴하게 나노 스케일의 가공이 가능하다는 이점을 갖는다.
따라서, 나노 임프린트 리소그래피는, 광 리소그래피 기술 대신, 반도체 장치, 옵토 장치, 디스플레이, 기억매체, 바이오칩 등의 제조로의 적용이 기대되고 있는 기술이라는 점에서, 나노 임프린트 리소그래피에 이용하는 광 나노 임프린트 리소그래피용 경화성 조성물에 대하여 다양한 보고가 이루어지고 있다(특허문헌 2, 특허문헌 3).
그러나, 지금까지 나노 임프린트 리소그래피에 이용하는 재료(이하, 본 명세서에서는 「임프린트 재료」라고 표현함)로서 각종 재료가 개시되어 있지만, 요철패턴 등의 구조물을 제작한 후에 찰상성(abrasion; 擦傷) 시험을 행하고, 그 결과 높은 내찰상성을 유지하고 있음을 나타낸 재료의 보고는 이루어지고 있다고 할 수 없다. 한편, 고체 촬상 장치, 태양전지, LED 장치, 디스플레이 등의 제품에서는, 그 내부 또는 표면에 제작한 구조물에 대하여 내찰상성이 요구되는 경우가 있다.
미국특허 제5772905호 명세서 일본 특허공개 2008-105414호 공보 일본 특허공개 2008-202022호 공보
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 해결하고자 하는 과제는, 패턴이 전사된 후에도 높은 내찰상성을 갖는 임프린트 재료를 제공하기 위함에 있으며, 그 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막을 제공하기 위함에 있다. 구체적으로는, 패턴을 전사한 후의 막에 대하여 스틸울(steel wool) 찰상 시험을 행할 때에 스크래치(傷;흠집)의 개수가 10개 이하인 임프린트 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 명세서에서는, 형성되는 패턴 사이즈가 나노미터 오더로 한정되지 않고, 예를 들면, 마이크로미터 오더인 경우를 포함하는 광 나노 임프린트 기술을 광 임프린트라 칭한다.
막의 내찰상성을 향상시키기 위하여, 그 막의 경도를 높이는 것과, 그 막의 표면의 슬립성을 높이는 것을 고려할 수 있다. 본 발명자들은, 요철구조 등의 패턴을 갖는 막의 경우, 그 막의 경도를 높이는 것보다, 그 막의 표면의 슬립성을 높이는 것이, 스크래치가 형성되기 힘들다는 것을 발견한 결과, 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 갖는 화합물 및 광중합개시제를 사용함으로써 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은,
(A)성분: 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물, 및
(B)성분: 광중합개시제
를 포함하는 임프린트 재료에 관한 것이다.
본 발명의 임프린트 재료에서는, 분자 내에 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물을 사용하고 있으므로, 상기 임프린트 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막은, 그 패턴 상에서 스틸울 찰상 시험을 행하여도 스크래치의 발생이 10개 이하로, 스크래치가 50개 이상 발생했었던 종래의 막보다 훨씬 적다.
본 발명의 임프린트 재료는, 광경화가 가능한 한편, 몰드의 이형시에 패턴의 일부가 벗겨지지 않으므로, 원하는 패턴이 정확하게 형성된 막을 얻을 수 있다. 따라서, 양호한 광 임프린트의 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 임프린트 재료는, 임의의 기재 상에 제막(製膜)할 수 있고, 임프린트 후에 형성되는, 패턴이 전사된 막은, 고체 촬상 장치, 태양전지, LED 장치, 디스플레이 등의, 내찰상성이 요구되는 부재를 사용하는 제품(전자 장치)에 적합하게 이용할 수 있다.
나아가, 본 발명의 임프린트 재료는, 상기 (A)성분의 화합물의 종류 및 함유 비율을 변경함으로써, 경화속도, 동적점도, 막두께를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 임프린트 재료는, 제조하는 장치 종류와 노광 프로세스 및 소성 프로세스의 종류에 대응한 재료의 설계가 가능하고, 프로세스 마진을 확대할 수 있으므로, 광학부재의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명은, 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물을 사용함으로써, 패턴 전사 후의 막에 내찰상성을 부여한 점에 특징이 있고, 즉, (A)탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물 및 (B)광중합개시제를 포함하는 임프린트 재료이다. 또한, (A)성분 및 (B)성분에 더하여, (A’)성분으로서 중합성기를 적어도 2개 가지면서 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지지 않는 화합물, (C)성분으로서 계면활성제 및 (D)성분으로서 용제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 성분을 포함할 수도 있는 임프린트 재료이다.
이하, 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
<(A)성분>
(A)성분인, 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물이란, 1분자 내에 예를 들어 에틸렌옥사이드 유닛 또는 프로필렌옥사이드 유닛을 1개 이상 가지면서 중합성기를 분자 말단에 2개 이상 갖는 화합물을 의미한다. 또한, 상기 중합성기로는, 예를 들면, 아크릴로일옥시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일옥시기 및 메타크릴로일기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기기를 말한다. 여기서, 아크릴로일옥시기는 아크릴옥시기, 메타크릴로일옥시기는 메타크릴옥시기로 표현되기도 한다.
상기 (A)성분인 화합물로는, 예를 들면, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 에톡시화 비스페놀A 디아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀A 디메타크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 에톡시화 글리세린트리아크릴레이트, 에톡시화 글리세린트리메타크릴레이트, 에톡시화 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리스리톨테트라메타크릴레이트, 에톡시화 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 폴리글리세린모노에틸렌옥사이드폴리아크릴레이트, 폴리글리세린폴리에틸렌글리콜폴리아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 화합물은, 시판품으로 입수할 수 있는데, 그 구체예로는, NK Ester A-200, NK Ester A-400, NK Ester A-600, NK Ester A-1000, NK Ester 1G, NK Ester 2G, NK Ester 3G, NK Ester 4G, NK Ester 9G, NK Ester 14G, NK Ester 23G, NK Ester ABE-300, NK Ester A-BPE-4, NK Ester A-BPE-6, NK Ester A-BPE-10, NK Ester A-BPE-20, NK Ester A-BPE-30, NK Ester BPE-80N, NK Ester BPE-100N, NK Ester BPE-200, NK Ester BPE-500, NK Ester BPE-900, NK Ester BPE-1300N, NK Ester A-GLY-3E, NK Ester A-GLY-9E, NK Ester A-GLY-20E, NK Ester A-TMPT-3EO, NK Ester A-TMPT-9EO, NK Ester ATM-4E, NK Ester ATM-35E(이상, Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제), KAYARAD(등록상표) DPEA-12, KAYARAD PEG400DA, KAYARAD THE-330, KAYARAD RP-1040(이상, Nippon Kayaku Co., Ltd.제), M-210, M-350(이상, Toagosei Co., Ltd.제), 등을 들 수 있다.
상기 (A)성분인 화합물은, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다.
<(A’)성분>
(A’)성분으로서 중합성기를 적어도 2개 가지면서 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지지 않는 화합물로는, 예를 들면, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 화합물은, 시판품으로 입수할 수 있는데, 그 구체예로는, KAYARAD(등록상표) DPHA, KAYARAD NPGDA, KAYARAD PET30(이상, Nippon Kayaku Co., Ltd.제), NK Ester A-DPH, NK Ester A-TMPT, NK Ester A-DCP, NK Ester A-HD-N, NK Ester TMPT, NK Ester DCP, NK Ester NPG, NK Ester HD-N(이상, Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제) 등을 들 수 있다.
본 발명에 포함되는 (A)성분은, 패턴 전사 후의 막에 대하여 내찰상성을 부여할 수 있다. 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛의 함유량에 대해서는, 분자량 계산에서 1분자당 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛 농도가 7% 이상 80% 이하, 바람직하게는 20% 이상 80% 이하, 보다 바람직하게는 22% 이상 78% 이하이다. 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛 농도가 7%보다 작으면, 그러한 (A)성분을 포함하는 임프린트 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막은, 내찰상성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 여기서 알킬렌옥사이드 유닛 농도란, (A)성분의 분자량에 대한 그 (A)성분의 알킬렌옥사이드 유닛의 분자량의 비율을 의미한다. 본 발명에 포함되는 (A)성분이 2종 이상의 화합물로 이루어진 경우, 및 본 발명이 (A)성분에 더하여 (A’)성분을 포함하는 경우에는, 후술하는 식(1) 또는 식(2)을 적용한, 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛 농도가 7% 이상 80% 이하, 바람직하게는 20% 이상 80% 이하, 보다 바람직하게는 22% 이상 78% 이하이다. 또한, 본 발명이 (A)성분에 더하여 (A’)성분을 포함하는 경우, (A)성분과 (A’)성분의 합계 100질량부에 대한 (A)성분의 비율은, 10질량부 이상 100질량부 미만인 것이 바람직하다. (A)성분의 비율이 10질량부보다 작으면, 상기 (A)성분 및 (A’)성분을 포함하는 임프린트 재료로 제작되어, 패턴이 전사된 막은, 내찰상성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
예를 들면, (A)성분인 화합물 A를 x질량%(x는 0<x≤100을 만족하는 양의 정수) 및 (A’)성분인 화합물 B를 (100-x)질량% 포함하는 경우의, 알킬렌옥사이드 유닛 농도(%)는, 하기 식(1)으로 표시된다. 단, 화합물 A의 알킬렌옥사이드 유닛 1개당 분자량을 MO, 화합물 A의 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수 nA, 화합물 A 및 B의 분자량을 각각 MA, MB로 하였다. x=100의 경우에는, (A’)성분을 포함하지 않는 것을 의미한다.
100(MO×nA×x)/{(MA×x)+〔MB×(100-x)〕}···(1)
한편, (A)성분이 화합물 A1 및 A2로 이루어지며, 상기 화합물 A1을 x질량%(x는 0<x≤100을 만족하는 양의 정수) 및 화합물 A2를 (100-x)질량% 포함하는 경우의, 알킬렌옥사이드 유닛 농도(%)는, 하기 식(2)로 표시된다. 단, 화합물 A1 및 A2의 알킬렌옥사이드 유닛 1개당 분자량을 각각 MO1, MO2, 화합물 A1 및 A2의 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수를 각각 nA1, nA2, 화합물 A1 및 A2의 분자량을 각각 MA1, MA2로 하였다. x=100의 경우에는, (A)성분이 화합물 A1로 이루어지며 화합물 A2를 포함하지 않는 것을 의미한다.
100{(MO1×nA1×x)+〔MO2×nA2×(100-x)}/{(MA1×x)+〔MA2×(100-x)〕}···(2)
한편, 탄소원자수 2의 알킬렌옥사이드 유닛은 (-C2H4-O-)으로 표시되며, 대표적으로는 에틸렌옥사이드 유닛(이하, 본 명세서에서는 「EO」라 약칭함)이고, 그 분자량 MO으로서 44를 적용하면 된다. 탄소원자수 3의 알킬렌옥사이드 유닛은 (-C3H6-O-)으로 표시되며, 대표적으로는 프로필렌옥사이드 유닛이고, 그 분자량 MO으로서 58을 적용하면 된다.
<(B)성분>
(B)성분인 광중합개시제로는, 예를 들면, tert-부틸퍼옥시-iso-부탈레이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일디옥시)헥산, 1,4-비스[α-(tert-부틸디옥시)-iso-프로폭시]벤젠, 디-tert-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스(tert-부틸디옥시)헥센하이드로퍼옥사이드, α-(iso-프로필페닐)-iso-프로필하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸헥산, tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 1,1-비스(tert-부틸디옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 부틸-4,4-비스(tert-부틸디옥시)발레레이트, 시클로헥사논퍼옥사이드, 2,2’,5,5’-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3’,4,4’-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3’,4,4’-테트라(tert-아밀퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3’,4,4’-테트라(tert-헥실퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3’-비스(tert-부틸퍼옥시카르보닐)-4,4’-디카르복시벤조페논, tert-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-tert-부틸디퍼옥시이소프탈레이트 등의 유기 과산화물, 9,10-안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논 등의 퀴논류, 벤조인메틸, 벤조인에틸에테르, α-메틸벤조인, α-페닐벤조인 등의 벤조인 유도체, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-하이드록시-1-[4-{4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피오닐)벤질}-페닐]-2-메틸-프로판-1-온, 페닐글리옥시산 메틸에스테르, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드, 1,2-옥탄디온,1-[4-(페닐티오)-,2-(O-벤조일옥심)], 에타논, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심) 등의 광 라디칼 발생제를 들 수 있으나, 광경화시에 사용하는 광원에 흡수를 갖는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다.
상기 화합물은, 시판품으로 입수할 수 있는데, 그 구체예로는, IRGACURE(등록상표) 651, IRGACURE 184, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, IRGACURE 127, IRGACURE 754, IRGACURE 907, IRGACURE 369, IRGACURE 379, IRGACURE 379EG, IRGACURE 819, IRGACURE 819DW, IRGACURE 1800, IRGACURE 1870, IRGACURE 784, IRGACURE OXE01, IRGACURE OXE02, IRGACURE 250, DAROCUR(등록상표) 1173, DAROCUR MBF, DAROCUR TPO, DAROCUR 4265(이상, BASF Japan Ltd.제), KAYACURE-DETX, KAYACURE-MBP, KAYACURE-DMBI, KAYACURE-EPA, KAYACURE-OA(이상, Nippon Kayaku Co., Ltd.제), VICURE-10, VICURE-55(이상, STAUFFER Co., Ltd.제), ESACURE KIP150, ESACURE TZT, ESACURE 1001, ESACURE KTO46, ESACURE KB1, ESACURE KL200, ESACURE KS300, ESACURE EB3, TRIAZINE-PMS, TRIAZINE A, TRIAZINE B(이상, Nihon Siber Hegner K.K.제), ADEKA OPTOMER N-1717, ADEKA OPTOMER N-1414, ADEKA OPTOMER N-1606(ADEKA Cororation(구: Asahi Denka Kogyo K.K.)제) 등을 들 수 있다.
상기 광중합개시제는, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 임프린트 재료에서의 (B)성분의 함유량은, 상기 (A)성분 및 상기 (B)성분의 총질량에 대하여, 0.5phr 내지 30phr인 것이 바람직하고, 1phr 내지 20phr인 것이 보다 바람직하다. 이 비율이 0.1phr 이하인 경우에는, 충분한 경화성을 얻지 못해, 패터닝 특성의 악화 및 내찰상성의 저하가 발생하기 때문이다. 여기서, phr은, (A)성분 및 (B)성분의 총질량 100g에 대한, 광중합개시제의 질량을 나타낸다.
<(C)성분>
본 발명의 임프린트 재료는 (C)성분으로서 계면활성제를 함유할 수도 있다. (C)성분인 계면활성제를 포함하는 경우에는, 얻어지는 도막의 제막성을 조정하는 역할을 한다.
계면활성제로는, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌아세틸에테르, 폴리옥시에틸렌올레인에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르류, 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머류, 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노팔미테이트, 솔비탄모노스테아레이트, 솔비탄모노올레이트, 솔비탄트리올레이트, 솔비탄트리스테아레이트 등의 솔비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리올레이트, 폴리옥시에틸렌솔비탄트리스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산 에스테르류 등의 비이온계 계면활성제, EFTOP(등록상표) EF301, EFTOP EF303, EFTOP EF352(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd.), MEGAFAC(등록상표) F171, MEGAFAC F173, MEGAFAC R-08, MEGAFAC R-30(DIC Corporation제), FLUORAD FC430, FLUORAD FC431(Sumitomo 3M Ltd.제), ASAHI GUARD(등록상표) AG710, SURFLON(등록상표) S-382, SURFLON SC101, SURFLON SC102, SURFLON SC103, SURFLON SC104, SURFLON SC105, SURFLON SC106(Asahi Glass Co., Ltd.제) 등의 불소계 계면활성제 및 오가노실록산폴리머 KP341(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제), BYK(등록상표)-302, BYK-307, BYK-322, BYK-323, BYK-330, BYK-333, BYK-370, BYK-375, BYK-378, BYK-UV3500, BYK-UV3570(BYK Chemie Japan K.K.제) 등을 들 수 있다.
상기 계면활성제는, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다. 계면활성제가 사용되는 경우, 그 비율은, 상기 (A)성분 및 상기 (B)성분의 총질량에 대하여, 바람직하게는 0.01phr 내지 20phr, 보다 바람직하게는 0.01phr 내지 10phr이다.
<(D)성분>
본 발명의 임프린트 재료는 (D)성분으로서 용제를 함유할 수도 있다. (D)성분인 용제를 포함하는 경우에는, (A)성분인 화합물의 점도 조절의 역할을 한다. 본 발명의 경우, 용제의 사용은 임의로 할 수 있으나, 통상은 용제를 필요로 하지 않는다.
상기 용제로는, 예를 들면, 톨루엔, p-자일렌, o-자일렌, 스티렌, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜, 1-옥탄올, 에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 디아세톤알코올, 푸루푸릴알코올, 테트라하이드로푸루푸릴알코올, 프로필렌글리콜, 벤질알코올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, γ-부티로락톤, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸n-부틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 아세트산에틸, 아세트산이소프로필케톤, 아세트산n-프로필, 아세트산이소부틸, 아세트산n-부틸, 아세트산메틸에스테르, 아세트산에틸에스테르, 유산에틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, tert-부탄올, 알릴알코올, n-프로판올, 2-메틸-2-부탄올, 이소부탄올, n-부탄올, 2-메틸-1-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 2-에틸헥산올, 1-옥탄올, 에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1-메톡시-2-부탄올, 디아세톤알코올, 푸루푸릴알코올, 테트라하이드로프루프릴알코올, 프로필렌글리콜, 벤질알코올, 이소프로필에테르, 1,4-디옥산, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 디메틸술폭사이드, N-시클로헥실-2-피롤리딘 등을 들 수 있으며, 상기 (A)성분의 점도를 조절할 수 있는 것이라면, 특히 한정되는 것은 아니다.
그런데, (A)성분인 화합물 및 (B)성분인 광중합 개시제와의 상용성의 관점으로부터, 바람직하게는, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, γ-부티로락톤, N-메틸피롤리돈, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, tert-부탄올, n-부탄올, 디아세톤알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 시클로헥사논, 아세트산메틸에스테르, 아세트산에틸에스테르 등이다.
상기 용제는, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 임프린트 재료는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 필요에 따라, 에폭시 화합물, 광산발생제, 광증감제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 밀착보조제 및 이형성 향상제 중에서 선택되는 적어도 1종의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 에폭시 화합물은, 에폭시기 또는 옥시란환을 적어도 1개 갖는 화합물로, 예를 들면, EPOLEAD(등록상표) GT-401, EPOLEAD PB3600, CELLOXIDE(등록상표) 2021P, CELLOXIDE 2000, CELLOXIDE 3000, EHPE 3150, EHPE 3150CE, CYCLOMER(등록상표) M100(이상, Daicel Chemical Industries, Ltd.제), EPICLON(등록상표) 840, EPICLON 840-S, EPICLON N-660, EPICLON N-673-80M(이상, DIC Corporation제) 등을 들 수 있다.
상기 광산발생제로는, IRGACURE(등록상표) PAG103, IRGACURE PAG108, IRGACURE PAG121, IRGACURE PAG203, IRGACURE CGI725(이상, BASF Japan Ltd.제), WPAG-145, WPAG-170, WPAG-199, WPAG-281, WPAG-336, WPAG-367(이상, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.제), TFE-triazine, TME-triazine, MP-triazine, Dimethoxytriazine, TS-91, TS-01(SANWA Chemical Co., Ltd.제) 등을 들 수 있다.
상기 광증감제로는, 예를 들면, 티오크산텐계, 크산텐계, 케톤계, 티오피릴륨염계, 베이스스티릴계, 메로시아닌계, 3-치환 쿠마린계, 3,4-치환 쿠마린계, 시아닌계, 아크리딘계, 티아진계, 페노티아진계, 안트라센계, 코로넨계, 벤즈안트라센계, 페릴렌계, 케토쿠마린계, 푸마린계, 보레이트계 등을 들 수 있다.
상기 광증감제는, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다. 이 광증감제를 이용함으로써, UV 영역의 파장을 조정할 수도 있다.
상기 자외선 흡수제로는, 예를 들면, TINUVIN(등록상표) PS, TINUVIN 99-2, TINUVIN 109, TINUVIN 328, TINUVIN 384-2, TINUVIN 400, TINUVIN 405, TINUVIN 460, TINUVIN 477, TINUVIN 479, TINUVIN 900, TINUVIN 928, TINUVIN 1130, TINUVIN 111FDL, TINUVIN 123, TINUVIN 144, TINUVIN 152, TINUVIN 292, TINUVIN 5100, TINUVIN 400-DW, TINUVIN 477-DW, TINUVIN 99-DW, TINUVIN 123-DW, TINUVIN 5050, TINUVIN 5060, TINUVIN 5151(이상, BASF Japan Ltd.) 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제는, 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이 자외선 흡수제를 이용함으로써, 광경화시에 막의 최표면의 경화 속도를 제어할 수 있어, 이형성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다.
상기 산화방지제로는, 예를 들면, IRGANOX(등록상표) 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, IRGANOX 1520L(이상, BASF Japan Ltd.) 등을 들 수 있다.
상기 산화방지제는, 단독 또는 2종 이상의 조합하여 사용할 수 있다. 이 산화방지제를 이용함으로써, 산화에 의해 막이 황색으로 변색되는 것을 방지할 수 있다.
상기 밀착보조제로는, 예를 들면, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이 밀착보조제를 이용함으로써, 기재와의 밀착성이 향상된다. 이 밀착보조제의 함유량은, 상기 (A)성분 및 상기 (B)성분의 총질량에 대하여, 바람직하게는 5phr 내지 50phr, 보다 바람직하게는 10phr 내지 50phr이다.
상기 이형성 향상제로는, 실리콘 유닛 함유 화합물 또는 불소 함유 화합물을 들 수 있다. 실리콘 유닛 함유 화합물로는, X-22-164, X-22-164AS, X-22-164A, X-22-164B, X-22-164C, X-22-164E, X-22-163, X-22-169AS, X-22-174DX, X-22-2426, X-22-9002, X-22-2475, X-22-4952, KF-643, X-22-343, X-22-2046(이상, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제) 등을 들 수 있다. 불소 함유 화합물로는, R-5410, R-1420, M-5410, M-1420, E-5444, E-7432, A-1430, A-1630(이상, Daikin Industries, Ltd.제) 등을 들 수 있다.
본 발명의 임프린트 재료의 조제방법은, 특별히 한정되지 않으나, (A)성분, (A’)성분, (B)성분, (C)성분 및 (D)성분이 균일하게 혼합된 상태이면 된다. 또한, (A)성분 내지 (D)성분을 혼합할 때의 순서는, 균일한 용액을 얻을 수 있다면 상관없으며, 특별히 한정되지 않는다. 그 조제방법으로는, 예를 들면, (A)성분에 (B)성분을 소정의 비율로 혼합하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 추가로 (C)성분 및 (D)성분을 혼합하여, 균일한 용액으로 하는 방법 등도 들 수 있다. 그리고, 이 조제방법의 적당한 단계에서, 필요에 따라, 기타 첨가제를 추가로 첨가하여 혼합하는 방법을 들 수 있다.
또한, (D)성분인 용제를 이용하는 경우에는, 광조사 전의 막 및 광조사 후의 막 중 적어도 한쪽에 대하여, 용제를 증발시키는 것을 목적으로, 소성시킬 수도 있다. 소성기기로는, 특히 한정되지 않으며, 예를 들면, 핫 플레이트, 오븐, 파네스를 이용하여, 적절한 분위기 하에서, 즉, 대기, 질소 등의 불활성가스, 진공 중 등에서 소성시킬 수 있는 것이면 된다. 소성온도는, 용매를 증발시키는 것을 목적으로 하는 경우에는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 40℃ 내지 200℃에서 행할 수 있다.
본 발명의 임프린트 재료는, 기재에 도포하여 광경화함으로써 원하는 막을 얻을 수 있다. 도포방법으로는, 공지 또는 주지의 방법, 예를 들면, 스핀코팅법, 디핑법, 플로우코팅법, 잉크젯법, 스프레이법, 바코팅법, 그라비어코팅법, 슬릿코팅법, 롤코팅법, 전사인쇄법, 솔칠, 블레이드코팅법, 에어나이프코팅법 등을 들 수 있다.
본 발명의 임프린트 재료를 도포하기 위한 기재로는, 예를 들면, 실리콘, 인듐 주석 산화물(ITO)이 제막된 유리(ITO 기판), 실리콘 나이트라이드(SiN이 제막된 유리(SiN 기판), 인듐 아연 산화물(IZO)이 제막된 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 아크릴, 플라스틱, 유리, 석영, 세라믹스 등으로 이루어진 기재를 들 수 있다. 또한, 가요성을 갖는 플렉시블 기재를 이용할 수도 있다.
본 발명의 임프린트 재료를 경화시키는 광원으로는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 고압 수은램프, 저압 수은램프, 메탈할라이드 램프, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, F2 엑시머 레이저, 전자선(EB), 극단 자외선(EUV) 등을 들 수 있다. 또한, 파장은, 일반적으로는, 436nm의 G선, 405nm의 H선, 365nm의 I선 또는 GHI 혼합선을 이용할 수 있다. 또한, 노광량은, 바람직하게는, 30 내지 2000mJ/cm2, 보다 바람직하게는 30 내지 1000mJ/cm2이다.
광 임프린트를 행하는 장치는, 목적으로 하는 패턴이 얻어진다면, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, Toshiba Machine Co., Ltd.의 ST50, Obducat사의 Sindre(등록상표) 60, Meisho Kiko Co., Ltd.의 NM-0801HB 등의 시판 중인 장치를 이용할 수 있다.
본 발명에서 이용하는 광 임프린트용으로 사용하는 몰드재로는, 예를 들면, 석영, 실리콘, 니켈, 알루미나, 카르보닐실란, 글라시 카본 등을 들 수 있으나, 목적으로 하는 패턴을 얻을 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 몰드는, 이형성을 높이기 위하여, 그 표면에 불소계 화합물 등의 박막을 형성하는 이형 처리를 행할 수도 있다. 이형 처리에 이용하는 이형제로는, 예를 들면, Daikin Industries, Ltd.의 OPTOOL(등록상표) HD 등을 들 수 있으나, 목적으로 하는 패턴을 얻을 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다.
광 임프린트의 패턴은, 목적으로 하는 전자 장치에 적합한 패턴을 선택하면 되는데, 패턴의 사이즈도 이에 준한다. 패턴 사이즈는, 예를 들면, 나노미터 오더 및 마이크로미터 오더이다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[막형성용 도포액의 조제]
<실시예 1>
KAYARAD(등록상표) DPEA-12(Nippon Kayaku Co., Ltd.제, 분자량: 1080)(이하, 본 명세서에서는 「DPEA-12」라 약칭함) 5g에 DAROCUR(등록상표) 1173(BASF Japan Ltd.제)(이하, 본 명세서에서는 「DAROCUR 1173」이라 약칭함)을 1g(DPEA-12의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A1을 조제하였다. 본 실시예에서, DPEA-12는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO(에틸렌옥사이드 유닛)가 12개이다. DAROCUR 1173은 (B)성분에 해당된다.
<실시예 2>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester ATM-4E(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 529)(이하, 본 명세서에서는 「ATM-4E」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A2를 조제하였다. 본 실시예에서, ATM-4E는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 4개이다.
<실시예 3>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-TMPT-3EO(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 428)(이하, 본 명세서에서는 「A-TMPT-3EO」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A3을 조제하였다. 본 실시예에서, A-TMPT-3EO는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 3개이다.
<실시예 4>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-TMPT-9EO(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 692)(이하, 본 명세서에서는 「A-TMPT-9EO」라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A4를 조제하였다. 본 실시예에서, A-TMPT-9EO는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 9개이다.
<실시예 5>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-BPE-20(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 1216)(이하, 본 명세서에서는 「A-BPE-20」이라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A5를 조제하였다. 본 실시예에서, A-BPE-20은 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 17개이다.
<실시예 6>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-BPE-10(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 776)(이하, 본 명세서에서는 「A-BPE-10」이라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A6을 조제하였다. 본 실시예에서, A-BPE-10은 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 10개이다.
<실시예 7>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-BPE-4(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 512)(이하, 본 명세서에서는 「A-BPE-4」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A7을 조제하였다. 본 실시예에서, A-BPE-4는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 4개이다.
<실시예 8>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-400(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 508)(이하, 본 명세서에서는 「A-400」이라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A8을 조제하였다. 본 실시예에서, A-400은 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 9개이다.
<실시예 9>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-200(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 308)(이하, 본 명세서에서는 「A-200」으라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A9를 조제하였다. 본 실시예에서, A-200은 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 4개이다.
<실시예 10>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester 1G(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 198)(이하, 본 명세서에서는 「1G」로 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-A10을 조제하였다. 본 실시예에서, 1G는 (A)성분에 해당하고, 그 1분자당 알킬렌옥사이드 유닛의 수는, EO가 1개이다.
<실시예 11>
KAYARAD(등록상표) DPHA(Nippon Kayaku Co., Ltd.제, 분자량: 552)(이하, 본 명세서에서는 「DPHA」라 약칭함) 4.5g에 A-400을 0.5g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 10질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A11을 조제하였다. 본 실시예 및 후술하는 실시예 12 내지 17에서, A-400은 (A)성분에 해당하고, DPHA는 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지지 않는(A’)성분에 해당하고, DAROCUR 1173은 (B)성분에 해당된다.
<실시예 12>
DPHA 4g에 A-400을 1g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 20질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A12를 조제하였다.
<실시예 13>
DPHA 3.5g에 A-400을 1.5g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 30질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A13을 조제하였다.
<실시예 14>
DPHA 2.5g에 A-400을 2.5g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 50질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A14를 조제하였다.
<실시예 15>
DPHA 1.5g에 A-400을 3.5g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 70질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A15를 조제하였다.
<실시예 16>
DPHA 1g에 A-400을 4g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 80질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A16을 조제하였다.
<실시예 17>
DPHA 0.5g에 A-400을 4.5g(DPHA와 A-400의 합계 100질량부 중, 90질량부), DAROCUR 1173을 1g(DPHA 및 A-400의 총질량에 대하여 20phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A17을 조제하였다.
<실시예 18>
A-TMPT-9EO 2.5g에 EPOLEAD(등록상표) GT-401(Daicel Chemical Industries, Ltd.제, 분자량: 675)(이하, 본 명세서에서는 「GT-401」이라 약칭함)을 2.5g, DAROCUR 1173을 0.5g(A-TMPT-9EO에 대하여 20phr), IRGACURE PAG103을 0.1g(GT-401에 대하여 4phr) 첨가하여, 임프린트 재료 PNI-A18을 조제하였다. 본 실시예에서, A-TMPT-9EO는 (A)성분에 해당하고, GT-401은 필요에 따라 함유 가능한 에폭시 화합물에 해당하고, DAROCUR 1173은 (B)성분에 해당하고, IRGACURE PAG103은 필요에 따라 함유 가능한 광산발생제에 해당된다.
<비교예 1>
실시예 1의 DPEA-12를 DPHA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B1을 조제하였다. 본 비교예에서, DPHA는 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 2>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-DPH(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제)(이하, 본 명세서에서는 「A-DPH」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B2를 조제하였다. 본 비교예에서, A-DPH는 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 3>
실시예 1의 DPEA-12를 NK Ester A-TMPT(Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd.제)(이하, 본 명세서에서는 「A-TMPT」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B3을 조제하였다. 본 비교예에서, A-TMPT는 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 4>
실시예 1의 DPEA-12를 KAYARAD(등록상표) PET-30(Nippon Kayaku Co., Ltd.제)(이하, 본 명세서에서는 「PET-30」이라 약칭함)으로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B4를 조제하였다. 본 비교예에서, PET-30은 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 5>
실시예 1의 DPEA-12를 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(Aldrich사 제)(이하, 본 명세서에서는 「PTA」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B5를 조제하였다. 본 비교예에서, PTA는 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 6>
실시예 1의 DPEA-12를 KAYARAD(등록상표) NPGDA(Nippon Kayaku Co., Ltd.제)(이하, 본 명세서에서는 「NPGDA」라 약칭함)로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B6을 조제하였다. 본 비교예 및 후술하는 비교예 7 내지 13에서, NPGDA는 (A’)성분에 해당된다.
<비교예 7>
실시예 11의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B7을 조제하였다.
<비교예 8>
실시예 12의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B8을 조제하였다.
<비교예 9>
실시예 13의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B9를 조제하였다.
<비교예 10>
실시예 14의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B10을 조제하였다.
<비교예 11>
실시예 15의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B11을 조제하였다.
<비교예 12>
실시예 16의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B12를 조제하였다.
<비교예 13>
실시예 17의 A-400을 NPGDA로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 임프린트 재료 PNI-B13을 조제하였다.
[광 임프린트]
임프린트 장치는, NM-0801HB(Meisho Kiko Co., Ltd.제)를 사용하였다. 실시예 1 내지 실시예 18 및 비교예 1 내지 비교예 13에서 조제한 임프린트 재료로 제작한 각 광 임프린트용 막을 패터닝 시험하였다. 이용한 몰드는 실리콘제로, 패턴은 100nm의 라인앤스페이스 패턴(이하, 본 명세서에서는 「L/S」라 약칭함) 및 직경 100nm의 도트 패턴(이하, 본 명세서에서는 「Dot」라 약칭함)의 2종류를 사용하였다. 몰드는 사전에 OPTOOL(등록상표) HD(Daikin Industries, Ltd.제)에 침지하고, 온도가 90℃, 습도가 90RH%인 고온고습 장치를 이용하여 1시간 처리하고, 순수로 린스한 후, 공기 건조시킨 것을 사용하였다.
[스틸울 찰상 시험]
시험기는 대영정밀기계(유)(大榮精機(有)) 제품을 사용하였으며, ＃0000의 스틸울을 사용하였다. 하중은 82g으로 하고, 그 스틸울을 10회 왕복시켰다.
찰상 후의 스크래치 개수에 대하여 이하와 같이 나타낸 결과를 표 1에 나타낸다.
0~5개: A
6~10개: B
11~20개: C
21~30개: D
31~40개: E
41개 이상: F
실시예 1에서 얻은 PNI-A1을 유리 기판 상에 스핀코팅하고, 실리콘제 몰드를 접착시킨 상태로, 광 임프린트 장치에 설치하였다. 광 임프린트는, 항시 23℃의 조건으로, a) 10초간에 걸쳐 1000N까지 가압, b) 고압 수은램프를 이용하여 500mJ/cm2의 노광, c) 10초간에 걸쳐 제압(depressurization), d) 몰드와 기판을 분리하여 이형하는 시퀀스로 행하고, L/S 및 Dot가 전사된 막을 각각 얻었다. 또한 각각의 막에 대하여, 스틸울 찰상 시험을 행하였다. 이때, L/S에 대해서는 라인과 수직방향으로 찰상 시험을 행하였다. 그리고, 시험 후의 스크래치 개수를 관찰하였다.
실시예 2에서 얻은 PNI-A2를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 3에서 얻은 PNI-A3을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 4에서 얻은 PNI-A4를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 5에서 얻은 PNI-A5를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 6에서 얻은 PNI-A6을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 7에서 얻은 PNI-A7을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 8에서 얻은 PNI-A8을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 9에서 얻은 PNI-A9를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 10에서 얻은 PNI-A10을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 11에서 얻은 PNI-A11을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 12에서 얻은 PNI-A12를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 13에서 얻은 PNI-A13을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 14에서 얻은 PNI-A14를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 15에서 얻은 PNI-A15를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 16에서 얻은 PNI-A16을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 17에서 얻은 PNI-A17을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
실시예 18에서 얻은 PNI-A18을 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로, 광 임프린트를 행하였다. 그리고 L/S 및 Dot가 전사된 막에 대하여 각각 100℃에서 2분간 소성을 행한 후에 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 1에서 얻은 PNI-B1을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 2에서 얻은 PNI-B2를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 3에서 얻은 PNI-B3을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 4에서 얻은 PNI-B4를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 5에서 얻은 PNI-B5를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 6에서 얻은 PNI-B6을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 7에서 얻은 PNI-B7을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 8에서 얻은 PNI-B8을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 9에서 얻은 PNI-B9를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 10에서 얻은 PNI-B10을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 11에서 얻은 PNI-B11을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 12에서 얻은 PNI-B12를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.
비교예 13에서 얻은 PNI-B13을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서 얻은 임프린트 재료를 이용한 방법과 동일한 방법으로, 광 임프린트 및 스틸울 찰상 시험을 행하였다.

 EO 농도 스크래치 개수
L/S Dot
실시예 1 48.9% A A
실시예 2 33.3% A A
실시예 3 30.8% A A
실시예 4 57.2% A A
실시예 5 61.5% A A
실시예 6 56.7% A A
실시예 7 34.4% A A
실시예 8 78.0% A A
실시예 9 57.1% A A
실시예 10 22.2% A A
실시예 11 7.2% B A
실시예 12 14.6% B A
실시예 13 22.1% A A
실시예 14 37.4% A A
실시예 15 53.2% A A
실시예 16 61.3% A A
실시예 17 69.6% A A
실시예 18 57.2% A A

EO 농도 스크래치 개수
L/S Dot
비교예 1 0% F E
비교예 2 0% F F
비교예 3 0% F F
비교예 4 0% F E
비교예 5 0% F F
비교예 6 0% F F
비교예 7 0% F E
비교예 8 0% F E
비교예 9 0% F F
비교예 10 0% F F
비교예 11 0% F F
비교예 12 0% F F
비교예 13 0% F F
표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 실시예 18은 모두 스틸울 찰상 시험 후에 발생하는 스크래치의 개수가 10개 이하로, 내찰상성이 확인되었다. 한편, 비교예 1 내지 비교예 13은 모두 스크래치가 다수 발생하였으며, 충분한 내찰상성을 볼 수 없었다. 이상의 결과로부터, 본 발명의 임프린트 재료를 기재에 도포하여 얻어지는 막은, 임프린트 후에도 내찰상성을 가지게 된다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 임프린트 재료로부터 얻어지는 막은, 고체 촬상 장치(CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등), 태양전지, LED 장치, 디스플레이(액정 디스플레이, EL 디스플레이 등) 등의, 내찰상성이 요구되는 부재를 사용하는 제품(전자 장치)에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (13)

  1. (A)성분: 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지면서 중합성기를 적어도 2개 갖는 화합물로서, 에톡시화 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 에톡시화 글리세린트리아크릴레이트, 에톡시화 글리세린트리메타크릴레이트, 에톡시화 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 폴리글리세린모노에틸렌옥사이드폴리아크릴레이트 또는 폴리글리세린폴리에틸렌글리콜폴리아크릴레이트인 화합물, 및
    (B)성분: 광중합개시제
    를 포함하고, (A)성분의 분자량에 대한 상기 (A)성분 중의 알킬렌옥사이드 유닛의 분자량의 비율이 7% 이상 80% 이하이며, (B)성분의 함유량이 상기 (A)성분 및 상기 (B)성분의 총질량에 대하여 0.5phr 내지 30phr인, 임프린트 재료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (A)성분의 분자량에 대한 상기 (A)성분 중의 알킬렌옥사이드 유닛의 분자량의 비율이 22% 이상 78% 이하인, 임프린트 재료.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (A)성분 이외에, (A’)성분으로서 중합성기를 적어도 2개 가지면서 탄소원자수 2 또는 3의 알킬렌옥사이드 유닛을 가지지 않는 화합물을 추가로 함유하는, 임프린트 재료.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (A’)성분과 (A)성분의 합계 100질량부에 대한 상기 (A)성분의 비율은 10질량부 이상 100질량부 미만인, 임프린트 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    (C)성분으로서 계면활성제를 추가로 함유하는, 임프린트 재료.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    (D)성분으로서 용제를 추가로 함유하는, 임프린트 재료.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 재료로 제작된, 패턴이 전사된 막.
  8. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에 구비한, 광학부재.
  9. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에 구비한, 고체 촬상 장치.
  10. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에 구비한, LED 장치.
  11. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에, 구비한 태양전지.
  12. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에 구비한, 디스플레이.
  13. 제7항에 기재된 패턴이 전사된 막을 기재 상에 구비한, 전자 장치.
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