(57)【要約】【課題】  パターンの精度と形状に優れ、かつ耐熱性、光透過性に優れた光導波路パターンを形成することができる樹脂組成物及び簡便かつ低コストでパターン精度及び形状に優れた微細パターンが形成できるパターン形成方法を提供すること。【解決手段】分子内に炭素-炭素不飽和結合及びケイ素‐水素結合を有するシリコンポリマーを含有するパターン形成用樹脂組成物及び該樹脂組成物を基板上に塗布して塗布面を形成する工程と、該塗布面に対し、所定の形状で形成されたスタンパマスクを押圧しスタンピング成型する工程を含むパターン形成方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子内に炭素-炭素不飽和結合及びケイ素‐水素結合を有するシリコンポリマーを含有するパターン形成用樹脂組成物。
【請求項２】
前記シリコンポリマーが、下記一般式（Ｉ）で表わされるケイ素化合物と下記一般式（II）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、共縮合させたものである請求項１に記載のパターン形成用樹脂組成物。
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
（Ｒ1は炭素‐炭素不飽和結合を有する基であり、ＸはハロゲンまたはＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基を示す）である。）
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
（Ｘは上記と同様である。）
【請求項３】
分子内に炭素-炭素不飽和結合を有するシリコンポリマー及び分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマーを含有するパターン形成用樹脂組成物。
【請求項４】
分子内に炭素−炭素不飽和結合を有するシリコンポリマーが、下記一般式（Ｉ）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものであり、分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマーが、下記一般式（II）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものである請求項３に記載のパターン形成用樹脂組成物。
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
（Ｒ1は炭素‐炭素不飽和結合を有する基であり、ＸはハロゲンまたはＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基を示す）である。）
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
（Ｘは上記と同様である。）
【請求項５】
Ｒ1がビニル基又はその重水素置換体、スチリル基又はその重水素置換体あるいはフッ素置換体、（メタ）アクリロイル基又はその重水素置換体、エチニル基又はその重水素置換体から選ばれる少なくとも１種である請求項２又は４に記載のパターン形成用樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のパターン形成用樹脂組成物を基板上に塗布して塗布面を形成する工程と、該塗布面に対し、所定の形状で形成されたスタンパマスクを押圧しスタンピング成型する工程を含むパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成用樹脂組成物、これを用いたパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムやコンピュータにおける情報処理の大容量化及び高速化の要求から、光の伝送媒体として光導波路が注目されている。一般に、光導波路用材料には、低光損失、製造容易性、耐熱性、屈折率制御性などの条件が要求される。低損失な光導波路としては、石英系が主に検討されているが、導波路作製時に高温が必要であり、特殊な製造装置が必要であり、製造時間が長くかかるなどの問題点がある。これに対し、ポリマー系導波路材料は、熱光学効果など多様な機能を持つなどの材料物性、比較的容易にフィルム化できるといった多様な形態形成性、低温・低真空度の低コストプロセスの活用ができるなどの経済性に特長があり、例えば非特許文献１、特許文献１に示されているように、近年さまざまな材料及び製造プロセスの開発がなされてきた。
【０００３】
ポリマー光導波路の作製方法としては、上述の文献に示されているように、選択重合法、反応性イオンエッチングとフォトリソグラフィを組み合わせる方法、直接露光法、射出成型利用法、フォトブリーチング法などが挙げられる。
反応性イオンエッチングを用いる方法は、高い加工精度が得られるが、加工に真空プロセスを経ることから、生産性、経済性に問題があった。また、直接露光法及びフォトブリーチング法はマスクを介しての露光が必要であり、さらに前者の方法ではその後の現像が必要であるため、露光機、現像装置等の高価な設備を使用することに加えて、やや煩雑な光導波路作製プロセスが要求されるという問題があった。
【０００４】
ところで、近年、例えば半導体微細加工分野などで、光の回折限界を超えて微細なリソグラフィを実現する方法として、非特許文献２などに記載されるようなナノインプリンティングと呼ばれる方法がナノメータサイズの加工技術として提案されている。このようなパターン形成方法を適用すれば、より簡便なプロセスで光導波路が作製できると考えられる。しかし、従来のポリマー導波路用材料をそのままこのようなパターン形成方法に適用しても高精細で形状の優れたパターンを得ることができなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開2002-277664号公報
【非特許文献１】丸山透：信学技報  PS2002-17,19（2002-5）
【非特許文献２】S.Y.チョウら：J.Vac.Sci.Technol.,B14,4129(1966)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、ナノインプリンティングなどの微細なリソグラフィ技術を用いたパターン形成方法によって光導波路を作製するに際し、高精細で形状の優れたパターンを得ることを可能とする樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、分子内に炭素-炭素不飽和結合及びケイ素‐水素結合を有するシリコンポリマーを含む樹脂組成物を用いることによって、または分子内に炭素-炭素不飽和結合を有するシリコンポリマー及びケイ素‐水素結合を有するシリコンポリマーを含む樹脂組成物を用いることによって、ナノインプリンティング等のパターン形成方法により光導波路を作製するに際し、高精細で形状の優れたパターンが得られることを見出した。本発明はこの知見に基づいて完成した発明である。
すなわち本発明は、
（１）  分子内に炭素-炭素不飽和結合及びケイ素‐水素結合を有するシリコンポリマーを含有するパターン形成用樹脂組成物、
（２）前記シリコンポリマーが、下記一般式（Ｉ）で表わされるケイ素化合物と下記一般式（II）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、共縮合させたものである上記（１）に記載のパターン形成用樹脂組成物、
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
（Ｒ1は炭素‐炭素不飽和結合を有する基であり、ＸはハロゲンまたはＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基を示す）である。）
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
（Ｘは上記と同様である。）
（３）分子内に炭素-炭素不飽和結合を有するシリコンポリマー及び分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマーを含有するパターン形成用樹脂組成物、
（４）分子内に炭素−炭素不飽和結合を有するシリコンポリマーが、下記一般式（Ｉ）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものであり、分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマーが、下記一般式（II）で表わされるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものである上記（３）に記載のパターン形成用樹脂組成物、
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
（Ｒ1は炭素‐炭素不飽和結合を有する基であり、ＸはハロゲンまたはＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基を示す）である。）
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
（Ｘは上記と同様である。）
（５）Ｒ1がビニル基又はその重水素置換体、スチリル基又はその重水素置換体あるいはフッ素置換体、（メタ）アクリロイル基又はその重水素置換体、エチニル基又はその重水素置換体から選ばれる少なくとも１種である上記（２）又は（４）に記載のパターン形成用樹脂組成物、及び
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のパターン形成用樹脂組成物を基板上に塗布して塗布面を形成する工程と、該塗布面に対し、所定の形状で形成されたスタンパマスクを押圧しスタンピング成型する工程を含むパターン形成方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の樹脂組成物によれば、簡便な方法で微細パターンが形成でき、形成されたパターンの精度と形状が優れ、とりわけ耐熱性、光透過率に優れた光導波路パターンを形成することができる。また、本発明のパターン形成方法によれば、簡便かつ低コストでパターン精度及び形状に優れた微細パターンが形成でき、特に光導波路の製造において、優れた効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のパターン形成用樹脂組成物はシリコンポリマーを含有する。ここで、シリコンポリマーとはケイ素原子を含む重合体であって、置換あるいは無置換のポリシロキサン、炭素系有機高分子における炭素をケイ素原子に置き換えたポリシランを含むものである。本発明においては、これらのシリコンポリマーのうち、ポリシロキサン骨格を有するものが好ましい。
本発明のパターン形成用樹脂組成物は、分子内に炭素-炭素不飽和結合及びケイ素−水素結合を有するシリコンポリマー（以下「シリコンポリマーＡ」という。）を含むことを特徴とする。
シリコンポリマーＡとしては種々あるが、例えば、下記一般式（Ｉ）と下記一般式（II）を加水分解し、共縮合させたものが好適に挙げられる。
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
ここで、Ｒ1は炭素−炭素不飽和結合を有する基であり、より具体的にはビニル基又はその重水素置換体、スチリル基又はその重水素置換体あるいはフッ素置換体、（メタ）アクリロイル基又はその重水素置換体、エチニル基又はその重水素置換体から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、ＸはハロゲンまたはＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基を示す）である。
上記加水分解・共縮合によって、分子内に炭素−炭素不飽和結合とケイ素−水素結合の両者を含むシルセスキオキサン化合物が合成される。なお、シリコンポリマーＡの合成時には、末端シラノールの封止剤として、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,2,2-テトラメチルジシロキサンなどを用いることができる。
【００１０】
上記加水分解・共縮合に際しての一般式（Ｉ）及び（II）で表されるケイ素化合物の混合比率については特に制限されるものではないが、パターン形成の効率の観点から、炭素−炭素不飽和結合の数とケイ素−水素結合の数が、モル当量として１０:１〜１:１０であることが好ましく、さらには７:３〜３:７、特にはモル当量が同量であることが好ましい。
【００１１】
上記一般式（Ｉ）及び（II）で表されるケイ素化合物の縮合反応に用いられる溶媒としては、種々の溶媒を用いることができ、例えばトルエン、キシレン等の芳香族系溶媒と親水性の溶媒、例えばエタノール，メタノール，２-プロパノール等のアルコール類、アセトン，メチルエチルケトン等のケトン類、ジオキサン，テトラヒドロフラン等のエーテル類を混合して用いることができる。
また、一般式（Ｉ）及び（II）で表されるケイ素化合物の加水分解・縮合反応には、触媒として、塩酸、リン酸のような無機酸類あるいはシュウ酸のような有機酸類を用いることができる。
【００１２】
上記のようにして合成されるシリコンポリマーＡの重量平均分子量（Ｍｗ）は８００〜２００,０００の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量が８００以上であると十分な加熱・硬化性が得られ、重量平均分子量が２００,０００以下であると十分なモールド転写性が得られる。以上の観点から、重量平均分子量は、さらに１,０００〜１０,０００の範囲内であることが好ましく、特に３,０００〜８,０００の範囲内であることが好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算した値である。
【００１３】
本発明のパターン形成用樹脂組成物には、分子内に炭素-炭素不飽和結合を有するシリコンポリマー（以下「シリコンポリマーＢ」という。）及び分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマー（以下「シリコンポリマーＣ」という。）を含むものも包含される。すなわち、シリコンポリマーＢとシリコンポリマーＣを混合して得られる樹脂組成物も、本発明のパターン形成用樹脂組成物に包含される。この場合のシリコンポリマーＢとシリコンポリマーＣの混合割合については、本発明の効果を奏する範囲内で特に限定されないが、炭素−炭素不飽和結合の数とケイ素−水素結合の数が、モル当量として１０:１〜１:１０であることが好ましく、さらには７:３〜３:７、特にはモル当量が同量であることが、パターン形成の効率の観点から好ましい。さらに、シリコンポリマーＡ、シリコンポリマーＢ及びシリコンポリマーＣを混合した樹脂組成物も本発明の範囲に包含されるものである。
【００１４】
シリコンポリマーＢとしては種々の化合物があるが、下記一般式（Ｉ）で表されるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものが好ましい。
Ｒ1−ＳｉＸ3      ・・・（Ｉ）
ここで、Ｒ1及びＸは前述のものと同様である。この加水分解・縮合によって、分子内に炭素−炭素不飽和結合を含むシルセスキオキサン化合物が通常合成される。なお、シリコンポリマーＢの合成時には、末端シラノールの封止剤として、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,2,2-テトラメチルジシロキサンなどを用いることができる。
【００１５】
次に、シリコンポリマーＣについても種々の化合物があるが、下記一般式（II）で表されるケイ素化合物を加水分解し、縮合させたものが好ましい。
Ｈ−ＳｉＸ3      ・・・（II）
ここで、Ｘは上記と同様である。この加水分解・縮合によって、分子内にケイ素‐水素結合を含むシルセスキオキサン化合物が通常合成される。なお、シリコンポリマーＣの合成時においても、末端シラノールの封止剤として、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,2,2-テトラメチルジシロキサンなどを用いることができる。
【００１６】
なお、シリコンポリマーＢ及びシリコンポリマーＣの重量平均分子量（Ｍｗ）はシリコンポリマーＡと同様の理由で、それぞれ８００〜２００,０００の範囲内、さらに１,０００〜１０,０００の範囲内、特に３,０００〜８,０００の範囲内であることが好ましい。また、シリコンポリマーＢ及びシリコンポリマーＣの加水分解・縮合における溶媒及び触媒については、シリコンポリマーＡについて記載したものと同様のものを好適に用いることができる。
【００１７】
本発明の樹脂組成物には、上記シリコンポリマーＡ、Ｂ及びＣ以外に、基板との密着性を向上させるためのカップリング剤、例えばチタネートカップリング剤、あるいはビニル基、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基等を有したシランカップリング剤及び膜の平滑性を向上させるための界面活性剤（フッ素系、シリコーン系等）などの各種添加剤を必要に応じて適宜使用することができる。
【００１８】
次に、本発明のパターン形成方法について以下詳細に説明する。本発明のパターン形成方法は、本発明の樹脂組成物を用いて行うインプリント法である。ここでインプリントとは一種のスタンピング成型法であって、転写の元パターンとなるモールドを転写材料に押し付けることでパターンを形成するものである。
図１にこの方式によるパターン形成例として、光導波路パターンの形成方法を示す。まず、基板１上に下部クラッド層２を形成し、その上に本発明の樹脂組成物をコア層３として積層する。ここに形成すべきコア形状を持ったモールドマスク（コア形状マスク４）をプレスし、圧力を加えながら加熱、硬化し、その後必要に応じて冷却して、モールドマスクを分離し、コアパターンを形成する。最後に、この上に、光導波路コアパターンを形成した樹脂よりも屈折率の低い樹脂で上部クラッド６を形成することにより、埋め込み型光導波路が得られる。
【００１９】
図１に示すように、モールドマスク（コア形状マスク４）は必要なコアパターンの凹凸が逆になったパターンを持っている。モールドはスタンピングに使用できるものであれば材質は問わないが、通常無機材料としては、ニッケル、鉄、銅あるいはこれらの合金、炭化ケイ素（SiC）、サファイア、ケイ素（Si）、ダイヤモンド、石英等が使用される。また、有機材料の場合、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリスルホン系樹脂等を使用することができる。
モールドマスクの作製には、通常のフォトリソグラフィ、電子線リソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ等の加工方法が使用される。また、レーザ光によるアブレーション加工などにより凹凸を作製してこれをモールドマスクとして使用してもよい。また、スタンピング成型で作製したパターンをモールドマスクとして使用してもよい。
【００２０】
スタンピング成型は通常、転写材料が軟化した状態で行われ、加熱温度は５０〜３５０℃が好ましい。５０℃以上であると、硬化反応が十分であり、３５０℃以下であれば劣化することがない。以上の観点から、さらに８０〜２５０℃の範囲内がより好ましく、特に１００〜２００℃の範囲内であることが好ましい。また、段階的に温度を上昇させて加熱、硬化することが可能である。加熱時間は０．０１〜２４時間とすることが好ましい。硬化の反応時間を短縮する必要があるときには、特性に影響しない範囲で硬化触媒を使用してもよい。硬化触媒としては、白金含有化合物、例えば塩化白金酸六水和物などを適用することができる。硬化触媒の量は３質量％以下が好ましい。３質量％以下であれば硬化に対する十分な効果が得られ、光学特性などに影響を与えることがない。一方、これ以上加えても効果が飽和し、経済的ではない。
【００２１】
また、スタンピング後の離型を良くするために、モールドパターンまたは転写基板上に離型剤を適用してもよい。
さらに、材料の劣化を抑制したり、材料中の気泡を除去するなど、必要に応じて窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを使用したり、真空中で上記パターン形成を行うことができる。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
合成例１
２００ｍLのセパラブルフラスコにビニルトリメトキシシラン(13.3g、70mmol)、トリエトキシシラン（11.5ｇ、70mmol）、1,1,2,2-テトラメチルジシロキサン（0.67ｇ、5mmol）、2-プロパノール（30ｇ）及びトルエン（60ｇ）を仕込んだ。室温（２５℃）で撹拌下に、8.3ｇの塩酸（1.3%、HCｌ：3mmol、水：450mmmol）を５分で加えた。室温で終夜撹拌、放置後、反応溶媒などを70〜80℃の水浴中で減圧溜去し、無色透明の粘稠な液体を得た。これをトルエンに溶解し、水洗、酸を除去して、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を溜去することで無色の粘稠な液体であり、炭素−炭素不飽和結合としてビニル基及びケイ素−水素結合を分子内に有するシリコンポリマー（シルセスキオキサン化合物（以下「V-H-SQ」と記す。））を得た（収量；9.8ｇ、収率；98%）。
この化合物のＧＰＣ分析により、重量平均分子量（Ｍｗ）は、５，５００、分子量分布（Ｍｗ/Ｍｎ）は２．９であることが分かった。なお、ここでＭｎは数平均分子量を示す。
V-H-SQのＮＭＲスペクトルでは、4.2〜4.5ppmにシルセスキオキサン骨格に結合したケイ素−水素に由来する吸収が、0.2〜0.3ppmに1,1,2,2-テトラメチルジシロキサン由来のメチル基による吸収が、5.8〜6.3ppmにビニル基に基づく吸収が観測された。ＮＭＲの各シグナルの強度から、仕込み比率通りの組成となっていることが分かった。
また、赤外線吸収スペクトルの測定により、シルセスキオキサン骨格に結合したケイ素−水素結合に由来する吸収が2250cm-1付近に、1,1,2,2-テトラメチルジシロキサン起源のジメチルシリル基中のケイ素−水素結合による吸収が2140cm-1付近に認められた。ビニル基の炭素−炭素二重結合及び炭素‐水素結合による吸収が1600、1410及び970cm-1に、ケイ素−酸素−ケイ素結合による吸収が1130cm-1付近に観測された。これらのことより、このV-H-SQポリマーが炭素‐炭素二重結合及びケイ素‐水素結合を分子内に持っていることが確かめられた。
【００２３】
合成例２〜１１
第１表に示す試薬を用いて合成例１と同様の条件で本発明に係るシリコンポリマーを合成した。これらのシリコンポリマーについて、合成例１と同様にＮＭＲスペクトル及び赤外線吸収スペクトルで確認したところ、合成例２〜９により合成されたシリコンポリマーは、いずれも分子内に炭素−炭素不飽和結合及びケイ素−水素結合を有するシリコンポリマー（ポリシルセスキオキサン類）であった。また合成例１０により合成されたシリコンポリマーは、分子内にケイ素−水素結合を有するシリコンポリマーであり、合成例１１により合成されたシリコンポリマーは、分子内に炭素−炭素不飽和結合を有するシリコンポリマーであることが確認された。なお、各合成例により得られたシリコンポリマーの分子量及び分子量分布についても第１表に示す。
【００２４】
【表１】
2006117846.tif 000002
【００２５】
＊１  V-H-SQ：ビニル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊２  St-H-SQ：スチリル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊３  V-St-H-SQ：ビニル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊４  Ph-H-SQ：フェニル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊５  V- Ph-H-SQ：ビニル−フェニル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊６  V-F-H-SQ：ビニル−フルオロ−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊７  Acry-H-SQ：3-アクリロキシプロピル−ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊８  H- SQ：ハイドロジェン−シルセスキオキサン
＊９  V-F- SQ：ビニル−フルオロ−シルセスキオキサン
＊１０  TRIES：トリエトキシシラン
＊１１  V-TRIES：ビニルトリエトキシシラン
＊１２  V-TRIMS：ビニルトリメトキシシラン
＊１３  St-TRIMS：スチリルトリメトキシシラン
＊１４  Ph-TRIMS：フェニルトリメトキシシラン
＊１５  F-TRIES：フルオロトリエトキシシラン
＊１６  Acry-TRIMS：3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
＊１７  TMDSO：1,1,2,2-テトラメチルジシロキサン
【００２６】
実施例１
合成例１で製造したV-H-SQをシリコン基板上に塗布し、約１００μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５０μｍ/５０μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、３ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５０μｍ/５０μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。この加熱硬化膜の屈折率(1300nm)は、ＴＥモードで1.4572、ＴＭモードで1.4570であり、複屈折率は0.0002と小さい値を示した。なお、ここでＴＥモード（Transvers Electric mode）とは、電界ベクトルが光伝播軸（方向）に垂直な波、ＴＭモード（Transvers Magnetic mode）とは、磁界ベクトルが光伝播軸（方向）に垂直な波をいう。
また、光導波損失は1300nmで0.1dB/cmであり、光損失が極めて小さいことが分かった。さらに、ＴＧ-ＤＴＡ（セイコー電子製）で測定した分解温度（５％質量減少温度）は488℃であり、800℃での質量損失率は9.8％と極めて高い熱安定性を示した。このように、V-H-SQポリマーは透明性、耐熱性に優れ、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００２７】
実施例２
合成例１のV-H-SQをシリコン基板上に塗布し、約10μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５μｍ/５μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、５ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５μｍ/５μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。実施例１と同様、コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。
【００２８】
実施例３
合成例４のV-St-H-SQをシリコン基板上に塗布し、約100μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５０μｍ/５０μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、３ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５０μｍ/５０μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。この加熱硬化膜の屈折率(1300nm)は、ＴＥモードで1.5291、ＴＭモードで1.5290であり、複屈折率は0.0001と小さい値を示した。また、光導波損失は1300nmで0.15dB/cmであり、光損失が極めて小さいことが分かった。さらに、ＴＧ-ＤＴＡ（セイコー電子製）で測定した分解温度（５％質量減少温度）は490℃であり、800℃での質量損失率は30％と極めて高い熱安定性を示した。このように、V-St-H-SQポリマーは透明性、耐熱性に優れ、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００２９】
実施例４
合成例６のV-Ph-H-SQをシリコン基板上に塗布し、約10μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５μｍ/５μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、５ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５μｍ/５μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。この加熱硬化膜の屈折率(1300nm)は、ＴＥモードで1.4926、ＴＭモードで1.4924であり、複屈折率は0.0002と小さい値を示した。また、光導波損失は1300nmで0.15dB/cmであり、光損失が極めて小さいことが分かった。さらに、ＴＧ-ＤＴＡ（セイコー電子製）で測定した分解温度（５％質量減少温度）は490℃であり、800℃での質量損失率は28％と極めて高い熱安定性を示した。このように、V-Ph-H-SQポリマーは透明性、耐熱性に優れ、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００３０】
実施例５
合成例７のV-F-H-SQを用いて実施例２と同様にパターンを形成した。５μｍ/５μｍのスペース/ラインパターンが形成され、転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。この加熱硬化膜の屈折率(1300nm)は、ＴＥモードで1.44461、ＴＭモードで1.4460であり、複屈折率は0.0001と極めて小さい値を示した。また、光導波損失は1300nmで0.1dB/cmであり、光損失が極めて小さいことが分かった。このように、V-F-H-SQポリマーは透明性に優れ、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００３１】
実施例６
合成例９のAcry-H-SQを用いて実施例１と同様にパターンを形成した。５０μｍ/５０μｍのスペース/ラインパターンが形成され、転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。このように、Acry -H-SQポリマーは実施例１同様、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００３２】
実施例７
合成例１０のH-SQと合成例１１のV-F-SQを等モルずつ混合し、これをシリコン基板上に塗布し、約１００μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５０μｍ/５０μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、４ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５０μｍ/５０μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。このように、炭素-炭素不飽和結合基としてビニル基をもつV-F-SQポリマーとケイ素-水素結合をもつH-SQポリマーを混合して、加熱硬化させれば、単一分子中にこれらの炭素-炭素不飽和結合基とケイ素-水素結合基を持つシリコンポリマーと同様にパターン形成ができることが示された。
【００３３】
実施例８
合成例３のSt-H-SQをシリコン基板上に塗布し、約１０μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５μｍ／５μｍのライン／スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、５ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５μｍ/５μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。この加熱硬化膜の屈折率(1300nm)は、ＴＥモードで1.5405、ＴＭモードで1.5391であり、複屈折率は0.0014と小さい値を示した。
また、光導波損失は1300nmで0.15dB/cmであり、光損失が極めて小さいことが分かった。さらに、ＴＧ-ＤＴＡ（セイコー電子製）で測定した分解温度（５％質量減少温度）は499℃であり、極めて高い熱安定性を示した。このようにして、St-H-SQポリマーは透明性、耐熱性に優れ、簡便な作製プロセスでパターン形成を行うことができ、光導波路用材料として有用であることが分かった。
【００３４】
実施例９
合成例５のPh-H-SQと合成例１１のV-F-SQを等モルずつ混合し、これをシリコン基板上に塗布し、約１０μｍの膜厚の薄膜を形成した。この薄膜の表面上にコア形状を模した５μｍ/５μｍのライン/スペースの凹凸形状を持つモールドマスクを押し当て、５ＭＰａで加圧し、１５０℃で３時間加熱、硬化した。冷却した後、モールドマスクを外すと、マスクと凹凸が逆になった５μｍ/５μｍのスペース/ラインパターンが形成されていた。コア転写パターンの形状は、走査型電子顕微鏡の観察により、矩形であり、エッジ部分は直線状で、良好なパターンが形成されていることが分かった。このように、炭素-炭素不飽和結合基としてビニル基をもつV-F-SQポリマーとケイ素-水素結合をもつPh-H-SQポリマーを混合して、加熱硬化させれば、単一分子中にこれらの炭素-炭素不飽和結合基とケイ素-水素結合基を持つ化合物と同様にパターン形成ができることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の樹脂組成物によれば、簡便な方法で微細パターンが形成でき、形成されたパターンの精度と形状が優れ、とりわけ耐熱性、光透過率に優れた光導波路パターンを形成することができる。また、本発明のパターン形成方法によれば、簡便かつ低コストでパターン精度及び形状に優れた微細パターンが形成でき、特に光導波路の製造において、優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】光導波路パターンを形成する工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１．基板
２．下部クラッド
３．コア層
４．コア形状マスク
５．コア
６．上部クラッド
【図１】
2006117846.tif 000003