JP2004327994A - 任意のサイズのコンプライアント媒体上に高解像度の3次元インプリントパターンを複製する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 コンプライアント媒体(45)上にインプリントパターン(20q)を複製する方法は、インプリントパターン(20s)の像がフォトポリマーシム(36)を形成するために、フォトポリマー層(35)にインプリントスタンプ(20a)を配置後さらに分離すること(P)、前記フォトポリマーシム(36)を覆うコンプライアント媒体(45)を形成し、前記フォトポリマーシム(36)内の前記インプリントパターン(20s)を前記コンプライアント媒体(45)に転写すること、接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、前記フォトポリマーシム(36)から前記コンプライアント媒体(45)を分離すること、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図27
Description
マスター基板(11)をパターニングし、その後エッチングして、該基板(11)内にインプリントパターン(20p)を画定することにより、該マスター基板(11)上にインプリントスタンプ(20)を形成すること、
前記インプリントパターン(20p)上に剥離層(13)を堆積することであって、該剥離層(13)は前記インプリントパターン(20p)をコンフォーマルコーティングするような第1の厚み(t1)を有する、剥離層を堆積すること、
前記剥離層(13)上に、前記インプリントパターン(20p)を完全に覆うような第1の深さ(d1)までシリコーンベースエラストマ層(15)を堆積すること、
前記マスター基板(11)を加熱(H)することにより、前記シリコーンベースエラストマ層(15)を硬化させること、
前記剥離層(13)から前記シリコーンベースエラストマ層(15)を剥離すること、
前記インプリントスタンプ(20a)を包囲する前記シリコーンベースエラストマ層(15)の余分な部分から前記インプリントスタンプ(20a)を分離すること、
前記マスター基板(11)からさらに別のインプリントスタンプ(20a)を形成するために、必要に応じて上記のステップを繰り返すこと、
第4の厚み(t4)を有する平坦で、コンプライアントなシリコーンゴムバッキング(31)上に、第3の厚み(t3)を有する平坦で、薄いプラスチックフィルム(33)を配置すること、
フォトポリマー溶液(35)で前記薄いプラスチックフィルム(33)の表面をコーティングすること、
第5の厚み(t5)を有するフォトポリマー層(35)を形成するために、前記プラスチックフィルム(33)の前記表面上に前記フォトポリマー溶液(35)を伸ばすこと、
前記フォトポリマー層(35)上に前記インプリントスタンプ(20a)のパターニングされた表面(21a)を配置すること、
前記フォトポリマー層(35)に、第1の時間だけ所定の輝度の紫外線(UV)を照射することにより、前記フォトポリマー層(35)を硬化させることであって、それにより、前記フォトポリマー層(35)上に前記インプリントスタンプ(20a)の場所を固定し、前記フォトポリマー層(35)に、前記インプリントスタンプ(20a)の前記パターニングされた表面(21a)上にある前記インプリントパターン(20r)の像を転写するような、硬化させること、
前記インプリントパターン(20s)の像がフォトポリマーシム(36)を画定するようにするために、前記フォトポリマー層(35)から前記インプリントスタンプ(20a)を分離すること(P)、
前記フォトポリマーシム(36)を加熱(H)することにより前記フォトポリマーシム(36)を後硬化させること、
前記フォトポリマーシム(36)上に、第6の厚み(t6)を有するフルオロカーボン材料(37)のコーティングを堆積すること、
前記シリコーンゴムバッキング(31)から前記薄いプラスチックフィルム(33)を分離すること、
前記フォトポリマーシム(36)を支持基板(41)に取り付けること、
前記支持基板(41)上に、第1の高さ(h1)を有するシムストック(43)を取り付けることであって、該シムストック(43)は前記フォトポリマーシム(36)に隣接して配置され、前記フォトポリマーシム(36)から第1の距離(D1)だけ離隔して配置されるような、シムストックを取り付けること、
前記フォトポリマーシム(36)および前記シムストック(43)に、シリコーンベースエラストマ材料およびアモルファスフルオロポリマー材料からなるグループから選択されるコンプライアント材料(44)をコーティングすること、
前記フォトポリマーシム(36)および前記シムストック(43)上に前記コンプライアント材料(44)を伸ばすことであって、それにより前記フォトポリマーシム(36)および前記シムストック(43)を覆うコンプライアント媒体(45)を形成し、前記フォトポリマーシム(36)内の前記インプリントパターン(20s)を前記コンプライアント媒体(45)に転写するような、伸ばすこと、
前記支持基板(41)を加熱(H)すること、
前記支持基板(41)を冷却すること、
前記コンプライアント媒体(45)から前記シムストック(43)を分離すること、
前記コンプライアント媒体(45)の表面(45s)に転写接着層(51)の第1の接着表面(A1)を被着することであって、それにより該転写接着層(51)が前記コンプライアント媒体(45)に接着されるようにすることであって、第7の厚み(t7)を有しおよび第2の接着表面(A2)を含むような、該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、
前記転写接着層(51)を剥離することにより、前記支持基板(41)あるいは前記フォトポリマーシム(36)のうちの選択された方から前記コンプライアント媒体(45)を分離することを含むことを特徴とする、複製する方法。
13 剥離層
15 シリコーンベースエラストマ層
20、20a、20s インプリントスタンプ
20p、20q、20r 3次元インプリントパターン
21a パターニングされた表面
31 シリコーンゴムバッキング
33 プラスチックフィルム
35 フォトポリマー溶液
36 フォトポリマーシム
37 フルオロカーボン材料
41 支持基板
43 シムストック
44 コンプライアント材料
45 コンプライアント媒体
51 転写接着層
A1 第1の接着表面
A2 第2の接着表面
D1 第1の距離
t1 第1の厚み
t2 第2の厚み
t3 第3の厚み
t4 第4の厚み
t5 第5の厚み
t6 第6の厚み
t7 第7の厚み
Claims (49)
- コンプライアント媒体上に高解像度の3次元インプリントパターンを複製する方法であって、
マスター基板をパターニングし、その後エッチングして、該基板内にインプリントパターンを画定することにより、該マスター基板上にインプリントスタンプを形成すること、
前記インプリントパターン上に剥離層を堆積することであって、該剥離層は前記インプリントパターンをコンフォーマルコーティングするような第1の厚みを有する、剥離層を堆積すること、
前記剥離層上に、前記インプリントパターンを完全に覆うような第1の深さまでシリコーンベースエラストマ層を堆積すること、
前記マスター基板を加熱することにより、前記シリコーンベースエラストマ層を硬化させること、
前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を剥離すること、
前記インプリントスタンプを包囲する前記シリコーンベースエラストマ層の余分な部分から前記インプリントスタンプを分離すること、
前記マスター基板からさらに別のインプリントスタンプを形成するために、必要に応じて上記のステップを繰り返すこと、
第4の厚みを有する平坦で、コンプライアントなシリコーンゴムバッキング上に、第3の厚みを有する平坦で、薄いプラスチックフィルムを配置すること、
フォトポリマー溶液で前記薄いプラスチックフィルムの表面をコーティングすること、
第5の厚みを有するフォトポリマー層を形成するために、前記プラスチックフィルムの前記表面上に前記フォトポリマー溶液を伸ばすこと、
前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプのパターニングされた表面を配置すること、
前記フォトポリマー層に、第1の時間だけ所定の輝度の紫外線を照射することにより、前記フォトポリマー層を硬化させることであって、それにより、前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプの場所を固定し、前記フォトポリマー層に、前記インプリントスタンプの前記パターニングされた表面上にある前記インプリントパターンの像を転写するような、硬化させること、
前記インプリントパターンの像がフォトポリマーシムを画定するようにするために、前記フォトポリマー層から前記インプリントスタンプを分離すること、
前記フォトポリマーシムを加熱することにより前記フォトポリマーシムを後硬化させること、
前記フォトポリマーシム上に、第6の厚みを有するフルオロカーボン材料のコーティングを堆積すること、
前記シリコーンゴムバッキングから前記薄いプラスチックフィルムを分離すること、
前記フォトポリマーシムを支持基板に取り付けること、
前記支持基板上に、第1の高さを有するシムストックを取り付けることであって、該シムストックは前記フォトポリマーシムに隣接して配置され、前記フォトポリマーシムから第1の距離だけ離隔して配置されるような、シムストックを取り付けること、
前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックに、シリコーンベースエラストマ材料およびアモルファスフルオロポリマー材料からなるグループから選択されるコンプライアント材料をコーティングすること、
前記フォトポリマーシムおよび前記シムストック上に前記コンプライアント材料を伸ばすことであって、それにより前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックを覆うコンプライアント媒体を形成し、前記フォトポリマーシム内の前記インプリントパターンを前記コンプライアント媒体に転写するような、伸ばすこと、
前記支持基板を加熱すること、
前記支持基板を冷却すること、
前記コンプライアント媒体から前記シムストックを分離すること、
前記コンプライアント媒体の表面に転写接着層の第1の接着表面を被着することであって、それにより該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすることであって、第7の厚みを有しおよび第2の接着表面を含むような、該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、
前記支持基板あるいは前記フォトポリマーシムのうちの選択された方から前記コンプライアント媒体を分離することを含むことを特徴とする、複製する方法。 - 前記マスター基板はシリコン基板およびシリコンウェーハからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記剥離層はフルオロカーボン材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記剥離層の前記第1の厚みは約50.0ナノメートルないし約150.0ナノメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シリコーンベースエラストマ層は、ポリジメチルシロキサン、SYLGARD182、SYLGARD183、SYLGARD184およびSYLGARD186からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シリコーンベースエラストマ層の前記第1の深さは約0.5ミリメートルないし約1.5ミリメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シリコーンベースエラストマ層を硬化させることは、約100.0℃で約4時間、前記マスター基板を加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を分離するステップは、前記シリコーンベースエラストマ層の端部をつかみ、前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を引き剥がすことにより、前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を剥離することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記インプリントスタンプを分離するステップはさらに、
略平坦な基板上に前記シリコーンベースエラストマ層を配置すること、
前記インプリントスタンプから前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分を切り離すために、前記インプリントスタンプの周囲を切断すること、
前記インプリントスタンプが前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分と分離されるために、前記基板から前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分を引き剥がすこと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。 - 前記略平坦な基板は、ガラス、金属、プラスチックおよび石英からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項9に記載の複製する方法。
- 前記薄いプラスチックフィルムはポリイミドおよびポリエステルからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記薄いプラスチックフィルムの前記第3の厚みは約40.0マイクロメートルないし約100.0マイクロメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シリコーンゴムバッキングの前記第4の厚みは約0.125インチないし約0.25インチであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー溶液を伸ばすことは、前記プラスチックフィルムの前記表面を横切って、第1の直径のワイヤを含むマイヤーバーを摺動させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記マイヤーバー上の前記ワイヤの前記第1の直径は約50.0マイクロメートルないし約100.0マイクロメートルであることを特徴とする請求項14に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー溶液は約50%のフォトポリマー材料と約50%のアセトンとの混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー材料はNorland NOA 83Hフォトポリマーであることを特徴とする請求項16に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー層の第5の厚みは、約5.0マイクロメートルないし約10.0マイクロメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプを配置することはさらに、
前記インプリントスタンプの端部を前記フォトポリマー層に接触させて配置し、前記端部を押えておくこと、
前記パターニングされた表面の残りの部分を徐々に降ろしながら前記フォトポリマー層に接触させることとを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。 - 前記フォトポリマー層上の所定の場所に前記インプリントスタンプを配置するために、前記インプリントスタンプを前記フォトポリマー層の表面上で自由に動かすことをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプを配置することはさらに、
前記フォトポリマー層上の所定の場所に前記インプリントスタンプを配置するために、前記インプリントスタンプを前記フォトポリマー層上で自由に動かすことを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。 - 前記フォトポリマー層を硬化させるための前記紫外線は約300.0ナノメートルないし約400.0ナノメートルの波長を含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記紫外線はUVA紫外線光源によって生成されることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記紫外線の前記所定の輝度は平方センチメートル当たり約150ミリワットであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマー層を硬化させるための前記第1の時間は、約5.0秒ないし約60.0秒であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマーシムの前記後硬化は、約100.0℃で約1時間、前記フォトポリマーシムを加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記後硬化の後に、前記フォトポリマーシムをアセトンで洗浄することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマーシムを前記支持基板に取り付けることは、前記支持基板上に前記フォトポリマーシムを配置し、高温接着テープを用いて、前記フォトポリマーシムの一端を前記支持基板に固定することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマーシムのための前記支持基板は、ガラスおよび石英からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シムストックは、高温接着テープを用いて前記支持基板に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シムストックの前記第1の高さは約0.5ミリメートルないし約1.5ミリメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シムストックと前記フォトポリマーシムとの間の前記第1の距離は、約1.0ミリメートルないし約3.0ミリメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックをコーティングするための前記シリコーンベースエラストマ材料は、ポリジメチルシロキサン、SYLGARD182、SYLGARD183、SYLGARD184およびSYLGARD186からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記支持基板は約100℃の温度に予熱されることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記支持基板を加熱することは、約100.0℃で約1時間、前記支持基板を加熱することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記マイヤーバー上の前記ワイヤの前記第2の直径は約1.0ミリメートルないし約2.0ミリメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記支持基板の前記冷却は、前記支持基板が略室温まで冷却されるようにすることを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シムストックを分離することは、前記フォトポリマーシムに隣接する前記シムストックの一端に沿って前記コンプライアント媒体を切断することを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フルオロカーボン材料の前記第6の厚みは約50.0ナノメートルないし約150.0ナノメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記転写接着層の前記第7の厚みは約20.0マイクロメートルないし約100.0マイクロメートルであることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記転写接着層は光学的に透過性の材料であることを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記光学的に透過性の材料は、ARclear DEV−8932透明シリコーン接着剤であることを特徴とする請求項41に記載の複製する方法。
- 前記転写接着層の前記第2の接着表面をベルト材料の表面に被着することにより、前記コンプライアント媒体を前記ベルト材料に積層することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記ベルト材料は光学的に透過性の材料であることを特徴とする請求項43に記載の複製する方法。
- 前記光学的に透過性の材料は、ポリエステルフィルムおよびマイラーからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項44に記載の複製する方法。
- 前記転写接着層の前記第2の接着表面をシリンダの外側表面に被着することにより、前記コンプライアント媒体を前記シリンダに積層することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記シリンダは、ガラス、石英およびプラスチックからなるグループから選択される光学的に透過性の材料から形成されることを特徴とする請求項46に記載の複製する方法。
- 前記アモルファスフルオロポリマー材料はテフロンAFを含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
- 前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックに前記コンプライアント媒体をコーティングする前に、前記支持基板を予熱し、前記支持基板に、前記シリコーンベースエラストマ材料をコーティングするための準備をさせることをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複製する方法。
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