JP2020506546A - インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成 - Google Patents

インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成 Download PDF

Info

Publication number
JP2020506546A
JP2020506546A JP2019541249A JP2019541249A JP2020506546A JP 2020506546 A JP2020506546 A JP 2020506546A JP 2019541249 A JP2019541249 A JP 2019541249A JP 2019541249 A JP2019541249 A JP 2019541249A JP 2020506546 A JP2020506546 A JP 2020506546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
droplets
imprint lithography
spacer layer
drops
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019541249A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6952121B2 (ja
JP2020506546A5 (ja
Inventor
ビクラムジット シン,
ビクラムジット シン,
マイケル エヌ. ミラー,
マイケル エヌ. ミラー,
フランク ワイ. シュー,
フランク ワイ. シュー,
クリストファー フレッケンスタイン,
クリストファー フレッケンスタイン,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Nanotechnologies Inc
Original Assignee
Molecular Imprints Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Molecular Imprints Inc filed Critical Molecular Imprints Inc
Publication of JP2020506546A publication Critical patent/JP2020506546A/ja
Publication of JP2020506546A5 publication Critical patent/JP2020506546A5/ja
Priority to JP2021156380A priority Critical patent/JP7324257B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6952121B2 publication Critical patent/JP6952121B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1847Manufacturing methods
    • G02B5/1857Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13398Spacer materials; Spacer properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/101Nanooptics

Abstract

光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法は、液滴の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることを含む。インプリントリソグラフィ方法は、液滴の組を硬化させ、基板の側面に関連付けられ、スペーサ層が、基板に隣接し、機能的パターンから間隔を置かれた位置で液滴の組に及ぶ表面を支持し得るように選択された高さのスペーサ層を形成することをさらに含む。一実施形態において、液滴の組のうちの各液滴は、約1pL〜約100pLの体積を有する。

Description

(関連出願の引用)
本願は、米国仮出願第62/453,249号(2017年2月1日出願)の出願日の利益を主張する。米国仮出願第62/453,249号の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
(技術分野)
本発明は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層を構成することに関し、より具体的には、ドロップオンデマンド分注技法を介して基板上にスペーサを形成することに関する。
ナノ加工(例えば、ナノインプリントリソグラフィ)は、約100ナノメートル以下の特徴を有する非常に小さい構造の加工を含み得る。ナノ加工が有意な影響を及ぼしている1つの用途は、集積回路の処理におけるものである。半導体処理産業は、より大きい生成収率を求めて努力しながら、基板の単位面積あたりの基板上に形成される回路数を増加させ続けている。この目標を達成するために、半導体処理産業における所望される結果を達成するナノ加工が、ますます重要になりつつある。ナノ加工は、より優れたプロセス制御を提供しながら、基板上に形成される構造の最小特徴寸法の継続した低減を可能にする。ナノ加工が採用されている開発の他の分野は、バイオテクノロジー、光学技術、機械システム等を含む。いくつかの例では、ナノ加工は、光学デバイスを形成するために組み立てられる基板上での構造の加工を含む。
本発明は、基板上にスペーサ層を形成することにおける改良が、正確度および精度を増加させ、そのようなスペーサ層の機械的完全性を改良しながら、積み重ねられた層を含むデバイスの光学透明度に影響を及ぼすことなく、世界側のオブジェクトを明確に見るために、光学的機能層を積み重ねるためのそのようなスペーサ層の生成に関連付けられた費用および複雑性を削減し得る実現を伴う。この点に関して、開示されるインプリントリソグラフィ方法の種々の側面は、他の技法を介して生成されるスペーサ層と比較して、スペーサをより正確に位置付け、望ましいプラットフォーム面積を伴うスペーサをより精密にサイズを決定し、積み重ねられた層を含むデバイスを通した光可視性を改良し、スペーサの機械的完全性を改良する様式で、基板上に形成されるスペーサ層をもたらし得る。例えば、重合性の高度透過性物質(例えば、空気中の可視光の90%を上回る透過)が、機能的パターンに接触することなく、したがって、機能的パターンの光学完全性に干渉することなく、機能的パターンがインプリントされる同一の側面上の基板の周辺縁に沿ってプログラムされたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、液滴として正確に分注されることができる。他の例では、重合性の高度透過性物質(例えば、空気中の可視光の90%を上回る透過)が、所望の光学的効果を生成するように、または構造的支持を提供するように、機能的パターンがインプリントされる側面の反対側である基板の側面全体にわたって、液滴として正確に分注されることができる。そのような分注された液滴は、硬化(すなわち、重合)すると、非常に透過性である。加えて、部分的にそれらの小さいサイズにより、液滴は、(例えば、眼の近点(例えば、25mm)の近くに位置するデバイスを用いて)デバイスが意図された通りに覗き込まれるとき、裸眼には見えない。さらに、重合性物質の性質、ならびに重合性物質の精密な分注体積は、基板のエリア中でわずか5%高さが変動する精密に形成されたスペーサを生じさせることができる。加えて、硬化状態時のそのようなスペーサの弾性は、基板の内部領域に沿った撓みまたは反りを防止する様式で、隣り合い、隣接する基板を支持するために十分である機械的完全性をスペーサに提供する。
本発明の一側面は、光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法を特徴とする。インプリントリソグラフィ方法は、液滴の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることを含む。インプリントリソグラフィ方法は、液滴の組を硬化させ、基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成することをさらに含み、スペーサ層は、スペーサ層が、基板に隣接し、機能的パターンから間隔を置かれた位置で液滴の組に及ぶ表面を支持し得るように選択された高さを有する。
いくつかの実施形態では、液滴の組のうちの各液滴は、約1pL〜約100pLの体積を有する。
いくつかの実施形態では、液滴の組のうちの各液滴は、透明である。
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、印刷スクリーンを提供することをさらに含む。
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、基板上に機能的パターンをインプリントすることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることは、基板の側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む。
ある実施形態では、液滴の組は、液滴の第1の組であり、インプリントリソグラフィ方法は、基板の側面の上に直接、液滴の第1の組のうちの各滴を堆積させることと、基板の側面の上に直接、液滴の第1の組を硬化させることとをさらに含む。
いくつかの実施形態では、液滴の第1の組のうちの各液滴は、約0.5μm〜約20.0μmの硬化高さを有する。
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、液滴の第1の組が硬化させられた後、液滴の第2の組のうちの各液滴が、それぞれ、液滴の第1の組のうちのある液滴の上に直接分注されるように、基板の側面の上に液滴の第2の組を堆積させることと、液滴の第1の組の上に直接、液滴の第2の組を硬化させ、スペーサ層の高さを増加させることとをさらに含む。
いくつかの実施形態では、液滴の第1の組における液滴の第1の数は、スペーサ層が一様な高さを有するように、液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しい。
ある実施形態では、液滴の第1の組における液滴の第1の数は、スペーサ層が可変高さを有するように、液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しくない。
いくつかの実施形態では、スペーサ層は、楔形状を有する。
ある実施形態では、機能的パターンは、基板の側面上にインプリントされる。
いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面の内部領域に沿ってインプリントされ、インプリントリソグラフィ方法は、基板の側面の周辺縁に沿って液滴の組を堆積させることをさらに含む。
ある実施形態では、基板の側面は、基板の第1の側面であり、機能的パターンは、基板の第1の側面の反対側である基板の第2の側面上にインプリントされる。
いくつかの実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、基板の第1の側面の全体にわたって液滴の組を堆積させることをさらに含む。
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、スペーサ層が基板と表面との間に間隙を形成するように、基板を液滴の組において基板に隣接する表面に取り付けることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、間隙は、低屈折率領域を提供する。
ある実施形態では、低屈折率領域は、1の屈折率を有する空気を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、1.3〜1.6の範囲内の屈折率を有する重合性材料で間隙を充填することをさらに含む。
ある実施形態では、重合性材料は、スペーサ層を形成する硬化させられた液滴の組の屈折率に等しい屈折率を有する。
本発明の別の側面は、基板と、基板上に形成された機能的パターンと、基板の側面上に配置され、機能的パターンから間隔を置かれた硬化させられた液滴の組とを含む光学層を特徴とする。硬化させられた液滴の組は、基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、スペーサ層は、スペーサ層が、基板に隣接し、機能的パターンから間隔を置かれた位置で硬化させられた液滴の組に及ぶ表面を支持し得るように選択された高さを有する。
いくつかの実施形態では、画定された曲率半径が、所定の種々の高さの滴を用いてスペーサ層を形成することによって、積み重ねられた光学層に与えられることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、異なる体積を伴う同一の材料の滴を分注し、個々の滴の体積および表面張力が滴の最終目的高さを画定するように、異なる材料の滴を分注し、互いの上に同一の材料または異なる材料の滴を分注し、高さの所望の変動を達成することによって、形成されることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、限定ではないが、分注された滴の体積、表面張力、および表面エネルギーを選択的に改変し、硬化に応じて滴の高さに影響を及ぼすための伝導、対流、および/または放射滴体積蒸発方式を含む技法を使用して、形成されることもできる。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細が、添付図面および下記の説明に記載される。本発明の他の特徴、側面、および利点も、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。
図1は、インプリントリソグラフィシステムの略図である。
図2は、図1のインプリントリソグラフィシステムによって形成されたパターン化された層の略図である。
図3は、光学層の上面図である。
図4は、図3の光学層の側面図である。
図5は、スペーサの側面図のSEM画像である。
図6は、スペーサの側面図のSEM画像である。
図7は、図3の光学層を含む光学デバイスの一部の側面図である。
図8は、図3に示される光学層の構成と異なる構成を伴う光学層の底面図である。
図9は、図8の光学層の側面図である。
図10は、図8の光学層を含む光学デバイスの一部の側面図である。
図11は、ドロップオンデマンドプログラミング方式を介して可変厚さのスペーサ層を生成するための一連のステップを図示する略図である。
図12は、スクリーン印刷プロセスを介して一様な厚さのスペーサ層を生成するための一連のステップを図示する略図である。
図13は、スクリーン印刷プロセスを介して生成される可変厚さのスペーサ層の上面図および側面断面図である。
図14は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層を構成するための例示的プロセスのフローチャートである。
種々の図における同様の参照記号は、同様の要素を示す。
いくつかの例では、図面に示される図は、縮尺通りに描かれていない場合がある。
光学層を構成するためのインプリントリソグラフィプロセスが、下で説明される。インプリントリソグラフィプロセスは、基板上にスペーサ層を形成することを伴う。そのようなプロセスは、正確度および精度を増加させ、そのようなスペーサ層の機械的完全性を改良しながら、多層光学デバイスを作成するためにそのようなスペーサ層を生成することに関連付けられた費用および複雑性を削減することができる。
図1は、基板101(例えば、ウエハ)の上面103上にレリーフパターンを形成するように動作可能であるインプリントリソグラフィシステム100を図示する。インプリントリソグラフィシステム100は、基板101を支持し、運搬する支持アセンブリ102と、基板101の上面103上にレリーフパターンを形成するインプリントアセンブリ104と、基板101の上面103上に重合性物質を堆積させる流体ディスペンサ106と、支持アセンブリ102上に基板101を設置するロボット108とを含む。インプリントリソグラフィシステム100は、メモリ内に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムに基づいて動作することができ、支持アセンブリ102、インプリントアセンブリ104、流体ディスペンサ106、およびロボット108と通信し、それらを制御するようにプログラムされた1つ以上のプロセッサ128を含む。
基板101は、典型的には、シリコン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、サファイア、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム(GaAs)、シリコンおよびゲルマニウムの合金、リン化インジウム(InP)、または他の例示的材料を含む1つ以上の材料から作製される、実質的に平面状の薄いスライスである。基板101は、典型的には、実質的に円形または長方形の形状を有する。基板101は、典型的には、約50mm〜約200mm(例えば、約65mm、約150mm、または約200mm)の範囲内の直径、または、約50mm〜約200mm(例えば、約65mm、約150mm、または約200mm)の範囲内の長さおよび幅を有する。基板101は、典型的には、約0.2mm〜約1.0mmの範囲内の厚さを有する。基板101の厚さは、基板101の至る所でほぼ一様(例えば、一定)である。レリーフパターンが、下でより詳細に議論されるであろうように、基板101の上面103上の重合性物質における構造的特徴(例えば、突出部および陥凹部)の組として形成される。
支持アセンブリ102は、基板101を支持し、固定するチャック110と、チャック110を支持する空気ベアリング112と、空気ベアリング112を支持する基部114とを含む。基部114は、固定された位置に位置する一方、空気ベアリング112は、最大3つの方向(例えば、x方向、y方向、およびz方向)に移動し、チャック110をロボット108、流体ディスペンサ106、および、インプリントアセンブリ104から、およびそれらまで運搬する(例えば、いくつかの事例では、基板101を搬送する)ことができる。いくつかの実施形態では、チャック110は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック、または別のタイプのチャックである。
依然として図1を参照すると、インプリントアセンブリ104は、原パターンを画定するパターン化表面を伴う可撓なテンプレート116を含み、原パターンから、レリーフパターンが、基板101の上面103上に相補的に形成される。故に、可撓なテンプレート116のパターン化表面は、突出部および陥凹部等の構造的特徴を含む。インプリントアセンブリ104は、種々の直径の複数のローラ118、120、122も含み、それらは、可撓なテンプレート116の1つ以上の部分がインプリントリソグラフィシステム100の処理領域130内でx方向に移動させられることを可能にするように回転し、可撓なテンプレート116の選択された部分が処理領域130に沿って基板101と整列させらせる(例えば、重ねられる)ようにする。ローラ118、120、122のうちの1つ以上のものは、インプリントアセンブリ104の処理領域130における可撓なテンプレート116の垂直位置を変動させるように、個々に、または一緒に垂直方向(例えば、z方向)に移動可能である。故に、可撓なテンプレート116は、処理領域130内の基板101を下方に押し、基板101上にインプリントを形成することができる。ローラ118、120、122の配列および数は、インプリントリソグラフィシステム100の種々の設計パラメータに応じて変動することができる。いくつかの実施形態では、可撓なテンプレート116は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック、または別のタイプのチャックに結合される(例えば、それらによって支持または固定される)。
インプリントリソグラフィシステム100の動作時、可撓なテンプレート116および基板101は、それぞれ、ローラ118、120、122と空気ベアリング112とによって、所望される垂直および横の位置に整列させられる。そのような位置付けが、可撓なテンプレート116と基板101との間の処理領域130内に容積を画定する。容積は、重合性物質が、流体ディスペンサ106によって基板101の上面103上に堆積させられると、重合性物質によって充填されることができ、(例えば、基板101を搬送する)チャック110は、続いて、空気ベアリング112によって処理領域130に移動させられる。故に、可撓なテンプレート116および基板101の上面103の両方は、インプリントリソグラフィシステム100の処理領域130内の重合性物質と接触することができる。例示的重合性物質は、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸n−ヘキシル、ジアクリル酸エチレングリコール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノン、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、および種々の界面活性剤等の1つ以上の物質から調合され得る。それによって重合性物質が流体ディスペンサ106によって基板101上に堆積させられ得る例示的技法は、ドロップ分注、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)、薄膜蒸着、厚膜蒸着、および他の技法を含む。いくつかの例では、重合性物質は、複数の液滴で基板101上に堆積させられる。
プリントシステム104は、エネルギー(例えば、広帯域の紫外線照射)を処理領域130内の基板101上の重合性物質に導く、エネルギー源126を含む。エネルギー源126から放射されるエネルギーは、重合性物質に凝固および/または架橋結合させ、それによって、処理領域130内の重合性物質と接触している可撓なテンプレート116の一部の形状に適合するパターン化された層をもたらす。
図2は、インプリントリソグラフィシステム100によって基板101上に形成された例示的なパターン化された層105を図示する。パターン化された層105は、残留層107と、複数の特徴とを含み、複数の特徴は、残留層107から延びている突出部109と、隣接する突出部109と残留層107とによって形成された陥凹部111とを含む。
インプリントリソグラフィシステム100は、ロールツープレートまたはプレートツーロールシステムとして説明され、図示されるが、異なる構成のインプリントリソグラフィシステムも、下で議論される例示的なパターン化された層105および例示的パターンを生成するために使用されることができる。そのようなインプリントリソグラフィシステムは、ロールツーロールまたはプレートツープレート構成を有し得る。
いくつかの実施形態では、基板(例えば、インプリントリソグラフィシステム100の基板101)は、多層光学デバイスの光学層(例えば、ディスプレイにおいて使用されるもの等のウェアラブル接眼レンズ、光学センサ、または光学フィルム)を形成するように処理される(例えば、片側もしくは両側にインプリントされ、追加の特徴(例えば、スペーサ構成要素)を供給され、および/または、成形するために切り取られる)。例えば、図3および4は、それぞれ、光学層200の上面図および側面図を図示し、光学層200は、基板202、基板202上にインプリントされた機能的パターン204、および基板202上に堆積させられたスペーサ層206を含む。基板202は、より大きい基板(例えば、基板101)からレーザ切断され得、基板101に関して上で説明される種々の材料調合に従って、1つ以上の有機もしくは無機金属から作製される透明または半透明のプラスチック(例えば、可撓性材料)、またはガラス(例えば、堅い材料)の層として提供される。基板202は、約10mm〜約150mm(例えば、約50mm)の長さと、約10mm〜約150mm(例えば、約50mm)の幅と、約0.1mm〜約10.0mm(例えば、約0.5mm)の厚さとを有し得る。基板202は、約1.6〜約1.9の範囲の比較的に高い屈折率と、約80%〜約95%の範囲の透過率とを有する。
機能的パターン204が、基板202の上側面208上にインプリントされ、機能的パターン204は、基板202の周辺縁216に対して内部の領域218に沿って位置する。機能的パターン204は、光学層200の基本的作業機能性を提供する複数の回折格子から形成された導波管パターンである。回折格子は、約10nm〜約500nmの範囲内の寸法を有する。回折格子は、特定の範囲内の波長の光を投影し、特定の深度平面に仮想画像を集束させるように構成される。集束光は、近位光学層を通して投影される集束光と一緒に、1つ以上の深度平面の上に多色の仮想画像を形成する。投影光は、約560nm〜約640nmの範囲の波長を伴う赤色光、約490nm〜約570nmの範囲の波長を伴う緑色光、または約390nm〜約470nmの範囲の波長を伴う青色光であり得る。回折格子は、所望の光学的効果を一緒になって提供する突出部および陥凹部(例えば、突出部109および陥凹部111等)の複数の組み合わせおよび配列を含むことができる。回折格子は、内部結合格子を含み、直交瞳拡大器領域および射出瞳拡大器領域を形成する。機能的パターン204は、約10mm〜約150mmの全長と、約10mm〜約150mmの全幅とを有し得る。
スペーサ層206は、機能的パターン204が基板202の上側面208の上にインプリントされた後、ドロップオンデマンドマッピング方式に従って基板202の上側面208の上に分注された層である。例えば、スペーサ層206は、メモリの中に記憶されたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、インプリントリソグラフィシステム100のプロセッサ128によって制御されるように、流体ディスペンサ106を用いて基板202の上に堆積させられ得る。いくつかの実装では、そのような技法を介したスペーサ212の分注は、裸眼にはほぼ見えない。スペーサ層206は、基板の周辺縁216に沿って配置され、機能的パターン204の光学性能に干渉しないように機能的パターン204を包囲する。スペーサ層206は、図7および10に関して下でより詳細に議論されるであろうように、(例えば、高さを)サイズを決定される複数のスペーサ212を含み、複数のスペーサ212は、2つの光学層が互いに接着させられると、光学層200と、多積層光学デバイスの一部を一緒に形成する隣接する光学層との間に、間隙(例えば、空気の層)を生成する。スペーサ212は、周辺縁216に沿って配列され、基板202およびスペーサ212と接触している隣接する光学層のための構造的支持を提供する。
スペーサ212は、基板202の上に略半球形(例えば、ドーム形)を達成するように広がる重合性物質の滴として、または一連の複数の滴(例えば、最大約5つの滴)として分注される。故に、スペーサ212は、略円形または楕円形であるxy断面形状を有する。スペーサ212を生成するために使用される例示的重合性物質は、インプリントリソグラフィシステム100に関して上で議論される種々の重合性物質に加えて、アクリレートおよびエポキシを含む。そのような重合性物質は、溶媒への暴露に基づいて、熱の存在のもと下で、または、所望される場合に光学層200が除去、置換、または再整列させられ得るようにスペーサ212が基板202から剥離し得るような他の技法を使用して、再加工可能である。
スペーサ212は、透明または半透明であり、基板202上の非常に小さい面積を占有する。例えば、スペーサ212は、約5μm〜約1,000μmの範囲の最大直径または幅(例えば、基板202と接触しているスペーサ212の基部における)と、約0.5μm〜約100.0μmの範囲の高さとを有し得る。いくつかの例では、スペーサ212は、基板202を横断して位置するスペーサ212の高さがわずか5%の変動を有するように、良好な精度で本明細書に開示される実装に従って生成されることができる。各スペーサ212は、別の隣接するスペーサ212から、または機能的パターン204から約5μm〜約50,000μmに位置し得る。いくつかの実施形態では、(例えば、硬化状態において)スペーサ212は、1GPaを上回る弾性率(例えば、約0.1GPa〜約5.0GPaの範囲)を有する。
上で議論されるように、スペーサ212は、互いの上に分注される一連の複数の滴から形成されることができる。例えば、図5は、連続的に硬化させられる2つの分注された滴から形成された例示的スペーサ300の側面図の走査電子顕微鏡(SEM)画像である。各滴は、約1pL〜約100pL(例えば、約5pL)の分注量を有する。滴が形成される重合性物質は、約0.5cP〜約500.0cPの範囲の粘度を有し得る。比較的低い粘度を伴う物質が基板202に接触すると、広がり、図5に示されるように、望ましい接触角を伴って(例えば、高さよりも大きい幅を伴う)楕円体半円形を形成する傾向がある滴をもたらすであろう。例えば、スペーサ300は、約35.1°の接触角を有する。加えて、チキソトロピックまたは剪断減粘性であるより高い粘度の流体が、本明細書に説明されるスペーサを生成するために使用されることができる。そのような流体は、(例えば、流体ディスペンサ内の圧電要素を介して)力がそれらに加えられると、低減した粘度を有するが、基板と接触すると移動しない。他の例では、比較的高い表面張力を伴う物質が、比較的低い表面エネルギーを有する基板202に接触すると、最小限にのみ広がり、したがって、比較的高い接触角を伴って形状がより略半球形である滴を基板202の上に形成するであろう。他方では、比較的低い表面張力を伴う物質が、比較的高い表面エネルギーを有する基板202に接触すると、より広範囲に広がり、したがって、比較的低い接触角を伴って形状がより略楕円体半球形である滴を基板202の上に形成するであろう。
スペーサ300を形成するために、第1の滴が、分注され、硬化することを可能にされることができる。硬化サイクルは、放射照度エネルギーおよび材料の光反応性または安定性に応じて、約1秒〜約100秒持続し得る。第1の単一の分注された滴は、広がって半球形を形成し、重合性物質の粘度に応じて(例えば、滴が基板202に接触したときに広がる程度に応じて)、約0.5μm〜約20.0μm(例えば、約3.0μm)の高さ(例えば、硬化高さ)と、約5μm〜約200μm(例えば、約50μm)の幅(例えば、硬化幅)とを有する。第1の滴が硬化すると、第2の滴が、第1の滴の上に分注され、硬化することを可能にされることができる。第1の滴に接触すると、第2の滴は、第1の滴の表面中に広がり、それによって、スペーサ300の高さを約1.0μm〜約40.0μm(例えば、約16.7μm)まで増加させ、スペーサ300の幅を約10.0μm〜約400.0μm(例えば、約90.6μm)まで増加させる。一般に、各連続的に堆積させられた滴は、半球形スペーサの高さを約0.5μm〜約20.0μm増加させ、半球形スペーサの幅を約5μm〜約200μm増加させ得る。概して、スペーサの形状は、滴が基板の上に分注される接触角が増加するにつれて、より球形になり、あまり半球形ではなくなる。逆に、スペーサの形状は、滴が基板の上に分注される接触角が減少するにつれて、より半球形になり、あまり球形ではなくなる。
図6は、連続的に硬化させられた5つの分注された滴から形成された例示的スペーサ400の側面図のSEM画像である。スペーサ400は、スペーサ300に関して上で説明されるように生成され得る。より多数の滴は、スペーサ300のそれと比較して異なる曲率半径を伴うスペーサ400の楕円体半球形の外形を提供する。例えば、いくつかの事例では、スペーサ400は、スペーサ400の下側部分の曲率半径より小さい曲率半径を伴う上側部分を含む。
スペーサ400は、約1μm〜約100μm(例えば、約28μm)の高さと、約10μm〜約1,000μm(例えば、約125μm)の幅とを有する。
図7は、複数の光学層を含む光学デバイス500(例えば、ウェアラブル接眼レンズ)の一部の側面図を図示し、例示的光学層200のうちの2つと、基板202および機能的パターン204を含む例示的光学層540とを含む。光学デバイス500は、示されていない追加の光学層も含む。光学デバイス500は、光学層200、540を互いに整列させ、スペーサ層206のスペーサ212の上に分注される接着性滴を用いて光学層200、540を互いに接着させることによって形成される。いくつかの実施形態では、隣接する光学層200、540は、代替として、または加えて、硬化させられたスペーサ212の上に分注される、未硬化または部分的硬化滴を用いて、互いに接着させられる。そのような未硬化または部分的硬化滴は、硬化させられると、隣接する光学層200、540をしっかりと接合する、結合剤としての機能を果たすことができる。未硬化または部分的硬化滴は、スペーサ212を形成する同一の物質であり得る。接着剤および/または未硬化もしくは部分的硬化滴に加えて、光学層200、540は、続いて、さらに、光学層200、540の周辺縁216の全てが接合される取り付け機構としての役割を果たすシール(例えば、周辺または縁シール)を用いて、互いに接着させられる。光学デバイス500は、光学層200および他の光学層のうちの複数のものを含むことができ、合計で3〜20個の光学層を含むことができる。
光学デバイス500の各スペーサ層206は、隣接する光学層200、540の間に空気の層を画定する間隙530を作成する。スペーサ層206によって画定される空気の層は、約1.0〜約1.2の範囲の低屈折率を有する。空気の低屈折率層は、高屈折率光学層200、540と交互し、3D可視化を増進し、隣接する光学層200、540の間の光の結合を低減または排除する。スペーサ層206のスペーサ212の配列によって形成される支持構造は、光学層200、540が異なる技法(内部の中または基板202の周辺縁216に沿って接着剤の滴を分注すること等)を介して接着させられた場合、そうでなければ生じ得る基板202の反りを防止または低減させる方法で、スペーサ212が取り付けられる基板202と隣接する基板202とを支持する。
スペーサ層および/または機能的パターンの他の配列も、可能である。例えば、図8および9は、それぞれ、光学層600の底面図および側面図を図示し、光学層200の基板202および機能的パターン204と、スペーサ層606とを含む。機能的パターン204は、光学層200におけるように、基板202の上層208上にインプリントされる。スペーサ層606は、スペーサ層606が基板202の下側面214上に堆積させられていることと、スペーサ層606のスペーサ212の配列が基板202の周辺縁216に沿って延びているだけでなく、基板202の内部領域218中でも延びていることを除き、スペーサ層206と構造および機能が実質的に類似する。スペーサ層606は、機能的パターン204が基板の上側面208の上にインプリントされた後、基板の下側面214の上に分注される。スペーサ層606および機能的パターン204が基板202の異なる(例えば、反対)側に配置されるので、スペーサ層606は、機能的パターン204の光学性能に干渉しない。
光学層200、600は、基板202の片側上にスペーサ層206、606を含むものとして説明され、図示されているが、いくつかの例では、スペーサ層は、基板の両側上に形成されることができる。例えば、光学層は、基板202と、基板202の上側面208上に分注されたスペーサ層206と、基板202の下側面214上に分注されたスペーサ層306とを含み得る。
光学層200、600は、機能的パターン204に接触しないスペーサ層を含むものとして説明され、図示されているが、いくつかの例では、スペーサ層は、回折光の建設的干渉を増進し、破壊的干渉を軽減するために等、ある光学的効果を生成するように機能的パターンの上に直接形成されることができる。
図10は、複数の光学層を含む光学デバイス700(例えば、ウェアラブル接眼レンズ)の一部の側面図を図示し、例示的光学層600のうちの2つを含み、そして、光学デバイス500の例示的光学層540も含む。光学デバイス700は、示されていない追加の光学層も含む。光学デバイス700は、光学層600、540を互いに整列させることによって、スペーサ層606のスペーサ212の上に分注される接着性滴を用いて、または代替として、もしくは加えて、硬化させられたスペーサ212の上に分注される未硬化または部分的硬化滴を用いて、光学層600、540を互いに接着させることによって、および光学デバイス500に関して上で議論されるように、光学層を周辺または縁シールにさらに取り付けることによって、形成される。光学デバイス700は、光学層600および他の光学層のうちの複数のものを含むことができ、合計で3〜20個の光学層を含むことができる。
光学デバイス700の各スペーサ層606は、隣接する光学層600、540の間に空気の層を画定する間隙730を作成する。スペーサ層606によって画定される空気の層は、約1.0〜約1.2の範囲の低屈折率を有する。空気の低屈折率層は、高屈折率層600、540と交互し、3D可視化を増進し、隣接する光学層600、540の間の光の結合を低減または排除する。スペーサ層606のスペーサ212の配列によって形成される支持構造は、光学層600、540が異なる技法(基板202の内部内または周辺縁216に沿って接着剤の滴を分注すること等)を介して接着させられた場合、そうでなければ生じ得る基板202の反りを防止または低減させる方法で、スペーサ212がインプリントされる基板202および隣接する基板202を支持する。
図10の例では、第1の基板202の片側上に配列されたスペーサ212(例えば、硬化状態時のスペーサ層606)は、隣接する基板540の光学性能に干渉することなく、隣接する基板540の片側上にインプリントされた機能的パターン204に接触することができる。いくつかの例では、そのような構成は、回折光の建設的干渉を増進するために、および破壊的干渉を軽減するために等、近傍の機能的パターン204の1つ以上の意図的な所望の光学的効果のために選択される。そのような光学的効果は、隣接する基板上にインプリントされ、スペーサ層606に接触している機能的パターン204に対して、またはスペーサ層606が配置される基板202の反対側上にインプリントされる機能的パターン204に対して、生成または増進され得る。
いくつかの実施形態では、画定された曲率半径が、所定の種々の高さの滴を有するスペーサ層を形成することによって、積み重ねられた光学層に与えられることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、異なる体積を伴う同一の材料の滴を分注し、個々の滴の体積および表面張力が滴の最終目的高さを画定するように異なる材料の滴を分注し、互いの上に同一の材料または異なる材料の滴を分注し、高さの所望の変動を達成することによって、形成されることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、限定ではないが、分注される滴の体積、表面張力、および表面エネルギーを選択的に改変し、硬化に応じて滴の高さに影響を及ぼすための伝導、対流、および/または放射滴体積蒸発方式を含む技法を使用して、形成されることができる。
いくつかの実施形態では、可変高さのスペーサは、スペーサ層が非対称形状(例えば、楔形、三日月形等)を有するように、基板の側面を横断してスペーサによって画定される間隙の厚さを変動させるように基板上に形成され得る。そのような可変間隙厚さは、光学スタック内のすぐ近く層が外側光反射体としての機能を果たす状況で望ましくあり得る。ユーザの視野内の不要な反射画像を低減させるために、間隙厚さ、したがって、そのような反射層のための反射面を変化させる必要性があり得る。例えば、図11は、可変厚さのスペーサ層800(例えば、楔形状を伴うスペーサ層)を生成するための一連のステップを描く上面図および対応する側面断面図を図示する。
スペーサ層800を生成するための第1のステップ(a)では、滴の第1の組850が、基板802の上にドロップオンデマンドマッピング方式に従って分注され、硬化することを可能にされる。滴の第1の組850は、3つの単一滴850の3つの列852、854、856に配列され、隣接する基板802の間に一様な厚さの間隙858を画定する。間隙858は、約0.5μm〜約100.0μm(例えば、約20.0μm)の厚さを有し得る。スペーサ層800を生成するための次のステップ(b)では、滴の第2の組860が、基板802の上に分注され、硬化することを可能にされる。滴の第2の組860は、それぞれ、列854、856に配列される滴850の上に堆積させられる。故に、スペーサ862(滴850および滴860から形成される)は、滴850と比較して、より大きい高さおよびより大きい幅を有する。スペーサ層800を生成するための次のステップ(c)では、滴の第3の組870が、基板802の上に分注され、硬化することを可能にされる。滴の第3の組870は、それぞれ、隣接する基板802の間に可変厚さの間隙878を生成する(例えば、有意な楔形状を伴う間隙を形成する)ように、列856に配列される滴860の上に堆積させられる。故に、スペーサ872(滴850、滴860、および滴870から形成される)は、滴860と比較して、より大きい高さおよびより大きい幅を有する。間隙878は、間隙858の厚さのそれに等しい最小厚さ(例えば、滴850によって画定される)を有し得る。間隙878は、約1μm〜約100μm(例えば、約40μm)の最大厚さ(例えば、滴860および滴850の上の滴870によって画定される)を有し得る。
いくつかの実施形態では、スペーサ層が、ドロップオンデマンド分注以外の技法を介して形成され得る。例えば、図12は、スクリーン印刷技法を介してスペーサ層900を生成するための一連のステップを描く上面図および対応する側面断面図を図示する。スペーサ層900を生成するための第1のステップ(a)では、スクリーン940が、上方に位置付けられ、基板902と整列させられる(例えば、中心整列または別様に整列させられる)。スクリーン940は、4つの異なる形状(例えば、1つの円および3つの異なる四角形)を伴うパターンを形成する4つの切り抜きを画定する。スクリーン940は、基板940の約0.05mm〜約10.00mm(例えば、約0.50mm)上方に位置付けられ得る。スペーサ層900を生成するための次のステップ(b)では、重合性物質が、スクリーン940の上面中に堆積させられ、それによって、重合性物質が、スクリーン940のパターンに従って切り抜きを通過し、基板902の上に堆積し、スペーサ912を形成する。スペーサ層900を生成するための次のステップ(c)では、スクリーン940は、基板902から離れるように移動させられ、堆積させられた物質をエネルギー源(例えば、エネルギー源126)にさらし、スペーサ912を硬化させる。硬化させられたスペーサ912は、2つの隣接する基板902の間に間隙930を画定するスペーサ層900を形成する。重合性物質が基板902上に配置される機能的パターンの上に直接堆積させられないような様式で、スクリーン940内の切り抜きが、位置し得、スクリーン940が、基板902と整列させられ得る。
別の例では、図13は、スクリーン印刷プロセスを介して生成される(例えば、楔形状を伴う)可変厚さのスペーサ層1000の上面図および対応する側面断面図を図示する。スペーサ層1000は、スクリーン(図示せず)に通される物質堆積物の第1の組1050および物質堆積物の第2の組1060から基板1002の上に形成される。物質堆積物の第1の組1050は、1列あたり2つの物質堆積物1050の第1の列1052および第2の列1054に配列される。物質堆積物の第1の組1050は、物質堆積物の第2の組1060が基板1002に適用されることに先立って、硬化することを可能にされる。物質堆積物の第2の組1060は、物質堆積質1050の上に第2の列1054に配列され、それによって、それぞれ、物質堆積物1050および物質堆積物1060を含むスペーサ1082を形成する。スペーサ1082は、スペーサ層1000が可変厚さの間隙1078を画定するように、第1の列1052に配列される物質堆積物の第1の組1050よりも高い。堆積物1050およびスペーサ1082は、基板1002上に配置される機能的パターンに重ならないこともある。
図14は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層(例えば、光学層200、600)を構成するための例示的プロセス1100のフローチャートを表示する。液滴の組(例えば、未硬化状態時のスペーサまたは滴212、300、400、850、860、870、912、1012、1082)は、液滴の組が基板上に形成された機能的パターン(例えば、機能的パターン204)に接触しないような様式で、基板(例えば、基板202、802、902、1002)の側面(例えば、上側面208または下側面214)の上に堆積させられる(1102)。いくつかの例では、液滴の組のうちの各液滴は、約1pL〜約100pLの体積を有する。いくつかの実施形態では、プロセスは、ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む。いくつかの例では、プロセスは、印刷スクリーン(例えば、スクリーン940またはスペーサ層1000を生成するために使用されるスクリーン)を提供することをさらに含む。いくつかの実施形態では、プロセスは、基板上に機能的パターンをインプリントすることをさらに含む。
液滴の組は、基板の側面に関連付けられ、選択された高さのスペーサ層(例えば、スペーサ層206、606、800、900、1000)を形成するように硬化させられ、それによって、スペーサ層は、機能的パターンから間隔を置かれた位置で、基板に隣接し、液滴の組に及ぶ表面(例えば、基板202、802、902、1002、または光学層540の表面)を支持できる。いくつかの実施形態では、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることは、基板の側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む。いくつかの例では、液滴の組は、第1の規模の(例えば、マイクロスケールの)硬化高さを有する。いくつかの例では、機能的パターンは、第2の規模の(例えば、ナノスケール)の高さを有する。
いくつかの例では、液滴の組は、液滴の第1の組(例えば、滴または堆積物850、1050)であり、プロセスは、基板の側面の上に直接、液滴の第1の組のうちの各滴を堆積させることと、基板の側面の上に直接、液滴の第1の組を硬化させることとをさらに含む。いくつかの例では、液滴の第1の組のうちの各液滴は、約0.5μm〜約20.0μmの硬化させられた高さを有する。いくつかの実施形態では、液滴の第1の組が硬化させられた後、プロセスは、液滴の第2の組が、それぞれ、液滴の第1の組のうちの液滴の上に直接分注されるように、基板の側面の上に液滴の第2の組(例えば、滴または堆積物860、870、1060)を堆積させることと、液滴の第1の組の上に直接、液滴の第2の組を硬化させ、スペーサ層(例えば、スペーサ層800、1000)の高さを増加させることとをさらに含む。いくつかの例では、液滴の第1の組における液滴の第1の数は、スペーサ層(例えば、スペーサ層206、606、900)が一様な高さ(例えば、厚さ)を有するように、液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しい。いくつかの例では、液滴の第1の組における液滴の第1の数は、スペーサ層(例えば、スペーサ層800、1000)が可変高さ(例えば、厚さ)を有するように、液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しくない。例えば、可変厚さのスペーサ層は、楔形状を有し得る。
いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面(例えば、上側面208)上にインプリントされる。いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面の内部領域(例えば、内部領域218)に沿ってインプリントされ、プロセスは、基板の側面の周辺縁(例えば、周辺縁216)に沿って液滴の組を堆積させることをさらに含む。いくつかの実施形態では、基板の側面(例えば、下側面214)は、基板の第1の側面であり、機能的パターンは、基板の第1の側面の反対側である基板の第2の側面上にインプリントされる。いくつかの実施形態では、プロセスは、基板の第1の側面の全体にわたって液滴の組を堆積させることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、プロセスは、スペーサ層が基板と表面との間に間隙(例えば、間隙530、730、858、878、930、1030)を形成するように、基板を液滴の組の位置で基板に隣接する表面に取り付けることをさらに含む。いくつかの例では、間隙は、低屈折率領域を提供する。いくつかの例では、低屈折率領域は、1の屈折率を有する空気である。
有利なこととして、プロセス1100は、ポリマー材料の連続ペーストを適用するために管またはノズルを使用すること等の他の技法を介して生成されるスペーサ層と比較して、スペーサをより正確に位置付け、スペーサをより精密にサイズを決定し、スペーサの機械的完全性を改良する様式で、基板上にスペーサ層を生成するために使用されることができる。例えば、重合性物質が、機能的パターンに接触することなく、したがって、機能的パターンの光学完全性に干渉することなく、機能的パターンがインプリントされる同一の側面上の基板の周辺縁に沿ってプログラムされたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、液滴として正確に分注されることができる。他の例では、重合性物質が、所望の光学的効果を生成するように、または構造的支持を提供するように、機能的パターンがインプリントされる側面の反対側である基板の側面全体にわたって、液滴として正確に分注されることができる。さらに、重合性物質の性質、ならびに重合性物質の精密な分注体積は、基板のエリア中でわずか5%だけ高さが変動する精密に形成されたスペーサを生じさせることができる。これは、間隙厚さの精密な制御を可能にする。さらに、ドロップオンドロップ積層に起因して、間隙厚さは、所望に応じて変更され、または非一様な厚さの間隙を生成するようにカスタマイズされることができる。加えて、硬化状態時のそのようなスペーサの弾性は、基板の内部領域に沿った撓みまたは反りを防止する様式で、隣り合い、隣接する基板を支持するために十分である機械的完全性を伴うスペーサを提供する。
上で議論されるスペーサ層および光学デバイスが、空気で充填される間隙を画定するものとして説明され、図示されているが、いくつかの実施形態では、上で議論されるスペーサ層または光学デバイスのうちのいずれかと構造および機能が別様に類似するスペーサ層または光学デバイスが、重合性材料で充填される間隙を画定し得る。いくつかの実施形態では、重合性材料は、1.3〜1.6の範囲の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、重合性材料は、スペーサ層を形成する硬化させられた液滴の組の屈折率に等しい屈折率を有する。
いくつかの実施形態が、例証の目的のために説明されているが、前述の説明は、添付の請求項の範囲によって定義される本発明の範囲を限定することを意図していない。以下の請求項の範囲内の他の例、修正、および組み合わせも、存在するであろう。

Claims (21)

  1. 光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ方法は、
    液滴の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、前記基板の側面の上に液滴の組を堆積させることと、
    前記液滴の組を硬化させ、前記基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成することと
    を含み、
    前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記液滴の組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、インプリントリソグラフィ方法。
  2. 前記液滴の組のうちの各液滴は、約1pL〜約100pLの体積を有する、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  3. ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  4. 印刷スクリーンを提供することをさらに含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  5. 前記基板上に前記機能的パターンをインプリントすることをさらに含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  6. 前記基板の前記側面の上に前記液滴の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  7. 前記液滴の組は、液滴の第1の組であり、前記インプリントリソグラフィ方法は、
    前記基板の側面の上に直接、前記液滴の第1の組のうちの各滴を堆積させることと、
    前記基板の側面の上に直接、前記液滴の第1の組を硬化させることと
    をさらに含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  8. 前記液滴の第1の組のうちの各液滴は、約0.5μm〜約20.0μmの硬化高さを有する、請求項7に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  9. 前記液滴の第1の組が硬化させられた後、
    前記基板の前記側面の上に液滴の第2の組を堆積させることであって、前記液滴の第2の組のうちの各液滴は、それぞれ、前記液滴の第1の組のうちの液滴の上に直接分注される、ことと、
    前記液滴の第1の組の上に直接、前記液滴の第2の組を硬化させ、前記スペーサ層の高さを増加させることと
    をさらに含む、請求項7に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  10. 前記液滴の第1の組における液滴の第1の数は、前記スペーサ層が一様な高さを有するように、前記液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しい、請求項9に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  11. 前記液滴の第1の組における液滴の第1の数は、前記スペーサ層が可変高さを有するように、前記液滴の第2の組における液滴の第2の数に等しくない、請求項9に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  12. 前記スペーサ層は、楔形状を有する、請求項11に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  13. 前記機能的パターンは、前記基板の前記側面上にインプリントされる、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  14. 前記機能的パターンは、前記基板の前記側面の内部領域に沿ってインプリントされ、前記インプリントリソグラフィ方法は、前記基板の前記側面の周辺縁に沿って前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、請求項13に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  15. 前記基板の前記側面は、前記基板の第1の側面であり、前記機能的パターンは、前記基板の前記第1の側面の反対側である前記基板の第2の側面上にインプリントされる、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  16. 前記基板の第1の側面の全体にわたって前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、請求項15に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  17. 前記スペーサ層が前記基板と前記表面との間に間隙を形成するように、前記基板を前記液滴の組において前記基板に隣接する前記表面に取り付けることをさらに含む、請求項1に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  18. 前記間隙は、低屈折率領域を提供する、請求項17に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  19. 前記低屈折率領域は、1の屈折率を有する空気を備えている、請求項18に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  20. 1.3〜1.6の範囲の屈折率を有する重合性材料で前記間隙を充填することをさらに含む、請求項17に記載のインプリントリソグラフィ方法。
  21. 光学層であって、前記光学層は、
    基板と、
    前記基板上に形成された機能的パターンと、
    前記基板の側面上に配置され、前記機能的パターンから間隔を置かれた硬化させられた液滴の組と
    を備え、
    前記硬化させられた液滴の組は、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記硬化させられた液滴の組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、光学層。
JP2019541249A 2017-02-01 2018-01-31 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成 Active JP6952121B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021156380A JP7324257B2 (ja) 2017-02-01 2021-09-27 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762453249P 2017-02-01 2017-02-01
US62/453,249 2017-02-01
PCT/US2018/016156 WO2018144549A1 (en) 2017-02-01 2018-01-31 Configuring optical layers in imprint lithography processes

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021156380A Division JP7324257B2 (ja) 2017-02-01 2021-09-27 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020506546A true JP2020506546A (ja) 2020-02-27
JP2020506546A5 JP2020506546A5 (ja) 2021-03-11
JP6952121B2 JP6952121B2 (ja) 2021-10-20

Family

ID=62979788

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019541249A Active JP6952121B2 (ja) 2017-02-01 2018-01-31 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成
JP2021156380A Active JP7324257B2 (ja) 2017-02-01 2021-09-27 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021156380A Active JP7324257B2 (ja) 2017-02-01 2021-09-27 インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10379438B2 (ja)
EP (1) EP3577522A4 (ja)
JP (2) JP6952121B2 (ja)
KR (2) KR102565288B1 (ja)
CN (2) CN116449646A (ja)
TW (1) TWI748051B (ja)
WO (1) WO2018144549A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116449646A (zh) 2017-02-01 2023-07-18 分子印记公司 在压印光刻工艺中配置光学层

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006643A (ja) * 2002-01-31 2004-01-08 Hewlett Packard Co <Hp> スペーサ技術を用いるナノサイズインプリント用スタンプ
JP2009533885A (ja) * 2006-04-17 2009-09-17 オムニビジョン シーディーエム オプティクス, インコーポレイテッド アレイ化撮像システムおよび関連方法
JP2010260272A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Toyo Gosei Kogyo Kk パターン形成方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2751427B2 (ja) * 1989-06-27 1998-05-18 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US5324683A (en) 1993-06-02 1994-06-28 Motorola, Inc. Method of forming a semiconductor structure having an air region
US6335149B1 (en) * 1997-04-08 2002-01-01 Corning Incorporated High performance acrylate materials for optical interconnects
US6396559B1 (en) 1998-11-17 2002-05-28 Sharp Kabushiki Kaisha LCD including spacers used in combination with polymer walls
CA2375365A1 (en) * 1999-05-27 2001-02-15 Patterning Technologies Limited Method of forming a masking pattern on a surface
JP2001083528A (ja) * 1999-09-13 2001-03-30 Canon Inc 液晶素子及びその製造方法及びスペーサー付き基板及びその製造方法
US7399574B2 (en) * 2001-09-28 2008-07-15 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Curable resin for photo-patterning, process for producing the same, curable resin composition, color filter, liquid crystal panel substrate, and liquid crystal panel
KR100508908B1 (ko) * 2003-01-22 2005-08-17 주식회사 엘지화학 스페이서 형성용 잉크 조성물 및 이를 이용한 스페이서
WO2005012991A1 (en) 2003-08-04 2005-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device and method for manufacturing a display device
US20050069678A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-31 General Electric Company Joined multi functional optical device
TWI260431B (en) * 2004-02-18 2006-08-21 Hannstar Display Corp Color filter substrate and fabricating method thereof
US7354698B2 (en) * 2005-01-07 2008-04-08 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
KR100612292B1 (ko) * 2005-03-22 2006-08-11 한국기계연구원 디스펜서를 이용한 대면적 스탬프의 제조방법과 이를이용한 복제몰드의 제조방법
CN101802694B (zh) * 2007-09-05 2012-07-11 日立化成工业株式会社 液晶显示装置用间隔物的制造方法、间隔物形成用油墨、以及液晶显示装置及其制造方法
NL2003875A (en) * 2009-02-04 2010-08-05 Asml Netherlands Bv Imprint lithography method and apparatus.
WO2011096700A2 (en) 2010-02-02 2011-08-11 Samsung Techwin Co., Ltd. Touch panel and method of manufacturing the same
JP2012030590A (ja) * 2010-07-01 2012-02-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 表面形状転写樹脂シートの製造方法
JP5641412B2 (ja) * 2010-09-24 2014-12-17 大日本印刷株式会社 着色層用樹脂組成物およびそれを用いたカラーフィルタの製造方法
JP2013029741A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Hitachi Chem Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
TWI432798B (zh) * 2011-10-03 2014-04-01 Benq Materials Corp 彩色濾光片及其製造方法
EP3396446B1 (en) * 2013-03-22 2020-06-03 Vlyte Innovations Limited An electrophoretic device having a transparent light state
JP6606369B2 (ja) * 2015-07-21 2019-11-13 株式会社Soken 物体検出装置及び物体検出方法
JP6663250B2 (ja) * 2016-02-26 2020-03-11 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CA3045096C (en) * 2016-12-02 2023-04-25 Molecular Imprints, Inc. Configuring optical layers in imprint lithography processes
CN116449646A (zh) 2017-02-01 2023-07-18 分子印记公司 在压印光刻工艺中配置光学层

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006643A (ja) * 2002-01-31 2004-01-08 Hewlett Packard Co <Hp> スペーサ技術を用いるナノサイズインプリント用スタンプ
JP2009533885A (ja) * 2006-04-17 2009-09-17 オムニビジョン シーディーエム オプティクス, インコーポレイテッド アレイ化撮像システムおよび関連方法
JP2010260272A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Toyo Gosei Kogyo Kk パターン形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6952121B2 (ja) 2021-10-20
JP7324257B2 (ja) 2023-08-09
KR20190111099A (ko) 2019-10-01
CN116449646A (zh) 2023-07-18
US20200333705A1 (en) 2020-10-22
CN110383168A (zh) 2019-10-25
US10379438B2 (en) 2019-08-13
US20180217495A1 (en) 2018-08-02
KR102565288B1 (ko) 2023-08-08
US10747108B2 (en) 2020-08-18
TW201841063A (zh) 2018-11-16
CN110383168B (zh) 2023-04-28
TWI748051B (zh) 2021-12-01
US11237479B2 (en) 2022-02-01
KR20210152002A (ko) 2021-12-14
JP2022023065A (ja) 2022-02-07
EP3577522A1 (en) 2019-12-11
EP3577522A4 (en) 2020-01-01
US20190317399A1 (en) 2019-10-17
WO2018144549A1 (en) 2018-08-09
KR102337213B1 (ko) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7008157B2 (ja) インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成
JP6860543B2 (ja) 空間的に不均一な照明を用いたインプリントシステム及びインプリンティングプロセス
TWI426353B (zh) 壓印微影系統及壓印方法
JP2021135504A (ja) 均一光強度のための露光装置及びその使用方法
JP7324257B2 (ja) インプリントリソグラフィプロセスにおける光学層の構成
TW202133947A (zh) 晶圓程序、設備和製造物品的方法
KR20200138062A (ko) 압출 제어를 위한 프레임 경화 방법
JP2022536694A (ja) 格子結合器の片側パターン化を使用した光学接眼レンズ
JP6924248B2 (ja) フレーム硬化テンプレート、およびフレーム硬化テンプレートを使用する方法
JP2011522279A (ja) ミクロンまたはサブミクロンのキャビティを形成するための方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210129

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210129

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210311

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210604

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210827

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6952121

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150