JP2022500857A

JP2022500857A - インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法、インプリントリソグラフィ用スタンプ、インプリントローラおよびロールツーロール基板処理装置

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Publication number: JP2022500857A
Application number: JP2021513461A
Authority: JP
Inventors: イェンスデゲンハルト，; ジョンマルタベス，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2022-01-04
Also published as: KR20210049170A; EP3850433A1; CN112689797A; WO2020052750A1; US20210341834A1; TW202024784A

Abstract

インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法が記載される。本方法は、マスタ（１０）を、第１の層（３０）および第２の層（２１）を含む層システム（１３）でコーティングすることを含み、第２の層（２１）は、第１の層（３０）の上にあり、マスタ（１０）は、インプリント構造（３１）のテンプレートを提供する。本方法はさらに、第２の層（２１）の上に、第２の層（２１）よりも高い曲げ抵抗を有する安定化要素（２５）を提供することと、マスタ（１０）を層システム（１３）から分離してインプリント構造（３１）を露出させることとを含む。【選択図】図４

Description

［０００１］本開示の実施形態は、インプリントリソグラフィに関する。具体的には、本開示の実施形態は、リソグラフィのためのスタンプの製造方法に関する。さらに、本開示の実施形態は、インプリントリソグラフィ用のスタンプを含むインプリントローラと、インプリントローラを含む基板処理装置とに関する。

［０００２］薄膜のパターニングは、例えば、マイクロエレクトロニクスデバイス、光電子デバイス、または光学装置の製造などの複数の用途で使用される。光リソグラフィ技術は、デバイス内の薄膜のパターニングに使用されうる。しかしながら、光リソグラフィ技術は高価になることがあり、例えば、大きなサイズを有する基板、および／または、フレキシブル基板上では限界に達することがある。

［０００３］特にロールツーロール処理に関しては、高価なフォトリソグラフィを使用せずに、従来の技術を用いると、小さな特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）サイズの製造には限界がある。スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などの印刷技術は、例えば、特徴サイズが１０μｍを超えるサイズに限定されているため、十分に小さいとは言えない。加えて、インプリントリソグラフィ処理は、シートツーシート処理に有効であり得る。インプリントリソグラフィは、デバイスにパターニングされた構造を提供するため、薄膜をパターニングする比較的安価な処理を提供しうる。さらに、インプリントリソグラフィは比較的高速で、装置およびオペレータの時間を節約することができる。

［０００４］ロールツーロール装置用のインプリントリソグラフィスタンプおよびインプリントローラの製造に関しては、いくつかの技術的課題がある。例えば、典型的には、スタンプは、スタンプの寸法安定性の維持に関していくつかの問題を引き起こし得る軟質材料、例えば、軟質ポリマー材料から作られることがある。例えば、ディスプレイ用の構造の製造に関しては、寸法安定性の維持は、構造を確実にピクセルと整列させるためには重要となる。また、ロールツーロール（Ｒ２Ｒ）製造用のローラ表面にインプリントスタンプを備えるインプリントローラを製造するためには、特に転写処理中の寸法安定性の確保に関連して、インプリントスタンプのローラ表面への転写が課題になる。

［０００５］したがって、上記を踏まえて、インプリントリソグラフィ用スタンプ、スタンプおよびインプリントローラ、並びにインプリントリソグラフィに使用されるロールツーロールインプリント装置の製造方法の改善が引き続き要求されている。

［０００６］上記に照らして、インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法、インプリントリソグラフィ用スタンプ、ロールツーロール基板処理装置用のインプリントローラが提供される。

［０００７］本開示の別の態様によれば、インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法が提供される。この方法は、第１の層および第２の層を含む層システムで、マスタをコーティングすることを含み、第２の層は第１の層の上にあり、マスタはインプリント構造のテンプレートを提供する。この方法はさらに、第２の層の上に安定化要素を提供することを含み、安定化要素は、第２の層よりも高い曲げ抵抗を有する。この方法はさらに、マスタをシステムから分離して、インプリント構造を露出させることを含む。

［０００８］本開示の別の態様によれば、インプリントリソグラフィのためのスタンプが提供される。スタンプは、スタンプ支持構造と、層にスタンプをインプリントするとパターンを生成する複数の特徴を有するインプリント構造とを含み、インプリント構造は、第１の層および第２の層を含む層システムによって提供され、第２の層は、第１の層の上にある。スタンプはさらに、第２の層の上に安定化要素を含み、安定化要素は、特に接着層によってスタンプ支持構造に付着され、安定化要素は、第２の層よりも高い曲げ抵抗を有する。

［０００９］本開示のさらなる実施形態によれば、ロールツーロール基板処理装置のインプリントローラが提供される。インプリントローラは、本明細書に記載される任意の実施形態によるスタンプを含み、スタンプ支持構造は、円筒形支持構造である。

［００１０］実施形態はまた、開示方法を実施するための装置も対象としており、説明されている各方法の態様を実行するための装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素を用いて、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの２つの任意の組合せによって、またはそれ以外の任意の態様で、実行されうる。さらに、本開示による実施形態は、記載される装置を操作する方法も対象とする。記載された装置を操作する方法は、装置のあらゆる機能を実行するための方法の態様を含む。

［００１１］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施形態に関し、以下において説明される。

本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。本明細書に記載の様々な実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の例示的な方法ステップの概略図を示す。スタンプがスタンプ支持構造に付着される、例示的な付着処理の概略図を示す。本開示によるロールツーロール基板処理装置のためのインプリントローラを示す。本明細書に記載の実施形態によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法を説明するためのフロー図を示す。本明細書に記載の実施形態によるロールツーロール基板処理装置の概略図を示す。

［００１２］本開示の様々な実施形態について、これより詳細に参照する。これらの実施形態の１つまたは複数の実施例は、図面に示されている。図面の以下の説明において、同じ参照番号は同じ構成要素を表わす。個々の実施形態に関しては、相違点についてのみ説明する。本開示の説明のために各実施例が提供されているが、各実施例は、本開示を限定することを意図するものではない。さらに、一実施形態の一部として図示または記載される特徴は、他の実施形態で用いることが可能であり、または他の実施形態と併用してさらに別の実施形態を生み出すことも可能である。本明細書は、このような変更および変形例を含むことが意図されている。

［００１３］例示的に図１〜図８を参照して、本開示によるインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の実施形態を説明する。本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、本方法は、マスタ１０を層システム３０（図１参照）でコーティングすることを含み、マスタ１０はインプリント構造３１のテンプレートを提供する。層システム１３は、第１の層３０と、第１の層３０の上の第２の層２１とを含み（図２参照）、第２の層２１の上に安定化要素２５を提供する。安定化要素２５は、第２の層２１よりも高い曲げ抵抗を有する（図３参照）。この方法はさらに、マスタ１０を第１の層３０から分離して、インプリント構造３１を露出させることを含む（図４参照）。典型的には、インプリント構造３１は、図７に例示的に示されるように、インプリント構造３１のネガティブテンプレート３２を有するマスタ１０をコーティングすることによって提供される。

［００１４］したがって、図１に例示的に示すように、マスタ１０を層システム１３でコーティングすることは、マスタの表面上にコーティングまたは層システムを塗布することを含み、様々なコーティング処理を使用することができる。コーティングは、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、蒸着、スピンコーティングおよび／またはスピンキャスティングなどの化学的、機械的、熱的および／または熱機械的処理によって適用され得る。層システム１３によるマスタ１０のコーティングは、マスタ１０のパターン、特にそこに描画されているマスタの表面のパターンに基づくインプリント構造３１のテンプレートを、層システム１３に提供する。

［００１５］したがって、図２に例示的に示すように、層システム１３はさらに、第１の層３０の上に第２の層２１を含む。層システム１３は、第１の層および第２の層を含む層スタック１３として理解することもできる。層システム１３は、例えば、ＳＣＩＬＮａｎｏｉｍｐｒｉｎｔＳｏｌｕｔｉｏｎｓ社によって提供される材料であってよい。第２の層２１は有益で、スタンプ製造中に、直接接触および／または不純物から第１の層３０を保護することができる。特に、第２の層は、接着層としても機能し得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、層システムはまた、さらなる層の上に層を提供することによって形成可能であり、層は第２の層に対応し、さらなる層は層システムの第１の層に対応する。さらに、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第２の層は、第１の層からの化学的または物理化学的表面変形によって形成することもできる。

［００１６］したがって、図３を参照すると、第２の層２１の上に安定化要素２５を提供することは、例えば、第２の層２１の上に安定化要素２５を置くこと、静置すること、重ね合わせること、配置すること、付加することなどとして理解することができる。提供される安定化要素２５は、第２の層２１、特に第２の層２１の上面と直接接触させることができる。第２の層２１は、平面または平坦な上面を形成するように構成することができ、安定化要素２５は、第２の層２１の上面の上に置かれる。安定化要素２５の底部または下面は、第２の層２１を接続することができ、この接続は、安定化要素２５の底部が第２の層２１の上面と直接接触することで説明することもできる。安定化要素、特に安定化要素２５の底面を第２の層２５の上面と直接接触させることは、安定化要素２５が第２の層２１の頂部に付着または密着することと理解することもできる。安定化要素２５および第２の層２１のそれぞれの表面を互いに接触させるとき、安定化要素２５および第２の層はまた、接着力によって互いに粘着または接着することができる。

［００１７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、安定化要素２５は、平坦な底面および平坦な上面を形成する平坦な形状の本体を有することができ、安定化要素２５の底面および上面は、基本的に互いに平行になり得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第２の層２１の上面は、安定化要素２５の上面および／または底面と基本的に平行である。第２の層の上面に基本的に平行な底面を安定化要素２５に提供することによって、特に、さらなる処理中にスタンプを取り扱うときには、スタンプの安定性を改善することができる。

［００１８］本開示では、「安定化要素が第２の層よりも高い曲げ抵抗を有する」という特徴は、安定化要素が、第２の層の材料および／または構成要素よりも高い剛性を有する材料および／または構成要素を含むことで理解することができる。第２層よりも高い曲げ抵抗を有する安定化要素はまた、第２層よりも高い剛性を有する安定化要素として説明することもできる。剛性は、例えば、ねじり剛性、曲げ剛性、せん断剛性および／または引張剛性として理解され得る。

［００１９］したがって、図４を参照すると、この方法はさらに、マスタ１０を第１の層３０から分離して、インプリント構造３１を露出させることを含む。マスタ１０を第１の層３０から分離することは、マスタ１０が第１の層３０から切り離される切断処理を含み得る。特に、マスタ１０は、第１の層３０のインプリント構造３１に隣接して位置する、少なくとも「エッジ領域」において、第１の層３０から切り離され、その切断処理は、例えば、ブレードによって、レーザーなどによって実行され得る。マスタを分離することは、マスタ１０を第１の層３０から引き離すことを含み得る。マスタを分離することはまた、層気流、特に層流を使用するエアナイフまたはブレードによる分離を含み得る。

［００２０］有利には、安定化要素は、第１の層および第２の層の変形に対する抵抗力を提供することによって、マスタを第１の層から分離するときに、第１の層および第２の層を安定化することができる。特に、マスタと第１の層との間に加えられる分離力に対する背圧または反力（ｃｏｕｎｔｅｒｆｏｒｃｅ）を提供するために、安定化要素は、分離中に支持または保持され得る。安定化要素は、第１の層および第２の層を含む層スタックの変形、特に第１の層のインプリント構造の変形に対抗することができる。さらに、インプリント構造の安定化要素の剛性により、安定化要素は歪みに対して作用することができ、インプリント構造のパターンを保護することができる。さらに、安定化要素は、取扱い、特にマスタを第１の層から分離した後のスタンプの安全な取扱いを改善することができる。安定化要素はまた、スタンプの搬送を促進するため、製造工程中にさらに搬送するための接触面を提供することができる。

［００２１］したがって、本明細書に記載のインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法の実施形態は、従来の製造方法と比較して改善することができる。より具体的には、本明細書で説明されるように、スタンプリソグラフィの製造方法の実施形態によって、インプリント構造を有するテンプレートは、製造工程全体にわたって安定化され、構造およびインプリント構造の寸法安定性は、スタンプ製造中に保証することができる。しかも、第１の層および第２の層の寸法安定性を強化することができる。

［００２２］本開示の様々なさらなる実施形態を詳細に説明する前に、本書で使用されるいくつかの用語に関するいくつかの態様を説明する。

［００２３］本開示では、「インプリントリソグラフィ用スタンプ」は、インプリントリソグラフィ処理で利用されるように構成されたスタンプとして理解することができる。本開示において、「第１の層」は、ポリマー材料、特に硬化性ポリマー材料から作ることができる。例えば、第１の層は、エラストマ、例えばシリコンエラストマで作ることができる。一実施例によれば、第１の層は、ｘＰＤＭＳで作られてもよい。

［００２４］本開示において、「第２の層」は、ポリマー材料、特に硬化性ポリマー材料から作ることができる。本明細書に記載の硬化性ポリマー材料は、熱および／または放射の適用によって硬化され得るポリマーとして理解され得る。言い換えるならば、硬化性ポリマー材料は、例えば熱、放射または化学添加剤によって誘発されるポリマー鎖の架橋を伴うまたは伴わない重合によって強化または硬化することができるポリマー材料として理解することができる。

［００２５］本開示では、「インプリント構造を有するテンプレート」は、インプリントされるパターンを有する三次元構造として理解することができる。典型的には、三次元構造は、インプリントされる構造のネガティブ構造である。例えば、テンプレートのインプリント構造は、複数の特徴を含むことができる。典型的には、複数の特徴は、側面、底面および上面を含む。例えば、マルチレベルインプリント構造はさらに、異なるレベルの様々な底面を含み得る。

［００２６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、インプリント構造の複数の特徴は、同じ特徴幅および同じ深さの特徴を有することができる。追加的にまたは代替的に、インプリント構造の異なる特徴は異なる特徴形状寸法、すなわち、異なる特徴幅および異なる特徴の深さを有し得る。なおさらに、異なるサイズの２つ以上の特徴は、反復パターンを形成するため、反復的な方法で互いに隣り合うように配置され得る。例えば、パターニングされた特徴は、ライン、ポール、トレンチ、孔、円、正方形、長方形、三角形、その他の多角形、ピラミッド形、プラトー、およびこれらの組み合わせまたはアレイからなる群から選択され得る。

［００２７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、方法はさらに、第１の層を硬化させることを含む。特に、第１の層を硬化させることは、第１の層を熱および／または放射に露出させることを含み得る。例えば、第１の層を硬化させることは、６５℃≦Ｔ_ｃ≦１０５℃の硬化温度Ｔ_ｃ、具体的には７５℃≦Ｔ_ｃ≦９５℃の硬化温度、より具体的には８０℃≦Ｔ_ｃ≦９０℃の硬化温度、例えば約８５℃の硬化温度に第１の層を露出させることを含み得る。さらに、第１の層を硬化させることは、本明細書に記載されるような硬化温度Ｔ_ｃに第１の層を、２ｈ≦ｔ_ｃ≦６ｈの硬化時間ｔ_ｃ、具体的には３ｈ≦ｔ_ｃ≦５ｈ、より具体的には３．５ｈ≦Ｔ_ｃ≦４．５ｈの硬化時間だけ露出させることを含み、例えば、硬化時間ｔ_ｃは約４ｈの硬化時間を有する。

［００２８］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、安定化要素は、第２の層に付着される。付着は、安定化要素と第２の層との間の接着、特に安定化要素の下方底面と第２の層の上面との間の接着が、本明細書に記載のように、補強または強化されることとして理解することができる。付着は、例えば、安定化要素および／または第２の層のそれぞれの表面に接着剤を加えることを含んでもよく、接着剤は、安定化要素と第２の層との間の結合を形成する。接着剤は、糊、ペースト、接着剤層、ラッカー、接着剤ラッカーなどからなる群から選択することができる。また、安定化要素２５と第２の層２１との接着は、化学修飾やプラズマ処理によっても促進させることができる。安定化要素２５は、下方の第２の層に接着することもできる。安定化要素を付着させることはまた、機械的力を加えることを含むこともあり、安定化要素は、第２の層の上に押圧される。

［００２９］さらに、安定化要素の第２の層への付着は、プラズマ活性化によって、特にプラズマ活性化による安定化要素の表面変形によって強化することができる。安定化要素を第２の層に付着させることによって、スタンプ全体の安定性、特に第１の層、第２の層と安定化要素との間の寸法安定性を強化することができる。特に、安定化要素の曲げ抵抗は、本明細書に記載されるように、安定化要素を第２の層の上に付着させることによって、第２の層および第１の層の変形に対する保護を強化することができる。

［００３０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第２の層２１の上に安定化要素を提供することは、中間層を提供すること、特に、図５に例示的に示されるように、中間層２４を第２の層２１に付着させることをさらに含み、中間層２４は、支持層または補助層として理解することができる。中間層は、例えば、６５℃〜７５℃の硬化温度に約４〜６分間露出させることによって熱硬化させることができる。中間層は、その後、約２〜４８時間、後硬化処理にかけることもできる。中間層２４は、第１の層３０の上へ第２の層２１の付着を促進するため、第１の層と第２の層との間の接着促進をもたらすように構成することができる。さらに、中間層は、スタンプのさらなる処理中に、第１の層、特に第１の層のインプリント構造を保護するように構成することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、層スタック１３はまた、第１の層３０と第２の層２１との間に位置する中間層２４を含むこともできる。さらに、中間層２４は、第２の層２１の副層として理解することもできる。

［００３１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、第１の層を硬化させることは、安定化要素を通して第１の層を照射することを含む。安定化要素を通して第１の層を照射することによって第１の層を硬化させることは、均一で安定した硬化を可能にすることができ、第１の層に適用される硬化温度は、第１の層内の放射の吸収によって少なくとも部分的に生成される。また、安定化素子を介して第１層を照射して第１の層を硬化させることにより、製造工程中に第２の層および安定化要素を提供した後に第１の層を硬化させることができ、製造工程を短縮することができる。

［００３２］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、第２の層を硬化させることは、安定化要素を通して第２の層を照射することを含む。図６は、硬化処理の概略的な実施例を示す。安定化要素２５の上面２５ａは、照射源（図示せず）によって照射され、放射６３は、安定化要素２５の上面２５ａに入り、安定化要素２５を貫通する。放射６３は、安定化要素２５を通って第２の層２１に入り、放射６３は、第２の層２１内で少なくとも部分的に吸収され、第２の層２１を硬化させるための熱が生成される。放射６３の少なくとも一部は、第２の層２１をさらに貫通し、第２の層２１の下に配置された第１の層３０に入ることができる。同様に、第１の層３０内で放射６３を吸収することによって、第１の層３０内に熱が発生し、第１の層３０の硬化を可能にし、かつ／または支援する。

［００３３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、放射を吸収することによって生成される熱は、第１の層３０および／または第２の層２１を支援または硬化させることができる。さらに、放射を吸収することにより、マスタ１０に隣接するインプリント構造３１のパターンを硬化させて、インプリント構造３１の形成を改善することができる。さらに、安定化要素２５を通る放射６３は、第２の層２１と安定化要素２５との間に位置する第１の境界領域２３内で接着を支援して、例えば、本明細書に記載されるように接着剤を固化および／または硬化させることによって、安定化層２５の第２の層２１への付着を改善することができる。同様に、安定化要素２５を通る放射６３は、第２の層２１と第１の層３０との間に位置する第２の境界領域２４において接着を支援することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、第２の層と第１の層との間に配置された中間層は、安定化要素を通して第１の層を照射することによって硬化させることができる。

［００３４］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、本方法はさらに、支持面によって層システムを、特に第１の層を支持することを含み、支持面は、第１の層のインプリント構造と接触する。支持面は、例えば、平坦な表面を有するプレートであってもよく、スタンプは、マスタを第１の層から分離した後に載せることができる。プレートは、例えば、ガラスプレート、プラスチックプレート、セラミックプレートなどになり得る。支持面によって第１の層を支持することは、インプリント構造をマスタから解放した後にインプリント構造の表面を覆うことによってインプリント構造を保護する。

［００３５］さらに、支持面を提供することにより、スタンプをスタンプ支持構造などに配置することなどのさらなる処理ステップを容易にすることができる。しかも、支持面は、光、特に可視範囲の光波に対して透明であって、支持面を通るインプリント構造のパターンの監視を可能にすることができる。支持面を通してインプリント構造を監視することによって、インプリント構造を測定して、インプリント構造内の誤差を検出することができる。さらに、支持面を通してインプリント構造を監視することによって、第１の層を支持面上に整列させて、例えば、さらなるステップでスタンプをスタンプ支持構造に付着させるときに、インプリント構造からの整列を改善することができる。

［００３６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、本方法はさらに、安定化要素、第２の層、および第１の層の露出したエッジ部分の上に接着層を提供することを含む。接着層を提供することはまた、露出したエッジ部分、特に第１のエッジ部分、第２のエッジ部分、および安定化要素のエッジ部分の外面を追加の接着層で埋め込むこととして理解することもできる。図８は、接着層が提供される、本明細書に記載の実施形態に従って製造される例示的なスタンプの概略図を示す。

［００３７］接着層４２は、第１の層３０、中間層２４、第２の層２１、および安定化要素２５の外面を取り囲む。第１の層３０のインプリント構造３１は、支持面１５によって覆われており、インプリント構造３１は、接着層４２と接触するように保護されている。接着層４２の材料はまた、スタンプのそれぞれの層の間に寸法安定性をさらに提供するため、それぞれの層２１ｃ、２４ｃ、および３０ｃの間のエッジ部分に入るか、または流入することができる。さらに、接着剤層４２は、接着剤面を形成するように構成することができ、スタンプをさらなる支持構造にさらに取り扱うまたは配置することを容易にすることができる。他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、接着層は、放射に対して透過性であり、特にＵＶ放射に対して透過性である。

［００３８］図９は、２つのインプリント構造３１ａおよび３１ｂを有する第１の層３０を有するスタンプを含む図８の概略上面図を示す。第１の層（図示せず）のインプリント構造３１ａおよび３１ｂは、図８に示すように、接着層４２、安定化要素２５、第２の層（図示せず）および中間層（図示せず）によって覆われている。

［００３９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、接着層４２は、３００μｍ〜１０００μｍの幅を有する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、安定化要素２５は、２００μｍ〜５００μｍの幅を有する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、中間層２４は、３０μｍ〜１００μｍの幅を有する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第２の層２１は、３０μｍ〜１００μｍの幅を有する。記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第１の層３０は、３０μｍ〜１００μｍの幅を有する。

［００４０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、本方法はさらに、スタンプ支持構造に安定化要素を付着させることを含み、特に安定化要素を付着させることは、スタンプ支持構造を安定化要素上で回転させることを含む。図１０を参照すると、スタンプ１２がスタンプ支持構造４０に付着される例示的な付着工程の概略図が示されている。スタンプ支持構造４０は、安定化要素２５上を回転方向５２に転がり、スタンプ支持構造４０は接着剤層４２の表面と接触する。スタンプ支持構造４０がスタンプ１２の上を移動することにより、スタンプ支持構造４０は接着剤層４２の頂部に圧力を加え、接着剤層４２はスタンプ支持構造４０の表面に付着する。実施形態によれば、スタンプ支持構造４０の表面へ接着剤層４２を付着させるため、または付着を改善するため、支持構造４０の表面に接着剤４６、糊などを提供することができる。

［００４１］本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、スタンプ支持構造に安定化要素を付着させることは、スタンプ支持構造を安定化要素の上で回転させることを含み、スタンプ支持構造を安定化要素の上で回転させることは、マスタを第１の層から分離してインプリント構造を露出させることを含む。

［００４２］他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、インプリントリソグラフィ用のスタンプが提供される。スタンプは、スタンプ支持構造と、層にスタンプをインプリントする際にパターンを生成する複数の特徴を有するインプリント構造とを含み、インプリント構造は、第１の層および第２の層を含む層システムによって提供され、第２の層は、第１の層の上にあり、スタンプはさらに、第２の層の上に安定化要素を含み、安定化要素は、特に接着層によってスタンプ支持構造に付着され、安定化要素は、第２の層よりも高い曲げ抵抗を有する。スタンプは、本明細書に記載の実施形態によって製造することができる。

［００４３］本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、安定化要素は、放射に対して透過性であり、特に紫外放射に対して透過性である。安定化要素は、放射透過性の材料を含む、および／または放射透過性の材料で構成され得る。安定化要素は、例えば、ガラス、特に石英ガラス、ｗｉｌｌｏｗガラス、金属ガラス、アモルファス金属などで作ることができる。さらに、安定化要素は、ポリマー、特にシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、および／またはワニス、特にフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｌａｃｋ）などの材料で作ることができる。安定化要素を形成するために前述の材料を使用することは、いくつかの有利な態様を提供することができる。例えば、安定化要素は、スタンプ支持構造、特に湾曲したスタンプ支持構造に付着されるときに、スタンプ内の異なる層を安定化させるのに十分な剛性を提供することができ、また十分な可撓性を提供することができる。加えて、前述の材料は、高い面内剛性を有し、これにより、第１の層内のインプリント構造を歪ませたり、反らせたりすることなく、第１の層からマスタを分離することができる。

［００４４］さらに、前述の材料は、光の透過性、特にＵＶ光の十分な透過性を提供し、安定化要素の下に位置する層、特に第１の層および第２の層の硬化は、本明細書に記載されるように、安定化層を通る照射によって可能になり得る。しかも、光に対して透過性である安定化層は、本明細書に記載の実施形態によるスタンプを用いたインプリント処理中に安定化層を通して放射することを可能にし、材料のインプリント処理を改善することができる。

［００４５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、安定化層は、箔または薄層の形状を有することができる。さらに、安定化要素は、格子形状であってもよく、安定化層は、上述のように光透過性材料で充填された凹部または切り欠きを有する剛性構造を有する。

［００４６］本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、層システム１３はさらに、図５に例示されるように、第１の層３０と第２の層２１との間に配置される中間層２４を含む。中間層は、本明細書に記載されるように、第１の層と第２の層との間の接着促進をもたらすことができる。

［００４７］図１１を参照すると、本開示によるロールツーロール基板処理装置のためのインプリントローラ２００が描かれている。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、インプリントローラ２００は、インプリント構造３１を有するスタンプ１２を含む。スタンプ１２は、接着層４２によって円筒形支持構造４０の表面に付着される。接着層４２は、本明細書に記載の実施形態による、第１の層３０、中間層２４、第２の層２１、および安定化要素２５の外面を取り囲む。第１の層３０は、本明細書に記載のインプリント構造３１を含む。他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、スタンプ支持構造および／または安定化要素は、５ｃｍ〜１０ｃｍの範囲、より具体的には７ｃｍ〜８ｃｍの範囲の曲げ半径を有する。

［００４８］例示的に図１３を参照して、本開示によるロールツーロール基板処理装置４００を説明する。図１３に例示したように、ロールツーロール基板処理装置４００は、本明細書に記載の実施形態によるインプリントローラ２００を含む。Ｒ２Ｒ処理におけるインプリントリソグラフィの場合、インプリントローラ２００は回転軸２１４の周りを回転し、基板１０１はロータの表面、例えば図１３に示したローラ５０２のような別のローラの円筒表面上を移動することができる。例えば、基板の移送速度ｖは、公式ｖ＝ｒ＊ｗに従うローラ５０２の角速度ｗに対応しうる。ここで、Ｒはローラの半径である。すなわち、基板の移送速度は、半径方向に交差する方向の速度、すなわち、ローラの接線速度と同様になる。

［００４９］図１３に例示したように、ロールツーロール基板処理装置４００は、典型的には、インプリントローラ２００の軸２１４の周りを回転することができるインプリントローラ２００を含むインプリントステーションを含む。図１３は矢印２１２によって回転を示す。インプリントローラ２００が回転すると、ローラに付着された、またはローラの一部であるスタンプのパターンが、インプリントされる層１０２、例えば、導電性ペースト、ラッカー、フォトレジストなどの層にインプリントされる。説明のために、インプリント構造３１を図１３に拡大して示す。

［００５０］したがって、本明細書に記載の装置は、導電性ペーストを用いてインプリントリソグラフィ処理を実行するように構成できることを理解されたい。例えば、導電性ペーストは、製造されるデバイスにおける機能層の基礎を形成することができる。導電性ペーストの層にスタンプまたはインプリントローラをインプリントまたはエンボス加工する前に、導電性ペーストが基板に接して、または基板の上方に提供される。

［００５１］例えば、装置は、基板１０１に接して、または基板１００の上方に導電性ペーストを塗布する堆積ユニット５４４を含み得る。導電性ペーストを塗布することによって、導電性材料の層１０２を提供する。例えば、１つまたは複数の堆積ユニット５４４は、メニスカスコーティング、スロットダイコーティング、ドクターブレードコーティング、グラビアコーティング、フレキソコーティング、スプレーコーティングを用いて、層１０２をコーティングすることができる。図１３に例示的に示したように、導電性ペーストの層１０２が堆積した後、層１０２にパターンをエンボス加工してパターニングされた層１０４を生成するため、本明細書に記載のように、スタンプ、特にインプリントローラが使用される。

［００５２］より具体的には、インプリントローラ２００と別のローラ５０２との間の間隙を通して基板１０１が動かされると、スタンプのパターンが層１０２内にエンボス加工される。これは、図１３に例示したように、パターン化された層１０４をもたらす。矢印５０３は、他のローラ５０２の軸５０４の周りでの他のローラ５０２の回転を示す。図１３の矢印１２１は、インプリントローラ２００と他のローラ５０２との間の間隙を通る基板１０１の動きを示す。ローラは矢印２１２および矢印５０３によって示されているように回転する。例えば、本開示の幾つかの実施形態によれば、矢印１０１に沿った基板の移送速度は、半径方向に交差する方向の速度、すなわち、ローラの接線速度と同様になる。

［００５３］本開示のいくつかの実施形態によれば、装置４００は、自己整合型インプリントリソグラフィ（ＳＡＩＬ）処理を行うように構成される。ＳＡＩＬ処理、すなわち、マルチレベルインプリントリソグラフィ処理に関しては、スタンプの凹部は、特徴の異なる部分に２つ以上の特徴深さを有しうる。これは薄膜にパターンを生成するのに非常に効率的になりうる。したがって、本明細書に記載のマスタおよびその結果としてのテンプレートは、マルチレベルインプリント構造を提供するように構成することができる。例えば、本明細書に記載されるスタンプは、インプリントリソグラフィ処理、例えば、ＳＡＩＬ処理を有する接続ラインのようなラインの製造に使用することができ、これにより、小さな幅およびライン間の小さな距離を有するラインが可能になる。

［００５４］さらに、図１３に例示したように、装置４００は、インプリント層、例えば導電性ペーストを硬化させるための硬化ユニット５３２を含み得る。硬化ユニット５３２は、発光ユニット、および、層でのスタンプのインプリント中に層を硬化するように構成された加熱ユニットからなる群から選択可能で、発光５３３が行われる。例えば、発光ユニットはＵＶ光を、特に４１０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲の波長で発することができる。別の実施例では、発光ユニットはＩＲ光で、特に９〜１１マイクロメートルの範囲の波長（ＣＯ_２レーザー）で発することができる。別の実施例では、発光ユニットは、ＩＲからＵＶまでの幅広い光を、特に３マイクロメートルから２５０ｎｍまでの波長範囲で発することができる。この発光は、光学フィルタを使用して、黒体放射の一部だけを選択するようにフィルタ処理され得る。

［００５５］図１３は、スタンプが導電性ペーストの層にインプリントされる間に、硬化ユニット５３２が導電性ペーストを部分的に、または完全に硬化するように構成されている例示的な実施形態を示している。例えば、硬化の程度は、硬化ユニットの強度、光の強度または熱放出の強度などによって、調整可能である。追加的にまたは代替的に、硬化の程度は、ローラ５０２と基板１０１の回転速度によって調整可能である。硬化ユニット５３２は、インプリントローラ２００の上方に配置することができ、硬化ユニット５３２は、層にスタンプをインプリントしながら層を硬化させることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、硬化ユニット５３２は、発光５３３によってスタンプ２００を通して層を硬化させるように構成することができる。特に、硬化ユニット５３２は、層１０２から離れた方向を向いている面上のインプリントローラ２００を貫通し、その後、層１０２と対向する面上のインプリントローラ２００を貫通する光５３３を生成する。インプリントローラ２００、特にスタンプ１２の表面は、層内のスタンプをインプリントしながら層１０２を硬化させる際に、光５３３によって２回貫通される。本明細書に記載のインプリントローラ２００を介した硬化処理は、本明細書に記載の実施形態による安定化要素によって、特に、放射透過性の安定化要素によって、可能にされ、かつ／または改善され得る。いくつかの実施形態によれば、硬化ユニット５３３は、ローラ５０２内に配置することもできる。さらに、処理装置４００は、２つ以上の硬化ユニット５３３を含むこともできる。

［００５６］図１２に示したフロー図を参照して、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、図示したインプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法３００の特定の例が記載される。インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法は、インプリント構造のテンプレートを提供するマスタに第１の層をコーティングすること（ブロック３１０）と、第１の層を硬化させること（ブロック３２０）と、第１の層の上に中間層を提供すること（ブロック３３０）と、中間層の上に第２の層を提供すること（ブロック３４０）とを含む。この方法はさらに、安定化要素を第２の層に付着させること（ブロック３５０）と、安定化要素を通して第２の層を照射することによって第２の層を硬化させること（ブロック３６０）と、マスタを第１の層から分離してインプリント構造を露出させること（ブロック３７０）とを含む。この方法はさらに、支持面によって第１の層を支持すること（ブロック３８０）と、安定化要素、第２の層、および第１の層の露出したエッジ部分の上に接着層を提供することと、スタンプ支持構造に安定化要素を付着させることとを含み、安定化要素を付着させることは、スタンプ支持構造を安定化要素上で回転させること（ブロック３９０）とを含む。

［００５７］したがって、本明細書に記載の実施形態を考慮すると、インプリントリソグラフィ用スタンプの改善された最先端の製造方法と比較して、改善されたスタンプ、改善されたインプリントローラ、およびインプリントリソグラフィのための改善されたロールツーロール基板処理装置が提供されることを理解されたい。特に、本明細書に記載の実施形態は、インプリントリソグラフィスタンプまたはインプリントローラを製造する際に、スタンプが典型的には軟質材料（例えば、ＰＤＭＳ）から作製されるため、寸法安定性を維持することができないことが多いという問題を克服する。加えて、本明細書に記載の実施形態は、ディスプレイのための構造を製造する際に、不整合がインプリントを使用不可能にするため、構造は、ディスプレイ内のピクセルと並ぶ必要があるという問題に対処できる。言い換えるならば、本明細書に記載の実施形態は、スタンプインプリント構造−ピクセル不整合を実質的に回避するか、または排除することもできる。さらに、本明細書に記載の実施形態は、インプリントローラを作成する際の転写処理中に、スタンプ、特にインプリント構造を寸法的に安定化させる問題に対処できる。

［００５８］しかも、本明細書に記載される実施形態を考慮すると、本開示の実施形態は、軟質スタンプ材料がもはや反ることも歪むこともできない安定化要素を有利に提供することを理解されたい。加えて、歪みのないハンドリングとマスタからの分離が可能になる。さらに、ナノ構造は、ディスプレイ内のピクセルと並ぶであろう。さらに、この処理は、マスタの幾何学的形状の正確な保存を利用する任意のインプリントスタンプ製造に適用可能であることに留意されたい。

［００５９］加えて、本開示の実施形態は、インプリント構造の裏面の極めて良好な平坦性を提供できる利点を有し、スタンプをインプリントローラに積層するのに有用であり得る。さらに、本明細書に記載の実施形態は、インプリント構造の幾何学的保存が重要である場合、任意のインプリント処理に適用できることに留意されたい。

［００６０］以上の説明は実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに他の実施形態及び更なる実施形態を考案してもよく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。

Claims

インプリントリソグラフィ用スタンプの製造方法であって、
第１の層（３０）および第２の層（２１）を含む層システム（１３）で、マスタ（１０）をコーティングすることであって、前記第２の層（２１）は、前記第１の層（３０）の上にあり、前記マスタ（１０）は、インプリント構造（３１）のテンプレートを提供する、マスタ（１０）をコーティングすることと、
前記第２の層（２１）の上に、前記第２の層（２１）よりも高い曲げ抵抗を有する、安定化要素（２５）を提供することと、
前記マスタ（１０）を前記層システム（１３）から分離して、前記インプリント構造（３１）を露出させることと、
を含む方法。
前記第１の層（３０）を硬化させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記第２の層（２１）を硬化させることをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
前記安定化要素（２５）を前記第２の層（２１）に付着させることをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記第２の層（２１）の上に安定化要素（２５）を提供することはさらに、中間層（２４）を提供すること、特に前記中間層（２４）を前記第２の層（２１）に付着させることを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の層（３０）を硬化させることは、前記安定化要素（２５）を通して前記第１の層（３０）を照射することを含む、請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
前記第２の層（２１）を硬化させることは、前記安定化要素（２５）を通して前記第２の層（２１）を照射することを含む、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
前記層システム（１３）、特に前記第１の層（３０）を支持面（１５）によって支持することをさらに含み、前記支持面（１５）は、前記第１の層（３０）の前記インプリント構造（３１）と接触している、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記安定化要素（２５）、前記第２の層（２１）および前記第１の層（３０）の露出したエッジ部分の上に接着層（４２）を提供することをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
前記安定化要素（２５）をスタンプ支持構造（４０）に付着させることをさらに含み、特に、前記安定化要素（２５）を付着させることは、前記スタンプ支持構造（４０）を前記安定化要素（２５）の上で回転させることを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
インプリントリソグラフィ用スタンプであって、
スタンプ支持構造（４０）と、
層に前記スタンプをインプリントする際にパターンを生成する複数の特徴を有するインプリント構造（３１）であって、第１の層（３０）および第２の層（２１）を含み、前記第２の層（２１）は、前記第１の層（３０）の上にある層システム（１３）によって提供されるインプリント構造（３１）と、
前記第２の層（２１）の上にある安定化要素（２５）であって、特に接着層によって前記スタンプ支持構造（４０）に付着され、前記第２の層（２１）よりも高い曲げ抵抗を有する安定化要素（２５）と、
を備える、スタンプ。
前記安定化要素（２５）は、放射に対して透過性であり、特に紫外放射に対して透過性である、請求項１１に記載のスタンプ。
前記層システム（１３）はさらに、前記第１の層（３０）と前記第２の層（２１）との間に配置された中間層（２４）を含む、請求項１１または１２に記載のスタンプ。
ロールツーロール基板処理装置用のインプリントローラであって、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のスタンプを備え、前記スタンプ支持構造（４０）が円筒形支持構造である、インプリントローラ。
請求項１４に記載のインプリントローラを備える、ロールツーロール基板処理装置。