JP6924828B2 - 構造のマイクロリソグラフィ加工 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１０月１８日に出願された米国仮出願第６２／４０９，５３３号の出願日の利益を主張するものである。米国出願第６２／４０９，５３３号の内容は、その全体が参照により本明細書中に援用される。

本発明は、所望される幾何学形状を有するマイクロ構造およびナノ構造、およびそのような構造を加工するマイクロリソグラフィ方法に関する。

ナノ加工は、約１００ナノメートルまたはより小さい特徴を有する、非常に小さい構造の加工を含む。ナノ加工が非常に大きい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、基板上に形成される単位面積あたりの回路を増加させながら、より大きい生産収率を求めて努力し続けており、したがって、ナノ加工は、ますます重要になる。ナノ加工は、形成される構造の最小特徴寸法の継続的縮小を可能にしながら、より優れたプロセス制御を提供する。ナノ加工が採用されている他の開発分野は、バイオテクノロジー、光学技術、機械システム、および同等物を含む。

ナノ加工は、基板上にマイクロ構造およびナノ構造のパターンを含む、材料の層を形成するための基板の処理を含み得る。そのような構造を形成するための１つの例示的プロセスは、インプリントリソグラフィである。

本明細書は、厚さにおいて変動する残留層と、基板内の種々のエッチング深度を伴う特徴とを有する、インプリント層におけるマイクロパターンおよびナノパターンの形成に関する。そのようなマイクロパターンおよびナノパターンは、例えば、光導波管のためのより効率的な回折パターンの加工において有用であり得る。本開示の実装は、インプリント流体を所定のパターンに従って基板の表面を横断して選択的に適用することによって、種々の薄さの残留層を有するインプリント層を加工するための方法を含む。例えば、基板表面に適用されるインプリント流体の単位面積あたりの体積は、残留層厚における所望される変動のパターンに従って変動され得る。本開示の実装はまた、基板をエッチングするためのマスキングとして残留層厚における変動を伴うインプリントパターンを使用して、基板内の種々のエッチング深度を伴う特徴を加工するための方法を含む。

一般に、本明細書に説明される主題の革新的な側面は、インプリント流体を基板の表面上に所定のパターンに従って分注するアクションと、インプリント流体が、インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、インプリント流体をインプリントリソグラフィテンプレートの表面と接触させるアクションと、インプリント流体をパターン化された層に凝固させ、それによって、パターン化された層内で、インプリントリソグラフィテンプレートの特徴に対応する、構造と、基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層を形成するアクションであって、パターン化された層の第１の部分の第１のＲＬＴは、パターン化された層の第２の部分の第２のＲＬＴと異なる、アクションを含む、方法において具現化されることができる。本実装および他の実装はそれぞれ、随意に、以下の特徴のうちの１つ以上のものを含み得る。

いくつかの実装では、第１の部分と第２の部分との間の領域内のＲＬＴは、徐々に、第１のＲＬＴから第２のＲＬＴまで変動する。いくつかの実装では、第１のＲＬＴから第２のＲＬＴまでのＲＬＴの変化は、第１の部分と第２の部分との間の領域内の段階的変化である。

いくつかの実装では、インプリント流体を分注することは、インプリント流体をある液滴のパターンで分注することを含み、基板の表面を横断して分注される液滴の体積は、所定のパターンに従って変動する。

いくつかの実装では、液滴のパターンは、所定の領域内の固定された液滴密度に対応する。いくつかの実装では、液滴のパターンは、所定の領域内の種々の液滴密度に対応する。

いくつかの実装では、インプリント流体を分注することは、ジェット分注システムを用いてインプリント流体を分注することを含む。

いくつかの実装では、本方法は、パターン化された層および基板をエッチングすることを含み得、基板の中にエッチングされる特徴の深度は、ＲＬＴにおける変動に従って変動する。

いくつかの実装では、インプリントリソグラフィテンプレート内の特徴は、均一な特徴深度を有する。

いくつかの実装では、インプリントリソグラフィテンプレートは、マスタテンプレートであり、エッチングの後、基板は、サブマスタリソグラフィテンプレートとなる。加えて、本方法は、第２の基板の表面上に、その体積が基板の表面を横断して実質的に均一である、第２のインプリント流体を分注することと、インプリント流体が、インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、第２のインプリント流体をサブマスタテンプレートの表面と接触させ、それによって、第２のインプリント流体内に、構造と、サブマスタテンプレートの中にエッチングされる特徴の寸法における変動に従って変動するＲＬＴを有する、残留層とを形成することとを含み得る。

いくつかの実装では、インプリントリソグラフィテンプレート内の特徴は、種々の特徴深度を有する。いくつかの実装では、所定のパターンは、回折効率出力マップに対応する。

いくつかの実装では、構造は、ナノ構造である。いくつかの実装では、構造は、マイクロ構造である。

いくつかの実装では、第１のＲＬＴと第２のＲＬＴとの間の差異は、５ｎｍ〜５００ｎｍである。

本明細書に説明される主題の別の一般的な側面は、その体積が所定のパターンに従って基板の表面を横断して変動する、インプリント流体を基板の表面上に分注するアクションと、インプリント流体が、インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、インプリント流体をインプリントリソグラフィテンプレートの表面と接触させ、それによって、インプリント流体内に、構造と、基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する、残留層とを形成するアクションであって、ＲＬＴは、インプリント流体の単位面積あたりの体積に従って基板の表面を横断して変動する、アクションとを含む、方法において具現化されることができる。

いくつかの実装では、インプリント流体を分注するステップは、インプリント流体をインプリントリソグラフィテンプレート内の特徴を充填するために必要とされる体積に対応する、所定のパターンで分注するステップを含む。

別の一般的な側面は、基板と、基板の表面上のポリマーインプリントレジストとを含む、光学デバイスにおいて具現化され得る。ポリマーインプリントレジストは、回折パターンを形成する、複数の構造と、基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層であって、ＲＬＴは、所定のパターンに従って基板の表面を横断して変動する、残留層とを含む。本実装および他の実装はそれぞれ、随意に、以下の特徴のうちの１つ以上のものを含み得る。

いくつかの実装では、ＲＬＴにおける変動は、均一なＲＬＴを有する異なる回折格子の回折効率マップに対応する。

いくつかの実装では、ポリマーインプリントレジストは、紫外線光硬化ナノインプリントリソグラフィ（ＵＶ−ＮＩＬ）レジストである。

本明細書に説明される主題の特定の実装は、以下の利点うちの１つ以上のものを実現するように実装されることができる。本開示の実装は、インプリントリソグラフィプロセスを使用する、種々の残留層厚を有するマイクロパターン化された層またはナノパターン化された層の加工を可能にする。本実装は、基板（例えば、Ｓｉウエハ）の異なる領域にわたって種々のＲＬＴを有するパターンの加工を可能にし得る。本実装は、より効率的な波（例えば、光波）回折パターンの加工を可能にし得る。本実装は、種々の特徴形状プロファイル、デューティサイクル、およびピッチのパターン下での均一な（非変動の）ＲＬＴの大きい面積加工を可能にし得る。本実装は、次いで、大量生産のためのサブマスタテンプレートとして使用され得る、基板の中への特徴のパターン化を可能にし得る。

本明細書で使用されるように、用語「マイクロ」、「マイクロ構造」、および「マイクロ特徴」は、５０マイクロメートル未満またはそれに等しい少なくとも１つの寸法を有する、構造または構造の特徴を表す。

本明細書で使用されるように、用語「ナノ」、「ナノ構造」、および「ナノ特徴」は、５００ナノメートル未満またはそれに等しい少なくとも１つの寸法を有する、構造または構造の特徴を表す。

本明細書で使用されるように、「等しい」、「実質的に等しい」、「同一」、「実質的に同一」、または「均一」であるような体積、パターン、または寸法の説明は、測定における厳密な同等性を示すように意図されない。代わりに、そのような説明は、特別に設計されたデバイスまたはインプリントリソグラフィパターンを生産するために要求される、特定の場合および／または合理的な誤差公差において使用されている加工または測定機器の品質および精度を前提として、合理的な誤差公差以内で均等である体積、パターン、または寸法における類似性を示すために使用される。

本明細書に説明される主題の１つ以上の実施形態の詳細が、付随する図面および下記の説明に記載される。本主題の他の潜在的な特徴、側面、および利点が、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
可変の深度パターンを加工する方法であって、前記方法は、
所定のパターンに従って、基板の表面上に、インプリント流体を分注することと、
前記インプリント流体が、インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記インプリント流体をインプリントリソグラフィテンプレートの表面と接触させることと、
前記インプリント流体をパターン化された層に凝固させ、それによって、前記パターン化された層内で、
前記インプリントリソグラフィテンプレートの特徴に対応する構造と、
前記基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層であって、前記パターン化された層の第１の部分の第１のＲＬＴは、前記パターン化された層の第２の部分の第２のＲＬＴと異なる、残留層と
を形成することと
を含む、方法。
（項目２）
前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域内のＲＬＴは、徐々に、前記第１のＲＬＴから前記第２のＲＬＴまで変動する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１のＲＬＴから前記第２のＲＬＴまでのＲＬＴの変化は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域内の段階的変化である、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記インプリント流体を分注することは、前記インプリント流体を液滴のパターンで分注することを含み、前記基板の表面を横断して分注される液滴の体積は、前記所定のパターンに従って変動する、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記液滴のパターンは、所定の領域内の固定された液滴密度に対応する、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記液滴のパターンは、所定の領域内の種々の液滴密度に対応する、項目４に記載の方法。
（項目７）
前記インプリント流体を分注することは、ジェット分注システムを用いて前記インプリント流体を分注することを含む、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記パターン化された層および前記基板をエッチングすることをさらに含み、前記基板の中にエッチングされる特徴の深度は、前記ＲＬＴにおける変動に従って変動する、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴は、均一な特徴深度を有する、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記インプリントリソグラフィテンプレートは、マスタテンプレートであり、エッチングの後、前記基板は、サブマスタリソグラフィテンプレートとなり、
前記方法はさらに、
第２の基板の表面上に、第２のインプリント流体を分注することであって、前記第２のインプリント流体の体積は、前記基板の表面を横断して実質的に均一である、ことと、
前記インプリント流体が、前記インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記第２のインプリント流体を前記サブマスタテンプレートの表面と接触させ、それによって、前記第２のインプリント流体内に、構造と、前記サブマスタテンプレートの中にエッチングされる特徴の寸法の変動に従って変動するＲＬＴを有する残留層とを形成することと
を含む、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴は、種々の特徴深度を有する、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記所定のパターンは、回折効率出力マップに対応する、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記構造は、ナノ構造である、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記構造は、マイクロ構造である、項目１に記載の方法。
（項目１５）
前記第１のＲＬＴと前記第２のＲＬＴとの間の差異は、５ｎｍ〜５００ｎｍである、項目１に記載の方法。
（項目１６）
インプリント流体をパターン化する方法であって、前記方法は、
基板の表面上に、インプリント流体を分注することであって、前記インプリント流体の体積は、所定のパターンに従って前記基板の表面を横断して変動する、ことと、
前記インプリント流体が、前記インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記インプリント流体をインプリントリソグラフィテンプレートの表面と接触させ、それによって、前記インプリント流体内に、構造と、前記基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層とを形成することであって、前記ＲＬＴは、前記インプリント流体の単位面積あたりの体積に従って前記基板の表面を横断して変動する、ことと
を含む、方法。
（項目１７）
前記インプリント流体を分注することは、前記インプリント流体を前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴を充填するために必要とされる体積に対応する所定のパターンで分注することを含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
光学デバイスであって、
基板と、
前記基板の表面上のポリマーインプリントレジストであって、前記ポリマーインプリントレジストは、
回折パターンを形成する複数の構造と、
前記基板の表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層であって、前記ＲＬＴは、所定のパターンに従って前記基板の表面を横断して変動する、残留層と
を備える、ポリマーインプリントレジストと
を備える、デバイス。
（項目１９）
前記ＲＬＴにおける変動は、均一なＲＬＴを有する異なる回折格子の回折効率マップに対応する、項目１８に記載のデバイス。
（項目２０）
前記ポリマーインプリントレジストは、紫外線光硬化ナノインプリントリソグラフィ（ＵＶ−ＮＩＬ）レジストである、項目１８に記載のデバイス。

図１は、リソグラフィシステムの簡略側面図を図示する。

図２は、その上に位置付けられたパターン化された層を有する、基板の簡略側面図を図示する。

図３は、種々の残留層厚（ＲＬＴ）を伴うパターン化された層を有する基板の簡略側面図を図示する。

図４Ａは、本開示の実装による、可変のＲＬＴパターンおよび可変のエッチング深度パターンを加工するための、例示的プロセスを図示する。

図４Ｂ−４Ｄは、図４Ａに示されるプロセスに対するいくつかの例示的変形例を図示する。 図４Ｂ−４Ｄは、図４Ａに示されるプロセスに対するいくつかの例示的変形例を図示する。 図４Ｂ−４Ｄは、図４Ａに示されるプロセスに対するいくつかの例示的変形例を図示する。

図５は、本開示の実装による、種々の例示的インプリント流体パターンを伴う基板の上面図を図示する。

図６は、本開示の実装による、インプリント流体内に可変のＲＬＴパターンを生産するために使用され得る、いくつかの例示的インプリントリソグラフィテンプレート設計を図示する。

図７は、本開示の実装による、可変のＲＬＴパターンおよび可変のエッチング深度パターンを加工するための例示的方法の、フローチャートを示す。

図８Ａ−８Ｂは、可変のＲＬＴを有するパターンおよび可変のエッチング深度特徴が使用され得る、例示的デバイスを示す。

インプリント層におけるマイクロパターンおよびナノパターンの加工の種々の実施例は、厚さにおいて変動する残留層と、基板内の種々のエッチング深度を伴う特徴とを有する。そのようなマイクロパターンおよびナノパターンは、例えば、光導波管のためのより効率的な回折パターンの加工において有用であり得る。概して、これらの実施例は、インプリント流体を所定のパターンに従って基板の表面を横断して選択的に適用し、基板を横断して厚さにおいて変動する残留層を有するインプリント層を加工することを含む。例えば、基板表面に適用されるインプリント流体の単位面積あたりの体積は、残留層厚における所望される変動のパターンに従って変動され得る。本開示の実装はまた、基板をエッチングするためのマスクとして残留層厚における変動を伴うインプリントパターンを使用することによって、基板内の種々のエッチング深度を伴う特徴を加工するためのことを含む。

図１は、基板１０２上にレリーフパターンを形成するインプリントリソグラフィシステム１００を図示する。基板１０２は、基板チャック１０４に結合されてもよい。いくつかの実施例では、基板チャック１０４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、および／または同等物を含み得る。いくつかの実施例では、基板１０２および基板チャック１０４はさらに、空気ベアリング１０６上に位置付けられてもよい。空気ベアリング１０６は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸を中心とした運動を提供する。いくつかの実施例では、基板１０２および基板チャック１０４は、段上に位置付けられる。空気ベアリング１０６、基板１０２、および基板チャック１０４はまた、基部１０８上に位置付けられてもよい。いくつかの実施例では、ロボットシステム１１０が、基板１０２を基板チャック１０４上に位置付ける。

基板１０２は、基板チャック１０４の反対側に位置付けられる、平面１１１を含むことができる。いくつかの実施例では、基板１０２は、基板１０２を横断して実質的に均一な（一定の）厚さと関連付けられることができる。

インプリントリソグラフィシステム１００は、設計考慮事項に応じて、１つ以上のローラ１１４に結合される、インプリントリソグラフィ可撓性テンプレート１１２を含む。ローラ１１４は、可撓性テンプレート１１２の少なくとも一部の移動を提供する。そのような移動は、基板１０２と重畳している可撓性テンプレート１１２の異なる部分を選択的に提供し得る。いくつかの実施例では、可撓性テンプレート１１２は、複数の特徴、例えば、離間される陥凹部および突出部を含む、パターン化表面を含む。しかしながら、いくつかの実施例では、特徴の他の構成も可能である。パターン化表面は、基板１０２上に形成されるべきパターンの基礎を形成する、任意の原パターンを画定してもよい。いくつかの実施例では、可撓性テンプレート１１２は、テンプレートチャック、例えば、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、および／または同等物に結合されてもよい。

インプリントリソグラフィシステム１００はさらに、流体分注システム１２０を含んでもよい。流体分注システム１２０は、限定ではないが、ジェット分注システム、噴霧分注システム、またはスロットダイコーティングシステムを含み得る。流体分注システム１２０は、基板１０２上に重合性材料（例えば、「インプリント流体」）を堆積させるために使用されてもよい。重合性材料は、液滴分注、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／または同等物等の技法を使用して基板１０２上に位置付けられてもよい。いくつかの実施例では、重合性材料は、複数の液滴として基板１０２上に位置付けられる。例えば、流体分注システム１２０は、所定のパターンに従って重合性材料の液滴を分注するように構成される、ジェット分注システムであり得る。

図１および２を参照すると、インプリントリソグラフィシステム１００は、基板１０２に向かってエネルギーを指向するように結合される、エネルギー源１２２を含む。いくつかの実施例では、ローラ１１４および空気ベアリング１０６は、可撓性テンプレート１１２および基板１０２の所望される部分を所望される位置に位置付けるように構成される。インプリントリソグラフィシステム１００は、空気ベアリング１０６、ローラ１１４、流体分注システム１２０、および／またはエネルギー源１２２と通信するプロセッサによって調整されてもよく、メモリ内に記憶されるコンピュータ可読プログラム上で動作してもよい。

いくつかの実施例では、ローラ１１４、空気ベアリング１０６、または両方は、可撓性テンプレート１１２と基板１０２との間の距離を変動させ、その間に、重合性材料によって充填される、所望される容積を画定する。例えば、可撓性テンプレート１１２は、重合性材料に接触する。所望される容積が重合性材料によって充填された後、エネルギー源１２２が、エネルギー、例えば、広帯域紫外線放射を生成し、重合性材料を凝固および／または架橋結合させて、基板１０２の表面および可撓性テンプレート１１２のパターン化表面の一部の形状に共形化させ、基板１０２上にパターン化された層１５０を画定する。いくつかの実施例では、パターン化された層１５０は、残留層１５２と、突出部１５４および陥凹部１５６として示される複数の構造とを備えてもよい。残留層１５２は、基板１０２の表面１５８から構造の基部１６０まで延在する、残留層厚（ＲＬＴ）Ｔ_１を有する。ＲＬＴは、基板を横断して（自然変動を考慮して）実質的に均一である。

図３は、種々のＲＬＴ（Ｔ_１およびＴ_２）を伴うパターン化された層１８０を有する基板１０２の、簡略側面図を図示する。残留層１８２は、所定のパターンに従って基板を横断して変動するＲＬＴを有する。図示されるように、残留層は、ある領域内に厚さＴ_１と、別の領域内に異なる厚さＴ_２とを有する。さらに、パターン化された層１８０内の構造のプロファイルは、パターン化された層１８０を横断するＲＬＴにおける変動に従って変動する。例えば、ＲＬＴにおける変動は、隣接する突出部１８２ａ、１８２ｂのアスペクト比を相応して変更する、浅い陥凹部１８４ａおよび深い陥凹部１８４ｂを作成する。

下記により詳細に説明される技法に従って、パターン化された層１８０を横断するＲＬＴにおける変動が、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に及び得る。すなわち、Ｔ_１とＴ_２との間の差異が、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に及び得る。いくつかの実装では、例えば、示されるように、残留層１８２は、ＲＬＴにおける急激または段階的な変化を有するように加工される。いくつかの実装では、残留層１８２は、破線１８６によって示されるような、ＲＬＴにおける緩やかな変化を有するように加工される。

いくつかの実装では、残留層１８２は、（図２におけるような）均一なＲＬＴを有するが、種々の形状、デューティサイクル、および／またはピッチを有する突出部１８２ａ、１８２ｂを伴うように加工される。デューティサイクルは、突出部１８２ａの幅の隣接する陥凹部１８４ａに対する比率を指す。例えば、本明細書に開示される技法を使用して、特徴は、突出部１８２ａの陥凹部１８４ａに対するデューティサイクルが他の突出部および陥凹部のそれと異なりながら、依然として、均一なＲＬＴを維持するようにパターン化されることができる。ピッチは、突出部１８２ａ、１８２ｂの合計幅＋隣接する陥凹部１８４ａ、１８４ｂの幅を指す。例えば、本明細書に開示される技法を使用して、特徴は、突出部および陥凹部の１つのセットのピッチが、突出部および陥凹部の隣接したセットと異なりながら、均一なＲＬＴを維持するようにパターン化されることができる。

図４Ａは、インプリント流体内に可変のＲＬＴパターンと、基板内に可変のエッチング深度パターンとを加工するための、例示的プロセス４００を図示する。ステップ（４０２）において、分注システムは、インプリント流体を基板１０２に適用する。インプリント流体は、不均一なパターンに従って、基板１０２の表面に適用される。インプリント流体は、インプリント流体の単位面積あたりの平均体積が所定のパターンに従って基板を横断して変動するように、適用される。単位面積あたりのインプリント流体の体積における変動は、部分的に、インプリント流体内に加工されたパターン化された層のＲＬＴにおける変動を決定するであろう。

例えば、基板１０２上に分注されるインプリント流体の体積は、種々の体積内にインプリント流体４２０、４２２の液滴を適用することによって変動されることができる。例えば、分注システムは、大きい液滴４２０を基板のある領域４２１内に、そしてより小さい液滴４２２を基板１０２の別の領域４２３内に適用することができる。単位面積あたりのインプリント流体のより大きい体積は、より大きいＲＬＴを作成する傾向にある一方で、単位面積あたりのインプリント流体のより小さい体積は、より小さいＲＬＴを作成する傾向にある。しかしながら、インプリントリソグラフィテンプレート内の特徴のサイズおよび深度もまた、ＲＬＴに影響を及ぼし得る。異なるインプリント流体分注パターンを生産するための種々の技法が、図５を参照して下記により詳細に説明される。

インプリント流体は、限定ではないが、アクリル酸イソボルニル（ＩＢＯＡ）、Ｍｅｄｏｌ １０、ＨＤＯＤＡ（ヘキサンジオールジアクリレート）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７、Ｄａｒｏｃｕｒ ４２６５、ＭＡＳＵＲＦ ＦＳ−２０００界面活性剤２、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、または２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン等のバルクインプリントレジスト材料を含み得る。

インプリント流体は、コンピュータ制御分注システム、例えば、ジェット分注システム、噴霧分注システム、またはスロットダイコーティング分注システムによって分注されることができる。例えば、ジェット分注システムは、ジェットヘッドが基板の表面にわたって移動されるにつれて液滴体積を制御することによって、所定のパターンに従って基板上にインプリント流体の液滴を分注するように制御されることができる。噴霧分注システムは、インプリント流体が基板の上に分注される間、基板が位置付けられる段の運動を制御することによって、単位面積あたり種々の体積を伴うインプリント流体を分注するように制御されることができる。スロットダイコーティングシステムは、所定のパターンに従ってインプリント流体を分注するための型板と併用されることができる。

ステップ（４０４）において、インプリントリソグラフィシステムは、可撓性テンプレート１１２をインプリント流体４２０、４２２に適用する。すなわち、可撓性テンプレート１１２は、インプリント流体４２０、４２２と接触させられる。可撓性テンプレートは、テンプレート１１２の表面４２６内の陥凹部４２４によって画定される特徴を含む。陥凹部４２４は、インプリント流体内の対応する形状およびサイズの構造を形成するために、種々の形状およびサイズを有し得る。テンプレート１１２は、基板１０２上のインプリント流体から連続するパターン化された層１８０を生成するように、インプリント流体と接触し、インプリント流体液滴４２０、４２２を広げる。例えば、テンプレートと基板との間の距離「ｄ」が、基板１０２上のインプリント流体がテンプレート１１２の表面４２６内の陥凹部４２４の中に進入することを可能にするように低減される。

テンプレート１１２の所望される体積がインプリント流体４２０、４２２によって充填された後、例えば、所望される距離「ｄ」が到達されると、インプリント流体４２０、４２２は、パターン化された層１８０に凝固される。例えば、インプリント流体４２０、４２２は、インプリント流体４２０、４２２を、硬化剤、例えば、紫外線（ＵＶ）エネルギー源に暴露することによって凝固されることができる。硬化剤は、インプリント流体を重合および架橋結合させる。

ステップ（４０６）において、テンプレート１１２が、ここで、凝固されたパターン化された層１８０から除去される。パターン化された層１８０は、テンプレート１１２内の個別の陥凹部４２４および残留層１８２に対応する構造４２８を含む。残留層の厚さは、基板１０２の各個別の領域上に分注された、単位面積あたりのインプリント流体の体積に関連して変動する。インプリント流体の性質に起因して、インプリント流体は、各領域内の残留層１８２が、テンプレート陥凹部４２４を充填するために要求されていないインプリント流体の余分な体積によって形成されるように、テンプレート１１２内の凹部４２４を優先的に充填する傾向にある。その結果、基板１０２の各領域内のＲＬＴは、その領域内に分注される単位面積あたりのインプリント流体の体積に関連する。示される実施例では、インプリント流体の大きい液滴４２０が分注された領域４２１は、インプリント流体のより小さい液滴４２２が分注された領域４２３よりも厚いＲＬＴを有する。

いくつかの実装では、インプリント流体は、（図２および３を参照して上記に議論されるように）種々の形状、デューティサイクル、および／またはピッチを有しながら、均一なＲＬＴを有する残留層１８２を維持する構造４２８を伴うパターン化された層１８０を加工するように、所定のパターンで適用されることができる。例えば、インプリント流体の体積は、構造４２８の１つのセットのデューティサイクルが構造４２８の別の隣接するセットのそれと異なりながら、依然として、均一なＲＬＴを維持するように適用されることができる。例えば、インプリント流体分注パターンは、高デューティサイクル構造のためにテンプレート１１２の対応する部分を充填するために要求され得るインプリント流体のより大きい体積を考慮するために、それにわたって高デューティサイクルを伴う構造（例えば、幅広い構造および狭小な陥凹部）が加工され得る基板の面積に、それにわたって低デューティサイクルを伴う構造が加工され得る面積と比較して、より多いインプリント流体を適用することを要求し得る。同様に、いくつかの実装では、インプリント流体の体積は、構造４２８の１つのセットのピッチが構造４２８の別の隣接するセットのそれと異なりながら、依然として、均一なＲＬＴを維持するように適用されることができる。

いくつかの実装では、プロセス４００は、パターン化された層１８０を形成した後、完了してもよい。例えば、いくつかの用途では、インプリント流体のパターン化された層１８０は、光学回折パターンを形成するために使用されてもよい。他の実装では、パターン化された層１８０および基板１０２は、基板１０２自体（例えば、ステップ（４１６）参照）内にマイクロ構造またはナノ構造４４０を形成するためにエッチングされることができる。パターン化された層１８０の種々のＲＬＴは、基板１０２内に種々のエッチング深度を生産しながら、パターン化された層１８０および基板１０２を均一なエッチング率でエッチングする役割を果たし得る。

ステップ（４０８）−（４１６）において、パターン化された層１８０および基板１０２が、エッチングされる。パターン化された層１８０および基板１０２は、限定ではないが、湿式エッチングプロセス、プラズマエッチングプロセス、乾式エッチングプロセス、またはイオンビームエッチング／ミリングプロセスを含む、エッチングプロセスを使用して、エッチングされ得る。エッチングプロセスは、均一なエッチング率のプロセスであり得る。ステップ（４０８）−（４１６）は、パターン化された層１８０および基板１０２がエッチングされるにつれて種々のエッチング深度を有する、基板１０２内の陥凹部４４２の形成を図示する。ステップ（４０８）において、領域４２３内の残留層１８２が、完全にエッチングされて除去され、領域４２３内の基板表面を剥き出しの状態にする。ステップ（４１０）において、陥凹部４４２が、領域４２３における基板１０２内で形成し始める一方で、残留層１８２の一部が、依然として、領域４２１内に残存する。加えて、領域４２３内の残りのパターン化された層１８０は、領域が、基板１０２の下層部分がエッチングされないように保護し、したがって、基板構造４４０が、領域４２３内に形成し始めるという点において、構造４２８に対応する。ステップ（４１２）において、領域４２３内の陥凹部４４２が、より深くエッチングされ、基板１０２の表面が、領域４２１内で暴露される。ステップ（４１４）において、陥凹部４４２は、基板１０２が領域４２１においてエッチングされるにつれて、その領域内にも形成し始める一方で、領域４２１および４２３内の残りのパターン化された層１８０は、基板構造４４０を形成するであろう基板１０２の部分を保護する。ステップ（４１６）において、プロセス４００は、完了する。パターン化された層１８０は、エッチングされて完全に除去され得る、または所望されるエッチング深度が到達されると、いかなる残りのパターン化された層１８０もが、基板１０２から剥取され得る。

いくつかの実装では、不均一なエッチング率を有するエッチングプロセスまたはエッチング材料が、パターン化された層１８０および基板１０２をエッチングするために使用されることができる。例えば、パターン化されたレジスト層および基板のエッチング選択性は、１：１〜１：３のパターン化された層（例えば、レジスト）の基板に対するエッチング選択比を達成するように調整されることができる。言い換えると、基板は、パターン化された層より最高３倍急速にエッチングされ得る。

図４Ｂ−４Ｄは、それぞれ、インプリント流体内に種々の異なるＲＬＴパターンを生産するために使用されることができる、プロセス４００のステップ（４０２）−（４０６）の例示的変形例を図示する。図４Ｂは、各領域４２２、４２３内に類似する寸法を伴う特徴（例えば、陥凹部４２４）を有するテンプレート１１２が使用されるとき、基板１０２の領域４２１および４２３内に異なるＲＬＴを生産するために使用されることができる、例示的ステップ（４０２ｂ）−（４０６ｂ）を図示する。言い換えると、図４Ｂに図示される技法は、均一な寸法の均一な特徴を伴うテンプレート１１２が両方の領域に適用されるとき、パターン化された層１８０の２つの領域を横断してＲＬＴに変動をもたらすであろう。ステップ（４０２ｂ）において、本分注システムは、インプリント流体の単位面積あたりの体積が領域４２１において領域４２３内のそれよりも大きい、あるパターンでインプリント流体を分注する。例えば、基板の領域４２１内に適用されるインプリント流体の液滴４２０は、基板１０２の領域４２３内に適用される液滴４２２よりも大きい。

ステップ（４０４ｂ）において、類似する寸法を伴う陥凹部４２４を有する可撓性テンプレート１１２が、インプリントリソグラフィシステムによってインプリント流体４２０、４２２に適用される。例えば、テンプレート１１２内の陥凹部４２４は、インプリント流体４２０、４２２がその中に流動し得る、類似する体積を有する。可撓性テンプレート１１２がインプリント流体４２０、４２２に接触させられると、各領域４２１、４２３からの流体が、テンプレート１１２の個別の陥凹部４２４を充填する。領域４２３内に単位面積あたりのより少ないインプリント流体しか存在しないため、いったん個別のテンプレート陥凹部４２４が充填されると、領域４２３内に残留層１８３を形成するための流体もまた、基板上にあまり多く残されていないであろう。その結果、インプリント流体４２０、４２２が凝固された後、テンプレート１１２が除去されると、ステップ（４０６ｂ）において、ここで、凝固されたパターン化された層１８０は、領域４２１内よりも領域４２３内に薄いＲＬＴを有するであろう。

図４Ｃは、各領域４２２、４２３内に異なる寸法を伴う特徴（例えば、陥凹部４２４）を有するテンプレート１１２が使用されるとき、基板１０２の領域４２２および４２３内に異なるＲＬＴを生産するために使用され得る、例示的ステップ（４０２ｃ）−（４０６ｃ）を図示する。言い換えると、図４Ｃに図示される技法は、各領域４２１、４２３内に異なる寸法を有する特徴を伴うテンプレート１１２が基板１０２に適用されるとき、パターン化された層１８０の２つの領域を横断してＲＬＴに変動をもたらすであろう。ステップ（４０２ｃ）において、本分注システムは、インプリント流体の単位面積あたりの体積が領域４２１と領域４２３との両方を横断して比較的に均一である、あるパターンでインプリント流体を分注する。例えば、領域４２１および４２３内に適用されるインプリント流体の液滴４２０は、ほぼ同一の体積を有する。

ステップ（４０４ｃ）において、インプリントリソグラフィシステムによってインプリント流体４２０に適用される可撓性テンプレート１１２は、領域４２１内により小さい寸法（例えば、より小さい総体積）を伴う陥凹部４２４と、領域４２３内により大きい寸法（例えば、より大きい総体積）を伴う陥凹部４２４とを有する。可撓性テンプレート１１２が、インプリント流体４２０、４２２と接触させられると、各領域４２１ｂ、４２３からの流体が、テンプレート１１２の個別の陥凹部４２４を充填する。領域４２３内のインプリント流体に適用される陥凹部４２４の体積が、領域４２１内のインプリント流体に適用される陥凹部４２４のそれよりも大きいため、いったん個別のテンプレート陥凹部４２４が充填されると、領域４２３内に残留層１８３を形成するための流体もまた、基板上にあまり多く残されていないであろう。その結果、インプリント流体４２０が凝固された後、テンプレート１１２が除去されると、ステップ（４０６ｃ）において、ここで、凝固されたパターン化された層１８０は、領域４２１内よりも領域４２３内に薄いＲＬＴを有するであろう。

図４Ｃに図示される技法は、インプリント流体の均一な体積が領域４２１と４２３との間で単位面積あたりで使用されることを除いては、図４Ａのステップ（４０２）−（４０６）に図示されるものと類似する。したがって、領域４２１と４２３との間のＲＬＴにおける差異は、より大きい体積のテンプレート陥凹部４２４が適用される領域４２３内に、単位面積あたりのインプリント流体のより少ない体積が適用される、図４Ａに示すもの未満であり得る。

図４Ｄは、各領域４２２、４２３内に異なる寸法を伴う特徴（例えば、陥凹部４２４）を有するテンプレート１１２を適用するとき、基板１０２の領域４２２および４２３を横断して均一なＲＬＴを生産するために使用され得る、例示的ステップ（４０２ｄ）−（４０６ｄ）を図示する。言い換えると、図４Ｂに図示される技法は、各領域内に異なる寸法を有する特徴を伴うテンプレート１１２が基板１０２に適用されるとき、パターン化された層１８０の２つの領域４２１、４２３を横断して均一なＲＬＴをもたらすであろう。ステップ（４０２ｄ）において、本分注システムは、インプリント流体の単位面積あたりの体積が領域４２３において領域４２１内のそれより大きい、あるパターンでインプリント流体を分注する。例えば、基板の領域４２３内に適用されるインプリント流体の液滴４２０は、基板１０２の領域４２１内に適用される液滴４２２よりも大きい。

ステップ（４０４ｄ）において、インプリントリソグラフィシステムによってインプリント流体４２０、４２２に適用される可撓性テンプレート１１２は、領域４２１内により小さい寸法（例えば、より小さい総体積）を伴う陥凹部４２４と、領域４２３内により大きい寸法（例えば、より大きい総体積）を伴う陥凹部４２４とを有する。可撓性テンプレート１１２がインプリント流体４２０、４２２と接触させられると、各領域４２１、４２３からの流体が、テンプレート１１２の個別の陥凹部４２４を充填する。各領域４２１、４２３内に適用されるインプリント流体４２０、４２２の体積は、対応するテンプレート構造を充填しながら、各領域内にほぼ同一のＲＬＴを残すために十分なインプリント流体が各領域内に存在するように、各個別の領域４２１、４２３内にパターン化されるであろう、テンプレート特徴（例えば、陥凹部４２４）の寸法に調節され得る。例えば、領域４２１内に適用されるインプリント流体の体積は、所望されるＲＬＴのために必要とされる体積＋領域４２１に適用されるであろうテンプレート１１２の一部の狭小な陥凹部４２４を充填するために要求される体積に等しいであろう。同様に、領域４２３内に適用されるインプリント流体の体積は、領域４２１内のＲＬＴに均等なＲＬＴを達成するために必要とされる体積＋領域４２３に適用されるであろうテンプレート１１２の一部の幅広い陥凹部４２４を充填するために要求される体積に等しいであろう。その結果、インプリント流体４２０、４２２が凝固された後、テンプレート１１２が除去されると、ステップ（４０６ｄ）において、ここで、凝固されたパターン化された層１８０は、領域４２１および４２３を横断して均一なＲＬＴを有するが、異なる寸法を伴う構造４２８も有するであろう。

インプリント流体パターンおよびインプリントリソグラフィテンプレートパターン（例えば、特徴の幾何学形状および寸法）におけるいくつかの変形例が、議論されているが、インプリント流体およびテンプレートパターンの多くの付加的な組み合わせもまた、本開示の範囲内であり、構造およびＲＬＴの種々の他のパターンをインプリント流体のパターン化された層内に生産するために使用され得る。

図５は、種々の例示的インプリント流体分注パターンを伴う基板の上面図を図示する。最初に、基板５００を参照すると、インプリント流体は、基板の所定の領域内に、固定された単位面積あたりの体積に従って分注されることができる。例えば、基板５００は、それぞれが異なるインプリント流体分注パターンを図示する、３つの領域５０２、５０４、５０６を含む。各領域５０２、５０４、５０６は、それぞれがインプリント流体の同一の体積を有する、複数のインプリント流体液滴５０８、５１０を含む。しかしながら、領域５０２および５０６内の液滴５０８は、領域５０４内の液滴５１０よりも少ないインプリント流体の体積を有する。さらに、各領域５０２、５０４、５０６は、インプリント流体液滴の固定された密度を有するが、インプリント流体の単位面積あたりの異なる体積を有する。具体的には、示される実施例では、インプリント流体の単位面積あたりの体積は、各領域における液滴密度および液滴サイズ（または液滴体積）の関数である。したがって、単位面積あたりのインプリント流体の体積は、液滴密度、液滴体積、または両方を変動させることによって、基板の領域間で変動され得る。

例えば、領域５０４は、単位面積あたりのインプリント流体の最大の体積を有し、領域５０６は、単位面積あたりのインプリント流体の最小の体積を有し、領域５０６は、領域５０４を下回るが、領域５０６を上回る、単位面積あたりインプリント流体の体積を有する。領域５０２と５０４との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、液滴体積を変動させることによってインプリント流体パターンを変動させることの実施例である。すなわち、領域５０２と５０４との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、各個別の領域内のインプリント流体液滴５０８、５１０の体積によって定義される。例えば、領域５０２および５０４の両方は、同一の液滴密度（例えば、単位面積あたりの液滴数）を含有するが、領域５０４内の液滴５１０の体積は、領域５０２内の液滴５０８を上回る。

領域５０２と５０６との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、液滴密度を変動させることによってインプリント流体パターンを変動させることの実施例である。すなわち、領域５０２と５０６との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、各個別の領域内のインプリント流体液滴５０８の密度によって定義される。例えば、領域５０２および５０６の両方は、同一の液滴体積を有するインプリント流体液滴５０８を含有するが、領域５０６内の液滴５０８の密度は、領域５０２内の液滴５０８の密度を下回る。

領域５０４と５０６との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、液滴密度および液滴体積の両方を変動させることによって種々のインプリント流体パターンを変動させることの実施例である。すなわち、領域５０４と５０６との間の単位面積あたりのインプリント流体の体積における差異は、各個別の領域内のインプリント流体液滴５０８、５１０の体積および液滴５０８、５１０の密度の両方における変動によって定義される。例えば、領域５０４内の液滴５１０は、領域５０６内の液滴５０８よりもより大きい体積を有し、かつそれよりもより高密度のパターンで適用されることの両方が該当する。

基板５２５を参照すると、インプリント流体は、基板の所定の領域内の単位面積あたりの種々の体積に従って分注されることができる。例えば、基板５２５は、それぞれが異なるインプリント流体分注パターンを図示する、２つの領域５３０および５３２を含む。各領域５３０、５３２は、複数のインプリント流体液滴５３４、５３６、５３８を含む。領域５３０は、単位面積あたりのインプリント流体の固定された体積（領域５０２に類似する）を有し、領域５３２は、単位面積あたりのインプリント流体の種々の体積を有する。例えば、領域５３２は、矢印５４０の方向に減少する体積勾配を形成する、単位面積あたりのインプリント流体体積を有する。勾配は、領域内の液滴の体積、領域内の液滴の密度、または両方を変動させることによって形成されることができる。具体的には、領域５３２は、液滴体積および液滴密度の両方を変動させることによって単位面積あたりのインプリント流体体積を変動させることの実施例である。示されるように、インプリント流体液滴の連続する列は、体積および密度の両方を矢印５４０の方向に減少させる。そのようなパターンは、パターン化された層内のＲＬＴ内に連続的または近連続的な勾配を作成するために使用されることができる。

基板５７５は、回折パターンの回折効率出力マップ５５０に対応するインプリント流体分注パターンの実施例を図示する。基板５７５のより明るい部分５８０は、より大きい体積インプリント流体液滴を表し、より暗い部分５８２は、より小さい体積インプリント流体液滴を表す。基板５７５上に分注される単位面積あたりのインプリント流体の体積は、回折効率マップ５５０に従って変動する。回折効率マップ５５０は、例えば、均一なＲＬＴを有するインプリントリソグラフィ回折パターンから生成されることができる。基板５７５上のインプリント流体分注パターンは、基板５７５上の分注パターン化によって生産されるインプリントリソグラフィ回折パターンで生産されるＲＬＴにおける変動が、均一なＲＬＴ回折パターンから生産される回折パターンにおける非効率性を補償するように生成されることができる。例えば、ＲＬＴ変動は、均一なＲＬＴ回折パターンの色および／または輝度分布における不均一性を補償する、対応するインプリント流体分注パターンから生産されることができる。

図６および７は、インプリント流体内に可変のＲＬＴパターンを生産するために使用され得る、いくつかの例示的インプリントリソグラフィテンプレート設計を図示する。テンプレートは、マスタテンプレートまたはサブマスタテンプレートであり得る。マスタテンプレートは、概して、表面内に新しい特徴設計を伴って生産される、第１のテンプレートである。マスタテンプレートは、例えば、電子ビームリソグラフィによって生産されることができる。サブマスタテンプレートは、概して、マスタテンプレートの複製または近複製である。サブマスタテンプレートは、上記に説明されるプロセス４００等のインプリントリソグラフィおよびエッチングプロセスから生産されることができる。より具体的には、いくつかの実装では、プロセス４００は、均一なエッチング深度特徴を有するマスタテンプレートから可変のエッチング深度特徴を有する、サブマスタテンプレートを生産するために使用されることができる。

例えば、図６を参照すると、図４Ａおよびプロセス４００を参照して説明されたテンプレート１１２は、マスタテンプレートであり得る。示されるように、テンプレート１１２は、均一な深度を有する複数の特徴（陥凹部４２４）を含む。テンプレート１１２は、種々のＲＬＴを伴う残留層１８２を有するパターン化された層１８０を作成するために、（上記に議論される）プロセス４００において使用されることができる。いくつかの実装では、プロセス４００は、マスタテンプレート１１２から、種々のエッチング深度を伴う特徴６２４ａ、６２４ｂを有するサブマスタテンプレート６１２を作成するために使用されることができる。すなわち、プロセス４００が（例えば、ステップ（４１６）において）完了すると、図４Ａに示されるエッチングされた基板１０２は、（テンプレート６１２として図６に図示される）完成されたサブマスタテンプレートとなり得る。プロセス４００は、次いで、例えば、パターン化された層６８０等のパターン化された層内により複雑な構造的な幾何学形状およびパターンを形成するために、サブマスタテンプレート６１２を使用して繰り返されてもよい。

例えば、インプリントリソグラフィ分注システムは、インプリント流体を新しい基板６０２に適用するために使用されることができる。基板６０２上に分注されるインプリント流体の体積は、種々の体積内にインプリント流体の液滴６２０、６２２を適用することによって変動されることができる。例えば、分注システムは、基板のある領域６２１内に小さい液滴６２０を適用し、基板６０２の別の領域６２３内により大きい液滴６２２を適用することができる。テンプレート６１２は、パターン化された層６８０を形成するためにインプリント流体に適用され、硬化剤も、パターン化された層６８０を凝固させるためにインプリント流体に適用されることができる（例えば、ステップ（４０４）参照）。テンプレート６１２における種々のエッチング深度特徴６２４ａ、６２４ｂと、種々のインプリント流体分注体積との組み合わせは、種々のＲＬＴを伴う残留層６８２と、種々の高さの構造６８４、６８６、６８８との両方を有するパターン化された層を生産するために使用されてもよい。所望される場合、パターン化された層６８０および基板６０２は、パターン化された層６８０上のパターンを基板６０２に転写するように（例えば、ステップ（４０８）−（４１６）を参照して説明されるように）エッチングされることができる。

いくつかの実装では、種々のエッチング深度特徴６２４ａ、６２４ｂを有するサブマスタテンプレートが使用されると、インプリント流体の均一な体積が適用されるときでさえ、種々のＲＬＴが、パターン化された層内に作成されることができる。例えば、インプリントリソグラフィシステムは、インプリント流体を均一な体積を伴う新しい基板６０２に適用することができる。したがって、液滴６２０および６２２の体積および密度は、インプリントシステムの公差内で均一であり得る。テンプレート６１２をパターン化された層６８０を形成するためにインプリント流体に適用することは、テンプレート内の特徴の寸法に従って変動するＲＬＴを有する残留層を生産し得る。例えば、残留層は、より深いエッチング深度を伴う特徴等のテンプレート内の特徴の体積に従って変動するＲＬＴを有する。

いくつかの実装では、本明細書に説明される技法は、階段形状プロファイル等の種々の特徴形状プロファイルを伴う特徴を含む、サブマスタテンプレートを加工するために使用されることができる。いくつかの実装では、本明細書に説明される技法を使用して加工されるサブマスタテンプレートは、パターン化された基板の大量生産のためのテンプレートとして使用されることができる。

図７は、本開示の実装による、可変のＲＬＴパターンおよび可変のエッチング深度パターンを加工するための例示的方法７００のフローチャートを示す。プロセス７００は、論理フロー図に配列される、参照された行為の集合として図示される。行為が説明される順序は、限定として解釈されることを意図せず、任意の数の説明される行為が、プロセスを実装するように、他の順序で、および／または並行して組み合わせられ得る。

インプリント流体が、所定のパターンに従って基板上に分注される（７０２）。例えば、インプリントリソグラフィ分注システムは、インプリント流体を基板に適用するために使用されることができる。インプリント流体は、不均一なパターンに従って基板の表面に適用されることができる。例えば、インプリント流体は、インプリント流体の単位面積あたりの平均体積が所定のパターンに従って基板を横断して変動するように適用されることができる。そのうえ、単位面積あたりのインプリント流体の平均体積は、上記に議論されるようないくつかの異なる技法に従って変動されることができる。

インプリントリソグラフィテンプレートの表面が、インプリント流体と接触させられる（７０４）。例えば、インプリントリソグラフィシステムは、インプリント流体に接触するように、テンプレートを流体にわたって重ね、テンプレートと基板との間の距離を低減させることによって、インプリントリソグラフィテンプレートをインプリント流体上に押し付けることができる。テンプレートと基板との間の距離は、インプリント流体の所望される量がテンプレート内のパターン化された陥凹部の中に流動することを可能にする、所望される距離が達成されるまで、さらに低減されることができる。

インプリント流体が、パターン化された層に凝固される（７０６）。インプリントリソグラフィシステムは、インプリント流体を硬化剤に暴露することによってインプリント流体をパターン化された層に凝固させることができる。例えば、テンプレートと基板との間の所望される距離が到達された後、インプリント流体は、インプリント流体を硬化剤に暴露することによって凝固されることができる。硬化剤は、エネルギー源、例えば、インプリント流体を重合および架橋結合させることによって凝固させるＵＶエネルギー源であり得る。

パターン化された層および基板が、随意にエッチングされる（７０８）。例えば、パターン化された層が凝固され、テンプレートが除去された後、パターン化された層および基板が、エッチングされることができる。例示的エッチングプロセスは、限定ではないが、湿式エッチングプロセス、プラズマエッチングプロセス、乾式エッチングプロセス、およびイオンビームエッチング／ミリングプロセスを含む。エッチングプロセスは、パターン化された層および下層の基板が、同一率（例えば、１：１のエッチング選択比）でエッチングされるような、均一なエッチング率プロセスであり得る。いくつかの実装では、パターン化されたレジスト層および基板のエッチング選択性は、パターン化された層（例えば、レジスト）および基板の不均一なエッチング率を達成するように調整されることができる。例えば、パターン化されたレジスト層および基板のエッチング選択性は、１：１〜１：３までのパターン化された層（例えば、レジスト）の基板に対するエッチング選択比を達成するように調整されることができる。

基板内に種々のエッチング深度を伴う、厚さおよび特徴を変動させる残留層を有するインプリント層内のマイクロパターンおよびナノパターンは、光学デバイスにおける使用のための回折パターンを作成するために使用されることができる。例えば、マイクロパターンおよびナノパターンを含む回折パターンは、光導波管において使用される回折レンズまたは光結合器等のデバイスのためのより効率的な光学回折パターンを提供し得る。

図８Ａ−８Ｂは、非対称構造が使用される例示的デバイスを示す。図８Ａは、例示的光学システム８００の斜視図を示す。光学システム８００は、例えば、一対の仮想現実または拡張現実グラスとして図示される、光学投影システムである。例示的光学システムは、システム８００のレンズ８０４上に画像を投影するための回折レンズおよび結合器を含み得る。システム８００は、（例えば、プロセッサから）画像を表すデータを受信し、画像をシステム８００のレンズ８０４上の領域８０２の上に投影することができる。故に、ユーザは、レンズ８０４を通して可視である場面上にオーバレイされたものとして、領域８０２内に投影された画像を両方とも視認することができる。他の例示的投影システムは、限定ではないが、ビデオプロジェクタ、モバイルビデオプロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ（例えば、車両用ヘッドアップディスプレイ）、顕微鏡、望遠鏡、および他の光学デバイスを含み得る。他の例示的光学システム９００では、非対称構造は、反射偏光子フィルム（例えば、ＧＬＡＤワイヤグリッド偏光子）内で使用されることができる。例えば、非対称構造は、スマートフォン、ＬＣＤモニタ、ＬＣＤテレビ、タブレットコンピュータ等において使用されるもの等のＬＣＤディスプレイシステムのための反射偏光フィルム内で使用されることができる。

図８Ｂは、ユーザの眼の正面に位置付けられることができる、レンズ８５２内に画像を投影するための導波管８５０の上面図を示す。例えば、導波管８５０は、ユーザに拡張現実画像を提供するための一対のグラス８５４に取り付けられることができる。導波管８５０は、プロセッサから画像データを受信し、導波管８５０のレンズ８５２内に画像を投影する。

投影システム８００内の回折レンズおよび光結合器および導波管８５０は、（上記に開示されるような）種々の特徴エッチング深度を有する種々のＲＬＴまたはパターン化された基板を有する、インプリント流体のパターン化された層から加工される回折パターンを含むことができる。種々のＲＬＴまたはエッチング深度を伴う回折パターンが使用され、そのようなレンズおよび光結合器の回折効率を改良することができる。例えば、改良された回折効率は、ユーザに、より明るく、より可視的な画像をもたらし得る。改良された回折効率はまた、拡張現実および他の光学システムのためのエネルギー節約をもたらし得る。

回折パターンが、光学システムを参照して説明されるが、本開示の実装は、可視光のための回折パターンに限定されないことを理解されたい。代わりに、本明細書に説明されるパターン化された層、およびエッチングされた基板、およびそれを加工するためのプロセスが、加工される構造の特徴に対応する波長を有する、種々の電磁波のための回折パターンを生成するために使用されることができる。例えば、本明細書に説明されるパターン化された層およびエッチングされた基板は、赤外線（ＩＲ）波長から紫外線（ＵＶ）波長、および潜在的にはＸ線にまで及ぶ、電磁波のための回折パターンで機能的であり得る。

いくつかの実施例が、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実施例および修正も存在し、存在するであろう。

Claims (17)

1. 可変の深度パターンを加工する方法であって、前記方法は、
   回折効率出力マップに基づいて生成された所定のパターンを取得することと、
   前記所定のパターンに従って、基板の表面上にインプリント流体を分注することであって、前記インプリント流体を分注することは、前記インプリント流体を液滴のパターンで分注することを含み、前記基板の前記表面を横断して分注される液滴の体積は、前記所定のパターンに従って変動する、ことと、
   前記インプリント流体がインプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記インプリント流体と前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記表面とを接触させることと、
   前記インプリント流体をパターン化された層に凝固させることであって、これにより、前記パターン化された層内に、
   前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記特徴に対応する構造と、
   前記基板の前記表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する残留層と
   を形成し、前記パターン化された層の第１の部分の第１のＲＬＴは、前記パターン化された層の第２の部分の第２のＲＬＴと異なり、前記第１のＲＬＴおよび前記第２のＲＬＴは、前記所定のパターンに依存する、ことと
   を含み、
   前記回折効率出力マップは、以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンの色分布および／または輝度分布を表し、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンは、前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記特徴に対応する構造と、均一なＲＬＴとを有し、
   前記第１のＲＬＴと前記第２のＲＬＴとの間の差異は、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンから生成される回折パターンにおける非効率性を補償する、方法。
2. 前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域内のＲＬＴは、前記第１のＲＬＴから前記第２のＲＬＴまで徐々に変動する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のＲＬＴから前記第２のＲＬＴまでのＲＬＴの変化は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の領域内の段階的変化である、請求項１に記載の方法。
4. 前記液滴のパターンは、所定の領域内の固定された液滴密度に対応する、請求項１に記載の方法。
5. 前記液滴のパターンは、所定の領域内の変動する液滴密度に対応する、請求項１に記載の方法。
6. 前記インプリント流体を分注することは、ジェット分注システムを用いて前記インプリント流体を分注することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記方法は、前記パターン化された層および前記基板をエッチングすることをさらに含み、前記基板の中にエッチングされる特徴の深度は、前記ＲＬＴにおける変動に従って変動する、請求項１に記載の方法。
8. 前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴は、均一な特徴深度を有する、請求項１に記載の方法。
9. 前記インプリントリソグラフィテンプレートは、マスタテンプレートであり、エッチングの後、前記基板は、サブマスタリソグラフィテンプレートであり、
   前記方法は、
   第２の基板の表面上に、第２のインプリント流体を分注することであって、前記第２のインプリント流体の体積は、前記基板の前記表面を横断して実質的に均一である、ことと、
   前記インプリント流体が前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記表面内の特徴を充填するように、前記第２のインプリント流体と前記サブマスタテンプレートの表面とを接触させることであって、これにより、前記第２のインプリント流体内に、構造と残留層とを形成し、前記残留層は、前記サブマスタテンプレートの中にエッチングされる特徴の寸法の変動に従って変動するＲＬＴを有する、ことと
   をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴は、変動する特徴深度を有する、請求項１に記載の方法。
11. 前記構造は、ナノ構造、マイクロ構造、または、これらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
12. 前記第１のＲＬＴと前記第２のＲＬＴとの間の差異は、５ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項１に記載の方法。
13. インプリント流体をパターン化する方法であって、前記方法は、
    回折効率出力マップに基づいて生成された所定のパターンを取得することと、
    基板の表面上にインプリント流体を分注することであって、前記インプリント流体の体積は、前記所定のパターンに従って前記基板の前記表面を横断して変動し、前記回折効率出力マップは、以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンの色分布および／または輝度分布を表し、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンは、インプリントリソグラフィテンプレートの特徴に対応する構造と、均一な残留層厚（ＲＬＴ）とを有する、ことと、
    前記インプリント流体が前記インプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記インプリント流体と前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記表面とを接触させることであって、これにより、前記インプリント流体内に、構造と残留層とを形成し、前記残留層は、前記基板の前記表面から構造の基部まで延在するＲＬＴを有し、前記ＲＬＴは、前記インプリント流体の単位面積あたりの体積に従って前記基板の前記表面を横断して変動し、ＲＬＴ変動は、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンの色分布、輝度分布またはその両方における不均一性を補償する、ことと
    を含む、方法。
14. 前記インプリント流体を分注することは、前記インプリントリソグラフィテンプレート内の前記特徴を充填するために必要とされる体積に対応する所定のパターンで前記インプリント流体を分注することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１のＲＬＴと前記第２のＲＬＴとの間の差異は、均一なＲＬＴ回折パターンの色分布、輝度分布またはその両方における不均一性を補償する対応するインプリント流体分注パターンから生成される、請求項１に記載の方法。
16. 前記所定のパターンは、均一なＲＬＴを有するインプリントリソグラフィ回折パターンから生成される、請求項１に記載の方法。
17. 可変の深度パターンを加工する方法であって、前記方法は、
    回折効率出力マップに基づいて生成された所定のパターンを取得することと、
    前記所定のパターンに従って、第１の基板の表面上に、前記第１の基板の前記表面を横断して変化する体積の第１のインプリント流体を分注することと、
    前記第１のインプリント流体がインプリントリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記第１のインプリント流体と前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記表面とを接触させることであって、前記インプリントリソグラフィテンプレートは、マスタテンプレートであり、前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記表面内の特徴は、均一な特徴深度を有する、ことと、
    前記第１のインプリント流体を第１のパターン化された層に凝固させることであって、これにより、前記第１のパターン化された層内に、
    前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記特徴に対応する構造と、
    前記第１の基板の前記表面から構造の基部まで延在する残留層厚（ＲＬＴ）を有する第１の残留層と
    を形成し、前記第１のパターン化された層の第１の部分の第１のＲＬＴは、前記第１のパターン化された層の第２の部分の第２のＲＬＴと異なり、前記第１のＲＬＴおよび前記第２のＲＬＴは、前記所定のパターンに依存する、ことと、
    前記第１の基板をエッチングすることにより、サブマスタリソグラフィテンプレートを生じさせることと、
    第２の基板の表面上に第２のインプリント流体を分注することであって、前記第２のインプリント流体の体積は、前記第２の基板の前記表面を横断して実質的に均一である、ことと、
    前記第２のインプリント流体が前記サブマスタリソグラフィテンプレートの表面内の特徴を充填するように、前記第２のインプリント流体と前記サブマスタリソグラフィテンプレートの前記表面とを接触させることと、
    前記第２のインプリント流体を第２のパターン化された層に凝固させることであって、これにより、前記第２のインプリント流体内に、構造と第２の残留層とを形成し、前記第２の残留層は、前記サブマスタリソグラフィテンプレートの中にエッチングされる特徴の寸法の変動に従って変動するＲＬＴを有する、ことと
    を含み、
    前記回折効率出力マップは、以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンの色分布および／または輝度分布を表し、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンは、前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記特徴に対応する構造と、均一なＲＬＴとを有し、
    前記第１のＲＬＴと前記第２のＲＬＴとの間の差異は、前記以前に加工されたインプリントリソグラフィ回折パターンから生成される回析パターンにおける非効率性を補償する、方法。

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