JPWO2020180718A5

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Publication number: JPWO2020180718A5
Application number: JP2021549626A
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Publication date: 2023-03-08

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［００３７］図１に、インプリント用のＰＤＭＳスタンプを示す。この従来のプロセスでは、ＰＤＭＳスタンプ製造シーケンスは一例として二元フィン格子を使用する。ステップ１において、インプリントマスターの製造が、シリコンウエハ等のホスト基板１００から開始される。ステップ２において、ホスト基板１００が、コーティング層１０２で処理され、コーティング層は、フォトリソグラフィツールを使用してパターニングされる。ステップ３において、パターニングされた基板が、粘着防止単層で表面処理される。ステップ４において、パターニングされた基板マスター１０６は、スタンプ作製の準備ができている。ステップ５において、より高い弾性率のＰＤＭＳ層１０８が、パターニングされたマスター表面にスピンオンされ、硬化される。ステップ６において、弾性率遷移層（又は接着層）１１０が適用され、次いで硬化される。ステップ７において、制御された空隙１１２が、上部ＰＤＭＳスタック表面と下部ガラスバッキングとの間に形成される。ソフトＰＤＭＳを導入して空隙が充填され、その後適所に熱硬化される。ステップ８において、硬化されたＰＤＭＳスタンプ１１４が、マスター基板１０６から注意深く離される。ステップ９において、ＰＤＭＳスタンプ１１４は、インプリントレジスト１６２でコーティングされたターゲットインプリント基板１６０の上に位置づけされる。ステップ１０において、ＰＤＭＳスタンプが、レジスト１６２及びインプリント基板１６０と物理的に接触するように配置される。ステップ１１において、挟まれたスタックアセンブリが硬化（ＵＶ又は熱）した後に、ＰＤＭＳスタンプが離され、インプリント基板１６０から分離される。ステップ１２において、インプリント基板１６０は、その表面にインプリントされたパターンを有する。
[0037] Figure 1 shows a PDMS stamp for imprinting. In this conventional process, the PDMS stamp fabrication sequence uses a binary fin grating as an example. In step 1, fabrication of an imprint master begins with a host substrate 100, such as a silicon wafer. In step 2, a host substrate 100 is treated with a coating layer 102 and the coating layer is patterned using photolithography tools. In step 3, the patterned substrate is surface treated with an anti-stick monolayer. In step 4, the patterned substrate master 106 is ready for stamping. In step 5, a higher modulus PDMS layer 108 is spun onto the patterned master surface and cured. In step 6, a modulus transition layer (or adhesive layer) 110 is applied and then cured. In step 7, a controlled air gap 112 is formed between the top PDMS stack surface and the bottom glass backing. Soft PDMS is introduced to fill the voids and then heat cured in place. At step 8 , the cured PDMS stamp 114 is carefully separated from the master substrate 106 . In step 9, PDMS stamp 114 is positioned over target imprint substrate 160 coated with imprint resist 162 . At step 10 , a PDMS stamp is placed in physical contact with resist 162 and imprint substrate 160 . In step 11, the PDMS stamp is released and separated from the imprint substrate 160 after the sandwiched stack assembly is cured (UV or heat). In step 12, imprint substrate 160 has a pattern imprinted on its surface.

［００３８］本開示の別の非限定的な実施形態では、ＰＤＭＳスタンプ用のＵＶ遮断層スタンプピックアップ製造方法のための方法が開示される。図２を参照すると、ＰＤＭＳスタンプ２００の二元フィン格子スタンプがステップ１で提供される。次に、このスタンプの外側下部エッジ２０２が、ステップ２で、ＵＶ遮断材料２０４でコーティングされる。ステップ３は、ＵＶ遮断材料２０４でコーティングされた外側下部エッジ２０２を有するＰＤＭＳスタンプ２００を提供する。次に、ステップ４において、ＵＶ遮断材料２０４が、適所に硬化される。ステップ５において、ＵＶ遮断材料２０４が適所に硬化された状態で、ＰＤＭＳスタンプ２００が、インプリントレジスト２０８でコーティングされたターゲットインプリント基板２０６に近づけられる。ステップ６において、ＰＤＭＳスタンプ２００が、レジスト２０８及びインプリント基板２０６と物理的に接触するように配置される。ステップ７において、紫外線放射で硬化させた後に、ＰＤＭＳスタンプ２００が離され、インプリント基板２０６から分離される。ここで、ステップ８において、インプリント基板はその表面にインプリントされたパターンを有している。実施形態では、本方法は、非限定的な実施形態として、紫外線放射に暴露されていない残留層の現像及び除去を含み得る。
[0038] In another non-limiting embodiment of the present disclosure, a method for a UV blocking layer stamp pickup manufacturing method for a PDMS stamp is disclosed. Referring to FIG. 2, a PDMS stamp 200, a binary fin grating stamp, is provided in step 1 . The outer bottom edge 202 of this stamp is then coated with a UV blocking material 204 in step 2 . Step 3 provides a PDMS stamp 200 having an outer bottom edge 202 coated with UV blocking material 204 . Next, in step 4, the UV blocking material 204 is cured in place. In step 5, with the UV blocking material 204 cured in place, the PDMS stamp 200 is brought close to the target imprint substrate 206 coated with imprint resist 208 . At step 6, a PDM S stamp 200 is placed in physical contact with resist 208 and imprint substrate 206 . In step 7, the PDMS stamp 200 is released and separated from the imprint substrate 206 after curing with UV radiation. Here, in step 8, the imprint substrate has a pattern imprinted on its surface. In embodiments, the method may include, as a non-limiting example, developing and removing residual layers that have not been exposed to ultraviolet radiation.

［００３９］本開示のある非限定的な実施形態では、傾斜フィン格子を有するＰＤＭＳスタンプのためのＵＶ遮断層スタンプピックアップ製造方法のための方法が開示される。図３を参照すると、ＰＤＭＳスタンプ３００の傾斜フィン格子スタンプがステップ１で提供される。次に、このスタンプの外側下部エッジ３０２が、ステップ２において、ＵＶ遮断材料３０４でコーティングされる。ステップ３は、ＵＶ遮断材料３０４でコーティングされた外側下部エッジ３０２を有するＰＤＭＳスタンプ３００を提供する。次に、ステップ４において、ＵＶ遮断材料３０４が適所に硬化される。ステップ５において、ＵＶ遮断材料３０４が適所に硬化された状態で、ＰＤＭＳスタンプ３００が、インプリントレジスト３０８でコーティングされたターゲットインプリント基板３０６に近づけられる。ステップ６において、ＰＤＭＳ修正スタンプ３００が、レジスト３０８及びインプリント基板３０６と物理的に接触するように配置される。ステップ７において、紫外線放射で硬化させた後に、挟まれたスタックアセンブリ、ＰＤＭＳスタンプ３００が離され、インプリント基板３０６から分離される。ここで、ステップ８において、インプリント基板はその表面にインプリントされたパターンを有している。実施形態では、本方法は、非限定的な実施形態として、紫外線放射に暴露されていない残留層の現像及び除去を含み得る。
[0039] In one non-limiting embodiment of the present disclosure, a method for a UV blocking layer stamp pickup manufacturing method for a PDMS stamp having a tilted fin grating is disclosed. Referring to FIG. 3, a tilted fin grating stamp of PDMS stamp 300 is provided in step 1 . The outer bottom edge 302 of this stamp is then coated with a UV blocking material 304 in step two. Step 3 provides a PDMS stamp 300 with an outer bottom edge 302 coated with UV blocking material 304 . Next, in step 4, the UV blocking material 304 is cured in place. In step 5, with the UV blocking material 304 cured in place, the PDMS stamp 300 is brought close to the target imprint substrate 306 coated with imprint resist 308 . In step 6, PDMS modification stamp 300 is placed in physical contact with resist 308 and imprint substrate 306 . In step 7, the sandwiched stack assembly, PDMS stamp 300, is released and separated from the imprint substrate 306 after curing with UV radiation. Here, in step 8, the imprint substrate has a pattern imprinted on its surface. In embodiments, the method may include, as a non-limiting example, developing and removing residual layers that have not been exposed to ultraviolet radiation.

［００４１］図６を参照すると、二元フィン格子マスター間隙用のアンダフィルが提供され、アンダフィリングにはＵＶ遮断層が用いられる。傾斜フィン格子の同様のプロセスが、図７に図示されている。実施形態では、本方法は、非限定的な実施形態として、紫外線放射に暴露されていない残留層の現像及び除去を含み得る。ステップ１において、インプリントマスターの製造が、シリコンウエハ等のホスト基板６００、７００から開始される。ステップ２において、ホスト基板６００、７００がコーティング層で処理され、コーティング層６０２、７０２が、フォトリソグラフィツールを使用してパターニングされる。ステップ３において、パターニングされた基板が、粘着防止単層６０４、７０４で表面処理される。ステップ４において、パターニングされた基板マスターは、スタンプ作製の準備ができている。間隙は、ＵＶ遮断層６０６、７０６でアンダフィリングされている。ステップ５において、より高い弾性率のＰＤＭＳ層が、パターニングされたマスター表面にスピンオンされ、硬化される６０８、７０８。ステップ６において、弾性率遷移（又は接着層６１０、７１０）が適用され、次いで硬化される。ステップ７において、制御された空隙が上部ＰＤＭＳスタック表面と下部バッキングとの間に形成される。ソフトＰＤＭＳが導入されて空隙が充填され、その後適所に熱硬化される。ステップ８において、硬化されたＰＤＭＳスタンプアセンブリが、紫外線遮断層を伴って、ホスト基板６００、７００から注意深く離される。ステップ９において、修正ＰＤＭＳスタンプが、インプリントレジストでコーティングされたターゲットインプリント基板６５０、７５０の上に位置づけされる。ステップ１０において、ＰＤＭＳ修正スタンプが、レジスト及びインプリント基板６５０、７５０と物理的に接触するように配置される。（紫外線放射を用いて）硬化させた後に、ＰＤＭＳスタンプ（ステップ１１）が離され、インプリント基板６５０、７５０から分離される。ここで、ステップ１２において、インプリント基板６５０、７５０は、その表面にインプリントされたパターンを有する。
[0041] Referring to FIG. 6, an underfill for a dual fin grating master gap is provided, wherein the underfill uses a UV blocking layer. A similar process for tilted fin gratings is illustrated in FIG. In embodiments, the method may include, as a non-limiting example, developing and removing residual layers that have not been exposed to ultraviolet radiation. In step 1, fabrication of an imprint master begins with a host substrate 600, 700 , such as a silicon wafer . In step 2, the host substrate 600, 700 is treated with a coating layer and the coating layer 602, 702 is patterned using photolithographic tools. In step 3, the patterned substrate is surface treated with an anti-stick monolayer 604,704. In step 4 the patterned substrate master is ready for stamping. The gap is underfilled with a UV blocking layer 606,706. In step 5, a higher modulus PDMS layer is spun onto the patterned master surface and cured 608,708. In step 6, a modulus transition (or adhesive layer 610, 710) is applied and then cured. In step 7, a controlled air gap is formed between the top PDMS stack surface and the bottom backing. Soft PDMS is introduced to fill the voids and then heat cured in place. In step 8, the cured PDMS stamp assembly is carefully separated from the host substrate 600, 700 with the UV blocking layer. In step 9, a modified PDMS stamp is positioned over the target imprint substrate 650, 750 coated with imprint resist. At step 10, a PDMS modified stamp is placed in physical contact with the resist and imprint substrate 650,750. After curing (using UV radiation) the PDMS stamp (step 11) is released and separated from the imprint substrate 650,750. Here, in step 12, the imprint substrate 650, 750 has a pattern imprinted on its surface.

［００４８］図１２を参照すると、基板をインプリントするための従来技術の方法が図示されている。ステップ１において、スタンプ１２００が、インプリントレジスト１２０２で覆われたターゲット基板１２０４の上に位置づけされる。ステップ２において、スタンプ１２００と、インプリントレジスト１２０２で覆われたターゲット基板１２０４との間の接触が確立される。ステップ３において、スタンプ１２００及びインプリントレジスト１２０２が離される。ステップ４において、結果は、基板１２０４上に配置されたインプリントレジスト１２０２におけるインプリントである。同様の方法において、図１３を参照すると、ターゲット基板１３０４をインプリントするための従来技術の方法が図示されている。この方法では、傾斜フィン格子が提供される。ステップ１において、スタンプ１３００は、インプリントレジスト１３０２で覆われたターゲット基板１３０４の上に位置づけされる。ステップ２において、スタンプ１３００と、インプリントレジスト１３０２で覆われたターゲット基板１３０４との間の接触が確立される。ステップ３において、スタンプ１３００及びインプリントレジスト１３０２が離される。ステップ４において、結果は、ターゲット基板１３０４上に配置されたインプリントレジスト１３０２におけるインプリントである。
[0048] Referring to Figure 12, a prior art method for imprinting a substrate is illustrated. In step 1, a stamp 1200 is positioned over a target substrate 1204 covered with imprint resist 1202 . In step 2, contact is established between stamp 1200 and target substrate 1204 covered with imprint resist 1202 . In step 3, stamp 1200 and imprint resist 1202 are separated. In step 4, the result is an imprint in imprint resist 1 202 located on substrate 1204 . In a similar manner, referring to FIG. 13, a prior art method for imprinting a target substrate 1304 is illustrated. In this method, a tilted fin grating is provided. In step 1, stamp 1300 is positioned over target substrate 1304 covered with imprint resist 1302 . In step 2, contact is established between stamp 1300 and target substrate 1304 covered with imprint resist 1302 . In step 3, stamp 1300 and imprint resist 1302 are separated. In step 4, the result is an imprint in imprint resist 1 302 located on target substrate 1304 .

［００４９］図１４を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態に係る、基板のナノインプリントのための方法が図示されている。提示の方法は、ナノ粒子レジストが使用されるという点で、図１２及び１３に提示された方法とは実質的に異なる。これまで知られていなかったナノ粒子レジストの使用により、はるかにスムーズで正確な結果が得られる。ステップ１において、スタンプ１４００が、ナノ粒子レジスト１４０２の層で覆われた基板１４０４の上に配置される。ステップ２において、ナノ粒子レジスト１４０２の層で覆われた基板１４０４とスタンプ１４００との間の接触が確立される。ステップ３において、放射線１４０７が、スタンプ及びレジストの層で覆われた基板に当てられる。スタンプ１４００は放射線を透過する材料でできているため、放射線はスタンプ１４００を透過する。このステップ中、圧力も印加され得る。スタンプ１４００及びナノ粒子レジスト１４０２の層で覆われた基板１４０４が接続され、放射線に暴露されている間に、レジストの硬化が起こる。ステップ４において、スタンプ１４００が基板１４０４から引き抜かれ、ステップ５に示すように、ナノ粒子レジスト１４０２におけるインプリント及び残留レジスト１４０６の層が残る。次に、ステップ６において、残留レジスト１４０６が除去され、スタンプ１４００の完全な深さのレプリカが残され得る。
[0049] Referring to FIG. 14, a method for nanoimprinting of a substrate is illustrated according to another exemplary embodiment of the present disclosure. The presented method differs substantially from that presented in Figures 12 and 13 in that a nanoparticle resist is used. Much smoother and more accurate results are obtained through the use of a hitherto unknown nanoparticle resist. In step 1, stamp 1400 is placed on substrate 1404 covered with a layer of nanoparticle resist 1402 . In step 2, contact is established between the substrate 1404 covered with a layer of nanoparticle resist 1402 and the stamp 1400 . In step 3, radiation 1407 is applied to the stamp and the substrate covered with a layer of resist. Radiation passes through stamp 1400 because stamp 1400 is made of a material that is transparent to radiation. Pressure may also be applied during this step. While the stamp 1400 and the substrate 1404 covered with a layer of nanoparticle resist 1402 are connected and exposed to radiation, curing of the resist occurs. In step 4, stamp 1400 is withdrawn from substrate 1404, leaving a layer of imprint in nanoparticle resist 1402 and residual resist 1406, as shown in step 5. FIG. Next, in step 6, residual resist 1406 may be removed, leaving a full depth replica of stamp 1400 .

［００５０］図１５を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態に係る、傾斜フィン格子を有する基板のナノインプリントのための方法が図示されている。ステップ１において、スタンプ１５００が、ナノ粒子レジスト１５０２の層で覆われた基板１５０４の上に配置される。ステップ２において、ナノ粒子レジスト１５０２の層で覆われた基板１５０４とスタンプ１５００との間の接触が確立される。ステップ３において、放射線１５０７が、スタンプ１５００及びナノ粒子レジスト１５０２の層で覆われた基板１５０４に当てられる。スタンプ１５００は放射線を透過する材料でできているため、放射線はスタンプ１５００を透過する。スタンプ１５００と基板１５０４が接続され、放射線に暴露されている間に、硬化が起こる。ステップ４において、スタンプ１５００が、基板１５０４から引き抜かれ、ナノ粒子レジスト１５０２の層におけるインプリント及び残留レジスト１５０６の層が残る。次に、残留レジスト１５０６が除去され、スタンプ１５００の完全な深さのレプリカが残り得る。 [0050] Referring to FIG. 15, a method for nanoimprinting a substrate having a tilted fin grating is illustrated, according to another exemplary embodiment of the present disclosure. In step 1, stamp 1500 is placed on substrate 1504 covered with a layer of nanoparticle resist 1502 . In step 2, contact is established between the substrate 1504 covered with a layer of nanoparticle resist 1502 and the stamp 1500 . In step 3, radiation 1507 is applied to stamp 1500 and substrate 1504 covered with a layer of nanoparticle resist 1502 . Radiation passes through stamp 1500 because stamp 1500 is made of a material that is transparent to radiation. Curing occurs while stamp 1500 and substrate 1504 are connected and exposed to radiation. In step 4, stamp 1500 is withdrawn from substrate 1504 leaving an imprint in the layer of nanoparticle resist 1502 and a layer of residual resist 1506 . Residual resist 1506 may then be removed, leaving a full depth replica of stamp 1500 .

Claims

A method of making a copy of a stamp for producing an electrical/optical component, comprising:
providing the stamp;
coating the bottom surface of the stamp with an ultraviolet blocking material;
curing the UV blocking material on the bottom surface;
contacting the stamp with a target substrate covered with a layer of imprint resist;
curing the layer of imprint resist with the UV blocking material while the stamp is in contact with the target substrate;
releasing the stamp from the target substrate having the layer of imprint resist cured thereon.

2. The method of claim 1, wherein the stamp has a dual fin configuration.

2. The method of claim 1, wherein the stamp has a slanted fin configuration.

2. The method of claim 1, wherein curing of the ultraviolet blocking material on the bottom surface is by heat input.

5. The method of claim 4, wherein curing of the ultraviolet blocking material on the bottom surface is by applying pressure.

2. The method of claim 1, wherein curing of the ultraviolet blocking material on the bottom surface is by applying pressure.

A method of making a stamp, comprising:
providing a host substrate;
coating the host substrate with a coating layer;
treating the host substrate with the coating layer with a photolithography tool to create a surface to be replicated;
treating the surface to be replicated with an anti-stick material;
filling the interstices of the replicated surface with an ultraviolet blocking layer;
Curing the UV blocking layer;
disposing a layer of material on the surface to be replicated having the UV blocking layer;
placing an adhesive layer on the layer of material on the surface to be replicated to create an arrangement;
creating a controlled air gap between the arrangement and the backing;
filling the controlled voids with polydimethylsiloxane;
curing the polydimethylsiloxane-filled voids;
separating the arrangement with the backing in the anti-stick material to create an upper stamp portion;
placing the top stamp portion on a target imprint substrate having a layer of resist;
contacting the top stamp portion with the target imprint substrate having the layer of resist;
removing the top stamp portion from the target imprint substrate with the layer of resist;
curing the layer of resist on the target imprint substrate.

8. The method of claim 7, wherein disposing the material on the surface is via a process of spin coating.

9. The method of claim 8, wherein the anti-stick material is a single layer material.

8. The method of claim 7, wherein the anti-stick material is a single layer material.

A method of making an electrical/optical component comprising:
placing a stamp including a surface for replicating the electrical/optical component on a substrate covered with a layer of nanoparticle resist, the stamp having a surface coating of an ultraviolet blocking material; to place;
establishing contact between the substrate covered with the layer of nanoparticle resist and the stamp;
irradiating the substrate and the stamp coated with the layer of nanoparticle resist;
causing the radiation to solidify at least a portion of the layer of nanoparticle resist not protected by the UV-blocking material;
separating the substrate covered with the layer of nanoparticle resist from the stamp;
removing sections of residual resist from said stamp.

12. The method of claim 11, wherein said electrical/optical component is a binary fin grating.

12. The method of claim 11, wherein said electrical/optical component is a tilted fin grating.

12. The method of claim 11, wherein the layer of nanoparticle resist is made of material less than 50 mm in diameter.

12. The method of claim 11, wherein the layer of nanoparticle resist is at least partially made of titanium dioxide.