KR20190099279A - 임프린팅 장치 - Google Patents

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KR20190099279A
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앤드류 에이. 브라운
줄리아 모리슨
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오드리 로즈 자크
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일루미나, 인코포레이티드
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Abstract

임프린팅 장치는 획정된 복수의 나노특징을 갖는 실리콘 마스터를 포함한다. 점착방지층은 실리콘 마스터를 코팅하되, 상기 점착방지층은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 분자를 포함한다. 방법은, 획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터 상에 제형을 증착시키는 것(여기서 상기 제형은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함함); 및 상기 제형을 경화시킴으로써 상기 실리콘 마스터 상에 점착방지층을 형성하는 것(여기서 상기 점착방지층은 분자를 포함함)에 의해, 마스터 주형을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 마스터 주형의 점착방지층 상에 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계; 상기 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 복수의 나노특징의 음성 복제물을 포함하는 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및 마스터 주형으로부터 작업 스탬프를 방출시키는 단계를 더 포함한다.

Description

임프린팅 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 12월 22일자로 출원된 미국 가출원 특허 제62/438,237호의 유익을 주장하며, 이 기초출원은 본 명세서에 그의 전문이 참고로 편입된다.
나노-임프린팅 기술은 나노구조의 경제적이고 효과적인 생산을 가능하게 한다. 나노-엠보싱 리소그래피(nano-embossing lithography)는 나노구조를 갖는 스탬프에 의한 레지스트 물질의 직접 기계적 변형 다음에 나노구조를 스탬프로부터 기재까지 전달하는 에칭 공정을 사용한다.
유동셀은 기재 내에서 통로 또는 웰을 통해 유체가 유동하도록 허용하는 소자이다. 핵산 분석 방법에서 유용한 패턴화된 유동셀은 삽입 틈새 영역 내에서 활성 표면의 별개 웰을 포함한다. 이러한 패턴화된 유동셀은 생물학적 어레이에서 유용할 수 있다.
데옥시리보핵산(DNA) 및 리보핵산(RNA)을 포함하는 분자를 검출하고 분석하기 위해 사용되는 다양한 도구 중에 생물학적 어레이가 있다. 이들 적용분야에서, 어레이는 인간 및 다른 유기체에서 유전자에 존재하는 뉴클레오타이드 서열에 대해 프로브를 포함하도록 조작된다. 특정 적용분야에서, 예를 들어, 개개 DNA 및 RNA 프로브는 어레이 지지체 상에서 기하학적 그리드 내 (또는 무작위로) 작은 위치에 부착될 수 있다. 상보성 단편이 어레이 내 개개 부위에서 프로브에 혼성화하도록, 예를 들어, 알려진 사람 또는 유기체로부터의 검사 샘플은 그리드에 노출될 수 있다. 이어서, 어레이는 단편이 혼성화되는 부위의 형광에 의해, 단편이 샘플에 존재하는지를 동정하는 부위에 걸쳐 특정 광 주파수를 스캐닝함으로써 시험될 수 있다.
생물학적 어레이는 유전자 서열분석을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 유전자 서열분석은 유전자 물질의 길이에서 뉴클레오타이드 또는 핵산, 예컨대, DNA 또는 RNA 단편의 규모를 결정하는 것을 수반한다. 염기쌍의 점점 더 길어지는 서열이 분석되며, 얻어진 서열 정보는 단편으로부터 유래된 유전자 물질의 광대한 길이의 서열을 용이하게 결정하기 위해 함께 단편을 국소적으로 적합화하는 다양한 생물정보학적 방법에서 사용될 수 있다. 특징적 단편의 자동화된, 컴퓨터 기반 시험이 개발되었고, 게놈 맵핑, 유전자 및 그들의 기능의 동정, 특정 병태 및 질환 상태 등의 평가에서 사용되었다. 이들 적용분야를 넘어서, 다양한 분자, 분자 패밀리, 유전자 발현 수준, 단일 뉴클레오타이드 다형성의 검출 및 평가, 및 유전형질분석(genotyping)을 위해 생물학적 어레이가 사용될 수 있다.
임프린팅 장치의 예는 획정된 복수의 나노특징(nanofeature)을 갖는 실리콘 마스터(silicon master)를 포함한다. 예시적 점착방지층은 실리콘 마스터를 코팅하며, 점착방지층은 적어도 하나의 실란 작용기가 있는 사이클로실록산을 갖는 분자를 포함한다.
방법의 예는, 획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터 상에 제형을 증착시키는 것(여기서 제형은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함함); 및 제형을 경화시킴으로써 실리콘 마스터 상에서 점착방지층을 형성하는 것(여기서 상기 점착방지층은 분자를 포함함)에 의해, 마스터 주형을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 마스터 주형의 점착방지층 상에 실리콘계(silicon-based) 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계; 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 복수의 나노특징의 음성 복제물(negative replica)을 포함하는 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및 마스터 주형으로부터 작업 스탬프를 방출하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용 예의 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명 및 도면을 참고로 하여 명확하게 될 것이며, 이때 유사한 참조번호는 동일한 성분은 아니라고 할지라도, 유사하게 대응한다. 간결함을 위해, 앞서 기재한 기능을 갖는 참조 번호 또는 특징은 그들이 나타나는 다른 도면에 관해 기재할 수도 있고 기재하지 않을 수도 있다.
도 1은 예시적 실리콘 마스터 웨이퍼의 평면도를 도시한 도면;
도 2A 내지 도 2E는 함께 작업 스탬프를 형성하는 방법의 예를 준-개략적으로 도시한 도면;
도 3A 내지 도 3E는 함께 작업 스탬프의 예를 이용하여 표면을 형성하는 방법의 예를 준개략적으로 도시한 도면;
도 4는 좌측에서, 컷어웨이의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지, 부분적으로 단면적의 임프린팅된 기재면(중간에 도시), 그리고 우측에서, 복수의 표면 작용기를 갖는 단일 웰의 추가적인 확장된 도시를 도시한 도면;
도 5는, 일 실시형태에서, 예시적 점착방지층으로 코팅한 마스터로부터 생산된 제1 및 제5 작업 스탬프(우측의 2개의 막대 세트)에 비해, 비교 점착방지층으로 코팅된 마스터로부터 생산된 제1 및 제5 작업 스탬프(죄측의 2개의 막대 세트)를 이용하는, 제1 임프린트와 마지막 임프린트 사이의 표면 거칠기를 도시하는 막대 그래프를 도시한 도면;
도 6은, 일 실시형태에서, 작업 스탬프 생성 및 임프린트 수의 함수로서 표면 거칠기 진행을 나타내는 막대 그래프를 도시한 도면;
도 7A는 예시적 점착방지층으로 코팅된 마스터로부터 생산된 5 세대 작업 스탬프로부터 생산된 제25 임프린트로부터 형성된 예시적인 임프린팅된 기재면 평면도의 30㎛ 원자힘 현미경(atomic-force microscopy: AFM) 이미지를 도시한 도면;
도 7B는 도 7A의 5㎛ 원자힘 현미경(AFM) 이미지를 도시한 도면;
도 8A는 바람직한 수준의 패턴 정확도/라운드 웰을 나타내고 검출 가능한 결합이 없는 예시적 점착방지층으로 코팅된 마스터로부터 생산된 작업 스탬프에 의해 형성된 예시적 임프린팅된 기재면의 하향식 SEM 이미지를 도시한 도면;
도 8B는 잘 획정된 웰 단면적/예리한 웰 에지를 나타내는, 도 8A의 임프린팅된 기재의 단면적 SEM 이미지를 도시한 도면;
도 9A는 바람직한 수준의 패턴 정확도를 나타내는, 비교 점착방지층으로 코팅된 마스터로부터 생산된 작업 스탬프에 의해 형성된 임프린팅된 기재면의 하향식 SEM 이미지를 도시한 도면; 및
도 9B는 덜 획정된 웰 횡단도 및 둥글려진 웰 에지를 나타내는 도 9A의 임프린팅된 기재의 단면적 SEM 이미지를 도시한 도면.
도입
양상에서, 임프린팅 장치는 획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터를 포함한다. 점착방지층은 실리콘 마스터를 코팅하며, 상기 점착방지층은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 분자를 포함한다.
본 양상의 일부 예에서, 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산은 적어도 하나의 비치환된 C1- 6알킬기로 치환된, 그리고 알콕시실란기로 치환되는 적어도 하나의 C1- 12알킬기로 치환된 사이클로실록산(예컨대, 사이클로테트라실록산, 사이클로펜타실록산 또는 사이클로헥사실록산)이다. 본 양상의 다른 예에서, 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산은 각각 알콕시실란기로 치환되는 4개의 비치환된 C1-6알킬기 및 4개의 C1-12알킬기로 치환된 사이클로실록산(예컨대, 사이클로테트라실록산, 사이클로펜타실록산 또는 사이클로헥사실록산)이다. 일부 예에서, C1- 6알킬기는 메틸기이다. 다른 예에서, C1- 12알킬기는 트라이알콕시실란기로 각각 치환되고, 일부 예에서 치환된 에틸 또는 프로필기이며, 그리고 일부 예에서, 치환된 에틸기이다. 일부 예에서, 알콕시실란은 모노알콕시실란이다. 일부 예에서, 알콕시실란은 트라이알콕시실란이다. 일부 예에서, 트라이알콕시실란기는 트라이메톡시실란 또는 트라이에톡시실란이다. 일부 예에서, 트라이알콕시실란기는 트라이에톡시실란이다. 일부 예에서, 점착방지층은 사이클로실록산의 혼합물을 포함한다.
본 양상의 일례에서, 분자는 다음과 같다:
Figure pct00001
.
본 양상의 일례에서, 점착방지층은 순수한 형태의 분자와 분자의 올리고머의 혼합물을 포함한다. 본 양상의 다른 예에서, 점착방지층은 분자와 적어도 하나의 다른 사이클로실록산의 혼합물을 포함한다.
본 양상의 일례에서, 사이클로실록산은 사이클로테트라실록산 및 사이클로헥사실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 양상의 일례에서, 실란 작용기는 알킬 알콕시실란이다.
본 양상의 일례에서, 알킬 알콕시실란은 에틸 트라이에톡시실란이다.
본 양상의 일례에서, 임프린팅 장치는 실리콘 마스터 상에서 점착방지층과 접촉되는 실리콘계 작업 스탬프를 더 포함한다.
본 양상의 일례에서, 실리콘계 작업 스탬프는 중합된 실리콘 아크릴레이트 단량체를 포함한다.
본 양상의 일례에서, 임프린팅 장치는 작업 스탬프와 접촉된 뒤판을 더 포함한다.
본 양상의 일례에서, 분자는 플루오린을 제외한다. 일부 예에서, 점착방지층은 플루오린을 제외하거나 또는 플루오린-함유 화합물을 제외한다.
임프린팅 장치의 본 양상의 임의의 특징은 임의의 바람직한 방식 및/또는 입체배치로 함께 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
양상에서, 획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터 상에서 제형을 증착시킴으로써 마스터 주형을 형성하는 단계를 포함한다. 제형은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함한다. 일부 양상에서, 상기 방법은 제형을 증착시키기 전에, 예를 들어, 플라즈마재 또는 화학적 세정에 의해, 실리콘 마스터의 표면을 세정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제형을 경화시킴으로써, 실리콘 마스터 상에서 점착방지층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 점착방지층은 분자를 포함한다. 상기 방법은 마스터 주형의 점착방지층 상에 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계, 및 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 복수의 나노특징의 음성 복제물을 포함하는 작업 스탬프를 형성하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 마스터 주형으로부터 작업 스탬프를 방출시키는 단계를 포함한다. 일부 양상에서, 실리콘 마스터는 실리콘 또는 실리콘-SiO2 층상화된 물질을 포함한다.
상기 방법의 이 양상의 일례에서, 용매는 비등점이 약 70℃ 미만이다. 일부 예에서, 분자는 적어도 약 5중량%의 양으로 제형 중에 존재한다.
상기 방법의 이 양상의 일례에서, 용매는 테트라하이드로퓨란 또는 톨루엔이고, 그리고/또는 분자는 하기와 같다:
Figure pct00002
.
상기 방법의 이 양상의 일례에서, 제형을 증착시키는 것 및 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 것은 각각 스핀코팅을 수반한다.
상기 방법의 이 양상의 일례에서, 실리콘계 작업 스탬프 물질은 실리콘 아크릴레이트 단량체를 포함한다.
상기 방법의 이 양상의 일례에서, 분자는 약 5중량% 내지 약 10중량% 범위의 양으로 제형 중에 존재한다.
일부 양상에서, 방출시키는 단계는 마스터 주형으로부터 그리고 경화된 점착방지층으로부터 작업 스탬프를 방출시키는 작용을 한다. 상기 방법의 이 양상의 일례에서, 방출된 작업 스탬프는 적어도 실질적으로 분자가 없다.
일부 양상에서, 방출된 마스터 주형은 작업 스탬프의 추가적인 반복(예를 들어, 1 초과, 5 초과, 10 초과, 25 초과, 50 초과, 1 내지 10, 1 내지 25, 1 내지 50, 25 내지 50 등)을 제조하기 위해 재사용된다. 일부 양상에서, 방출된 마스터 주형은 점착방지층을 포함하고, 점착방지층의 재적용 없이 재사용된다. 일부 양상에서, 방출된 마스터 주형의 재사용은 방출된 마스터 주형의 점착방지층 상에 제2 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 것; 제2 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 복수의 나노특징의 나노 복제물을 포함하는 제2 작업 스탬프를 형성하는 것; 및 방출된 마스터 주형으로부터 제2 작업 스탬프를 방출시키는 것을 포함한다. 일부 양상에서, 재사용 공정은 다회(예를 들어, 2, 5, 10, 25 또는 50회) 반복된다. 일부 양상에서, 방출된 마스터 주형의 재사용은 점착방지층의 재적용을 포함하며, 따라서 방출된 마스터 주형 상에 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함하는 제형하는 증착시키는 단계; 제형을 경화시킴으로써 방출된 마스터 주형 상에 점착방지층을 형성하는 단계로서, 점착방지층은 분자를 포함하는, 상기 점착방지층을 형성하는 단계; 방출된 마스터 주형의 점착방지층 상에 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계; 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 복수의 나노특징의 음성 복제물을 포함하는 제2 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및 방출된 마스터 주형으로부터 제2 작업 스탬프를 방출시키는 단계를 포함한다. 일부 양상에서, 재사용 방법은 제형을 증착시키기 전에, 예를 들어, 플라즈마재 또는 화학적 세정에 의해, 방출된 마스터 주형을 세정하는 단계를 포함한다. 이 공정은 동일한 마스터 주형을 이용하여 다회(예를 들어, 2, 5, 10, 25 또는 50회) 반복될 수 있다.
상기 방법의 이 양상의 임의의 특징은 임의의 바람직한 방식으로 함께 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 방법의 이런 양상의 그리고/또는 임프린팅 장치의 양상의 특징의 임의의 조합은 함께 사용될 수 있고, 그리고/또는 이들 양상 중 하나 또는 둘 다로부터의 임의의 특징은 본 명세서에 개시된 임의의 예와 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
양상에서, 작업 스탬프(상기 논의한 방법의 양상(들)에 의해 형성됨)를 이용하는 방법은 작업 스탬프를 지지체 상에서 임프린트 리소그래피 수지에 임프린팅하는 단계; 및 수지를 경화시킴으로써 획정된 복수의 나노특징의 복제물(예를 들어, 작업 스탬프 특징의 음성 복제, 이에 의해 본래의 마스터 주형 특징과 매칭됨)을 갖는 서열분석면을 형성하는 단계를 포함한다.
사용 방법의 이런 양상의 일례에서, 서열분석면은 분자가 적어도 실질적으로 없다.
사용 방법의 이런 양상의 일례에서, 상기 방법은 복수의 나노특징의 복제물에 존재하는 중간 구조 상에 증폭 프라이머를 접합시키는 단계를 더 포함한다. 사용 방법의 다른 양상에서, 상기 방법은 획정된 복수의 나노특징의 복제물에서 패턴화된 서열분석면에 중간 구조를 접합시키는 단계를 더 포함한다. 다른 양상에서, 상기 방법은 서열분석면 상의 복수의 나노특징의 복제물 내 중간 구조에 증폭 프라이머를 접합시키는 단계를 더 포함한다.
사용 방법의 이런 양상의 일례에서, 중간 구조는 하기 화학식 (I)의 반복 단위를 포함하는 중합체 코팅제이다:
Figure pct00003
식 중:
R1은 H 또는 선택적으로 치환된 알킬이고;
RA는 아지도, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 알켄일, 선택적으로 치환된 하이드라존, 선택적으로 치환된 하이드라진, 카복실, 하이드록시, 선택적으로 치환된 테트라졸, 선택적으로 치환된 테트라진, 나이트릴옥사이드, 나이트론 및 티올로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R5는 H 및 선택적으로 치환된 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
각각의 -(CH2)p-는 선택적으로 치환될 수 있으며;
p는 1 내지 50 범위의 정수이고;
n은 1 내지 50,000 범위의 정수이며; 그리고
m은 1 내지 100,000 범위의 정수이다.
당업자는 화학식 (I)에서 반복되는 "n" 및 "m" 특징의 배열이 대표적이고, 단량체 서브유닛은 중합체 구조(예를 들어, 무작위, 블록, 패턴화 또는 이들의 조합)에서 임의의 순서로 존재할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
사용 방법의 이런 양상의 임의의 특징은 임의의 바람직한 방식으로 함께 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 사용 방법의 이런 양상의 그리고/ 방법의 양상의 그리고/또는 임프린팅 장치의 양상의 특징의 임의의 조합은 함께 사용될 수 있고, 그리고/또는 이들 양상 중 하나 또는 둘 다로부터의 임의의 특징은 본 명세서에 개시된 임의의 예와 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
발명의 상세한 설명
유전자 서열분석에 패턴화 기술(국소화되고 독립적인 클러스터)을 도입하는 것은 서열분석 품질을 개선시킬 수 있다. 그러나, 전통적인 리소그래피 기법(광자 또는 전자의 사용을 통한 패턴 정의)에 의해 패턴화된 유동셀을 생성하는 것은 일류의 청정실 및 웨이퍼마다의 다수의 가공 단계를 수반한다.
본 개시내용의 예는 다이-수준 공정으로부터 웨이퍼-수준 공정까지 유리하게는 측정 가능할 수 있다.
나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography: NIL)는 높은 정밀도 및 저비용을 제공하는 상대적으로 고속대량 패터닝 기법일 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 몇몇 예에서 표준 NIL은 일반적으로 유동셀 제조(예를 들어, 특징적 크기로부터의 서열분석면 복잡성 등에 기인)에서 사용하기에도 적합하지 않고, 유전자 서열분석면 화학을 효과적으로 뒷받침할 수도 없다는 것을 발견하였다.
NIL을 이용하는 임프린팅된 웨이퍼의 제작은 일반적으로 i) 작업 스탬프(working stamp: WS)(마스터의 음성 복제물)의 제작; 및 초기에 제조한 WS(임프린팅 공정)를 이용하여 수지 기질에 마스터 패턴(모델)의 복제를 수반한다.
그러나, WS의 제작은 사전 존재하는 설비 및 물질을 이용하여 자동화될 수 없다는 것이 발견되었다. 일단 점착방지층(anti-stick layer: ASL)으로 코팅된 마스터 상에서 스핀 코팅되면, WS 제형은 적합한 스탬프를 반복적으로 제공하기 위해 표면으로부터 굉장히 빠르게 역젖음(de-wetting)되었다. WS 제작 단계는 낮은 성공률을 가지며, 따라서 전반적 NIL 공정이 자동화된 생산에 대해 사용할 수 없게 만든다. 임의의 특정 이론에 의해 구속되지 않지만, 본 발명자들은 코팅된 마스터와 WS 물질 사이의 표면 에너지 미스매치가 본 현상에 기인할 수 있다는 것으로 여긴다.
본 개시내용의 예는 효율적인 ASL로서 사용될 새로운 물질의 부류를 기재한다. 얻어진 예시적 ASL-코팅 마스터는 안정한 WS 제형 젖음을 제공하며, 따라서 체계적인 성공적 WS 제작 공정을 야기한다. 추가로, 공정은 높은 성공률로 자동화될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 달리 구체화되지 않는 한, 적절한 기술에서 그들의 보통의 의미를 취할 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 몇몇 용어 및 그들의 의미를 이하에 제시한다.
단수 형태는 문맥에서 달리 명확하게 나타나지 않는 한, 복수의 대상을 포함한다.
이들 용어의 다양한 형태를 포함하고, 함유하는 용어는 서로 동의어이며, 동일하게 광범위한 것으로 이해된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "증착시키는"은 수동이거나 또는 자동화될 수 있는 임의의 적합한 적용 기법을 지칭한다. 일반적으로, 증착은 증착 기법, 코팅 기법, 접합 기법 등을 이용하여 수행될 수 있다. 일부 구체적 예는 화학적 증착(chemical vapor deposition: CVD), 분무 코팅, 스핀코팅, 덩크 또는 딥 코팅(dunk or dip coating), 퍼들 디스펜싱(puddle dispensing) 등을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "오목부(depression)"는 패턴화된 웨이퍼면의 사이 영역(들)에 의해 완전히 둘러싸인 표면 개구부를 갖는 패턴화된 웨이퍼에서 별개의 오목한 특징을 지칭한다. 오목부는, 예로서, 원형, 타원형, 정사각형, 다각형, 별형(다수의 꼭지점이 있음) 등을 포함하는 표면 내 그들의 개구부에서 임의의 다양한 형상을 가질 수 있다. 표면과 직각으로 취해진 오목부의 단면적은 곡선형, 정사각형, 다각형, 쌍곡선, 원추형, 각 모양 등일 수 있다. 예로서, 오목면은 웰 또는 유동 통로일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "하드 베이킹(hard baking)" 또는 "하드 베이크"는 용매(들)를 몰아내기 위해 중합체 제형을 인큐베이션 또는 탈수시키는 것을 지칭하며, 여기서, 공정의 지속기간은 보통 약 100℃ 내지 약 300℃ 범위의 온도에서 약 5초 내지 약 10분간 지속된다. 하드 베이킹을 위해 사용될 수 있는 장치의 비제한적 예는 핫 플레이트를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "특징" 또는 "나노특징"은 기재의 별개의 물리적 요소 또는 별개의 물리적 속성을 의미하는 것으로 의도된다. 특징/나노특징은 기재의 구별 가능한 물리적 또는 구조적 속성을 포함한다. 따라서, 특징은 물리적 분리가능성을 제공하는 기재의 부품이다. 특징은, 예를 들어, 제2 특징에서 증착된 생중합체로부터 제1 특징에 증착된 생중합체를 분리시킨다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "소프트 베이킹" 또는 "소프트 베이크"는 용매(들)를 몰아내기 위해 중합체 또는 하이드로겔 제형을 인큐베이션시키거나 또는 탈수시키는 공정을 지칭하며, 공정의 지속기간은 보통 약 60℃ 내지 약 130℃ 범위의 온도에서 약 5초 내지 약 10분간 지속된다. 소프트 베이킹을 위해 사용될 수 있는 장치의 비제한적 예는 핫 플레이트를 포함한다.
이제 도 1 및 도 2A 내지 도 2E에 관해 함께, 복수의 실리콘 마스터(이 중 하나는 10으로 표기함)는 웨이퍼(11)(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상에 배치된다. 도 2A 내지 도 2E에 관해 이하에 기재하는 가공 후에, 복수의 작업 스탬프(16')는 단일 웨이퍼(11)로부터 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다른 물질은 마스터(10), 예컨대, 금속, 예를 들어, 니켈로서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예에서, 마스터(10)는 산화규소 마스터이다. 마스터(10)는 획정된 복수의 나노특징(12)을 포함한다(도 2A). 나노특징은 임의의 적합한 형상, 크기 및/또는 입체배치를 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예에서, 나노특징(12)은 단일 작업 스탬프(16')로부터 형성된 적어도 실질적으로 원통형의 오목부/웰의 형상에 있다(예를 들어, 도 4, 좌측 참조).
본 명세서에 개시된 방법의 예에 따르면, 마스터(10)는 세정 및 건조될 수 있다. 이어서, 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함하는, 점착방지층(ASL) 제형은 마스터(10) 상에 그리고 복수의 나노특징(12) 상에 증착된다.
임의의 적합한 용매가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 용매는 유기 용매이다. 예로서, 용매는 비등점이 약 110℃ 이하이고; 그리고 추가 예에서, 용매는 비등점이 약 70℃ 미만이다. 예로서, 용매는 테트라하이드로퓨란(THF)(비등점이 66℃임) 및 톨루엔(비등점이 110℃임)으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 실시형태에서, 용매는 비등점이 약 60℃ 내지 약 150℃이다.
예로서, 분자는 적어도 약 5중량%의 양으로 ASL 제형에 존재한다. 다른 예로서, 분자는 약 5중량% 내지 약 10중량% 범위의 양으로 ASL 제형 중에 존재한다. 또 다른 예에서, 분자는 약 10중량% 내지 약 20중량% 범위의 양으로 ASL 제형 중에 존재한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 ASL 제형 중에 존재하는 "분자"는 i) 그의 순수한 형태인 분자; 및/또는 ii) 그의 순수한 형태의 분자와 분자의 올리고머(들)의 혼합물을 포함하는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
임의의 적합한 증착 방법이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, ASL 층 제형은 마스터(10) 상에 스핀 코팅된다. 다른 예로서, ASL 제형은 화학적 증착(CVD) 공정을 통해 증착될 수 있다. 추가적인 예에서, ASL 제형은 임의의 분무 코팅, 덩크 또는 딥 코팅 또는 퍼들 디스펜싱을 통해 증착될 수 있다.
상기 방법은 ASL 제형을 경화시킴으로써, 마스터(10) 상에 점착방지층(14)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 점착방지층은 분자를 포함한다(도 2B). 예로서, ASL 제형은 열적으로 경화된다. 일부 예에서, 열적 경화는 약 60℃ 내지 약 220℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 예시적 범위가 제공되었지만, 열적 경화 온도는 사용 중인 시스템 및/또는 용매에 따라서 더 높거나 또는 더 낮을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 온도 범위는 약 40℃ 내지 약 60℃, 또는 약 220℃ 내지 약 240℃일 수 있다.
점착방지층(14)을 갖는 마스터(10)는 도 2B의 10'에서 일반적으로 표기되는 마스터 주형이다. 이어서, 마스터 주형(10')은 용매로 세척될 수 있다. 세척 단계는 과량의 그리고/또는 비반응 물질을 제거하는 작용을 한다.
점착방지층(14)의 예는 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 분자를 포함한다. 예로서, 분자는 하기와 같다:
Figure pct00004
.
예로서, ASL 제형(증착 및 경화 후에 점착방지층(14)으로부터 형성)은 순수한 형태의 분자와 분자의 올리고머(예를 들어, 이량체 및 삼량체)의 혼합물을 포함하며, 즉, ASL 제형/출발 ASL 물질은 소분자로 구성될 수 있을뿐만 아니라, 소분자와 분자 올리고머의 혼합물일 수 있다. 마스터 상에서 ASL 경화 단계 후에, 순수(소분자) 대 올리고머의 비는 올리고머 종에 유리하게 영향받을 수 있다. ASL 분자의 중합은 열에 의해 촉발될 수 있다. 임의의 이론에 의해 구속되는 일 없이, 순수한 분자와 올리고머 분자(거대 분자)의 혼합물은 표면의 큰 부분을 양호하게 뒤덮을 수 있고, 더 작은 분자는 올리고머 분자에 의해 뒤덮이지 않은 채로 남아있는 작은 갭(들)에서 반응될 수 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 추가 예에서, ASL 제형은 올리고머 분자 없이 순수한 분자를 함유할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
예로서, ASL 제형은 약 0중량% 내지 약 35중량% 범위의 올리고머의 양을 포함하고, 약 100중량% 내지 약 65중량% 범위의 순수한 화합물의 양을 포함한다. 다른 예로서, ASL 제형은 약 20중량% 내지 약 30중량% 범위의 올리고머의 양을 포함하고, 약 80중량% 내지 약 70중량% 범위의 순수한 화합물의 양을 포함한다. 또 다른 예에서, ASL 제형은 약 20중량% 내지 약 23중량% 범위의 올리고머 양을 포함하고, 약 80중량% 내지 약 77중량% 범위의 순수한 화합물의 양을 포함한다. 또한 추가 예에서, ASL 제형은 100중량% 순수한 화합물이다. ASL 제형 조성(즉, 순수 대 올리고머의 중량%)과 상관없이, ASL 물질의 성능은 적어도 실질적으로 변화되지 않을 것으로 여겨진다.
순수한 화합물과 올리고머 화합물(즉, 100중량% 순수한 화합물은 아님)의 혼합물을 이용하는 예에서, 분자는 약 5중량%의 양으로 ASL 제형에 존재한다. 100중량% 순수한 화합물을 이용하는 예에서, 분자는 약 10중량%의 양으로 ASL 제형 중에 존재한다.
하나의 비제한적 예에서, 본 발명자들은 순수/올리고머 혼합물에 대해 약 5중량% 순수한 물질에 대해 약 10중량%의 양으로 ASL 제형에 존재하는 분자는 일반적으로 일관된 작업 스탬프(16')가 제조되고 임프린팅에서 성공적인 가장 낮은 농도(패턴 정확도 및/또는 낮은/제어된 거칠기(이하에 추가로 논의)의 바람직한 수준)였다는 것을 발견하였다. 이 예에서, 결과는 5/10중량% 제형에 대해 허용 가능한 ASL 균일성이 달성되고, 이에 의해 더 부드러운 임프린팅 표면을 초래한다는 것을 나타낸다. 비교하면, 더 낮은 농도는 "고르지 못한" 코팅을 생성할 수 있고, 증가된 거칠기를 초래할 수 있다. 일부 예에서, 순수한/올리고머 혼합물에 대해 5중량% 초과의 중량 백분율 및 순수한 물질에 대해 10중량% 초과의 중량 백분율이 사용된다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이, 더 낮은 농도는 바람직하지 않은 결과를 생성할 수 있다.
적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 분자의 수 평균 및 중량 평균 분자량은 부분적으로, 존재하는 순수한 화합물 및/또는 올리고머의 백분율에 따라서 다를 수 있다. 예로서, 수 평균 분자량은 약 1280 내지 약 1600의 범위이고/이거나 중량 평균 분자량은 약 1800 내지 약 3700의 범위이다. 분자량 결정은 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 및/또는 NMR에 의해 이루어질 수 있다.
임의의 적합한 사이클로실록산이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 사이클로실록산은 사이클로테트라실록산 및 사이클로헥사실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다양한 고리 크기의 매우 다양한 사이클로실록산은, 예를 들어, 4 내지 24개의 반복 단위(-[H2SiO]n-)(가장 통상적인 것은 6 내지 8원 고리임)의 ASL 제형이 적합한 것으로 상정된다는 것이 추가로 이해되어야 한다. 고리 크기는 Si-O 모티프의 반복이며, 짝수이어야 한다. 고리 크기가 더 커짐에 따라, 상이한 크기를 갖는 고리의 혼합물이 지배적일 수 있지만, 이는 또한 ASL 제형의 적합한 예인 것으로 상정된다.
예로서, 사이클로실록산 분자의 실란 작용기(들)는 알킬 알콕시실란이다. 추가적인 예에서, 사이클로실록산과 알콕시 또는 에톡시 실란기 사이의 스페이서는 다양한 화학기, 예컨대, 아미노기, 이중 또는 삼중 결합, 에스터기, 폴리에틸렌 글리콜 단위 등을 포함할 수 있었다. 또한 추가 예에서, 알킬 알콕시실란은 에틸 트라이에톡시실란이다.
스페이서의 길이는 마스터(10)에 대한 결합에 대해 알콕시실란에 대한 친화도에 영향을 미치지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 가장 통상적인 스페이서 길이는 C2 내지 C12 쇄이다. 일부 예에서, 알콕시실란기는 트라이- 또는 모노-메톡시실란 또는 트라이- 또는 모노-에톡시실란이거나, 또는 다른 예에서, 트라이-, 다이- 또는 모노-클로로실란이 사용될 수 있다. 일부 예에서, 알콕시실란기는 다이알킬-알콕시실란이며, 여기서 알킬기는 C1-6알킬기, 예컨대, 메틸 또는 에틸기이다. 그러나, 말단기는 메틸 실란 또는 에틸 실란이 아닌데, 마스터(10) 표면과 반응할 수 있는 화학기를 함유할 필요가 있기 때문이다.
추가 예에서, ASL 분자는 플루오린을 제외한다. 플루오린을 제외한 본 명세서에 개시된 ASL 분자는 플루오린화된 화합물(예를 들어, 실리콘계 물질(16)) 이외의 작업 스탬프 물질에 적합한 표면 에너지를 가지며, 이의 효율적인 젖음을 초래한다는 것이 발견되었다.
상기 방법의 예는 마스터 주형(10')의 점착방지층(14) 상에서 (작업 스탬프를 형성하기 위해) 실리콘계 물질(16)을 증착시키는 단계를 더 포함한다(도 2C). 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "실리콘계" 물질은 물질이 적어도 약 50㏖%의 규소 함유 분자(반복 단량체 단위)로 구성된다는 것을 의미한다. 예로서, 실리콘계 WS 물질(16)은 약 100㏖%의 규소 함유 분자(반복 단량체 단위)로 구성된다. 추가 예에서, WS 물질(16)은 규소-함유 중합체(즉, 약 50㏖% 미만의 규소 함유 분자를 갖는 중합체)일 수 있다. 다른 예에서, WS 물질은 실리콘 아크릴레이트를 포함한다. 다른 예에서, WS 물질은 또한 적어도 1종의 광개시제를 포함한다.
임의의 적합한 증착 방법이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 적합한 증착 기법의 예는 분무 코팅, 스핀코팅, 덩크 또는 딥 코팅, 퍼들 디스펜싱 등을 포함한다. 예로서, 실리콘계 물질(16)은 마스터 주형(10') 상에 스핀 코팅된다.
상기 방법은 실리콘계 물질(16)을 경화시킴으로써, 실리콘 마스터(10) 상에서 점착방지층(14)과 접촉되는 복수의 나노특징(12)의 음성 복제물을 포함하는 작업 스탬프(16')를 형성하는 단계(도 2D)를 더 포함한다. 예로서, 작업 스탬프 물질(16)은 자외선(UV) 방사선을 통해 경화된다. 다른 예로서, WS 물질(16)은 열적으로 경화된다. 일부 예에서, 열적 경화는 약 60℃ 내지 약 300℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "접촉"은 성분들 사이의 물리적 접촉을 포함할 수 있다.
상기 방법은 작업 스탬프(16')에 뒤판을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예로서, 접착제가 작업 스탬프 물질(16)과 접촉되도록 접착 물질(20)을 포함하는 중합체 필름은 (경화 전에) 작업 스탬프 물질(16)에 (예를 들어, 롤 코팅에 의해) 도포될 수 있다. 이어서, UV 방사선에 노출될 때, 작업 스탬프 물질(16)과 접착 물질(20)을 둘 다 경화시킴으로써, 작업 스탬프(16')를 뒤판(18)에 접착시킬 것이다. 뒤판(18)은 임의의 적합한 중합체 물질로부터 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 뒤판(18)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름이다. 뒤판(18)의 다른 예는 폴리(비닐 클로라이드)(PVC) 및 프로필렌 옥사이드(PO)를 포함한다. 일부 양상에서, 뒤판 물질은 가요성이다. 접착 물질은 임의의 적합한 UV 경화성 물질일 수 있다는 것이 추가로 이해되어야 한다.
상기 방법은 작업 스탬프(16')를 마스터 주형(10')으로부터 방출시키는 것을 더 포함한다. 방출시키는 것은 임의의 적합한 수단에 의할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 방출시키는 것은 마스터 주형(10')으로부터 경화된 작업 스탬프(16')를 언롤링(unrolling)/필링하는 것에 의한다.
작업 스탬프(WS) 물질(16)이 다음의 사항을 충족시키는 임의의 물질일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. WS 물질(16)은 안정하여야 하며, 마스터 주형(10') 상에 코팅/형성될 수 있다. 안정하게, 일단 제작된다면, WS(16')은 그의 최종 사용(라이프 사이클)까지 변화되지 않고(분해 없음) 남아있어야 한다는 것을 의미한다. WS(16')는 제작 후 적어도 1개월 및 반복된 UV 노출(예를 들어, 임프린팅 공정) 동안 실온 저장을 지지하여야 한다. UV 노출의 반복은 가교 밀도를 증가시킴으로써 WS(16')의 인성/유연도를 변화시켜서는 안 된다. 얻어진 WS(16')는 연성/가요성이어야 하지만, 또한 적합한 기계적 특성을 나타내어야 한다. 예를 들어, WS(16')는 임프린팅 공정 동안 수지 상의 롤링(원통을 둘러싸는 완전한 롤링은 아님) 및 수지 경화 후 박리를 지지할 만큼 충분히 연성이어야 하지만; 그것이 임프린트 사이의 양호한 치수 및 패턴 정확도를 유지할 수 있도록 신장 가능하지 않아야 한다. 예를 들어, WS(16')는 변형에 대해 저항성이 있고, 균열/파열에 대해 저항성이 있어야 한다. 예로서, WS(16')는 일관된 특징적 치수를 생산하는데 전혀 변형을 나타내어서는 안 된다. 추가로, WS 면(22)은 (예를 들어, 임프린팅될 수지에 대해) 점착방지면 특성의 바람직한 수준을 가져야 하며; WS(16')는 화학적으로 안정하여야 하고(안정성에 대해 상기 기재한 바와 같음); 그리고 WS(16')는 큰 정도의 팽창에 대해 저항성이어야 한다. 표면 특성에 관해, 경화된 WS(16')는 임프린팅면으로부터 WS(16')의 성공적 제거를 제공하기 위한 적절한 표면 장력을 가져야 한다. 팽창에 대한 저항성은 작업 스탬프 물질(16)뿐만 아니라 수지 제형에 대해 사용되는 용매에 특이적이다. WS(16')는 WS 제작 단계 또는 임프린팅 단계 중 하나에서 팽창되어서는 안 된다. 팽창은 특징 크기 또는 치수 변화를 초래할 수 있다.
예로서, 실리콘계 작업 스탬프(16')는 중합된 실리콘 아크릴레이트 단량체(즉, 단일 단량체(이는 동종 중합체임)로 이루어진 100㏖%의 규소 함유 분자)로부터 제조된다. 이는 최종 중합체의 이질성을 방지할 수 있다(예를 들어, 공중합체는 상분리, 중합체쇄의 구배를 초래할 수 있다).
추가 예에서, 방출된 작업 스탬프(16')는 ASL 분자가 적어도 실질적으로 없다(즉, 없거나 또는 실질적으로 없음). 임의의 이론에 의해 구속되는 일 없이, 임의의 과량의 비반응 ASL 분자가 제1 WS(16')의 제작 전에 세척되어야 하기 때문에 WS(16') 제작 공정 동안에 ASL 분자의 전달은 일어나서는 안되는 것으로 여겨진다(즉, ASL 분자가 없음). 임의의 분자가 전달된다면, 많아야 백만분율(ppm) 수준이며, 따라서 WS(16')는 ASL 분자가 실질적으로 없는 것으로 여겨진다.
본 발명자들은 ASL 및 WS 물질의 선택은 효과적인 WS 제작에 중요하다는 것을 발견하였다. ASL-코팅된 마스터(마스터 주형(10'))와 작업 스탬프 물질(16) 사이에 적합한 표면 에너지 매치가 존재하여야 한다. 이어서, 이는 적합한 표면 젖음성과 효과적인 스탬프 탈착을 둘 다 제공하여야 한다. 또한 임프린트를 통한 스탬프 강건성(robustness)/온전성은 상기 제시한 세부사항을 충족시키는 WS 물질의 선택에 의해 얻어져야 한다.
본 명세서에 개시된 ASL 물질(14)은 나노-임프린트 리소그래피(NIL) 공정을 이용하여 마스터 주형(10')으로부터의 체계적인 효율적 젖음, 평탄 WS(16') 탈착, 및 고품질 임프린트(바람직한 수준의 패턴 정확도 및 낮은 표면 거칠기)에 의한 자동화된 공정에서의 실리콘계 WS 물질의 사용을 허용한다. 적합한 젖음 및 스탬프 방출은 바람직한 임프린트 품질을 항상 야기하지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이렇게 해서, (WS(16') 제작을 통해 성공적이라면) 본 명세서에 개시된 ASL 물질의 예가 시험되며, 임프린트 시험 계획에 의해 입증된다.
본 개시내용의 예에 따르면, 중합체 화합물과 소분자는 둘 다 ASL 물질(14)에 대해 고려될 수 있다.
ASL 물질(14)은 다음의 세부사항을 충족시키는 임의의 물질일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. ASL 물질(14)은 열적으로 (소성을 견뎌내기 위한) 안정한 화합물이어야 한다. ASL 물질(14)은 또한 (예를 들어, 반복된 WS(16') 제작 공정을 견뎌내기 위한) UV 안정한 화합물이어야 한다. 실리콘 마스터 상에 코팅된 ASL 물질(14)은 실온에서(예를 들어, 기구 내의 온도) 코팅된 후 적어도 약 1개월을 견뎌야 하며, 반복된 UV 노출(즉, WS(16') 제작 공정)을 지지하여야 한다. ASL 물질은 (물을 이용하여) 약 80° 초과의 정접촉각을 나타내어야 한다. 예로서, 접촉각은 (물을 이용하여) 약 80°내지 약 110°의 범위이다. 추가로, 예로서, ASL-코팅된 마스터 주형(10')과 작업 스탬프 물질(16) 사이에 표면 에너지 매치가 존재한다. 본 명세서에서 사용되는 표면 에너지는 (물을 이용하여) ASL 물질(14)의 정접촉각이 WS 물질(16)의 정접촉각의 약 +/- 10도 내일 때, 매칭되는 것으로 고려될 수 있다. 적합한 표면 에너지 매치가 달성될 수 있다, 예를 들어, ASL-코팅된 마스터 주형(10')이 (물을 이용하여) 약 90°의 평균 접촉각을 가질 때, 작업 스탬프 물질(16)은 (물을 이용하여) 약 95° 내지 약 100° 범위의 평균 접촉각을 가진다. 본 명세서에 개시된 접촉각은 지속적 표면으로부터 수집된 측정/값이며, 패턴화된 면적으로부터는 아니다.
이제 도 3A 내지 도 3E에 관해, 작업 스탬프(16')의 예를 이용하는 방법의 예가 도시된다.
기재/지지체(24)는 도 3A에 나타내는 바와 같이 제공된다. 예로서, 기재(24)은 유리이다. 그러나, 임의의 적합한 기재가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
예를 들어, 일부 적합한 기재(24)의 예는 실리카계 기재, 예컨대, 유리, 용융 실리카 및 다른 실리카-함유 물질을 포함한다. 일부 예에서, 실리콘계 기재는 또한 실리콘, 개질 실리콘, 이산화실리콘, 질화실리콘 및 수화실리콘으로부터 선택될 수 있다. 다른 예에서, 기재(24) 물질은 플라스틱/중합체 물질, 예를 들어, 아크릴산, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌 및 스타이렌과 다른 물질의 공중합체, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 나일론, 폴리에스터, 폴리카보네이트 및 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(예컨대, 케모스(Chemours)로부터의 테플론(TEFLON)(등록상표)), 환식 올레핀/사이클로-올레핀 중합체(COP) 또는 공중합체(COC)(예컨대, 제온(Zeon)으로부터의 제오노르(ZEONOR)(등록상표)), 폴리이미드 등)으로부터 선택될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, 중합체 기재 물질은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스타이렌 및 환식 올레핀 중합체 기재로부터 선택된다. 추가 예에서, 기재(24)는 유리, 개질 유리 또는 작용기화된 유리인 적어도 하나의 표면을 가진다. 또한 다른 적합한 기재 물질은 세라믹, 탄소, 무기 유리 및 광섬유를 포함한다. 몇몇 예가 제공되었지만, 임의의 다른 적합한 기재/지지체가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 다른 예에서, 기재는 금속일 수 있다. 예로서, 금속은 금이다. 일부 예에서, 기재(24)는 산화금속인 적어도 하나의 표면을 가진다. 일례에서, 표면은 산화탄탈럼 또는 산화티타늄이다. 아크릴아마이드, 엔온(α,β-불포화 카보닐), 또는 아크릴레이트가 또한 기재 물질로서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다른 기재 물질은 갈륨 비소(GaAs), 인듐 주석 산화물(ITO), 인화인듐, 알루미늄, 세라믹스, 폴리이미드, 석영, 수지, 아릴 아자이드, 중합체 및 공중합체를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 기재(24) 및/또는 기재면(S)은 석영일 수 있다. 일부 다른 예에서, 기재(24) 및/또는 기재면(S)은 반도체, 예를 들어, 갈륨 비소(GaAs) 또는 인듐 주석 산화물(ITO)일 수 있다.
예시적 기재는 단일 물질 또는 복수의 상이한 물질을 포함할 수 있다. 추가 예에서, 기재는 복합체 또는 라미네이트일 수 있다. 또한 추가 예에서, 기재는 편평하고 둥글 수 있다.
WS(16')를 이용하는 예시적 방법은 도 3B에 나타낸 바와 같이 기재/지지체(24)의 표면(S) 상에서 접착/프라임층(26)을 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 접착/프라임층(26)에 대한 적합한 화합물은 2개의 작용기를 가져야 한다: 기재면(S)과 반응하는 하나 및 임프린트 리소그래피 수지(28)와 반응하는 하나. 표면(S)과 반응하는 기는, 예를 들어, 알콕시실란기, 예컨대, 트라이 또는 모노 메톡시실란 또는 트라이 또는 모노 에톡시실란; 또는 트라이, 다이 또는 모노클로로실란; 또는 다이알킬-알콕시실란기일 수 있다. 수지(28)와 반응하는 기는, 예를 들어, 에폭시기, 아미노기, 하이드록실기 또는 카복실산기일 수 있다. 2개의 반응기를 연결하는 분자의 골격은 임의의 특성을 가질 수 있다.
WS(16')을 이용하는 예시적 방법은 임프린트 리소그래피 수지(예를 들어, 광경화성(UV 경화를 이용할 때) 나노-임프린트 리소그래피(NIL) 중합체 수지)(28)를 지지체(24) 상에 증착시키는 단계(도 3C)를 포함한다. 과량의 용매를 제거하기 위해 수지(28)의 연질 소성 후에, 수지층(28)이 WS(16')의 톱니에 의해 움축 들어가게 하거나 또는 천공되도록 WS(16')는 수지(28) 상의 임프린트를 생성하기 위해 수지(28)층에 대해 압착된다(도 3D). 상기 방법은 여전히 (예를 들어, 수지(28)를 자외선(UV) 방사선에 노출시킴으로써) 수지(28)를 경화시키는 단계를 더 포함한다. 다른 예로서, 열적 경화가 사용될 수 있다. 열적으로 유도된 경화 공정을 위해, 온도는 550℃만큼 높을 수 있고, (WS(16')로부터) 수지(28)에 적용된 힘은 360kN만큼 높을 수 있다. 본 명세서에 개시된 연질 물질에 대해, 더 낮은 온도 및 압력이 사용될 수 있다.
경화 후에, 작업 스탬프(16')는 방출됨으로써, 복수의 마스터(10) 나노특징(12)의 복제를 갖고(도 3E), 웰/오목부(31)를 획정하는 패턴화된 서열분석면(30)(화학적 작용기(32)를 포함하거나, 또는 후속 단계에서 화학적 작용기(32)가 첨가되는 표면, 도 4 참조)을 형성한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "서열분석면"은 유전자 서열분석면 화학(예를 들어, 중간 구조(34) 및 증식 프라이머(36))을 지지할 수 있는 표면을 지칭한다.
패턴화된 서열분석면(30)을 갖는 기재(24)는 UV 경화를 완료하기 위해 열 경화/경질 소성 처리되며, 임프린트 토포그래피에서 잠금 처리될 수 있다. 일부 예에서, 열 경화/경질 소성은 약 60℃ 내지 약 300℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.
일부 예에서, 화학적 작용기(32)의 작용기(X, Y)(도 4)는 유동셀의 웰 표면 내에 있고/있거나 유동셀 통로 루멘과 접촉되는 사이 영역 내에 있다. 작용기(X, Y)는 필요하다면, DNA 서열분석 절차를 위해 단일 가닥 DNA(ssDNA)를 포획하기 위한 추가적인 작용기화에 이용 가능할 수 있다. 이 작용기화 공정은 유동셀 웰 표면(30)에 대한 중합체 지지체(예를 들어, PAZAM, 이하에서 추가로 논의함)의 선택적 포획을 포함할 수도 있고 또는 포함하지 않을 수도 있다. 작용기(X, Y)는 또한 또는 대안적으로 추가 변형을 위한 고정점으로서 작용할 수 있다.
예로서, 서열분석면(30)은 ASL 분자가 적어도 실질적으로 없고(즉, 없거나 또는 실질적으로 없음)(예를 들어, 작업 스탬프(16')에 대해 상기 언급한 바와 같음), ASL 분자 중 어떤 것도 서열분석면(30) 상에 없거나(ASL 분자가 없음), 또는 임의의 분자가 전달된다면, 많아야 백만분율(ppm) 수준인 것으로 여겨진다. 게다가, 유전자 서열분석면 화학물질이 있는 서열분석면(30)은 또한 ASL 분자가 적어도 실질적으로 없다.
서열분석면(30)을 이용하는 방법의 예에서, 중간 구조(34)는 웰(31)에 증착된다. 웰(31)은 마이크로 웰(마이크론 규모로 적어도 하나의 치수를 가짐, 예를 들어, 약 1㎛ 내지 약 1000㎛) 또는 나노웰(나노 규모로 적어도 하나의 치수를 가짐, 예를 들어, 약 1㎚ 내지 약 1000㎚)일 수 있다. 각각의 웰(31)은 그의 용적, 웰 개구부 면적, 깊이 및/또는 직경을 특징으로 할 수 있다.
각각의 웰(31)은 액체를 가둘 수 있는 임의의 용적을 가질 수 있다. 최소 또는 최대 용적은, 예를 들어, 서열분석면(30)의 하류 용도를 위해 예상되는 처리율(예를 들어, 다중성), 분해능, 분석 조성물 또는 분석물 반응성을 수용하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 용적은 적어도 약 1×10-3㎛3, 약 1×10-2㎛3, 약 0.1㎛3, 약 1㎛3, 약 10㎛3, 약 100㎛3 이상일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 용적은 최대 약 1×104㎛3, 약 1×103㎛3, 약 100㎛3, 약 10㎛3, 약 1㎛3, 약 0.1㎛3 이하일 수 있다. 중간 구조(34)는 웰(31) 용적의 모두 또는 부분을 채울 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 개개 웰(31)에서 중간 구조(34)의 용적은 상기 구체화된 값 초과이거나, 미만이거나 또는 그 사이일 수 있다.
표면 상에서 각각의 웰 개구부에 의해 점유되는 면적은 각각의 용적에 대해 상기 제시한 것과 유사한 기준에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 표면 상에서 각각의 웰 개구부에 대한 면적은 적어도 약 1×10-3㎛2, 약 1×10-2㎛2, 약 0.1㎛2, 약 1㎛2, 약 10㎛2, 약 100㎛2 이상일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 면적은 최대 약 1×103㎛2, 약 100㎛2, 약 10㎛2, 약 1㎛2, 약 0.1㎛2, 약 1×10-2㎛2 이하일 수 있다.
각각의 웰(16')의 깊이는 적어도 약 0.1㎛, 약 1㎛, 약 10㎛, 약 100㎛ 이상일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 깊이는 최대 약 1×103㎛, 약 100㎛, 약 10㎛, 약 1㎛, 약 0.1㎛ 이하일 수 있다.
일부 예에서, 각각의 웰(16')의 직경은 적어도 약 50㎚, 약 0.1㎛, 약 0.5㎛, 약 1㎛, 약 10㎛, 약 100㎛ 이상일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 직경은 최대 약 1×103㎛, 약 100㎛, 약 10㎛, 약 1㎛, 약 0.5㎛, 약 0.1㎛, 약 50㎚ 이하일 수 있다.
서열분석면(30)에서, 중간 구조(34)는 각각의 별개의 웰(31)에 위치된다. 각각의 웰(31)에서 중간 구조(34)의 포지셔닝은 중간 구조(34)를 갖는 패턴화된 표면(30)을 처음 코팅시키고, 이어서, 웰(31) 사이의 표면(30) 상에서 적어도 사이 영역(33)으로부터, 예를 들어, 화학적 또는 기계적 연마를 통해 중간 구조(34)를 제거함으로써 달성될 수 있다. 이들 공정은 웰(31)에서 중간 구조(34)의 적어도 일부를 보유하지만, 웰(31) 사이의 표면(30) 상에서 사이 영역(33)으로부터 중간 구조(34)의 적어도 실질적으로 모두를 제거하거나 또는 비활성화시킨다. 이렇게 해서, 이들 공정은 매우 다수의 주기로 서열분석 실행에 걸쳐 안정할 수 있는 서열분석을 위해 사용되는 겔 패드(34)를 생성한다(도 4).
특히 유용한 중간 구조(34)는 그것이 존재하는 부위의 형상을 확인할 것이다. 일부 유용한 중간 구조(34)는 (a) 그것이 존재하는 부위의 형상(예를 들어, 웰(31) 또는 다른 오목부 특징)에 상응하고 (b) 그것이 존재하는 부위의 용적을 적어도 실질적으로 초과하지 않는 용적을 가질 수 있다.
예에서, 중간 구조는 중합체/겔 코팅이다. 중간 구조(34)에 대한 적합한 겔 물질의 일례는 하기 화학식 (I)의 반복 단위를 갖는 중합체를 포함한다:
Figure pct00005
식 중:
R1은 H 또는 선택적으로 치환된 알킬이고;
RA는 아지도, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 알켄일, 선택적으로 치환된 하이드라존, 선택적으로 치환된 하이드라진, 카복실, 하이드록시, 선택적으로 치환된 테트라졸, 선택적으로 치환된 테트라진, 나이트릴옥사이드, 나이트론 및 티올로 이루어진 군으로부터 선택되며;
R5는 H 및 선택적으로 치환된 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
각각의 -(CH2)p-는 선택적으로 치환될 수 있으며;
p는 1 내지 50 범위의 정수이고;
n은 1 내지 50,000 범위의 정수이며; 그리고
m은 1 내지 100,000 범위의 정수이다.
화학식 (I)에 적합한 중합체는, 예를 들어, 미국 특허 공개 제2014/0079923 A1호 또는 제2015/0005447 A1호에 기재되어 있다(이들 각각은 본 명세서에 전문이 참고로 편입됨). 화학식 (I)의 구조에서, 당업자는 "n" 및 "m" 서브유닛이 중합체 전체적으로 무작위 순서로 존재하는 반복 서브유닛이라는 것을 이해할 것이다.
중합체 코팅의 특정 예, 예컨대, 화학식 (I)은 폴리(N-(5-아지도아세트아미딜펜틸)아크릴아마이드-코-아크릴아마이드(PAZAM)이며, 예를 들어, 이하에 나타내는 구조를 포함하는 미국 특허 공개 제2014/0079923 A1호 또는 제2015/0005447 A1호에 기재되어 있다:
Figure pct00006
n은 1 내지 20,000 범위의 정수이고, m은 1 내지 100,000 범위의 정수이다. 화학식 (I)에 따르면, 당업자는 "n" 및 "m" 서브유닛이 중합체 구조 전체적으로 무작위 순서로 존재하는 반복 단위라는 것을 인식할 것이다.
화학식 (I) 중합체 또는 PAZAM 중합체의 분자량은 약 10kDa 내지 1500kD 범위일 수 있거나, 또는 구체적 예에서, 약 312kDa일 수 있다.
일부 예에서, 화학식 (I) 또는 PAZAM 중합체는 선형 중합체이다. 일부 다른 예에서, 화학식 (I) 또는 PAZAM 중합체는 가볍게 가교된 중합체이다. 다른 예에서, 화학식 (I) 또는 PAZAM 중합체는 분지(branching)를 포함한다.
중간 구조(34)에 대한 적합한 겔 물질의 다른 예는 콜로이드 구조를 갖는 것, 예컨대, 아가로스; 또는 중합체 메쉬 구조, 예컨대, 젤라틴; 또는 가교된 중합체 구조, 예컨대, 폴리아크릴아마이드 중합체 및 공중합체, 무실란 아크릴아마이드(SFA, 예를 들어, 본 명세서에 참고로 편입된 미국 특허 공개 제2011/0059865호 참조), 또는 SFA의 아지도화된 형태를 포함한다. 적합한 폴리아크릴아마이드 중합체의 예는, 예를 들어, WO 2000/031148(본 명세서에 전문이 참고로 편입됨)에 기재된 바와 같이 아크릴아마이드 및 아크릴산 또는 비닐기를 함유하는 아크릴산으로부터 또는, 예를 들어, WO 2001/001143 또는 WO 2003/0014392(이들 각각은 본 명세서에 전문이 참고로 편입됨)에 기재된 바와 같은 [2+2] 광-첨가 환화 반응을 형성하는 단량체로부터 형성될 수 있다. 다른 적합한 중합체는 브로모-아세트아마이드기(예를 들어, BRAPA)로 유도체화된 SFA와 SFA의 공중합체, 또는 아지도-아세트아마이드기로 유도체화된 SFA와 SFA의 공중합체이다.
중간 구조(34)는 사전형성된 겔 물질일 수 있다. 사전형성된 겔 물질은 스핀코팅, 또는 디핑, 또는 양압 또는 부압 하의 겔의 유동, 또는 본 명세서에 전문이 참고로 편입된 미국 특허 제9,012,022호에 제시된 기법을 이용하여 코팅될 수 있다. 디핑 또는 딥 코팅은 표면(30) 및 사용되는 중간 구조(34)에 따라서 선택적 증착 기법일 수 있다. 예로서, 표면(30)은 사전형성된 겔 물질(34)에 디핑되고, 겔 물질(34)은 선택적으로 웰(31)에 채워지거나 또는 코팅되거나 또는 증착될 수 있고(즉, 겔 물질(34)은 사이 영역(33) 상에 증착되지 않음), 연마(또는 다른 제거 공정)는 필수적이지 않을 수도 있다.
사전형성된 중합체 또는 PAZAM은, 예를 들어, 스핀코팅, 또는 디핑, 또는 양압 또는 부압 하의 겔 유동, 또는 미국 특허 제9,012,022호에 제시된 기법을 이용하여 표면(30) 상에서 코팅될 수 있다. 중합체 또는 PAZAM의 탈착은 또한 실란화된 표면에 대한 표면 개시 원자 전달 라디칼 중합(SI-ATRP)을 통해 일어날 수 있다. 이 예에서, 표면(30)은 표면 상에서 하나 이상의 산소 원자에 규소를 공유적으로 연결시키기 위해 APTS(메톡시 또는 에톡시 실란)으로 전처리될 수 있다(메커니즘에 의해 유지될 것으로 의도되는 일 없이, 각각의 규소는 1, 2 또는 3개의 산소 원자에 결합될 수 있음). 이 화학적으로 처리된 표면은 아민기 단일층을 형성하도록 소성된다. 이어서, 아민기는 설포-HSAB와 반응되어 아지도 유도체를 형성한다. 1J/㎝2 내지 30J/㎝2의 에너지에 의한 21℃에서의 UV 활성화는 PAZAM과의 다양한 삽입 반응을 용이하게 겪을 수 있는 활성 나이트렌 종을 생성한다.
표면(30) 상에서 중합체 또는 PAZAM을 코팅하기 위한 다른 예는 미국 특허 공개 제2014/0200158호(본 명세서에 전문이 참고로 편입됨)에 기재되어 있고, 아민-작용기 표면에 대한 PAZAM 단량체의 자외선(UV) 매개 연결, 또는 PAZAM의 후속적 증착 및 열의 적용에 의한 활성기(염화아크릴로일 또는 다른 알켄 또는 알킨-함유 분자)를 수반하는 열적 연결을 포함한다. 일부 예에서, 표면(30)은 개질면과 중합체 사이에 공유 결합을 형성하기 위해 클릭 화학과 같은 조건 하에, 이어서, 아지도-작용기화된 중합체, 예컨대, PAZAM 또는 아지도-유도체화된 SFA를 포함하는 것과 반응할 수 있는 알켄일 또는 사이클로알켄일기로 개질된다.
중간 구조(34)는 후속적으로 겔 물질(34)을 형성하는 액체일 수 있다. 후속적으로 겔 물질(34)을 형성하는 액체를 적용하는 예는 액체 형태 중에서 무 실란 아크릴아마이드 및 N-[5-(2-브로모아세틸) 아미노펜틸]아크릴아마이드(BRAPA)로 웰(31)의 어레이의 코팅이며 시약이 표면 상에서 중합에 의해 겔을 형성하도록 허용한다. 본 방법에서 어레이의 코팅은 미국 특허 공개 제2011/0059865호에 제시된 화학적 시약 및 절차를 사용할 수 있다.
중간 구조(34)는 (웰(31)에서) 표면(30)에 공유적으로 연결될 수 있거나 또는 표면(30)에 공유적으로 연결되지 않을 수도 있다. 웰(31)에 대한 중합체의 공유 결합은 다양한 사용 동안 표면(30)의 수명 내내 웰(31) 내의 중간 구조(34)를 유지하는 데 도움이 된다. 그러나, 상기 언급한 바와 같이 그리고 다수의 예에서, 중간 구조(34)는 웰(31)에 공유 결합될 필요가 없다. 예를 들어, 무 실란 아크릴아마이드, 즉, SFA는 표면(30)의 임의의 부분에 공유적으로 부착되지 않는다.
표면(30)을 이용하기 위한 방법의 예에서, 증폭 프라이머(36)는 임의의 적합한 방법을 통해 웰(31)에서(즉, 복수의 나노특징(12)의 복제에서) 존재하는 중간 구조(34) 상에 접합될 수 있다. 일부 예에서, 증폭 프라이머는 공유 결합을 형성하기 위해 중간 구조(34)(예컨대, 아지도기)에서 작용기와 반응할 수 있는 작용기(예컨대, 알킨일기 또는 티오포스페이트기)를 포함한다.
본 개시내용을 추가로 예시하기 위해, 본 명세서에 실시예를 제공한다. 이들 실시예는 예시적 목적을 위해 제공되며, 본 개시내용의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
실시예
실시예 1
D4-테트라-에틸 트라이에톡시실란을 예시적 ASL 물질로서 사용하였다. D4-테트라-에틸 트라이에톡시실란은 각각의 실리콘 위치에서 하나의 메틸기가 (트라이에톡시실릴)에틸- 기로 대체된 옥타메틸사이클로테트라실록산이다. 플루오린화된 중합체 물질을 비교 ASL 물질로서 사용하였다. 예시적 ASL 물질을 테트라하이드로퓨란(THF) 중에 약 5중량%의 물질을 함유하는 제형에 혼입시켰다.
획정된 복수의 나노-크기의 특징을 각각 포함하는 실리콘 마스터는 각각 ASL 물질 및 비교 ASL 물질로 코팅하였다. ASL 물질 및 비교 ASL 물질은 열적으로 경화시키고, 용매 세척하였다.
실리콘 아크릴레이트 단량체로 형성된 동일한 유형의 작업 스탬프 수지를 각각의 코팅된 실리콘 마스터 상에서 스핀 코팅시켰고, 자외선(UV 경화)에 노출시켜 작업 스탬프 및 비교 작업 스탬프를 형성하였다. 하나의 작업 스탬프(1 세대) 또는 비교 작업 스탬프가 생성된 후에, 작업 스탬프 또는 비교 작업 스탬프를 각각의 코팅된 실리콘 마스터로부터 방출시켰고, 코팅된 실리콘 마스터를 추가적인 작업 스탬프 및 비교 작업 스탬프(2세대, 3세대, 4세대, 5 세대 등)를 생성하기 위해 다시 사용하였다.
작업 스탬프 및 비교 작업 스탬프를 나노임프린트 리소그래피(NIL) 검사에서 사용하였다. (NIL를 통해) 25개의 상이한 샘플을 임프린팅하기 위해 각각의 작업 스탬프를 사용하였고, (NIL를 통해) 25개의 비교 샘플을 임프린트 하기 위해 각각의 비교 작업 스탬프를 사용하였다. 각각의 1세대 작업 스탬프(실시예 #1) 및 5 세대 작업 스탬프(실시예 #2)를 이용하여 생성된 제1 임프린트(Imp#1) 및 제25 임프린트(Imp#25)를 원자력현미경(atomic force microscopy: AFM)에 노출시켜 표면 거칠기를 결정하였다. 각각의 1세대 비교 작업 스탬프(비교 #1) 및 5 세대 비교 작업 스탬프(비교 #2)를 이용하여 생성된 제1 임프린트(Imp#1) 및 제25 임프린트(Imp#25)를 또한 AFM에 노출시켜 표면 거칠기를 결정하였다. 이들 결과를 도 5에 나타낸다. 도시한 바와 같이, 표면 거칠기는 비교예 작업 스탬프로 형성된(즉, 비교 ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터로부터 형성된) 임프린트에 비해 예시적 작업 스탬프로 형성된(즉, ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터로부터 형성된) 각각의 임프린트에 대해 더 낮았다. 일부 예에서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 작업 스탬프로부터 생성된 임프린트의 표면 거칠기는 (본 명세서에 기재된 시험 방법을 이용하여) 100㎚ 미만, 또는 80㎚ 미만, 또는 60㎚ 미만 또는 50㎚ 미만 또는 40㎚ 미만, 또는 30㎚ 미만이다.
도 7A 및 도 7B는 각각 예시적 ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터로부터 생산된 5 세대 작업 스탬프로부터 생산된 제25 임프린트(Imp#25)의 30㎛ 및 5㎛ AFM 이미지이다. 이들 이미지는 코팅된 실리콘 마스터가 몇몇 작업 스탬프를 형성하는데 사용된 후조차, 그리고 코팅된 실리콘 마스터로부터 생산된 작업 스탬프가 임프린팅을 위해 몇회 사용된 후조차, 둥근 웰 및 예리한 웰 에지가 생성될 수 있다는 것을 나타낸다.
예시적 ASL 물질을 또한 (단일 ASL 물질 증착에서) 두 실리콘 마스터 상에서 코팅하였다. 실리콘 아크릴레이트 단량체로 형성된 동일한 유형의 작업 스탬프 수지를 각각의 코팅된 실리콘 마스터 A 및 B 상에서 스핀 코팅하였고, 자외선(UV 경화)에 노출시켜 작업 스탬프 및 비교 작업 스탬프를 형성하였다. 하나의 작업 스탬프(1세대 A 또는 B) 후에, 작업 스탬프를 각각의 코팅된 실리콘 마스터 A 또는 B로부터 방출시켰고, 추가적인 작업 스탬프(2세대, 3세대, 4세대, 5 세대, 50세대)를 생성하기 위해 코팅된 실리콘 마스터 A 및 B를 다시 사용하였다. A 마스터에 대해, 50개의 작업 스탬프를 생성하고, 시험하고 나서, B 마스터에 대해, 30개의 작업 스탬프를 생성하고 시험하였다.
작업 스탬프를 나노임프린트 리소그래피(NIL) 검사에서 사용하였다. 각각의 작업 스탬프를 사용하여 (NIL을 통해) 25개의 상이한 샘플을 임프린팅하였다. 각각의 1세대 작업 스탬프(WS#1), 5세대 작업 스탬프(WS#5), 15세대 작업 스탬프(WS#15), 20세대 작업 스탬프(WS#20), 25세대 작업 스탬프(WS#25), 30세대 작업 스탬프(WS#30), 35세대 작업 스탬프(WS#35), 40세대 작업 스탬프(WS#40), 45 세대 작업 스탬프(WS#45) 및 50세대 작업 스탬프(WS#50)를 이용하여 생성된 제1 임프린트(Ima#1) 및 제25 임프린트(Ima#25)를 AFM에 노출시켜 표면 거칠기를 결정하였다.
이들 결과는 도 6에 나타내는데, 이는 작업 스탬프 세대의 함수로서 (제1 및 제25 임프린트에 대해) 임프린트 표면 거칠기의 진전을 도시한다. 생성된 제1 임프린트에 대해, 표면 거칠기는 사용한 작업 스탬프 세대와 독립적이다. 이후의 임프린트(예를 들어, Ima#25)에 대해, 표면 거칠기는 작업 스탬프 세대에 의해 약간 증가되었다. 코팅된 실리콘 마스터 A 또는 B 중 하나로부터 형성된 WS#50을 이용하여, 낮은 표면 거칠기(<100㎚)를 갖는 임프린트가 여전히 생산될 수 있다. 하나의 ASL 코팅된 마스터로부터 50개의 작업 스탬프를 생산하고(ASL 물질이 단일 증착에서 코팅되는 경우) 사용 가능하지 않은 임프린트를 생성하는 모든 50개를 사용할 수 있는 것은 (예를 들어, ASL 물질로서 플루오린화된 중합체 물질을 이용하는 유사한 공정에 비교할 때) 공정 능력의 상당한 개선이 있다.
실시예 2
D4-테트라-에틸 트라이에톡시실란을 예시적 ASL 물질로서 사용하였다. 플루오린화된 중합체 물질을 비교 ASL 물질로서 사용하였다. ASL 물질을 테트라하이드로퓨란(THF) 중에 약 5중량%의 물질을 함유하는 제형 내로 혼입시켰다.
획정된 복수의 나노-크기의 특징을 각각 포함하는 실리콘 마스터는 각각 ASL 물질 및 비교 ASL 물질로 코팅하였다. ASL 물질 및 비교 ASL 물질은 열적으로 경화시키고, 용매 세척하였다. 일부 예에서, 용매는 THF이다. 다른 예에서, 용매는 비경화 ASL 물질을 가용화한다.
본 실시예에서 상이한 유형의 작업 스탬프 수지를 사용하였다. 하나의 작업 스탬프 수지는 실리콘 아크릴레이트 단량체로 형성되었다. 다른 작업 스탬프 수지는 플루오린화된 작업 스탬프 물질이었다. 실리콘 아크릴레이트 작업 스탬프 수지를 ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터 상에서 스핀 코팅하고 나서, UV 경화에 노출시켜 작업 스탬프의 적어도 5개 세대를 형성하였다. 본 실시예에서 제5 세대를 사용하였고, 작업 스탬프 실시예 #3으로서 지칭한다. 실리콘 아크릴레이트 작업 스탬프 수지를 비교 ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터 상에 스핀 코팅하고 나서, UV 경화에 노출시켜 비교 작업 스탬프의 적어도 5개 세대를 형성하였다. 본 실시예에서 이들 비교 작업 스탬프의 제5 세대를 사용하였고, 비교 작업 스탬프 #3(비교예 #3)로서 지칭한다. 플루오린화된 작업 스탬프 물질을 비교 ASL 물질로 코팅한 실리콘 마스터 상에 스핀 코팅하고 나서, UV 경화에 노출시켜 추가적인 비교 작업 스탬프의 적어도 5개 세대를 형성하였다. 본 실시예에서 추가적인 비교 작업 스탬프의 제5 세대를 사용하였고, 비교 작업 스탬프 #4(비교예 #4)로서 지칭한다.
작업 스탬프 #3 및 비교 작업 스탬프 #3 및 #4를 나노임프린트 리소그래피(NIL) 검사에서 사용하였다. 각각의 작업 스탬프를 사용하여 (NIL을 통해) 25개의 상이한 샘플을 임프린팅하고, 각각의 비교 작업 스탬프를 사용하여 (NIL을 통해) 25개의 상이한 비교 샘플을 임프린팅하였다.
25개의 임프린트 후에, 형성된 비교 작업 스탬프 #3(즉, 5 세대 실리콘 아크릴레이트 작업 스탬프 수지는 비교(즉, 플루오린화된) ASL 물질)로 코팅된 실리콘 마스터로 코팅된 실리콘 마스터를 형성하고, 주사 전자 현미경(SEM) 이미지(나타내지 않음)는 인쇄된 웰의 바닥에 구멍이 있다는 것을 나타내었다. 물질의 이런 특정 조합은 또한 역젖음(즉, 5 세대 실리콘 아크릴레이트 작업 스탬프 수지는 비교(즉, 플루오린화된) ASL 물질로부터의 역젖음임)을 겪었고, 따라서 자동화 도구 상에서 사용할 수 없다.
도 8A 및 도 8B는 작업 스탬프 #3으로부터 형성된 제25 임프린트의 하향식 및 단면적 SEM 이미지이다. ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터 상에 형성된 실리콘 아크릴레이트 작업 스탬프 수지로부터 형성된 임프린트는 바람직한 수준의 패턴 정확도 및 예리하고, 잘 획정된 에지를 나타낸다. 표면 거칠기는 상대적으로 낮은 R(5㎛) = 2㎚ 및 R(30㎛) = 3㎚였다. 도 9A 및 도 9B는 비교 작업 스탬프 #4로부터 형성된 제25 임프린트의 하향식 및 단면도 SEM 이미지이다. 비교 ASL 물질로 코팅된 실리콘 마스터 상에 형성된 플루오린화된 작업 스탬프 물질로부터 형성된 임프린트는 바람직한 수준의 패턴 정확도를 나타내지만, 웰은 둥글고, 표면 거칠기는 상대적으로 높은 R(5㎛) = 11㎚ 및 R(30㎛) = 12㎚이다. 이 데이터는 작업 스탬프 수지 및 ASL 물질(예를 들어, 실리콘계 ASL 물질 상에 형성된 실리콘계 작업 스탬프 또는 플루오린화된 ASL 물질로부터 형성된 플루오린화된 작업 스탬프)에 대해 유사한 물질은 적합한 임프린트를 반드시 초래하지는 않는다는 것을 나타낸다. 사실, 비교 작업 스탬프 #4는 적합한 임프린트를 생산하지 않았다.
추가적인 사항
앞서 언급한 개념(단, 이러한 개념이 상호 비일치는 아님)의 모든 조합은 본 명세서에 개시된 본 발명의 대상의 부분인 것으로 상정된다는 것이 인식되어야 한다. 특히, 본 개시내용의 마지막에 나타내는 특허 청구된 대상의 모든 조합은 본 명세서에 개시된 본 발명의 대상의 부분인 것으로 상정된다. 또한 참고로 편입된 임의의 개시내용에서 또한 나타날 수 있는 본 명세서에서 명확하게 사용되는 용어는 본 명세서에 개시된 특정 개념과 가장 일치되는 의미에 따라야 한다는 것이 인식되어야 한다.
본 명세서에 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 본 명세서에 그들의 전문이 참고로 편입된다.
명세서 전체적으로 "일례", "다른 예, "예" 등에 대한 언급은 예와 관련하여 기재된 특정 요소(예를 들어, 특징, 구조, 및/또는 특징)가 본 명세서에 기재된 적어도 하나의 예에 포함되고, 다른 예에 존재할 수도 있거나 또는 존재하지 않을 수도 있다는 것을 의미한다. 추가로, 임의의 예에 대해 기재된 요소는 명확하게 달리 표시되지 않는 한, 다양한 예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 제공된 범위는 언급된 범위 및 언급된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위를 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 약 5중량% 내지 약 10중량%의 범위는 약 5중량% 내지 약 10중량%의 명확하게 인용된 제한을 포함할 뿐만 아니라 개개 값, 예컨대, 약 5.2중량%, 약 6중량%, 약 7중량% 등, 및 하위 범위, 예컨대, 약 5.5중량% 내지 약 8중량% 등을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 더 나아가, "약" 및/또는 "실질적으로"가 값을 기재하기 위해 이용될 때, 그들은 언급된 값으로부터의 약간의 변동(최대 +/- 10%)을 포함하는 것으로 의미된다.
몇몇 예를 상세하게 기재하였지만, 개시된 예는 변형될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 앞서 언급한 설명은 비제한적인 것으로 고려되어야 한다.

Claims (34)

  1. 임프린팅 장치로서,
    획정된 복수의 나노특징(nanofeature)을 포함하는 실리콘 마스터(silicon master); 및
    상기 실리콘 마스터를 코팅하는 점착방지층으로서, 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 분자를 포함하는, 상기 점착방지층을 포함하는, 임프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분자는 사이클로실록산, 사이클로테트라실록산, 사이클로펜타실록산 또는 사이클로헥사실록산이고, 상기 분자는 적어도 하나의 비치환된 C1- 6알킬기로 치환된, 그리고 알콕시실란기로 치환되는 적어도 하나의 C1- 12알킬기로 치환된, 임프린팅 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분자는 4개의 비치환된 C1- 6알킬기로 치환된, 그리고 트라이알콕시실란기로 각각 치환되는 4개의 C1- 12알킬기로 치환된, 임프린팅 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 비치환된 C1-6알킬기는 메틸기인, 임프린팅 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알콕시실란기로 각각 치환되는 상기 C1-12알킬기는 에틸 또는 프로필기인, 임프린팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 알콕시실란기로 각각 치환되는 상기 C1-12알킬기는 에틸기인, 임프린팅 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알콕시실란 또는 트라이알콕시실란기는 트라이메톡시실란 또는 트라이에톡시실란인, 임프린팅 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 알콕시실란 또는 트라이알콕시실란기는 트라이에톡시실란인, 임프린팅 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 사이클로실록산은 사이클로테트라실록산 및 사이클로헥사실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된, 임프린팅 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 실란 작용기는 알킬 알콕시실란인, 임프린팅 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 알킬 알콕시실란은 에틸 트라이에톡시실란인, 임프린팅 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는,
    Figure pct00007
    인, 임프린팅 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착방지층은 순수한 형태의 상기 분자와 상기 분자의 올리고머의 혼합물을 포함하는, 임프린팅 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 마스터 상에서 상기 점착방지층과 접촉되는 실리콘계(silicon-based) 작업 스탬프를 더 포함하는, 임프린팅 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실리콘계 작업 스탬프는 중합된 실리콘 아크릴레이트 단량체를 포함하는, 임프린팅 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 작업 스탬프와 접촉되는 뒤판을 더 포함하는, 임프린팅 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는 플루오린을 제외하는, 임프린팅 장치.
  18. 방법으로서,
    마스터 주형을 형성하는 단계로서,
    획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터 상에 제형을 증착시키는 것으로서, 상기 제형은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함하는, 상기 제형을 증착시키는 것; 및
    상기 제형을 경화시킴으로써 상기 실리콘 마스터 상에 점착방지층을 형성하는 것으로서, 상기 점착방지층은 상기 분자를 포함하는, 상기 점착방지층을 형성하는 것
    에 의해서, 상기 마스터 주형을 형성하는 단계;
    상기 마스터 주형의 상기 점착방지층 상에 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계;
    상기 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 상기 복수의 나노특징의 음성 복제물(negative replica)을 포함하는 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및
    상기 마스터 주형으로부터 상기 작업 스탬프를 방출시키는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 용매는 비등점이 약 70℃ 미만이고; 그리고
    상기 분자는 적어도 약 5중량%의 양으로 상기 제형에 존재하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란 또는 톨루엔인, 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제형을 증착시키는 것 및 상기 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 것은 각각 스핀코팅을 수반하는, 방법.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘계 작업 스탬프 물질은 실리콘 아크릴레이트 단량체를 포함하는, 방법.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는 약 5중량% 내지 약 10중량% 범위의 양으로 상기 제형 중에 존재하는, 방법.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출된 작업 스탬프는 상기 분자가 적어도 실질적으로 없는, 방법.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는,
    Figure pct00008
    인, 방법.
  26. 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는 플루오린을 제외한, 방법.
  27. 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업 스탬프를 방출시키는 단계는 상기 점착방지층을 갖는 방출된 마스터 주형을 제공하고, 상기 방법은,
    상기 방출된 마스터 주형의 상기 점착방지층 상에 제2 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계;
    상기 제2 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 상기 복수의 나노특징의 음성 복제물을 포함하는 제2 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및
    상기 마스터 주형으로부터 상기 제2 작업 스탬프를 방출시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제2 실리콘계 작업 스탬프 물질의 증착 전에 상기 방출된 마스터 주형을 세정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 작업 스탬프를 이용하는 방법으로서, 상기 작업 스탬프는,
    마스터 주형을 형성하는 단계로서,
    획정된 복수의 나노특징을 포함하는 실리콘 마스터 상에 제형을 증착시키는 것으로서, 상기 제형은 적어도 하나의 실란 작용기를 갖는 사이클로실록산을 갖는 용매 및 분자를 포함하는, 상기 증착시키는 것; 및
    상기 제형을 경화시킴으로써 상기 실리콘 마스터 상에 점착방지층을 형성하는 것으로, 상기 점착방지층은 상기 분자를 포함하는, 상기 점착방지층을 형성하는 것
    에 의해서, 상기 마스터 주형을 형성하는 단계;
    상기 마스터 주형의 상기 점착방지층 상에 실리콘계 작업 스탬프 물질을 증착시키는 단계;
    상기 실리콘계 작업 스탬프 물질을 경화시켜 상기 복수의 나노특징의 음성 복제물을 포함하는 작업 스탬프를 형성하는 단계; 및
    상기 마스터 주형으로부터 상기 작업 스탬프를 방출시키는 단계
    에 의해 형성된 것이고,
    상기 작업 스탬프를 이용하는 방법은,
    상기 작업 스탬프를 지지체 상의 임프린트 리소그래피 수지에 임프린팅하는 단계; 및
    상기 수지를 경화시킴으로써 획정된 복수의 나노특징의 복제물을 갖는 서열분석면을 형성하는 단계를 포함하는, 작업 스탬프를 이용하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 서열분석면은 상기 분자가 적어도 실질적으로 없는, 작업 스탬프를 이용하는 방법.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 복수의 나노특징의 상기 복제물에 존재하는 중간 구조 상에 증폭 프라이머를 접합시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 중간 구조는 하기 화학식 (I)의 반복 단위를 포함하는 중합체 코팅인, 방법:
    Figure pct00009

    식 중:
    R1은 H 또는 선택적으로 치환된 알킬이고;
    R A 는 아지도, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 알켄일, 선택적으로 치환된 하이드라존, 선택적으로 치환된 하이드라진, 카복실, 하이드록시, 선택적으로 치환된 테트라졸, 선택적으로 치환된 테트라진, 나이트릴옥사이드, 나이트론 및 티올로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    R5는 H 및 선택적으로 치환된 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    각각의 -(CH2)p-는 선택적으로 치환될 수 있으며;
    p는 1 내지 50 범위의 정수이고;
    n은 1 내지 50,000 범위의 정수이며; 그리고
    m은 1 내지 100,000 범위의 정수이다.
  33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는,
    Figure pct00010
    인 방법.
  34. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자는 플루오린을 제외한, 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017382163B2 (en) * 2016-12-22 2022-06-09 Illumina Cambridge Limited Imprinting apparatus
FR3075800B1 (fr) * 2017-12-21 2020-10-09 Arkema France Couches anti adhesives pour les procedes d'impression par transfert
JP7474266B2 (ja) * 2019-02-11 2024-04-24 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 大面積シームレスマスター及びインプリントスタンプの製造方法
EP3739386A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-18 OpTool AB A stamp material for nanolithography
EP3839626B1 (fr) * 2019-12-18 2023-10-11 Nivarox-FAR S.A. Procede de fabrication d'un composant horloger
IL296706A (en) * 2020-03-27 2022-11-01 Illumina Inc stamping device
EP3929658A1 (en) 2020-06-23 2021-12-29 Koninklijke Philips N.V. Imprinting method and patterned layer
US11543584B2 (en) * 2020-07-14 2023-01-03 Meta Platforms Technologies, Llc Inorganic matrix nanoimprint lithographs and methods of making thereof with reduced carbon
CA3199918A1 (en) 2021-01-05 2022-07-14 Randall Smith Compositions including functional groups coupled to substrates, and methods of making the same
CN113307223A (zh) * 2021-04-20 2021-08-27 杭州欧光芯科技有限公司 一种纳米孔局部亲疏水性修饰的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084162A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Asahi Glass Co Ltd レプリカモールドの製造方法
KR20140110543A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 영창케미칼 주식회사 나노패턴 복제용 수지 조성물 및 이를 이용한 나노패턴 복제방법
WO2015095291A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Illumina, Inc. Substrates comprising nano-patterning surfaces and methods of preparing thereof
JP2016160285A (ja) * 2015-02-26 2016-09-05 旭化成株式会社 光硬化性樹脂組成物及びその製造方法

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4550035A (en) * 1982-12-10 1985-10-29 Creative Products Resource Associates, Ltd. Cosmetic applicator useful for skin moisturizing and deodorizing
DE3821908A1 (de) * 1988-06-29 1990-01-04 Ernst Boettler Kg Bomix Chemie Trennmittel
US5164278A (en) * 1990-03-01 1992-11-17 International Business Machines Corporation Speed enhancers for acid sensitized resists
US5004502A (en) * 1990-08-23 1991-04-02 Ramzan Chaudhary M Non-irritating detackifying composition
US5153332A (en) * 1990-09-13 1992-10-06 Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. Organocyclosiloxane and method for its preparation
US5330925A (en) * 1992-06-18 1994-07-19 At&T Bell Laboratories Method for making a MOS device
US5378790A (en) * 1992-09-16 1995-01-03 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Single component inorganic/organic network materials and precursors thereof
US5364737A (en) * 1994-01-25 1994-11-15 Morton International, Inc. Waterbone photoresists having associate thickeners
FR2729406B1 (fr) * 1995-01-16 1997-04-18 Rhone Poulenc Chimie Utilisation a titre d'antiadherent et/ou d'hydrofugeant de polyorganosiloxanes fonctionnalises, greffes
US6309580B1 (en) 1995-11-15 2001-10-30 Regents Of The University Of Minnesota Release surfaces, particularly for use in nanoimprint lithography
DE19631227C1 (de) * 1996-08-02 1998-04-23 Byk Chemie Gmbh Cyclische Siloxane und deren Verwendung als Benetzungshilfsmittel und Schaumstabilisatoren
RU2150154C1 (ru) * 1998-11-18 2000-05-27 Акционерное общество закрытого типа "Карбид" Полевой эмиттер электронов и способ его изготовления (варианты)
US6121130A (en) * 1998-11-16 2000-09-19 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Laser curing of spin-on dielectric thin films
US6391937B1 (en) 1998-11-25 2002-05-21 Motorola, Inc. Polyacrylamide hydrogels and hydrogel arrays made from polyacrylamide reactive prepolymers
US6372813B1 (en) 1999-06-25 2002-04-16 Motorola Methods and compositions for attachment of biomolecules to solid supports, hydrogels, and hydrogel arrays
US6664061B2 (en) 1999-06-25 2003-12-16 Amersham Biosciences Ab Use and evaluation of a [2+2] photoaddition in immobilization of oligonucleotides on a three-dimensional hydrogel matrix
TR200200411T2 (tr) * 1999-08-20 2002-06-21 Bayer Aktiengesellschaft Inorganik kaplama bileşimi, üretimi için bir işlem, kullanımı ve bu şekilde elde edilen yapışmaz bir kaplama.
SG98433A1 (en) * 1999-12-21 2003-09-19 Ciba Sc Holding Ag Iodonium salts as latent acid donors
JP2004148506A (ja) * 2000-07-21 2004-05-27 Kansai Paint Co Ltd 塗工フィルム及びその貼り付け方法
US6814898B1 (en) * 2000-10-17 2004-11-09 Seagate Technology Llc Imprint lithography utilizing room temperature embossing
US20020081520A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Ratnam Sooriyakumaran Substantially transparent aqueous base soluble polymer system for use in 157 nm resist applications
EP1260863A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-27 Scandinavian Micro Biodevices Micropatterning of plasma polymerized coatings
US20050064344A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 University Of Texas System Board Of Regents Imprint lithography templates having alignment marks
US6743368B2 (en) * 2002-01-31 2004-06-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Nano-size imprinting stamp using spacer technique
DE50200638D1 (de) * 2002-04-16 2004-08-19 Goldschmidt Ag Th Verwendung von mit Oxyalkylenethergruppen modifizierten Epoxypolysiloxanen als Additive für strahlenhärtende Beschichtungen
DE10217202A1 (de) * 2002-04-18 2003-11-06 Bayer Ag Anti-Haft-Beschichtungen für Reaktoren
JP3848303B2 (ja) * 2002-06-07 2006-11-22 キヤノン株式会社 構造体、機能性構造体及び磁気記録媒体の製造方法
WO2004031315A1 (ja) * 2002-10-04 2004-04-15 Nok Corporation シール材料
JP4024135B2 (ja) * 2002-11-25 2007-12-19 旭化成ケミカルズ株式会社 レーザー彫刻印刷版
JP2004325172A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Asahi Kasei Corp 透明炭化水素系重合体を用いるマイクロチップ
US7070406B2 (en) * 2003-04-29 2006-07-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus for embossing a flexible substrate with a pattern carried by an optically transparent compliant media
JP4465233B2 (ja) * 2003-06-30 2010-05-19 三星電子株式会社 多官能性環状シロキサン化合物、この化合物から製造されたシロキサン系重合体及びこの重合体を用いた絶縁膜の製造方法
US20050038180A1 (en) * 2003-08-13 2005-02-17 Jeans Albert H. Silicone elastomer material for high-resolution lithography
US7365414B2 (en) * 2003-12-01 2008-04-29 Intel Corporation Component packaging apparatus, systems, and methods
US9040090B2 (en) * 2003-12-19 2015-05-26 The University Of North Carolina At Chapel Hill Isolated and fixed micro and nano structures and methods thereof
ES2949821T3 (es) 2004-01-07 2023-10-03 Illumina Cambridge Ltd Matrices moleculares
US7060625B2 (en) * 2004-01-27 2006-06-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imprint stamp
US7088003B2 (en) * 2004-02-19 2006-08-08 International Business Machines Corporation Structures and methods for integration of ultralow-k dielectrics with improved reliability
JP2005330429A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性組成物及びゴム加工品
US7563727B2 (en) * 2004-11-08 2009-07-21 Intel Corporation Low-k dielectric layer formed from aluminosilicate precursors
KR20060057778A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 삼성코닝 주식회사 저유전성 메조포러스 박막의 제조방법
KR101119141B1 (ko) * 2005-01-20 2012-03-19 삼성코닝정밀소재 주식회사 폴리머 나노 입자를 포함하는 저유전 박막 형성용 조성물및 이를 이용한 저유전 박막의 제조방법
KR101331435B1 (ko) * 2005-05-27 2013-11-21 더 거버너스 오브 더 유니버시티 오브 알버타 나노결정성 Ｓｉ／ＳｉＯ₂ 및 자립 Ｓｉ 나노입자의제조방법
US7854873B2 (en) 2005-06-10 2010-12-21 Obducat Ab Imprint stamp comprising cyclic olefin copolymer
KR101358066B1 (ko) * 2006-04-11 2014-02-06 다우 코닝 코포레이션 열변형이 적은 실리콘 복합 모울드
WO2007127984A2 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Polyset Company, Inc. Siloxane epoxy polymers for redistribution layer applications
US9196641B2 (en) * 2006-08-15 2015-11-24 Thin Film Electronics Asa Printed dopant layers
JP2008096923A (ja) 2006-10-16 2008-04-24 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US8128393B2 (en) * 2006-12-04 2012-03-06 Liquidia Technologies, Inc. Methods and materials for fabricating laminate nanomolds and nanoparticles therefrom
US7604836B2 (en) 2006-12-13 2009-10-20 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Release layer and resist material for master tool and stamper tool
CN100468528C (zh) 2007-06-26 2009-03-11 西安交通大学 连续逆压印图型直接转移式制造图案化磁记录介质的方法
CN101842745B (zh) * 2007-10-29 2013-07-10 陶氏康宁公司 极性聚二甲基硅氧烷模型、模型制造方法以及使用该模型用于图案转印的方法
WO2009094786A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Acadia University Device and method for collecting a sample from a wet environment
KR101445878B1 (ko) * 2008-04-04 2014-09-29 삼성전자주식회사 보호 필름 및 이를 포함하는 봉지 재료
JP5251668B2 (ja) * 2009-03-27 2013-07-31 日油株式会社 熱硬化性樹脂組成物
US8809479B2 (en) * 2009-05-01 2014-08-19 Momentive Performance Materials Inc. Moisture curable silylated polymer compositions containing reactive modifiers
JP2010280159A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Osaka Univ ナノインプリントリソグラフィー用の高耐久性レプリカモールドおよびその作製方法
CN101923282B (zh) * 2009-06-09 2012-01-25 清华大学 纳米压印抗蚀剂及采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法
JP5564383B2 (ja) * 2009-09-30 2014-07-30 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物、パターン形成方法およびパターン
WO2012014435A1 (ja) * 2010-07-30 2012-02-02 三菱瓦斯化学株式会社 化合物、感放射線性組成物及びレジストパターン形成方法
DK2602088T3 (en) * 2010-08-06 2018-05-07 Soken Kagaku Kk RESINFORM FOR NANO PREPARATION
US20130200553A1 (en) * 2010-10-29 2013-08-08 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Process and apparatus for cleaning imprinting molds, and process for manufacturing imprinting molds
KR20120046532A (ko) 2010-11-02 2012-05-10 한국생명공학연구원 항생물부착성 ｓｓｑ／ｐｅｇ 네트워크 및 그 제조방법
JP2012248641A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Hyogo Prefecture ナノインプリント用離型処理方法および離型膜
US8586397B2 (en) * 2011-09-30 2013-11-19 Sunpower Corporation Method for forming diffusion regions in a silicon substrate
EP3305400A3 (en) 2011-10-28 2018-06-06 Illumina, Inc. Microarray fabrication system and method
US9149958B2 (en) * 2011-11-14 2015-10-06 Massachusetts Institute Of Technology Stamp for microcontact printing
JP2013138179A (ja) * 2011-11-30 2013-07-11 Central Glass Co Ltd 光重合性組成物並びにそれを用いたパターン形成方法
US20130143002A1 (en) * 2011-12-05 2013-06-06 Seagate Technology Llc Method and system for optical callibration discs
US9012022B2 (en) 2012-06-08 2015-04-21 Illumina, Inc. Polymer coatings
US20140120678A1 (en) * 2012-10-29 2014-05-01 Matheson Tri-Gas Methods for Selective and Conformal Epitaxy of Highly Doped Si-containing Materials for Three Dimensional Structures
US8874182B2 (en) * 2013-01-15 2014-10-28 Google Inc. Encapsulated electronics
US9512422B2 (en) * 2013-02-26 2016-12-06 Illumina, Inc. Gel patterned surfaces
US20160023208A1 (en) 2013-03-13 2016-01-28 Illumina, Inc. Multilayer fluidic devices and methods for their fabrication
EP3919624A3 (en) 2013-07-01 2021-12-29 Illumina, Inc. Catalyst-free surface functionalization and polymer grafting
US8877882B1 (en) * 2013-10-04 2014-11-04 Rochal Industries Llp Non-self-adherent coating materials
US9359512B2 (en) * 2013-12-23 2016-06-07 Xerox Corporation Aqueous dispersible siloxane-containing polymer inks useful for printing
US10421766B2 (en) * 2015-02-13 2019-09-24 Versum Materials Us, Llc Bisaminoalkoxysilane compounds and methods for using same to deposit silicon-containing films
NL2014520B1 (en) * 2015-03-25 2017-01-19 Morpho Bv Method of providing an imprinted security feature.
CN105903796B (zh) * 2016-04-20 2019-02-12 深圳市华星光电技术有限公司 曲面显示器背板成型设备及成型方法
AU2017382163B2 (en) * 2016-12-22 2022-06-09 Illumina Cambridge Limited Imprinting apparatus
AT521173B1 (de) 2018-06-27 2019-11-15 Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co Kg Biegewerkzeug mit Distanzelement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084162A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Asahi Glass Co Ltd レプリカモールドの製造方法
KR20140110543A (ko) * 2013-03-08 2014-09-17 영창케미칼 주식회사 나노패턴 복제용 수지 조성물 및 이를 이용한 나노패턴 복제방법
WO2015095291A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 Illumina, Inc. Substrates comprising nano-patterning surfaces and methods of preparing thereof
JP2016160285A (ja) * 2015-02-26 2016-09-05 旭化成株式会社 光硬化性樹脂組成物及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA3046374A1 (en) 2018-06-28
SA519402145B1 (ar) 2022-11-08
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IL267443B1 (en) 2023-06-01
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AU2017382163B2 (en) 2022-06-09
CN110226128A (zh) 2019-09-10
WO2018118932A1 (en) 2018-06-28
US11213976B2 (en) 2022-01-04
TWI823844B (zh) 2023-12-01

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