TWI548507B - 機能性奈米粒子 - Google Patents

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TWI548507B
TWI548507B TW099127424A TW99127424A TWI548507B TW I548507 B TWI548507 B TW I548507B TW 099127424 A TW099127424 A TW 099127424A TW 99127424 A TW99127424 A TW 99127424A TW I548507 B TWI548507 B TW I548507B
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楊書昆
法蘭克Ｙ 徐
維克倫吉特 辛夫
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    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

機能性奈米粒子 相關申請案的交互參考
本申請案主張2009年8月26日申請之美國臨時申請案第61/236,957號在35 U.S.C. §119(e)(1)下的利益，該申請案的全部內容併入此處作為參考。
本發明關於一種機能性奈米粒子。
 發明背景
奈米製造包含具有100奈米或更小等級之特徵的非常小結構的製造。雖然於奈米製造技術於積體電路工業中已經眾所皆知，但是奈米製造技術也可應用於生物領域、太陽電池工業、電池工業及/或其他工業。參見，例如美國專利公開案第2007/0031505號，美國專利第6,918,946號，美國專利公開案第2008/0121279號，Kelly,J及DeSimone,J.，”蛋白質粒子之形狀特異單一分散的奈米模製”，J. Am. Chem. Soc. 2008年，第130冊，第5437-5439頁，與Canelas,D.，Herlihy,K及DeSimone,J.，”從上至下(Top-down)的粒子製造：用於診斷造影及藥物遞送之大小及形狀的控制”，WIREs奈米醫學及奈米生物技術，2009年，第1冊，第391-404頁。
壓印微影術包含在設置於基材上的可成形層中形成浮雕圖案。基材可以耦合至移動平台以得到所欲的位置來便利圖案化過程。圖案化過程可使用與基材空間上分離的模板及施加於模板及基材之間的可成形液體。可成形液體被固化以在基材上形成符合模板(其接觸該可成形液體)形狀的特徵。在固化之後，模板從特徵上分離，而且基材進行額外的加工以形成機能性奈米粒子(例如藥物遞送裝置、電池及相似物)。
 發明概要
依據本發明之一實施例，係特地提出一種壓印微影術方法，包括：形成一多層基材，該多層基材包括一耦合的可移除層及一耦合至該可移除層的犧牲材料層；使用第一壓印微影術模板圖案化該犧牲層以提供一圖案化層，該圖案化層具有一殘留層及多個突起與多個凹陷的圖案；將該突起及凹陷的圖案轉移入該可移除層中；於該可移除層的凹陷內沉積機能性材料；圖案化該機能性材料以在該可移除層中提供一圖案化的機能性材料層，該圖案化的機能性材料層具有多個柱狀物；及從該多層基材釋放該柱狀物。
依據本發明之另一實施例，係特地提出一種壓印微影術方法，包括：於一多層基材的犧牲材料層中形成多個特徵，該多層基材具有一基底層、耦合至該基底層的一可移除層及耦合至該可移除層的一犧牲材料層；將該犧牲材料層的特徵轉送入該可移除層中而於該可移除層中形成多個突起及多個凹陷；沉積機能性材料於該可移除層的凹陷中；移除設置於該可移除層之凹陷外部的機能性材料，使得一冠狀表面因而形成，該冠狀表面提供機能性材料之各柱狀物的一邊緣；該機能性材料之各柱狀物形成於該可移除層的凹陷中；及從該可移除層釋放機能性材料的柱狀物。
圖式簡單說明
參考顯示於附加圖式中的實施例，提供對於本發明實施例的說明，如此可更詳細地了解本發明。然而要注意的是，附加圖式僅顯示本發明的典型實施例，因此其不應被認為是對於本發明範圍的限制。
第1圖顯示依據本發明實施例之微影系統的簡化側視圖。
第2圖顯示第1圖所示其上設有圖案化層之基材的簡化側視圖。
第3圖顯示第2圖所示其上形成有多個突起之基材的簡化側視圖。
第4圖顯示由第3圖突起釋放所形成之柱狀物的簡化側視圖。
第5A-5F圖顯示依據本發明實施例之柱狀物形成的簡化側視圖。
第6A-6C圖顯示例示柱狀物的立體圖。
第7圖顯示使用壓印微影術形成柱狀物52a之例示方法100的流程圖。
第8A-8E圖顯示依據本發明實施例之柱狀物形成的簡化側視圖。
詳細說明
參考圖式，特別是第1及2圖，其中顯示於基材12上形成機能性奈米及/或微米粒子的微影術系統10。基材12可耦合至基材夾頭14。如顯示者，基材夾頭14為真空夾頭。然而，基材夾頭14可為下述任何夾頭，其包括但不限於，真空、針型、槽型、靜電、電磁及/或相似物。例示夾頭描述於美國專利第6,873,087號、美國序號第11/108,208號、美國序號第11/047,428號、美國序號第11/047,499號、及美國序號第11/690,480號，所有這些文件的全部內容併入此處作為參考。
基材12及基材夾頭14可進一步由平台16支撐。平台16可提供關於x、y及z軸的旋轉及/或平行移動。平台16、基材12及基材夾頭14也可設置於一基底(未顯示)上。
模板18與基材12空間上分隔。模板18可包含從模板18朝向基材12延伸的台面結構20，台面結構20上具有圖案化表面22。此外，台面結構20可被稱作模20。或者，模板18也可在無台面結構20下形成。
模板18及/或模20可以由下述材料形成，其包括但不限於，熔矽石、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石及/或類似物。如顯示者，圖案化表面22包括多個空間上分離的凹陷24及/或突起26界定的特徵，但是本發明實施例並不限於此等構型。例如，圖案化表面22可實質上平坦。通常上，圖案化表面22可被界定為可以形成基材12上所要圖案之基礎的任何原始圖案。此外，模板18可以抗黏附劑(例如Relmat，FT0S)處理。例示的抗黏附劑包含但不限於美國序號第09/976,681號所描述者，該文件的全部內容併入此處作為參考。
模板18可耦合至夾頭28。夾頭28可以構型成，但不限於，真空、針型、槽型、靜電、電磁及/或相似夾頭型式。例示夾頭被進一步描述於美國專利第6,873,087號，該文件的全部內容併入此處作為參考。再者，夾頭28可耦合至壓印頭30，如此夾頭28及/或壓印頭30可構型成便利模板18的移動。此外，夾頭28可構型成於壓印前、壓印中及/或緊接壓印之後(如在分離期間)調整及/或變化模板18結構。
系統10可更包括流體分散系統32。流體分散系統32可用於將機能性材料34a沉積於基材12上。機能性材料34a已經使用於生物領域、太陽電池工業、電池工業及其他需要機能性奈米粒子的工業。例如，機能性材料34a可包含，但不限於，生物材料(例如PEG)、太陽電池材料(例如N型材料，P型材料)、可聚合材料及/或相似物。
機能性材料34a可利用諸如液滴分散、旋轉塗覆、浸漬塗覆、化學性蒸氣沉積(CVD)、物理性蒸氣沉積(PVD)、薄膜沉積、厚膜沉積及/或相似技術而設置於基材12上。應該注意的是，於基材12上設置機能性材料34可被構型為限制廢物的數量。例如，與旋轉塗覆及相似技術相較，使用液滴分散於基材12上設置機能性材料34，可在機能性奈米粒子形成期間限制不得使用之流體的數量。
基材12可包含可移除層50的使用。可移除層50可便利固化機能性材料34a從此處所述之基材12上的分離。用於可移除層50之材料的例子包含但不限於PVA或PMMA。
參考第1及2圖，系統10可進一步包括耦合的固化源38(例如能量源)以指引介質40(例如能量)沿著路徑42來固化機能性材料34a。壓印頭30及平台16可構型為放置模板18及/或基材12使其等與路徑42重疊。系統10受到與平台16、列印頭30、流體分散系統32及/或源38溝通的處理器54所調控，而且經由儲存於記憶體56中的電腦可讀取程式而運作。
不論是列印頭30、平台16或兩者均可變化模20及基材12之間的距離以界定其間由機能性材料34a填充的所欲體積。例如，列印頭30可施加力量給模板18，如此模20會接觸機能性材料34a。在所欲體積已經為機能性材料34a填充之後，源38可產生介質40，例如UV輻射，以引起機能性材料34a的固化及/或交聯而符合基材12表面44及圖案化表面22的形狀，最後界定圖案化層46於基材12上。圖案化層46可包括殘留層48及/或特徵(例如突起47及凹陷49)。突起47可具有厚度t1及殘留層48可具有厚度t2。
參考第2及3圖，在固化之後，圖案化層46可進行進一步加工處理以清潔圖案化層46及/或更加分離突起47以形成柱狀物52。例如，圖案化層46可進行氧漿體蝕刻。蝕刻會移除部分的殘留層48，如第3圖所示。
參考第3及4圖，由基材12上釋放突起47可以形成柱狀物52。例如，基材12可經由下述溶液處理，其包含但不限於，水(例如去離子水)、有機溶劑(例如稀釋HF)、溫和鹼性組份及/或相似溶液。溶液可從基材12釋放突起47以形成具有厚度t3的柱狀物52。
固化機能性材料34a之後接著蝕刻突起47可扭曲突起47的構型，使得突起47厚度t1實質上與所得的柱狀物52厚度t3不同。當形成柱狀物52時，形狀的崩解數量會限制尺度的正確性及/或精準性。依據柱狀物52的設計考量不同，此種扭曲可能是有害的。例如，當柱狀物52為用作藥物遞送裝置的機能性奈米粒子時，柱狀物52在身體內(例如人類、動物等等)的目標地域定位可能會因為形狀的改變及/或扭曲而方向錯誤。
模板18從圖案化層46的分離也可能會在柱狀物52引起分離缺陷。雖然釋放層(例如FOTS、Relmat等等)可以備置於基材12、模板18或兩者上，但是於分離之前，耦合至基材12之圖案化層46的表面面積會少於耦合至模板18之圖案化層46的表面面積。釋放層及/或機能性材料34的材料性結合上表面區域的動力性會於柱狀物52中造成分離缺陷。
第5A-5E圖顯示讓崩解及分離扭曲降至最低之柱狀物52a形成的簡要側視圖。藉由讓崩解及分離扭曲降至最低，可控制柱狀物形成的正確性及/或精準性，如此形成機能性奈米粒子(亦即柱狀物52a)。
柱狀物52a由機能性材料34a形成。機能性材料34a包含工業上所使用的材料，該等工業包括但不限於，生物領域、太陽電池工業、電池工業及相似工業。機能性材料34a已經被用於生物領域、太陽電池工業、電池工業及其他需要機能性奈米粒子的工業。例如，機能性材料34a可包含但不限於，生物材料(例如PEG)、太陽電池材料(例如N型材料，P型材料)、可聚合材料及/或相似材料。
第5A-5E圖說明(1)機能性材料34a之性質；及(2)壓印微影術材料(例如犧牲材料34b、BT20、模板18a及18b的釋放性質及/或相似材料)的使用，藉由使用這些犧牲材料34b及壓印微影術而形成以機能性材料34a填充的凹陷49a及47a。若不明白機能性材料34a的性質及壓印微影術材料的性質，則崩解及分離扭曲會增加。
通常上，使用一個以上壓印微影術製程形成柱狀物52a。例如，於第1及2圖所述的製程及系統中使用第一模板18a，則犧牲材料34b可形成突起47a及凹陷49a。例如，犧牲材料34b(例如單體混合物)可被固化於多層基材70上以形成具備第一組突起47a及凹陷49a的圖案化層46a。突起47a及凹陷49a形成的圖案化可用於在可移除層50a中形成第二組突起47b及凹陷49b。機能性材料34a(例如生物材料)然後沉積於可移除層50a的凹陷49b中以形成柱狀物52a。或者，使用第1及2圖所述的製程及系統，機能性材料34a可沉積於可移除層50a上並以第二模板18b圖案化以在可移除層50a形成柱狀物52。柱狀物52a然後從多層基材70中釋放。
參考第5A圖，犧牲材料34b可沉積於多層基材70上。犧牲材料34b可由材料形成，其包括但不限於，美國專利第7,157,036號及美國專利公開案第2005/0187339號所述之含單體混合物的可聚合流體，該兩文件的全部內容併入此處作為參考。
多層基材70可包含基底層12a、可移除層50a、保護層60及附著層62。基底層12a類似第1圖所述的基材12。基底層12a可由下述材料製成，其包括但不限於熔矽石、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石及/或類似物。
可移除層50a可鄰近基底層12a設置。可移除層50a類似第3圖所述的可移除層50。例如，當經由下述溶液處理，可移除層50a可釋放柱狀物52a，該等溶液包括但不限於，水(例如去離子水)、有機溶劑(例如稀釋的HF)、溫和鹼性組份及/或相似物。
保護層60可鄰近可移除層50a而設置。保護層60的材料性於可讓壓印及/或蝕刻期間之可移除層50a的損壞及/或扭曲降至最低。例如，保護層60可由下述材料製成，諸如PECVD氧化矽及相似物。
附著層62(例如BT20)可鄰接保護層60而設置。於加工圖案化層46a期間，附著層62藉由模板18從圖案化層46a分離時，將圖案化層46a附著多層基材70使得分離扭曲降至最低。
參考第5B圖，使用如系統10所述的第一模板18a及第1及2圖所述的製程，圖案化層46a的特徵(例如47a及49a)可形成於多層基材70上。應該注意的是，圖案化層46a可由其他奈米微影術形成，其包括但不限於，光學微影術、x光微影術、極端紫外線微影術、掃描探針微影術、原子力顯微奈米微影術、磁微影術及/或相似技術。
參考第5C-5D圖，緊接著圖案化層46a形成於多層基材70後，特徵(例如47a及49a)有助於在可移除層50a形成特徵(例如47b及49b)。例如，可蝕刻多層基材70中的特徵(例如47a及49a)而形成可移除層50a中的特徵(例如47b及49b)。例示技術包含，但不限於，美國序號10/396,615及美國序號10/423,642所述的技術，該兩文件的全部內容併入此處作為參考。
於一任意步驟中，部分的可移除層50a或整個移除層50a可暴露於UV臭氧及/或O2漿體中。暴露於UV臭氧及/或O2漿體可改變給定材料之部分可移除層50a的濕潤特性。濕潤特性的改變可增加深度及/或外表比，及/或減少填充時間及填充缺陷。
參考第5D及5E圖，機能性材料34a(例如生物材料)可沉積於圖案化之可移除層50a上。根據設計考量，可以使用下述技術來沉積機能性材料34a，諸如液滴分散、旋轉塗覆、浸漬塗覆、化學性蒸氣沉積(CVD)、物理性蒸氣沉積(PVD)、薄膜沉積、厚模沉積及/或相似技術。例如，藉由使用液滴分散技術沉積機能性材料34a，沉積於可移除層50a上的機能性材料34a數量可以保留。
機能性材料34a可填充可移除層50a的凹陷49b而形成柱狀物52a。於一實施例中，沉積於可移除層50a上的部分機能性材料34a可被移除以形成柱狀物52a。部分機能性材料34a的移除提供暴露柱狀物52a的冠狀層66(例如，實質上平面層)。部分機能性材料34a可以使用下述技術而移除，其包括但不限於，厚層蝕刻、CMP拋光及/或類似方法。例如，若機能性材料34a由金屬形成，冠狀層66可藉由金屬蝕刻劑形成，金屬蝕刻劑包括但不限於，Cl2、BCl3、其他以氯為主的蝕刻劑及/或相似物。應該注意的是，金屬蝕刻劑不限於以氯為主的蝕刻劑。例如，一些金屬(諸如鎢)可用以氟為主的蝕刻劑蝕刻。冠狀層66可藉蝕刻形成，該蝕刻利用壓印光阻作為遮罩或利用用於圖案化轉移的硬遮罩。例如，冠狀層66可藉由使用硬遮罩而形成，硬遮罩由下述材料形成，其包括但不限於，Cr、氧化矽、氮化矽及/或相似物。或者，若機能性材料34a由以矽為主的材料形成，冠狀層66可藉由使用普通矽蝕刻劑蝕刻矽而形成，普通矽蝕刻劑，包括但不限於，CF4、CHF3、SF6、Cl2、HBr，其他以氟，氯及溴為主的蝕刻劑及/或相似物。此外，可使用壓印光阻作為遮罩、用於圖案化轉移的硬遮罩或相似物蝕刻冠狀層66。例如，可使用硬遮罩蝕刻冠狀層66，硬遮罩由下述材料形成，其包括但不限於，Cr、氧化矽、氮化矽及/或相似物。
於另一實施例中，可使用第二模板18b以從沉積於可移除層50a上的機能性材料34a形成柱狀物52a。放置模板18b使其與可移除層50a上的機能性材料34a重疊。模板18b接觸機能性材料34a且機能性材料34a可固化。然後分離模板18b。應該注意的是，模板18b可任意地包含有助於模板18b從此處所述之固化的機能性材料34a分離的塗覆物(例如FOTS)。
模板18b的使用可在固化的機能性材料34a中提供實質上平面的邊緣。可以選擇固化機能性材料34a及模板18b之間的表面面積使得該面積少於固化機能性材料34a及可移除層50a之間的表面面積。例如，模板18b可實質上為平面。藉由減少固化機能性材料34a及模板18b相較於固化機能性材料34a及可移除層50a的表面面積，固化機能性材料34a的分離缺陷可以降低。
參考第5E圖，固化機能性材料34a及/或可移除層50a可被移除以提供冠狀層66。例如，固化機能性材料34a及/或可移除層50a可以厚層蝕刻、CMP拋光及/或類似方法移除以提供冠狀層66(例如平面化層)。柱狀物52a可設置於可移除層50a的凹陷49b內。
參考第5E及5F圖，柱狀物52a可從可移除層50a釋放。例如，可移除層50a可經由下述溶液處理，其包含但不限於，水(例如去離子水)、有機溶劑、無機酸(例如稀釋的HF)、溫和鹼性組份及/或相似物，使得柱狀物52a從多層基材70中釋放。
固化機能性材料34a冠狀化所提供的尺寸及可移除層50a提供的尺寸可界定柱狀物52a的邊緣，據此可界定柱狀物52a的體積。藉著調整這些尺寸，可以建造具有各種形狀及大小的柱狀物52a。例如，第6A-6C圖所示，可以建造的柱狀物52a形狀包括但不限於，圓形、三角形、長方形、奇異形狀及相似形狀。藉由控制可移除層50a的尺寸及固化機能性材料34a的平面化，也可以控制柱狀物52a形成的形狀、正確性及精準性。再者，柱狀物52a可使用美國序號12/616,896所述的例示技術而形成，該文件的全部內容併入此處作為參考。
第7圖顯示利用壓印微影術系統形成柱狀物52a之例示方法100的流程圖。柱狀物52a的形成可包含一個以上的微影術步驟(例如奈米壓印微影術)。於步驟102中，犧牲材料34b被圖案化於多層基材70上。例如，利用第一壓印微影術製程(使用第一模板18a)可圖案化犧牲材料34b以提供含特徵47a及49a的圖案化層46a。於步驟104中，特徵47a及49a可用於形成可移除層50a中的特徵47b及49b。例如，特徵47a及49a可蝕刻進入多層基材70以提供可移除層50a中的特徵47b及49b。
於一任意步驟中，可移除層50a可暴露於UV臭氧及/或O2漿體。於步驟106中，機能性材料34a(例如生物材料)可沉積於可移除層50a上並且固化。於步驟108中，一部分的機能性材料34a可被圖案化及/或移除以提供暴露柱狀物52a的冠狀表面66。於步驟110中，柱狀物52a可從多層基材70中釋放。
第8A-8E圖顯示用以形成柱狀物52b之另一實施例的簡化側視圖。通常上，柱狀物52b的形成可包括一個以上的壓印微影術步驟。
參考第8A圖，犧牲材料34b可沉積於多層基材70b上。犧牲材料34b可由下述材料形成，其包括但不限於含單體混合物的可聚合流體，如美國專利第7,157,036號及美國專利公開案第2005/0187339號所載，該二文件的全部內容併入此處作為參考。
多層基材70b可包含基底層12b(例如Si)，可移除層50b(例如SiO2)及附著層62b(例如BT20)。基底層12b類似於第1圖所述的基材12。基底層12b可由下述材料形成，其包括但不限於熔矽石、石英、矽、有機聚合物、矽氧烷聚合物、硼矽酸玻璃、氟碳聚合物、金屬、硬化藍寶石及/或類似物。
可移除層50b可鄰近基底層12b而設置。可移除層50b類似於第3圖所述的可移除層50。例如，當可移除層50b經下述溶液處理，其包括但不限於水(例如去離子水)、有機溶劑(例如HF)、溫和鹼性組份及/或相似物，則可移除層50b可釋放柱狀物52a。
機能性材料34a(例如Si)可鄰近可移除層50b而設置。附著層62b(例如BT20)可鄰近機能性材料34a而設置。於加工圖案化層46b(顯示於第8B圖)期間，附著層62b藉由模板18從圖案化層46b分離期間使圖案化層46b附著至多層基材70b而讓分離扭曲變得最小。於一實施例中，機能性材料34a可暴露於UV臭氧及/或O2漿體。將機能性材料34a暴露於UV臭氧及/或O2漿體可廢棄附著層62b，如此圖案化層46b不需使用附著層62b即可直接形成於機能性材料34a上。
參考第8B圖，使用描述於系統10的模板18與描述於第1及2圖的製程，圖案化層46b的特徵(例如47c及49c)可形成於多層基材70b上。應該注意的是，圖案化層46b可由其他奈米微影術形成，其包括但不限於，光學微影術、x光微影術、極端紫外線微影術、掃描探針微影術、原子力顯微奈米微影術、磁微影術及/或相似技術。
參考第8C圖，多層基材70b中可蝕刻特徵(例如47c及49c)而形成可移除層50b中的特徵(例如47d及49d)。例示技術包含但不限於美國序號10/396,615及美國序號10/423,642所描述的技術，該兩文件的全部內容併入此處作為參考。例如，部分可藉由使用下述技術而移除，其包括但不限於厚層蝕刻、CMP拋光及/或類似方法。例如，可以使用下述金屬蝕刻劑，其包括但不限於Cl2、BCl3、其他以氯為主的蝕刻劑及/或相似物。應該注意的是，金屬蝕刻劑不限於以氯為主的蝕刻劑。例如，使用以氟為主的蝕刻劑可蝕刻一些金屬(諸如鎢)。此外，可以蝕刻形成特徵(例如47d及49d)，該蝕刻使用壓印阻抗作為遮罩或使用用於圖案化轉移的硬遮罩。例如，使用硬遮罩可形成特徵(例如47d及49d)，硬遮罩由下述材料構成，其包括但不限於，Cr、氧化矽、氮化矽及/或相似物。或者，可以使用矽蝕刻劑，其包括但不限於，CF4、CHF3、SF6、Cl2、HBr，其他氟，氯及溴為主的蝕刻劑及/或相似物。此外，利用壓印光組作為遮罩、用於圖案化轉移的硬遮罩或相似物可蝕刻特徵(例如47d及49d)。例如，可使用硬遮罩蝕刻特徵(例如47d及49d)，硬遮罩由下述材料製成，其包括但不限於，Cr、氧化矽、氮化矽及/或相似物。.
參考第8C-8E圖，犧牲材料34b及附著層62b(若需要的話)可由機能性材料34a剝除。可移除層50b可經由化學製程處理(例如HF浸泡)，使得機能性材料34a從多層基材70移除，因而形成一個以上的柱狀物52b(亦即機能性奈米粒子)。
10‧‧‧系統
12,12a,12b‧‧‧基材、基底層
14‧‧‧夾頭
16‧‧‧平台
18,18a,18b‧‧‧模板
20‧‧‧台面結構
22,22a,22b‧‧‧圖案化表面
24,24a‧‧‧凹陷
26,26a‧‧‧突起
28‧‧‧夾頭
30‧‧‧壓印頭
32‧‧‧流體分散系統
34a,34‧‧‧機能性材料
34b‧‧‧犧牲材料
38‧‧‧固化源
40‧‧‧介質
42‧‧‧路徑
44‧‧‧表面
46,46a‧‧‧圖案化層
47,47a,47b,47c,47d‧‧‧突起
48‧‧‧殘留層
49,49a,49b,49c,49d‧‧‧凹陷
50,50a,50b‧‧‧可移除層
52,52a,52b,52c,52d‧‧‧柱狀物
54‧‧‧處理器
56‧‧‧記憶體
60‧‧‧保護層
62,62b‧‧‧附著層
66‧‧‧冠狀層
70,70b‧‧‧多層基材
100‧‧‧方法
102,104,106,108,110‧‧‧步驟
t1‧‧‧突起厚度
t2‧‧‧殘留層厚度
t3‧‧‧柱狀物厚度
t4‧‧‧可移除層厚度
第1圖顯示依據本發明實施例之微影系統的簡化側視圖。
第2圖顯示第1圖所示其上設有圖案化層之基材的簡化側視圖。
第3圖顯示第2圖所示其上形成有多個突起之基材的簡化側視圖。
第4圖顯示由第3圖突起釋放所形成之柱狀物的簡化側視圖。
第5A-5F圖顯示依據本發明實施例之柱狀物形成的簡化側視圖。
第6A-6C圖顯示例示柱狀物的立體圖。
第7圖顯示使用壓印微影術形成柱狀物52a之例示方法100的流程圖。
第8A-8E圖顯示依據本發明實施例之柱狀物形成的簡化側視圖。
100．．．方法
102,104,106,108,110．．．步驟

Claims (27)

  1. 一種形成機能性奈米粒子之方法，包含：形成一多層基材，其包含一耦合的可移除層及耦合至該可移除層之一犧牲材料層；使用一第一壓印微影術模板圖案化該犧牲層，以提供一具有一殘留層及多個突起與多個凹陷之一圖案的一圖案化層；將突起及凹陷之該圖案轉移入該可移除層；於該可移除層之凹陷中沉積機能性材料；圖案化該機能性材料以提供一圖案化的機能性材料層，其具有於該可移除層中的多個柱狀物，其中圖案化該機能性材料包含使用第二壓印微影術模板壓印，且該第二壓印微影術模板實質上為平面；及自該多層基材釋放該柱狀物，該經釋放的柱狀物形成包含該機能性材料之機能性奈米粒子。
  2. 如請求項1之方法，其中該機能性材料為一生物材料。
  3. 如請求項1之方法，其中該柱狀物之釋放係包括使該可移除層於一溶液進行處理，該溶液包含水、有機溶劑及溫和鹼性組分。
  4. 如請求項1之方法，該犧牲材料層係由含單體混合物的可聚合流體形成。
  5. 如請求項1之方法，其中該多層基材更包含一耦合至該可移除層之一基底層。
  6. 如請求項1之方法，更包括使至少部分的該可移除層暴 露於UV臭氧而改變該可移除層的濕潤特性。
  7. 如請求項1之方法，其中該機能性材料藉由液滴分散(drop dispense)沉積於該圖案化層上。
  8. 如請求項1之方法，其中該圖案化機能性材料層與該第二模板之間的表面面積小於該圖案化機能性材料層與該可移除層之間的表面面積。
  9. 如請求項1之方法，其中圖案化該機能性材料包含藉由蝕刻形成一冠狀層，該蝕刻使用一壓印光阻作為遮罩。
  10. 如請求項1之方法，其中至少一柱狀物的形狀選自由下列組成的群組：圓形、三角形及長方形。
  11. 如請求項1之方法，其中該多層基材更包括耦合至該可移除層的一保護層，該保護層由在該突起及凹陷之圖案轉移入該可移除層期間，使可移除層之損壞及扭曲降至最低的材料形成。
  12. 如請求項11之方法，其中該多層基材更包括耦合至該保護層的一附著層，在使用第二壓印微影術模板圖案化該機能性材料期間，該附著層使該圖案化層黏附至該多層基材。
  13. 一種形成機能性奈米粒子之方法，包括：於一多層基材的犧牲材料層中形成多個特徵，該多層基材具有一基底層、耦合至該基底層的一可移除層及耦合至該可移除層的一犧牲材料層；將該犧牲材料層的特徵轉送入該可移除層中而於該可移除層中形成多個突起及多個凹陷； 沉積機能性材料於該可移除層的凹陷中；藉由與一實質上為平面的第二壓印微影術模板壓印來平面化該機能性材料，以形成機能性材料之一圖案化層，該機能性材料具有多個形成在該可移除層之凹陷中的柱狀物；移除設置於該可移除層之凹陷外部的機能性材料，使得一冠狀表面因而形成，該冠狀表面提供機能性材料之各柱狀物的一邊緣；該機能性材料之各柱狀物形成於該可移除層的凹陷中；及從該可移除層釋放機能性材料的柱狀物，該經釋放的柱狀物形成包含該機能性材料之機能性奈米粒子。
  14. 如申請專利範圍第13項的方法，更包括在沉積機能性材料之前，使該可移除層曝露於UV臭氧。
  15. 如申請專利範圍第13項的方法，其中機能性材料為生物材料，且犧牲材料層係由含單體混合物的可聚合材料形成。
  16. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該柱狀物之釋放係包括使該可移除層於一溶液進行處理，該溶液包含水、有機溶劑及溫和鹼性組分。
  17. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該多層基材更包括耦合至該可移除層的一保護層，該保護層由在該突起及凹陷之圖案轉移入該可移除層期間，使可移除層之損壞及扭曲降至最低的材料形成。
  18. 一種形成機能性奈米粒子之方法，包含：於一可移除層中形成多個凹陷；於該可移除層之該等凹陷中沉積機能性材料；圖案化該機能性材料以形成機能性材料之一圖案化層，其具有形成於該可移除層之該等凹陷中的多個柱狀物；其中該機能性材料之平面化包含使用一實質上為平面的壓印微影術模板壓印；移除該機能性材料之一部分以暴露該可移除層位於該機能性材料之形成的柱狀物間之部分；及自該可移除層釋放機能性材料之柱狀物以形成機能性奈米粒子，該經釋放的柱狀物形成包含該機能性材料之機能性奈米粒子。
  19. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該可移除層係耦合至一基底層。
  20. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該機能性材料係藉由液滴分散沉積於該可移除層之該等凹陷中。
  21. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該機能性材料為一生物材料。
  22. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該柱狀物之釋放係包括使該可移除層於一溶液進行處理，該溶液包含水、有機溶劑及溫和鹼性組分。
  23. 如請求項18之方法，其中形成多個凹陷於可移除層中，更包含步驟：沉積犧牲材料於該可移除層上； 形成該犧牲材料之一圖案化層，該圖案化層具有多個凹陷；及將該等多個凹陷之圖案轉移入該可移除層。
  24. 如請求項23之方法，其中該圖案化層之形成包括使用一壓印微影術模板。
  25. 如請求項23之方法，其中該犧牲材料係藉由液滴分散沉積於該可移除層上。
  26. 如請求項23之方法，其中該犧牲材料係藉由旋轉塗覆沉積於該可移除層上。
  27. 如請求項23之方法，其中該圖案化層之形成進一步包含該犧牲層之UV或熱固化。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8562892B2 (en) * 2008-10-14 2013-10-22 The Regents Of The University Of California Mechanical process for producing particles in a fluid
JP5261218B2 (ja) * 2009-02-04 2013-08-14 富士フイルム株式会社 微粒子及びその製造方法
JP2013503057A (ja) 2009-08-26 2013-01-31 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド 機能ナノ粒子
EP2529274B1 (en) 2010-01-29 2014-10-08 Canon Nanotechnologies, Inc. Nanoimprint lithography processes for forming nanoparticles
US10170764B2 (en) 2010-06-30 2019-01-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing ultra small particle, positive electrode active material of second battery using the method for manufacturing ultra small particle and method for manufacturing the same, and secondary battery using the positive electrode active material and method for manufacturing the same
JP5982386B2 (ja) 2010-11-05 2016-08-31 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド 非凸形ナノ構造のパターン形成
WO2012061753A2 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Molecular Imprints, Inc. Nanoimprint lithography formation of functional nanoparticles using dual release layers
US9082625B2 (en) * 2013-12-11 2015-07-14 International Business Machines Corporation Patterning through imprinting
US20180323078A1 (en) * 2015-12-24 2018-11-08 Intel Corporation Pitch division using directed self-assembly
CN107381498A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 边捷 一种片状液相纳米颗粒制备方法
CN107573531B (zh) * 2017-07-13 2020-08-14 大连理工大学 一种液滴饼状弹跳的大尺寸超疏水圆柱阵列的热压加工方法
US11126083B2 (en) 2018-01-24 2021-09-21 Canon Kabushiki Kaisha Superstrate and a method of using the same
CN108873607A (zh) * 2018-07-26 2018-11-23 京东方科技集团股份有限公司 一种纳米压印模板及其制作方法
CN111694214A (zh) * 2020-06-29 2020-09-22 京东方科技集团股份有限公司 纳米图案的拼接方法和拼接设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040211754A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Molecular Imprints, Inc. Method of forming stepped structures employing imprint lithography
TWI241460B (en) * 2003-12-23 2005-10-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd The method of manufacturing nano pattern particles
WO2007094829A2 (en) * 2005-11-07 2007-08-23 The University Of North Carolina At Chapel Hill Isolated and fixed micro and nano structures and methods thereof
JP2008126375A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Sumitomo Electric Ind Ltd ３次元微細構造体の製造方法
US20080182070A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Pei-Yu Chou Method of manufacturing an imprinting template using a semiconductor manufacturing process and the imprinting template obtained
US20090023288A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing nanoelectrode lines using nanoimprint lithography process
US20090196826A1 (en) * 2007-12-18 2009-08-06 Board Of Regents, The University Of Texas System Compositions and methods of making non-spherical micro- and nano-particles

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3638857A1 (de) 1985-11-15 1987-05-21 Toshiba Kawasaki Kk Hochdruckentladungslampe
US4742805A (en) 1986-08-14 1988-05-10 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
GB2334347B (en) 1998-02-13 2001-02-28 Univ Hertfordshire An improved method of fabricating coded particles
US20040178076A1 (en) * 1999-10-01 2004-09-16 Stonas Walter J. Method of manufacture of colloidal rod particles as nanobarcodes
US6873087B1 (en) 1999-10-29 2005-03-29 Board Of Regents, The University Of Texas System High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes
WO2002029136A1 (en) 2000-10-02 2002-04-11 Surromed, Inc. Method of manufacture of colloidal rod particles as nanobarcodes
AU2001297642A1 (en) 2000-10-12 2002-09-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Template for room temperature, low pressure micro- and nano-imprint lithography
US6918946B2 (en) 2001-07-02 2005-07-19 Board Of Regents, The University Of Texas System Applications of light-emitting nanoparticles
US6936194B2 (en) 2002-09-05 2005-08-30 Molecular Imprints, Inc. Functional patterning material for imprint lithography processes
US8349241B2 (en) 2002-10-04 2013-01-08 Molecular Imprints, Inc. Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability
US20040065252A1 (en) 2002-10-04 2004-04-08 Sreenivasan Sidlgata V. Method of forming a layer on a substrate to facilitate fabrication of metrology standards
US7754016B2 (en) * 2002-10-07 2010-07-13 United Technologies Corporation Multiple axis tumbler coating apparatus
US6969690B2 (en) * 2003-03-21 2005-11-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and apparatus for patterned deposition of nanostructure-containing materials by self-assembly and related articles
CN100490076C (zh) * 2003-03-21 2009-05-20 北卡罗来纳-查佩尔山大学 自组装方法、制造阴极的方法和沉积材料的装置
US7179396B2 (en) 2003-03-25 2007-02-20 Molecular Imprints, Inc. Positive tone bi-layer imprint lithography method
US7157036B2 (en) 2003-06-17 2007-01-02 Molecular Imprints, Inc Method to reduce adhesion between a conformable region and a pattern of a mold
PT1704585T (pt) 2003-12-19 2017-05-05 Univ North Carolina Chapel Hill Métodos para fabricar microestruturas e nanoestruturas isoladas usando litografia suave ou impressão litográfica
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
US7060625B2 (en) * 2004-01-27 2006-06-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imprint stamp
US8076386B2 (en) 2004-02-23 2011-12-13 Molecular Imprints, Inc. Materials for imprint lithography
EP1772186B1 (en) * 2004-05-31 2011-08-24 Japan Science and Technology Agency Process for producing nanoparticle or nanostructure with use of nanoporous material
US7041604B2 (en) * 2004-09-21 2006-05-09 Molecular Imprints, Inc. Method of patterning surfaces while providing greater control of recess anisotropy
US7798801B2 (en) 2005-01-31 2010-09-21 Molecular Imprints, Inc. Chucking system for nano-manufacturing
US7636999B2 (en) 2005-01-31 2009-12-29 Molecular Imprints, Inc. Method of retaining a substrate to a wafer chuck
US7635263B2 (en) 2005-01-31 2009-12-22 Molecular Imprints, Inc. Chucking system comprising an array of fluid chambers
US9180102B2 (en) 2005-05-06 2015-11-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods for fabricating nano and microparticles for drug delivery
AU2006282042B2 (en) * 2005-06-17 2011-12-22 The University Of North Carolina At Chapel Hill Nanoparticle fabrication methods, systems, and materials
US7759407B2 (en) 2005-07-22 2010-07-20 Molecular Imprints, Inc. Composition for adhering materials together
JP5452922B2 (ja) 2005-09-13 2014-03-26 アフィメトリックス・インコーポレーテッド コード化されたマイクロ粒子
KR20090025229A (ko) * 2006-05-09 2009-03-10 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나 엣 채플 힐 태양광 발전 장치용 고신뢰성 나노 구조체와 어레이 및 이의 제조 방법
JP5359270B2 (ja) * 2006-06-30 2013-12-04 王子ホールディングス株式会社 単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法およびナノインプリント用または射出成型用モールドの製造方法
US7863150B2 (en) * 2006-09-11 2011-01-04 International Business Machines Corporation Method to generate airgaps with a template first scheme and a self aligned blockout mask
US7705237B2 (en) 2006-11-27 2010-04-27 Sunpower Corporation Solar cell having silicon nano-particle emitter
US20130177598A1 (en) 2007-02-27 2013-07-11 The University Of North Carolina At Chapel Hill Discrete size and shape specific pharmaceutical organic nanoparticles
EP2173509A4 (en) 2007-06-25 2013-11-06 Affymetrix Inc STRUCTURED MICROCODES
JP5018283B2 (ja) * 2007-07-05 2012-09-05 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造方法
US8529778B2 (en) 2008-11-13 2013-09-10 Molecular Imprints, Inc. Large area patterning of nano-sized shapes
JP5261218B2 (ja) 2009-02-04 2013-08-14 富士フイルム株式会社 微粒子及びその製造方法
JP2013503057A (ja) 2009-08-26 2013-01-31 モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド 機能ナノ粒子
EP2312393A1 (en) 2009-10-14 2011-04-20 Biocartis SA Method for producing microparticles
EP2529274B1 (en) 2010-01-29 2014-10-08 Canon Nanotechnologies, Inc. Nanoimprint lithography processes for forming nanoparticles
WO2012061753A2 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Molecular Imprints, Inc. Nanoimprint lithography formation of functional nanoparticles using dual release layers
TWI714855B (zh) 2018-03-01 2021-01-01 鴻海精密工業股份有限公司 頭戴式核磁共振成像儀以及失智症預檢系統

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040211754A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Molecular Imprints, Inc. Method of forming stepped structures employing imprint lithography
TWI241460B (en) * 2003-12-23 2005-10-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd The method of manufacturing nano pattern particles
WO2007094829A2 (en) * 2005-11-07 2007-08-23 The University Of North Carolina At Chapel Hill Isolated and fixed micro and nano structures and methods thereof
JP2008126375A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Sumitomo Electric Ind Ltd ３次元微細構造体の製造方法
US20080182070A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Pei-Yu Chou Method of manufacturing an imprinting template using a semiconductor manufacturing process and the imprinting template obtained
US20090023288A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing nanoelectrode lines using nanoimprint lithography process
US20090196826A1 (en) * 2007-12-18 2009-08-06 Board Of Regents, The University Of Texas System Compositions and methods of making non-spherical micro- and nano-particles

Also Published As

Publication number Publication date
EP2470956A1 (en) 2012-07-04
US8961800B2 (en) 2015-02-24
EP2470956B1 (en) 2018-02-14
EP3293573A1 (en) 2018-03-14
TW201111158A (en) 2011-04-01
WO2011025522A1 (en) 2011-03-03
JP2013503057A (ja) 2013-01-31
CN102648438A (zh) 2012-08-22
US20110049096A1 (en) 2011-03-03

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